Titel: | Kleinere Mitteilungen. |
Fundstelle: | Band 319, Jahrgang 1904, Miszellen, S. 349 |
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Kleinere Mitteilungen.
Kleinere Mitteilungen.
Neuere Schienenstossverbindungen.
Eine Schienenverbindung muss folgende zwei Bedingungen Möglichst erfüllen: 1. Die
Widerstandskraft am Schienenstoss muss gegen senkrechte und wagerechte Kräfte ebenso
gross sein wie im vollen Querschnitt der Schiene. 2) Die Stossverbindung muss ebenso
elastisch sein wie die Schiene im vollen Querschnitt, um sanftes Laufen der
Fahrzeuge zu gewährleisten.
Textabbildung Bd. 319, S. 349
Fig. 1.
Textabbildung Bd. 319, S. 349
Fig. 2.
Textabbildung Bd. 319, S. 349
Fig. 3.
Textabbildung Bd. 319, S. 349
Fig. 4.
Die vielen bestehenden Konstruktionen und die immer neu auf den Markt gebrachten
führen den besten Beweis, dass die beiden Bedingungen durch die bisherigen noch
nicht in befriedigender Weise erfüllt sind. Zwei neuere Stossverbindungen entnehmen
wir dem „Engineering“ und der „Revue industrielle“.
Der von Scheinig und Hofmann in Linz a. d. Donau erfundene Verbindungsschuh wurde schon im
Jahre 1900 dem Versuch mit bestem Erfolg unterworfen, so dass er seitdem
aufvielen Strassenbahnen in Oesterreich, Deutschland, Italien, Spanien
eingeführt worden ist.
Veranlassung zu den Versuchen in Linz gaben die häufigen Klagen über Stossen der
Wagen während der Fahrt und dementsprechende Abnutzung derselben. Die vergleichenden
Versuche wurden in dreierlei Weise gemacht. Auf einigen Teilstrecken wurde ein
kurzer Schuh unter Beibehaltung der üblichen Laschenverbindung verwendet. Auf
anderen Strecken wurde der vorhandenen Laschenverbindung, ohne sie zu erneuern, ein
Schuh von doppelter Länge des erstbesprochenen hinzugefügt. Eine dritte
Versuchsstrecke war nur mit den Schuhen an den Stössen verlegt worden. Die beiden
letzteren Fälle sind in Fig. 1 und 2 dargestellt. Nach viermonatlicher Versuchszeit
waren alle Teile in befriedigendem Zustand. Es wurde auch festgestellt, dass der
Uebergangswiderstand für den elektrischen Strom durch die Konstruktionen vermindert
wurde, was durch Einlegen von Zinkstreifen noch besser erreicht wurde. Auch die
Ausbesserungsarbeiten an den Wagen hatten sich infolge des stossfreien Laufes
erheblich vermindert.
Textabbildung Bd. 319, S. 349
Fig. 5. Stossverbindung mit drei Keilen beim Vignole-Profil. – Fig. 6a.
Stossverbindung mit drei Keilen und Doppelmuffe beim Marsillon-Profil. – Fig. 7.
Stossverbindung bei Coppelkopfschienen.
Die Stossverbindung besteht, wie Fig. 3 und 4 zeigen, aus drei Teilen, dem äusseren Schuh a, dem Block b und dem
Keil c. Schuh und Block bestehen aus Stahlguss, der
Keil aus weichem Stahl. Keil und Block werden immer an der Aussenseite des Gleises
eingelegt; der Keil wird bei jedem Schienenstoss abwechselnd in entgegengesetzter
Richtung eingetrieben. Die Länge des Schuhes schwankt und hängt von dem
Schienenprofil ab. Sollen die Schienen Strom führen, so wird ein Zinkstreifen in die
Verbindung verlegt, während die Zwischenräume noch mit Zinkausgegossen werden.
Zum Verlegen der Verbindung gehören im allgemeinen sechs Mann. Sollte der Keil den
Block b nicht fest anziehen, so kann durch Beilegen von
dünnem Eisenblech nachgeholfen werden. Die Verbindung kann leicht gelöst werden,
während sie gegen mutwilliges beabsichtigtes Lösen erheblichen Widerstand leistet;
sie kann auf keinen Fall so geräuschlos gelöst werden, wie es bei der
Laschenverbindung möglich ist, und muss somit als Fortschritt in der
Betriebssicherheit des Gleises auch gegen verbrecherische Absichten bezeichnet
werden.
Textabbildung Bd. 319, S. 350
Fig. 8. Verbindung der Vignole-Schiene und -Schwelle.
Ambat ging bei Konstruktion seiner in der „Revue
industrielle“ beschriebenen Stossverbindung (Fig. 5–8) von dem Gedanken aus, dass dieselben Stösse,
welche die Schiene durch die Räder des Fahrzeugs erleidet, auch auf die Befestigung
des Rades auf der Achse in gleicher Weise wirken. Da diese Befestigung bekanntlich
nur durch Aufpressen des Rades mittels hohen Drucks erfolgt und sich vollkommen
betriebssicher erweist, so versucht Ambat, dieses
Verfahren bei der Stossverbindung in ähnlicher Weise zu verwenden, indem er die
Schienenenden in einer Muffe mittels unter hohem Druck angezogener Keile festlegt.
Die Muffe (Schuh) ist dem Schienenprofil angepasst und meist mit einer
Versteifungsrippe versehen. Der Druck zum Eintreiben des Befestigungskeils beträgt
bei Schienen von 20 kg/m Gewicht 40–50 t, der Widerstand der Verbindung 500 t. Verwendbar ist das
System für alle Schienenprofile, und zwar nicht nur zur Verbindung der Schienen
unter sich, sondern auch der Schienen mit den Schwellen. Versuche sind mit der
Bauart auf mehreren Hundert Metern der Strassenbahn Lyon-Neuville gemacht worden und
zur Zufriedenheit verlaufen. Die Verlegung kann nur durch ein besonderes Werkzeug
von grosser Kraftleistung – welches die Quelle leider nicht beschreibt – erfolgen,
welches auch zum Auseinandernehmen gebraucht wird, so dass hier noch mehr wie bei
der vorher beschriebenen Stossverbindung die Sicherheit gegen die Böswilligkeit
erreicht ist. Nach Ansicht des Erfinders kann auch eine Ersparnis an Schwellen
eintreten, da die am Stoss liegenden nicht einander genähert werden brauchen wegen
der überaus grossen Tragkraft der Verbindung, die diejenige im vollen
Schienenquerschnitt weit übertrifft. Allerdings gestattet die Stossverbindung keine
Längenausdehnung der Schienen, so dass es nötig wird, in angemessenen Abständen die
üblichen Verbindungen einzulegen, welche jene gestatten. Hierdurch dürfte der Wert
der Bauart Ambat stark beeinträchtigt werden. Zur
Verminderung des elektrischen Uebergangswiderstandes sind besondere Teile nicht mehr
erforderlich, da dieser durch den hohen Anpressungsdruck aller metallisch reinen
Teile gegeneinander sehr gering wird. Die Stossverbindung lässt sich auch bei
abgenutzten Schienen anwenden.
Hans A. Martens.
Ein neues hydraulisches Riemendynamometer
Textabbildung Bd. 319, S. 350
wird im „American Machinist“ beschrieben. Wie
nachstehende Figur zeigt, wird der Riemen über zwei Scheiben D und D' geführt und zwei zwischen diesen
befindliche Führungsrollen F und F' zwingen ihn, beiderseits einen Winkel von 60 mit
sich selbst zu machen. Hierdurch wird erreicht, wie eine einfache Ueberlegung lehrt,
dass die bei der Arbeitsübertragung von D auf D' auftretende Riemenspannung gleich dem senkrecht in
den Rahmen G der Führungsrollen angreifenden Druck ist.
Dieser Druck wird vermittels des Stempels H hydraulisch
auf einen Registrierstift übertragen. Da die Bewegung des Registrierstreifens von
dem Dynamometer selbst besorgt wird, so registriert der Apparat zugleich die
Umdrehungszahl. Um die übertragene Arbeit zu erhalten, hat man nur nötig, die
zwischen der Nullinie und der Indikatorlinie eingeschlossene Fläche mit einer
empirisch bestimmten Konstante zu multiplizieren. Die mittlere Leistung ergibt sich
dann aus dem Verhältnis der Gesamtleistung zur Zeitdauer des Versuches.
Dr. K.
Ein neuer Flüssigkeitswiderstand.
Textabbildung Bd. 319, S. 350
Fig. 1.
In Luft- und Kabelleitungen treten sehr oft Ueberspannungen auf, die das
Durchschlagen der Kabelisolation usw. zur Folge haben können. Sie verdanken ihre
Entstehung mannigfaltigen Resonanz- und Schwingungserscheinungen, kommen
insbesondere auch beim plötzlichen Ein- und Ausschalten längerer Leiterstrecken vor.
Ist der Selbstinduktionskoeffizient eines Kreises L
seine Kapazität C, der Strom J, so ist die in dem Kreise aufgespeicherte magnetische Energie \frac{L\,J^2}{2}
elektromagnetischer Einheiten.
Wird der Stromkreis geöffnet, so geht diese Energie unter gleichzeitiger, oft
bedeutender Spannungserhöhung in Joulesche Wärme über,
indem der Stromkreis durch den sich bildenden Lichtbogen geschlossen bleibt. Die
Spannungserhöhung hängt von der Geschwindigkeit des Stromöffnens, dem variablen
Widerstand des Lichtbogens und der Kapazität des Stromkreises ab. Die grösste
auftretende Spannungserhöhung würde man erhalten, wenn das Oeffnen so schnell
erfolgt, dass in dem Lichtbogen nur ein verschwindender Teil der gesamten Energie in
Wärme umgewandelt wird. Dann geht diese gänzlich in elektrische Energie über. Ist
die Spannung E, so beträgt letztere \frac{C\,E^2}{2}.
Wir erhalten also
\frac{L\,J^2}{2}=\frac{C\,E^2}{2}; E=J\,\sqrt{\frac{L}{C}} elektromagnetische Einheiten (1)
Bei Luftleitern ist \frac{L}{C} sehr gross, bei Kabeln kleiner. Ist beispielsweise L = 10–3 Henry f. d.
Kilometer, C = 0,1 Mikrofard/km (von dieser
Grössenordnung sind elektrische Konstanten vieler Drehstromkabel), J = 100 Ampère, so findet man E = 10000 Volt.
Ueberspannungen gleich der zehnfachen Betriebsspannung sind schon oft beobachtet
worden. Bei Luftleitern sind die Folgen der Ueberspannungen im allgemeinen nicht so
gefährlich, wie bei Kabeln. Am verderblichsten sind sie bei Anlagen, in welchen
Luftleitungen an kurze Kabelstrecken anschliessen. Nicht selten wird die Isolation
der Kabel durchgeschlagen, wodurch unter Umständen die Maschinen kurzgeschlossen
werden.
Um unschädliches Ableiten der Ueberspannungen zu ermöglichen, werden in die Leitungen
an geeigneten Stellen Funkenstrecken eingeschaltet (Fig.
1).
Textabbildung Bd. 319, S. 351
Fig. 2.
Bildet sich an den Blitzableitern B ein Lichtbogen, so
würde die Maschine über Erde kurzgeschlossen werden, wenn nicht die Widerstände W dem Maschinenstrom den Zugang versperrten. Diese
Widerstände werden häufig aus besonders präparierter Kohle hergestellt, neuerdings
auch als Flüssigkeitswiderstände ausgebildet. Einen Flüssigkeitswiderstand neuerer
Konstruktion (A. E. G.) stellt Fig. 2 dar. Derselbe besteht aus einem
parallelepipedischen Kasten aus verzinktem Eisenblech, mit einer seitlich
angebrachten Röhre. Die Fassungen der Röhre sind aus Messing, der Körper besteht aus
Hartgummi. An die mittlere Fassung wird der Draht von dem Blitzableiter
angeschlossen. Der Kasten wird mit Sodalösung gefüllt; die beim Stromdurchgang sich
etwa bildenden Dämpfe können durch den perforierten Deckel ungehindert entweichen
W ist ein Wasserstandszeiger. Der Strom tritt durch
die mittlere Fassung in den Apparat ein, durchströmt die in dem Rohr enthaltene
Flüssigkeit und geht durch den Kasten zur Erde. Durch Aenderung des inneren
Rohrdurchmessers und der Konzentration der Lösung kann man den Widerstand der
Flüssigkeit nach Belieben regeln. Wird durch andauernden Stromübergang die
Flüssigkeit in dem Rohr warm, so tritt Zirkulation ein, indem die warme Lösung oben
in den Kasten übergeht, während unten kalte Lösung nachströmt. Was die
Leistungsfähigkeit des Apparats betrifft, so kann dieser fünf Ampère Belastung eine
Stunde lang aushalten, bevor das Kochen anfängt. Im Betrieb tritt natürlich nur
stossweise Belastung auf. Besonderer Wartung bedarf der Apparat nicht, nur muss er
von Zeit zu Zeit frisch gefüllt werden. Bei Gleichstrom oder Einphasenwechselstrom
wird in jede Leitung ein Apparat eingebaut, bei Drehstrom können die drei Röhren an
einem gemeinsamen Kasten angebracht werden.
(L'éclairage électrique.)
Anordnung von Kondensatoren bei Hochspannungsmessungen.
Bei unmittelbarer Messung der Hochspannung hat man bis jetzt entweder
Messtransformatoren benutzt, oder vor das gewöhnliche Präzisionsvoltmeter (mit
unmittelbarem Messbereich bis höchstens 750 Volt) einen genügend grossen
induktionsfreien Vorschaltswiderstand geschaltet. Neuerdings kommt eine andere
Anordnung (Fig. 1) mit einer Reihe hintereinander
geschalteter Kondensatoren in Aufnahme. Ist die zu messende Spannung an AB gleich E, so entfällt
auf jeden der n kongruenten Kondensatoren eine Spannung
\frac{E}{n}. Diese wird durch ein an ab liegendes
statisches Voltmeter (nach dem Prinzip von Lord Kelvin
u. dergl.) unmittelbar gemessen. Durch passende Wahl von n kann man auf diese Weise eine beliebig hohe Spannung der Messung
zugänglich machen. Voraussetzung für die Genauigkeit dieser Methode ist, dass die
Kapazität des Voltmeters gegenüber der des Kondensators verschwindet. Für
dieAnwendbarkeit werden natürlich in erster Linie die Kosten und der Raumbedarf
maassgebend sein und diese dürften bei einigermaassen hoher Spannung mit Rücksicht
auf die Zahl der einzelnen Kondensatoren nicht gering ausfallen. Auch sind
Isolationsschwierigkeiten nach längerem Betrieb zu erwarten.
Textabbildung Bd. 319, S. 351
Fig. 1.
(Elektrotechnische Zeitschrift.)
Generatoren für Vergasung von Kohlenabfällen.
Die Chemikerzeitung bringt die Beschreibung einer auf dem Steinkohlenbergwerke „Von der Heydt“ bei Saarbrücken ausgeführten
Generatoranlage, die im Gegensatz zu den üblichen Generatoren, die nur bestes
Material, wie Koks, Anthrazit usw. zu verwenden gestatten, den bei der Aufbereitung
der Kohlen anfallenden Abgang vergast. Das gewonnene Gas wird zum Betrieb von
Gaskraftmaschinen oder zum Heizen von Kesseln verwandt. – Das Verfahren besteht
darin, dass man eine grössere Anzahl von Generatoren nebeneinander legt, die unter
sich mit Kanälen verbunden sind, ähnlich wie Ringöfen. Die einzelnen Generatoren
werden nacheinander gefüllt, entzündet, ausgebrannt, ohne dass während der
Gasungsperiode Brennstoff nachgefüllt wird, ausgeschaltet und entleert. – Die aus
den frisch gefüllten Generatoren entwickelten, stark teerhaltigen Gase werden zur
Entfernung des Teers durch die am längsten brennenden Apparate hindurchgesaugt.
Wasserdampf und Verbrennungsluft treten von unten in die Generatoren ein. Der
Fassungsraum der letzteren ist für Kohlen vier für Berge fünf tons; ihre Brenndauer
96 bezw. 48 Stunden; der Zeitunterschied für die Entzündung 24 bezw. 12 Stunden und
die Gasperioden 36 bezw. 24 Stunden. Die mittlere Zusammensetzung des erzeugten
Gases wird wie folgt angegeben:
Kohlensäure (CO2)
7
bis
9
v. H.
Kohlenoxyd (CO)
16
bis
20
v. H.
Wasserstoff (H2)
18
bis
22
v. H.
Methan (CH4)
1
bis
4
v. H.
Stickstoff (N2)
Rest.
Da die Generatoren Abgänge zu verarbeiten gestatten, die bis jetzt nicht verwendet
werden konnten und die Betriebskosten recht geringfügige sind, erscheinen
weitergehende Versuche mit denselben recht aussichtsreich.
Dr. Hgr.
Dreiphasenbogenlampen.
P. L. Mercanton berichtet in der „Eclairage
électrique“ über die Versuche, die er vor einiger Zeit zur Feststellung der
Leuchtkraft und des Energieverbrauches von Dreiphasenbogenlampen durchgeführt hat.
Die Versuchslampe bestand aus drei Stäben aus gewöhnlicher Bogenlampen- oder
Effektkohle, die in einem Winkel von über 30° bis 50° gegeneinander geneigt waren
und mittelst passender, von Hand betätigter Reguliervorrichtung in gleichbleibender
Entfernung gehalten wurden. Diese Kohlenstäbe waren an die Drähte einer
Drehstromleitung angeschlossen und bildeten so drei Einphasenbogenlampen in
Dreieckschaltung. Da bei solcher Schaltung jeden Augenblick mindestens zwei
Kohlenstäbe in Tätigkeit sind, so war von vornherein eine bei gleicher Leuchtkraft
geringere Abkühlung der Kohlenspitzen, mithin auch geringerer spezifischer Verbrauch
als bei gewöhnlichen Wechselstromlampen zu erwarten. Die Messungen haben diese
Annahme vollkommen bestätigt. Bei einer Lampe aus Effektkohle von rund 6500
Normalkerzen Leuchtkraft betrug der mittlere spezifische Verbrauch 0,18 Watt,
gegenüber dem einer gewöhnlichen Wechselstromlampe von ca. 0,24 Watt. Bei
gewöhnlicher Kohle war das Verhältnis 0,4 bis 0,5 zu 0,8, also noch
wesentlich günstiger. Mit der Frequenz kann man bei Drehstrombogenlampen bedeutend
heruntergehen, ohne dass unangenehme Flimmern des Lichtes zu befürchten. Gegen die
Anwendung von diesen Lampen spricht dagegen die Schwierigkeit der Regulierung, die
Anordnung von drei Zuleitungen und die Notwendigkeit Dreiphasenlampentransformatoren
zu gebrauchen, die komplizierter und teurer sind als die gewöhnlichen
Wechselstromlampentransformatoren. Dort, wo, wie bei grossen Projektionsapparaten,
die Regulierung von der Hand erfolgt, starke Leuchtkraft und Unveränderlichkeit der
Lage des leuchtenden Punktes verlangt sind, können die Drehstrombogenlampen wohl
eine Anwendung finden.
Die elektrische Leitungsfähigkeit von Stahl
betitelt sich ein in „Engineering“ vom 19. Februar 1904
wiedergegebener Vortrag vor dem American Institute of Mining Engineers (New York)
von J. A. Capp. Die bemerkenswerten Untersuchungen des
Vortragenden entsprangen dem Bedürfnis nach bestleitendem Stahl für die dritte
Schiene elektrischer Bahnen. Sowohl Querschnitt als auch spezifische
Leitungsfähigkeit der bisher aus Opportunitäts-Rücksichten verwendeten normalen
⊤-Schienen entsprechen nicht den Anforderungen, welche in elektrischer Beziehung an
eine solche als Leiter dienende Schiene gestellt werden müssen. Es wird daher zur
Vergrösserung des Querschnittes ein rechteckiges Profil vorgeschlagen und ein Stahl,
dessen Beimengungen von Kohle, Mangan, Phosphor, Schwefel und Silicium derartig
bemessen sind, dass zwar das Moment der Festigkeit, welches hierbei belanglos ist in
den Hintergrund tritt, dafür aber ein Material erzielt werden soll, welches in
Beziehung auf spezifische Leitungsfähigkeit und Wohlfeilheit ein Optimum aufweist.
Es ist ja eine bekannte Tatsache, dass der elektrische Widerstand eines Metalles
durch relativ geringe Verunreinigungen bedeutend beeinflusst wirdund so hat
sich auch hier gezeigt, dass dies beim Stahl in hohem Maasse der Fall ist. So z.B.
zeigen 45 Stahlproben mit wechselndem Gehalt an oben erwähnten Stoffen spezifische
Widerstände, die von 23 bis 11 Mikrohm cm/qcm variiren. Die Zusammensetzung der Materialien,
die diese Versuchsreihe begrenzen, sei hier angeführt:
C
Mn
P
S
S
i
Total-Nichteisen
0,33 v. H.
1,27 v. H.
0,09
0,05
0,05
1,79
0,05
0,19
0,054
0,059
0,03
0,383
Spec. Wast. Mikrohm cm/qcm
22,72
11,01
Die angeführten Kurven zeigen, dass im allgemeinen die Leitungsfähigkeit mit
zunehmender Reinheit wächst.
Es werden dann noch die Untersuchungen mitgeteilt über den Einfluss des Mangans und
der Kohle für sich und festgestellt, dass der Einfluss des Mangans ein überwiegend
schädlicher ist, so dass der Mangangehalt bei Material für den in Rede stehenden
Zweck bedeutend geringer gehalten werden muss, als dies bei gewöhnlichem
Schienenmaterial der Fall ist, während alle übrigen der besagten Beimengungen in dem
Prozentgehalt, wie sie in käuflichem Stahl vorkommen, fast einflusslos sind.
Zum Schluss macht der Verfasser Angaben über die Zusammensetzung eines Stahles, der
bei 13,8 Mikrohm cm/qcm bei 20° C. allen gerechten Anforderungen genügen dürfte und zwar
C
höchstens
0,15
v.
H.
Mn
„
0,30
„
„
P
„
0,06
„
„
S
„
0,06
„
„
S
i
„
0,05
„
„
Dieser Stahl soll gut walzbar sein, so dass eine Bearbeitung keine Schwierigkeiten
bereiten würde, da sich derselbe sogar noch gut zu Blechen von 0,014 Zoll Dicke
auswalzen liess.
Bei der Redaktion eingegangene Bücher.
Die Erfindung der elektrischen
Verstärkungsflasche, durch Ewald Jürgen v.
Kleist. Von Franz M. Feldhaus. Heidelberg
1903. Carl Winter.
Grundzüge der Wechselstromtechnik. Eine gemeinfassliche
Darstellung der Grundlagen der Elektrotechnik der Wechsel- und Mehrphasenströme für
Ingenieure, Achitekten, Industrielle, Militärs, Techniker und Studierende an
technische Mittelschulen. Mit 505 Abbildungen und 1 Diagrammtafel. Von Richard Rühlmann, Dr. phil. und Professor. Zugleich
Ergänzungsband zu desselben Verfassers: Grundzüge der Gleichstromtechnik. Zweite,
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17–.
Die Begründung der Lehre von Magnetismus und
Elektrizität, durch Dr. William Gilbert †
1603. Eine Säkularschrift von Franz M. Feldhaus.
Heidelberg 1903. Carl Winter. Preis geh. 80 Pfg.
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moderne Gleich- und Wechstromtechnik von J.
Hermann, Professor der Elekrotechnik an der Kgl Technischen Hochschule in
Stuttgart. Erster Teil: Die physikalischen Grundlagen. Mit 47 Abbildungen. Leipzig
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197. Zweiter Teil: Die
Gleichstromtechnik. Mit 74 Abbildungen. Leipzig 1904. G. J. Göschen. Preis geb. 80
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Lehrbuch der Physik. Von O. D.
Chwolson, Ordentl. Prof. an der Kaiserl. Unisersität zu St. Petersburg.
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Uebersetzt von H. Pflaum, Oberlehrer in Riga.
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Vieweg & Sohn. Preis geh. M. 18.–, geb. M. 20.–.
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Anlage und Betriebskosten. Von A. Hausding, Ingenieur,
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1904. Paul Parey, Preis geb. M. 15. -.
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H.
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Robert. – Englisch – Konversationsbuch, Anleitung zum Sprechen,
Notwörterbuch. Ravensburg. Otto Maier.