Titel: | Polytechnische Schau. |
Autor: | Sander |
Fundstelle: | Band 339, Jahrgang 1924, S. 15 |
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Polytechnische Schau.
(Nachdruck der Original berichte – auch im Auszuge
– nur mit Quellenangabe gestattet.).
Polytechnische Schau.
Ueber Beschädigungen von Eisenbeton durch Gaswasser.
Schon mehrfach ist berichtet worden, daß Behälter aus Eisenbeton, die zur
Aufbewahrung von Gaswasser dienten, nach kürzerer oder längerer Zeit undicht
geworden sind. B. Haas weist in längeren Ausführungen
darauf hin, daß die aus den verschiedenen Kohlensorten gewonnenen Gaswässer in ihrer
Zusammensetzung so erhebliche Unterschiede zeigen, daß verschiedene Gaswässer mit
ein und demselben Beton unmöglich die gleichen Reaktionen verursachen können und daß
somit eine Verallgemeinerung der Behauptung, Gaswasser rufe bei Betonbehältern
Beschädigungen hervor, nicht zulässig ist. Wo solche Beschädigungen vorgekommen
sind, trat das Undichtwerden des Behälters erst nach längerer Benutzung und nur an
einzelnen Stellen auf; diese Tatsache und ebenso die an den undichten Stellen
festgestellten Salzauswitterungen sprechen aber dafür, daß die Undichtheiten nur
durch unsachgemäße Vor- und Nachbehandlung, Fertigstellung oder Benutzung des
Behälters entstanden sein können. Ueber die sachgemäße Herstellung von
Eisenbetonbehältern, namentlich über das Mischungsverhältnis des zur Herstellung des
Grobkernes dienenden Betons, seinen Wassergehalt, über die Beschaffenheit der
Deckschichten und der Magerungsmittel sowie über die erstmalige Füllung der
Behälter, macht Verfasser nähere Angaben. Er vertritt die Ansicht, daß sachgemäß
hergestellte Eisenbetonbehälter bei sachgemäßer Benutzung durch Gaswasser überhaupt
nicht angegriffen werden.
Ein Angriff von Gaswasser auf Beton kann nur dann erfolgen, wenn in der Außenfläche
der Behälterwandungen freiliegendes, ungebundenes Calciumhydroxyd vorhanden ist.
Dies ist aber bei richtiger Herstellung und Inbetriebnahme des Behälters längst in
Karbonat und Silikat umgewandelt, mit welchen Verbindungen aber Gaswasser auch bei
sehr langer Einwirkungsdauer keine nennenswerten chemischen Umsetzungen eingehen
kann. Im Innern der Behälterwandungen kann zwar noch 90 Tage nach eingesetzter
Erhärtung freies Calciumoxyd vorhanden sein, doch ist selbst dann, wenn das
Gaswasser infolge einer Beschädigung der wasserdichten Innenwandung während dieser
Frist in das Kernmauerwerk eindringen konnte, ein Undichtwerden des Behälters nicht
zu befürchten, da durch die Einwirkung von Gaswasser auf freies Calciumoxyd ja
vorwiegend harmloses Calciumkarbonat gebildet wird. (Chem.-Zeitg., 46. Jahrg., S.
39.)
Sander.
Kupferstahldraht. Doppelmetalldrähte werden in neuerer
Zeit für Schwachstrom und auch für Starkstrom häufig verwendet. Dies ist besonders
in Amerika der Fall, während die Einführung bei uns noch auf Schwierigkeiten stößt.
Trotzdem Amerika das kupferreichste Land ist, werden alle technischen
Hilfsmittel herangezogen, um das wertvolle Kupfer möglichst zu sparen. Da in
Deutschland die Kupfergewinnung sehr gering ist, besonders im Vergleich zu seiner
ausgedehnten Kupfer verarbeitenden Industrie, so sind solche Bestrebungen für uns
von großem wirtschaftlichem Wert. Das Bestreben, die hohe Leitfähigkeit des Kupfers
mit der Festigkeit des Stahles zu vereinigen, führte dazu, Stahldrähte mit einem
kupfernen Ueberzug zu versehen. Die Herstellung solcher Leitungsdrähte scheiterte
jedoch an dem Umstand, daß es nicht möglich war, den Kupfermantel unlösbar mit dem
Stahlkern zu verbinden. In Amerika ist es nun in letzter Zeit gelungen, solche
Leitungsdrähte herzustellen, bei denen der Kupfermantel mit dem Stahlkern
metallurgisch verschweißt wird. Bei der Herstellung solcher Drähte wird ein
Stahlblock in flüssiges Kupfer getaucht, wobei sich die oberste Schicht des
Stahlblockes mit dem Kupfer verbindet, so daß also eine binäre Legierung entsteht.
Um einen Kupfermantel von gewünschter Dicke zu erhalten, wird der Stahlblock noch
außerdem mit Kupfer umgössen. Aus diesem „Monnotmetall“ können Drähte mit
beliebigem Durchmesser ausgewalzt werden. Da dieses Verfahren Drähte liefert von
guter Leitfähigkeit, hoher Festigkeit und Wetterbeständigkeit, so eignen sich solche
Drähte besonders für Leitungen mit großer Spannweite. Da die binäre Legierung aus
Stahl und Kupfer eine gute Verbindung zwischen dem Stahlkern und dem Kupfermantel
bildet, so ist ein Reißen und Abspringen des Kupfermantels infolge ungleicher
Ausdehnung der beiden Metalle nicht zu befürchten. Die binäre Kupferstahllegierung
als Zwischenschicht gleicht die Unterschiede der Ausdehnung aus.
Beim Auswalzen der Drähte, sowie beim Ziehen wird der Zusammenhang und das
Mischungsverhältnis zwischen Stahl und Kupfer nicht geändert, da beide Metalle
dieselbe Ausdehnung haben. Das Mengenverhältnis zwischen Stahl und Kupfer kann
beliebig gewählt werden und kann zwischen 1 : 1 und 10 : 1 schwanken. Die Erfahrung
hat gezeigt, daß die Wärmeausdehnung dieses Kupferpanzerstahls kleiner ist, als die
des Kupfers oder der Bronze. Der Durchhang der Freileitung wird deshalb bei höheren
Temperaturen geringer sein als bei diesen Metallen. Drähte aus Monnotmetall haben
eine höhere Elastizitätsgrenze als Hartkupfer, deshalb ist die Bruchsicherheit eine
größere. Bei guter Ausführung der Drähte aus Monnotmetall haben sich folgende
Zahlenwerte ergeben: Spez. Gew. = 8,3, Bruchfestigkeit 90 kg mm2, Streckgrenze 75 kg/mm2, zulässige Beanspruchung 37 kg/mm2, Elastizitätsmodul 2100000, Dehnungskoeffizient
48 × 10–6, Wärmeausdehnungskoeffizient 12 × 10–6, spezifische Leitfähigkeit 21.
W.
Ueber Schweißarbeiten an kupfernen
Lokomotivfeuerbuchsen berichtet A. Weniger an
Hand interessanter Lichtbilder im Anzeiger für Berg-, Hütten- und Maschinenwesen
1923, Nr. 98. Er weist zunächst darauf hin, daß es bis heute nicht gelungen ist,
einwandfreie Kupferschweißungen elektrisch auszuführen, daß vielmehr diese Arbeit
nur mit Hilfe des Azetylen-Sauerstoffbrenners technisch befriedigend durchgeführt
werden kann. Da der Lokomotivkessel außergewöhnlich hoch beansprucht wird, wird für
die kupfernen Feuerbuchsen fast ausschließlich hochwertiges Material verwendet. Wo
aber schädliche Beimengen, wie Arsen, Blei oder Schwefel, die die Schweißbarkeit des
Kupfers stark beeinträchtigen, nachgewiesen werden können, so sind diese
Verunreinigungen nicht etwa im Laufe des Betriebes in das Kupfer hineingelangt,
sondern schon von Anfang an darin enthalten gewesen. Ebenso wie das Kupfer selbst
müssen auch die beim Schweißen benutzten Zusatzstoffe von hoher Reinheit sein.
Versuche mit Elektrolytkupfer als Zusatz, die bereits im Jahre 1910 begonnen wurden,
führten zu großen Mißerfolgen und erst im Kriege, als die Schweißversuche mit Kupfer
auf Veranlassung des Eisenbahn-Zentralamtes mit Energie wieder aufgenommen wurden,
gelang es, in dem patentierten Canzlerdraht ein Zusatzmittel zu finden, das wirklich
brauchbar war. Dieser Draht enthält Kupfer, Silber und Phosphor. Das Silber hat die
Aufgabe, das geschmolzene Kupfer zu reinigen, seine Lösefähigkeit zu erhöhen und den
Schmelzpunkt des Zusatzmittels herabzusetzen, während der Phosphor, das den
Luftsauerstoff stärker bindet als das Kupfer, mit dem Sauerstoff Phosphorsäure
bildet, die entweicht. Die Aufnahme von Sauerstoff durch das Kupfer, die teils aus
der Luft, teils aus der Schweißflamme erfolgen kann, muß nämlich besonders
sorgfältig verhütet werden, da oxydulhaltiges Kupfer spröde wird und sehr geringe
Festigkeit besitzt. Dies wird durch den Phosphorzusatz wirksam verhindert. Da der
Canzlerdraht ferner wesentlich niedriger schmilzt (bei 1080 Grad) als reines Kupfer
und im Gegensatz zum Elektrolytkupfer auch bei langer Einwirkung der Flamme
dünnflüssig bleibt, so kann man mit wesentlich kleineren Brennern auskommen, die nur
etwa ein Viertel der Gasmenge verbrauchen, die man sonst bei Verwendung von
gewöhnlichem Kupfer als Zusatzmittel nötig hat. Somit ergeben sich als die beiden
wichtigsten Bedingungen für die Ausführung einer guten Kupferschweißung, 1. daß man
bei möglichst niedriger Temperatur arbeitet und daß man 2. die Schweißung so rasch
als möglich ausführt. Da selbst bei umfangreichen Schweißreparaturen an Feuerbuchsen
die Lokomotiven nur wenige Tage außer Betrieb gesetzt zu werden brauchen, so ergeben
sich für die Verkehrsverwaltungen durch dieses Verfahren beträchtliche
Ersparnisse.
Sander.
Spülkolben – Zweitaktmotor. Bei Zweitaktmotoren mit der
bekannten Kurbelkastenspülung werden die Abgase im Zylinder durch das frische
Gemisch selbst ausgespült. Zur Ausspülung des Zylinders und zur Aufladung desselben
reicht aber das bei jedem Kolbenhieb angesaugte Gemisch nicht aus, da mit einer
solchen Anordnung kaum ein volumetrischer Wirkungsgrad von mehr als 60 v. H.
erreicht wird. Die verbrannten Gase werden nur vollständig aus dem Zylinder
ausgespült und dabei ist nicht zu vermeiden, daß Gemischverluste eintreten. Die
Anordnung und Größe der Auspuffkanäle ist deshalb bei Zweitaktmotoren von besonderer
Wichtigkeit. Um eine gute Spülung des Zylinders zu erhalten, ist man deshalb
bereits dazu übergegangen, Arbeitskolben als Stufenkolben auszubilden. Solche Kolben
können aber für kleine und schnellaufende Automobil- und Motorrad-Motoren mit
Rücksicht auf das vergrößerte Gewicht und der dadurch entstehenden großen
Massenkräfte keine Verwendung finden. Die Bauhöhe von Stufenkolben fällt außerdem
relativ hoch aus.
Ein weiterer Fortschritt ist deshalb hier die Einführung eines selbständigen,
gegenläufigen Pumpenkolbens, der durch ein Exzenter von der Kurbelwelle aus
angetrieben wird. Bei einer solchen Anordnung wirken sowohl Hauptkolben als auch der
Pumpenkolben gemischfördernd. Auf diese Weise kann die Luft- bzw. Gemischförderung
auf etwa das 1,6fache der Kurbelkastenspülung vergrößert werden. Bei reiner
Gemischspülung wird naturgemäß die Motorleistung mit Zusatzpumpenkolben wesentlich
vergrößert, wie dies englische Rennmotoren bereits bewiesen haben, allerdings auf
Kosten des Brennstoffverbrauches. Um nun den Brennstoffverbrauch auf das zulässige
Maß zu verkleinern, sind bei dem neuen Motor außer dem Gaskanal noch zwei Luftkanäle
angeordnet, die ebenfalls wie der Auspuffkanal vom Arbeitskolben gesteuert werden.
Die Spülluft wird durch den Kolben hindurch gesaugt, der als Hohlkörper ausgestaltet
ist, und wird nach dem Ueberströmkanal geleitet. Dieser ist taschenförmig
ausgebildet, so daß sich in ihm jene Luftmenge die zum Ausspülen des Zylinders
notwendig ist, ansammeln kann. Die Arbeitsweise des neuen Zweitaktmotors ist nun
folgende: Beim Ansaugen, das durch den Arbeitskolben und durch den Hilfskolben
hervorgerufen wird, strömt Gemisch in den Kurbelkasten, während durch den hohlen
Kolben hindurch in den Ueberströmkanal Frischluft eintritt. Gibt dann der
Arbeitskolben beim zweiten Hub den Auspuffkanal frei und kurz hierauf auch den
Ueberströmkanal, dann werden Abgase aus dem Zylinder durch die Frischluft
ausgetrieben, worauf das Gasgemisch aus dem Kurbelkasten in den Zylinder nachströmt.
Dadurch wird eine fast vollkommene Ausspülung des Zylinders erreicht ohne
Brennstoffverlust. Da die Spülluft durch den Kolben hindurchströmt, wird dieser auch
gut gekühlt.
Bei einer ausgeführten Maschine ist nach Angabe der Zeitschrift „Der
Motorwagen“ 1923, Seite 325, die Leistung 5,5 PS. bei 4000 Uml./min. und 148
cm Hubvolumen. Damit ist außerdem erreicht, daß der Brennstoffverbrauch auf 400 gr
verkleinert wurde. Die Charakteristik verläuft bis zu 4000 Uml./min. fast als gerade
Linie. Die Hauptabmessungen des Motors sind: Hub des Arbeitszylinders 66 mm,
Durchmesser des Arbeitszylinders 50 mm, Hub des Hilfskolbens 14 mm, Durchmesser
desselben 75 mm.
W.
Leichtkraftmotor. Auch bei dem Bau solcher Motoren werden
die modernen Richtlinien des Flugmotorenbaues berücksichtigt, um möglichst große
Leistung zu erreichen. Dementsprechend wird der Verbrennungsraum halbkugelig
ausgebildet und die Ventile hängend im Zylinderkopf angeordnet. Dadurch erreicht man
ein günstiges Verhältnis der Steuerleistung zur Bremsleistung, gute
Wirtschaftlichkeit und geringes Gewicht. Bei einem solchen Einzylinder-
Viertaktmotor von 1 PS bei einer minutlichen Drehzahl von 2500–3000 wird das Gewicht
auf 8,5 kg verkleinert. Der Zylinder ist dabei zweckmäßig aus Stahl und aus einem
Stück mit aus dem Vollen gedrehten Kühlrippen hergestellt, bei 40 m/m Bohrung und 50
mm Hub. Wird der Zylinder in das Kurbelgehäuse eingeschraubt, so kann durch sein
entsprechendes Drehen das Verdichtungsverhältnis geändert werden. Wichtig ist auch,
daß die Zündkerze an bestgekühlter Stelle des Zylinders angeordnet ist. Pleuelstange
und Kurbelwelle sind zweckmäßig aus Chromnickelstahl herzustellen, Kolben und
Gehäuse um kleines Gewicht zu erhalten aus Aluminium. (Der Motorwagen 1923, S.
329–331.)
W.
Die Brennstoffwirtschaft Italiens. Hinsichtlich seiner
Kohlenversorgung ist Italien bekanntlich in hohem Maße vom Ausland abhängig, da es
lediglich über Braunkohlenvorkommen und Torflager verfügt. Auch der Gebietzuwachs
infolge des Krieges bedeutet für die Brennstoffversorgung des Landes keine
wesentliche Aenderung, obschon es hierdurch in den Besitz der Arsakohle von Istrien
gelangt ist, die dem Heizwert nach unter den italienischen Kohlen heute an erster
Stelle steht. Die heimische Braunkohlenförderung ist infolge der Brennstoffnot, die
während des Krieges herrschte, stark gesteigert worden, doch konnte sie sich auf
dieser Höhe nicht halten, wie folgende Zahlentafel zeigt:
Jahr
Förderungt
Jahr
Förderungt
Jahr
Förderungt
1913
697319
1916
1228815
1919
1117297
1914
778808
1917
1702880
1920
1667820
1915
939022
1918
2216583
1921
1020000
Die Brennstoffvorräte Italiens werden auf 30 Mill. t Pechkohle und erdige Braunkohle,
auf 163 Mill. t Lignit sowie auf 35 Mill. t lufttrockenen Torf geschätzt. Zur
wirtschaftlichen Verwertung dieser Brennstoffvorräte werden gegenwärtig mit
staatlicher Unterstützung fünf große Kraftwerke gebaut, die in Verbindung mit den
Wasserkraftwerken der Versorgung des Landes mit elektrischer Energie bzw. der
Lieferung von Heizgas für die Industrie dienen sollen. So wird in der Provinz Lucca
in Torre del Lago ein Kraftwerk für 15000 kW gebaut, in dem 100000 t Torf jährlich
vergast werden sollen, wobei als Nebenprodukt noch je 5000 t Teer und Ammoniumsulfat
gewonnen werden. Eine weitere Zentrale für 15000 kW wird in der Provinz Perugia in
Pietrafitta errichtet, wo jährlich 150000 t Lignit vergast und als Nebenprodukt 3000
t Teer und 2800 t Ammoniumsulfat gewonnen werden sollen. Ein kleineres Torfkraftwerk
für 4000 kW wird in Capalbio erbaut; dort sollen 36000 t Torf im Jahre vergast
werden unter gleichzeitiger Gewinnung von 1850 t Ammoniumsulfat und 1300 t Teer. Bei
einer weiteren Anlage in Mesio (Mantova) sollen 30000 t Torf vergast werden, und das
hierbei gewonnene Generatorgas soll unmittelbar zum Betrieb einer Ziegelei und
Kalkbrennerei verwendet werden. Schließlich wird in Cagliari auf Sardinien eine
Generatorenanlage zur Vergasung von 12000 t Lignit jährlich erbaut, wobei das
Generatorgas zum Betrieb einer Portlandzementfabrik dienen soll. (Montan. Rundschau
1923, S. 111.)
Sander.