Titel: | Polytechnische Schau. |
Fundstelle: | Band 336, Jahrgang 1921, S. 237 |
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Polytechnische
Schau.
(Nachdruck der Originalberichte – auch im Auszuge
– nur mit Quellenangabe gestattet.)
Polytechnische Schau.
Verbrennungstechnik.
W. Nusselts Theorie der Verbrennung und Vergasung der Kohle auf
dem Roste. In Heft 19 der Zeitschrift für Dampfkessel und Maschinenbetrieb
wird auf eine sehr beachtenswerte Theorie der Verbrennung und Vergasung der Kohle
auf dem Roste hingewiesen, welche im Verlaufe des Krieges in den Grundzügen
festgelegt wurde und deren weitere Ausgestaltung durch ihren Begründer, Professor W.
Nusselt in Karlsruhe, beabsichtigt ist. Es gelang
diesem, die Vorgänge, die sich in Feuerungsanlagen abspielen und bisher nicht
restlos geklärt wurden, auf das Problem der Wärmeübertragung zurückzuführen, welches
der Forschung zugänglicher ist. Nusselt setzt der
Vereinfachung halber voraus, daß die das Brennstoffbett durchströmende Luft ihren
Weg durch kanalartige Spalten nimmt, deren Wandungen Kohleplatten bilden. Es wird
nun infolge der großen Affinität von Sauerstoff zur Kohle der erstgenannte
Bestandteil der Luft an den Begrenzungsflächen des Spaltes völlig verbrannt sein, so
daß dort die Sauerstoffkonzentration Null und die Kohlensäurekonzentration 0,21 ist.
Im Kerne des Luftstromes liegen die Verhältnisse umgekehrt, und es muß somit der
Sauerstoff nach der Wand, die Kohlensäure in entgegengesetzter Richtung
diffundieren. Hieraus folgt, daß die in der Sekunde verbrennende Sauerstoffmenge aus
den Diffusionsgesetzen bestimmt werden kann. Diese besagen, daß das
Sauerstoffgewicht d G, welches in der Zeit d z durch das Flächenelement d f
hindurchströmt, verhältnisgleich der Diffussionszahl k und dem Abfall der Dichte γ
des Sauerstoffes auf die Längeneinheit senkrecht zur Fläche d f ist:
d\,G=k\,d\,f\,d\,z\,\frac{d\,\gamma}{d\,s}, wenn s die
Koordinate auf der Flächennormalen bezeichnet. Diese Gleichung läßt sich in eine
Form bringen, die vollständig dem Grundgesetze für die Wärmeübertragung von einer
Wand auf ein an ihr entlang strömendes Gas entspricht. Ist nämlich p der
Gesamtdruck, p1 der Teildruck des Sauerstoffes, O2 dessen numerische Konzentration, R die
Gaskonstante, μ das Molekulargewicht und T die absolute Temperatur, so wäre nach Dalton
O_2=\frac{p_1}{p} und entsprechend der Zustandsgleichung
\gamma=\frac{p_1\,\mu}{R\,T}. Führt man diese Werte in das
Diffussionsgesetz ein, so ergibt sich
d\,G=k\,d\,f\,d\,z\,\frac{\mu\,p}{R\,T}\ \frac{d\,O_2}{d\,s}.
Ferner besagt die Zustandsgleichung, daß V_p=\frac{G}{\mu}\,R\,T
ist, sofern V das Sauerstoffvolumen beim Zustande p und T bedeutet und durch
Verbindung der beiden letzgenannten Beziehungen folgt
d\,V=k\,d\,f\,d\,z\,\frac{d\,O_2}{d\,s}. Andrerseits wurde
von Nusselt schon vor Jahren in überzeugender Weise
dargelegt, daß der Wärmeübergang die Grundgesetze der Wärmeleitung befolgt und somit
auf das Flächenelement d f einer Wand, deren Wärmegrad T sei, in der Zeit d z von
einem vorbeiströmenden Gas die Wärmemenge
d\,Q=\lambda\,d\,f\,d\,z\,\frac{d\,\Theta}{d\,s} übertragen
wird, wenn Θ die Temperatur des Gases und λ dessen Wärmeleitzahl bei T Grad ist.
Dieser Ausdruck geht in die Gleichung für d V über, sobald man Q durch V, λ durch k
und Θ durch O2 ersetzt. Nun ist weiterhin die in der
Zeit z durch die Fläche F ausgetauschte Wärmemenge Q = α F z μm, wobei α die Wärmeübergangszahl sowie μm den mittleren Temperaturunterschied bedeutet, und
infolge der gefundenen Analogie gilt V = β F z O2m.
Hierin ist β ein von Nusselt als Verbrennungszahl
bezeichneter Wert, nämlich die in der Zeiteinheit für die Flächeneinheit zur
Verbrennung erforderliche Anzahl von Raumeinheiten des Sauerstoffes, wenn dessen
mittlere Konzentration O2m gleich 1 ist. Unter
Benutzung der Zahl β läßt sich nun leicht die Aufgabe lösen, die Zusammensetzung der
Gase, die Temperatur und die in der Zeiteinheit zur Verbrennung gelangende
Kohlenmenge für verschiedene Entfernungen vom Roste zu bestimmen. Nennt man die
stündlich durch 1 m2 Rostfläche zugeführte Anzahl
von Luftmolen n, die im Abstande x von den Stäben herrschende Temperatur T und die
Molekularwärme der Gase an dieser Stelle C, so ist der durch die Ebene x strömende
Wärmeinhalt I = n C T. Es bleibt nämlich bei der Verbrennung entsprechend der Formel
C + O2 = C O2 +
Heizwert die Molzahl unverändert. Sinken gleichzeitig durch dieselbe Ebene m Mole
Kohle, deren Molekularwärme c sei, so findet ein Durchgang des Wärmeinhaltes i = m c
T statt. Ueberdies wird durch Leitung die Wärmemenge
q=\lambda\,\frac{d\,T}{d\,x} übertragen, und schließlich
entwickelt sich in
einer Schicht von der Dicke d x durch Verbrennung die Wärme d Q = h d m, wenn h den
Heizwert von 1 Mol des Brennstoffes bezeichnet. Nun muß nach dem Satze von der
Erhaltung der Energie d I + d i + d q – d Q = O sein, wobei die Differentiale die
Veränderung der betreffenden Größe längs d x darstellen. Hieraus folgt durch
Integrieren I + i + q – Q = C1. Ferner führen die
entwickelten Beziehungen zu dem Ergebnis, daß stündlich in der Schicht d x die
Kohlenmenge d m = β O2 d x verbrennt, woraus
\frac{d\,m}{d\,x}=\beta\,O_2 folgt. Ueberdies muß nach dem
Gesetze von der Erhaltung des Stoffes alle verbrannte Kohle als Kohlensäure
entweichen und somit d m = – n d O2 beziehungsweise
m = – n O2 + C2
sein. Man kann nun mit Hilfe der vorstehenden Gleichungen m, T und O2 als Funktion von x bestimmen. Zur Ermittlung der
Intregralkonstanten dienen folgende Bedingungen: Für x = O ist m = O, sofern keine
Kohle durch die Rostspalten fällt. An derselben Stelle ist die
Sauerstoffkonzentration O2 = 0,21. Bezeichnet man
weiterhin die durch Strahlung und Leitung an den Aschenfall und die Roststäbe
abgegebene Wärme mit Si und die Temperatur der unter den Rost tretenden
Verbrennungsluft mit T1, so folgt
\lambda\,\frac{d\,T}{d\,x}=S_1+n\,C\,(T-T_1). Endlich werden
an der Oberfläche des Brennstoffes, wo x = H ist, S2
Wärmeeinheiten an die Kesselwand abgegeben. Man erhält demnach
-\lambda\,\frac{d\,T}{d\,x}=S_2+m\,c\,(T-T_2), sofern T2 die Temperatur der frischen Kohle bedeutet.
Es dürfte aus dem Vorstehenden, trotzdem das Wesentliche der Nusseltschen Theorie nur angedeutet werden konnte, hervorgehen, wie
wertvoll die Einführung des Begriffes der Verbrennungszahl für die rechnerische
Behandlung der Vorgänge in Feuerungs- und Vergasungsanlagen ist. Man findet den Wert
von β auf Grund der erwähnten Analogie, wenn man α für die im Einzelfalle
vorliegenden Verhältnisse bestimmt hat. Eine Voraussetzung ist hierbei, daß die
Molzahl bei der Verbrennung keine Veränderung erleidet. Dies dürfte bis zu einer
gewissen Schütthöhe aller Wahrscheinlichkeit nach zutreffen, denn so lange freier
Sauerstoff vorhanden ist, wird alle Kohle zu Kohlensäure verbrennen. Eine
Kohlenoxydbildung ist nicht zu erwarten, da die Affinität dieses Gases zum
Sauerstoff bei den in Frage kommenden Wärmegraden so groß ist, daß es sich sofort
mit ihm verbindet. Erst wenn die Höhe der Brennstoffschicht einen bestimmten Wert
überschreitet, ist mit der Entstehung von Kohlenoxyd und einer Veränderung der
Molzahl zu rechnen.
Schmolke.
Hydrierung von Kohle. Sehr beachtenswerte Ergebnisse
erzielten Fischer und Schrader
bei Versuchen über die Hydrierung von Kohle und anderen festen Brennstoffen mittels
Natriumformiats. Daß die Möglichkeit besteht, Kohle durch Hydrierung weitgehend in
Oele überzuführen, war bereits in den Jahren 1869 und 1870 von Berthelot dargetan worden. Bestehen blieb aber das Problem, die Hydrierung
durch Auffindung eines weniger kostspieligen Reduktionsmittels als die von Berthelot
benutzte Jodwasserstoffsäure technisch brauchbar zu machen. Bergius glaubte die Frage gelöst zu haben, indem er Kohle, Torf oder Holz
mit Wasserstoff unter hohem Druck und bei hoher Temperatur behandelte. Es sollte
nach seinen Angaben möglich sein, 85 v. H. der Kohle in flüssige oder lösliche
Verbindungen überzufühen. Versuche von Fischer und Schrader aus dem Jahre 1914
zeigten, daß sich zwar durch Erhitzen von Steinkohle mit Wasserstoff unter
hohem Druck die Teerausbeute steigern läßt, keineswegs wurden aber die in den
Bergiusschen Patenten in Aussicht gestellten Ausbeuten erreicht. Fischer und
Schrader bedienten sich nun in der Einsicht, daß durch molekularen Wasserstoff eine
befriedigende Hydrierung nicht zu erzielen war, des Wasserstoffs in wirksamerer
Form, und zwar benutzten sie zu seiner Erzeugung Natriumformiat. Der aus
schmelzendem Natriumformiat entwickelte Wasserstoff übt sehr starke
Reduktionswirkungen aus. Vergleichende Versuche mit und ohne Formiatzusatz haben
ergeben, daß die Oelausbeute bei der Destillation rheinischer Braunkohle unter gewöhnlichem Druck bei 400° durch Zusatz von
Natriumformiat wesentlich erhöht wird, nämlich bei einem Verhältnis von Kohle zu
Formiat wie 1 : 4 von rund 7 v. H. auf 23–27 v. H. der angewandten Reinkohle.
Hierbei ist es jedoch nötig, die Einwirkung des Sauerstoffs sorgfältig
auszuschließen und das Oel möglichst rasch aus der Retorte herauszubringen. Selbst
geringe Sauerstoffmengen, wie sie z.B. im käuflichen Bombenstickstoff enthalten
sind, drücken die Ausbeute stark herunter. Bei Versuchen unter
hohem Druck erhielten die Verfasser weit bessere Oelausbeuten als beim
einfachen Erhitzen von Kohlen und Formiat unter gewöhnlichem Druck, und zwar sind
diese besseren Ergebnisse nicht, wie anfangs angenommen, in der Gegenwart von Wasser
begründet, sondern vielmehr in den Gasen Wasserstoff und Kohlenoxyd. Bei der
Untersuchung des Einflusses der Temperatur auf die Hydrierung von Braunkohlen zeigte
sich, daß bei weitem die größte Menge ätherlöslicher Stoffe bei 400° gebildet
wurden, bei 350° und 450° dagegen wesentlich weniger. Versuche über den Einfluß der
Formiatmenge auf die Oelausbeute ergaben eine Steigerung bei Vermehrung der
Formiatmenge. Eine Vermehrung der Formiatmenge über das Doppelte der Kohlenmenge
zeigten nur noch eine geringe Erhöhung der Oelausbeute. Bei Anwendung der doppelten
Menge von Formiat betrug die Ausbeute 45 v. H., bei Anwendung der achtfachen Menge
48 v. H.
Es wurde eine Reihe von Steinkohlen, Braunkohlen, und ferner Torf, Holz, Lignin,
Zellulose und Zucker einer dreistündigen Hydrierung mit der doppelten Menge
Natriumformiat bei 400° unterworfen. Bei den Steinkohlen verminderte sich die
Ausbeute der ätherlöslichen Stoffe mit dem geologischen Alter, und zwar lag dieselbe
zwischen 39 v. H. bei der Gasflammkohle und 1,6 v. H. beim Anthrazit. Bei den
Braunkohlen lag die Ausbeute zwischen 27 v. H. (Lignit) und 45 v. H. (rheinische
Braunkohle). Torf, Holz, Zellulose und Lignin lieferten 13 bis 24 v. H. Der bei der
Hydrierung hinterbleibende organische Rückstand betrug bei den letzteren Stoffen mit
Ausnahme des Lignins weniger als 5 v. H., bei den Braunkohlen zwischen 5 und 10 v.
H., bei den meisten Steinkohlen dagegen über 50 v. H.
Versuche mit rheinischer Braunkohle in etwas größerem Maßstabe lieferten annähernd
dieselben Ausbeuten. Die ätherlöslichen Stoffe waren zu über ⅔ ohne stärkere
Zersetzung unter gewöhnlichem Druck destillierbar; sie siedeten zu nahe 50 v. H.
zwischen 300 und 350°.
Durch trockene Destillation von hydrierter Kohle erhält man Teer in etwa der gleichen
Ausbeute, wie sie die Extraktion mit Aether ergibt.
Die erhaltenen Ausbeuten sind keineswegs als Höchstausbeuten zu betrachten, vielmehr
ist anzunehmen, daß sich dieselben bei einer gründlichen Durchmischung der
Reaktionsprodukte, z.B. mittels Rührwerks, noch erhöhen werden. Bezüglich einer
technischen Ausnutzung spricht für die Methode, daß eine vorherige Kompression von Gasen nicht
erforderlich ist. Anderseits ist eine Druckapparatur wegen der auftretenden Gase
nicht zu umgehen. Die Regeneration des aus dem Formiat entstehenden Karbonats könnte
geschehen, indem erst mit Kalk kaustifiziert und dann in die erhitzte Lauge unter
Druck Kohlenoxyd eingepreßt wird. Es ist aber auch möglich, ohne Kaustifizierung in
Druckapparaturen die Karbonatlösung in Formiatlösung überzuführen; hat es sich doch
gezeigt, daß sogar die Salze höherer Fettsäuren durch Kohlenoxyd unter Druck zerlegt
werden können.
Prinzipielle Bedenken in technischer Hinsicht stehen aber jeder Methode gegenüber,
bei welcher, wie bei der Hydrierung der Kohle, feste Substanzen (in diesem Falle die
Kohle) in Hochdruckapparaten bei intermittierendem Betriebe ein- oder ausgebracht
bzw. bei kontinuierlichem Betrieb durchgeführt werden sollen. (Brennstoff-Chemie, 1.
Juni 1921, S. 161–173.)
K.
Wärmewirtschaft.
Verwertung des Abdampfes von Dampfhämmern. Die Vorteile
der Ausnutzung des Abdampfes von Dampfmaschinen zur Heizung und Eindampfung, zum
Vorwärmen von Speisewasser, zur Bereitung von Warmwasser für chemische Zwecke usw.
sind schon seit langer Zeit bekannt; derartige Abdampfverwertungs-Anlagen sind in
großer Zahl vorhanden. Noch selten ausgenutzt ist bisher der Abdampf von
Dampfhämmern, sei es, daß man vor der großen Ungleichförmigkeit der Dampfabgabe
zurückschreckte, sei es, daß man ungünstige Einwirkung des Gegendruckes auf die
Schlagkraft der Hämmer befürchtete. Für die Wirtschaftlichkeit der Ausnutzung des
Abdampfes größerer Dampfhammerschmieden bietet nachstehend beschriebene Anlage ein
Beispiel, an dem sich übrigens auch die vorgenannten Befürchtungen als unberechtigt
erwiesen haben.
In der Schmiedewerkstatt I der Eisenbahnwerkstatt Chemnitz befinden sich 6
Dampfhämmer, davon einer von 2000 kg, zwei von je 800 kg, zwei von je 500 kg und
einer von 300 kg Bärgewicht. Der Abdampf dieser sechs Hämmer wird, nachdem er einen
Oelabscheider durchströmt hat, in einem reichlich bemessenen und gut gegen Abkühlung
geschützten Behälter gesammelt. Dieser Behälter ist mit einem einstellbaren
Druckbegrenzungsventil ausgerüstet, das bei einem Ueberdruck von 0,2 bis 0,3 at den
überschüssigen Dampf ins Freie entweichen läßt, und mit einem ebenfalls
einstellbaren selbsttätigen Druckminderungsventil, das bei kürzerem oder längerem
Stillstande der Hämmer gedrosselten Frischdampf vom Kesselhaus in den Dampfsammler
einläßt. An den Dampfsammler angeschlossen ist die Heizungsanlage für die
Werkstättenhallen (Wagenwerkstatt nebst Tischlerei, Sattlerei und Lackiererei) von
insgesamt etwa 110000 m3 Luftraum. Die Erfahrung
hat gezeigt, daß die verfügbare Abdampfmenge genügt, um diese Werkstättengebäude
ausreichend zu heizen. Frischdampf ist nur etwa eine Stunde lang vor Beginn der
Arbeitszeit nötig, um die Räume etwas vorzuwärmen, da die Abdampflieferung erst mit
Beginn der Arbeitszeit bzw. etwas nachher einsetzt.
Eine Messung des ausschließllich von dem Abdampf der Hämmer stammenden
Niederschlagswassers ergab in 8 Stunden rund 14500 kg, das mit etwa 70 v. H. wieder
zur Speisung der Kessel verwendet wird. Dies bedeutet, daß stündlich rund 1000000
kcal aus dem Abdampf der Heizung nutzbar gemacht werden. Hierzu tritt noch ein
weiterer Gewinn von stündlich rund 120000 kcal durch die Vorwärmung des
Speisewassers. Bei einem Wirkungsgrade der Kesselanlage von 70 v. H. ergibt
sich also eine Ersparnis von rund 1600000 kcal/st in der Kohle, also z.B. bei
Braunkohle von etwa 2500 kcal Heizwert eine Ersparnis von rund 640 kg/st = 5,2 t/Tag
=770 t/Jahr bei 150 Heiztagen.
Diese Ersparnis ermöglicht schon jetzt eine Abschreibung der Anlagekosten, deren
bedeutendster Teil auf den Umbau der vorhandenen Hochdruckheizung (Vergrößerung der
Heizflächen) zu rechnen ist, in etwa zwei Jahren.
Hierbei ist noch zu berücksichtigen, daß die von der Firma Gebrüder Weißbach, Chemnitz, ausgeführte Anlage weiter ausgebaut werden
kann, da immer noch bedeutende Mengen von Abdampf zu den Zeiten starker Tätigkeit
der Hämmer ungenützt ins Freie entweichen. Es ist deshalb beabsichtigt,
Abkocheinrichtungen, Holztrockenanlage, Badeanstalt und (während der Sommermonate)
einen Speisewasservorwärmer anzuschließen und damit die Wirtschaftlichkeit der
Anlage noch weiter zu verbessern. Auch daß Kesselheizfläche für andere Zwecke
verfügbar gemacht wird, verdient hervorgehoben zu werden.
Werkstattstechnik.
Textabbildung Bd. 336, S. 239
Abb. 5. Wagrechter Schnitt durch den Härteofen.
Elektrischer Härte-, Glüh- und Einsatzofen. Der von der
Firma E. O. Bartz & Bolle,
Berlin, auf den Markt gebrachte Ofen unterscheidet sich von dem in D. p. J. 1919, S.
202 beschriebenen gemäß Abb. 5 dadurch, daß die
seitlich in Nischen untergebrachten Heizstäbe, die wegen ihrer senkrechten Lage
keiner Durchbiegung durch das Eigengewicht ausgesetzt sind und sich frei ausdehnen
können. Ein Verschmoren und ein Kurzschluß durch Berühren der etwa beschädigten
Drähte ist unmöglich. (Werkstattstechnik 1921, Heft 4.)
Preger.
Textabbildung Bd. 336, S. 239
Abb. 1. Lederband-Kupplung.
Textabbildung Bd. 336, S. 239
Abb. 2. Vereinfachte Kupplung.
Vereinfachte nachgiebige Kupplung. Eine im Krieg schwer
belastete 1000-t-Doppeldurchstoßmaschine arbeitete mit einer Lederbandkupplung nach
Abb. 1. Der Riemen riß oft, was die Arbeit
empfindlich aufhielt. Nach dem Ersatz durch eine vereinfachte Kupplung nach Abb. 2 arbeitete die Presse über ein Jahr ohne
irgendeine Instandsetzung. Es konnte auch ein billiger Haarriemen anstatt des teuren
Lederriemens verwendet werden und derselbe brauchte auch nicht genäht zu werden wie
letzterer. (Werkstattstechnik 1921, Heft 1.)
Preger.
Kontrollschreibapparat für Arbeitsleistung. In D. p.
J. 1920, S. 257 ff waren Apparate gezeigt, die den Kraftverbrauch der
Werkzeugmaschinen in Kurven aufzeichnen und dadurch eine genaue Kontrolle über die
Betriebszeiten und die Ausnutzung der Maschinen in jeder Hinsicht erlauben. Diese
Apparate sind aber verhältnismäßig verwickelt und teuer. Der Schreibapparat von
Harms verzichtet auf die Aufschreibung des Kraftverbrauches und zeichnet nur die
gemachten Hübe oder Umdrehungen auf, also nur die Bewegungszeiten der Maschine, ohne
deren Belastung anzugeben. Für viele Zwecke wird das genügen. Durch ein Uhrwerk wird
ein Papierstreifen unter zwei Zeigern mit Farbstiften vorbeigezogen. Der eine Zeiger
zeichnet jeden Hub oder jede Umdrehung oder jede vielfache Umdrehung durch einen
Punkt auf den Papierstreifen. Der andere Zeiger macht alle 15 Minuten einen
Punktneben die erste Punktreihe (vergl. obenstehende Abbildung). Die Arbeitspausen
zum Auf- und Abspannen, Werkzeugwechsel usw. geben sich durch die Lücken in der
unteren Punktreihe kund. Zu Beginn einer neu eingerichteten Arbeit wird eine
Musterleistung durch den Meister oder einen zuverlässigen Vorarbeiter auf der
Maschine vorgenommen und aufgezeichnet. Der Apparat wird dann verschlossen und
zeichnet die Arbeitszeiten während der eigentlichen Arbeit auf. Durch den Vergleich
der später aufgezeichneten Kurve mit der ursprünglich geschriebenen Musterpunktreihe
wird dann geschlossen, ob die Maschine vorschriftsmäßig angewendet wurde.
(Werkstattstechnik 1921, Heft 2.)
Textabbildung Bd. 336, S. 240
Abb. a Hobelarbeit.
a = 13 × 4 = 52 Hübe; b =
Mindestzeit für Ab- und Aufspannen; c, e, g, i, l = Hubzahl der Hobelmaschine
gegenüber der Musterleistung zu groß; d, f, h, k = Zeit zum Ab- und Aufspannen
gegenüber der Musterleistung zu groß.
Textabbildung Bd. 336, S. 240
Abb. b Arbeit an Ziehpressen.
a = 1 × 4 Hübe; b = Mindestzeit zum
Herausnehmen und Einbringen; c, e, g, i = regelmäßig gearbeitet; d, f, h =
ungebührlich lange Arbeitspausen; Musterleistung.
Textabbildung Bd. 336, S. 240
Abb. c Revolver-Dreharbeit.
a = 11 × 16 = 176
Spindel-Umdrehungen; b = Mindestzeit z. Ab- u. Aufspannen; Musterleistung.
Preger.
Die Untersuchung von Bohrölen wurde Anfang 1917 auf dem
Versuchsfelde für Werkzeugmaschinen an der technischen Hochschule in Berlin
angestellt. Die Versuche wurden mit normalen Spiralbohrern auf einer zur Messung des
Bohrdruckes und des durch den Bohrer auf das Werkstück ausgeübten Drehmomentes
eingerichteten Senkrecht-Bohrmaschine von Ludw. Loewe & Co. vorgenommen. Als
Werkstoff diente S.-M.-Stahl in Stangen von 45 × 55 bis 45 × 60 mm Querschnitt, 60
bis 65 kg/qmm Festigkeit und einer Brinellhärte von 166 bis 182 kg/qmm. Die Bohrer
hatten 20,5 mm Durchmesser. Das Bohröl wurde in kräftigem Strahl der Schnittstelle
zugeführt und Sacklöcher von stets gleicher Tiefe gebohrt bei anfangs 26 m/min.,
später 19 m/min. Schnittgeschwindigkeit und 0,16 mm/Umdrehung Vorschub. Das Ergebnis
der Versuche war Folgendes:
1. Ohne Kühlflüssigkeit. Die Schneide wurde bei den
genannten Schnittgeschwindigkeiten so warm, daß die Versuche bald abgebrochen werden
mußten. §
2. Bohren mit reinem Wasser. Die Kühlung war so gut, daß
nicht genügend Werkstoff verarbeitet werden konnte, um den Bohrer stumpf zu
bekommen. Die Versuche konnten daher nicht bis zu Ende durchgeführt werden. Es
zeigte sich bald eine kräftige Rostbildung.
3. Kühlung mit Pottaschenlösung. Pottasche wurde irr den
Kriegsjahren als Sodaersatz aus probiert. Die Kühlung war noch sehr gut, die
Rostbildung war jedoch stärker als bei reinem Wasser.
4. Kühlung mit Sodalösung. Bei 5 v. H. Soda wurde noch ein
schwaches Rosten bemerkt, bei 10 v. H. Soda hörte es auf. Die Bohrleistung war
geringer als bei reinem Wasser, aber immer noch gut.
5. Kühlung mit Bohröl. Es wurden Friedens und
Ersatzbohröle in den vom Lieferanten vorgeschriebenen Verdünnungen 1 : 50, 1 : 20
und 1 : 10 angewendet. Die Bohrleistung sank erheblich unter diejenige des Wassers
und des Sodawassers. Die Beschädigung des Bohrers war beim Eintritt des Stumpfwerden
jedes Mal größer als vorher.
Die nachstehende Zahlentafel gibt die mittlere gebohrte Lochzahl bis zum Stumpfwerden
des Bohrers an.
5 v. H. Soda
v = 26 m/min.,
s = 0,16 mm/Umdr.
8
Friedensbohröl der Firma A
„ „
„ „
1,5
Ersatzbohröl der Firma A
„ „
„ „
4
10 v. H. Soda
v= 19 m/min.,
s = 0,16 mm/Umdr.
7,4
Friedensbohröl der Firma B
„ „
„ „
4,7
Ersatzbohröl der Firma B
„ „
„ „
2,3
Reines Wasser kühlt also am besten, jeder Zusatz setzt diese gute Kühlwirkung herab.
Es sollte also stets nur so viel Soda oder Bohröl zugesetzt werden, daß das Rosten
vermieden wird. Beim Schneiden von Gewinde, beim Schlichten, Formdrehen usw. hat das
Bohröl eine etwas andere Wirkung, die Versuche sind also für diese Zwecke nicht
maßgebend. (Werkstattstechnik 1921, Heft 5.)
Preger.
Gastechnik.
Elektrische Entstaubung und Reinigung von Gasen. Die
Staubabscheidung und Reinigung von Gasen und Dämpfen auf elektrischem Wege hat in
den letzten Jahren eine weite Verbreitung erlangt. Die ersten Versuche auf diesem
Gebiete wurden von dem amerikanischen Ingenieur Cottrell
angestellt, das Verfahren wurde in der Folge in Deutschland von Möller und einigen Spezialfirmen weiter ausgebaut, so
namentlich von der Metallbank und Metallurgischen Gesellschaft, A.-G., Frankfurt,
sowie von den Siemens-Schuckertwerken, G. m. b. H., in Berlin. Ueber die Grundlagen
und Entwicklung dieses Verfahrens berichtete kürzlich Oberingenieur Plaß auf der Hauptversammlung der Gesellschaft Deutscher
Metallhütten- und Bergleute. Nach seiner Angabe sind heute in Deutschland 30 Anlagen
mit rund 1,7 Mill. cbm Stundenleistung in Betrieb, während weitere 20 Anlagen im Bau
sind. Die elektrische Gasreinigung beruht auf der Beobachtung, daß die in Gasen,
Nebeln oder Dämpfen enthaltenen Staubteilchen beim Durchgang durch ein Feld von
hochgespanntem elektrischen Strom elektrisch geladen und infolgedessen an einer Elektrode
niedergeschlagen werden, während ein Teil des Staubes auch durch Zusammenballen oder
Wirbelbildung zu Boden sinkt. Die Vorzüge des elektrischen Verfahrens gegenüber den
älteren Gasreinigungsverfahren beruhen darauf, daß mit geringem Kraftaufwand eine
weitgehende Entstaubung des Gases erzielt wird, ferner daß auch saure und explosive
Gase auf diese Weise leicht gereinigt werden können, und zwar sowohl bei hoher
Temperatur ohne erheblichen Wärmeverlust, als auch bei niedriger Temperatur, in
Dampf- oder nebelförmigem Zustand. Die elektrischen Entstaubungsanlagen enthalten
keine der Abnutzung unterliegenden bzw. zu Bränden Veranlassung gebenden
Filterstoffe, da hier die Kraftlinien des elektrischen Feldes gewissermaßen als
Filter wirken. Die bei nasser Reinigung der Gase oft recht schwierige Beseitigung
und Klärung des Schlammwassers fällt bei dem elektrischen Verfahren ganz weg. Die
abgeschiedenen Staubmengen sind, da sie zumeist trocken niedergeschlagen werden,
sofort wieder verwendbar. Das elektrische Entstaubungsverfahren eignet sich in
erster Linie für Metallhüten, ferner für zahlreiche chemische Betriebe, wie Säure-,
Soda- und Karbidfabriken, endlich für Kalk-, Tonerde- und Zementwerke. (Chem.-Ztg.
1921, S. 545).
Sander.
Betontechnik.
Neuere Betonierungsverfahren. Von neueren
Betonierungsverfahren sind besonders 2 hervorzuheben. Das eine, hauptsächlich in
Amerika zur Anwendung gelangte, benutzt zur Beförderung des Betons an seine
Verwendungsstelle die Schwerkraft – sponting System, Dabei wird das gemischte
Material von der Mischmaschine in einen 50 bis 60 m hohen Gerüstturm aus Holz oder
Eisen gehoben und von dort mittels Rinnen an den jeweiligen Ort der Verwendung
geleitet. Diese Betonierungsart bietet große Vorteile bei umfangreichen Bauten, von
etwa 4- bis 5000 m3 aufwärts.
Das zweite Verfahren, das sog. Beton-Spritzverfahren, stammt ebenfalls aus Amerika.
In Dänemark ist es bereits im Jahre 1912 zu Verputzarbeiten verwendet worden.
Allerdigs besteht ein Unterschied zwischen dem „Spritzverfahren“ und dem
„Blasverfahren.“ Ueber letzteres verbreitete sich in eingehender Weise
Ober-Ingenieur Schlüter auf der Hauptversammlung des
„Deutschen Beton-Vereins“ zu Berlin 1921. Nach seinen Ausführungen war es
unmöglich, angenäßtes Betongemenge mittels Preßluft durch die Schläuche hindurch zur
Verwendungsstelle zu bringen, Eine Hauptschwierigkeit bestand noch darin, dem
staubtrockenen Gemenge das erforderliche Wasser zuzusetzen, weil dieses Gemenge viel
zu wasserabweisend ist. Von 1910–1912 wurden Versuche mit Gebläse-Beton ausgeführt,
bis es dem deutschamerikanischen Ingenieur Carl Weber
gelang, ein bereits vorgefeuchtetes Gemenge zu verwenden, so daß die noch notwendige
Wasserbeigabe an der Düse ohne weiteres möglich ist. Weber hat sein Beton-Gebläse
„Tecton“ genannt, welcher in der Hauptsache aus 2 übereinander
angeordneten Preßluft-Kesseln besteht, die durch Glockenventile beliebig geöffnet
und geschlossen werden können. Die erforderliche Preßluft kann durch einen beliebig
gebauten Kompressor geliefert werden. Dieses Verfahren, „Torkret-Verfahren“
genannt, wird von der „Deutschen Torkret-Baugesellschaft Berlin“
ausgeführt.
Der Hauptvorteil des Verfahrens besteht in der innigen Verbindung mit der
Antragfläche. Bei selbständigen Tragwerken wird die Einschalung auf einer Seite
überflüssig, wodurch feste und zugleich dichte Betonierung auch in den Fällen
erreicht werden kann, bei denen die Stampfarbeit bisher unmöglich war. Das
Torkretverfahren kann mit besonderem Vorteil im Bergbau, beim Schachtausbau wie auch
beim Streckenausbau verwendet werden, dann bei Wiederherstellungsarbeiten
schadhafter Beton- und Eisenbetonbauwerke, bei Einkleidung von Eisentragteilen zum
Schutz gegen Rost, Gase, im Eisenbetonschiffsbau usw.
Sicherlich werden beide Betonierungsverfahren auch bei uns in Zukunft mehr als bisher
angewendet werden. (Beton und Eisen 1921, Nr. VII/VIII.)
Marx.
Metalltechnik.
Das Calorisieren von Metalloberflächen. Um die Oberfläche
von Metallen und Legierungen, die höheren Temperaturen ausgesetzt werden müssen,
gegen die Oxydation zu schützen, benutzt die General Electric Co. das ihr
geschützte, in der Ueberschrift genannte Verfahren. Der betreffende Gegenstand wird
in einer Retorte zusammen mit fein zerteiltem Aluminiumpulver geglüht und zwar in
einer reduzierenden Atmosphäre. Dabei dringt das Aluminium in die Oberfläche des
Metalles bis zu einer bestimmten Tiefe ein und legiert sich mit dem Grundmetall. Auf
die Weise ist eine Schutzfläche geschaffen, die bei der Erwärmung des Stückes eine
dünne Aluminiumoxydhaut bildet. Wird die Schutzhaut etwa mechanisch beschädigt, so
entsteht aus dem darunterliegenden Aluminium eine neue Deckschicht. Ihre Tiefe
braucht häufig nur wenige Hundertstel Millimeter zu betragen, kann aber durch
hinreichend lange Dauer der Behandlung beliebig groß gemacht werden.
Während das unvorbehandelte Metall im allgemeinen bei etwa 600° zu oxydieren beginnt
und bei 800° schon recht stark angegriffen wird, verträgt calorisiertes Metall
Temperaturen bis 900° fast unbegrenzte Zeit. Freilich dürfen 1000° nicht wesentlich
überschritten werden, wenn die Calorisierung einen dauernden Schutz bieten soll.
Das Verfahren eignet sich für die meisten Metalle. Der glatteren Oberfläche wegen ist
es für geschmiedete Stücke leichter anwendbar als für gegossene.
Farr. Iron Age 1921, Auszug vom Pomp in Stahl und Eisen.
St.
Flußeisen und Schweißeisen in der Kälte bei plötzlicher
Beanspruchung. Von der Prüfanstalt der Deutschen Maschinenfabrik, A.-G.,
Duisburg, wurden Versuche ausgeführt, welche das Verhalten von Schweißeisen und
Flußeisen in der Kälte bei plötzlicher Beanspruchung dartun sollten. Solche
Beanspruchungen sind z.B. Ketten, Eisenbahn-Kupplungen usw. ausgesetzt. Ueber die
Ergebnisse dieser Untersuchungen berichtet E. W. Kaiser,
Duisburg, in der Zeitschrift „Stahl und Eisen,“ 1921, Heft 10. Danach ist die
Einwirkung der Kälte sowohl auf Flußeisen wie auf Schweißeisen bei plötzlicher
Beanspruchung recht erheblich. Eine Abkühlung auf – 20° ist auf Flußeisen von viel
größerem Einfluß als auf Schweißeisen; jenes verliert dadurch etwa 85,5 v. H.,
Schweißeisen dagegen nur 42,3 v. H. der ursprünglichen Kerbzähigkeit.
Ma.
Wirtschaft.
Entschließungen des Vereines deutscher Ingenieure
(Hauptversammlung in Cassel am 26. Juni.) – I. betr. Zukunft
des Reichspatentamtes: Die Einreihung des Reichspatentamtes unter die
Reichsmittelbehörden wird die Wirkung haben, daß ausgezeichnete Mitglieder aus dem
Amt ausscheiden, daß die Arbeitsfreudigkeit der verbleibenden leidet und die
Gewinnung neuer geeigneter Kräfte auf die größten Schwierigkeiten stößt. Der Beginn
dieser Entwicklung ist bereits zu beobachten. Der Fortbestand des Reichspatentamtes
und seiner für die fortschreitende Entwicklung der deutschen Technik so
segensreichen Tätigkeit ist nur möglich, wenn die Leistungen des Amtes auf der alten
Höhe bleiben. Es muß daher für einen dauernden Anreiz gesorgt werden, daß
vollwertige Kräfte der Technik für das Reichspatentamt gewonnen werden können.
Im Interesse der Technik und der Industrie, somit im Interesse unseres
wirtschaftlichen Wiederaufbaues muß daher gefordert werden, daß dem Reichspatentamt
der Rang einer oberen Reichsbehörde beigelegt wird, angegliedert als selbständige
Abteilung dem Reichswirtschaftsministerium.
II. betr. gewerblichen Rechtschutz: Der V. d. I. hält die
Schaffung eines ständigen Ausschusses beim Reichs-Justizministerium, zu dem
Vertreter der am gewerblichen Rechtsschutz interessierten Vereine entsprechend dem
Vorschlage des Deutschen Vereines für den Schutz des gewerblichen Eigentums zu
ständiger Mitarbeit zu berufen sind, für dringend notwendig im Hinblick auf die
bevorstehende Neugestaltung der gewerblichen Rechtsschutzgesetze. Die Entschließung
soll dem Herrn Reichs-Justizminister unterbreitet werden.
III. betr. unzulässige amtliche Verwendung des
Wortes„Ingenieur“
in Dienst- und Amtsbezeichnungen: In zunehmendem Maße
verwenden Behörden des Reiches, der Länder und der Selbstverwaltung die
Amtsbezeichnung „Ingenieur“ in verschiedenen Wortbildungen für ihre
Beamten.
„Ingenieur“ ist eine Berufsbezeichnung, ihr kann grundsätzlich nicht der
Charakter einer Amtsbezeichnung gegeben werden. Erst reght unzulässig ist aber eine
solche Amtsbezeichnung bei Beamtenklassen, deren Angehörigen die Fachwelt nicht
einmal die Berechtigung, sich „Ingenieur“ zu nennen, zuerkennt.
Der V. d. I. erblickt in der unzulässigen Verwendung des Wortes „Ingenieur“ in
Dienst- und Amtsbezeichnungen eine Schädigung des Ansehens des Ingenieurstandes und
erwartet, daß die Behörden Amtsbezeichnungen wie Marineingenieur und Werksingenieur
zurücknehmen und künftig von solchen Verwendungen der Berufsbezeichnung
„Ingenieur“ absehen.
IV. betr. Dauer der Schulzeit und praktische
Berufstätigkeit: Die 61. Hauptversammlung des Vereins deutscher Ingenieure
in Cassel, die sich aus Vertretern deutscher Ingenieure aus allen Landesteilen
zusammensetzt, nimmt von den Bestrebungen Kenntnis, die Schulzeit auf den allgemein
bildenden Schulen um 1 Jahr – von 12 auf 13 Jahre – zu verlängern. Eine Durchführung
dieser Absichten jetzt in einer Zeit schwerster Bedrückung unseres Volkes hält die
Versammlung für unmöglich. Abgesehen aber von den wirtschaftlichen Gründen, die
hiergegen sprechen, wird mit allem Nachdruck darauf hingewiesen, daß neben der
schulmäßigen Ausbildung gerade die frühzeitige Tätigkeit in praktisch schaffenden
Berufen sehr viel zur Entwickelung der Charaktereigenschaften beiträgt, die wir in
erster Linie zum Wiederaufbau unseres Vaterlandes brauchen.
Elektrische Oefen in Amerika.Vergl. D. P. J. Heft 6, Seite 99 dieses Jahrganges. In
Amerika wurden im Jahre 1920 40 Rennerfeltanlagen errichtet; hiervon 11 für
Stahlguß, 3 für Schnelldrehstahl, 4 für Werkzeugstahl, 3 für Grauguß, 1 für
Ni-Mangan, 1 für Ferromangan, 4 für Bronze, 3 für Kupfernickel und Messing, 3 für
Nickellegierungen, 2 für Aluminiumlegierungen, 1 Ofen für Wolfram-Reduktion, 1 Ofen
zum Niederschmelzen, 2 Oefen für Laboratoriumzwecke. Es dürfte interessieren, daß in
der General Ceramics Co. Perth Amb. 1 Rennerfeltofen sogar zum Schmelzen von Quarz
und in der Gerham Mfg. Co. 1 Ofen für Silber Verwendung fand. Die aufgezählten
Anlagen sind für eine Kapazität von 100 kg (8e KVA) bis zu einem Fassungsraum von 4
Tonnen (1000 KVA Transformatoranschluß) im Betrieb.