Bei der Beurteilung von Scheinwerfern steht naturgemäß die Frage nach der Reichweite im Vordergrunde. Die Größe der Reichweite setzt sich aus mehreren Faktoren zusammen, von denen nur einer von den Absichten des Scheinwerferkonstrukteurs abhängig ist. Diese Faktoren sind: Intensität des Scheinwerferstrahls, Zustand der Luft zwischen Scheinwerfer und Objekt, Größe und Farbe des letzteren, Standort und Geschicklichkeit des Beobachters.

Nur der erste Faktor kann vom Konstrukteur beeinflußt werden.

Die Größe der Intensität ist sowohl der photometrischen Beobachtung wie der Berechnung zugänglich.

Für die letztere soll im folgenden ein Verfahren angegeben werden, welches auch die Verteilung der Intensität im Strahl zu ermitteln gestattet. Die Kenntnis der Lichtverteilung ist aber wichtig in allen den Fällen, in welchen mit teilweise abgeblendetem Strahle geleuchtet wird.

Die Lichtintensität im Scheinwerferstrahl kann ermittelt werden, wenn das Polardiagramm der Lampe graphisch nach Abb. 1 oder tabellarisch nach Tab. 1 und die Gestalt des Parabolspiegels des Scheinwerfers gegeben sind. Außerdem muß der Durchmesser δ des positiven Kraters der Lampe bekannt sein.

Tabelle 1.

a° J in HK a° J in HK   0 0 40 52300   5 14700 45 46500 10 22800 50 40800 15 32700 55 35500 20 40000 60 29800 25 49200 65 27100 30 57300 70 10400 35 56200

Die Gestalt des Spiegels wird bestimmt durch die Brennweite f der Meridianparabel und den Durchmesser D der Spiegelöffnung (Abb. 4). Es kann vorausgesetzt werden, daß die Parabel mathematisch genau ist.

Textabbildung Bd. 331, S. 1 Abb. 1.

Die flächenförmige Ausdehnung der Lichtquelle (des Kraters) ist die Ursache, daß eine achsenparallele Lichtreflexion nicht zustande kommt; vielmehr werden nach Abb. 2 die innerhalb des Kegels BAC enthaltenen Strahlen nach der Reflexion wiederum einen Kegel erfüllen, dessen Spitzenwinkel v man den Streuwinkel nennt. Der reflektierte Lichtkegel trifft eine achsensenkrechte Ebene in einer endlichen Fläche. Die Beleuchtung dieser Fläche wird im allgemeinen um so größer sein, je kleiner v ist.

Jeder Punkt A eines Parallelkreises vom Radius r (Abb. 2) sendet einen solchen Streukegel aus; die Gesamtheit aller von den Punkten eines Parallelkreises herrührenden Streukegel überdeckt sich in einer in großer Entfernung L achsensenkrecht zum Scheinwerfer aufgestellten Ebene zu einem Kreise von Durchmesser Lv.

Textabbildung Bd. 331, S. 2 Abb. 2.

Für das Weitere handelt es sich zunächst um die Berechnung von v aus den Daten der Aufgabe. Als solche sind (neben dem Polardiagramm der Lampe (Tab. 1) gegeben:

Brennweite des Spiegels f = 0,65 m Durchmesser des Spiegels D = 1,50 m Kraterdurchmesser der Kohle δ = 0,021 m

Wir betrachten in Abb. 2 das Dreieck ABC, dessen Basis BC gleich dem Kraterdurchmesser δ ist.

Der Streuwinkel v setzt sich aus zwei Teilen v1 und v2 zusammen, die wir einzeln berechnen.

Im Dreieck AMC gilt der Sinussatz:

\frac{\delta}{2}:\rho=\mbox{sin}\,\nu_1:\mbox{sin}\,\left(\frac{\pi}{2}+\alpha-\nu_1\right)

oder wenn wir v1 = sin v1 wegen der Kleinheit von v1 setzen:

\frac{\delta}{2}:\rho=\nu_1:\mbox{cos}\,\alpha+\nu_1\,\mbox{sin}\,\alpha.

Hieraus berechnet sich:

\nu_1=\frac{\delta}{2}\,\mbox{cos}\,\alpha\,.\,\frac{1}{\rho-\frac{\delta}{2}\,\mbox{sin}\,\alpha}.

In entsprechender Weise findet man aus dem Dreieck AMB:

\nu_2=\frac{\delta}{2}\,\mbox{cos}\,\alpha\,.\,\frac{1}{\rho+\frac{\delta}{2}\,\mbox{sin}\,\alpha}.

Bildet man die Summe v1 + v2, so ergibt sich:

\nu=\nu_1+\nu_2=\frac{\delta}{2}\,\mbox{cos}\,\alpha\,.\,\frac{2\,\rho}{\rho^2-\frac{\delta^2}{4}\,\mbox{sin}^2\,\alpha}.

Setzen wir jetzt für das weitere einen Parabolspiegel der Brennweite f = 0,65 m und einen Kraterdurchmesser δ = 0,021 m voraus, so wird das Glied ρ2 gegen \frac{\delta^2}{4} so groß, daß letzteres zu vernachlässigen ist; es bleibt nur übrig

\nu=\frac{\delta\,\mbox{cos}\,\alpha}{\rho} . . . . . . (1)

Wir gehen nun dazu über, die Flächenbeleuchtung auf einer achsensenkrechten Ebene im Abstande L vom Scheinwerfer zu berechnen.

Zu dieser Beleuchtung trägt jede Parallelkreiszone vom Radius r und der Breite ds (Abb. 3) bei. Die Größe dieses Beitrages fassen wir als Differential auf; die Gesamtbeleuchtung entsteht durch Uebereinanderlagerung aller Beleuchtungsdifferentiale und findet sich in Gestalt eines Integrals.

Zunächst ermitteln wir das Beleuchtungsdifferential unter Zugrundelegung der Abb. 3. Die Parallelkreiszone 2 πrds wird getroffen von den Strahlen der Lampe, die in der Richtung a die Intensität J besitzen. Die Zone ist von der Lichtquelle um das Maß ρ entfernt; demnach findet sich auf einer Fläche, welche senkrecht zu ρ = MA im Punkt A steht, die Flächenbeleuchtung \frac{J}{\rho^2}. Die ringförmige, auf den Strahlen der Richtung ρ senkrecht stehende Zone der Breite ρ dα (siehe Abb. 3) erhält also die Lichtmenge:

\frac{J}{\rho^2}\,.\,2\,\pi\,r\,\rho\,d\alpha.

Textabbildung Bd. 331, S. 2 Abb. 3.

In Wirklichkeit verteilt sich diese Lichtmenge auf die Spiegelzone 2 π r ds, die demnach die Beleuchtung

\frac{J}{\rho^2}\ \frac{2\,\pi\,r\,\rho\,d\alpha}{2\,\pi\,r\,ds}

erhält. Diese Beleuchtung der Spiegelzone 2 π r ds wird nun durch Reflexion auf die kreisförmige Fläche \frac{\pi}{4}\,L^2\nu^2 ausgebreitet, vermindert sich demnach im Verhältnis der beleuchteten Flächen, so daß sich das gesuchte Beleuchtungsdifferential findet:

d\,\Theta=\frac{J}{\rho^2}\,.\,\frac{2\,\pi\,r\,\rho\,d\alpha}{2\,\pi\,r\,ds}\,.\,\frac{2\,\pi\,r\,ds}{\frac{\pi}{4}\,L^2\nu^2}

d\,\Theta=\frac{8\,J\,r\,d\alpha}{\rho\,\nu^2\,L^2} . . . . . (2)

Textabbildung Bd. 331, S. 3 Abb. 4.

Textabbildung Bd. 331, S. 3 Abb. 5.

Durch Integration über alle Parallelkreise von der Spiegelmitte bis zum Rande (von r = 0 bis r = R = 0,75 m) erhält man die Gesamtbeleuchtung in der Entfernung L:

\Theta=\int^R_0\,\frac{8\,J\,r\,d\alpha}{\rho\,\nu^2\,L^2} . . . . . (3)

Integriert man nicht bis zum Rande, sondern bis r < R, so ergibt sich die Flächenbeleuchtung bei teilweise geöffneter Irisblende (Oeffnungsradius r):

\Theta_1=\int^r_0\,\frac{8\,J\,r\,d\alpha}{\rho\,\nu^2\,L^2} . . . . . (4)

Multipliziert man in (3) oder (4) mit dem Entfernungsquadrat L2, so findet man die entsprechenden Intensitäten des Scheinwerferstrahles selbst.

Zur Auswertung der Integrale haben wir nun noch ds durch r und dr auszudrücken. Nach Abb. 3 hat man als Parabelgleichung:

r^2=4\,f\,x

Textabbildung Bd. 331, S. 3 Abb. 6.

und außerdem im Dreieck AMC

\rho^2=r^2+(f-x)^2,

womit sich findet:

\rho=f+\frac{r^2}{4\,f}.

Ferner gilt in demselben Dreieck:

\mbox{sin}\,\alpha=\frac{r}{\rho}=\frac{4\,f\,r}{4\,f^2+r^2}.

Durch Differentiation findet sich hieraus:

d\,\alpha=\frac{4\,f^2-r^2}{4\,f\,\rho^2\,\mbox{cos}\,\alpha}\,d\,r.

Textabbildung Bd. 331, S. 4 Abb. 7.

Diesen Ansatz hat man in die Integrale (3) oder (4) einzuführen. Beispielsweise ergibt sich für Θ1

\Theta_1=\frac{8}{L^2}\,\int^r_0\,\frac{J\,r\,(4\,f^2-r^2)}{4\,f\,\rho^3\,\nu^2\,\mbox{cos}\alpha}\,dr,

oder nach Ersetzung von \frac{r}{\rho} durch sin α:

\Theta_1=\frac{2}{f\,L^2}\,\int^r_0\,J\,.\,\frac{1}{\rho^2}\,.\,(4\,f^2-r^2)\,\frac{1}{\nu^2}\,\mbox{tg}\,\alpha\,dr.

Die unter dem Integralzeichen stehenden Faktoren werden nun in Abhängigkeit von α tafelmäßig und graphisch dargestellt. Da auch r in Abhängigkeit von α ermittelt werden kann, erhält man schließlich alle Faktoren des Integranden in der für die Auswertung des Integrals erforderlichen Abhängigkeit von r.

Textabbildung Bd. 331, S. 4 Abb. 8.

J als Funktion von α wird aus Tab. 1 entnommen; r und ρ mißt man am besten aus der maßstäblich gezeichneten Abb. 4 ab. So ergeben sich sofort und mit einfacher Rechnung die Reihen 1 bis 12 der Tab. 2 und schließlich in Reihe 13 der Wert des Integranden selbst. Um günstige Maßstab Verhältnisse zu bekommen, ändern wir die Werte des Integranden so ab, daß vor dem Integral statt \frac{2}{0,65\,L^2} der Wert \frac{8}{L^2} zu stehen kommt. Die so errechneten Zahlen stehen in Reihe 14. Die Berechnung der Tabelle wurde mit dem Rechenschieber ausgeführt; nur Reihe 13 und 14 wurden auf einer Brunsviga-Maschine berechnet.

Zur Nachprüfung sind alle Faktoren des Integranden graphisch aufgetragen, und zwar J in Abb. 5, die übrigen Faktoren in Abb. 6 (Kurven a, b, c, d). Aus dem stetigen Verlauf ersieht man, daß keine groben Rechenfehler unterlaufen sind.

In Abb. 6 wird auch der Integrand aus Reihe 14 selbst aufgetragen (ohne den Faktor 106). Bezeichnen wir ihn mit i, so wird das zu bestimmende Integral, welches die Intensität des Scheinwerfers liefert (aus (4) durch Fortlassung von L2 hervorgehend):

\Theta_{1\,\mbox{schwf}}=8\times 10^6\,\int^r_0\,i\,dr.

Wählen wir jetzt die Größe des einzelnen Integrationsschrittes dr = 0,1 m, so müssen die Integrandenwerte i auf den zehnten Teil verkleinert werden. Dies ist in Abb. 7 geschehen.

Die schrittweise Integration, bestehend in fortgesetzter Summierung der Ordinaten der Kurve 0,1 i, liefert die Kurve ϑ, deren Endordinate = 53,0, mit 8 × 106 multipliziert, die Intensität des Scheinwerferstrahles in seiner Mitte bei völlig geöffneter Irisblende = 424 Mill. HK ergibt.

Will man die Verteilung der Intensität im Strahle außerhalb der Achse kennen lernen, so hat man nach Abb. 8 die Ordinaten der Kurve ϑ (mit 8 × 106 multipliziert) in Abhängigkeit von v/2 beiderseits einer Symmetrielinie aufzutragen. Die kleinsten Streuungen finden sich, wie Ansatz (1) lehrt, bei den Randstrahlen und bilden in großer Entfernung das Mittelfeld des Scheinwerferstrahles. Innerhalb dieses Feldes herrscht überall konstante Intensität; vom Rande des Mittel- (oder Kern-) feldes nach dem Rande des Strahles, der durch das Licht größter Streuung (aus der Spiegelmitte herrührend) bestimmt wird, nimmt die Intensität rasch ab.

Textabbildung Bd. 331, S. 4 Abb. 9.

Um die mittlere Intensität des Scheinwerferstrahles zu finden, hat man die mit 8 × 106 multiplizierten Ordinaten der Kurve ϑ in Abhängigkeit von v2 nach Abb. 9 aufzutragen. Von dem so erhaltenen Kurvenzug ist die mittlere Höhe zu nehmen, welche 170 Mill. HK als mittlere Intensität des Scheinwerferstrahles liefert.

Tabelle 2.

Textabbildung Bd. 331, S. 5

Die obigen Ueberlegungen setzen voraus, daß die Streukegel als Kreiskegel betrachtet werden können. Läßt man diese Voraussetzung fallen, so werden die geometrischen Betrachtungen etwas verwickelter und würden das Ergebnis liefern, daß die Ecken bei der Schaulinie 8 sich abrunden, so daß die Linie ein parabelartiges Ansehen erhält.

Unerörtert soll hier bleiben, welchen Einfluß ungleichmäßige Verteilung der Intensität in den Streukegeln und ungleichmäßige Verteilung der spezifischen Intensität auf der Kraterfläche haben würden.

Das preußische Wassergesetz vom 7. April 1913 hat einschneidende Veränderungen nur für die Rechte am öffentlichen Gewässer vorgenommen, während die Rechtsverhältnisse an den übrigen Gewässern, am Grundwasser usw. im wesentlichen wie früher geblieben sind. Die nicht öffentlichen Gewässer sind auch für die Industrie von geringerer Bedeutung. Diese Rechtsverhältnisse weiter auszuführen, würde hier zu weit führen, es genügt der allgemeine Grundsatz, daß der Eigentümer eines nicht öffentlichen Gewässers ebenso wie der Grundeigentümer in der Verfügung über das Wasser unbeschränkt ist. Nur dort kennt das bisherige wie das neue Recht Grenzen, wo das Interesse der Allgemeinheit es dringend erfordert.

Ganz anders bei öffentlichen Gewässern, d.h. bei eigentlichen Wasserläufen und bei Teichen und Seen, die einen Abfluß oder Durchfluß haben und sich daher besonders zur gewerblichen und industriellen Nutzung eignen.

Die natürlichen Wasserläufe erster Ordnung – das sind die im Wassergesetz besonders bezeichneten größeren Wasserläufe, Ströme, Flüsse usw. – und mit hier nicht interessierender Einschränkung auch die übrigen Wasserläufe sind dem gemeinen Gebrauch bis zu einer bestimmten Grenze freigegeben. Jedermann darf sie, wenn dadurch andere nicht benachteiligt werden, benutzen, darf ihnen auch Wasser zuführen, nicht dagegen verunreinigtes Wasser, also nicht Abwässer, außer, wenn sie als reines Wasser anzusehen sind, wobei ganz geringe Verunreinigungen nicht in Betracht kommen. Wird dabei das Maß des nach Gemeingebrauch Ueblichen überschritten, so ist der Wasserpolizeibehörde Anzeige zu erstatten, damit diese unter Umständen Gelegenheit zum Einschreiten hat. Die Wasserentnahme ist nur für die eigene Haushaltung und Wirtschaft gestattet, also nicht zur gewerblichen und industriellen Verwertung (vgl. § 25 WG.).

Viel weiter gehen die Rechte der Eigentümer des Wasserlaufes, das heißt der Wasserlaufanlieger (vgl. §§ 7/8 WG.), sie sind sogar unbeschränkt, soweit nicht das Gesetz besondere Schranken setzt. Solche Schranken bestehen aber gerade hinsichtlich der gewerblichen und industriellen Wassernutzung. Insbesondere ist nach § 40 WG. beschränkt: Das Recht, das Wasser zu gebrauchen und zu verbrauchen oder abzuleiten, Wasser oder andere flüssige Stoffe – damit sind also besonders die Abwässer getroffen – unmittelbar oder mittellbar einzuleiten und den Wasserspiegel zu verändern, insbesondere durch Stauanlagen. Diese Beschränkungen bezwecken den Schutz der übrigen Anlieger und Interessenten, wie es des Näheren in den §§ 41 bis 45 WO. ausgeführt ist.

Für Gewerbe und Industrie ist besonders der § 41 wichtig: Es darf durch die Benutzung nicht zum Nachteil anderer die Vorflut verändert noch das Wasser verunreinigt, der Wasserstand nicht so verändert werden, daß andere in der Ausübung ihres Rechts am Wasser beeinträchtigt oder fremde Grundstücke beschädigt werden, schließlich darf die einem anderen obliegende Unterhaltung des Wasserlaufs oder seiner Ufer nicht erschwert werden. Geringfügige Nachteile bleiben aber außer Betracht. Abgeleitetes Wasser muß in der im § 43 WO. näher bezeichneten Weise wieder so zurückgeleitet werden, daß andere Interessenten durch die Ableitung keinen Nachteil haben.

Die Verunreinigung oder auch nur die Gefährdung der Verunreinigung durch feste Stoffe ist durch die §§ 19 ff. besonders verboten.

Schließlich bestimmt der § 22 – und das ist für unsere Frage die einschneidenste Bestimmung – daß die Errichtung oder wesentliche Veränderung von Anlagen in Wasserläufen erster und zweiter Ordnung (die kleinen Wasserläufe dritter Ordnung bleiben also außer Betracht, können aber durch Polizeiverordnung den anderen Wasserläufen in dieser Beziehung gleichgestellt werden) der Genehmigung der Wasserpolizeibehörde unterliegen, das ist je nach der Art des Wasserlaufs der Regierungspräsident, Landrat oder die Ortspolizeibehörde (vgl. § 342 WG.).

Von dieser wasserpolizeilichen Genehmigung, die auch nur auf wasserpolizeilichen Interessen fußt, ist die etwa erforderliche gewerbepolizeiliche Genehmigung einer gewerblichen oder industriellen Anlage nach § 16 GO. unabhängig, und es kann wohl vorkommen, daß die eine Behörde die Genehmigung erteilt, die andere sie versagt.

Wer nicht Eigentümer eines Wasserlaufes ist und nicht vom Eigentümer sein Recht herleitet (z.B. Nießbraucher, wohl auch Pächter usw.) darf einen Wasserlauf nur benutzen, wenn ihm das Benutzungsrecht besonders verliehen ist. Ein Gleiches gilt, wenn der Eigentümer von seinem Rechte in einer Weise Gebrauch machen will, die an sich den oben ausgeführten Beschränkungen unterliegt.

Das Gesetz geht von dem durchaus richtigen Gedanken aus, daß die Eigentumsgrundsätze und die Grundsätze über die dem Eigentum ähnlichen oder gleichstehenden dinglichen und ähnlichen Rechte nicht überspannt werden dürfen, wie es nach bürgerlichem Recht in Hinsicht auf das Grundstücksrecht hier und da der Fall ist. In weitestem Maße soll Gewerbe und Industrie, Landwirtschaft, Fischerei usw. geschützt werden, und eine Förderung dieser Interessen ist oft nicht anders möglich als unter Hintenanstellung der Interessen anderer. Wenn jeder Berechtigte verbieten könnte, daß er durch Verunreinigung von einem Gewässer, durch Ableitung usw. auch nur im geringsten beeinträchtigt wird, so könnte ein großer Teil unseres industriellen und gewerblichen Verkehrs stillstehen.

Das Gesetz sieht mit Recht von einer gesetzlichen Feststellung irgendwelcher Grundsätze ab, weil kein Gesetz imstande ist, sich den Forderungen des wirtschaftlichen Verkehrs in allen seinen Feinheiten und Veränderlichkeiten anzupassen, und zielt also auf eine Art von Billigkeitsrecht ab, auf eine gegenseitige Interessenabwägung und einen Interessenschutz nach Maßgabe der Bedeutung dieser Interessen.

Jedermann hat einen Anspruch auf Erteilung eines Nutzungsrechtes an einem Wasserlauf, soweit sein Interesse gegenüber etwa entgegenstehenden Interessen Dritter als wichtig genug angesehen werden kann. Es kann nach § 46 WG. durch Verleihung erworben werden: Das Recht, das Wasser gewerblich und industriell zu benutzen und abzuleiten, es zu stauen oder sonst den Wasserspiegel zu verändern, unabhängig von den Schranken, die die §§ 41/45 wie oben ausgeführt, dem Eigentümer setzen, ferner das Recht, Hafen und Stichkanal anzulegen, sowie Anlegestellen mit baulichen Vorrichtungen von größerer Bedeutung herzustellen.

Die Verleihung ist nach § 49 zu versagen oder von Auflagen oder Bedingungen abhängig zu machen, wenn der beabsichtigten Benutzung des Wasserlaufs Rücksichten des öffentlichen Wohles entgegenstehen, oder wenn durch die Benutzung ein in Aussicht genommener Ausbau des Wasserlaufs erschwert wird. Einige weitere verwandte Beschränkungen in Hinsicht auf bestimmte Wasserläufe, Teiche usw. können hier nicht im einzelnen aufgeführt werden.

Die Verleihung ist nach § 50 ferner zu versagen, wenn jemand durch die beantragte Verleihung in seinem Recht der Wassernutzung beeinträchtigt wird, und diese Beeinträchtigungen nicht durch besondere Vorrichtungen usw. verhindert werden können, und der Interessent der Verleihung widerspricht. Sein Widerspruch ist aber unerheblich, wenn das durch Verleihung zu schützende Unternehmen anders nicht zweckmäßig oder nur übermäßig kostspielig durchgeführt werden kann, und der zu erwartende Nutzen des Unternehmers den Nachteil des Widersprechenden erheblich übersteigt. Läßt sich die Schädigung oder Beeinträchtigung durch geeignete Vorrichtungen abwenden, die mit dem Unternehmen vereinbar und wirtschaftlich gerechtfertigt ist, so ist die Verleihung mit einer entsprechenden Auflage zu verbinden. Hinsichtlich der Einzelheiten muß auf § 50 WG. verwiesen werden.

Ist von der beabsichtigten Benutzung eine Verunreinigung des Wasserlaufs zu erwarten, so darf die Verleihung nur unter Vorbehalt erhöhter Anforderungen in bezug auf Reinigung der Abwässer erteilt werden (§ 47, Absatz III).

Die Verleihung erfolgt dauernd oder auf Zeit (§ 47, Absatz II). Das Gesetz will damit die etwaigen zukünftigen Interessen schützen, und es unmöglich machen, daß ein einmal verliehenes Recht später dauernd von dem Berechtigten zum Nachteil anderer geltend gemacht werden kann, falls man bei der Verleihung den Nachteil nicht hat übersehen können.

Die Verleihung wird daher vielfach zeitlich begründet werden, und zwar je nach dem Interesse, das zu berücksichtigen ist, nach dem Maß der Möglichkeit späterer Schädigungen, nach der Wichtigkeit dieser Schädigungen selbst, nach der Bedeutung, den Kosten usw. des Unternehmens selbst, das natürlich durch eine sehr kurz begrenzte Verleihungsfrist nicht wirtschaftlich in Frage gestellt werden darf.

Andererseits hat die Verleihung so weitgehende Wirkungen, daß der Berechtigte nunmehr ähnlich geschützt ist wie der Eigentümer in Hinsicht auf ein Grundstück oder Konzessionsberechtigte in Hinsicht auf die gewerbliche Konzession. Nur in ganz seltenen Fällen kann eine Verleihung zurückgenommen werden, wobei der Berechtigte noch zu entschädigen ist (§ 84 WG.).

Das Verleihungsverfahren ist zu einem Interessen-Regelungsverfahren vor dem Bezirksausschuß ausgebaut, wobei Dritte in weitestgehendem Maße Gelegenheit haben, ihre Interessen geltend zu machen. Es ist durch einen Instanzenzug (Beschwerde bei dem Landeswasseramt, zum Teil auch Verfahren vor dem ordentlichen Gericht) zu einem regelrechten Rechtsverfahren gestaltet, das teils mit dem Patenterteilungsverfahren, teils mit dem gewerblichen Konzessionsverfahren eine gewisse Aehnlichkeit hat, und dessen Einzelheiten hier nicht näher ausgeführt werden können.

Zum Schutze der Interessen derjenigen gewerblichen und industriellen Unternehmer, die nicht in der Lage sind, einen Wasserlauf unmittelbar zu benutzen, hat das Gesetz besondere Vorschriften unter dem Kapitel Zwangsrechte erlassen (§ 330 ff.).

Kann der Eigentümer eines Grundstücks sein oberirdisch außerhalb eines Wasserlaufes abfließendes Wasser durch Anlagen auf seinem Grund und Boden nicht oder nur mit unverhältnismäßigen Kosten abführen, so ist er berechtigt, von den Eigentümern der unterhalb liegenden Grundstücke die Aufnahme des Wassers ohne Entschädigung zu verlangen. Diese sind aber, wenn die Weiterleitung mit Kosten verbunden ist, nur bei überwiegendem Interesse des Unternehmers zur Aufnahme verpflichtet und dann schadlos zu halten. Ebenso kann nach § 332 zum Zwecke der Wasserbeschaffung und der Abwässerbeseitigung die Duldung der Durchleitung von Wasser verlangt werden; unreines Wasser muß aber, wenn sonst die Gefahr einer Benachteiligung besteht, in geschlossenen wasserdichten Leitungen geleitet werden.

In ähnlicher Weise sind nach § 331 WG. zugunsten eines Unternehmens, das die Entwässerung von Grundstücken, die Beseitigung von Abwässern oder die bessere Ausnutzung einer Triebwerksanlage bezweckt, die Wasserlaufeigentümer und die Eigentümer der sonst beteiligten Grundstücke zur Duldung einer Wasserregulierung verpflichtet. In diesen Fällen kann aber der beteiligte Grundstückeigentümer verlangen, daß der Unternehmer den betreffenden Teil des Grundstücks, den er für seine gewerblichen oder industriellen Zwecke gebraucht, gegen Entschädigung erwirbt (also eine Art von Zwangskauf; und wenn der Rest des Grundstücks sonst entwertet wird, ist sogar das ganze Grundstück zu erwerben (§ 336).

Ebenso wie ein Unternehmer von Entwässerungs- oder Abwässerungsanlagen fremde Grundstücke für seine Zwecke benutzen kann, so ist er auch berechtigt, falls schon andere Ableitungsanlagen bestehen und es durch besondere Zweckmäßigkeitserwägungen und die Interessenabwägung geboten ist, fremde Anlagen zu benutzen, wobei eine Art Gemeinschaftsverhältnis entsteht (§ 339).

Die Regelung dieser Zwangsrechte erfolgt in einem Verfahren, das dem Verleihungsverfahren ähnlich und im § 340 WG. genauer geregelt ist.

Diejenigen Rechte, die beim Inkrafttreten des Gesetzes bestanden und diejenigen Wasseranlagen, die vor dem 1. Januar 1913, auch ohne einen besonderen Rechtstitel errichtet oder begonnen sind, unterliegen im wesentlichen dem bisherigen Recht. Für sie bestimmt der § 379 WG: Die Rechte, einen Wasserlauf zu benutzen, Wasser aus- und Abwässer einzuleiten usw. (§§ 46, 40 WG.) und einige weitere hier nicht interessierende Rechte, sofern sie auf besonderem Titel beruhen, bleiben aufrechterhalten. Die Rechtmäßigkeit einer Anlage, die schon am 1. Januar 1902 bestanden hat, wird vermutet. Aber auch hier ist eine wichtige Grenze gezogen: Die Verunreinigung des Wassers ist unzulässig, wenn sie über das gemeinübliche Maß hinausgeht. In diesen Fällen muß, wie oben ausgeführt, die besondere Verleihung nachgesucht werden.

Schirmfilter für Wärmestrahlen. Bei den intensiven Lichtquellen, über die wir heutzutage für Projektionszwecke verfügen, macht sich die starke Wärmestrahlung sehr störend bemerkbar. Besonders dichte Diapositive, Autochromplatten und mikroskopische Projektionsbilder können durch die im Strahlenkegel sich entwickelnde Hitze ernstlich beschädigt oder gar völlig zerstört werden. Bei Kinematographenfilms besteht sogar die Gefahr eines Brandes infolge Entzündung des Filmbandes. Man ist daher schon lange darauf bedacht gewesen, durch in den Strahlengang einzuschaltende Filter die für die Zwecke der Projektion ja völlig überflüssigen Wärmestrahlen zu absorbieren. Als solche Filter kommen in erster Linie Tröge aus planparallelen Glaswänden mit einer geeigneten Flüssigkeitsfüllung in Betracht. Zur Füllung hat man zunächst reines Wasser angewandt, doch erweist sich dessen Absorptionsvermögen für Wärmestrahlen unseren intensiveren Strahlungsquellen gegenüber nicht als ausreichend. Aus diesem Grunde hat man versucht, die Absorption durch Auflösung gewisser Substanzen zu erhöhen. Seit ziemlich langer Zeit wird empfohlen, als Wärmefilter Kalialaunlösungen verschiedener Konzentration zu benutzen, doch bieten diese reinem Wasser gegenüber keine nennenswerten Vorteile. Besser bewähren sich Eisensalze, wie Ferroammoniumsulfat oder Ferrosulfat. Beispielsweise absorbieren von den auftreffenden Wärmestrahlen nach Messungen von Kenneth-Mees

reines Wasser in  6 mm dicker Schicht 70 v. H.     „          „      „ 20 mm     „         „ 79,7 „ 30 proz. Ferrosulfatlösung in  6 mm dicker Schicht 87 „     „                     „            „ 20 mm      „       „ 98 „

Leider haben diese Lösungen die unangenehme Eigenschaft, sich bald unter Gelbfärbung zu zersetzen und dabei ihre Fähigkeit, Wärme zu absorbieren, einzubüßen. Versuche von A. Miethe mit einer 1 proz. Ferrosulfatlösung, die durch geringen Schwefelsäurezusatz haltbar gemacht worden war, haben kein besonders erfreuliches Ergebnis gezeitigt, denn eine 51 mm dicke Schicht einer solchen Lösung ließ noch reichlich die Hälfte der von einer gleichstarken Schicht reinen Wassers hindurchgelassenen Wärmestrahlen ungehindert hindurch. Die Absorption des Ferroammoniumsulfats ist jener des Ferrosulfats ziemlich gleich, nur sind die Lösungen des erstgenannten Salzes noch weniger haltbar als die des letztgenannten. Von anderen Seiten sind als Wärmeschutzmittel Xylol und Schwefelkohlenstoff empfohlen worden, vermutlich im Hinblick auf die starken Absorptionsbanden dieser Stoffe im Ultrarot. Diese Banden liegen indessen zu weit vom sichtbaren Spektrum entfernt, als daß sich die Absorption im Maximum der Wärmewirkung, also dicht hinter der Grenze des Rot, als genügend wirksam erweisen könnte. Wir werden weiter unten sehen, welch geringen Schutz diese Stoffe gegen die Wärmewirkung zu bieten vermögen. Weit bessere Ergebnisse erzielt man nach dem Vorgange H. Lehmanns mit wässerigen Lösungen von Kupfersulfat. Lehmann hat bereits 1910 bei den Versuchen mit seinem U.-V.-Filter eine 20proz. Lösung dieses Salzes in 5 mm dicker Schicht in Verbindung mit einer Lösung von Nitrosodimethylanilin und mit Jenaer Blauuviolglas benutzt. Diese Filterkombination ließ die ultravioletten Strahlen zwischen 300 μμ und 400 μμ gut hindurch, während sie alle sichtbaren und ultraroten Strahlen absorbierte. Zwei Jahre später hat dann A. Miethe Messungsergebnisse über die Wärmeabsorption einer 1 proz. wässerigen Kupfersulfatlösung (die zwecks größerer Haltbarkeit mit einem Tropfen Schwefelsäure versetzt worden war) veröffentlicht.

Eine solche, schwach grünblaue Lösung ließ in 51 mm dicker Schicht nur 6,2 v. H. der Wärmestrahlen hindurch, wobei die Durchlässigkeit einer gleich dicken Wasserschicht zu 100 v. H. angesetzt ist. Eine halb so stark konzentrierte Lösung, die den Vorzug vollkommener Farblosigkeit besitzt, ließ nicht mehr als 18,1 v. H. der Wärmestrahlen durch. Derartige schwache Kupfersulfatlösungen haben sich seither in der Praxis außerordentlich bewährt. Beispielsweise bedienen sich Siedentopf und Köhler für mikroskopische Zwecke durchweg einer solchen zum Schutze gegen Wärmestrahlen. Aus diesem Grunde hat sich daher H. Lehmann veranlaßt gesehen, genauere Messungen über die Wärmeabsorption wässeriger Kupfersulfatlösungen und anderer Flüssigkeiten anzustellen. Die Ergebnisse sind in nachstehender Tabelle vereinigt. Zur Verwendung kam durchweg eine 10 mm starke Schicht in einem Troge aus parallelen Glaswänden. Als 100 v. H. wurde dabei die Durchlässigkeit einer Spiegelglasscheibe angesetzt, deren Dicke gleich der Gesamtdicke der Trogwände war. Es absorbierten in 10 mm dicker Schicht von den auftreffenden Wärmestrahlen:

Schwefelkohlenstoff 35,6 v. H. Xylol 60,1 „ Destilliertes Wasser 78,4 „ Wässerige Kalialaunlösung, kalt gesättigt 82,4 „ „ Ferroammoniumsulfatlösg. 3,75 proz. 82,9 „ „ Kupfersulfatlösung, 1,8 proz. 91,2 „ „ „ 3,75 proz. 96 „

Aus diesen Zahlen geht die Ueberlegenheit wässeriger Kupfersulfatlösungen anderen Flüssigkeiten gegenüber deutlich hervor. Gestützt auf diese Messungergebnisse glaubt Lehmann, die Verwendung der Kupfersulfatlösungen als Wärmeschutz für Projektionszwecke nachdrücklich empfehlen zu können. Mit einer 3,75 proz. Lösung kann man seiner Ueberzeugung nach bei kinematischer Projektion sogar unbedenklich ohne Feuerschutzklappe arbeiten und selbst zwecks näherer Betrachtung eines Teilbildchens den Film anhalten und bei ruhendem Film projizieren. „Dabei ist“, so sagt Lehmann, „die Färbung des projizierten Bildes noch durchaus nicht bemerkbar, falls man nicht unmittelbar zuvor ohne dieses Kupfersulfat projiziert hat. Bekanntlich hat das Bogenlicht gegenüber dem Tageslicht eine gelblich-rote Färbung. Bei Benutzung dieses schwachen Kupfersulfatfilters aber verschiebt sich die Farbe des Bogenlichtes eine Spur nach dem blauen Spektralende zu, das projizierte Bild gewinnt also größere Natürlichkeit infolge der tageslichtähnlichen Färbung“. Photometrische Messungen zeigten keinen erheblichen Helligkeitsverlust durch das Filter, da dieses ja nur das alleräußerste Rot absorbiert, dessen Beitrag zur Gesamthelligkeit ein verschwindend kleiner ist. Die Herstellung der Lösung bietet keinerlei Schwierigkeiten, da sich Kupfersulfat in destilliertem Wasser vollkommen klar, in gewöhnlichem Leitungswasser unter Bildung eines weißlichen Niederschlages löst, der bei Zusatz einiger Tropfen Schwefelsäure verschwindet. Ein solcher Zusatz erhöht die Haltbarkeit der Lösung, kann aber, wenn er zu stark gewählt wird, etwaige Metallteile des Troges, mit denen die Flüssigkeit in Berühruug kommt, angreifen. Bei Verwendung angesäuerter Lösungen bedient man sich daher zweckmäßig ganz aus Glas hergestellter Tröge oder aber solcher, deren Metallteile einen Ueberzug aus widerstandsfähigem Lack haben. Nach den Untersuchungsergebnissen Lehmanns dürften wir in wässerigen Kupfersulfatlösungen ein wertvolles Schutzmittel gegen schädliche Wärmestrahlung besitzen. (Deutsche Optische Wochenschrift 1, 130, 1915.)

Iklé.

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Torpedoboote mit zwei und drei Wellen. Die spanische Marine, die vor einigen Jahren den Wiederaufbau ihrer Flotte ins Werk setzte, sah in ihrem Neubauprogramm außer einigen Linienschiffen und kleinen Kreuzern auch die Inbaugabe einer größeren Zahl von Torpedobooten vor. Zur Durchführung des Bauplans wurde mit Unterstützung englischer Werften die Sociedad Espanola de Construccion Naval gegründet, die auf den von der spanischen Regierung ihr überlassenen Staatswerften die Bautätigkeit aufnahm. Die ersten Torpedoboote, die unter Mitwirkung der bekannten Firma Normand in Le Havre entworfen waren, wurden im Jahre 1913 in Cartagena auf Stapel gelegt, Sie haben die folgenden Abmessungen:

Länge zwischen den Loten 50,0 m Länge über alles 52,55 „ Größte Breite   5,24 „ Mittlerer Tiefgang   1,47 „ Wasserverdrängung    186 t

Die Maschinenanlage der Boote, die für eine Leistung von 3750 WPS, einer Konstruktionsgeschwindigkeit von 26 kn entsprechend, entworfen ist, besteht aus einem Satze Parsons-Turbinen in Dreiwellenanordnung. Sie ist deswegen besonders bemerkenswert, weil, im Gegensatz zu der bei älteren Kriegsschiffsanlagen üblichen Dreiwellenanordnung mit einer auf der Mittelwelle angeordneten Hochdruckturbine und zwei parallel arbeitenden Niederdruckturbinen auf den Außenwellen, hier erstmalig nach einem bei Handelsschiffsanlagen bereits erfolgreich erprobten Muster eine Hintereinanderschaltung aller Turbinen gewählt wurde. Die hiernach aus je einer Hochdruck-, einer Mitteldruck- und einer Niederdruckturbine bestehende Anlage ist derart verteilt, daß die beiden ersteren auf den Außenwellen angeordnet sind, während die Niederdruckturbine die Mittelwelle treibt. Gegenüber der älteren Anordnung bedeutet die Reihenschaltung aller Turbinen fraglos einen wärmewirtschaftlichen Vorteil. Weniger günstig gestalten sich jedoch die Manövrierverhältnisse der Anlage. Da nämlich nur eine, wie üblich in das Gehäuse der Niederdruckturbine eingebaute Rückwärtsturbine vorhanden ist, so kommt für Rückwärtsgang nur die Mittelschraube in Frage. Die beiden Seitenschrauben müssen in diesem Falle von ihr mitgeschleppt werden, bedingen also, abgesehen davon, daß die Unterstützung der Ruderwirkung durch die Seitenschrauben sehr eingeschränkt wird, eine unnütze Widerstandsvermehrung. Sie wird allerdings dadurch in mäßigen Grenzen gehalten, daß einerseits die Seitenschrauben, die mit höherer Drehzahl (~ 1500 Umdr./Min.) arbeiten als die Mittelschraube (~ 1100 Umdr./Min.), verhältnismäßig klein sind, während andererseits die Leistungsverteilung so gewählt ist, daß auf die Mittelwelle die doppelte Leistung jeder der Seitenwellen entfällt. Außer der Hauptturbinenanlage ist auf der Mittelwelle vor der Niederdruckturbine eine Marschturbine angeordnet, die bei verringerter Leistung vor die Hochdruckturbine geschaltet wird. Die Dampfleitung ist so ausgebildet, daß bei einer eintretenden Betriebstörung an einer der Außenturbinen der Abdampf der Marschturbine auch unmittelbar in die Niederdruckturbine geführt werden kann. Die weitere Ausbildung der Hauptdampfleitung im Maschinenraum lassen die Pläne der Maschinenanlage (Abb. 1 bis 3) erkennen.

Textabbildung Bd. 331, S. 9 Abb. 1.

Die zu den Hauptmaschinen gehörigen Hilfsmaschinen haben mit der Turbinenanlage zusammen in einem gemeinsamen Raum Platz gefunden. Die beiden vorgesehenen Kondensatoren mit je 167 m2 Kühlfläche sind zu beiden Seiten der Niederdruckturbine aufgestellt. Das Kühlwasser wird den Kondensatoren nicht, wie sonst fast allgemein üblich, durch eine Zentrifugalpumpe zugeführt, sondern erfolgt unter Benutzung je eines der Fahrtrichtung entgegengerichteten, haubenartigen Fangrohres, durch welches das Kühlwasser dem Kondensator zuströmt. Eine kleine Hilfskühlwasserpumpe findet als Aushilfe bzw. bei Rückwärtsfahrt Verwendung. Für die Dampferzeugung dienen zwei für reine Kohlenfeuerung gebaute Normand-Wasserrohrkessel mit je 5,9 m2 Rostfläche und 255 m2 Heizfläche. Die in einem gemeinsamen Raum aufgestellten Kessel sind für einen Dampfüberdruck von 18 kg/cm2 bemessen und haben ein Gesamtgewicht (mit Wasser) von 33 t. Die Propeller haben der ungleichen Leistungsverteilung und Drehzahl entsprechend verschiedene Abmessungen. Die beiden Außenpropeller haben je 780 mm Durchmesser, der Innenpropeller hat einen Durchmesser von 1100 mm. Das Gesamtgewicht der ganzen Maschinenanlage beträgt 75 t.

Textabbildung Bd. 331, S. 10 Abb. 2.Spant 38 von vorn gesehen

Von den im Bauplane vorgesehenen 24 Torpedobooten haben nur die ersten zehn Maschinenanlagen der vorbeschriebenen Art erhalten. Bei den weiteren 14 Booten, die im übrigen nach Größe, Geschwindigkeit und Bewaffnung der ersten Reihe vollkommen gleichen, werden Zweiwellenturbinenanlagen zum Einbau gelangen. Auch bei diesen Anlagen ist mit Rücksicht auf die geringe Höhe der Maschinenleistung, da eine Verwendung der sonst fast allgemein üblichen Einzelwellenturbinen in Parallelschaltung wirtschaftlich günstige Ergebnisse nicht erwarten läßt, die bei Zweiwellenschiffen etwas ungewöhnliche Hintereinanderschaltung der Turbinen beibehalten worden. Während die Turbinen der Dreiwellenanlage als reine Ueberdruckturbinen gebaut sind, zeigt die Zweiwellenanlage, bei der die Marschturbine der Mittelwelle in Wegfall gekommen ist, gemischte Bauart. Die auf der Backbordwelle angeordnete Hochdruckturbine besteht aus einem teilbeaufschlagten vierkränzigen Aktionsrade in Verbindung mit einer Ueberdrucktrommel (Abb. 4), die Niederdruckturbine nur aus einer Trommel mit Ueberdruckbeschaufelung. Das Aktionsrad wird durch drei Düsensätze mit getrennten Ventilen beaufschlagt, ein Satz mit sechs Düsen dient für Marschfahrt, die beiden anderen mit vier bzw. sieben Düsen für höhere Geschwindigkeiten. Die Niederdruckturbine konnte in ihrer Bauart und ihren Abmessungen unverändert von der Dreiwellenanlage übernommen werden, da Leistung und Drehzahl bei ihr die gleichen geblieben sind. In die Gehäuse beider Turbinen sind Rückwärtsturbinen eingebaut. Sie stimmen in ihrer Bauart völlig überein und bestehen aus je einem vierkränzigen Rade gleicher Art wie bei der Vorwärtsturbine und aus einer kurzen Ueberdrucktrommel.

Textabbildung Bd. 331, S. 10 Abb. 3.Spant 38 von hinten gesehen

Textabbildung Bd. 331, S. 10 Abb. 4.Hochdruck- und Rückwärtsturbine der Zweiwellenanlage

Die Notwendigkeit, beide Wellen unabhängig voneinander betreiben zu können, hat zu einer ähnlichen Ausbildung der Dampfleitung

Textabbildung Bd. 331, S. 11 Abb. 5.

geführt, wie bei den bekannten Kolbenmaschinenanlagen mit Abdampfturbine. In die Ueberströmleitung zwischen Hochdruck- und Niederdruckturbine ist ein Wechselschieber eingebaut, der den Dampf entweder in die Niederdruckturbine oder direkt in den Kondensator übertreten läßt. Das Nähere zeigen die Pläne der Maschinenanordnung (Abb. 5 bis 7).

Textabbildung Bd. 331, S. 12 Abb. 6.Spant 43 von vorn gesehen

Eine vergleichende Gegenüberstellung der Hauptkonstruktionsdaten für die Turbinen der Zweiwellen- und der Dreiwellenanlage, die übrigens in ihrem Gesamtgewicht wie in ihrem Platzbedarf genau übereinstimmen, gibt die folgende Tabelle.

Dreiwellen-anlage Zweiwellen-anlage TurbinenleistungUmdrehungszahl/Min. 3750 WPS1100 Außenwellen1500 Mittelwelle   3750 WPS1100 Marsch-turbine Trommeldurchm.Zahl d. Stufengrupp.Schaufellängen 510 mm38–18 mm ––– Hoch-druck-turbine Trommeldurchm.Zahl d. Stufengrupp.Schaufellängen 410 mm325–50 mm 940 mm-Aktionsrad730 mm-Trommel  425-65 mm Mittel-druck-turbine Trommeldurchm.Zahl d. Stufengrupp.Schaufellängen 560 mm334–68 mm ––– Nieder-druck-turbine Trommeldurchm.Zahl d. Stufengrupp.Schaufellängen 1020 mm640–110 mm 1020 mm640–110 mm Rück-wärts-turbine Trommeldurchm.Zahl d. Stufengrupp.Schaufellängen 680 mm412–48 mm 940 mm-Aktionsrad730 mm-Trommel  325–50 mm

Die Hilfsmaschinenanlage der Zweiwellenboote stimmt mit der der Dreiwellenboote im wesentlichen überein. Eine bemerkenswertere Abweichung zeigt allein die Kondensationsanlage, und zwar insofern, als die bei den Dreiwellenbooten vorhandenen Saughauben durch eine normale Zirkulationspumpe ersetzt sind. Ferner ist an Stelle der beiden gleichen Kondensatoren ein Unifluxkondensator mit 241 m2 Kühlfläche getreten. Auch die Kesselanlage ist nahezu die gleiche. Heizfläche und Rostfläche der beiden Normand-Kessel sind mit je 250 m2 bzw. 5,7 m2 etwas kleiner, ihr Gewicht stimmt überein. Von den beiden aus Stones Patentbronze gefertigten Propellern ist der Backbordpropeller linksgängig, der Steuerbordpropeller rechtsgängig. Ihr Durchmesser beträgt 1100 mm, ihre Steigung 980 mm.

Textabbildung Bd. 331, S. 12 Abb. 7.Spant 30 von hinten gesehen

Die Forderung, die Zweiwellenanlage in dem gleichen Raum wie die Dreiwellenanlage unterzubringen, hat zu einer etwas ungewöhnlichen Lage der Turbinenwellen geführt. Da der vorgesehene Kondensator nicht querschiffs Aufstellung finden konnte, so mußte er längsseits neben der Niederdruckturbine angeordnet werden. Dadurch war eine starke Verschiebung der Wellen im Bereich des Maschinenraums bedingt, die der Anlage ein etwas eigenartiges Aussehen gibt. Die Welle der Niederdruckturbine mußte näher an die Mittschiffsebene herangeschoben, die Hochdruckwelle mehr nach der Backbordseite verlegt werden. Gemessen am vorderen Maschinenraumschott beträgt der Abstand der Wellenmitten von der Mittschiffsebene 1314 mm für die Hochdruckwelle, 180 mm für die Niederdruckwelle. Die Lage der Schrauben ist natürlich symmetrisch zur Mittelebene geblieben.

Probefahrtsergebnisse beschränkten Umfangs liegen bisher nur von den Dreiwellenbooten vor. Danach hat das erste Boot dieser Reihe mit 1224 bzw. 1745 Umdrehungen i. d. Min. bei der vierstündigen Volldampffahrt eine Höchstgeschwindigkeit von 27,9 kn erreicht. Die zugehörige Maschinenleistung wurde nicht gemessen. Es steht zu erwarten, daß die Zweiwellenboote den älteren Booten nicht nachstehen werden. Zum mindesten wird der Propellerwirkungsgrad voraussichtlich besser werden, was bei annähernd gleichem Wirkungsgrad der Turbinenanlage in einer Vergrößerung der Dampfstrecke zum Ausdruck kommen müßte. (Engineering 1. Mai 1914 und 1. Oktober 1915.)

Kraft.

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Vorrichtung zum Auswechseln der Walzen. Auf einen Apparat zur Erleichterung des Walzenwechsels ist kürzlich dem Ingenieur W. H. Ramage in Youngstown (Ohio, Ver. St.) unter Nr. 1115106 ein amerikanisches Patent erteilt worden. Der Apparat gestattet das Ausbauen einer Walze und das Einbauen einer andern in etwa 10 bis 30 Minuten, verringert den bisher mit dieser Arbeit verbundenen Zeitverlust also um ein beträchtliches, dementsprechend auch die Betriebskosten, und erspart dem Betriebsleiter manchen Aerger durch Wegfall des beim Walzewechsel früher unvermeidlichen längeren Stillsetzens des Walzwerks.

Textabbildung Bd. 331, S. 13

Wie aus der Abbildung hervorgeht, besteht die Vorrichtung aus dem Tragrahmen a, der die Form eines umgestellten L mit einem I-Träger-Profil hat und auch ganz aus Stahlguß hergestellt werden kann. Das untere Ende b des senkrechten Armes ist aus Guß und der Form des Kuppelzapfens der Walze entsprechend ausgebildet. Diese Aushöhlung des Endes ist leicht konisch gehalten, um den Kuppelzapfen schnell und bequem fassen und loslassen zu können. In eine Oese c, die auf einem wagerechten Arme verschiebbar ist, auf dem sich auch das zum Ausbalanzieren des senkrechten Armes dienende Gegengewicht d verschiebt, greift der Haken eines Laufkrans ein. Sowohl c wie d wird mittelst einer Gewindespindel e, die durch ein mit Schutzhaube versehenes Seil- oder Kettenrad f gedreht wird, auf dem wagerechten Arme vor- oder rückwärts bewegt. Die Steigung der Gewindespindel e ist für die Oese und das Gegengewicht verschieden und so bemessen, daß sich letzteres stets in einer Stellung befindet, die eine Ausbalanzierung des senkrechten Armes bewirkt, je nachdem die verschiebbare Oese c vor- oder rückwärts bewegt wird.

Die Anwendung des Apparates ist einfach: Zunächst werden die Einbaustücke aus dem Gerüst genommen, und der Kranfahrer hängt den Apparat ein. Steht der Kranhaken nicht unmittelbar über dem Schwerpunkte, so verschiebt ein Mann mit einigen kurzen Zügen an der Kette die Aufhängeöse mit dem Kranhaken bis über den Schwerpunkt des Apparates, wobei sich mit der Aufhängeöse gleichzeitig auch das Gegengewicht verschiebt, beides jedoch auf verschiedene Entfernung, entsprechend dem Unterschiede in der Steigung der Gewindespindel an jenen beiden Stellen (für c und d). Der Apparat wird alsdann mit dem Krane soweit emporgehoben, daß das Greifende b des senkrechten Armes über den Kuppelzapfen der Walze geschoben werden kann. Dies wird erleichtert durch Anwendung einer, durch die an dem Arm angebrachte Oese h gesteckte Stange. Die Vorrichtung ist so eingerichtet, daß bei der Einstellung des Aufhängepunktes über den Schwerpunkt der auszubauenden Walze jede geringfügige Gewichtsveränderung durch Abnutzung mittelst Drehen des Kettenrades f ausgeglichen werden kann. Die durch die Schwere der Walze erzeugte Reibung des Kuppelzapfens in der Aushöhlung des Greifarmes verhindert dessen vorzeitiges Weggleiten. Auf die angegebene Weise bleibt die Walze, während sie durch den Kran in der Schwebe gehalten wird, nach dem Herausnehmen aus ihren Lagern in der wagerechten Lage und kann durch Bewegung des Krans in der Längsachse der Walze bequem aus dem Gerüst herausgezogen und an einen beliebigen Ort geschafft werden. Beim Einbau einer neuen Walze verfährt man auf gleiche Weise, indem mit dem Greifarme b der Kuppelzapfen gefaßt, und die Vorrichtung alsdann durch das Kettenrad ausbalanziert wird. Der bequemeren Aufbewahrung und der Raumersparnis halber kann der Apparat auch zum Zusammenklappen eingerichtet werden.

Wk.

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Ein schnellaufendes Pfeilradgetriebe. Ein für eine ortfeste Turbinenanlage bestimmtes Rädergetriebe mit hoher Umfangsgeschwindigkeit hat die bekannte Power Plant Co., West Drayton, kürzlich für die Firma Workman, Clarke & Co. in Belfast gebaut. Das Getriebe, dessen Bauart und Abmessungen die Abb. 1 und 2 zeigen, soll mit einer eingehäusigen Dampfturbine von 2200 PSe bei 3000 Umdr./Min. gekuppelt werden und die Drehzahl im Verhältnis 10 : 1 herabsetzen. Es besitzt dementsprechend nur ein Ritzel mit 23 Zähnen und 194,75 mm Teilkreisdurchmesser. Die Ritzelwelle besteht aus Nickelstahl; die Zähne sind aus dem vollen Baustoffe der Welle herausgeschnitten. Das Getriebe hat die übliche Pfeilrad-Evolventen-Verzahnung. Die nutzbare Zahnbreite beträgt 2 × 457 mm, die Gesamtbreite 1372 mm. Das Rad, mit einem Teilkreisdurchmesser von 1939 mm, hat 229 Zähne; das Uebersetzungsverhältnis ist also nicht genau 10 : 1. Bei dieser Wahl der Zähnezahl kommt jeder Zahn des Rades innerhalb einer Periode von 2290 Umdrehungen oder rund alle 46 Sekunden einmal mit jedem Zahn des Ritzels in Eingriff, so daß die etwaige Abnutzung sich über das ganze Getriebe gleichmäßig verteilt. Aus den angegebenen Werten ergibt sich eine Umfangsgeschwindigkeit von 30,5 m/Sek. Dabei erreicht die von 1 cm Zahnbreite aufgenommene Belastung einen Wert von 60 kg.

Textabbildung Bd. 331, S. 14 Abb. 1.

Textabbildung Bd. 331, S. 14 Abb. 2.

Das Rad ist, wie üblich, aus mehreren Teilen zusammengebaut. Die beiden miteinander verschraubten kräftigen Radscheiben aus Gußeisen, auf welche zwei die Verzahnung tragende, stählerne Radkränze aufgeschrumpft sind, haben durch einen mit ihnen verschraubten Abstandring eine besonders starre Verbindung miteinander erhalten. Das Rad ist in der Weise auf seiner Welle befestigt, daß es sich mit der einen Seite der Nabe gegen einen festen Bund legt und auf der anderen Seite durch eine kräftige vorgeschraubte Mutter gehalten wird. Um das Rad gegen Verdrehen zu sichern, sind auf jeder der beiden Sitzflächen zwei um 90° gegeneinander versetzte Keile vorgesehen. Die Welle des Rades ist zweimal, die Ritzelwelle dreimal gelagert. Jede Welle besitzt eine bewegliche Kupplung.

Die Lager arbeiten mit Preßschmierung, die von einer kleinen auf der Ritzelwelle angeordneten Zentrifugalpumpe bedient wird. Die Pumpe fördert in ein Sammelrohr, von dem aus Verteilungsrohre zu den einzelnen Schmierstellen führen. Diese Anordnung empfiehlt sich deswegen, weil sie Undichtigkeiten in der Oelleitung leichter sichtbar macht als bei verdeckter Unterbringung. Die Schmierung des Getriebes erfolgt mit Hilfe einer in der Eingriffszone der Zähne mit einem Längsschlitz versehenen Muffe, die mit etwas Spiel über das Ritzel geschoben und seitlich öldicht abgeschlossen ist. Der schmale ringförmige Zwischenraum zwischen Muffe und Ritzel wird von der Oelpumpe dauernd gefüllt gehalten. Das im Unterteil des Gehäuses sich sammelnde Oel wird, um ein unnützes Aufrühren des Oeles durch das Rad zu vermeiden, durch ein Filter hindurch in einen Oelkühler geführt, aus dem es die Oelpumpe wieder absaugt und in das obenerwähnte Sammelrohr drückt. Die in der Minute umlaufende Oelmenge beträgt ~ 200 l, die Kühlwassermenge ~ 180 l. Beim Anlassen der Turbine wird zur Bedienung der Schmierölleitung eine Handpumpe benutzt. (Engineer 1. Oktober 1915)

Kraft.

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Ueber die Entstehung der Kohlen macht Rosenthal interessante Mitteilungen. Zu Beginn des vorigen Jahrhunderts bestanden über den Ursprung der Kohle noch erhebliche Zweifel. Keferstein sowie Voigt vertraten die Ansicht, daß die Kohle von anorganischen Grundstoffen herstamme, während schon im Jahre 1778 Beroldingen den Gedanken ausgesprochen hat, daß zwischen Torf, Braunkohle und Steinkohle ein Zusammenhang bestehe, und daß aus dem Torfe die Braunkohle und aus dieser die Steinkohle entstanden sei; den Torf selbst hielt er für durch Ueberschwemmungen des Meeres angehäuftes Pflanzenmaterial. Die umfassenden Studien Potoniés über die Kohlebildung ermöglichten erst eine systematische Einteilung der Kohlegesteine. Er unterschied brennbare und nicht brennbare Gesteine und teilte jene, die er Kaustobiolithe nannte, in folgende drei Gruppen: Sapropelithe, Humusgesteine und Liptobiolithe. Aus der großen Verschiedenheit der Urstoffe, die den Vertretern dieser drei Klassen zu Grunde liegen, folgerte er, daß aus der Braunkohle des Tertiärs niemals eine Kohle werden könne, die der Steinkohle des Karbons völlig gleicht. Im chemischen Sinne ist die Kohlebildung ein in sehr langer Zeit vor sich gehender Abbauprozeß von Pflanzenstoffen, der nach Liebig auf dreierlei Weise zustande kommt: in feuchtem Zustande bei un- gehindertem Luftzutritt, oder bei Luftabschluß, oder unter Wasser in Berührung mit faulenden organischen Stoffen. Demgemäß ist zu unterscheiden zwischen Verwesung, Vermoderung oder Fäulnis. Diese Abgrenzung läßt sich indessen heute nicht mehr aufrecht erhalten.

Von den äußeren Bedingungen, die auf den Kohlebildungsprozeß eingewirkt haben, kommen Temperatur, Druck und Zeit in- Betracht, und zwar macht sich der Einfluß der Zeit und des Druckes in der Weise geltend, daß mit steigendem Alter und mit Zunahme des Druckes (infolge von Faltungen) der Kohlenstoffgehalt der Kohle zunimmt. Man hat sich schon früher bemüht, den Kohlebildungsprozeß im Laboratorium nachzuahmen, hat dabei aber gewöhnlich übersehen, daß der Zellulosezerfall ein exothermer Vorgang ist. Die starke Temperatursteigerung verursachte daher in der Regel eine teilweise Verkokung der gebildeten Kohle. Diesen Fehler hat Bergius vermieden, indem er den Inkohlungsvorgang in Gegenwart von flüssigem Wasser analog den natürlichen Verhältnissen durchführte; auf diese Weise ließ sich eine bestimmte, von außen genau zu regelnde Temperatur erreichen (250 bis 340°), bei welcher die Reaktionsgeschwindigkeit genügend groß war, ohne daß die Stabilitätsgrenze der Kohle überschritten wurde. Die von Bergius aus Torf und Zellulose erhaltenen Kohlen entsprachen, wie schon früher mitgeteilt wurde, in ihrer Zusammensetzung vollkommen den natürlichen Fettkohlen, während im Aeußeren allerdings gewisse Verschiedenheiten bestanden. Mit steigender Temperatur war bei gleicher Erhitzungsdauer ein Fortschreiten des Inkohlungsprozesses zu beobachten, jedoch nur bis zu einem bestimmten Punkte, von wo ab eine weitere Anreicherung an Kohlenstoff auch durch vielstündiges Erhitzen nicht zu erreichen war. Wohl aber gelang dies, wenn gleichzeitig der Druck erhöht wurde; auf diesem Wege wurden Kohlen erhalten, die auch äußerlich den natürlichen Steinkohlen ähnlich waren.

Weiter bespricht Verfasser das Auftreten von verdichteter Kohlensäure in einigen niederschlesischen Steinkohlengruben, worüber eine ausführliche Veröffentlichung von Werne und Thiel vorliegt. Die chemische Zusammensetzung der in den niederschlesischen Steinkohlen eingeschlossenen Gase hat J. Meyer näher untersucht. Die Kohle der zu Kohlensäureausbrüchen neigenden Flöze hat anthrazitischen Charakter. Das Kohlendioxyd tritt in diesen Gruben in dreierlei Form auf: erstens stammt es aus unterirdischen, mit Kohlendioxyd übersättigten Quellen, ferner findet es sich in verdichtetem Zustande in Nestern in den Steinkohlen selbst eingeschlossen, und drittens enthalten die Kohlen adsorbiertes Kohlendioxyd, das beim Zerkleinern der Kohle entweicht. Nach Werne und Thiel ist die in den Kohlen aufgespeicherte Kohlensäure juvenil, sie stammt also aus dem Erdinnern. Demgegenüber hält Meyer es nicht für ausgeschlossen, daß die Kohlensäure aus dem Kohlebildungsprozeß selbst herrührt, zumal auch Bergius bei seinen schon erwähnten Versuchen das Auftreten von Kohlensäure bei der Zersetzung der Zellulose beobachtet hat. Schließlich kann die Kohlensäure auch durch Einwirkung von flüssigem, hocherhitztem Wasser auf schon fertig gebildete Kohle entstanden sein. Die Vorbedingungen hierfür sind gegeben, wenn heiße Eruptivgesteine mit nasser Kohle in innige Berührung kommen. (Braunkohle 1915, S. 611 bis 614, 623 bis 626).

Sander.

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Die Zenith-Vergaser-Gesellschaft m. b. H., Berlin-Halensee, brachte zu Weihnachten elegant ausgestattete Notizbücher zum Versand, die u.a. Ansichten der Geschäftsund Fabrikräume enthalten.

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Soziale Fürsorge in der Autoindustrie. Die Zenith-Vergaser-Gesellschaft veranstaltete für die Frauen und Kinder ihrer im Felde weilenden Arbeiter eine Weihnachtsfeier, die durch eine Ansprache von Direktor Uhlemann eingeleitet wurde.

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Das Verfahren zum Ersticken von Grubenexplosionen durch nicht brennbaren Staub (vgl. D. P. J. 1915, S. 507) ist von Bergingenieur R. Cremer im Glückauf 1915, Heft 5, 6, 7 ausführlich behandelt worden.

Wüster.

Physik. Zum Gebrauche bei physikalischen Vorlesungen in höheren Lehranstalten sowie zum Selbstunterricht. Von Prof. Dr. H. Böttger, Oberlehrer am Dorotheenstädtischen Realgymnasium zu Berlin. Zweite Abteilung des dritten Teils von Fr. Schoedlers „Buch der Natur“. Band I, 1912. Band II, 1915. Braunschweig. Friedrich Vieweg & Sohn.

Der Verfasser des vorliegenden Buches hat sich bereits durch Bearbeitung eines im Rahmen „Buch der Natur“ erschienenen Werkes über Chemie einen Namen gemacht. Als Ergebnis langjähriger Lehrtätigkeit, bei der der Verfasser auch im physikalischen Unterricht reiche Erfahrungen gesammelt hat, ist mit dem Erscheinen des zweiten Bandes nunmehr sein umfangreiches Werk über Physik zum Abschluß gebracht. Der erste Band behandelt die Mechanik, Wärmelehre und Akustik und der zweite die Optik, Elektrizität und den Magnetismus. Nach dem Vorwort soll das Buch in erster Linie für reifere Schüler höherer Lehranstalten, die ein besonderes Interesse für Physik zeigen, bestimmt sein und ihnen während der letzten Schuljahre, sowie während der ersten Zeit ihres akademischen Studiums neben dem Unterricht und den Vorlesungen als Ratgeber dienen. Den mathematischen Entwicklungen, die zum Verständnis und zur präzisen Formulierung der physikalischen Gesetze notwendig sind, ist ein breiter Raum gewährt. Wenn der Verfasser annimmt, daß die zum Verständnis erforderlichen Kenntnisse dabei trotz Anwendung des Differentialquotienten nirgends den Rahmen dessen überschreiten, was den Gegenstand des mathematischen Unterrichts in den oberen Klassen der höheren Lehranstalten bildet, so dürfte das für die heutigen Verhältnisse wohl im allgemeinen zutreffen.

Was den außerordentlich umfangreichen Stoff selbst betrifft, so ist seine Darstellung dem Verfasser im Großen und Ganzen durchaus geglückt.

Seine Behandlung des Stoffes scheint jedoch nicht überall mit der gleichen Sorgfalt und dem gleichen Interesse durchgeführt zu sein, wie einige Stichproben erkennen lassen.

So ist beispielsweise beim Kapitel über den Kreisel (S. 291 ff.) die Geschoßbewegung nicht richtig dargestellt. Diese erfolgt nicht so, wie der Verfasser in Abb. 231 aufzeichnet und auf S. 292 ausdrücklich bekräftigt. Um die Wirkung der Granaten wäre es dann übel bestellt. Nur für den luftleeren Raum würde diese Darstellung gelten. Tatsächlich gestaltet sie der Luftwiderstand in Verbindung mit der Rotation usw. so, wie in Abb. 282 angegeben ist (annähernd), wie sie aber nach den Worten des Verfassers gerade nicht sein soll. Bei der Beschreibung des Foucaultschen Gryoskops bezieht sich der Verfasser auf eine Abbildung, die in Wirklichkeit gar nicht vorhanden ist. Denn die Abb. 235, auf die er verweist, gehört nicht hierher und ein Versehen in der Abbildungbezeichnung scheint nicht vorzuliegen. Desgleichen fehlt in Abb. 638 die Bezeichnung des Punktes P, auf den im Text wiederholt bezug genommen wird.

Weiter muß bezweifelt werden, ob dem Leser die Charakteristik der eutektischen Gemische (S. 729 und 730) und das über ihre Bedeutung für die Legierungen Gesagte verständlich ist. Zunächst scheint mir das Wesen der eutektischen Gemische nicht mit genügender Klarheit gezeichnet zu sein. Vor allem fehlt der Hinweis darauf, daß alle Lösungen, die zu den erwähnten gehören, gleichviel welcher Zusammensetzung, Eutektikum als sekundäres Kristallisationsprodukt liefern, daß die eutektischen Gemische also nicht lediglich bei der eutektischen Konzentration gebildet werden. Infolgedessen ist auch von der eutektischen, bei allen Konzentrationen eines Stoffpaares gleichen eutektischen Temperatur nicht die Rede, wie denn auch die entsprechende Wagerechte in die Abb. 639 nicht eingezeichnet worden ist. Ebenso fehlt die Eutektikale in Abb. 641. Die Legierungen sind überhaupt etwas stiefmütterlich behandelt worden, und zwar nur insoweit, als bei ihnen auch eutektische Gemische in Frage kommen. Es wird zwar von ihnen gesagt, daß sie im flüssigen Zustande als Lösungen der Metalle ineinander anzusehen sind, nicht aber, was sie im festen Zustande darstellen. Es verdiente hier wohl bemerkt zu werden, daß auch dann noch – und zwar in den allermeisten Fällen – die Löslichkeiten eine hervorragende Rolle spielen. Deshalb wäre es auch zweckmäßig gewesen, die Legierungen in einem besonderen Kapitel über feste Lösungen im Anschluß an die Kapitel über Lösungen von Flüssigkeiten ineinander, von Gasen in Flüssigkeiten und von festen Stoffen in Flüssigkeiten abzuhandeln. Aber auch was der Verfasser über Legierungen sagt, hätte durch eine Diskussion der Schmelz- und Erstarrungsvorgänge ergänzt werden sollen, um dem Fernerstehenden die Verhältnisse einigermaßen klar zu machen. Von den angeführten Beispielen S. 731 trifft, streng genommen, nur das System Blei-Antimon zu. Die übrigen weichen mehr oder weniger ab. Vor allem gehören die Gold-Kupferlegierungen nicht hierher, die mit dem besprochenen Typus nichts weiter als ein Minimum in der Kurve der primären Kristallisation gemein haben, aber kein Eutektikum, sondern eine kontinuierliche Reihe von Mischkristallen bilden.

Ferner scheinen mir die allotropischen Umwandlungen der Elemente mit drei Zeilen etwas kurz gekommen zu sein. In einem so ausführlichen Physikbuch wünschte man darüber doch ein Weniges mehr zu erfahren.

Im Kapitel über die Schmelzpunkte (S. 637) ist dem Verfasser ein Irrtum untergelaufen, wenn er sagt, daß Molybdän und Wolfram sich nicht verflüssigen lassen. Die bezüglichen Schmelzpunkte (über 2550° bezw. 2575°) sind schon 1910 und 1911 so genau festgestellt worden, wie es die heutigen Hilfsmittel zur Messung sehr hoher Temperaturen gestatten.

Zum Kapitel über Passivität (S. 1704 ff.) wäre zu bemerken, daß die Passivität als Folge der Bildung von Deckschichten nicht als eine andere Theorie aufzufassen ist, welche die vom Verfasser besprochene ausschließt, sondern daß man neben der rein chemischen Passivität auch solche durch Deckschichten veranlaßte beobachtet hat.

Die praktischen Nutzanwendungen hätten vielleicht auch hie und da größere Berücksichtigung verdient. So ist die Molekularluftpumpe, die uns in der physikalischchemischen Praxis wertvolle Dienste leistet, nicht erwähnt. Ebenso die elektrischen Widerstandsöfen mit Metallwiderstand (Heraeus), die schon seit Jahren bei vielen physikalischen Arbeiten mit sehr gutem Erfolge benutzt werden, während der beschriebene Kohleofen nach Borchers (S. 1730) praktische Bedeutung kaum mehr besitzt. Die Wechselstromklingel ist nicht erwähnt. Bei der Thermometrie wäre noch zu ergänzen, daß man zum Messen tiefer Temperaturen meist das Pentanthermometer benutzt. Und endlich hätte bei den photographischen Objektiven vor allem das Zeißsche Tessar, ein asymmetrisches Objektiv, dessen hervorragende Eigenschaften ihm bereits eine große Verbreitung gesichert haben, Erwähnung verdient.

Die hier gemachten Ausstellungen fallen natürlich bei der Würdigung des von tiefem Wissen und ungeheurer Arbeitskraft zeugenden, umfangreichen Werkes nicht erheblich ins Gewicht. Auf jeden Fall ist dem Verfasser seine Aufgabe glänzend gelungen, so daß das Buch dem gedachten Zweck vollkommen entspricht. Vor allem aber wird es als ein Ratgeber von denen begrüßt werden, denen der physikalische Unterricht in den Oberklassen höherer Lehranstalten obliegt. Sicher wird sich das Werk in kurzer Zeit einen weiten Freundeskreis erwerben.

Loebe.

Bei der Redaktion eingegangene Bücher. Chemische Technologie in Einzel-Darstellungen. Herausgeber Prof. Dr. Ferdinand Fischer. Spezielle Chemische Technologie. Die Industrie der Ammoniak- und Cyan-Verbindungen von F. Muhlert. Mit 54 Abb. Leipzig 1915. Otto Spamer. Preis geh. 12,– M, geb. 13,50 M. Die Drahtseilfrage: Beanspruchung, Lebensdauer, Bemessung von Seilen, insbesondere von Aufzugseilen und ihre experimentelle Erforschung. Von G. Benoit, unter Mitwirkung von Dr.-Ing. R. Woernle. Mit 49 Abb. Karlsruhe u. Leipzig 1915. Hofbuchhandlung Friedrich Gütsch. Preis geh. 6,50 M, geb. 7,50 M. Aus Natur und Geisteswelt. Analytische Geometrie der Ebene zum Selbstunterricht. Von Paul Crantz, Professor am Askanischen Gymnasium zu Berlin. Leipzig u. Berlin 1915. B. G. Teubner. Preis geh. 1,– M, geb. 1,25 M. Aus Natur und Geisteswelt. Statik mit Einschluß der Festigkeitslehre. Von Regierungsbaumeister A. Schau. Mit 140 Abb. Leipzig u. Berlin 1915. Preis geh. 1,– M, geb. 1,25 M. Zur Frage der Berechnung der Gewinnanteile (Tantiemen) des Vorstandes und Aufsichtsrates einer Aktiengesellschaft Von Robert Esser, Geh. Justizrat, Cöln. Bonn 1915. A. Marcus u. E. Webers Verlag. Preis geh. 0,80 M. Sammlung Vieweg. Tagesfragen aus den Gebieten der Naturwissenschaften und der Technik Heft 30. Moderne Transformatorenfragen. Von Dr. techn. M. Vidmar. Braunschweig 1915. Friedrich Vieweg & Sohn. Preis geh. 2,80 M. Sammlung Göschen. Pumpen, Druckwasser- und Druckluftanlagen. Von Prof. Dipl.-Ing. Rudolf Vogdt. Mit 90 Abb. Berlin u. Leipzig 1915. G. J. Göschen'sche Verlagshandlung G. m. b. H. Preis geb. 0,90 M. Jahrbuch der Wissenschaftlichen Gesellschaft für Luftfahrt. II. Band 1913/14. 1. Lieferung. Berlin 1914. Jul. Springer. Preis 5,– M. – – II. Band 1913/14. 2. Lieferung. Preis 5,– M. – – II. Band 1913/14. 3. Lieferung. Preis 3,60 M– – III. Band 1914/15. 2. Lieferung. Preis 5,– M.– – III. Band 1914. 1. Lieferung. Preis 6,– M.

Textabbildung Bd. 331

1. Allgemeines.

In den Heften 19 ff. des Jahrganges 1913 hatte Verfasser eine Anzahl Angaben über die Festigkeitseigenschaften des Treibriemenleders gemacht. An die damals mitgeteilten Versuche schlössen sich weitere über Treibriemenleder und die gebräuchlichen anderen Riemenmaterialien an, die zu einigen allgemein gültigen Gesetzen führten. Da immer noch angegeben wird, daß Treibriemenleder eine Zerreißfestigkeit von 500 und bisweilen 800 kg/qcm besitzt, und für die anderen Materialien ähnliche Zahlen genannt werden, während man bei der landläufigen Berechnung die Beanspruchung kaum auf den 20. Teil dieser Werte ansetzt, wenn der Riemen auch nur verhältnismäßig kurze Zeit halten soll, so besteht hier offensichtlich ein Wiederspruch, zu dessen Aufklärung die folgenden Darlegungen beitragen sollen.

Ehe Ergebnisse mitgeteilt werden können, seien hier einige für alle Festigkeitsuntersuchungen maßgebende Punkte kurz wiederholt: Es ist seit langem bekannt, daß besonders bei sehr nachgiebigen Materialien, aber auch bei harten Eisen- und Stahlsorten ein richtiger Wert der Zerreißfestigkeit nur festgestellt werden kann, wenn eine hinreichend lange Zeit für den Versuch aufgewendet wird, die von der Art des zu untersuchenden Materials abhängig ist. Werden mehrere gleichartige Versuche mit demselben Material angestellt, so macht sich der Fehler besonders dadurch kenntlich, daß die kurz vor dem Zerreißen des Probestückes bestimmte Dehnung verschiedene, meist garnicht in Einklang zu bringende Werte zeigt, die jedoch immer unterhalb des bei langsamem Zerreißen gemessenen Betrages liegen. Z.B. liefern die in der industriellen Praxis meist recht schnell ausgeführten Untersuchungen von Kesselblechproben fast immer etwas höhere Werte der Festigkeit und geringere der Dehnung, als von amtlichen Prüfstellen bei langsamem. Arbeiten an demselben Material gefunden werden. Der Unterschied steigert sich bei nachgiebigen Materialien wie den hier in Frage kommenden sehr bedeutend. Verfasser führte deshalb seine Zugversuche in zum Teil recht langen Zeiträumen durch, und zwar derart, daß auf der Zerreißmaschine eine bestimmte Verlängerung eingestellt und nun die Veränderung der dazugehörigen Zugkraft beobachtet wurde.

Textabbildung Bd. 331, S. 17 Abb. 1.Spannungsabfall von Leder bei unveränderter Dehnung

Es ergab sich, daß die zur Erhaltung der eingestellten Verlängerung nötige Kraft mit der Zeit immer kleiner wird, und zwar wurde diese Abnahme regelmäßig und für Zeiten bis zu einer Woche festgestellt, wenn sie auch zu Anfang am größten ist. Ein Beispiel einer solchen an Leder gemachten Aufnahme gibt die nachstehende Tabelle wieder, deren Werte in Abb. 1 zeichnerisch dargestellt sind. Aehnliche Abhängigkeiten von der Zeit finden sich auch bei anderen physikalischen Vorgängen, z.B. hat Zschimmer eine fast gleiche Kurve für die Abhängigkeit des Schmelzpunktes von Glas von der Erhitzungszeit gefunden („Die Naturwissenschaften“ 1914 S. 962).

Zeit: 0 1/4 ½ ¾ 1 2 3 4 72 114 169 Min. Kraft: 452 344 338 332 330 319 314 311 282 273 267 kg

Für derartige Abklingungen gilt durchweg das Gesetz

Pt = P0 · e–c•t;

wenn bezeichnet:

P0 die Kraft zur Zeit 0,

Pt die Kraft zur Zeit t,

e die Basis der natürlichen Logarithmen,

c einen dem betreffenden Vorgang und Materialzustand eigentümlichen Festwert.

Da zur Einstellung der Verlängerung schon eine gewisse Zeit gebraucht wird, während der die Spannkraft bereits wieder heruntergeht, so ist die Bestimmung des Anfangswertes P0 mit Sicherheit kaum möglich. Verfasser näherte deshalb die Exponentialkurve überall durch eine Hyperbel an, die von dem tatsächlich gemessenen Verlauf nur in den ersten Minuten etwas abweicht.

Es liegt nun kein Grund zu der Annahme vor, daß der stets beobachtete Spannungsabfall nach einer bestimmten Zeit plötzlich aufhört, und man kann infolgedessen das angegebene Gesetz auch für längere Zeiten, als bisher untersucht worden sind, als gültig ansehen. Selbst wenn eine geringe Abweichung im späteren Verlauf vorhanden sein sollte, so ist es für die Praxis gleichgültig, ob ein bestimmter endlicher Spannungsabfall in etwa neun oder zehn Jahren eintritt, so daß die im Folgenden wiedergegebenen Zahlenwerte für die gemeinhin als ausreichend angesehene Lebensdauer der betreffenden Riemenmaterialien maßgebend sind.

Die beschriebene Erscheinung der Spannungsabnahme bei gleichbleibender Dehnung beruht darauf, daß alle organischen Fasern eine sehr deutlich hervortretende Ermüdung zeigen. Die gezogene Faser setzt der Dehnung eine im ersten Augenblick recht hohe elastische Kraft entgegen, die die Dehnung sofort rückgängig zu machen sucht. Ist das nicht möglich, so setzt sich die zuerst ganz oder nahezu rein elastische Dehnung mit der Zeit immer mehr in eine bleibende um. Zur Aufrechterhaltung einer bleibenden Dehnung ist aber keine Kraft mehr erforderlich, und so sinkt die von der Prüfmaschine angezeigte Kraft stetig und dauernd. Damit steht in Uebereinstimmung die Erfahrung, daß bei völliger Entlastung die Verkürzung ebenfalls tage- und wochenlang andauert, denn die vorher elastisch gespannt gewesenen Fasern müssen jetzt die bleibend gedehnten zusammendrücken. Es folgt daraus, daß ein nach einer gewissen Anspannung entlastetes Riemenstück keineswegs spannungslos ist; vielmehr werden einzelne Fasern zusammengedrückt, während andere noch Zugspannungen erfahren. Hiermit stimmt wieder die Beobachtung überein (vgl. unten), daß die Probestücke bei Beginn der Wiederanspannung schon unter einer ganz geringen Belastung stark nachgeben.

Zu beachten ist, daß zwischen dem Zerreißversuch und der Betriebsbeanspruchung ein grundsätzlicher Unterschied besteht. Beim Zerreißversuch wird eine bestimmte Dehnung eingestellt, der sich die Spannung nach dem obigen Gesetz anschließt, während im Betriebe eine bestimmte, allerdings langsam abnehmende Kraftwirkung vorliegt und die Dehnung immer wieder neu eingestellt – vergrößert – wird, damit die Spannung im Mittel ungefähr dieselbe bleibt. Das Endergebnis ist aber in beiden Fällen das gleiche. Bemerkt sei noch, daß von Stribeck an erwärmten Metallen Zugversuche angestellt worden sind, die diesen Betriebsvorgang möglichst nachahmen, deren Ausführung aber erheblich mühseliger war als die der auch schon recht unbequemen des Verfassers. Der sachliche Unterschied ist nur der, daß die Stribeckschen Abbildungen des Dehnungsverlaufs wagerechte Dehnungszunahmen zeigen, wo die des Verfassers senkrechte Spannungsabnahmen enthalten.

2. Leder.

Je nach der Art der Gerbung ist auch das Verhalten des Leders verschieden. Man unterscheidet deshalb für die hier in Betracht kommenden Zwecke hauptsächlich die folgenden Arten.

Rein Eichenlohe-grubengegerbtes Leder: Als Gerbmaterial wird nur Eichenlohe bzw. Eichenlohebrühe verwendet. Die gereinigten Blößen werden in einer Reihe von Farbgängen, in die sie hineingehängt werden, vorgegerbt und dann in Gruben mit Eichenlohe versetzt. Mit reiner Eichenlohe in Grubenversatz wird heute nur noch selten gegerbt, da die billigeren Ersatzstoffe bei richtiger Wahl ein für viele Zwecke fast genau gleichwertiges Material liefern; allerdings trifft dies gerade für Treibriemenleder nicht zu, wie aus Tab. 2 zu ersehen ist.

Das gewöhnliche grubengegerbte Leder wird ebenfalls zuerst in Farbengängen vorgegerbt und dann in Gruben versetzt, aber die Brühen und meist auch die Streumittel sind nur teilweise, bisweilen auch garnicht mehr aus Eichenlohe gewonnen.

Leder moderner Gerbung wird ganz oder hauptsächlich in mehr oder weniger starken Brühen fertig gegerbt. Es ist nach Durchlaufen eines Farbganges in umlaufenden Walkfässern mit der Gerbbrühe durchtränkt worden, worauf oft noch eine kurze Versetzung in eine Grube folgt.

Hydrodynamisch gegerbtes Leder wird sowohl im Farbgang wie auch bei der Fertiggerbung mit reinen Eichenlohebrühen von sehr geringer Konzentration behandelt. Nach dem Farbgange werden je zwei Krupons in rechteckige Holzrahmen fest eingespannt und mit diesen Rahmen in die Gerbbrühe gehängt. Aus dem abgeschlossenen Innern der Rahmen wird die Luft ständig abgesaugt, so daß die Gerbstoffbrühe durch die Poren der Haut gepreßt wird und so alle Fasern mit Gerbstoff tränkt.

Chromgegerbtes Leder wird nach dem Zweibadverfahren zuerst mit einer wässerigen, etwas angesäuerten Lösung von doppelchromsaurem Kali in einem umlaufenden Walkfaß getränkt und darauf in einem zweiten Walkfaß mit einer wässerigen Antichlorlösung behandelt, so daß sich eine Chromoxydverbindung bildet, die dem Leder die bekannte blaugrüne Farbe gibt.

Nach der Gerbung und Reinigung von dem überflüssigen Gerbstoff wird das Leder gefettet, da es nur in diesem Zustande gute elastische Eigenschaften besitzt.

Wie die unten folgenden Angaben zeigen, ist das nicht weiter vorgestreckte Leder besonders bei den niedrigeren Belastungsstufen recht nachgiebig und besitzt eine nicht unbedeutende bleibende Dehnung. Derartige ungestreckte Riemenkrupons werden im Handel als „Kernleder“ bezeichnet. Sind die Krupons vor der Verarbeitung zu Riemen in nassem Zustande vorgestreckt und unter Spannung wieder getrocknet worden, so hat das Material die Handelsbezeichnung „Prima“. Wenn nicht der Krupon im Ganzen, sondern die einzelnen Bahnen nach der Zerlegung des Krupons naß gestreckt und unter Spannung getrocknet worden sind, hat das Riemenleder die Handelsbezeichnung „Extra“.

Man erkennt, daß diese Vorbehandlung und Qualitätsunterscheidung nur die Dehnung des Leders betrifft, während die Festigkeit unverändert bleibt, allerdings mit einem geringen Unterschied: Da nämlich der Querschnitt des Leders bei der Naßstreckung um 5 bis 7 v. H. kleiner geworden ist, so kann ein Prima- oder Extra-Riemen um rund 5 v. H. höher beansprucht werden, als die unten folgenden Zahlenwerte angeben.

Ein typisches Abbild der Ergebnisse eines ausgegeführten Zugversuches von langer Dauer enthält die Abb. 2. Die bei der angegebenen Dehnung erhaltenen Augenblickswerte der Spannung, die naturgemäß etwas von der Geschwindigkeit der Einstellung abhängig sind, verbindet die oberste Linie, die nach zwei Minuten abgelesenen Werte liegen auf der zweiten, die für die Versuchsdauer von sechs Stunden interpolierten Werte auf der dritten Linie. Der Anfang der Belastungskurven ist als bedeutungslos nicht mit aufgenommen worden (siehe unten). Auffällig ist, daß während die Augenblickswerte eine gleichmäßig durchlaufende, erst am Ende etwas umbiegende gerade Linie bilden, die Zeitwerte am oberen Teil einen scharfen Knick zeigen, der in Uebereinstimmung mit der bei Metallen üblichen Bezeichnung „Streckgrenze“ genannt wird. Bei Ueberschreitung der Streckgrenze fangen einzelne überanstrengte Lederfasern an zu reißen, was sich durch ein knisterndes Geräusch kenntlich macht, das mit steigender Spannung immer mehr zunimmt.

Der z.B. in Abb. 1 dargestellte Spannungsabfall bei einer bestimmten Dehnung läßt sich mit großer Annäherung durch eine Hyperbel darstellen, deren Ordinaten in einer arithmetischen Reihe abnehmen, während die Abszissen in einer geometrischen Reihe mit dem Exponenten 2 steigen. Anscheinend ist die Schnelligkeit, mit der die betreffende Dehnung eingestellt wird, von Einfluß darauf, ob dieses Hyperbelgesetz bereits nach zwei oder erst nach vier Minuten Zeitverlauf gilt. Der erste Teil der Kurve von 0 bis 2 bzw. 4 Minuten wird von der Hyperbel nicht mehr genau genug wiedergegeben (vgl. oben). Wird das Hyperbelgesetz auch für längere Zeitabschnitte als gültig angesehen, und es liegt kein Grund vor, eine plötzliche Aenderung im Verhalten der fraglichen Stoffe anzunehmen, so erhält man, daß derselbe Spannungsabfall in den Zeiten

2 Minuten, 6 Stunden, 28 Tage, 10 Jahre

stattfindet. Ueber 10 Jahre hinaus verläuft die Kurve praktisch fast parallel zur Zeitachse.

Textabbildung Bd. 331, S. 19 Abb. 2.Leder, Eichenlohe-Grubengerbung

Wird also der Spannungsabfall zwischen der zwei Minuten- und der sechs Stunden-Linie von dieser aus verdoppelt nach unten abgetragen, so erhält man den untersten Linienzug der Abb. 2, der die Spannungen miteinander verbindet, die nach Verlauf von zehn Jahren die entsprechenden Dehnungen hervorbringen würden. Die Streckgrenze für die zehnjährige Beanspruchung ist für normale Treibriemen die maßgebende Beanspruchungszahl, die nur durch gelegentliche stoßweise Belastungen überschritten werden darf. Denn bei dauernd gleichmäßiger oder gleichmäßig zwischen zwei Grenzwerten schwankender Belastung dehnt sich das Leder immer mehr, wie ja die landläufige Erfahrung lehrt, bis es schließlich die der Streckgrenze entsprechende Dehnung erreicht hat, bei der einzelne der regellos miteinander verfilzten Fasern zu reißen anfangen, womit eine stetige und ziemlich schnelle Zerstörung des Riemens einsetzt.

Die wichtigsten Zahlenergebnisse der Versuche des Verfassers sind in der nachstehenden Tab. 1 vereinigt. Die Zusammenstellung ergibt, daß sich die Streifen in der Nähe der sogenannten Hüftlinie, 25 bis 30 cm vom Wirbel entfernt, am ungünstigsten verhalten, sie besitzen die niedrigste Streckgrenze und Zerreißfestigkeit und zeigen im allgemeinen die größte Dehnung. Die Flanken- und Rückenstreifen sind ungefähr gleichwertig. Bemerkt sei, daß die Zahlen für die Dehnung die gesamte, bleibende und elastische Dehnung kurz vor Eintritt des Bruches angeben.

Textabbildung Bd. 331, S. 20 Abb. 3. Reine Eichenlohegerbung, 10 cm vom Wirbe.Abb. 4. Gewöhnliche Lohgerbung. 30 cm vom Wirbel.Abb. 5. Gewöhnliche Lohgerbung. Flanke des Kroupons. a = Stärke b = Zerreißfestigkeit (2 Min.) c = Bruchdehnung, stark gefettet d = Bruchdehnung, wenig gefettet e = Streckgrenze (10 J.)

Den Verlauf der Festigkeit nach zwei Minuten, der Streckgrenze nach zehn Jahren und der Dehnung, sowie der Stärke des untersuchten Streifens stellen z.B. die Abb. 3, 4 und 5 dar, in denen die Ergebnisse zweier Proben gleicher Gerbung von zum Teil verschiedener Herkunft übereinander gezeichnet sind. Auch weitere Einzelversuche mit anderen gleichwertigen Proben fügen sich den wiedergegebenen Kurven sehr gut ein. Einige erhebliche Abweichungen der Festigkeit nach unten sind durch tiefgehende Adern hervorgerufen, die in einem schmalen Probestück von 4 cm Breite einen viel größeren Einfluß haben als in einem Riemen normaler Breite.

Auffällig ist, daß die Festigkeit des Schwanzendes durchweg wesentlich geringer ist als die des Halsendes. Der fast plötzliche Festigkeitsabfall liegt bei den Flankenstreifen vier Zehntel der ganzen Kruponlänge von i. M. 1,5 m vom Schwanzende entfernt, bei den anderen Streifen beträgt derselbe Abstand 4,4 bis 4,5 Zehntel der Länge. Ebenso ist die Dehnung am Schwanzende geringer als am Halsende. Daß die Dehnung an den äußersten Enden um ein Viertel bis ein Drittel des mittleren Wertes ansteigt, ist kein Nachteil, denn da die Enden miteinander verleimt werden und die Leimung die Dehnung auf ungefähr drei Viertel des ursprünglichen Wertes herabsetzt, so ergibt sich daraus für einen fertigen Riemen annähernd gleiche Dehnung in allen Teilen.

Betont werden muß, daß Leder von anderer Stärke fast genau die gleichen Festigkeits- und Streckgrenzenzahlen ergibt, daß also stärkeres Leder derselben Gerbung auch entsprechend größere Kräfte aufzunehmen vermag. Anders liegt es beim Vergleich verschiedener Gerbungsarten. Rechnet man als mittlere, häufigst vorkommende Stärke von Leder reiner Eichenlohegerbung 5 mm, ebenso 5 mm für das gewöhnliche lohgare Leder und das moderner Gerbung, für das hydrodynamisch gegerbte 3 mm, in der Rückenlinie 2,7 mm und für Chromleder 4 mm, so steht die zulässige Beanspruchung bei den genannten Stärken in dem Verhältnis der Tab. 2. Da das Leder an dem Schwanzteil, der am wenigsten fest ist, die größte Stärke besitzt, so enthalten die Zahlen der Tab. 1 noch eine gewisse Reserve von 5 bis 10 v. H., je nach der Art der Gerbung und dem Stärkenverhältnis der Haut.

Tabelle 1.

Art der Gerbung Abstandvon derRückenliniecm GeringsteZerreißfestig-keit nach2 Min. Be-anspruchungat Streckgrenze nach 6 Std.Beanspruchung NiedrigsteStreckgrenzenach 10 Jahr.Beanspruchg.at Stärke an derStelle d. nie-drigsten Be-anspruchungmm Mittlere Bruchdehnungdes ganzen Streifens Höchstwertat Geringstwertat kalt ge-schmiertv. H. heißgefettetv. H. Reine Eichenlohe-Grubengerbung 103055 285250280 320320330 220185220 125115155 3,94,83,7 21   22,5   16,5 262622 Gewöhnliche „lohgare“Grubengerbung 103055 250190250 225205260 160115155 857090 4,94,34,8 ––– 171819 Moderne Gerbung 60 270 195 185 85 4,0 – – HydrodynamischeGerbung   82255 415400400 420420640 340280315 245210245 2,0  3,15  3,65 131615 ––– Chromgerbung   73555 195290380 270325435 180165235 115130175 7,25,15,4 ––– 40   36,5   32,5

Tabelle 2.

Art der Gerbung Stärkemm Rücken-linie Hüft-linie Flanke Reine Eichenlohe-Grubengerbung 5 1,50 1,65 1,65 Gewöhnliche lohgare Gerbung 5 1 1 1 Moderne Gerbung 5 0,95 0,95 0,95 Hydrodynamische Gerbung 3 (2,7) 1,85 1,85 1,65 Chromgerbung 4 1,50 1,85 1,85

Erwähnt sei noch, daß die feine Narbenschicht des Leders eine geringere Dehnung hat als die gröbere Faserschicht, so daß sich bei den Zugversuchen oft große Querrisse auf der Oberseite bilden, ehe der Streifen reißt.

Die Dehnungsziffer, das Verhältnis zwischen der Dehnungsänderung und der zugehörigen Spannungsänderung, ist in hohem Maße von der für die Aenderung gebrauchten Zeit abhängig, außerdem beträchtlich von der Größe und Dauer der Vorbeanspruchung. Dazu treten noch die Unterschiede, die durch die Art der Gerbung und Fettung erzeugt werden, wie sie z.B. in den oben angegebenen Bruchdehnungen zum Ausdruck kommen. Es ist demnach ausgeschlossen, für jeden vorkommenden Fall einen genau zutreffenden Wert der Dehnungsziffer zu nennen.

Bei der erstmaligen Beanspruchung sinkt die Dehnungsziffer mit steigender Belastung immer mehr, wie z.B. die nachstehende Zusammenstellung zeigt, die an einem von der Gerberei angelieferten, nicht vorgestreckten Material gemessen wurde.

Beanspruchung: 0 25 50 83 106 143 183 at Dehnungsziffer: 1/800 1/1000 1/1270 1/1530 1/1600 1/1900 cm2/kg

Nach mehrfacher Vorstreckung werden die Zahlen in den höheren Belastungsstufen gleichmäßiger; jedoch selbst nach vielfacher und langer Vorstreckung dehnt sich das Leder von dem „Nullzustand“ aus – in dem einzelne Fasern ja sogar Druckspannungen erfahren, die sich bei größerer Voranstrengung direkt als Wellenbildungen auf der Oberfläche bemerkbar machen, – bei ganz geringer Beanspruchung recht bedeutend. Die Dehnungskurve hat ungefähr den in Abb. 6 dargestellten Verlauf: An einen sehr flach, liegenden, ziemlich geraden Teil, der natürlich durch mehrmalige Vordehnung verkürzt wird, schließt sich eine scharfe Krümmung an, und darauf geht die Kurve mit schwacher, nach der Spannungsachse offener Krümmung weiter. Der letzte Teil, der allein für die praktische Anwendung in Betracht kommt, kann näherungsweise als gerade angesehen werden; genauere Bestimmungen sind nach dem obigen wertlos. Ein Apparat, der gestattet, diese Dehnungskurve an einem längeren Riemenstück direkt aufzunehmen, ist von Skutsch entworfen worden.

Textabbildung Bd. 331, S. 21 Abb. 6.Dehnungskurve von Leder

Verfasser fand an einem lohgaren Leder gewöhnlicher Gerbung, dessen Nachbarstück in der Haut bei einer Zerreißfestigkeit von 245 at (zwei Minuten nach Einstellung bestimmt) kurz vor Eintritt des Bruches die Dehnung 26,2 v. H. zeigte, nach einer vielfachen, über zweieinhalb Wochen ausgedehnten Vorbeanspruchung, während der sich die Länge um 10 v. H vergrößert und der Querschnitt um 6,5 v. H. verringert hatte, die in Abb. 6 eingetragenen Zahlen. Auch bei anderen, hinreichend vorbeanspruchten Ledersorten ergab sich innerhalb der praktisch vorkommenden Belastungsänderungen etwa derselbe Wert 1 : 5000. Chromleder hat bei der üblichen Vorstreckung innerhalb der genannten Grenzen etwa die Dehnungsziffer 1 : 2500 bis 1 : 3000. Daß die Dehnungsziffer des Leders im Betrieb wesentlich kleiner ist als gemeinhin angenommen wird, wurde wohl zuerst von Boesner ausgesprochen. Sie wird nach dem oben gesagten immer kleiner, je länger der Riemen benutzt wird.

(Schluß folgt.)

Es ist bei elektrischen Lokomotiven mit hochgelagerten Motoren bekannt, die Triebachsen von den Motorkurbeln aus mit oder ohne Zwischenschaltung einer Blindwelle durch starres Gestänge ohne ausweichende Zwischenglieder anzutreiben. Da die Motoren auf dem abgefederten Teile des Fahrzeuges ruhen, muß einer oder mehrere Kurbelzapfen des treibenden oder getriebenen Teiles entsprechend der Größe und Richtung des Federspieles eine Schlitzführung erhalten. Diese Art der Kraftübertragung bedingt ein schweres und teueres Gestänge.

Textabbildung Bd. 331, S. 22 Abb. 1.

Textabbildung Bd. 331, S. 22 Abb. 2.

Bei Anordnungen nach dem DRP Nr. 275880 wird das Gestänge leichter und billiger, auch die Blindwelle kommt in Wegfall. Die Blindwellen müssen sehr stark ausgeführt werden, da sie stark beansprucht sind, außerdem neigen die Blindwellenlager zum Heißlaufen. Diese Nachteile werden hier vermieden, da keine Blindwelle vorhanden ist. Die Antriebskurbeln der beiden Fahrzeugseiten müssen aber dabei um etwa 90° versetzt sein, damit die Triebkurbeln der einen Seite in den Totlagen von denen der anderen Seite durchgezogen werden. Die Motoren arbeiten mittels gelenkiger Triebstangen auf einen gemeinsamen Punkt der die Triebkurbeln verbindenden wagerechten Kuppelstangen. Die Triebstangen müssen hier gelenkig oder elastisch ausgebildet werden, da in den Zapfenlagern stets etwas Spiel vorhanden ist.

In Abb. 1 ist der Fall dargestellt, wo die beiden von den Motoren ausgehenden Triebstangen an der Kurbel einer Triebachse selbst angreifen. Dabei bedeuten m1 und m2 die beiden Motorkurbeln. Diese arbeiten mittels der gelenkigen Triebstangen k1 und k2 auf die mittlere der drei Triebkurbeln t1, t2, t3, die durch die wagerechten Kuppelstangen s1 und s2 miteinander in Verbindung stehen. Die Triebstange k2 trägt an ihrem unteren Ende die Schlitzführung f, in welcher die Triebkurbel t2 entsprechend dem Federspiel der zugehörigen Triebachse senkrecht auf und ab gleiten kann, während die Triebstange k1 mittels des Gelenkes g an k2 angeschlossen ist, damit Klemmungen im Schlitz f vermieden werden. In den Stangen s sind in bekannter Weise Gelenke l1 und l2 angebracht, die ein unabhängiges Spiel der Triebachsen ermöglichen. In Abb. 2 greifen die Triebstangen k1 und k2 nicht an einer Triebkurbel an, sondern an einem zwischen zwei Triebkurbeln gelegenen Punkte Z der die Triebkurbeln t verbindenden wagerechten Kuppelstangen s. Eine Schlitzführung ist hier nicht notwendig, da an dieser Stelle keine senkrechte Federung aufzunehmen ist. In Abb. 1 und 2 ist die gleichzeitige Lage des Triebgestänges der anderen Fahrzeugseite punktiert gezeichnet. Zu dem DRP Nr. 275880 gehören noch die Zusatzpatente Nr. 286492 und Nr. 286493.

Bei elektrischen Lokomotiven, bei denen der Antrieb der Räder von ein oder zwei hochgelagerten Motoren aus mittels zu beiden Seiten der Motoren angeordneten Schubkurbelgetrieben erfolgt, zeigt sich der Nachteil, daß die Lokomotive unter bestimmten Verhältnissen starken Rüttelbewegungen ausgesetzt ist. Diese Rüttelbewegungen können darauf zurückgeführt werden, daß sich infolge der Elastizität der Schub- bzw. Triebstangen bei den auftretenden Torsionsbeanspruchungen gewisse Schwingungs- bzw. Resonanzerscheinungen zeigen, welche unter bestimmten, von der Phase dieser Resonanz abhängigen Verhältnissen immer mehr zunehmen können. Die Folge hiervon sind nicht nur starke Rüttelbewegungen der ganzen Lokomotive, sondern es können auch Brüche der Triebstangen oder der Achsen eintreten.

Die Erfindung nach dem DRP Nr. 278612 betrifft nun eine Einrichtung, durch welche diese Rüttelbewegungen vermieden werden können. Es wird dabei die Masse einzelner oder mehrerer Teile des gesamten Getriebes, welches an sich gleich stark ausgeführt werden könnte, so verschieden zueinander ausgebildet, daß zwei oder mehrere durch verschiedene Schwingungzahlen sich entgegenwirkende Gruppen entstehen, und so die sonst auftretende Resonanz gestört wird. In Abb. 3 ist z.B. eine elektrische Lokomotive mit zwei Antriebsmotoren a, b dargestellt, bei welcher der Antrieb in der üblichen Art mittels Schubstangen c, d auf die Triebräder der Lokomotive erfolgt. Die Motoren a, b werden gewöhnlich mit annähernd gleicher Masse ausgeführt, ebenso auf beiden Seiten der Lokomotive die Triebstangen.

Textabbildung Bd. 331, S. 23 Abb. 3.

Textabbildung Bd. 331, S. 23 Abb. 4.

Hierbei haben sich nun infolge der Elastizität gewisse Schwingungs- bzw. Resonanzerscheinungen gezeigt, die bei der symmetrischen Anordnung der Gesamtmasse zu den erwähnten Uebelständen führten. Um diese Nachteile zu vermeiden, wird nach Abb. 3 die erwähnte Symmetrie dadurch beseitigt, daß die Masse des Motors b absichtlich größer gewählt wird als die Masse des Motors a. Dadurch entstehen im gesamten Getriebe zwei Gruppen, die infolge der verschiedenen Masse auch verschiedene Schwingungszahlen haben. Praktisch wichtig ist dabei, daß sich diese Schwingungserscheinungen, da sie eben verschieden sind, niemals summieren und also nicht zu Resonanzerscheinungen führen können. In Abb. 4 ist schematisch die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Theorie besonders einfach dargestellt. Sind an den beiden Enden eines gleichmäßig elastischen Stabes zwei gleich große Massen f1, f2 angebracht, und wird der Stab in der Mitte bei g in gleichmäßig auf und ab gehende Bewegung versetzt, so werden sich, wenn die auf und ab gehende Bewegung bei g eine von den Massen f und der Elastizität des Stabes abhängige bestimmte Zahl erreicht, die Schwingungen auf beiden Seiten von g nicht nur vollkommen gleichmäßig ausbilden, sondern auch durch verhältnismäßig sehr geringen Kraftaufwand auf beiden Seiten gleichmäßig und gleichzeitig beliebig vergrößern lassen. Wird dagegen entweder die Masse der einen Stabhälfte e1 oder die Masse f1 verschieden von der Masse der anderen Stabhälfte e2 bzw. der Masse f2 ausgebildet, so ist ohne weiteres verständlich, daß auch die Schwingungzahlen auf diesen beiden Seiten verschieden sind. Eine Summierung bzw. ein gleichzeitiges und gleichmäßiges Anwachsen der Schwingungen auf beiden Seiten ist in diesem Falle ausgeschlossen, im allgemeinen werden sich die Schwingungen entgegen wirken bzw. gegenseitig stören. Die gleiche Erscheinung liegt auch allen Ausführungsformen der Erfindung zugrunde, bei denen durch Wahl der Masse zwei oder mehrere durch verschiedene Schwingungzahlen sich entgegenwirkende Gruppen gebildet werden können, womit die Resonanz jeweils gestört ist.

Nach dem DRP Nr. 285612 kann derselbe Zweck auch noch dadurch erreicht werden, daß einzelne oder mehrere Teile des gesamten Getriebes, welche an sich gleiche Massen und gleiche Festigkeit haben, nachgiebig ausgeführt werden. Resonanzerscheinungen können dann nicht mehr auftreten. Eingehende Versuche haben ferner ergeben, daß bei elektrischen Lokomotiven mit zwei Motoren diese kleine Schwingungen ausführen, die jeweils entgegengesetzt verlaufen. Deshalb hat sich bei sogenannten starren Dreieckantrieben gezeigt, daß die obere Verbindungstange häufig infolge der fortwährend wechselnden Zug- und Druckbeanspruchungen bald unbrauchbar wird. Nach Abb. 5 wird dies dadurch vermieden, daß in die obere Verbindungstange m1, m2 eine Oelbremse n eingeschaltet wird, welche die Schwingungen dämpft. Eine solche Verbindungstange kann im Dreieckantrieb noch bei p und q mit Gelenken versehen werden.

Textabbildung Bd. 331, S. 23 Abb. 5.

Bei Fahrzeugen mit Triebwerken der betrachteten Art werden auch leicht dadurch Schwierigkeiten verursacht, daß in den Schubstangen infolge von Montagefehlern oder Ausdehnung des Rahmens bei Temperaturschwankungen nicht unerhebliche Spannungen entstehen. Diese können nach dem DRP Nr. 282067 beseitigt werden. Es sind dabei die Kurbeln an den Motoren oder an der Blindwelle mit Tangentialschlitzen versehen, und in diesen an beiden Seiten des Kurbelzapfens Federn oder andere elastische Glieder so angeordnet, daß sie die Spannungen aufnehmen. In Abb. 6 ist eine dementsprechende Ausführungsform dargestellt, a ist der Kurbelarm mit dem Tangentialschlitz b, in diesem Schlitz ist der Kurbelzapfenstein c verschiebbar angeordnet. An dessen beiden Seiten befinden sich die Federn d. Die Federn sind so stark ausgeführt, daß sie das berechnete Drehmoment zu übertragen imstande sind, aber den unvermeidlichen Zusatzspannungen nachgeben können. Eine ähnliche Wirkung läßt sich auch erreichen, wenn an Stelle von Federn nach Abb. 7 ein Stoff angeordnet wird, der beim Be- und Entlasten teilweise Arbeit verzehrt.

Textabbildung Bd. 331, S. 24 Abb. 6.

Textabbildung Bd. 331, S. 24 Abb. 7.

Textabbildung Bd. 331, S. 24 Abb. 8.

Textabbildung Bd. 331, S. 24 Abb. 9.

Die Wirkung einer Schraubenfeder wird durch das Diagramm (Abb. 8) dargestellt, die Be- und Entlastung der Feder veranschaulicht die Gerade AB. Abb. 9 zeigt das Belastungsdiagramm eines Gummikörpers. Die Belastung wird hier durch die Kurve ABC, die Entlastung dagegen durch die Kurve ADC dargestellt. Die dazwischenliegende Fläche entspricht der verzehrten Arbeit. Auch in diesem Falle werden ersichtlich die freien elastischen Schwingungen vermindert und die Resonanzerscheinungen gestört. An der zweiten, um 90° versetzten Kurbel der Blindwelle des Motors oder des angetriebenen Räderpaares kann ebenfalls die gleiche Einrichtung getroffen werden.

Beim Antrieb der Triebachsen eines elektrisch betriebenen Fahrzeuges mittels einfachen Zahnradvorgeleges ist es erwünscht, den Achsenabstand zwischen Motorritzel und Triebachse möglichst klein auszuführen. Der kleinste noch zulässige Durchmesser des Motorritzels ist gegeben. Die Verkleinerung des Zahnrades auf der Triebachse ist abhängig von dem kleinsten Durchmesser des Laufrades. Für eine festgesetzte Geschwindigkeit des Fahrzeuges ergibt sich so die höchste Umlaufzahl des Motors. Je höher die Umlaufzahl des Motors ausgeführt werden kann, um so geringer ist sein Gewicht, seine Raumbeanspruchung und sein Preis. Die Verkleinerung des Achsenabstandes beider Zahnräder ist also aus technischen und wirtschaftlichen Gründen sehr wichtig. Motorritzel und Zahnrad der Triebachsen müssen mit Rücksicht auf richtiges Zusammenarbeiten der Zähne gut miteinander verbunden sein. Da aber Laufrad und Achse gegen den am Rahmen des Fahrzeuges aufgehängten Motor abgefedert sein müssen, um bei Stößen ein Springen dieser Teile zu ermöglichen, ist bei bekannten Konstruktionen das Zahnrad auf eine hohle Welle gesetzt, welche die Triebachse umgibt. Nach dem DRP Nr. 282102 wird dagegen das Zahnrad auf einem mit dem Motorgehäuse verbundenen stillstehenden hohlen Zapfen drehbar befestigt. In Abb. 10 und 11 ist eine solche Anordnung gezeichnet. Der Motor a arbeitet mit dem Ritzel b auf das Zahnrad c. Dieses läuft auf dem fest mit dem Motorgehäuse verbundenen hohlen Zapfen d. Die Triebachse e befindet sich im Innern dieses Hohlzapfens d, der sie mit einem für die auftretenden Sprünge und Stöße des Triebrades f ausreichenden Zwischenraum s umgibt. Das Zahnrad c ist mit dem Triebrade f durch Mitnehmer q verbunden. Die Verbindung erfolgt in bekannter Weise durch Federn, so daß das Zahnrad c sowohl bei Uebertragung der Drehmomente wie bei den senkrechten Stoßbewegungen des Triebrades abgefedert ist. Der Motor selbst ist mit Hilfe der Traversen k fest mit dem Rahmen g verbunden, der wiederum in bekannter Weise durch Blattfedern h mit dem Achslager auf dem Zapfen i der Triebachsen abgestützt ist.

Textabbildung Bd. 331, S. 24 Abb. 10.

Textabbildung Bd. 331, S. 24 Abb. 11.

Werden bei elektrischen Lokomotiven zwei hochgelagerte Motoren verwendet, von denen aus durch Triebstangen ein Hilfspunkt in der Höhe der Triebachsenkurbeln angetrieben wird, so stellen sich elastische Verzerrungen des Lokomotivrahmens ein, die zu einem Heißlaufen der Lager führen können. Gibt man den Hilfspunkten vollständige Freiheit der Bewegung, so müssen die Fliehkräfte der Triebstangen von den Motorlagern aufgenommen werden, die dadurch stark belastet werden.

Nach dem DRP Nr. 284059 der Siemens-Schuckertwerke, Berlin, wird bei solchen Lokomotiven in der Höhe der Triebradkurbeln der Hilfspunkt durch eine im Rahmen gelagerte Kurbel auf einem festen Kreise geführt. Den auf beiden Seiten der Lokomotive sitzenden Kurbeln ist eine Beweglichkeit gegeneinander gegeben. Dadurch wird erreicht, daß die Stangenfliehkräfte von im Rahmen liegenden Lagern aufgenommen werden, so daß Verzerrungen des Rahmens nicht zu befürchten sind. Außerdem erhalten die Triebwerke auf beiden Seiten des Fahrzeuges gegeneinander ein gewisses Spiel, so daß Verzerrungen des Rahmens auf der einen Seite der Lokomotive auf das Triebwerk der anderen Seite keinen Einfluß ausüben können. In Abb. 12 ist die neue Lagerung der Hilfspunkte dargestellt, aa sind die Motoren, bb die Triebstangen, c ist der Hilfspunkt, dd sind die Kuppelstangen und ee die Triebräder. An Stelle eines einzigen Lagers für jede Kurbel kann auch für jede noch in der Mitte des Fahrzeuges ein solches vorhanden sein.

Durch Ungenauigkeiten in der Ausführung und durch das unvermeidliche Spiel in den Lagern treten bei dem durch Kurbelmechanismus mit den Triebrädern verbundenen Motoranker Pulsationen auf, die ihn in so starke Schwingungen versetzen können, daß Betriebstörungen auftreten. Diese Schwingungen können durch Einführung elastischer Zwischenglieder zwischen dem Anker und den Treibrädern zum Teil beseitigt werden. Hierbei wurden die als Zwischenglieder verwendeten Federn durch Anordnung besonderer Reibflächen so ausgebildet, daß durch die künstlich vergrößerte Federreibung die Schwingungsenergie aufgezehrt wird. Diese Anordnungen verbrauchen somit dauernd eine gewisse Energie und sind außerdem, da das bei der gedrängten Bauart der elektrischen Lokomotiven in den elastischen Zwischengliedern aufzuspeichernde Arbeitsvermögen begrenzt ist, nur bis zu einem gewissen Grade wirksam. Dieser Mangel soll durch Anordnungen nach dem DRP Nr. 284352, Siemens-Schuckertwerke, Berlin, vermieden werden. Es wird dabei außer den elastischen Zwischengliedern eine Rutschkupplung im Anker vorgesehen, die erst in Tätigkeit tritt, wenn der Hub der Federn nicht mehr ausreicht.

Textabbildung Bd. 331, S. 25 Abb. 12.

Wenn durch besondere Umstände, z.B. durch plötzliches Abschalten des Stromes oder durch Stöße beim Verschiebedienst, die zur Begrenzung des Federspieles vorgesehenen Anschläge zum Anliegen kommen, so tritt die Rutschkupplung in Tätigkeit, wobei sie den größten Teil der durch den Stoß im Getriebe frei werdenden Energie in Reibungsarbeit umsetzt. Es wird zweckmäßig sein, die Rutschkupplung zwischen Anker und Motorwelle anzuordnen. Das elastische Zwischenglied kann beispielsweise in einer in der Kuppelstange liegenden Federung bestehen, oder in einer federnden Motorwelle. Auch ist es möglich, den Motoranker selbst federnd mit der Welle zu verbinden.

Das Wärmetheorem von Nernst. Es wurde vor etwa zehn Jahren, am 23. Dezember 1905, der Königlichen Gesellschaft der Wissenschaften zu Göttingen vorgelegt. Da der damals ausgesprochene Grundsatz, trotz seiner hohen Bedeutung für die technische Wärmelehre, den in der Praxis stehenden Ingenieuren verhältnismäßig wenig bekannt ist, soll der Gedankengang hier dargelegt werden, dem Nernst bei der Aufstellung seiner Hypothese folgte.

Die erste Anregung gaben ihm die Bestrebungen, ein Maß zu finden für die chemische Affinität, d.h. die treibende Ursache bei chemischen Vorgängen. Nach früherer Auffassung war dieses Maß in der Wärmetönung, der Wärmeentwicklung vermehrt um die äußere Arbeit, gefunden. Dieser Gedanke lag nahe, da für chemische Reaktionen die Wärmetönungen kennzeichnend sind, und andererseits die Affinität die Reaktionen veranlaßt. Es dürften sich also letztere entsprechend den ersteren ändern. Berthelot verlieh 1867 der herrschenden Anschauung Ausdruck durch den Satz: „Von allen möglichen Reaktionen tritt die ein, welche zur größten Wärmeentwicklung führt“. Im Widerspruch zu dieser Auffassung steht nun die Möglichkeit endothermer Reaktionen, d.h. chemischer Vorgänge, die Wärme verzehren. Bei ihnen ist die Wärmeentwicklung negativ, während sie beim chemischen Stillstande gleich Null wäre. Obiger Anschauung gemäß müßte demnach alles in Ruhe bleiben. Ein derartiger Widerspruch zwischen Theorie und Praxis wird vermieden, wenn man die Affinität durch die größte Arbeit mißt, die bei einem Vorgange geleistet wird. Da die chemische Verwandtschaft die treibende Kraft der Reaktion ist und somit auch die Arbeitleistung hervorruft, so muß die im Maximum entstehende Arbeit ein Maß für die Affinität sein. Diese größte Arbeitleistung entspricht nicht der der gesamten Energieänderung, der Wärmetönung, sondern der Aenderung des Teiles der Energie, der frei verwandelbar ist. Die so gewonnene Erkenntnis zeigt den Weg zur Klärung einer praktisch außerordentlich wichtigen Frage. Man war bisher nicht imstande, die maximale Arbeit zu berechnen, die ein Gramm-Atom (= 12 g) Kohlenstoff bei der Verbrennung zu Kohlensäure liefert, d.h. man kannte nicht die Leistungsfähigkeit einer durch Verbrennung von Kohle gespeisten idealen Maschine. Eine Bestimmung der Affinität würde nach Obigem Klarheit schaffen. Nernst ist es gelungen, den Weg zur Erreichung dieses Zieles zu weisen. Er stützte sich dabei in erster Linie auf die Vorarbeiten van't Hoffs. Dieser wies nach, daß bei Reaktionen zwischen festen und gelösten oder gasförmigen Stoffen die Aenderung der freien Energie lediglich durch die Konzentrationen der letzteren bestimmt wird. Man mißt nun die Konzentrationen durch die Anzahl der Mole auf einen Liter, wobei man unter einem Mole die Gasmenge versteht, die gleich dem Molekulargewicht in Grammen ist. Wenn bei einer Reaktion je ein Mol für ein Liter eines jeden Stoffes genommen wird, so gilt nach van't Hoff für die maximale Arbeit A die Beziehung A = RTlnk. Für die Wärmetönung fand er den Ausdruck U=-RT^2\,\frac{d\,l\,n\,k}{d\,T}. Hierin bedeuten R die Gaskonstante, T die absolute Temperatur und k die Gleichgewichtskonstante. Man erkennt bei der Betrachtung dieser Fundamentalgleichungen, daß sich die Affinitätsberechnung auf die Bestimmung des Festwertes k zurückführen läßt. Dessen Bedeutung sei daher nachstehend gegeben. Es finde ein chemischer Prozeß zwischen den Stoffen A1 und A2 nach dem Schema A1 + A2 = A1' + A2' statt, d.h. es entstehen aus den ursprünglich vorhandenen die Stoffe A1' und A2'. Eine Vorbedingung der Reaktion ist nun, daß sich die Moleküle von A1 und A2 berühren. Die Wahrscheinlichkeit eines Zusammenstoßes wächst mit den Konzentrationen c1 und c2, und man wird für die Geschwindigkeit v, mit der sich der Vorgang vollzieht, schreiben können v = k • c1 • c2. Es bedeutet hierin k eine die betreffende Reaktion kennzeichnende Konstante. Sofern der Vorgang umkehrbar ist, gilt für die Geschwindigkeit der rückwärts schreitenden Reaktion entsprechend v' = k'c1' – c2'. Wenn v = v' ist, so herrscht Gleichgewicht. In diesem Falle wäre somit k c1 c2 = k' c1' c2' oder \frac{{c_1}'{c_2}'}{c_1c_2}=k. Die Gleichgewichtskonstante ist also der Quotient aus den mathematischen Produkten der Konzentrationen. Findet ein Vorgang zwischen den Stoffen A1 A2 ... statt, und treten diese mit den Molekülzahlen n1 n2 ... auf, so gilt die Gleichung n1 A1 + n2 A2 ... = n1' A1' + n2' A2' ... Jetzt müssen n1 Moleküle A1 gleichzeitig mit n2 Molekülen A2 zusammenstoßen, wenn die Reaktion eintreten soll. Wie Nernst in seiner „Theoretischen Chemie“ zeigt, läßt sich nun leicht durch eine kinetische Ableitung in anschaulicher Form der Nachweis erbringen, daß in den Ausdruck für die Geschwindigkeiten die Umsatzzahlen n1n2 ... als Exponenten von Potenzen der Konzentrationen eingehen, so daß \nu=k\,{c_1}^{n_1}\ .\ {c_2}^{n_2} ... und weiterhin k=\frac{{c_1}'^{{n_1}'}{c_2}'^{{n_2}'}}{{c_1}^{{n_1}}{c_2}^{{n_2}}} ist. Zur Berechnung von k bietet sich jetzt folgender Weg. Erfahrungsgemäß ändert sich die Wärmetönung chemischer Prozesse nur unbedeutend mit der Temperatur. Man kann daher schreiben U = U0 + αT + βT2 + ..., wo U0 die Wärmetönung im absoluten Nullpunkt, αβ ... von den reagierenden Stoffen abhängige Koeffizienten sind. Führt man diesen Wert in die oben gegebene Fundamentalgleichung für U ein und integriert, so erhält man l\,n\,k=\frac{U_0}{RT}-\frac{\alpha}{R}\,l\,n\,T-\frac{\beta}{R}\,T-\frac{\gamma}{2\,R}\,T^2\ ...\ +J. In diesem Ausdruck ist J eine zunächst völlig unbestimmte Integrationskonstante, mit deren Feststellung die gestellte Aufgabe gelöst wäre. Nernst betrachtet nun das Gleichgewicht in einem homogenen gasförmigen System bei so niedriger Temperatur, daß alle reagierenden Molekülgattungen als Bodenkörper auftreten, d.h. sich am Boden absetzen können. Man kann in diesem Falle die gleiche Reaktion zwischen nur festen oder flüssigen, reinen Substanzen nach dem Schema v1a1 + v2a2 ... = v1'a1' + ... betrachten. Es werde z.B. festes oder flüssiges (unterkühltes) Wasser aus festem oder flüssigem, reinem Sauerstoff und Wasserstoff hergestellt, indem man die letztgenannten Substanzen in einen Raum hineindestilliert, in dem chemisches Gleichgewicht herrscht, und gleichzeitig das gebildete Wasser isotherm und reversibel zum festen oder flüssigen Wasser hinüberdestilliert. Bezeichnet ζ die Sättigungskonzentrationen der reagierenden Stoffe, so kann man zunächst schreiben k=\frac{1}{\zeta}. Hieraus folgen die für Verdampfung oder Sublimation (unmittelbare Verwandlung eines festen Stoffes in Dampf) geltenden den obigen Gleichungen für U und lnk analogen Beziehungen: -l\,n\,\zeta=\frac{\lambda_0}{RT}-\frac{\alpha_0}{R}\,l\,n\,T-\frac{\beta_0}{R}\,T-\frac{\gamma_0}{2R}\,T^2\ ...\ -i und \lambda=\lambda_0+\alpha_0T+\beta_0T^2+\gamma_0T^3\ .... Es bedeuten hierin λ die Wärmetönung des Kondensationsprozesses, λ0 die Kondensationswärme beim absoluten Nullpunkt und i eine jedem Stoffe eigentümliche Integrationskonstante. Zur Weiterführung der Rechnung kommt nun das Nernst-Theorem zur Hilfe. Auf Grund der Erfahrung, daß bei Reaktionen zwischen reinen, festen oder flüssigen Substanzen der Unterschied zwischen A und U, sofern die Temperaturen nicht zu hoch sind, nur gering ist, ließ sich die Hypothese aufstellen \mbox{lim}\,\frac{dA}{dT}=\mbox{lim}\,\frac{dU}{dT} (für T= 0). Ferner läßt sich aus der obengenannten Grundgleichung für A in unserem Sonderfalle die Beziehung A = RT (lnk – Σvlnζ) entwickeln. Führt man in diesen Ausdruck die Werte der gegebenen Gleichungen für lnk und lnζ ein und vergleicht die so gewonnene Beziehung mit dem Ausdruck für U, so erkennt man, daß das in der Formel für A vorkommende Glied RT. (J – Σvi) gleich 0 werden muß, wenn das Theorem erfüllt werden soll. Es wäre demnach J = Σvi. Die unbestimmte Integrationskonstante ist hierdurch auf die Summe durch Messungen zu ermittelnder Größen zurückgeführt. Zur Berechnung von i führt Nernst in den Ausdruck für lnζ den Dampfdruck p gemäß der Formel p = ζRT ein und erhält dadurch eine Gleichung für lnp, auf deren rechter Seite naturgemäß wiederum i auftritt. Einen zweiten Ausdruck für lnp findet er durch Integration der zum größeren Teil auf empirischer Grundlage beruhenden Formel \lambda_0+3,5\,T-ET=\frac{RT^2d\,l\,n\,p}{d\,T}. Es ergibt sich l\,n\,p=-\frac{\lambda_0}{RT}+\frac{3,5}{R}\,l\,n\,T-\frac{E}{R}\,T+i+l\,n\,R. Hieraus kann i auf Grund thermischer Messungen bestimmt werden, wenn der Koeffizient E bekannt ist. Wie dessen Feststellung erfolgt, gibt Nernst ausführlich in den Abhandlungen der Königl. Gesellschaft der Wissenschaften zu Göttingen 1906 an. Zur Erreichung dieses Zieles sind vor allem Dampfdruckkurven erforderlich. Die Aufgabe, chemische Gleichgewichte aus thermischen Messungen zu bestimmen, ist hierdurch gelöst, mit anderen Worten, das Endziel der Thermochemie ist erreichbar geworden.

Schmolke.

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Erzeugung und Verwendung flüssiger Luft zu Sprengzwecken. Die hochwertigen Nitroglyzerin- und Ammonsalpetersprengstoffe werden immer mehr für die Bedürfnisse der Heeresverwaltung herangezogen, so daß sich der Bergbau große Beschränkungen auferlegen muß. Man hat daher seine Zuflucht zu den sogenannten Chloratsprengstoffen genommen, wie Cheddit, Miedziankit, Koronit u.a., zu deren Herstellung chlorsaure Salze verwendet werden, die aber den ersterwähnten Sprengstoffen bedeutend unterlegen sind und auch bei der Verwendung verschiedene Nachteile aufweisen. Hervorragende Bedeutung verdient daher das Sprengverfahren mit flüssiger Luft, richtiger mit flüssigem Sauerstoff, über das H. Dietrichs in Stahl und Eisen 1915 S. 1145 ff. eingehend berichtet.

Die Wirkung der Sprengstoffe beruht auf ihrer schnellen Verbrennung und Vergasung, die sich in Bruchteilen von tausendstel Sekunden vollzieht. Die Salpetersäure verdankt dabei ihre große Bedeutung ihrem hohen Gehalt an Sauerstoff, dem hauptsächlichsten Agens aller Explosionsvorgänge. Bei dem Gedanken, als Sauerstoffträger die flüssige Luft zu verwenden, kam es nun darauf an, ihren Sauerstoff mit einem Kohlenstoffträger zusammenzubringen und durch Entzündung dieses Gemischs die Sprengwirkung zu erreichen. Zuerst hat Linde beim Bau des Simplontunnels diesen Gedanken zu verwirklichen gesucht, indem er die flüssige Luft mit gepulverter Holzkohle mischte. Doch hat sich dieses Oxyliquit genannte Mittel nicht bewährt. Zum ersten Male mit Erfolg hat Kowatsch einen gangbaren Weg betreten, der eine zunächst mit dem Kohlenstoffträger allein geladene Patrone erst im Bohrloch zu laden vorschlug. Gleichzeitig wußte Schulenburg einen Erfindungsgedanken von Dewar nutzbringend zu verwerten, wonach die Patronen durch Unterkühlung bis auf die Temperatur der flüssigen Luft (– 185° C) für diese aufnahmefähig und damit die damit gefüllte Patrone haltbar gemacht wird. Beide Verfahren haben sich in der Praxis als brauchbar erwiesen.

Die für Sprengzwecke benutzte flüssige Luft ist nicht das gleiche Produkt, das man gewöhnlich unter dieser Bezeichnung versteht, und das nur etwa 40 v. H. Sauerstoff enthält, sondern muß wenigstens 85 v. H. hiervon aufweisen. Es ist also eine Flüssigkeit, die besser als flüssiger Sauerstoff bezeichnet werden sollte, bei der also ein großer Teil des in der Luft neben Sauerstoff vorhandenen Stickstoffs ausgeschieden werden muß. Dieser flüssige Sauerstoff wird durch fraktionierte Destillation der flüssigen Luft und nachfolgende Rektifikation erhalten. Die Sauerstoffanreicherung kann auf diesem Wege bis 95, auch 99 v. H. getrieben werden, doch genügt in der Praxis ein Gehalt von 85 v. H. vollauf. Die flüssige Luft hat eine bläuliche Farbe, die mit zunehmendem Sauerstoff ein immer tieferes Blau annimmt. Bei 85 v. H. Sauerstoffgehalt beträgt das spezifische Gewicht 1,1, die Temperatur etwa – 185° C.

Textabbildung Bd. 331, S. 27 Abb. 1.

Abb. 1 zeigt eine Luftverflüssigungsanlage der Maschinenfabrik Fürth bei Cöln. Bei a wird vom Kompressor e Luft angesaugt, die im Reiniger b durch Berieseln mit Alkalilauge von Kohlensäure und Staub befreit wird, während die Pumpe d den Kreislauf dieser Reinigungsflüssigkeit vermittelt und etwa mitgerissene Lauge in dem Abscheider c entfernt wird. Die verdichtete Luft verläßt den Kompressor mit 15 bis 20° C und gelangt nun durch die Hochdruckleitung f in den Vorkühler g, wo sie mit dem aus dem Verflüssigungsapparat m durch die Leitung o entweichenden kalten Stickstoff vorgekühlt wird. Nach Passieren des Oelabscheiders h, der die Luft von mitgerissenem Oel befreit, gelangt sie in den Nachwärmer t, der sie wieder auf die äußere Temperatur erwärmt, und danach in die sogenannte Trockenbatterie i, wo die Feuchtigkeit und die letzten Reste von Kohlensäure und Alkali entfernt werden. Durch den Dreiweghahn k wird die Luft nun in den sogenannten Tiefkühler l geleitet, der ihre Temperatur mit Hilfe eines Ammoniak- oder Kohlensäurekompressors p auf – 20° C herunterdrückt. Das von letzterem kommende Kühlmittel wird im Kondensator q kondensiert und dem Tiefkühler zugeführt. r ist eine Regelvorrichtung mit Saug- und Druckmanometer. Nach beendetem Wärmeaustausch zwischen komprimierter Luft und Kältemittel wird das hierbei wieder gasförmig gewordene Kühlmittel wieder von der Kältemaschine angesaugt.

Textabbildung Bd. 331, S. 28 Abb. 2.

Die vorgekühlte Luft gelangt nun in den Verflüssigungsapparat m, wo zugleich die Abscheidung von Stickstoff vor sich geht. Dieser Apparat ist in Abb. 2 schematisch wiedergegeben. Er besteht aus einer doppelten Rohrschlange a, dem Austauscher, durch dessen inneres Rohr die vorgekühlte Luft eintritt, während im äußeren der kalte Stickstoff in entgegengesetzter Richtung abzieht und so die Preßluft nach dem Gegenstromprinzip auf – 170° abkühlt. Letztere durchströmt nun die durch flüssigen Sauerstoff gekühlte Schlange d, wo sie weiter verdichtet wird, und wird durch plötzliche Entspannung beim Austritt aus dem Ventil b auf nahezu Atmosphärendruck gebracht. Dieser Drucksturz erzeugt die zur Verflüssigung erforderliche Kälte, und nun rieselt die flüssige Luft durch die sogenannte Rektifikationssäule, wo ihr allmählich der Stickstoff entzogen wird, in den Aufsaugbehälter ab, wo sie als stickstoffarme Luft, sogenannter flüssiger Sauerstoff anlangt. Die Anreicherung mit Sauerstoff in der Rektifikationssäule beruht auf der Verdampfung des letzteren. Die flüssige Luft gelangt nämlich dorthin mit einer etwas höheren Temperatur als dem Sauerstoffbad um d entspricht. Infolgedessen treten Dämpfe auf, die in der Säule nach oben steigen, die aber wieder wärmer als die flüssige Luft sind und daher aus ihr den Stickstoff verdampfen, selbst aber wieder kondensieren und mit der Flüssigkeit nach unten fließen. Der Stickstoff entweicht ins Freie, die Preßluft in den Vorkühler g, und der flüssige Sauerstoff wird in Flaschen abgezapft.

Das dritte Rohr der Schlange in Abb. 2 wird nur bei Gewinnung gasförmigen Sauerstoffs verwendet.

Abb. 3 zeigt den ausgeführten Verflüssigungsapparat im Schnitt. Zur Aufbewahrung des flüssigen Sauerstoffs dienen doppelwandige, hochevakuierte Gefäße aus Kupfer und Messing von Ei- oder Kugelform (Abb. 4 und 5).

Textabbildung Bd. 331, S. 28 Abb. 3.

Die Füllung der Patronen mit flüssigem Sauerstoff erfolgt erst an der Verwendungsstelle. Nach dem Verfahren von Kowatsch-Balduk wird die aus einer Papphülse bestehende und mit dem Kohlenstoffträger gefüllte Patrone mit der Zündvorrichtung in das Bohrloch eingeführt. Durch ein bis auf den Boden der Patrone reichendes Papierrohr wird die Patrone mit dem flüssigen Sauerstoff gefüllt, während die verdunstete Luft durch ein zweites solches Röhrchen einen Ausweg findet. Beide Rohre ragen aus dem Bohrloch heraus, und der Raum vor der Patrone wird mit Lehm oder dergleichen ausgefüllt. Nach Einführung des flüssigen Sauerstoffs mit Hilfe des in der Flasche herrschenden Ueberdrucks ist die Patrone sprengfertig. Da infolge der leichten Vergasbarkeit die Sprengkraft bald nachläßt, muß der Schuß so schnell als möglich abgetan werden. Nach dem Schulenburgschen Verfahren wird die Patrone vor dem Einsetzen gefüllt. Auch hier wird die verdunstete Luft durch ein Entlüftungsröhrchen abgeleitet. Damit die Sprengkraft bis zum Einsetzen ins Bohrloch nicht verloren geht, wird die Patrone schon vor der Füllung mit flüssigem Sauerstoff durch dessen kalte Dämpfe vorgekühlt. Die Füllung selbst erfolgt durch Eintauchen. Die beiden beschriebenen Verfahren werden von der Sprengluftgesellschaft in Essen vertreten.

Textabbildung Bd. 331, S. 29 Abb. 4.Transportflasche

Textabbildung Bd. 331, S. 29 Abb. 5.Füllflasche

Die Wirtschaftlichkeit des Luftschießverfahrens hat sich als günstig erwiesen. Nach Versuchen auf großen Gruben erzielt 1 kg Marsitsprengstoff dieselbe Wirkung wie 2,2 kg Gelatinedynamit, wie 6 kg Pulver, wie 3 kg Cheddit. Die Kosten sollen gering sein. Weitere Vorteile bestehen in der Explosionssicherheit auf dem Transport und während der Lagerung und in verschiedenen anderen Vorzügen im Betriebe. Natürlich ist die Verwendung des flüssigen Sauerstoffs auch nicht frei von mancherlei Nachteilen, die namentlich in der schnellen Verdunstung begründet sind, sowie darin, daß das Verfahren noch nicht schlagwettersicher ist.

Loebe.

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Zusammensetzung und Heizwert der Kohle. Nach dem Wassergehalte der Kohle unterscheidet man Rohkohle bzw. grubenfeuchte Kohle, lufttrockene, noch hygroskopisches Wasser enthaltende, und wasserfreie, eine Stunde bei 105° C getrocknete und in diesem Zustande hygroskopische Kohle. Bei der trockenen Destillation wasserfreier Kohle entweichen die flüchtigen Bestandteile, wie Kohlenwasserstoffe, Kohlenoxyd, Kohlendioxyd, während die sogenannte Koksausbeute zurückbleibt. Kurzflammig sind Kohlen mit weniger als 25 v. H. an flüchtigen Bestandteilen, langflammig solche mit mehr als 25 v. H. Je nach dem Gehalt an vergasbarem Kohlenstoff unterscheidet man Fett- und Magerkohlen. Zieht man von dem Werte für die Koksausbeute den Aschegehalt ab, so ergibt sich der Gehalt an fixem Kohlenstoff. Dieser und die flüchtigen Bestandteile liefern den Wert für die sogenannte Reinkohle. Der Gehalt an flüchtigen Bestandteilen und fixem Kohlenstoff ergibt die Grundlage für die Bezeichnung der Kohlen, wie Tab. 1 zeigt.

Der Wert für die Verbrennungswärme einer Kohle schließt diejenige Anzahl von Wärmeeinheiten mit ein, die der Verdampfungswärme des gesamten Wassergehaltes entspricht. Dieser setzt sich zusammen einmal aus dem Feuchtigkeitsgehalt und dem Gehalt an hygroskopischem Wasser (F), andererseits aus dem sich bei der Verbrennung des in der Kohle enthaltenen Wasserstoffes bildenden Wassers (H), der gleich 9 H Gewichtsteilen entspricht. Das Gesamtwasser berechnet sich also zu (F + 9 H). Da die Verdampfungswärme des Wassers für 1 kg 600 WE, also für ein Gewichtsprozent Wasser 6 WE beträgt, so ist

V = W + 6 (F + 9 H) und

W = V – 6 (F + 9 H),

worin W den Heizwert und V die Verbrennungswärme bedeutet. Ist F der Wasser- und A der Aschegehalt der Rohkohle, so ist der Heizwert W für 1 kg Rohkohle

W_r=100\ .\ \frac{W+6\,F}{100-(A+F)}.

Ist der Heizwert einer Rohkohle und deren Feuchtigkeitsgehalt bekannt, so läßt sich daraus nach

W_t=\frac{100}{100-f}\ .\ (W+6\,f)

der Heizwert der wasserfreien bzw. lufttrockenen Kohle berechnen.

Tabelle 1.

Bezeichnung der Kohle FlüchtigeBestand-teilev. H. FixerKohlen-stoffv. H. Anthrazite 4–8 96–92 Magerkohlen   8–15 92–85 Eßkohlen 15–20 85–80 Fettkohlen (kurzflammig, Kokskohlen) 20–25 80–75 Fettkohlen (langflammig, Gaskohlen) 25–30 75–70 Gasflammkohlen 30–45 70–55 Trockne Kohlen m. langer Flamme (Braunk.) 45–55 55–40

Ist der Gesamtwassergehalt in Prozenten der lufttrockenen Kohle bekannt, so ergibt sich mit Hilfe der Gleichung

W_t=\frac{100}{100+f}\ .\ (W-6\,f)

der Heizwert der Rohkohle aus demjenigen der lufttrocknen bzw. wasserfreien Kohle.

Die Bestimmung des Heizwertes erfolgt durch kalorimetrische Messung mittels der Mahlerschen Bombe, in der die Kohle zur Verbrennung gelangt. Hierbei wird die bei der Kondensation des entstandenen Wassers freiwerdende Wärme mitgemessen. Der praktische Heizwert ergibt sich dann aus W = V – 6 (F + 9 H).

Zur Ermittlung des Heizwertes aus der elementaren Zusammensetzung der Kohle benutzt man die Gleichung W=81\,C+290\left(H-\frac{0}{8}\right)+25\,S-6\,F (Verbandsformel), worin C = Kohlenstoff, S = Schwefel, F = Wasser, \frac{0}{8} = gebundenen Wasserstoff, \left(4-\frac{0}{8}\right) = disponiblen Wasserstoff bedeutet. Im allgemeinen liefert diese Berechnung aber keine zuverlässigen Werte.

Auch mit Hilfe der Goutalschen Formel erhält man auf rechnerischem Wege die Verbrennungswärme (den oberen Heizwert). Diese Formel lautet

Vt= 82 Cft + a • Gt,

worin Cft den fixen Kohlenstoff, Gt die flüchtigen Bestandteile für 1 kg wasserfreie Kohle und a einen veränderlichen Faktor bedeutet. Gt und Gft werden aus G und C der Rohkohle durch Multiplikation mit \frac{100}{100-F} ermittelt. Aus Vt ergibt sich dann der Heizwert der Rohkohle zu

W=V_t\,.\,\frac{100-F}{100}-6\,(F+9\,H).

Der Wasserstoffgehalt H schwankt für lufttrockne Kohle zwischen 3 und 6 v. H.

Tabelle 2.

Art der Kohle Heizwert derReinkohleW Steinkohlen. Deutsche: Westfälische Magerkohle 8400–8500     Westfälische Fettkohle 8200–8400     Westfälische Gasflammkohle 8000–8200     Saar- und Lothringer Steinkohle 7800–8100     Schlesische Steinkohle 7800–8000     Hannoversche und sächsische Steinkohle 7700–8000     Steinkohlenbriketts 8200–8500     Steinkohlenkoks 7900–8100 Englische: Durham 8200–8400     Yorkshire 7900–8000     Schottische 7600–8000     Englischer Gaskoks 7800–8000     Englische Briketts 8300–8500 Braunkohlen. Braunkohlen aus der Provinz Brandenburg 5600–6400 Braunkohlen aus der Lausitz 5900–6300 Braunkohlen aus dem Königreich Sachsen 6600–7000 Braunkohlen aus der Provinz Sachsen, Thüringen    und Anhalt 6300–6800 Braunkohlen aus Westdeutschland, Rheinland und    Hessen 6300–6600 Braunkohlen aus Böhmen 6900–7500 Braunkohlenbriketts. Braunkohlenbriketts aus der Provinz Brandenburg 6000–6400 Braunkohlenbriketts aus der Lausitz 5900–6300 Braunkohlenbriketts aus dem Königreich Sachsen 6300–6700 Braunkohlenbriketts aus der Provinz Sachsen,    Thüringen und Anhalt 6300–6700 Braunkohlenbriketts aus Westdeutschland, Rhein-    land und Hessen 5800–6100 Torf. Norddeutscher Torf 5100–5400 Holz 4300–4500

Endlich läßt sich W auch aus dem Aschen- (A), Wasser- (F) und Reinkohlegehalt (100 – A – F) nach der Formel

W=W_r\,\frac{100-A-F}{100}-6\,F

bestimmen, worin Wr den Heizwert der Reinkohle bedeutet, den man nach Analysen ähnlicher Kohlen wählt. In Tab. 2 sind einige Werte für W der häufigsten Kohlen zusammengestellt. (Zeitschr. f. Dampfkessel u. Maschinen, 1915 S. 313.)

Loebe.

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Ziele und Grenzen der Leuchttechnik. O. Lummer (Breslau). Jahresversammlung der Deutschen beleuchtungstechnischen Gesellschaft.

Vom schwarzen Körper und den Gesetzen der schwarzen Strahlung von Stefan-Boltzmann und Wien ausgehend, sprach Lummer zunächst über die Mittel zur Bestimmung der schwarzen und der wahren Temperatur und ging näher auf die von ihm bei seinen Messungen an Platin und Kohlefäden angewendete Methode ein, unter Benutzung eines Vergleichskörpers aus demselben Material den Zusammenhang zwischen der wahren Temperatur der Fäden und ihrer durch gleichzeitige Messung von Strom und Spannung festgestellten Gesamtstrahlung zu ermitteln. Er wies darauf hin, daß er auf diesem Wege bisher neben der Hohlraumstrahlung nur die Strahlung von Platin und Kohle habe untersuchen können, da ein Vergleichskörper aus Wolfram, wie er ihn zu Messungen an Wolframlampen hätte benutzen wollen, der technischen Schwierigkeiten wegen bis jetzt nicht ausführbar gewesen sei.

Im Anschluß daran ging Lummer auf das Wesen der logarithmischen Isochromaten ein. Es sind dies bekanntlich die Geraden, die man erhält, wenn man die bei einer bestimmten Wellenlänge und verschiedenen Temperaturen spektralphotometrisch gemessenen Energiewerte eines Strahlers in logarithmischem Maßstabe in Abhängigkeit von der reziproken absoluten Temperatur darstellt. Für jede Wellenlänge erhält man eine solche logarithmische Isochromate, und die verschiedenen Isochromaten nähern sich einander, um sich in einem oder vielen Punkten zu schneiden. Trifft der erste der beiden Fälle zu, so besagt dies, daß für die dem Schnittpunkte der Isochromaten entsprechende Temperatur des geprüften Strahlers seine relative Energieverteilung dieselbe ist, wie die des im Spektral-Photometer als Normallampe benutzten konstanten Vergleichslichtes.

Diese Tatsache kann in einfacher Weise zur Untersuchung verschiedenartiger Strahler benutzt werden, indem man diese je nachdem als Normallampe des Spektralphotometers benutzt, wenn man ihre Temperatur nicht beliebig ändern kann, oder indem man sie mit dem Spektralphotometer prüft und dabei eine Normallampe von bekannten Strahlungseigenschaften als Vergleichslichtquelle wählt.

Lummer konnte auf diesem Wege zeigen, daß der Kohlefaden der Kohlefaden-Glühlampe die gleiche relative Energieverteilung im sichtbaren Gebiet aufweist, wie der schwarze Körper, und daß er daher, da er kein schwarzer Körper ist, als „grauer“ Körper angesprochen werden muß. Er konnte ferner nachweisen, daß die Bogenlampenkohle dieselbe Eigenschaft besitzt, konnte daraus die Temperatur des Bogenlampen-Kraters bestimmen, und bewies weiter die Berechtigung der Methode, indem er den grauen Kohlefaden mit dem blanken Platinfaden verglich und dabei keinen gemeinsamen Schnittpunkt der logarithmischen Isochromaten fand. Er wandte endlich dieselbe Methode auf die Sonne an, indem er zum Vergleich den positiven Krater des elektrischen Lichtbogens verwendete.

Aus seinen Messungen und den Zahlen anderer Beobachter leitete er die Temperatur der Sonne unter verschiedenen Voraussetzungen ab und zeigte, daß sie zu rund 6000° abs. angenommen werden kann.

Lummer sprach dann über die Empfindlichkeitskurve des menschlichen Auges, die sich unter dem Einflusse der Sonne nach seiner Ansicht so ausgebildet hat, daß wir die zu uns gelangende Strahlung mit möglichst gutem Nutzeffekte bewerten, da das Strahlungsmaximum mit in den Wellenlängenbereich fällt, den wir als das sichtbare Gebiet bezeichnen.

Durch weitere auf den schwarzen Körper bzw. den blanken Platinstrahler angewandte Ueberlegungen zeigte Lummer endlich, daß mit einer Temperatur, wie sie etwa derjenigen der Sonne entspricht, das Optimum der Wirtschaftlichkeit gegeben sei, das eine auf dem Prinzip der Temperaturstrahlung beruhende Lichtquelle erreichen kann.

Lummer schloß seine Ausführungen, indem er die verschiedenen Nutzeffekte berechnete, die sich unter drei willkürlich von ihm gemachten Voraussetzungen ergeben. Die erste seiner Annahmen geht von einer gleichmäßigen Verteilung der Energie im sichtbaren Gebiet aus, und Lummer bezeichnete den erzielten Effekt als schlecht, weil ein großer Teil der Energie dabei zu wenig zur Geltung gelangt. Im zweiten Falle legte er eine Energie-Verteilung im sichtbaren Gebiet zu Grunde, wie sie der Empfindlichkeitskurve des menschlichen Auges entspricht, und erzielte ein dementsprechend wesentlich besseres Ergebnis. Bei der dritten Annahme schließlich setzte er den günstigsten Fall voraus, daß die ganze Strahlung beim Empfindlichkeitsmaximum des Auges, im Gelbgrünen also, mit einem Nutzeffekt von 100 v. H. in Licht umgesetzt wird. Für diesen günstigen, wegen der monochromatisch grünen Färbung praktisch allerdings kaum in Betracht kommenden Fall, gab Lummer 55 Kerzen für 1 Watt als Grenzwert an.

In der sich anschließenden Diskussion wies A. R. Meyer darauf hin, daß sich ein Teil der von Lummer vorgetragenen Untersuchungen mit den Ergebnissen einer von ihm ausgeführten, abgeschlossen vorliegenden Arbeit decke, die er auch bereits zum Vortrage in der nächsten Sitzung der beleuchtungstechnischen Gesellschaft angemeldet habe. Er verglich noch einige seiner Resultate mit denen von Lummer und gab als Grenzwert für den an dritter Stelle erwähnten Fall einer monochromatischen Grünlichtquelle von der dem Maximum der Augenempfindlichkeit entsprechenden Wellenlänge 72,5 sphärische Kerzen für 1 Watt an. In der weiteren Diskussion, an der die Herren Warburg und Lummer teilnahmen, wurde die Frage erörtert, wie die Aschkinass'sche Theorie der Strahlung von Metallen durch ergänzende, das Reflexionsvermögen betreffende Annahmen soweit umgestaltet werden könne, daß man auch aus den vielen Schnittpunkten der logarithmischen Isochromaten eines blanken Körpers die wahre Temperatur dieses Strahlers herleiten könne.

Dr. A. R. Meyer.

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Die Kupfererzeugung Norwegens. Die norwegische Erzeugung von metallischem Kupfer betrug im Jahre 1914 insgesamt 2867 t, nämlich in:

Sulitjelma etwa 1475 t Bessemerkupfer, Birtavarre „ 480 „ Bessemerkupfer, Röros „ 493 „ Raffinadekupfer, Kristiansands Nikkelraf-fineringsverk „ 419 Elektrolytkupfer.

Im Jahre 1913 erzeugten dieselben Werke 1385, 420, 550 und 388 t, zusammen ungefähr 2750 t.

Im Jahre 1914 machte die Kieserzeugung bei Lökken, Sulitjelma, Foldal, Stordö, Röstvangen, Bossmo und Röros insgesamt etwa 397000 t aus; wird die Ausbeute der anderen Gruben auf etwa 35000 t veranschlagt, so ergibt sich für 1914 eine Gesamterzeugung von etwa 430000 t gegenüber einem Durchschnitt für 1912 und 1913 von 460000 t. Die Ursache zu dem Rückgang wird zum Teil darin gesucht, daß die Arbeit in den Gruben Bossmo und Kjöli, die mit belgischem Kapital arbeiten, nach Ausbruch des Krieges ganz oder teilweise eingestellt gewesen ist.

Die gesamte Kiesausfuhr im Jahre 1914 machte 358144 t aus gegen 426000 und 391000 t in den Jahren 1913 und 1912, also 1914 nahezu 70000 t weniger als im Vorjahr.

Der einheimische Verbrauch an Kies hat in den letzten Jahren etwas mehr als 50000 t betragen, für 1914 dürfte er 60000 t erreichen. In diesem Jahre wurden 42852 t Kiesabbrand d.h. etwas mehr als im Vorjahr ausgeführt.

Die Kupferwerke Norwegens beschäftigten 1914: 4250 Arbeiter, ungefähr dieselbe Anzahl wie 1913.

Im Jahre 1913 standen die Kupferpreise für 1 englische Tonne auf 72 Lire und sanken in der ersten Hälfte 1914, bis zum Kriegsausbruch, auf 65 Lire.

Der Gesamtwert der norwegischen Kupfer- und Kieserzeugung wird auf 15 Millionen Kronen veranschlagt. Da der Weltverbrauch an Kupfer jährlich auf 1040000 t geschätzt wird, so würde Norwegen, das 2800 t erzeugt, mit 1/4 bis ⅓ v. H. beteiligt sein. Unter Hinzurechnung des aus norwegischem Kies gewonnenen Kupfers, das etwa 9000 t beträgt, entfällt auf Norwegen etwa 1 v. H. der Welterzeugung.

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Außenhandel 1914 in Venezuela. Nach der von dem venezolanischen Finanzministerium in zwei Halbjahrheften veröffentlichten Handels- und Schiffahrtsstatistik für das Kalenderjahr 1914 betrug die Einfuhr Venezuelas im Jahre 1914: 114 Millionen Kilogramm im Werte von 72,4 Millionen Bolivar gegen 136,3 Millionen Kilogramm im Werte von 93,4 Millionen Bolivar im Jahre 1913, eine Verringerung um rund 22 Millionen Kilogramm und 21 Millionen Bolivar. Ausgeführt wurden im Jahre 1914 188,3 Millionen Kilogramm im Werte von 111,5 Millionen Bolivar gegen 285 Millionen Kilogramm im Werte von 152,7 Millionen Bolivar im Vorjahr, eine Abnahme um nahezu 100 Millionen Kilogramm und rund 41 Millionen Bolivar. Der Anteil der wichtigsten Verkehrsländer an der Ein- und Ausfuhr in den Jahren 1914 (und 1913) stellte sich in Millionen Bolivar wie folgt:

Ausfuhr. Vereinigte Staaten von Amerika 48,5 (43,8), Frankreich 31,1 (51,7), Deutschland 9,9 (28,8), Großbritannien 7,3 (11,3) Spanien 5,6 (70,), Niederlande 4,7 (3,6).

Einfuhr. Vereinigte Staaten von Amerika 31,1 (35,9), Großbritannien 14,9 (22,2), Deutschland 8,2 (13,4), Niederlande 7,5 (8,2), Frankreich 4,0 (5,6), Spanien 2,4 (3,7).

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Der heutige Stand der Herstellung künstlicher Gliedmaßen

Vgl. D. p. J. Bd. 330 Heft 23.

wird gekennzeichnet durch das Streben nach Vereinfachung des künstlichen Mechanismus. Die schwierigste Aufgabe ist die Beschaffung eines Armersatzes. Bei den Ausführungen, die nicht nur zum Ersatz des fehlenden Gliedes, sondern auch zur Verdeckung des von der Verletzung hervorgerufenen Schönheitsfehlers dienen sollen, besteht die Hand meist aus leichtem Holz und ist in allen Fingergliedern beweglich. Die Greiffähigkeit beruht nur auf der durch die Reibung in den Gelenken hervorgerufenen Klemmwirkung. Da diese bald nachläßt, ist es empfehlenswerter, nur den Daumen beweglich zu gestalten und dessen Anpressung an den ergriffenen Gegenstand durch eine Feder zu bewirken. Bei teilweisem Verzicht auf die schönheitliche Wirkung kann man auch an der Innenseite der künstlichen Hand eine Oeffnung anbringen, in die Gegenstände, die der Verletzte benutzen will, hineingesteckt werden. Noch weiter in dieser Richtung geht man, wenn nur die Beschaffung eines sogenannten Arbeitsarmes vorgesehen wird. Wie Abb. 1 zeigt, besteht ein solcher aus einer gutsitzenden Stulpe, deren Form sich nach der Art der Amputation richtet und die am vorderen Ende eine Klemmvorrichtung aus Metall trägt. Im Bilde ist ferner ein kugelförmiger Ansatz zur Führung eines Hebels dargestellt. An dessen Stelle können beliebige andere Ansätze, z.B. Arbeitshaken, Feilkloben, Stechbeitel usw. treten.

Textabbildung Bd. 331, S. 32 Abb. 1.

Abb. 2 veranschaulicht die mechanische Betätigung eines einfachen Armersatzes vermittels des als unversehrt angenommenen Oberarmstumpfes und Schulterblattes. Zu diesem Zwecke ist die Stumpfhülse s mit der angeschnallten Schulterkappe k gelenkig verbunden. An dieser ist der zweiarmige Hebel h angebracht, dessen unteres Ende durch die Darmsaite d1 mit der Stumpfhülse in der sichtbaren Weise in Verbindung steht, während das obere Ende durch die Saite d2 an dem unteren Teil der Unterarmhülse angeschlossen wird, wie die rechte Hälfte der Abbildung erkennen läßt. Bewegt der Verletzte den Oberarm nach vorn, so zieht d1 das untere Hebelende gleichfalls nach vorn, der Befestigungspunkt der Saite d2 am Hebel bewegt sich somit nach hinten, und es tritt eine Beugung des Unterarmes ein. In weit vollkommenerer Weise werden die Kräfte des Schulterblattes durch den Armersatz der Carnes Company in Kansas City nutzbar gemacht. Mit diesem künstlichen Gliede kann die Hand geöffnet, geschlossen, gebeugt und gedreht werden. Auch ist eine Feststellung und Entriegelungen in verschiedenen Lagen vorgesehen.

Textabbildung Bd. 331, S. 32 Abb. 2.

Textabbildung Bd. 331, S. 32 Abb. 3.

Weniger schwierig als ein Armersatz gestaltet sich die Herstellung eines künstlichen Fußes, wie ihn Abb. 3 zeigt. Er besteht aus einem innen gepolsterten Ledertrichter für den Oberschenkelstumpf, einem hohlen Körper als Ersatz des Unterschenkels und einem Holzfuße mit elastischer Sohle aus Filz. Unbedingt notwendig ist das Vorderfußgelenk z. Eine mit ihm verbundene Spiralfeder bewirkt das Strecken der Spitze des aufgehobenen Fußes. An Stelle des Knöchels befindet sich das Drehgelenk f, das allerdings ein der natürlichen Beweglichkeit des Fußes entsprechendes seitliches Nachgeben vermissen läßt, was sich beim Gehen auf unebenem Boden unliebsam bemerkbar macht. Bei einem Gummifuß können beide Gelenke vermieden werden. Zwischen die Trennungsflächen von Fuß und Unterschenkel legt man zur Erzielung eines elastischen Auftretens eine Spiralfeder oder einen Gummipuffer ein. Der Gefahr, daß das Kniegelenk k unter der Schwere des Körpers einknickt, kann man durch Anordnung des in Rasten einschnappenden Hebels a begegnen. Doch ist es ratsam, von Anfang an Gehversuche mit losem Gelenk unter Benutzung eines Stockes vorzunehmen. Ein an der Vorderseite befindlicher, Ober- und Unterschenkel verbindender elastischer Gurt sorgt für das Strecken des gehobenen Beines. Bei völligem Verluste des Gliedes ist schließlich noch ein Hüftgelenk erforderlich, das beim Gehen festgestellt wird. Auch von einem losen Kniegelenk muß bei derartig schwerer Verletzung abgesehen werden. Es ist unvermeidlich, daß hierdurch der Gang etwas Steifes bekommt.

Von großem Vorteil würde sein, wenn es gelänge, die Massenerzeugung auch in das orthopädische Gewerbe einzuführen. Bei der starken Nachfrage nach künstlichen Gliedmaßen, die gegenwärtig besteht, scheint der Zeitpunkt dafür gekommen. (Tießen, Zeitschrift des Vereins deutscher Ingenieure Nr. 47.)

Schmolke.

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Ein Forschungsinstitut für die amerikanische Kriegsmarine. Der Marinesekretär der Vereinigten Staaten, Daniels, hat einen technischen Beirat für die Marine gebildet zu dem Zwecke, „die schlummernde Erfindungsgabe des Landes im Interesse der Förderung der Marine zu wecken“. Zum Vorsitzenden dieses Beirates wurde Edison ernannt, während von elf großen Ingenieurvereinen und anderen wissenschaftlichen Nationalverbänden je zwei Beisitzer vorgeschlagen wurden. Unter diesen finden sich, wie die Zeitschrift für angewandte Chemie 1915, III, S. 651, mitteilt, zahlreiche bekannte Chemiker und Metallurgen, so ist z.B. die American Chemical Society vertreten durch Dr. Whitney, den Leiter des Forschungslaboratoriums der General Electric Co., sowie durch Dr. Bakeland, den Erfinder des Kunstharzes Bakelit. Weiter sind in dem Beirat vertreten die elektrochemische Gesellschaft, das Institut der Hütten-Ingenieure, die aeronautische Gesellschaft und andere Vereinigungen. In der konstituierenden Versammlung, die im Oktober in Washington stattfand, wurde die Bildung von Sondergruppen für Torpedos, Unterseeboote, Sprengstoffe, drahtlose Telegraphie, Rettungswesen usw. beschlossen, die sich mit der Bearbeitung bestimmter, ihnen zugewiesener Gebiete befassen sollen. Ferner wurde die Errichtung eines großzügigen Forschungs- und Versuchslaboratoriums dem Marinesekretär in Vorschlag gebracht, das mit Laboratorien, Gießereien, Werkstätten der verschiedensten Art, sowie Räumen zur Anfertigung von Zeichnungen und Films ausgestattet werden soll. Dieses Forschungsinstitut soll in der Nähe einer Großstadt am atlantlischen Ozean errichtet werden und ein für die größten Kriegsschiffe zugängliches Dock erhalten. Die Anlagekosten sind auf 5 Mill. Doll., die jährlichen Betriebskosten auf 2,5 bis 3,5 Mill. Doll. veranschlagt. Der Marinesekretär wird dem Kongreß in seiner nächsten Session wahrscheinlich eine entsprechende Bewilligung empfehlen; bis zur Errichtung dieses Laboratoriums wird sich der Beirat, der alle zwei Monate zu einer Sitzung zusammentritt, mit den zurzeit verfügbaren Mitteln behelfen.

Sander.

Die Werkzeuge und Arbeitsverfahren der Pressen. Von Dr. techn. Max Kurrein. Berlin 1914. Julius Springer. Preis 26,– M.

Unter diesem Titel mit dem Untertitel „Völlige Neubearbeitung des Buches: Punches, dies and tools for manufacturing in presses“ von Joseph V. Woodworth bietet Kurrein eine wertvolle Bereicherung der Werkzeugmaschinen-Literatur. Wie der Verfasser selbst im Vorwort sagt, war es seine Absicht, „die Werkzeuge und Arbeitsverfahren der Pressen auf neuer, systematischer Grundlage zu behandeln, die für die Haupteinteilung die technologischen Vorgänge im verarbeiteten Material und für die Unterteilung die aus der Praxis entstandenen konstruktiven Merkmale der Werkzeuge verwendet.“ Unter diesem Gesichtspunkte war eine reine Uebersetzung des Buches von Woodworth nicht möglich, es war vielmehr eine sehr gründliche Umarbeitung erforderlich, wenn der gegebene Stoff benutzt werden sollte. Aber auch darauf hat sich der Verfasser nicht beschränkt, sondern durch Hinzufügen einer großen Zahl von deutschen Ausführungsarten das Gebotene wertvoll bereichert. Für die Durchführung dieser Arbeit und die gleichzeitige Vereinigung des in der Fachliteratur viel verstreuten Stoffes können wir ihm sehr dankbar sein, denn das bisher vorhandene kann nur geringen Anspruch auf Vollständigkeit nach dem gegenwärtigen Stande machen. Nach Durcharbeiten des Buches gewinnt man den Eindruck, daß die übernommene Aufgabe, die in der Praxis bekannten und geübten Verfahren und Werkzeuge in Zusammenhang mit den grundlegenden technologischen Vorgängen zu bringen und so eine Verbindung zwischen Theorie und Praxis zu schaffen, gut gelöst ist.

Wie bei der Erstauflage eines derartigen Werkes ohne weiteres erklärlich ist, lassen sich noch einige Verbesserungsvorschläge machen. Hier sei folgendes genannt. Den amerikanischen Konstruktionen sind die deutschen an vielen Stellen gegenübergestellt, um einen Vergleich zwischen beiden zu ermöglichen. Besonders hervorgehoben ist dieses jedoch leider nur verhältnismäßig selten. Der Leser muß sich vielfach erst aus dem Zusammenhange heraussuchen, was deutsch, was amerikanisch ist, und das ist nicht einmal immer möglich. Ein schärferes Hervorheben dieser Gegenüberstellung würde die Uebersicht und einen kritischen Vergleich beider Ausführungsarten wesentlich erleichtern. Unter den Einzelverfahren hätte ich gern noch etwas über die Herstellung von Drahtstiften und außer der Beschreibung des Ehrhardtschen Verfahrens für die Herstellung von Stahlrohren ein Eingehen auf das Ziehen und Pressen von Metall- und Bleirohren gesehen. Bei Besprechung des Anwärmens des Pressenunterteils z.B. bei Kartonnagenpressen (S. 307) vermisse ich die Angabe der durch manche Vorteile ausgezeichneten elektrischen Heizung.

Dem Text vorangestellte 33 Tabellen von Herstellungsgängen verschiedenster Körper mit deren Skizzen in den einzelnen Arbeitsgängen, Angabe der Einzelschritte des Arbeitsverfahrens und Hinweis auf die Beschreibung der verwandten Werkzeuge im Text tragen sehr zum Verständnis bei. Daran schließt sich der Text selbst in folgender Gliederung. Zunächst werden die Werkzeuge besprochen, und zwar die, welche zu den Arbeiten mit Stoffabtrennung erforderlich sind, nämlich bei Schnitt und Gegenschnitt und bei einfachem Schnitt ohne Gegenschnitt, dann die Werkzeuge, die zu Arbeiten mit Formänderung nötig sind, nämlich bei Formänderung mit Stoffverschiebung (Gesenkschmieden, Gesenkpressen, Prägen, Ziehen, Einrollen, Falzen, Ausbauchen) und bei Formänderung ohne Stoffverschiebung (Biegen), und schließlich die Werkzeuge, die zu Arbeiten gehören, bei denen mehrere verschiedene Arbeitsvorgänge in einem Werkzeuge vereinigt sind, nämlich bei Abtrennung und Formänderung mit Stoffverschiebung, ohne Stoffverschiebung, mit und ohne diese und bei Formänderung mit und ohne Verschiebung. An die Besprechung der Werkzeuge schließt sich eine Auswahl besonderer Herstellungsverfahren, nämlich der Stahlfedern, der amerikanischen Goldfedern, der Stecknadeln, der Nadeln für Wirkereimaschinen und der Nähmaschinennadeln. Der letzte Abschnitt gibt eine Beschreibung von Zuführungen und Maschinen, und zwar Zuführungen für Blech, für vorgearbeiteten Stoff und für Streifen und vorgearbeitete Stücke und anschließend von Exzenterpressen, Spindelpressen, hydraulischen Pressen, Schmiedemaschinen und Hilfsmaschinen.

Die Auswahl der Abbildungen und die Darstellung der jeweils wichtigsten Teile ist gut und übersichtlich; ihre Ausführung ist sorgfältig, wie man es von Springer gewohnt ist.

Dipl.-Ing. Ritter, Gleiwitz.

Planmäßige Einführung in die Metallbearbeitung. Von Gg. Th. Stier d. ä. Gemeinverständliches Unterrichts-, Nachschlage- und Handbuch für alle Stände, vom gewerblichen Lehrer, Prüfungsbeamten und Meister bis zum Lehrling in den Metallberufen. Zweite vollständig umgearbeitete Ausgabe von „Der Lehrling“. Auf Grund 50-jähriger praktischer Erfahrungen im Betrieb und Unterricht verfaßt. Mit 368 Abbildungen. Leipzig 1914. Dr. Max Jänecke. Preis 3,20 M.

In diesem trefflichen Werk, dessen Verfasser sich vom einfachen Schlosserlehrling zum gewerblichen Lehrer einer höheren staatlichen technischen Lehranstalt emporgearbeitet hat, sind die Ergebnisse eines arbeitsreichen Lebens niedergelegt. Es enthält eine Grundlage für die Erziehung zum künftigen Können auf dem Gebiete der Metallbearbeitung und stellt sich gleichermaßen in den Dienst des Lehrenden wie des Lernenden. In origineller Darstellung zeigt der Verfasser, wie man mit eigenem Willen ein praktisches Arbeitsstudium betreibt, wie sich der Lehrende für den Anfänger dahineinfinden muß, und wie der Lernende zuverlässig den Beweis tüchtigen Könnens darlegen kann. Zugleich hat er aber damit für weitere Kreise ein Werk geschaffen, das allen Angehörigen der metallbearbeitenden Berufe als Hand- und Nachschlagbuch hochwillkommen sein wird und dessen Beschaffung warm zu empfehlen ist. Eine kurze Inhaltsangabe möge die Vielseitigkeit des Buches veranschaulichen.

Teil I: Die Metalle und deren Bearbeitungen aus dem Feuer. 1. Die wichtigsten Metalle. 2. Die Bearbeitungen aus dem Feuer. 3. Der Stahl und das Härten. 4. Das Löten. Teil II: Arbeitsverfahren mit Handbetätigung. 1. Das Hauen und das Meißeln. 2. Das Feilen. 3. Die Gewinde und ihre Herstellung. 4. Herstellung lösbarer und starrer Verbindungen (Verlegen von Rohrleitungen, das Vernieten einzelner Teile, Verbindungen von Eisen mit Holz und mit Stein). Teil III: Mechanische Arbeitsverfahren. 1. Das Bohren und Ausreiben. 2. Das Hobeln und das Stoßen. 3. Das Drehen (Metalldrehen, Freihanddrehen am Metall, mechanisches Drehen). 4. Das Fräsen.

Dr. Loebe.

Leitfaden zum Berechnen und Entwerfen von Lüftungs- und Heizungsanlagen. Von H. Rietschel, unter Mitwirkung von K. Brabbée. 5. Auflage. Berlin 1913. Julius Springer.

Die von dem inzwischen verstorbenen Verfasser unter Mitwirkung seines Amtsnachfolgers Brabbée besorgte fünfte Auflage hat gegen die früheren weitere Verbesserungen erfahren, wobei namentlich die Ergebnisse umfangreicher Versuche über die Widerstände des Wassers in den einzelnen Teilen der Warmwasserheizungen zur Geltung kommen, und die Grundlagen der Lüftung einer Neubearbeitung unterzogen wurden.

Der erste Band des umfassenden Werkes, zu dem sich der „Leitfaden“ ausgewachsen hat, enthält auf rund 500 Seiten, wie für die Nichtkenner der vorhergehenden Auflage bemerkt sein mag, Beschreibung, Berechnung, Vergebung und Prüfung der Anlagen zur Lüftung, lokalen und zentralen Heizung jeder Art, mit einfachen Systemskizzen, während der zweite Band eine Tabellensammlung heiztechnischer Werte von rund 160 Seiten bringt, deren Gebrauch beim Entwerfen und genaueren Berechnen der Anlagen durch gesonderte große Kurventafeln noch anschaulicher gemacht und erleichtert wird. Alle im ersten Bande beschriebenen baulichen Einzelheiten und Darstellungen ganzer Anlagen sind ferner auf 33 Tafeln des zweiten Bandes bildlich vorgeführt.

Der Erfolg des Werkes, das in 20 Jahren eigentlich sieben Auflagen erlebte, da zwei frühere je zweimal gedruckt wurden, darf der ungemein großen Sorgfalt zugeschrieben werden, die der Verfasser namentlich allen Einzelheiten der Rechnung gewidmet hat, deren Unterlagen er selbst während seiner langen Lehrtätigkeit durch planmäßige Versuche von bis dahin unbekannter Dauer und Ausdehnung zu fördern berufen war. Wie eingehend alle Umstände und Nebenumstände erörtert werden, die auf die Wirkung der Teile von Einfluß sind, mag beispielsweise aus den Betrachtungen ersehen werden, die sich mit der Wärmeabgabe von Heizflächen, Bd. 1 S. 171 ff., beschäftigen, wo auch die rechnerisch nicht faßbaren Wirkungen der Form und des Zustandes der Oberflächen so erläutert werden, daß dem aufmerksamen Heiztechniker mancher Fingerzeig zum Erklären auffallender Erscheinungen an die Hand gegeben wird.

Neben der Sorgfalt in der ganzen Durcharbeitung tragen für den Wert des Werkes auch die vielen, ebenso sorgfältig durchgeführten praktischen Beispiele bei, die den Jünger unmittelbar in die Berufstätigkeit einführen und ihn gleich in Fühlung mit manchen wirtschaftlichen Anforderungen bringen. Die so entstandene glückliche Verbindung eines Handbuches und Lehrbuches werden dem bescheidentlich als „Leitfaden“ bezeichnenden Werke immer seine hervorragende Stellung in der Heiztechnik bewahren.

Das Lebenswerk des verblichenen verdienstvollen Verfassers wird voraussichtlich unter kundiger Hand in weiteren Auflagen den Fortschritten der Heiztechnik zu folgen suchen, und in dieser Voraussetzung mögen hier noch Wünsche geäußert werden, deren Berücksichtigung den Wert des Werkes erhöhen dürften. Die Mitteilungen über Brennstoffe und Verbrennung müßten nach der chemisch-physikalischen Seite hin vertieft werden und eine Behandlung erfahren etwa wie in der alten kleinen, aber heute noch lesenswerten Schrift „Feuerungsstudien“ von Meidinger (Karlsruhe 1878). Die bloße Angabe von Zusammensetzung und Luftbedarf der Brennstoffe, der Schütthöhe, Rostflächen usw. genügt heute nicht mehr. Der Leser muß belehrt werden, welche Umstände die großen Unterschiede in dem Verhalten der verschiedenen Brennstoffe bedingen, warum beispielsweise Koks in so großer Schütthöhe wirtschaftlich verbrannt werden kann, und wie seine Eigenschaften bestimmend für den eigentlichen Brennraum nicht nur, sondern auch für die Formgebung des wärmeaufnehmenden Körpers sein können.

Neben solchen und ähnlichen grundlegenden Erwägungen für die zweckmäßige Wahl und Behandlung der Brennstoffe erscheinen ferner eingehendere Mitteilungen über manche praktische Kleinigkeiten nützlich, die, wie Rohrverbindungen, Dichtungen usw., doch recht wichtig sind, die der Arbeiter in der Werkstatt lernt, die der Techniker als Anfänger aber meist nur oberflächlich kennt, und in denen er eine eingehende praktisch-kritische Unterweisung mit Dank annehmen würde, da sie ihm manche Verlegenheit beim Eintritt in die Berufstätigkeit ersparen könnte. Platz genug für solche Erweiterungen könnte in dem Werke unschwer geschaffen werden, wenn dafür manche bisher etwas breit behandelte Einrichtungen wie Luftbefeuchter, Saugköpfe usw. angemessen beschnitten würden.

Rotth.

Textabbildung Bd. 331

Das älteste und berühmteste technische Museum ist das Conservatoire des arts et métiers in Paris, das im Jahre 1795 gegründet wurde, indem es die Sammlungen des Mechanikers Vaucanson, die dieser im Jahre 1782 dem König Ludwig den Sechzehnten vermacht hatte, in sich aufnahm. Kleinere derartige Sammlungen hatte vorher auch schon die Akademie der Wissenschaften besessen; eine geschichtliche Studie über derartige Sammlungen enthalten die älteren Auflagen des Kataloges des Conservatoire. Mit der Zeit wurde dieses zu einer umfassenden Darstellung der geschichtlichen Entwicklung aller auf mechanisch- und chemisch-technischer Grundlage beruhenden französischen Industrie ausgestaltet. Zu Hilfe kam hierbei besonders der Umstand, daß der pädagogische Gesichtspunkt von Anfang an in den Vordergrund gestellt wurde und die Sammlungen als Hilfsmittel des Unterrichts dienten, derart, daß wichtige Lehrstühle mit dem Conservatoire verbunden waren. Dazu kam, daß diese Sammlungen in hervorragender Weise experimentellen Zwecken auf dem Gebiete der Mechanik, Physik, Chemie und des Maschinenwesens dienten. Beispielsweise ging die vorzügliche Arbeit über die mechanischtechnischen Eigenschaften der Hölzer von Chevandier und Wertheim aus diesen Versuchsanstalten hervor. Diese Ergänzung wurde dem Conservatoire indessen erst im Jahre 1902 zuteil. Bald wurde es zugleich zum Sitz einer Zentralanstalt für technisches Prüfungswesen. Mit Recht hat man das Conservatoire dem Louvre gegenübergestellt; wie jenes für die Kunst, ist dieses für die Technik ein „Nationaldenkmal des französischen Volksgeistes“ (Hofrat Wilhelm Exner

In der Einleitung seiner Monographie über das technische Museum für Industrie und Gewerbe in Wien, die bei der vorliegenden Arbeit zum Teil als Unterlage diente.

; für die Vermehrungen der Sammlungen sind jährlich 75000 Frs. ausgesetzt.

Eine weit spätere Schöpfung – auch das Brüsseler Musée de l'Industrie wurde schon 1826 gegründet – ist die als nächst berühmtestes technisches Museum in Betracht kommende „Maschinen- und Erfindungsabteilung“ des South Kensington-Museums in London, im Jahre 1884 gegründet und hervorgegangen aus mehreren Sammlungen, nämlich dem ein Jahr früher gegründeten Patentmuseum, dem Museum für Maschinentechnik, einer Sammlung, von verschiedenen Ausstellungen herrührend, und einer Stiftung der Firma James Watt & Co. of Soho, Birmingham, aus dem Besitz der Nachkommen des Erfinders der Dampfmaschine. Im Gegensatz zum Pariser Conservatoire des arts et métiers ist die technische Abteilung des South Kensington Museums auf die mechanische Technik und das Erfindungswesen beschränkt. Von den 53 Gruppen sind 12 der Geschichte der Dampfmaschine gewidmet. Die erste Klasse enthält viele hervorragende Beispiele der ersten Versuche, den Dampf für motorische Aufgaben nutzbar zu machen. Diese Abteilung beginnt mit den Zeichnungen jener Vorläufer der Maschine, die in den Lehrbüchern der Physik und Mechanik als interessante Apparate abgehandelt werden. Jene des Hero aus Alexandria (um 130 v. Chr.) wird als erste rotierende Dampfmaschine, jene des Salomon de Caus als direktwirkende Wasserhebemaschine (um das Jahr 1624) aufgefaßt. Diesen folgen Zeichnungen der Maschinen von Thomas Savary, Guillaume Amontons, Denis Papin, Newcomen, Leupold.

Die nach der englischen Quelle Leupold zugeschriebene Maschine ist wohl eine Papinsche Erfindung, die der erstere bloß mitgeteilt hat; das behauptet wenigstens Delaunay in seinem „Cours élémentaire“, dem hierin mehr Glauben beizumessen sein dürfte.

Den Erfindungen James Watts (1736 bis 1819), der die Dampfmaschine aus einer bloß zum Wasserheben geeigneten Bergwerkmaschine in einen universell verwendbaren Motor verwandelte und als erster den selbständigen Kondensator erfand, verdankt die heutige Großindustrie ihre wesentliche Grundlage. Die „James Watt-Collektion“ wurde „durch andere Erwerbungen vermehrt, so daß heute das Kensington-Museum nicht weniger als 40 Maschinen, Modelle und Zeichnungen besitzt, die die Leistungen Watts auf diesem einen Gebiete vorführen. Das sind wahre Reliquien, sie lassen Watt als einen Menschen von seltener Begabung und großer Energie erkennen. Und doch litt auch er unter Vorurteilen; so widerstrebte er, wie von einem Aberglauben befangen, der Anwendung hochgespannten Dampfes, die heute eminent vorherrscht. Diese Sammlungen von Wattschen Arbeiten verdienen gewiß „das Interesse der ganzen gebildeten Welt“.

Zwischen James Watt und George Stephenson stehen Richard Trevithick (Hochdruckdampfmaschine aus dem Jahre 1802, Lokomotive aus dem Jahre 1803), der Franzose Cugnot (Dampfwagen aus dem Jahre 1769), Watts Assistent Murdoch (Dampfwagenlokomotive aus dem Jahre 1784) und W. Hedley („Puffing Billy“ aus dem Jahre 1813).

George Stephenson konstruierte im Jahre 1825 die Lokomotive Nr. 1 für die Eisenbahn Stockton-Darlington, die erste in der Welt für Personentransport benutzte Lokomotive, die Verfasser im Jahre 1889 auf der Weltausstellung in Paris in der „Exposition rétrospective du travail“ sehen konnte.

Entscheidend für die Entwicklung der Lokomotive war die Erfindung des Röhrenkessels, der im Jahre 1827 von Marc Séguin in Lyon erstmals in Anwendung gebracht wurde. Ueber ihn weiß indessen das South Kensington-Museum nichts zu berichten. Möglich, daß Stephenson, dessen Rocket-Lokomotive bei dem Preisausschreiben der Liverpool-Manchester Eisenbahngesellschaft im Jahre 1829 obsiegte, selbständig auf die Idee des Röhrenkessels kam.

Aus der Marineabteilung des South Kensington-Museums ist besonders die vollständige Darstellung der Geschichte der Schiffsschraube zu erwähnen, aus der Textilabteilung die Entwicklung der maschinellen Baumwollspinnerei, die für die industrielle Entwicklung Englands ausschlaggebend wurde. Erfinder der Krempel-Spinnmaschine ist der Engländer Richard Arkwright (Cardingmaschine aus dem Jahre 1769). Auch dem für die Entwicklung der maschinellen Weberei bedeutsamen Jacquard ist im South Kensington-Museum ein Saal eingeräumt. Fernere Abteilungen sind der Elektrotechnik, der Papierindustrie, der Metall- und Holzbearbeitung gewidmet. Die weiteren Säle zeigen mit ihrem Sammelsurium untereinander gewürfelter technischer Neuerungen, daß die wissenschaftliche Methodik und Systematik auf dem Gebiete der technischen Erfindungen noch zu wünschen übrig läßt. Von Einzelheiten sei die Feuerspritze von R. Newshaw, patentiert 1721 bis 1725, Nasmyths Dampfhammer (Modell 1839), Modell der hydraulischen Presse von Bramah, die Original-Nähmaschine von Patrick Bell 1826 erwähnt.

An dritter Stelle darf unter den hervorragendsten technischen Museen der Welt das am 28. Juni 1903 unter dem Vorsitz des damaligen Prinzen Ludwig im Festsaal der königl. bayerischen Akademie der Wissenschaften in München gegründete „Museum von Meisterwerken der Naturwissenschaft und Technik“ genannt werden, später einfach als „Deutsches Museum“ bezeichnet. Die Gründung ebenso wie die Entwicklung erfolgte rasch und zugleich zielsicher. Am 1. Mai 1903 hatte Baurat Dr. Oskar Miller, Sohn des berühmten Erzgießers Miller, als Vorsitzender des bayerischen Bezirksvereins deutscher Ingenieure den Antrag gestellt, in München ein historisches Museum für die Errungenschaften deutscher Technik zu errichten, und legte seinen Plan am 5. Mai 1903 einer auserlesenen Gesellschaft vor, die sogleich ein vorbereitendes Komitee ernannte. Kommerzienrat G. Krauß spendete 100000 M, und der Prinzregent stellte das seitherige Gebäude des Bayerischen Nationalmuseums zur Verfügung; als Grundstock der Sammlungen diente die von Pettenkofer in der Bayerischen Akademie der Wissenschaften angelegte Vereinigung von Apparaten und Instrumenten aus dem Gebiet der angewandten Naturwissenschaften. Die Leitung des Museums wurde in die Hände des Antragstellers, Baurat von Millers, des Rektors der Technischen Hochschule Dr. Walther von Dyck und des Prof. Dr. Karl von Linde gelegt; ihnen trat zur Seite Wilhelm von Siemens, Röntgen, Rieppel, Diesel, Schröter u.a. Die weitere Entwicklung des deutschen Museums darf im wesentlichen als bekannt vorausgesetzt werden.

Neben dem deutschen Museum in München erwähnen wir die technologischen Sammlungen der technischen Hochschulen Deutschlands, besonders von Hannover und Dresden, das germanische Museum und bayerische Gewerbemuseum in Nürnberg, die Sammlungen der Großherzoglichen Badischen Gewerbehalle in Karlsruhe, das Kgl. Verkehrs- und Baumuseum in Berlin und besonders das Musterlager in Stuttgart. Letzteres ist der Initiative des Präsidenten der Zentralstelle für Gewerbe und Handel, Ferdinand von Steinbeis, zu danken, der im Jahre 1849 in Paris mustergültige Produkte zur Erweiterung der bereits bei der Zentrale bestehenden Gewerbemuster-Sammlungen kaufte – König Wilhelm von Württemberg genehmigte im Jahre 1850 die Errichtung eines Musterlagers als eines technischen Museums zum Zwecke der Gewerbeförderung.

Vgl. Ferdinand von Steinbeis. Sein Leben und Wirken 1807 bis 1893. Eine Gedenkschrift von Dr. Fr. Müller mit einem biographischen Begleitwort von Dr. R. Piloty, Tübingen. Verlag der Lauppschen Buchh., Tübingen. Vgl. ferner: Die Elemente der Gewerbeförderung nachgewiesen an der belgischen Industrie von Ferd. von Steinbeis 1853.

Auf den folgenden Ausstellungen, besonders in München 1854 und in Paris 1855 sorgte Steinbeis für Vermehrung der Sammlungen, in denen 1854 die erste Nähmaschine Platz fand. Nachdem die Aufstellung von Maschinen, Motoren, Arbeitsmaschinen usw. größere Räume erforderlich gemacht hatte, wurde die große Haupthalle des neuen Landes-Gewerbemuseums, die König-Karl-Halle hinzugenommen. Auf der zweiten Londoner Ausstellung 1862 wurde als erste Dampfmaschine eine Lokomobile von 2½ Pferdekräften angekauft, welche zugleich die Arbeitsmaschinen in Gang zu setzen hatte. Im Juli 1868 wurde die von dem Amerikaner Lamb erfundene Handstrickmaschine erworben. Gleichzeitig baute Robert Mayer unter der Beihilfe von Steinbeis' seinen kalorischen Kraftmesser auf Grund des von ihm entdeckten Gesetzes der Aequivalenz von Wärme und mechanischer Arbeit. Der betreffende Apparat wurde von R. von Mayer dem Stuttgarter Musterlager überwiesen und ging dann in den Besitz des deutschen Museums über. Im Jahre 1874 wurde der erste Deutzer Gasmotor erworben, im folgenden Jahre eine Pariser Gramme-Maschine, an der der Elektrotechniker Schuckert seine ersten magnetoelektrischen Beobachtungen machte. Auf Anregung Steinbeis' wurde dann dem Stuttgarter Musterlager nach dem Vorbilde des Brüsseler Musée de l'Industrie ein chemisches Untersuchungslaboratorium angegliedert.

Wir kommen nunmehr zu dem an vierter Stelle erwähnenswertesten „Technischen Museum für Industrie und Gewerbe in Wien“. Seine Vorstufen gehen bis auf das Jahr 1810 zurück, in dem der bei der neuorganisierten k. k. niederösterreichischen Fabrikinspektion als erster Kommissar bestellte Stephan Edler von Kees anfing, eine Mustersammlung gewerblicher, namentlich österreichischer Fabrikationszweige unter dem Namen eines „Technischen Kabinetts“ zustande zubringen.

Vgl. „Darstellung des Fabrik- und Gewerbewesens im österr. Kaiserstaat“, vorzüglich in technischer Beziehung, herausgegeben von St. Edler von Kees, Wien, bei Anton Strauß 1820. Erster Teil die Beschreibung der Rohmaterialien, zweiter Teil Beschreibung der Fabrikate. Mit einem vollständigen Grundriß der Technologie. Ferner: „Systematische Darstellung der neuesten Fortschritte in den Gewerben und Manufakturen und des gegenseitigen Bestandes derselben“ von St. Edler von Kees und W. C. W. Blumenbach, Wien, Carl Gerold, 1829/30.

Im Jahre 1815 wurde das k. k. Polytechnische Institut in Wien eröffnet und für die Lehrkanzel für Technologie Prof. Altmütter genommen, der die für die mechanische Technologie berühmte Werkzeugsammlung anlegte. Aus dem Polytechnischen Institut ging Karl Karmarsch hervor, der die mechanische Technologie zur Wissenschaft erhob und an die Polytechnische Hochschule in Hannover berufen wurde

Dr. Karl Karmarsch, Geschichte der Technologie seit der Mitte des 18. Jahrhunderts, München 1872.

, ähnlich wie der Professor der Mechanik und des Maschinenbaues Redtenbacher nach Karlsruhe ging.

Anläßlich der Wiener Weltausstellung des Jahres 1873 war Hofrat Wilhelm Exner betraut worden, eine sogenannte additionelle Ausstellung der Gewerbe und Erfindungen Oesterreichs zu organisieren, die er vergebens als Grundstock für ein technisches Museum beisammenzuhalten suchte. Ein zweibändiges Sammelwerk darüber ist bei Wilhelm Braumüller erschienen.

Beiträge zur Geschichte der Gewerbe und Erfindungen Oesterreichs von der Mitte des 18. Jahrhunderts bis zur Gegenwart. Herausgegeben von der Generaldirektion der Weltausstellung 1873 in Wien. Redigiert von Prof. Dr. Wilh. Franz Exner.

Auch das von dem Baron Schwarz-Senborn mit Gustav Leon und Franz Edler von Rosas angefangene „Athenäum“ scheiterte. Erst im Jahre 1890 wurde anläßlich der Jubiläumsfeier des 50-jährigen Bestandes des Niederösterreichischen Gewerbevereins auf Grund eines von dem Freiherrn von Banhans erstatteten Berichtes der Beschluß gefaßt, ein Museum für die Geschichte der österreichischen Arbeit ins Leben zu rufen und dem k. k. Technologischen Gewerbemuseum anzugliedern. Obwohl der Unterrichtsminister den Plan unterstützte, ergab die Subskription nur 35000 Gl., so daß sich der Niederösterreichische Gewerbeverein gezwungen sah, die seitherigen Sammlungen dem Technologischen Gewerbemuseum zu übertragen, bei dessen Verstaatlichung sie in Staatsbesitz übergingen. Nebenbei wurde aber der Plan eines Museums der österreichischen Staatsbahnen weiter verfolgt und das im Entstehen begriffene Museum der österreichischen Staatsbahnen erweiterte sich zu einem Oesterreichischen Eisenbahnmuseum, das im Kopfgebäude des Westbahnhofes untergebracht ist. Ferner wurde ein selbständiges Post- und Telegraphenmuseum in bescheidenem Maßstabe errichtet und im Arkadengebäude des Praters installiert. Endlich wurde auf Anregung des Ministerialrates Dr. Franz Migerka ein Gewerbehygienisches Museum, ebenfalls in kleinem Umfange, eingerichtet. Auf Veranlassung Prof. Dr. Exners beschloß eine an das Kuratorium des K. K. Technologischen Gewerbemuseums in Wien in der Sitzung vom 22. November 1905 gerichtete Eingabe, der Regierung die Vereinigung der vier bestehenden technischen Museen nahezulegen. Daraufhin wurde der Plan einer Kaiser-Jubiläumsausstellung Wien 1908 fallen gelassen und statt dessen auch regierungsseitig die Errichtung eines bleibenden Museums für Technik, Industrie und Gewerbe zum Gedächtnis des Regierungsjubiläums des Kaisers anempfohlen. Die Regierung stellte eine Million Kronen zur Verfügung und als das Kuratorium eine staatliche Subvention von zwei Millionen Kronen forderte, stellte sie die Gewährung einer staatlichen Subvention im Betrage von 30 v. H. des Gesamtaufwandes des Museums, in maximo 1500000 Kr. unter gewissen Bedingungen in Aussicht. Es wurde ein Komitee gebildet, dem unter andern Arthur Krupp, Paul Ritter von Schoeller, die Kommerzienräte Heinrich Vetter und August Dank, Sektionschef Dr. Wilhelm Exner, Generaldirektor Georg Günther und Prof. Karl Schlenk beitraten. Dieses konstituierte sich am 25. Juni 1907 und wählte Arthur Krupp zum Obmann. Der Gemeinderat sprach seine Geneigtheit aus, einen Teil der sogenannten „Spitzackergründe“ in Penzing als Baugrund für das Museum zu geben und eine Million Kronen als Beitrag der Stadt Wien zu den Baukosten zu bewilligen. Der genannte Bauplatz umfaßt 36000 m2, also etwa ebensoviel als die Kohleninsel in München.

Wie bereits ausgeführt, kann man bei elektrischen Lokomotiven mit Kurbel- und Gestängeantrieb die durch Lagerspiel oder Ungenauigkeiten des Triebwerkes hervorgerufenen Schwingungen des Motorankers durch den Einbau federnder Glieder in das Triebgestänge vermindern. Diese Anordnungen haben den Nachteil, daß sie die Masse der umlaufenden Teile erhöhen und den Ausgleich erschweren. Mit Rücksicht hierauf müssen die Federn im Gestänge so klein wie möglich gehalten werden, so daß infolgedessen ihr Arbeitsvermögen nicht genügt, den gewünschten Zweck vollkommen zu erreichen. Nach dem DRP Nr. 284486. können bei Fahrzeugen mit Blindwellen diese Nachteile vermieden werden, wenn die Federung aus dem Gestänge heraus an die Lager der Blindwellen gelegt wird, so daß die Blindwellen selbst gegen die das Lager tragenden Teile federn können.

Textabbildung Bd. 331, S. 40 Abb. 13.

Textabbildung Bd. 331, S. 40 Abb. 14.

In Abb. 13 und 14 ist eine solche Anordnung dargestellt. 1 ist der Fahrzeugmotor, 2 das zum Triebrad 3 führende Gestänge und 4 die Blindwelle, deren Lager durch die Federn 5 gegen den starren Rahmen 6 des Fahrzeuges abgefedert ist. Die besondere Ausführung eines abgefederten Blindwellenlagers zeigt Abb. 14. Getragen und senkrecht geführt wird das Blindwellenlager von dem Stahlgußstück 6, das an dem Lokomotivrahmen befestigt ist. Ein Keil 7, der mit Hilfe der Schrauben 8 bewegt werden kann, dient zum Nachstellen der Gleitlagerführung für die Blindwelle. Diese ist in den Lagerschalen 9 gelagert, die ihrerseits von den Blattfedern 5 getragen werden.

Textabbildung Bd. 331, S. 40 Abb. 15.

Bei elektrischen Lokomotiven mit einem hochliegenden Motor, der mittels Kurbeln und Stangen die Triebräder antreibt, ist es mit Rücksicht auf die Federung und die senkrechten Komponenten der Stangenkräfte erforderlich, in Höhe der Triebachsenkurbeln einen Hilfspunkt anzuordnen, von dem aus der Antrieb durch nahezu wagerechte Stangen erfolgt. In den meisten Fällen wird dieser Hilfspunkt als Kurbelzapfen von Blindwellen ausgebildet. Durch Verwendung einer Blindwelle wird aber der Rahmen geschwächt, da sie nach unten herausnehmbar angeordnet werden muß. Ferner bedingt die Blindwelle auch einen bestimmten Platz zwischen den Triebrädern, so daß der Radstand dadurch vergrößert wird. Nach dem DRP Nr. 286641, Siemens-Schuckert, Berlin, wird eine neue Anordnung dadurch erhalten, daß bei seitlich angeordnetem Motor die Blindwelle vom Motor aus jenseits der durch den Hilfspunkt gelegten senkrechten Ebene angeordnet wird, und daß der Hilfspunkt mit der Motorkurbel durch die nach der einen Seite schräge Triebstange und mit der Blindwellenkurbel durch eine zweite, nach der anderen Seite schräge Stange verbunden ist. Der Antrieb der Triebradkurbeln geschieht von dem Hilfspunkte aus in der üblichen Weise durch wagerechte Stangen. In Abb. 15 ist a der Motor mit der Achse b, c die Blindwelle, und d bis g sind die Triebachsen. Von der Motorkurbel führt die Triebstange h zu dem Hilfspunkte i und zu diesem gleichzeitig die von der Kurbel der Blindwelle c kommende Stange k. Andererseits führen von dem Hilfspunkte i die Stangen m und n zu den Kurbeln der zunächst gelegenen Triebachsen e und f, und von diesen wiederum die Stangen o und p zu den Kurbeln der Triebachsen d und g. Der Punkt i bewegt sich zwangläufig auf einem Kreise von einem Halbmesser, dessen Länge gleich der der Kurbeln der Motorwelle und Blindwelle ist.

Textabbildung Bd. 331, S. 41 Abb. 16.

Textabbildung Bd. 331, S. 41 Abb. 17.

Bei dem im Vorhergehenden beschriebenen Antriebe für elektrische Lokomotiven bedarf der Hilfspunkt beim Befahren von Kurven mit Rücksicht auf die auftretenden Fliehkräfte einer besonderen Führung. Nach dem DRP Nr. 287904, Siemens-Schuckertwerke, Berlin, wird diese Führung dadurch erhalten, daß der Drehpunkt derjenigen Hilfskurbel, deren Zapfen den Hilfspunkt in der Stangenebene führt, gegenüber dem Fahrzeugrahmen verschiebbar gelagert ist. In Abb. 16 und 17 ist eine solche Führung des Hilfspunktes dargestellt. Die Kurbel g sitzt dabei drehbar auf dem Zapfen s, und dieser wiederum fest auf dem Schlitten t, der sich in der Führung u in senkrechter Richtung verschieben kann. Infolge der besonderen Lagerung der Kurbel g kann der Zapfen s innerhalb der Stangenebene beliebige Lagen einnehmen, Andererseits verhindert die Kurbel g eine Bewegung des Hilfspunktes aus der Stangenebene heraus. Die Kurbel g führt im Gegensatz zu den Motor- und Triebradkurbeln keine drehende, sondern nur eine schwingende Bewegung aus.

Um bei elektrisch mit Zahnradübersetzung angetriebenen Fahrzeugen die ungefederten Massen möglichst zu vermindern, hat man bereits den Fahrzeugrahmen mit dem Motorgehäuse starr verbunden. Am Motorgehäuse ist dann auf der Ankerachse das kleine Zahnrad gelagert, ferner trägt sie eine die Triebachse mit Spiel umgebende Hohlwelle mit einem Armkranze, der das Triebrad mit Spiel durchsetzt, und an dem das große Zahnrad befestigt ist. Die Zahnräder liegen außerhalb der Triebräder. Zwischen den das große Zahnrad tragenden Armkranz und die Arme des Triebrades sind dann Kupplungsglieder geschaltet, welche die für die Federung erforderlichen gegenseitigen Bewegungen nicht verhindern. Diese Anordnung hat jedoch den Nachteil, daß die zwischen das kleine und das große Zahnrad geschalteten Teile im Betriebe Formänderungen erleiden, und daß hierdurch die gegenseitige Lage der Zahnräder geändert und infolgedessen kein ruhiges Arbeiten der Zahnräder erzielt werden kann.

Nach dem DRP Nr. 287719, Siemens-Schuckert, Berlin, wird eine starre Lagerung der Zahnräder und dementsprechend ein ruhiges Arbeiten dadurch erhalten, daß die beiden Zahnräder nebeneinander im Fahrzeugrahmen gelagert sind. In Abb. 18 und 19 ist eine Anordnung dargestellt, bei der der Motor sowie die Motorachse mit dem kleinen Zahnrad und das große Zahnrad gemeinsam in einem geschlossenen Gußrahmen gelagert sind. Dabei ist a der Gußrahmen, c die Motorachse, d das kleine und e das große Zahnrad. Das letztere ist dem Laufrade f gegenüber gelagert, und zwischen beiden ist eine Kupplung beliebiger Bauart angebracht, die nur der Bedingung genügen muß, daß sie die Abfederung des Rahmens nicht verhindert. Die Kupplung ist in Abb. 19 nicht besonders angegeben. Der Rahmen a stützt sich auf Blattfederbündel, die mit Hilfe normaler Achsbuchsen an der Triebachse i aufgehängt sind.

Textabbildung Bd. 331, S. 41 Abb. 18.

Textabbildung Bd. 331, S. 41 Abb. 19.

Um den Stößen zu begegnen, die auf die Radsätze von Fahrzeugen, besonders bei elektrischen Bahnen, ausgeübt werden, hat man zwischen Radsatz und Antriebsorganen eine Hohlwelle geschaltet, die gegen den Radsatz abgefedert ist. Nach dem DRP Nr. 287076, Siemens-Schuckert, Berlin, besteht die Federung darin, daß zwei Gruppen von federnden Stäben zwischen der Hohlwelle und der Radwelle angeordnet sind. Die Stäbe jeder Gruppe sind mit dem einen Ende in je eine Radnabe gesteckt und tragen auf dem anderen Ende das dieser Radnabe entgegengesetzte Ende der Hohlwelle. In Abb. 20 und 21 bedeuten r und s die Räder, die auf der Welle w befestigt sind. h ist die Hohlwelle, die auf beiden Enden die Zahnräder z trägt. Zwischen der Hohlwelle h und der Radwelle w sind zwei Gruppen von federnden Stäben a und b angeordnet. Die Stäbe a der einen Gruppe tragen auf ihren Enden e das eine Ende o der Hohlwelle. Mit ihren Enden k sind sie in der Nabe m des dem Ende o der Hohlwelle entgegengesetzten Rades r befestigt. Die Stäbe b des zweiten Satzes tragen auf ihren Enden i das Ende u der Hohlwelle und sind mit ihren Enden c in der Nabe n des zweiten Rades s befestigt. Die Enden e oder i der Stäbe sind zweckmäßig mit der Hohlwelle fest verbunden, um diese zu verhindern, sich willkürlich zu verschieben. In achsialer Richtung zwischen den beiden Rädern nehmen die federnden Stäbe keinen Platz weg, und in radialer Richtung ist der Verbrauch von Platz gering, da die Radwelle mit Rücksicht darauf, daß sie kein Drehmoment zu übertragen hat, im Durchmesser geschwächt werden kann. Die Hohlwelle kann an einem ihrer Enden ein Zahnrad, oder, wie gezeichnet, an beiden Enden je ein Zahnrad tragen, die von einem Motor zwischen den beiden Zahnrädern angetrieben werden. Sie kann aber auch unmittelbar als Ankerwelle für einen Antriebsmotor dienen.

Textabbildung Bd. 331, S. 42 Abb. 20.

Textabbildung Bd. 331, S. 42 Abb. 21.

Textabbildung Bd. 331, S. 42 Abb. 22.

Für elektrisch angetriebene Schnellbahnlokomotiven und für Triebwagen scheint der Schneckenantrieb besondere Vorteile zu besitzen, weil er gegenüber den bekannten Kraftübertragungsvorrichtungen spielfrei, durchgehend zentral, symmetrisch und an jeder Achse angeordnet werden kann. Es genügt ein einziger im gefederten Wagenrahmen aufgestellter Motor. Der schlingernde Gang der Lokomotive, hervorgerufen durch nicht vollständig ausgeglichene hin- und hergehende Massen, kann hier vollständig vermieden werden, was bei der Kraftübertragung auf Triebachsen unmittelbar, oder durch Zahnräder, Blindwellen und Kurbelgestänge nicht möglich ist. Die von dem Motor nach den einzelnen Schnecken laufende Antriebswelle muß gelenkig und ausziehbar gestaltet werden, um die Lokomotive kurvenbeweglich zu machen. Abb. 22, 23 und 24 zeigen nach dem DRP Nr. 284860, Schiemann in Wurzen und Fritz in Magdeburg, einen neuartigen Schneckenantrieb für Lokomotiven. Hier greifen die zwischen den einzelnen Schnecken vorgesehenen Kuppelstangen in einer zentralen Bohrung der Schnecke selbst an, in der die Kupplungsenden der Zwischenwellen längsverschiebbar, aber unverdrehbar gelagert sind. Eine gut einstellbare Lagerung der Antriebswellen in den Schnecken wird dadurch erreicht, daß man die zentrale Bohrung der Schnecken im Querschnitt viereckig gestaltet und die Kupplungsenden der Zwischenwellen gleichfalls als viereckige Köpfe ausbildet, deren einander gegenüberliegende Seitenflächen als Zylinderflächen ausgebildet sind. Eine derartige Kuppelstange kann sich nicht nur ohne weiteres in der Längsrichtung verschieben, sondern auch in jeder Winkelstellung einstellen, ohne daß die Uebertragung der Drehkraft irgendwie behindert oder schädlich beeinflußt wird. Die Schnecken selbst können lose drehbar in einem auf die Radachse drehbar aufgesetzten, das Schneckenrad umschließenden Gehäuse gelagert werden. Nach Abb. 22 bzw. 23 sitzt der Motor M auf dem Rahmen zwischen den Vorder- und Hinterradachsen und ist durch universal schwenkbare Wellen W mit den Schnecken S verbunden. Aehnliche Wellen sind auch zwischen den einzelnen Schnecken vorgesehen. Die Kupplungsköpfe K der Wellen haben viereckigen Querschnitt und können sich in der Schnecke verstellen, auch Längsverschiebungen sind zulässig. Das durch den Antrieb bedingte achsiale Drehmoment des Schneckenlagergehäuses muß infolge der Federung zwischen Achse und Rahmen durch einen senkrechten Führungszapfen Z, der in einem Gleitschlitz im Rahmen R gehalten wird, aufgenommen werden. Dieser Schlitz kann den Bewegungen des Oberkastens bzw. Rahmens einerseits und den senkrechten und seitlichen Pendelbewegungen der Achse andererseits nachgiebig folgen. Unter dem Zapfen Z (Abb. 23) ist die Schnecke S im Gehäuse gelagert. In ihr ist die Bohrung D angeordnet, durch welche das Schmieröl aus dem Behälter O zum Schneckenrad und zum Achslager fließt.

Textabbildung Bd. 331, S. 42 Abb. 23.

Textabbildung Bd. 331, S. 42 Abb. 24.

3. Die gewebten Riemen.

Material der gewebten Riemen ist Baumwolle oder Kamelhaar, das allerdings häufig mit Wolle anderer Herkunft gemischt wird. Die gesponnenen Fäden werden zu mehreren miteinander verzwirnt, und diese Zwirne werden dann auf dem Maschinenwebstuhl zu Riemen verwebt.

Textabbildung Bd. 331, S. 43 Abb. 7.Gebräuchliche Bindung gewebter Riemen

Längsdurchschnitte durch das am häufigsten vorkommende Gewebe von Riemen mittlerer Breite und Stärke zeigen die schematischen Abb. 7. Meistens werden beim Weben je zwei nebeneinander liegende Kettenfäden gleichzeitig angehoben und gesenkt, so daß die in den Abb. 7b und c einfach gezeichneten Fäden tatsächlich doppelt hintereinander liegen. Um den Riemen gut zusammenzuhalten, ist dann ein Zusammenfassen aller in derselben Ebene übereinander gelegener Schußfäden nötig, was nach den Abb. 7a und d durch nur einfach vorhandene Kettenfäden erfolgt, die von einem zweiten Kettenbaum des Webstuhles abrollen. Für die Uebertragung der auf den Riemen wirkenden Zugkräfte kommen naturgemäß nur die flach gewellten Fäden der Abb. 7b und c in Betracht.

Textabbildung Bd. 331, S. 43 Abb. 8.Bindung starker gewebter Riemen

Schwächere Riemen zeigen nur drei und bisweilen auch nur zwei Schußfäden übereinander, die immer wesentlich stärker sind als die Kettenfäden; dicke Riemen haben entsprechend mehr Schußfäden in einer Querreihe. Bei den ganz starken Riemen über 10 bis 12 mm Stärke ist die Bindung gewöhnlich die in den Abb. 8a bis 8d dargestellte. Es sind auch wieder je zwei Kettenfäden zuerst nach Skizze Abb. 8b von den Schußfäden durchzogen, dann umgekehrt nach Skizze Abb. 8c; die Zusammenfassung geschieht nun aber nach den Abb. 8a und 8d. Die Folge ist, daß hier auch diese Querbindefäden zum guten Teil an der Uebertragung der Zugkraft mitwirken. Nach Versuchen des Verfassers übernimmt jeder der stark gewellten Kettenfäden halb so viel Kraft wie jeder der anderen flach gewellten von gleicher Stärke.

Die fertigen Riemen werden durch Walzen etwas vorgespannt und gleichzeitig zusammengepreßt, und zwar die dünneren recht erheblich, während die dickeren nur leicht gedrückt werden, damit die Biegungsspannung auf der Riemenscheibe nicht zu groß wird. Zum Schluß wird das Gewebe noch imprägniert, d.h. die Baumwollriemen werden mit Leinöl gründlich durchtränkt, auf die Kamelhaarriemen wird eine gewöhnlich rot oder dunkelbraun gefärbte Leimlösung äußerlich aufgetragen. Manchmal werden die Kanten der letzteren durch Auftragen einer dickeren Leimschicht noch besonders gehärtet.

Textabbildung Bd. 331, S. 43 Abb. 9.Schwacher Baumwollriemen

Ein typisches Abbild der Ergebnisse eines Zug- und Dehnungsversuchs von langer Dauer an einem Baumwollriemen gibt Abb. 9 wieder. Als Abszissen sind die Dehnungen in v. H. und als Ordinaten die Spannungen in kg/cm2 aufgetragen. Die oberste Linie verbindet die Augenblickswerte der Spannungen, die zweite die nach drei Minuten beobachteten, die dritte Linie die nach vier Stunden festgestellten und die unterste die nach sechs Jahren bei der betreffenden Dehnung noch herrschenden Spannungen oder umgekehrt die Spannungen, die nach sechsjähriger gleichbleibender Beanspruchung die zugehörigen Dehnungen hervorgerufen. Es ergab sich durchweg, daß bei gewebten Riemen der Spannungsabfall mit der Zeit wesentlich größer ist als bei Lederriemen. Man kann den Zusammenhang zwischen Zeiten und Spannungen bei gleichbleibender Dehnung durch eine Hyperbel darstellen, deren Ordinaten (Spannungen) in einer arithmetischen Reihe fallen, während die Abszissen (Zeiten) in einer geometrischen Reihe mit dem Exponenten 1,8 zunehmen. Gleichen Spannungsabfall erreicht man in den Zeiten zwischen

3 Minuten, 4 Stunden, 18 Tagen, 6 Jahren.

Textabbildung Bd. 331, S. 44 Abb. 10.Starker Baumwollriemen

Aus der Abb. 9 ist zu ersehen, daß sich die Belastungskurve bei kurzen Zeiten aus zwei geradlinigen Stücken zusammensetzt. Im ersten Teil findet die Dehnung statt, ohne daß sich das Gewebe irgendwie lockert; bei etwa 7½ v. H. Dehnung fängt eine gewisse Lockerung an, die sich bald durch schmale Querspalte äußerlich kenntlich macht, wobei die in Abb. 7b schräg liegenden Teile der Kette sich flacher strecken. Für die sechsjährige Beanspruchungsdauer besteht der erste Teil des Linienzuges aus einer einzigen Geraden; wo sich an die gerade Strecke der gekrümmte Teil ansetzt, liegt die Streckgrenze des Baumwollfadens, die bei der Verwendung in der Praxis nicht überschritten werden darf. Sie wird nach einer Dehnung von 12 bis 15 v. H. erreicht, wenn der Riemen nicht erheblich vorgestreckt ist, bei gut vorgestreckten Riemen liegt die Grenze bei 8 bis 10 v. H. Dehnung.

Die sechs Jahre hindurch zulässige Beanspruchung beträgt bei diesen besonders dichten Riemen [γ = 1,16 g/cm3] aus Baumwolle bester Qualität 49 at, bei weniger dichten Riemen [γ = 1,06 g/cm3] aus ungefähr gleichem Material 36 bis 37 at; bei Baumwolle der meist gebräuchlichen Qualität und mittlerer Dichtigkeit des Gewebes [γ = 1,07 – 1,10 g/cm3] erhielt Verfasser σS = 32 – 33 at. Man bemerkt, daß die Festigkeit der Riemen in einem gewissen Grade von der inneren Reibung der Fäden aneinander beeinflußt wird. Im allgemeinen pflegt sich die Fabrikation durch Wahl des Materials, der Riemenstärke und der Teilung, in der sich die gleichliegenden Fäden nach Abb. 7 wiederholen, – 2,5 bis 3,3 mm – so einzurichten, daß bei der Streckgrenze nach dreiminutlicher Beanspruchung die Festigkeit 180 kg/cm2 gemessen wird. Die Dehnungsziffer beträgt im Mittel in der Nähe der Streckgrenze etwa 1 : 12000, sie schwankt zwischen 1 : 10000 bis 1 : 14000 cm2/kg.

Die Abb. 10 zeigt die gleichen Belastungskurven eines 13 mm starken, lose gewebten Riemens (γ = 0,96 g/cm3 trotz eines dünnen Kupferdrahtes im Schußgarn), dessen Längsschnitte die Abb. 8 wiedergab. Wie man sofort erkennt, war der Riemen nicht vorgedehnt. Erst bei einer Dehnung von etwa 10 v. H. gehen die Kurven in gerade Linien über; nach 20 v. H. Gesamtdehnung (σS = 32 at bei sechsjähriger Beanspruchung) ist die Unstetigkeitsstelle erreicht, bei der das Gewebe stark auseinandergeht, jedoch steigt die Spannung noch bis zu der Gesamtdehnung 28 v. H. (σS = 44 at bei sechsjähriger Beanspruchung), der Riß erfolgt erst bei 33 v. H. Dehnung. Vor dem ersten Unstetigkeitspunkt hat die Dehnungsziffer den Wert 1 : 5150 cm2/kg.

Die einzelnen Baumwollfäden, aus denen sich die Zwirngarne zusammensetzen, haben bei den mittleren und geringen Riemenstärken in der Kette meist 0,1 mm Stärke. Aus den obigen Feststellungen ergibt sich dann, daß ein solcher mit Leinöl getränkter Baumwollfaden an der Streckgrenze eine Zugkraft von 46 g aufzunehmen vermag und bei besonders guter Qualität der verwendeten Baumwolle sogar 57 g.

Belastungskurven eines Kamelhaarriemens gibt die Abb. 11 wieder, es gelten dafür alle Bemerkungen zu der Abb. 9. Die Kurven setzen sich, bis die Streckgrenze erreicht wird, aus drei geradlinigen Stücken zusammen. Bei einer Dehnung von im Mittel 6,5 v. H. fängt das Gewebe an sich zu lockern; die Streckgrenze wird je nach der Größe der Vorstreckung des Riemens bei im Mittel 17,5 oder 33 v. H. Dehnung erreicht.

Textabbildung Bd. 331, S. 44 Abb. 11.Kamelhaarriemen

Die sechs Jahre hindurch zulässige Anspannung des Riemens schwankt naturgemäß je nach der Qualität des den Zug übertragenden Kamelhaargarnes und der Dichtigkeit des Gewebes zwischen 22 bis 50 kg/cm2; ein häufiger Mittelwert ist 37 kg/cm2. Die Teilung, in der sich auf der Riemenbreite dieselben Fäden wiederholen, wechselt zwischen 2,85 und 3,3 mm. Die kleinere Teilung findet sich meist bei den geringeren Qualitäten, die größere bei den besseren, so daß als Festigkeitswert an der Streckgrenze bei dreiminutlicher Beanspruchung vielfach 150 kg/cm2 gefunden wird, oft steigt dieser Wert allerdings auch auf 180 kg/cm2.

Die Dehnungsziffer unterliegt ziemlich bedeutenden Schwankungen. Sie beträgt auf dem ersten Teil der Belastungskurve vor Eintritt der Gewebelockerung im Mittel 1 : 3000 cm2/kg, dahinter liegt sie zwischen 1 : 2500 bis 1 : 6000 cm2/kg.

Bei gleichbleibender Beanspruchung wird die Streckgrenze des Kamelhaarfadens von 0,2 mm Stärke in sechs Jahren erreicht unter der Belastung

66 g bei der Marke Prima lose gesponnen, 84 „ „ „ „ Prima fest gesponnen, 104 „ „ „ „ Extraprima fest gesponnen, 164 „ „ „ „ „Monopol„ fest gesponnen.

Allerdings ist zu bemerken, daß die Bezeichnungen, für die keine einheitliche Norm festgesetzt ist, etwas durcheinander gehen, so daß die genannten Zahlen für die Marke Prima auch schon Qualitätsunterschiede enthalten. Was einige Firmen schon als „Extraprima“ kennzeichnen, ist bei anderen erst „Prima“. Die beste Qualität hat überall irgend einen Phantasienamen wie den oben aufgeführten.

4. Die Tuchriemen.

Das Grundmaterial der Tuchriemen ist ein ziemlich dichtes einfaches Baumwollgewebe von im Mittel 1,0 bis 1,1 mm Stärke, dessen Kette durchweg aus kräftigeren Faden besteht als der Schuß. Der Riemen wird aus einer oder mehreren Tuchbahnen durch Zusammenschlagen in mehrere übereinander gelegte Lagen gebildet.

Bei den genähten, meist rot imprägnierten Tuchriemen werden die Lagen durch kräftige Nähfäden, die mit der Maschine in 7 bis 10 mm langen Stichen der Länge nach 6 bis 10 mm voneinander entfernt durch den Riemen genäht werden, verbunden. Um das gute Zusammenlegen zu erleichtern und besonders um die Baumwolle elastisch zu erhalten, wurde das Tuch schon vorher mit Leinöl imprägniert. Der fertige Riemen wird, um die Oberfläche zu glätten, stark gewalzt, aber dabei infolge der Vernähung fast garnicht gestreckt. Zuletzt erhält er einen dichten Ueberzug eines mit Leinöl angemachten roten Farbstoffes, dessen Hauptzweck ist, die Poren, so weit zu schließen, daß das Riemeninnere nicht durch langsames Austrocknen des Leinöles spröde wird.

Eine Zusammenstellung der Ergebnisse eines Dehnungsversuchs ist in Abb. 12 wiedergegeben. Die Streckgrenze wurde im Mittel bei einer Dehnung von 17,5 v. H. erreicht. Man entnimmt der Abbildung, daß die Spannungsabnahme bei gleichbleibender Dehnung nicht dem für die anderen Materialien gültigen Gesetz folgt, sondern mit wachsender Zeit langsamer vor sich geht. Die bei einer bestimmten Dehnung aufgenommenen Spannungskurven haben ebenfalls Hyperbelform, es gilt aber für sie der Zusammenhang

(σ – a) • (t + b)x = C,

worin sich die Zahlenwerte a, b, x, C für jedes Intervall ändern. Der Betrag b ist jedenfalls stets so klein, daß er von der siebenten oder achten Minute an außer Acht gelassen werden kann.

Diese Abweichung von dem normalen Verhalten der anderen Riemenarten rührt anscheinend von der Vernähung her, die gewisse Ungleichmäßigkeiten in die Spannungsverteilung hineinbringt, denn wenn etwa bei der Herstellung die Nähfäden zu stark gespannt wurden und deshalb zum guten Teil reißen, ehe die Streckgrenze der Fäden des Tuches erreicht ist, so nähert sich das Verhalten wieder sehr dem der ungenähten Balatariemen.

Textabbildung Bd. 331, S. 45 Abb. 12.Genähter Tuchriemen

In den Tuchen werden die Kettengarne durch die Schußgarne viel fester gehalten als bei den gewebten Riemen, so daß sich die einzelnen Baumwollfasern nicht so leicht gegeneinander bewegen und verschieben können. Die Folge davon ist eine erheblich größere Festigkeit des fertigen Riemens. Während der 0,1 mm starke geölte Faden der gebräuchlichen Qualität in den gewebten Riemen an der Streckgrenze bei dreiminutlicher Anstrengung im Mittel 265 g trägt und nach sechsjähriger Beanspruchung 48 g, sind hier die entsprechenden Zahlen 305 und 145 g. Im gebrauchsfertigen Riemen ist die Spannung an der Streckgrenze bei dreiminutlicher Dauer der Beanspruchung im Mittel 185 at und bei sechsjähriger noch 80 at. Die Dehnungsziffer beträgt bei Dehnungen von 10 bis 17 v. H. im Mittel 1 : 8500 cm2/kg.

Bei den Balatariemen werden die Tuchlagen durch eine Balataschicht miteinander verklebt, außerdem haben sie auf der nicht auf der Scheibe laufenden Außenseite noch eine Balatadeckschicht.

Die zeichnerische Auftragung der Ergebnisse eines Zugversuches zeigt Abb. 13. Da hier die Tuchlagen durch ein elastisches Klebmittel verbunden sind, so trifft für den Spannungsabfall bei gegebener Dehnung das Reihengesetz mit guter Annäherung wieder zu. Die Spannung sinkt in arithmetischer Reihe, während die Zeiten in einer geometrischen mit dem Exponenten 1,8 zunehmen.

Textabbildung Bd. 331, S. 46 Abb. 13.Balatariemen

Auffällig ist, daß die Spannungslinien gleicher Zeitdauer der Beanspruchung einen ausgeprägten Knick bei 14 bis 16 v. H. Dehnung zeigen, allerdings nur bei der Marke „Extraprima“, während bei der Marke „Prima“ dieser Knick nicht erscheint. Die Streckgrenze wird bei wenig vorgestrecktem Material bei 19 bis 23 v. H. Dehnung erreicht, der Bruch bei 21 bis 25 v. H. An der Streckgrenze beträgt die Spannung nach sechsjähriger Beanspruchung im Mittel 170 g für einen Faden von 0,1 mm Stärke bester Qualität; bei der geringeren Qualität ist die Festigkeit nur zwei Drittel davon, bei der mittleren das 0,8-fache. Bei der guten Qualität kann als zulässige Beanspruchung des fertigen Riemens bei sechsjähriger Dauer der Anstrengung im Mittel 160 at angesehen werden.

Die Dehnungsziffer liegt bei stärkeren Dehnungen zwischen 1 : 9000 bis 1 : 12000 cm2/kg. In der Nähe der Streckgrenze gilt durchweg der letztere Wert.

5. Die geflochtenen Riemen.

Geflochtene Riemen werden unter dem Namen Epatariemen von der Mannheimer Seilfabrik A.-Q. in den Handel gebracht. Das Material derselben ist fast ausschließlich Baumwolle. Der Zug wird nahezu allein aufgenommen von starken Innenschnüren, die parallel ausgespannt sind und z.B. bei 7 mm Riemenstärke aus je 36 nur ganz lose miteinander verdrehten Fäden von im Mittel 0,6 mm Stärke bestehen. Je acht Bindeschnüre, die ebenfalls ziemlich lose gezwirnt sind, sind mit der Maschine um die Kettenschnüre so herumgeflochten, daß eine gute Querbindung entsteht und die Zugschnüre wie in einem Futteral stecken, das allein den Verschleiß auf den Riemenscheiben auszuhalten hat. Die Seitenkanten des Riemens bestehen aus je acht dünneren, dichten Kantengarnen.

Textabbildung Bd. 331, S. 46 Abb. 14.Epatariemen

Nach dem Verflechten werden die Riemen zwischen Walzen stark gepreßt und gut vorgespannt. Hieraus ergibt sich als eine Haupteigentümlichkeit, daß sie eine sehr geringe Dehnung besitzen, die zwischen 4 bis 10 v. H. schwankt. Die Ergebnisse einer langzeitigen Zugprobe gibt Abb. 14 wieder. Der Spannungsabfall bei gegebener Dehnung läßt sich, abgesehen von einigen Abweichungen in den ersten beiden Stunden, sehr gut durch eine von der dritten Minute beginnende arithmetische Reihe darstellen, wenn die Zeiten eine geometrische Reihe mit dem Exponenten 2 bilden.

Tabelle 3.

Material MittleresEinheits-gewichtg/cm2 Streckgrenze je nach Qualitätkg/cm2 Dehnungsziffercm2/kg Leder Kuhhaut Rücken Lende Flanke Eichenlohe-GrubengerbungGewöhnliche lohgare GrubengerbungModerne GerbungHydrodynamische Gerbung 0,85–0,950,95–0,99        1,040,90 125  85  80245 115  70  65210 155  90  85245 1 : 2500 Kernleder1 : 5000 „Prima“1 : 3500 Doppelriemen Chromgerbung 0,80 115 130 175 1 : 2500–1 : 3000 „Prima“ Gewebte Riemen I II III Baumwolle dünn fest                            lose 1,161,07   49  36 –  32 1 : 10000–1 : 14000         „         stark 0,96   –   44 1 : 5150 Kamelhaar 1,05   50   37   22 1 : 2500–1 : 6000 Tuchriemen Genähte Riemen 1,10   –   80 – 1 : 8500 Balatariemen 0,92 160 130 105 1 : 9000–1 : 15000 Geflochtene Riemen Epata 1,00 130 100   80 1 : 15000–1 : 25000

Da die den Zug aufnehmenden Schnüre nur ganz lose verdreht sind, um die Biegungsbeanspruchung der Fäden beim Uebergang über die Riemenscheibe so klein wie möglich zu halten, so tritt hier das umgekehrte ein, wie oben bei den Tuchriemen erwähnt wurde. Die einzelnen Baumwollfasern der Fäden können sich verhältnismäßig leicht gegeneinander verschieben, und die scheinbare Festigkeit des Materials sinkt entsprechend. Je nach der Qualität der Baumwolle ist unter Annahme einer sechsjährigen Beanspruchung einzusetzen für einen Faden von 0,1 mm Stärke 29 bis 39 bis 49 g Zugkraft, also für den 0,6 mm starken das 36-fache. Ueberschlägig kann man die Kantenschnüre auf jeder Seite als je eine Zugschnur von etwa gleicher Tragfähigkeit rechnen wie die inneren Schnüre und erhält so leicht die zulässige Anstrengung eines gegebenen Riemens. Werden die obigen Verhältniszahlen innegehalten, so beträgt σ ~ 130 – 110 – 80 at je nach der Qualität der verwendeten Baumwolle.

Die Dehnungsziffer der Epatariemen ist eine sehr kleine, sie beträgt im Mittel etwa 1 : 15000 cm2/kg während der ersten Belastungsstufen und geht in der Nähe der Streckgrenze herunter bis auf 1 : 25000 cm2/kg.

6. Zusammenfassung.

Die wichtigsten Angaben sind nochmals in der Tab. 3 zusammengestellt. Bemerkt sei dazu, daß die Einheitsgewichte von Leder nicht unwesentlich von der Fettung abhängen; die ersten Zahlen gelten für wenig gefettetes, die zweiten für stark gefettetes Leder. Die Angaben „Rücken, Lende, Flanke“ bei Leder sind naturgemäß keine Qualitätsbezeichnungen wie die I, II, III bei den anderen Materialien.

Ein schneller Linienschiffskreuzer. Die Meldung des Army and Navy Journal vom 9. Oktober 1915, daß die amerikanische Marine den Bau schneller Schlachtkreuzer ins Auge gefaßt habe und bereits Pläne eines 35 Knoten-Kreuzers ausbarbeiten lasse, verdient in mehrfacher Hinsicht Interesse. Vor allem würde die Bestätigung dieser Meldung einen ausgesprochenen Wendepunkt bedeuten in der Baupolitik der Vereinigten Staaten, die längere Zeit hindurch dem Bau von Kreuzern keine Beachtung geschenkt haben. Seitdem vor etwa 10 Jahren die letzten amerikanischen Panzerkreuzer in Bau gegeben wurden, hat das Marine-Departement, unter Verzicht auf die konstruktive Weiterbildung dieses Schifftstyps es grundsätzlich abgelehnt, den Schritt vom Panzerkreuzer zum schnellen Schlachtkreuzer, mit dem größere Kriegsmarinen wie die Deutschlands, Englands und neuerdings auch Japans erfolgreich vorgegangen waren, mitzumachen, Selbst der Bau kleiner Kreuzer trat gegenüber dem Hauptziel, der Schaffung einer Flotte leistungsfähiger Linienschiffe, völlig zurück. Teilweise mag für diese Stellungnahme die lange ungelöst gebliebene Frage nach dem geeignetsten Maschinentyp, die bei der maschinenbaulichen Entwicklung amerikanischer Kiegsschiffanlagen in einer ausgesprochenen Unstetigkeit zutage trat, mitbestimmend gewesen sein. Unvergessen ist, daß in keiner Marine sich die Turbine so schwer und unter so starken Rückschlägen, die die Gegensätzlichkeit der maßgebenden Meinungen deutlich kennzeichneten, gegenüber der Kolbenmaschine durchzusetzen vermochte, als gerade in der amerikanischen.

Wurde so schon der Einbau einer Turbinenanlage in ein Linienschiff zu einem technischen Wagnis gestempelt, um wieviel mehr mußte dies bei einer Anlage der drei- bis vierfachen Maschinenleistung, wie sie moderne Schlachtkreuzer von 28-30 Knoten aufweisen, der Fall sein. Gerade im Hinblick hierauf muß die Entscheidung der amerikanischen Marine die größte Ueberraschung wecken, bedingt doch eine Erhöhung der Geschwindigkeit von 30 bis auf 35 Knoten eine Steigerung der bisherigen Höchstleistung auf annähernd das Doppelte. So große Maschinenleistungen sind mit Turbinenanlagen der bisher verwendeten Art unter Beibehaltung der Zahl der Propellerwellen, deren Vermehrung mit Rücksicht auf die Abmessungen des Schiffskörpers nicht recht denkbar erscheint, sicher nicht mehr zu erzielen. Rückt doch schon bei den größten direkt wirkenden Schiffs-Turbinenanlagen, deren Leistungen heute schon bis auf etwa 100000 PS gestiegen sind, infolge der Riesenabmessungen der Niederdruckturbinen die Gefahr unerwartet auftretender Beanspruchungen statischer wie dynamischer Art, die mit Sicherheit konstruktiv nicht mehr zu beherrschen sind, so nahe, daß die Ueberschreitung der hiermit gezogenen oberen Grenze tatsächlich fast ein Wagnis bedeutet. Daß unter diesen Umständen die Verwirklichung einer Geschwindigkeit von 35 Knoten eine völlige Umwälzung der ganzen Maschinenanlage bedeutet, dürfte darnach einleuchten. Sie läßt nur den Uebergang zum indirekten Turbinenantriebe offen, wobei entweder der turboelektrische Antrieb oder der Turbotransformator-Antrieb in Frage käme. Beide Antriebsarten scheinen, soweit die bisher vorliegenden Ergebnisse ausgeführter Anlagen dieser Art Schlüsse bezüglich weitaus größerer Ausführungen zulassen, am ehesten die Gewähr für die Aufbringung der erforderlichen Leistung ohne Gefährdung der nötigen Betriebssicherheit zu bieten. Auf alle Fälle würde die Verwirklichung einer so hohen Geschwindigkeit, wie sie das amerikanische Marine-Departement für seine Schlachtkreuzer wünscht, einen erheblichen Fortschritt auf der Bahn der Entwicklung der Kriegsschiffmaschinenanlagen bedeuten.

Die als wahrscheinlich angenommene Beibehaltung der Zahl der Propellerwellen, die, wie angedeutet, für die Art der einzubauenden Maschinenanlage von maßgebender Bedeutung werden kann, läßt sich aus der für die neuen Kreuzer angegebenen Länge schließen. Sie beträgt etwa 700 Fuß englisch (213,4 m), gleicht also annähernd der der englischen Schlachtkreuzer vom Lion-Typ. Da sich das Verhältnis zwischen Länge und Breite nur innerhalb enger Grenzen ändert, die Breite außerdem mit Rücksicht auf die Abmessungen des Panama-Kanales naturgemäß begrenzt ist, so scheint eine Vergrößerung der Wellenzahl praktisch ausgeschlossen. Ueber die Art der Bewaffnung ist Genaueres nicht bekannt geworden. In Frage kommt entweder das 50 Cal. 35,6 cm-Geschütz der neueren Linienschiffe oder ein vom Board of Ordnanc neu entworfenes 40,6 cm Geschütz. Es soll beabsichtigt sein, von den neuen Schlachtkreuzern vier in Bau zu geben. Ob ihre Bewilligung bereits mit dem nächstjährigen Etat vorgeschlagen wird, steht noch nicht fest.

Allgemein läßt sich die von der amerikanischen Marine zu Gunsten des schnellen Schlachtkreuzers gefällte Entscheidung als eine der technisch bedeutungsvollsten Folgen der bisherigen Kriegslehren betrachten. Sie weist einerseits deutlich auf die Folgerichtigkeit der Entwicklung dieses Schifftypes hin, sie läßt andererseits vielleicht erwarten, daß auch die Entwicklung des Linienschiffes ähnliche Wege wie die des Panzerkreuzers einschlägt. In den englischen 25 Knoten-Linienschiffen der Queen Elizabeth-Klasse, mit deren Inbaugabe der Bau weiterer Schlachtkreuzer eingestellt wurde, sehen wir diesen Weg bereits beschritten. Wird er zum Einheitstyp des schnellen Linienschiffes führen?

Kraft.

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Kupfer und Bronze. W. Müller untersuchte den Einfluß des Reckens und des Glühens auf für den Leitungsbau der Elektrotechnik wichtige Bronzen, besonders Mangan- und Zinnbronzen und auf Kupfer. (Zeitschr. des Vereins deutscher Ingenieure 1915 Heft 46 S. 933.) Zur Verwendung gelangten Drähte von 14 bis 16 mm ∅, die bis auf 5 mm Querschnitt herab gezogen wurden. In diesem Endzustande zeigten sie 47 bis 71 kg/mm2 Festigkeit und eine elektrische Leitfähigkeit von 93 bis 30 v. H. des chemisch reinen Kupfers.

Textabbildung Bd. 331, S. 48 Abb. 1.

Die wahre Elastizitätsgrenze steigt fast linear mit dem Reckgrade. Die Festigkeit nimmt zuerst etwas schnell, dann aber bei weiterer Querschnittsverminderung nur allmählich zu. Die Verfestigung hat daher durch das Ziehen von 16 auf 5 mm nahezu ihren Höchstwert erreicht. Die Streckgrenze nimmt anfangs stärker zu, als später, wo das Wachsen proportional der Festigkeitsänderung ist. Die Brucheinschnürung nimmt linear ab, die Dehnung stürzt bis 20 v. H. Streckung auf wenige Prozente ab, um dann nur langsam weiter zu sinken. Der Elastizitätsmodul wächst mit fortschreitendem Recken. In der Praxis des Drahtziehens werden je nach dem erforderlichen Grade der Verfestigung und dem Durchmesser des Endfabrikates eine oder mehrere Zwischenglühungen eingeschaltet, wobei für Kupfer eine Temperatur von 700 bis 750° C gewählt wird. Zur Untersuchung des Einflusses des Glühens wurden die Proben eine halbe Stunde teils im Oelbade, im Salpeterbade oder im Heräusofen geglüht und danach abgeschreckt. Die Versuchsergebnisse sind in Abb. 1, 2 und 3 zusammengestellt. Das Haupterweichungsgebiet für Kupfer liegt zwischen 180 und 380° C. und zwar um so niedriger, je stärker die Verfestigung war. Die geringste Festigkeit lag bei 400°, ohne daß die Erweichung schon ganz durchgeführt war. Die Versuche haben das wichtige Ergebnis geliefert, daß ursprünglich härtere Drähte nach gewisser Erwärmung geringere Festigkeit besitzen als anfänglich weichere Drähte nach derselben Wärmebehandlung. Auch zeigte sich, daß von verschieden stark vorgereckten Drähten nach dem Ausglühen die vorher stärker verfestigten im allgemeinen höhere Festigkeit zeigen als die schwach gereckten Drähte. Hierdurch wird die Verschiedenheit in der Festigkeit von ausgeglühtem Kupferrohr und Kupferdraht erklärlich. Erstere erreichen eine Festigkeit bis 22 kg/mm2, während die Drähte von 5 mm Durchmesser kaum unter 25 kg/mm2 kommen. Der Unterschied beruht in dem verhältnismäßig geringen Recken des Kupferrohres beim Ziehen.

Textabbildung Bd. 331, S. 49 Abb. 2.

Bei der Darstellung der Versuchsergebnisse zeigt sich, daß das verhältnismäßig reine Kupfer gegenüber den Bronzen die größte Widerstandsfähigkeit besitzt. Der Beginn der sichtbaren Erweichung schwankt bei einer Streckung von 0 bis 90 v. H. für Kupfer zwischen 300 und 60° C.

Textabbildung Bd. 331, S. 49 Abb. 3.

Die metallographische Untersuchung ergab, daß deutlich sichtbare Gefügeänderung (Lamellenbildung) erst nach Ueberschreiten des halbharten Zustandes eintritt. Beim Glühen verschieden vorgereckter Drähte zerfallen zunächst die Körner und gehen dann nach Unterteilung zur Rekristallisation über, woran sich schließlich eine Zunahme der Korngröße anschließt. Die Unterteilung der Körner fällt nun mit dem Beginn des starken Festigkeitsabfalls, und der Beginn der Rekristallisation mit dem Aufhören der großen Festigkeitsänderung zusammen.

Unter den verschiedenen Stufen, die ein ausgeglühtes Metall beim Ziehen durchläuft, befindet sich eine, der das beste Formänderungsvermögen zukommt. Es hat sich gezeigt, daß die Dauerbelastung gegenüber derjenigen mit normaler Maschinen-Vorschubgeschwindigkeit einen verhältnismäßig geringen Festigkeitsabfall von 2 bis 3 kg ergibt. Beim Herunterziehen eines Walzdrahtes nimmt die tatsächliche Höchstspannung zunächst nicht zu, jedoch vermindern sich Dehnung und Kontraktion, während die eigentliche Einschnürung auf Kosten der letzteren anwächst. Erst bei weiterem Ziehen und dem Annähern an den harten Zustand nimmt auch diese wieder ab. Aehnliche Erscheinungen zeigen sich beim Glühen.

Die durch Ziehen bewirkte „halbharte“ Verfestigung erklärt sich metallographisch wie folgt. Durch den geringen Zug werden die Einzelkristallindividuen kaum gestreckt, sondern höchstens schwach orientiert. Die geringe Reckung bewirkt aber die Bildung von Gleitebenen in der Streckrichtung, daher eine starke Abnahme der zylindrischen Dehnung in dieser Richtung beim Zugversuch. Dem entspricht ein großer Verlust an zylindrischer Kontraktion, während sich durch die sehr geringe Verfestigung im Zieheisen die Gesamt-Querschnittsverminderung verhältnismäßig nur wenig ändert. Erst wenn das Metall durch Ziehen so stark verfestigt ist, daß die Dehnung durch die zu starke Längsstreckung der Körner sich nicht mehr sehr ändern kann, leidet auch die Einschnürungsmöglichkeit, und aus dem zähen wird ein verhältnismäßig sprödes Metall.

Loebe.

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Wirtschaftliche Behandlung der Eisen- und Stahlspäne. (R. Philipp, Zeitschrift des Vereins deutscher Ingenieure 1915 Heft 47 S. 963.) Die verschiedene Verwendungsfähigkeit des Schrotts hat eine Einteilung in 20 verschiedene Sorten notwendig gemacht, zwischen denen Preisunterschiede von mehreren hundert Prozenten bestehen. Um günstige Preise zu erzielen, muß die Sortierung des Schrotts in der Fabrik selbst vorgenommen werden. Hierdurch erst kommen die ungeheuren Werte, die im Schrott liegen, teilweise den liefernden Fabriken zugute.

Schmiedeeiserne und stählerne Späne müssen ölfrei und frei von Gußeisenspänen, von Beimengungen wie Sand und dergleichen sein, Bedingungen, die nicht immer leicht zu erfüllen sind. Vor allem ist die Sperrigkeit des Schrotts ein großer Uebelstand beim Transport. Nach neueren Verfahren hat man die Späne mit besonderen Vorrichtungen an den Sammelstellen zu handlichen, dichten Massen zerkleinert, wodurch das Raummaß bis auf 6 v. H. der ursprünglichen Späne schrumpft. Versuche, die Entstehung langer Locken auf der Drehbank zu verhindern, die Elastizität der Späne z.B. durch Ausglühen zu vernichten, und die Späne zu zerschneiden, sind wegen der zahlreichen Schwierigkeiten aufgegeben worden. Dagegen ist es gelungen, nach der Vorzerkleinerung auf sogenannten Zerreißwalzwerken mit zwei verzahnten Walzen die Späne auf Schlagkreuzmühlen zu zerkleinern. Mit einem Walzenpaare von 750 und 250 mm Durchmesser hat man auf einer Schlagkreuzmühle von 1000 mm Gehäusedurchmesser bei 40 PS eine Leistung von 4000 bis 6000 kg in der Stunde erzielt. Bei zähem Stahl versagt jedoch das Walzwerk sehr leicht, weil sich die Späne um die Walzen herumwickeln. Auch bewegliche Walzen haben sich nicht bewährt. Die Firma Henschel & Sohn in Kassel hat ein Walzwerk mit zwei gleichgroßen, verzahnten Walzen und scharfen Abstreichern an den beiden äußeren Seiten gebaut, bei dem große Ballen von Spänen aufgegeben werden können, weil die Walzen so gerichtet sind, daß sie die Ballen zerreißen. Doch auch hierbei wickeln sich die Späne nur allzuleicht um die Walzen herum.

Die Späne lassen sich nun nur beim Vermischen mit Blechabfällen und Drähten paketieren und dadurch dicht machen. Auf Grund dieser Erkenntnis ist es der Gesellschaft Lauchhammer in Riesa mit Unterstützung der Firma Henschel & Sohn gelungen, eine zweckmäßige Zerkleinerungsanlage zu schaffen. Eine aus einem großen Kasten mit beweglichen Wänden bestehende Schrottpresse wird mit Hilfe eines Lasthebemagneten mit Spänen gefüllt, und danach der Deckel aufgedrückt. Hierauf wird eine Seitenwand hineingeschoben, dann die beiden anstoßenden Seitenwände. Die Späne kommen hierbei in die Mitte, während Blech- und Drahtabfälle unten und oben liegen. Für Maschinenfabriken ist das Verfahren nicht anwendbar, weil dort Blech- und Drahtschrott fehlt. Für ihre Zwecke hat die Firma Georg Schmidt & Co. in Ilmenau einen besonderen Spänezerkleinerer hergestellt. Eine Fräserwalze von eigenartiger Gestalt dreht sich in einem Trichter, der innen mit spiralig verlaufenden Zügen versehen ist, die nach unten verengte Kanäle bilden. Gewundene Rippen auf dem Fräser pressen die Späne in dem Kanal zusammen und schieben sie nach dem Auslauf, wo sich die Späne im ganzen Querschnitt in alle Kanäle verteilen. Durch die Pressung in den Kanälen werden die Späne zerdrückt, gewürgt, auch abgefräst und zerbrochen. Eine schwach kegelig geformte Messerwalze hat das Bestreben, sich infolge des Spänedrucks festzudrücken. Daher bleiben die Messer auch nach Abnutzung in Fühlung miteinander. Die nach oben hin liegenden Rippenenden bilden einen Rost, der große Fremdkörper zurückhält, während kleinere Verunreinigungen allmählich abgefräst werden und die Maschine verlassen. Die Fräserwalze macht nur 20 bis 30 Umdrehungen in der Minute bei etwa 200 mm ∅. Die Rippen im Trichter bestehen aus gutem Werkzeugstahl und sind gehärtet. Die Greifwalze bildet nach unten einen Fräser, dessen Messer leicht ausgewechselt und nachgeschliffen werden können.

Der Kraftbedarf schwankt sehr. Durchschnittlich verbraucht die Vorrichtung beim großen Modell 13 KW/Std. bei einer Leistung von 2500 bis 3000 kg in der Stunde. Die größte bisher erreichte Leistung betrug 3500 kg Mangan-Kupfer-Späne in 20 Minuten. Die Kosten der Zerkleinerung betragen rund 1 M für die Tonne. Für Späne aus edlerem Metall ist der Nutzen der Zerkleinerung jedenfalls ganz bedeutend, besonders weil die Verhüttung im Tiegel und im Flammofen bei zerkleinertem viel ergiebiger ist als bei unzerkleinertem Material.

Loebe.

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Neuere Entwicklung der Erdöltechnik. Die Gesamterzeugung an Rohöl betrug im Jahre 1914 etwa 54 Mill. Tonnen, hiervon treffen 70 v. H. auf Nordamerika. Das meiste Erdöl wurde früher in Pennsylvanien erhalten, die Ausbeute in Kalifornien hat aber in neuerer Zeit immer mehr an Bedeutung gewonnen. Die Oelausbeute in den mexikanischen Gebieten ist im stetigen Zunehmen begriffen und wird in Zukunft Kalifornien noch überflügeln. Das kalifornische und das mexikanische Erdöl sind grundverschieden von dem pennsylvanischen. Die pennsylvanischen Erdöle sind dünnflüssig und ergeben eine große Ausbeute an Benzin und Leuchtpetroleum. Die kalifornischen und besonders die mexikanischen Oele dagegen sind weniger gut flüssig und stellen zuweilen bei gewöhnlicher Temperatur eine schwarze, zähflüssige Masse dar. Die Rohölgewinnung Amerikas im Jahre 1914 kann aus folgender Zusammenstellung entnommen werden:

Kalifornien 13303000 t = 34,3 v. H. Kansas 10231000 t = 27,3 v. H. Andere nordamerik. Felder 11900000 t = 31,3 v. H. Mexiko 2825000 t = 7,1 v. H. ––––––––––––––––––––––– Insgesamt 38259000 t = 100 v. H.

Bei den mexikanischen Oelen ist bis zu 8 v. H. Schwefel festgestellt worden. Die englische und amerikanische Marine hat die Vorschrift erlassen, daß Heizöl nicht mehr als ¾ v. H. Schwefel enthalten darf. Man ging von der Annahme aus, daß die Verbrennung des Schwefels zu SO2- und SO3-Gas bei Gegenwart von Wasserdampf Metallteile angreift. Um dieses zu vermeiden, ist deshalb Sorge zu tragen, daß die Heizgase über dem Verdampfungspunkt des Wassers entweichen. Die amerikanische Marine hat deshalb mit Rücksicht darauf, daß die weitaus größten an der West- und Ostküste ihr zur Verfügung stehenden Erdölmengen teilweise sehr viel Schwefel enthalten, diese Bestimmung fallenlassen, Die englische Regierung hat noch kurz vor dem Kriege Heizöle mit einem Schwefelgehalt bis zu 3 v. H. als zulässig erklärt. Größere Schwierigkeiten entstehen bei Verwendung schwefelhaltiger und dickflüssiger Oele für Dieselmaschinen. Hier wurde befürchtet, daß der Schwefel die Zylinderwände und die Auspuffleitung zerstören würde. Dickflüssige Oele müssen bei ihrer Verwendung als Treibmittel für die Dieselmaschine auf jeden Fall frei von allen mechanischen Verunreinigungen sein und durch geeignete Vorrichtungen, mit Hilfe von Vorwärmung, hohen Einspritzdruckes usw. muß eine feine Verteilung der Oelteilchen im Zylinder erhalten werden können.

Gegenwärtig beträgt die gesamte tägliche Erzeugung an Rohöl etwa 200000 t. Hiervon wird etwa 1/4 der Raffination unterworfen, mit einer Benzinausbeute von 10 v. H. Dies ergibt eine Gesamterzeugung von zwei Millionen Tonnen jährlich. Es hat sich aber gezeigt, daß diese Menge unzureichend ist für den Betrieb von Explosionsmotoren. Es sind darum viele Vorschläge gemacht worden, die Ausbeute an Benzin zu vergrößern. Die Versuche, schwere Erdöle in leichte überzuführen, lassen sich in drei verschiedene Klassen einteilen:

1. Versuche, den schweren Erdölsorten unmittelbar Wasserstoffgas anzulagern, im dampfförmigen Zustande unter Einwirkung von Kontaktsubstanzen (Metalle usw.). 2. Versuche, auf chemischem Wege eine Umlagerung hervorzubringen (mit Aluminiumchlorid usw.). 3. Versuche, aus schweren Kohlenwasserstoffen leichte Oele dadurch zu erhalten, daß man die schweren Kohlenwasserstoffe spaltet, in einen leichten Teil unter gleichzeitiger Bildung eines noch schwereren als der ursprüngliche Kohlenwasserstoff.

Mit dem dritten Verfahren hat man bereits technische Erfolge erzielt. Wenn man Erdöl oder dessen Rückstände längere Zeit höheren Temperaturen aussetzt, so zerfallen die langen Ketten der schweren Rückstände in kürzere Ketten, von denen der eine Teil wasserstoffreicher, der andere hingegen wasserstoffärmer ist. Hierzu können nur Oele verwendet werden, die aus Kettenkohlenwasserstoffen bestehen, und nicht solche mit ringförmigem Aufbau. Die Ursache und die Vorgänge der Spaltung unter Druck sind noch nicht aufgeklärt. Jedenfalls scheint die unter dem Druck eintretende wesentliche Erhöhung des Siedepunktes die Zersetzung zu erleichtern. In Amerika wird bereits in großem Maßstabe nach dem Druckdestillationsverfahren gearbeitet. Nach amerikanischen Zeitschriften soll es nach dem sogenannten Rillmann-Verfahren möglich sein, aus schweren Erdölen und dessen Rückständen nicht nur Benzin, sondern auch Benzol, Toluol und andere sonst nur aus Teer hergestellte Kohlenwasserstoffe zu gewinnen, welche jetzt in Amerika infolge gesteigerter Munitionserzeugung eine sehr starke Preissteigerung erreicht haben.

Die gegenwärtige Erzeugung an Rohpetroleum beträgt in Deutschland etwa 150000 t jährlich. Aus diesem Rohöl können aber nur verhältnismäßig geringe Mengen Benzin und Leuchtöl destilliert werden. Der jährliche Verbrauch an Leuchtpetroleum betrug in Deutschland vor dem Kriege dagegen 900000 t, an Benzin etwa 300000 t und an Schmieröl etwa 200000 t. Etwa 80 v. H. hiervon wurden aus Amerika eingeführt. Das Leuchtpetroleum kann im allgemeinen durch Leuchtgas und elektrisches Licht ersetzt werden. Beides wird aus der einheimischen Kohle erzeugt. Außerdem wird man mehr und mehr zur Verkokung der Kohle übergehen, wobei man Gas, Teer und dessen Produkte erhält. Das aus Teer erhältliche Benzol kann den größten Teil des Benzins ersetzen. Als flüssige Heizstoffe und Treiböle für Dieselmaschinen können Teeröle in größtem Maßstabe verwendet werden. Man wird schließlich noch mehr dazu gelangen, aus Teer andere Stoffe zu gewinnen, die gegenwärtig noch allein aus Erdöl erzeugt werden. (Der Oelmotor 1915 S. 231 bis 236.)

W.

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Mitteilung an die Patentnehmer. Im vaterländischen Interesse muß unbedingt verhütet werden, daß Erfindungen, die auf militärisch wichtigen Gebieten liegen, oder die Sicherstellung notwendiger Wirtschaftsbedürfnisse unseres Volkes betreffen, zur Kenntnis unserer Feinde gelangen. Es wird den Beteiligten deshalb in ihrem eigenen Interesse dringend angeraten, solche Erfindungen weder durch Veräußerung noch durch Anmeldung oder sonstige Mitteilung zur Kenntnis des feindlichen oder neutralen Auslandes zu bringen. Sind den Beteiligten auf solche Erfindungen im Auslande bereits Schutzrechte erteilt, so wird von der Ausführung Abstand genommen werden müssen und auch die Ausführung durch andere tunlichst zu verhindern sein. Soweit im einzelnen Falle Zweifel bestehen, ob eine Erfindung zu den oben genannten Gebieten gehört, ist das Kriegsministerium bereit, Auskunft zu erteilen.

Im übrigen wird auf die Straf Vorschriften in § 1 des Gesetzes vom 3. 6. 1914 (Reichs-Gesetz-Blatt S. 195) und des § 89 des R. Str. G. B. hingewiesen. Nach § 1 des Gesetzes vom 3. 6. 1914 wird, wer vorsätzlich Schriften, Zeichnungen oder andere Gegenstände, deren Geheimhaltung im Interesse der Landesverteidigung erforderlich ist, in den Besitz oder zur Kenntnis eines anderen gelangen läßt und dadurch die Sicherheit des Reiches gefährdet, mit Zuchthaus nicht unter zwei Jahren, bei mildernden Umständen mit Gefängnis nicht unter einem Jahr bestraft. Nach § 89 R. Str. G. B. wird jeder Deutsche, der vorsätzlich während eines gegen das Deutsche Reich ausgebrochenen Krieges einer feindlichen Macht Vorschub leistet oder der Kriegsmacht des Deutschen Reichs oder seiner Bundesgenossen Nachteil zufügt, wegen Landesverrats mit Zuchthaus bis zu zehn Jahren oder mit Festungshaft von gleicher Dauer bestraft.

Königlich Preußisches Kriegsministerium.

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Erzeugung und Verwendung flüssiger Luft zu Sprengzwecken (vgl. Heft 2 S. 27 dieser Zeitschrift). Aus Westfalen erfahre ich noch, daß auch von anderer Seite eingehende Versuche mit flüssigem Sauerstoff für Sprengzwecke angestellt wurden, die sehr erfolgreich verlaufen sind und schon jetzt zu einer umfangreichen praktischen Anwendung dieser Methode im Bergbau geführt haben.

Uebrigens ist auf S. 28 in der zweiten Spalte ein Druckfehler untergelaufen: statt Kowatsch-Balduk muß es Kowatsch-Baldus heißen.

Loebe.

Die platinverdächtigen Lagerstätten im deutschen Paläozoicum. Von Prof. Dr. P. Krusch. Halle an der Saale 1915. W. Knapp.

Der Verfasser behandelt generell die in geologischer und bergwirtschaftlicher Hinsicht hochinteressanten Platinvorkommen im Siegerland, Sauerland und Westerwald.

Das Platin tritt dort in den verschiedensten geologischen Horizonten des Unter- und Mitteldevons auf und ist im allgemeinen an Grauwacken und Schiefer gebunden: Stratigraphie und Tektonik haben, infolge der horizontalen Unbeständigkeit der Schichten und der intensiven Faltung und zahlreichen Verwerfungen und Ueberschiebungen, einen wesentlichen Einfluß auf die Verteilung des Metallgehalts. Eine genaue Vorratsberechnung ist infolgedessen nur möglich auf Grund einer geologischen Spezialkartierung im großen Maßstabe, der eine besondere topographische Spezialaufnahme (nicht über 1 : 10000) vorausgehen muß.

Zur Ermittlung der Genesis sind vom Verfasser genaue mikroskopische und chemische Untersuchungen der platinführenden Gesteine vorgenommen worden. Die Tonschiefer und Grauwacken sind genetisch als alte Seifen anzusehen, und zwar als marine Seifen, wie die Fossilführung beweist. Beide Gesteinsarten gehen leicht ineinander über. Diese Veränderung ist auch unter dem Mikroskop zu beobachten. Infolgedessen ist die Entstehung bei beiden Gesteinen dieselbe, nur das Material infolge der mehr oder weniger vollkommenen natürlichen Aufbereitung verschieden. Bei beiden handelt es sich um Trümmerlagerstätten ehemaliger Eruptivgesteine, mit einem Worte um Seifen, die im Gegensatze zu den rezenten Seifen noch durch ein karbonatisches, toniges oder quarzitisches Bindemittel verkittet worden sind. An Erzmineralien ließen sich unter dem Mikroskop Chromeisen, Eisenglanz, Schwefelkies und Gold beobachten. Bei starker Vergrößerung fand man außerdem, meist im Bindemittel, schwarze Flitterchen, die sich leicht von den gröberen Glimmer- und Graphitschüppchen unterscheiden ließen. Der Verfasser nimmt an, daß das Edelmetall an diese schwarzen Flitterchen gebunden ist, da andere platinverdächtige Erze in dem Gestein nicht zu finden sind.

Die durch die chemischen Untersuchungen festgestellten Mineralkombinationen ergaben folgende Metalle:

1. Cr, Pt, Jr, Fe, Au;

2. Cr, Ni, As, Sb, Fe, Cu, Pb, Zn, Ag, Au.

Bei diesen Elementen müssen Chrom, Nickel, Eisen, Platin und Iridium einerseits und Gold nebst Silber andrerseits als ursprünglich angesehen werden. Alles übrige ist später hinzugekommen. Die erste Mineralkombination (Cr, Ni, Fe, Pt und Jr) weist ohne Frage auf ursprüngliche basische Eruptivgesteine hin. Betrachtet man zum Vergleich die wichtigsten Platinlagerstätten der Erde, so zeigen sich ganz ähnliche Verhältnisse. Primär kennen wir das Edelmetall nur in basischen Eruptivgesteinen, meist Peridotiten, in denen es durch magmatische Differentiation entstanden ist, im Ural und in Canada. Auch hier die Elementkombination: Chrom, Nickel, Eisen, Platin und Platinmetalle. Die Hauptplatinproduktion der Welt kommt aus den Seifenlagerstätten des Uralgebirges. Sie sind durch Zerstörung und wässerige Aufbereitung der primären Vorkommen entstanden. „Man ist also berechtigt anzunehmen“, sagt Krusch, „daß es sich im Rheinischen Schiefergebirge ursprünglich um magmatische Ausscheidungen in Eruptivgesteinen, mutmaßlich Peridotiten, handelt. Die platinführenden Grauwacken und Schiefer sind die zu den magmatischen Ausscheidungen gehörigen Seifen, welche zum Unterschiede von denen im Ural und in Columbien ein hohes geologisches Alter haben und durch ein Bindemittel verfestigt wurden.“

Für die Untersuchung des Platingehaltes ist eine sehr sorgfältige Probenahme und weitgehende Zerkleinerung (Sieb 4900) notwendig. Die Methoden sind teils trocken, teils naß. Die Ergebnisse wiesen starke Differenzen auf und schwankten zwischen 0,8 g und 3,3 g für 1 t Material. Die praktische Folgerung hieraus ist nach Krusch, daß man sich nur auf die tatsächliche Produktion verlassen kann, die in kleinen Versuchsanlagen festzustellen sein wird. Nur ein gewissenhafter Probeabbau, beispielsweise je 1 t, und die Extraktion der darin enthaltenen Mengen Platin kann vor Selbsttäuschung und Trugschlüssen bewahren.

Das geologische Problem der Platinfunde im Siegerland, Sauerland und Westerwald ist hiernach als gelöst zu betrachten, seine wirtschaftliche Seite, die Aufschließung und Gewinnung des Platins, bedarf noch ernster Arbeit.

R. Rademacher.

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Das Veranschlagen von Hochbauten. Handbuch für die Baupraxis. Von G. Blume, Architekt in Frankfurt a. d. Oder. Leipzig und Berlin 1915. B. G. Teubner. Preis in Leinwand geb. 2,50 M.

In dem vorliegenden Handbuche ist der Versuch gemacht, den im Veranschlagen ungeübten Praktiker in das Gebiet der Baukostenanschläge einzuführen. Im I. Teil wird die ältere in Baugeschäften übliche Methode, in Teil II die bei Staatsbauten vorgeschriebene Form der Kostenanschläge behandelt. An einer Reihe von vorbildlichen kleineren Beispielen wird der auf dem Gebiete des Hochbaues vorkommende Stoff erschöpfend in leicht faßlicher Weise vorgeführt, so daß es selbst dem im Veranschlagen nicht vorgebildeten Fachmann nicht schwer fallen kann, den Kostenanschlag für einen größeren selbstgefertigten Entwurf aufzustellen. Es werden außerdem die verschiedenen Arten der Kostenanschläge, Erläuterungsberichte, Abrechnungsarbeiten und die Entwicklung der Baupreise behandelt. Reiche Tabellen und sonstige wertvolle technische Angaben machen das Handbuch auch für den bereits geübten Veranschlager zu einem bequemen Hilfsmittel.

Prof. Kuhlmann.

In einem früheren Artikel

s. D. p. J. 1915 Bd. 330 S. 502.

hatte ich versucht, den Entropiebegriff durch möglichst anschauliche Darstellungen zu erläutern. Wenn nun auch durch jene Darlegungen das Wesen der Entropie klar geworden sein dürfte, so wird doch mancher noch fragen, ob denn die Einführung des Entropiebegriffes nennenswerte praktische Vorteile bietet. Die sämtlichen Anwendungsmöglichkeiten hier zu erläutern, würde zu weit führen. Es soll aber wenigstens als Beispiel ein in der Technik besonders häufig und vielseitig angewendetes Diagramm besprochen werden, bei welchem Entropiewerte als Abszissen Anwendung finden: Es ist das sogenannte JS-Diagramm, wie es zuerst von Professor Mollier angegeben wurde.

Das JS-Diagramm besteht aus mehreren Scharen von einander schneidenden Kurven, die sich punktweise in der Weise aufzeichnen lassen, daß man für eine große Zahl von Zuständen des Wasserdampfes den jeweiligen Wärmeinhalt i von 1 kg Dampf als Ordinate, die zugehörige Größe der Entropie S (z.B. bezogen auf Wasser von 0° C) als Abszissen aufträgt. Dabei versteht man unter Wärmeinhalt i z.B. von gesättigtem Dampf von 3 at abs. diejenige Wärmemenge, welche aufzuwenden ist, um 1 kg Wasser von 0° C in einen Kessel, in welchem 3 at Spannung herrschen, hineinzudrücken und dort in gesättigten Wasserdampf von 3 at zu verwandeln.

Die Kurven des JS-Diagramms lassen sich in zwei Gruppen zerlegen, von denen jede wieder aus zwei Scharen sich kreuzender Kurven besteht. Die beiden Gruppen werden getrennt durch die „Grenzkurve“, deren einzelne Punkte dadurch gefunden werden, daß zusammengehörige Werte von i und S für gesättigten Wasserdampf (berechnet oder einer Dampftabelle entnommen und) in irgend einem gewählten Maßstabe aufgetragen werden. In Abb. 1 ist dies z.B. für die Werte der Spannungen von 20-, 2- und 0,1 at abs. geschehen. Die Maßstäbe für die Wärmeinhalte i und für die Entropie S sind aus der Abbildung zu entnehmen. Der Nullpunkt für beide Werte liegt außerhalb der gezeichneten Figur.

Textabbildung Bd. 331, S. 53 Abb. 1.

Unterhalb der Grenzkurve liegt das Gebiet der feuchten Dämpfe, die also noch unverdampftes Wasser in Nebelform enthalten. Betrachten wir z.B. Dampf von 2 at abs., der nur zu 90 v. H. seines Gewichtes aus Dampf und zu 10 v. H. aus Wasser besteht. Die Entropie solchen Dampfes, bezogen auf Wasser von 0° C, war früher

s. D. p. J. 1915 Bd. 330 S. 505.

berechnet worden zu S = 1,574. Der Wärmeinhalt i ergibt sich aus der Erwägung, daß in dem Dampfe steckt: Erstens der volle Wärmeinhalt von Wasser von 120° C, nämlich 120,4 WE (siehe Dampftabellen) und ferner 0,9 der Verdampfungswärme, nämlich 0,9 • 526,8 = 474 WE, zusammen also i = 120,4 + 474 = 594,4 Wärmeeinheiten. Diese beiden zusammengehörigen Werte S = 1,574 und i = 594,4 lassen sich unter Benutzung der angegebenen Maßstäbe in das Diagramm eintragen. In genau derselben Weise lassen sich nun (für einen spezifischen Dampfgehalt x = 0,9) die zusammengehörigen Werte von S und i bei anderen Spannungen berechnen. In der Abbildung ist das z.B. wieder geschehen für 20 und 0,1 at abs. Dasselbe läßt sich dann machen für x = 0,95; x = 0,85; x = 0,8 usw. Man erhält auf diese Weise eine Schar von Kurven, die eine ähnliche Form haben, wie die Grenzkurve und natürlich unterhalb von ihr liegen. Verbindet man dann durch Linien auch noch alle die Punkte auf den eben gefundenen Kurven, welche gleichen Spannungen entsprechen – in der Abbildung ist das mit den Punkten für 20-, 2- und 0,1 at geschehen, so erhält man eine Schar von schrägen geraden Linien. Daß es gerade Linien sein müssen, läßt sich auch durch eine einfache mathematische Ueberlegung beweisen.

Oberhalb der Grenzkurve liegt das Gebiet der überhitzten Dämpfe. Für Dampf von 8 at abs., der auf 200° überhitzt ist, war früher

D. p. J. 1915 Bd. 330 S. 505.

die Entropie mit Wasser von 0° C als Bezugspunkt zu S = 1,637 berechnet worden. Der Wärmeinhalt i ergibt sich, wenn man zu dem Wärmeinhalt von 1 kg gesättigten Wasserdampfes von 8 at abs., nämlich 663,3 WE (siehe Dampftabellen), ähnlich wie bei den früheren Berechnungen der Entropie den Wert der Ueberhitzungswärme Q = c (200 – 170) = 0,56 • 30 = 16,8 hinzufügt. Die beiden zusammengehörigen Werte wären dann also S = 1,637 und i = 680,1. In derselben Weise lassen sich nun (Abb. 2) bei überhitztem Dampf von 8 at abs. zusammengehörige Werte von 250°, 300° C usw. berechnen. Dasselbe läßt sich dann z.B. machen bei überhitztem Dampf von 1 at (siehe die Abbildung) usw. Man erhält auf diese Weise durch entsprechende Verbindung der einzelnen Punkte einmal die von der Grenzkurve aus steiler ansteigenden Kurven für gleiche Spannung und endlich die mehr wagerecht liegenden flachen Kurven, welche die Punkte gleicher Temperaturen verbinden.

Textabbildung Bd. 331, S. 54 Abb. 2.

Das Gesamtdiagramm.

In der oben geschilderten Weise sind nun von Mollier für eine große Anzahl von Spannungen, spezifischen Dampfmengen und Ueberhitzungstemperaturen die zusammengehörigen Werte berechnet, in einem bestimmten Maßstab aufgetragen und daraus die früher beschriebenen Kurven gefunden worden, die dann zusammen das vollständige JS-Diagramm ergeben, von welchem Abb. 3 ein besonders häufig benutztes Stück darstellt. Der Maßstab für die senkrecht aufgetragenen i in WE und für die wagerecht aufgetragenen Entropiewerte S ist aus der Abb. 3 zu entnehmen. Der Nullpunkt der i und S liegt auch hier wieder außerhalb des dargestellten Diagrammabschnitts. Vollständige JS-Diagramme, in großem Maßstabe gezeichnet, sind käuflich im Buchhandel zu haben oder größeren Werken über mechanische Wärmelehre (z.B. Schüle, Technische Thermodynamik, Berlin, J. Springer) beigegeben.

Die Benutzung des JS-Diagramms.

Was läßt sich nun mit diesen Kurvenscharen anfangen, die in ihrer Gesamtheit das JS-Diagramm bilden? Zunächst gibt schon die Gestalt der oben erwähnten „Grenzkurve“ einige fesselnde Aufschlüsse über die Eigenschaften von gesättigtem Wasserdampf: Je niedriger die Spannung, um so geringer ist, wie man sieht, der Wärmeinhalt von 1 kg Dampf, die Kurve senkt sich nach rechts. Das ist allerdings kaum besonders überraschend. Sehr beachtenswert ist es dagegen, wie flach die Kurve verläuft. Das beweist nämlich, daß der Wärmeinhalt von 1 kg gesättigten Wasserdampfes von 0,1 at abs. verhältnismäßig nur wenig geringer ist als der Wärmeinhalt von l kg Dampf von 20 at abs. Die Kurve zeigt ferner, daß mit sinkender Spannung die Entropie des gesättigten Wasserdampfes stark zunimmt. Nach den Betrachtungen des früheren Artikels heißt das, hochgespannter Dampf ist trotz verhältnismäßig wenig höheren Wärmeinhaltes weit hochwertiger als niedrig gespannter Dampf, er läßt sich demnach zu einem höheren Hundertsatze in Arbeit umwandeln als niedrig gespannter Dampf.

Textabbildung Bd. 331, S. 54 Abb. 3.

Für die weitere Benutzung des JS-Diagramms zu praktischen Rechnungen ist in erster Linie zu beachten, daß bei adiabatischen Zustandsänderungen eines Körpers die Entropie unverändert bleibt. Das ist auch ohne lange Ableitungen unschwer einzusehen. Nach einem wichtigen Satze der Thermodynamik ist die bei adiabatischer Zustandsänderung geleistete Arbeit in mkg allgemein L=\frac{c_v}{A}\,(T_1-T_2) wobei cv die spezifische Wärme bei unveränderlichem Volumen, A = 1/427 den Umrechnungswert von Arbeit in Wärme, T1 die Temperatur am Anfang, T2 die Temperatur am Ende der adiabatischen Zustandsänderung bedeutet. Da cv und A als unveränderlich angesehen werden können, so folgt daraus, daß bei adiabatischer Zustandsänderung die gewonnene Arbeit der Temperaturabnahme proportional ist. Erinnern wir uns nun des Lynenschen Vergleichs, nach welchem Arbeitswärme (von der Form Q/T-T) durch eine Geldrolle von der „Münze“ Q/T und einer Höhe T dargestellt wurde. Ist die geleistete Arbeit genau proportional (T1 – T2), so heißt das doch nichts anderes, als daß bei irgend welchen „Anschaffungen“ auf Kosten jenes Geldes die gemachten Anschaffungen genau der Abnahme der Geldrollenhöhe entsprechen. Wenn das aber der Fall ist, dann muß bei diesen Anschaffungen die „Münze“ (Entropie Q/T) unverändert geblieben sein.

In dem JS-Diagramm sind die Entropiewerte als Abszissen aufgetragen. Bleibt also die Entropie während einer Zustandsänderung des Dampfes unverändert, so müssen die beiden Punkte, welche die Zustände des Dampfes vor und nach der (adiabatischen) Zustandsänderung bezeichnen, offenbar senkrecht übereinander liegen. Im Folgenden sind nun eine Reihe von Fragen behandelt, die sich auf Grund dieser Erwägung mit Hilfe des JS-Diagramms leicht beantworten lassen.

1. Veränderung in der Beschaffenheit des Dampfes bei adiabatischer Zustandsänderung. Dampf von 18 at abs., der auf 280° C überhitzt ist, dehne sich in einer Dampfmaschine adiabatisch bis auf 2 at abs. aus. In welchem Zustande befindet sich der Dampf am Ende dieser Zustandsänderung? Man suche sich den Schnittpunkt der Kurve für 18 at und 280° auf, Punkt a (Abb. 3) und ziehe von diesem Punkte aus eine Senkrechte nach abwärts so weit, bis sie die Kurve für 2 at trifft (Punkt b). Der betreffende Punkt liegt, wie das Diagramm zeigt, etwa in der Mitte zwischen den Kurven für die spezifische Dampfmenge x = 0,95 und x = 0,9, der Dampf ist also am Ende jener adiabatischen Zustandsänderung nicht mehr überhitzt, sondern sogar feucht und hat eine spezifische Dampfmenge von etwa x = 0,925 kg.

2. Leistung und Dampfverbrauch der „verlustlosen“ Dampfmaschine. In eine mit Kondensation arbeitende Dampfmaschine oder Dampfturbine trete der Dampf mit 18 at und 280° C ein. Die Spannung im Kondensator sei 0,2 at abs. Welche Leistung könnte mit 1 kg Dampfen einer solchen Maschine erzielt werden, wenn es möglich wäre, eine rein adiabatische Ausdehnung in der Maschine zu erzielen und sämtliche Verluste zu vermeiden? Den Wärmeinhalt von 1 kg Dampf in WE beim Eintritt in die Maschine gibt wieder der Punkt a gemäß dem Maßstab der Ordinaten, den Wärmeinhalt beim Eintritt in den Kondensator nach adiabatischer Ausdehnung gibt Punkt c. Der Wärmeverbrauch in der Maschine für je 1 kg Dampf, der unter adiabatischer Zustandsänderung durch die Maschine hindurchgeht, wird also dargestellt durch die Länge der Strecke ac. Im Maßstabe der Ordinaten gemessen, gibt ac = 180 WE oder nach dem ersten Hauptsatze eine Arbeit von 180 • 427 = 77000 mkg. Für jedes in der Sekunde verbrauchte kg Dampf könnte die Maschine also theoretisch eine Leistung abgeben von \frac{77000}{75}=1027 PS, oder umgekehrt: Da eine Pferdestärkenstunde (1 PS-std.) = 75 • 60 • 60 = 270000 Meterkilogramm ist, so betrüge der Dampfverbrauch für die PS-std. bei einer solchen idealen, oder, wie man sie auch nennt, verlustlosen Maschine \frac{270000}{7700}=3,5 kg/PS-std.

3. Thermischer Wirkungsgrad einer verlustlosen Dampfmaschine. Unter thermischem Wirkungsgrad ηt versteht man das Verhältnis der im Zylinder einer Wärmekraftmaschine in Arbeit umgewandelten Wärme zu der insgesamt zugeführten Wärme. Es sei wieder angenommen eine Eintrittsdampfspannung von 18 at abs. bei 280° C und eine Kondensatorspannung von 0,2 at abs. Diejenige Wärme, die sich im Zylinder der Dampfmaschine unter den angegebenen Verhältnissen theoretisch in Arbeit umwandeln läßt, stellte sich, wie eben gefunden wurde, für jedes kg Dampf dar durch die Strecke ac = 180 WE. Die gesamte Wärme, die der Maschine mit je 1 kg des oben genannten Dampfes zugeführt wurde, ergibt sich durch die Größe der Ordinate des Punktes a zu 705 WE, der thermische Wirkungsgrad einer solchen verlustlosen Dampfmaschine beträgt daher ηt = 180/705 = 0,256.

4. Wert von hoher Ueberhitzung. Eine verlustlose Dampfturbine arbeite mit Eintrittsdampf von 6 at bei 340° C Ueberhitzungstemperatur. Die Kondensatorspannung betrage 0,1 at abs. Wie groß ist hier der Dampf verbrauch für die PS-std.? Dem Zustande des eintretenden Dampfes entspricht der Punkt a' (Abb. 3) im JS-Diagramm. Nach der bis auf 0,1 at abs. erfolgten adiabatischen Ausdehnung ist wegen gleichbleibender Entropie der Zustand des die Maschine verlassenden Dampfes gekennzeichnet durch Punkt c'. Ein Nachmessen der Strecke a'c' ergibt, daß sie genau eben so groß ist wie die bei dem vorhergehenden Beispiel gefundene Strecke ac. Das heißt aber: Von jedem kg des hier zugeführten Dampfes (6 at bei 340° C) wird dieselbe Anzahl von Wärmeeinheiten in Arbeit umgewandelt, wie im vorhergehenden Beispiel, oder mit anderen Worten, der Dampfverbrauch ist hier trotz wesentlich geringerer Eintrittsspannung genau so groß wie im früheren Beispiel bei 18 at und 280° C.

Man erkennt hier deutlich, daß eine verhältnismäßig geringe Steigerung der Ueberhitzung und Verbesserung der Kondensation eine wesentlichere Rolle spielt als eine erhebliche Steigerung der Eintrittsspannung. Während die absolute Dampfeintrittsspannung im obigen Falle das Dreifache betrug, ist die Ueberhitzung hier im zweiten Falle nur von 280° auf 340° gesteigert, der Druck im Kondensator von 0,2 auf 0,1 at vermindert und doch dieselbe Arbeitsleistung erzielt worden.

Wirtschaftlichkeit von Abdampfturbinen.

Im Maschinenbau spielen neuerdings eine große Rolle Dampfturbinen, welche mit Dampf von sehr geringer Spannung (1,5 bis 2 at abs.) betrieben werden. Auf den ersten Augenblick scheint es, als wenn derartige Turbinen für jedes kg verbrauchten Dampfes nur eine ganz geringe Leistung ergeben könnten. Ein Blick auf unser JS-Diagramm belehrt uns eines besseren: Nehmen wir an, jener Dampf von 2 at abs. sei beim Eintritt in die Turbine trocken gesättigt, die Spannung im Kondensator betrage 0,1 at, dann ließe sich nach dem JS-Diagramm theoretisch bei rein adiabatischer Ausdehnung mit jedem kg Dampf ein Wärmegefälle von 105 WE/kg erzielen (gestrichelte senkrechte Linie). Ein Vergleich ergibt, daß man dasselbe Wärmegefälle erhält, wenn man z.B. Eintrittsdampf von Hat bei 320° und als Endspannung 1,5 at abs. wählt. Nach der oben angestellten Berechnung wäre in beiden Fällen für einen sekundlichen Dampfverbrauch von je 1 kg

N=\frac{105\times 427}{75}=600\ \mbox{PS.}

Berechnung der Ausströmgeschwindigkeit aus Düsen.

Textabbildung Bd. 331, S. 56 Abb. 4.

Abb. 4 stellt zwei sehr große Räume vor, in welchen sich Dampf von dauernd gleichbleibender Spannung befinde. Die Spannung im Raum a sei größer als die im Raum b. In der Zwischenwand befinde sich eine sogenannte Düse, durch welche vermöge des Druckunterschiedes Dampf von a nach b strömt. Die Düse sei so geformt, daß in ihr eine rein adiabatische Ausdehnung stattfindet. Es fragt sich, welche Geschwindigkeit hat der Dampf beim Austritt aus der Düse. Bezeichnet man den Wärmeinhalt von 1 kg Dampf im Raum a mit i, den entsprechenden Wärmeinhalt im Raum b mit i0, so herrscht in der Düse ein Wärmegefälle (i – i0) WE, entsprechend (nach dem ersten Hauptsatze) einem Arbeitsvermögen von (i – i0) • 427 mkg für jedes kg durchströmenden Dampfes. Dieses Arbeitsvermögen muß sich, wenn man von Verlusten absieht, nach dem bekannten Gesetz von der Erhaltung der Energie wiederfinden in der lebendigen Kraft, welche jedes kg durchströmenden Dampfes erlangt hat. Unter lebendiger Kraft versteht man aber bekanntlich das Produkt ½ mc2, wobei m die Masse, c die Geschwindigkeit des bewegten Körpers ist. Masse ist aber Gewicht (hier 1 kg Dampf) geteilt durch Erdbeschleunigung, im vorliegenden Falle also m = 1/g, während c die gesuchte Geschwindigkeit ist. Man erhält demnach

(i-i_0)\,427=\frac{c^2}{2\,g} oder

c=\sqrt{2\,g\cdot 427\cdot (i-i_0)}=91,5\,\sqrt{i-i_0}.

Man hat nun weiter nichts nötig, als aus dem JS-Diagramm den betreffenden Wert (i – i0) in WE festzustellen und in die Formel einzutragen. Als Beispiel seien dieselben Verhältnisse gewählt, wie oben bei der Abdampfturbine: Eintrittsdampf sei trockengesättigter Dampf von 2 at (Spannung im Raum a). Kondensatorspannung (Spannung im Raum b) sei 0,1 at. Wie wir oben festgestellt hatten, beträgt hier i – i0 = 105 WE. Die Geschwindigkeit des Dampfes beim Austritt aus der Düse wäre also theoretisch

c=91,5\,\sqrt{105}=940 m/Sek.

Die Berechnung dieser Ausströmgeschwindigkeit spielt bei Dampfturbinen eine bedeutende Rolle. Da nun die tatsächliche Ausdehnung des Dampfes in gut gearbeiteten Düsen der adiabatischen sehr nahe kommt, bildet das JS-Diagramm für die Berechnung der Dampfturbinen ein vielgebrauchtes Hilfsmittel. Man kann sich daher für die verschiedenen Werte von (i – i0) nach der oben angeführten Formel geradezu einen Maßstab anfertigen, wie dies in der rechten unteren Ecke der Abb. 3 geschehen ist und hat dann nur nötig, irgend ein Wärmegefälle in dem JS-Diagramm abzumessen und diese aus dem Diagramm gefundene Strecke an jenen Maßstab anzulegen. Die dort eingeschriebenen Zahlen geben dann sofort die Geschwindigkeit, welche der Dampf beim Austritt aus einer solchen oben beschriebenen Düse angenommen hat. Ein Versuch mit diesem Maßstab entsprechend dem oben berechneten Beispiel zeigt die Einfachheit dieses Verfahrens und den Vorteil des JS-Diagramms.

Zustandsänderung des Dampfes bei Drosselung.

Textabbildung Bd. 331, S. 56 Abb. 5.

In eine Rohrleitung, durch welche Dampf hindurchströmt, sei (Abb. 5) eine Scheibe eingesetzt, mit einer Oeffnung, welche kleiner ist als der Querschnitt des Rohres. Dann findet an dieser Stelle eine „Drosselung“ statt. Wenn durch diese verkleinerte Oeffnung in der Zeiteinheit dasselbe Dampfgewicht hindurchstreichen soll, wie durch den Rohrquerschnitt, so ist das nur dadurch möglich, daß die Geschwindigkeit erhöht wird. Eine solche Erhöhung der Geschwindigkeit ist aber, wie wir soeben bei den Düsen gesehen hatten, nur dadurch möglich, daß die Spannung des Dampfes vor der Scheibe (in der Strömungsrichtung) größer ist, als hinter der Scheibe. Man sagt, es wird ein Teil der Spannung in Geschwindigkeit umgesetzt, Von der erzeugten Strömungsenergie wird ein Teil durch die hinter der Scheibe sich bildendenden Wirbel und Dampfstöße „vernichtet“, d.h. in Wärme umgewandelt. Die Folge einer solchen Drosselung ist also erstens Verminderung der Spannung und zweitens Umwandlung eines Teiles der Strömungsenergie in Wärme, die in den Dampf übergeht. Theoretisch betrachtet stellen sich die Verhältnisse folgendermaßen dar: Vor der Scheibe besitzt jedes kg Dampf einen gewissen Wärmeinhalt i1 und eine lebendige Kraft \frac{1}{g}\cdot \frac{{c_1}^2}{2}. Hinter der Scheibe sind die betreffenden Größen i2 und \frac{1}{g}\cdot \frac{{c_2}^2}{2}. Lebendige Kraft ist ein Arbeitsvermögen, eine Größe, die in mkg gemessen wird oder aber durch Multiplikation mit A in WE ausgedrückt werden kann. Da während des Hindurchströmens durch die Drosselscheibe Arbeit oder Wärme nach außen hin nicht abgegeben wird, so muß also sein

i_1+A\cdot \frac{{c_1}^2}{2\,g}=i_2+A\cdot \frac{{c_2}^2}{2\,g}

und folglich

i_1-i_2=\frac{A}{2\,g}\,({c_1}^2-{c_2}^2).

Da die Geschwindigkeit c2 hinter der Drosselscheibe meist wieder nahezu gleich c1 wird, ist also die Klammergröße annähernd gleich Null und demnach genügend genau i1 = i2.

Im JS-Diagramm sind die i die Ordinaten. Wenn also z.B. ein Dampf von 5 at abs. trocken gesättigt ist und seine Spannung durch Drosselung auf 2 at vermindertverminmindert wird, so bleibt nach den eben angestellten Betrachtungen der Wärmeinhalt der gleiche. Zieht man daher (Abb. 3) von dem Punkte, in welchem die Grenzkurve die Kurve für 5 at schneidet, eine wagerechte gerade Linie (i soll unverändert bleiben!) bis dahin, wo sie die Kurve für 2 at trifft (gestrichelte wagerechte Linie Abb. 3), so sieht man sofort aus dem Diagramm, daß dieser Endpunkt der Wagerechten im Ueberhitzungsgebiet liegt, und zwar etwa bei dem Schnittpunkt der Kurven für 2 at und der Temperaturkurve von 140°. Da gesättigter Dampf von 2 at nur eine Temperatur von rund 120° hat, erhält man also durch die Drosselung in diesem Falle Dampf, der um etwa 20° überhitzt ist.

Textabbildung Bd. 331, S. 57 Abb. 6.

Zieht man in ähnlicher Weise eine Wagerechte von irgend einem Punkte unterhalb der Grenzkurve quer durch die Grenzkurve hindurch, so erkennt man, daß feuchter Dampf durch entsprechende Drosselung getrocknet, ja sogar überhitzt werden kann. Bis zu welcher Spannung er heruntergedrosselt werden muß, um getrocknet oder gar überhitzt zu werden, ist durch Ziehen einer entsprechend langen Wagerechten mit Leichtigkeit aus dem JS-Diagramm zu entnehmen.

Mehrstufige Dampfturbinen.

Unter Benutzung des JS-Diagramms und des oben erwähnten Geschwindigkeitsmaßstabes ist es nun sehr einfach, bei einer mehrstufigen Dampfturbine das Spannungsgefälle zwischen den einzelnen Stufen nach der jeweilig gewünschten Dampfgeschwindigkeit zu bestimmen. Als Beispiel seien dieselben Verhältnisse gewählt, wie oben bei den beiden Räumen a und b. Der Dampf soll in einer Turbine mit drei Druckstufen so ausgenutzt werden, daß er in jeder Druckstufe beim Austritt in das Laufrad die gleiche Geschwindigkeit besitzt. Welche Spannung muß in den einzelnen Druckstufen herrschen? Soll beim Austritt aus den drei Düsen der Dampf jeweilig dieselbe Geschwindigkeit besitzen, so muß auch jedesmal dieselbe Anzahl von Wärmeeinheiten innerhalb der Düse zur Erzeugung von Geschwindigkeit verwendet werden. Man teile also die Strecke ac in Abb. 3, d.h. das gesamte Wärmegefälle in drei gleiche Teile, dann gibt zunächst die Länge eines solchen Drittels auf den Geschwindigkeitsmaßstab übertragen, eine Geschwindigkeit von etwa 710 m/Sek. Betrachtet man nun die Lage der Teilpunkte auf der Linie ac, so ergibt jedes Drittel der Linie ac Anfangs- und Endzustand des Dampfes beim Hindurchströmen durch diejenige Düse, welche nach der betreffenden Druckstufe führt. In die erste Düse tritt der Dampf also ein mit der Spannung 18 at bei 280° Temperatur und dehnt sich beim Hindurchströmen durch die Düse aus auf etwa 5,3 at (erster Teilpunkt auf der Linie ac). Beim Hindurchströmen durch die zweite Düse nach der Druckstufe 2 dehnt sich der Dampf weiter aus auf etwa 1,2 at (zweiter Teilpunkt) und in der dritten Düse endlich von 1,2 auf 0,2 at. Die Lage der Teilpunkte unterhalb der Grenzkurve zeigt, daß der Dampf schon beim Austritt aus der ersten Düse nicht mehr überhitzt, sondern feucht ist.

Textabbildung Bd. 331, S. 57 Abb. 7.

Soll also in einer Dampfturbine mit drei Druckstufen der Dampf bei dem oben angegebenen Eintritts- und Austrittszustand in allen drei Stufen dieselbe Geschwindigkeit besitzen, so muß das Druck gefalle in den einzelnen Stufen betragen: Erste Stufe 18 – 5,3 = 12,7 at; zweite Stufe 5,3 – 1,2 = 4,1 at; dritte Stufe 1,2 – 0,2 = 1 at. Trotz der verschiedenen Größe der einzelnen Druckgefälle, ist das Wärmegefälle in allen drei Stufen gleichgroß, nämlich etwa 61 WE und daher ist auch die Dampfgeschwindigkeit in jeder Druckstufe gleichgroß, nämlich etwa 710 m/Sek.

Abb. 6 gibt ein Diagramm, welches in der eben beschriebenen Weise aus dem JS-Diagramm gewonnen ist. Gewählt wurde hier eine Eintrittsdampfspannung von 12 at bei 300° C und eine Kondensatorspannung von 0,1 at. Die Schnittpunkte der Ordinaten mit den von links unten nach rechts oben ansteigenden Kurven geben die Höhe der Spannungen (Maßstab an der rechten Seite der Abbildung), die bei einer bestimmten Zahl von Druckstufen (siehe Abszissen) in den einzelnen Stufen herrschen müssen, wenn der Dampf in jeder Druckstufe die gleiche Geschwindigkeit besitzen soll. Die Größe dieser jeweiligen gleichbleibenden Geschwindigkeit ist ebenfalls sofort aus dem Diagramm zu entnehmen, und zwar als Schnittpunkt der von links oben nach rechts unten verlaufenden Kurve mit der die Zahl der Druckstufen angebenden Senkrechten. Beispiel: Die Zahl der Druckstufen sei acht. Die in das JS-Diagramm vom Punkte 12 at und 300° senkrecht nach abwärts bis hinunter zu 0,1 at gezogene Linie (das gesamte Wärmegefälle) wird in acht gleiche Teile eingeteilt (s. Abb. 7, die einen Ausschnitt aus Abb. 3 darstellt). Ein Nachmessen dieses Achtels auf der Geschwindigkeitsskala der Abb. 3 ergibt, wie auch das Diagramm (Abb. 6) sofort zeigt (siehe den durch Doppelkreis bezeichneten Punkt) eine Geschwindigkeit von etwa 450 m/Sek. Die Dampfdrücke in den einzelnen Druckstufen ergeben sich entweder durch die Lage der Teilpunkte auf jener Senkrechten der Abb. 7 oder laut Abb. 6 durch die Schnittpunkte der Ordinate 8 mit den Kurven in runden Zahlen zu 8, 5, 3, 1,7, 0,9, 0,45, 0,25 at.

Das Diagramm (Abb. 6) ist dadurch besonders lehrreich, daß es zeigt, wie außerordentlich groß der Unterschied im Druckgefälle sein kann bei gleichgroßem Wärmegefälle. Bei geringen Dampfspannungen genügt schon ein kleines Spannungsgefälle, um dasselbe Wärmegefälle zu erhalten, wie durch ein großes Spannungsgefälle bei hohen Dampfspannungen. Je geringer die Zahl der Druckstufen ist, um so auffälliger ist dieser Unterschied.

Unterseebootmaschinen. Die bisherige schnelle Entwicklung der Unterseeboote ist hauptsächlich der Verwendung der Dieselmaschine als Antriebmaschine zu verdanken. Die Versuche, für die Oberwasserfahrt Dampfmaschinenantrieb zu verwenden, hatten kein günstiges Ergebnis. Die ersten in Deutschland und in England gebauten Unterseeboote erhielten ihren Antrieb durch Benzin- oder Paraffinmaschinen. Durch Verwendung eines solchen Brennstoffes entstand aber eine beträchtliche Feuersgefahr im Schiffe, und der hohe Brennstoffverbrauch dieser Maschinen verkleinerte sehr den Fahrkreis. Vor etwa zehn Jahren wurde in Frankreich, Deutschland und England der Gedanke gefaßt, die Tauchboote mit Dieselmaschinenantrieb zu versehen. Zur Verminderung des Gewichts und des Raumbedarfs war es notwendig, relativ hohe Drehzahlen vorzusehen. Dadurch wurde die Herstellung brauchbarer Dieselmaschinen sehr erschwert. Die Kompressoren zur Erzeugung der für das Einspritzen des Brennstoffes notwendigen hochgespannten Druckluft und die während der Verbrennung auftretenden hohen Temperaturen waren die Ursachen zu vielen Betriebstörungen.

Die Gewichte der langsam laufenden Handelsschiffmaschinen einschließlich der Hilfsmaschinen können zu 160 kg für 1 PS angenommen werden. Bei Tauchbooten rechnet man dagegen mit einem Gewicht von 23 bis 32 kg für 1 PS. Um geringe Maschinengewichte zu erhalten, werden die deutschen Tauchbootmaschinen vielfach aus Manganbronze hergestellt.

Der Forderung des geringen Gewichts und Platzbedarfs entsprechen am besten die Zweitaktmaschinen. Darum ist man in Deutschland von der Viertakt- auf die Zweitaktmaschine übergegangen. In England ist man dagegen bei den Viertaktmaschinen geblieben, die hauptsächlich von der Firma Vickers hergestellt werden. Die Maschinen dieser Firma besitzen keine Einspritzkompressoren. Der Brennstoff wird hier unter sehr hohem Druck in die Arbeitzylinder gepreßt und so fein zerstäubt. Dadurch wird das Gewicht und der Raumbedarf der Maschinen verkleinert und die Betriebsicherheit erhöht. Die neuesten Maschinen dieser Firma besitzen acht Arbeitzylinder bei 850 PSe Leistung. Die deutschen Zweitaktmaschinen mit derselben Leistung haben nur sechs Zylinder. Trotzdem dürfte zwischen den beiden Maschinenbauarten nur ein außerordentlich geringer Unterschied hinsichtlich der Gewichte und der Abmessungen vorhanden sein, da bei den englischen Maschinen eben die Einspritzkompressoren fehlen. Bei den deutschen Zweitaktmaschinen sind dagegen zwei Spülpumpen und zwei Einspritzkompressoren vorhanden. (Es steht natürlich nichts im Wege, die bereits von Diesel versuchte Brennstoffeinspritzung ohne Einspritzluft auch bei Zweitaktmaschinen auszufüren.)

Die Tauchboote der französischen Marine sind teilweise mit Zweitakt-, teilweise mit Viertakt-Dieselmaschinen ausgerüstet. In französischen Tauchbooten sind auch Zweitakt- und Viertakt-Dieselmaschinen deutschen Ursprungs eingebaut. Die von der Schweizer Firma Gebrüder Sulzer hergestellten Tauchboot-Dieselmaschinen arbeiten nach dem Zweitaktverfahren, ebenso die Maschinen der italienischen Fiatwerke. Da zurzeit das Bestreben vorherrscht, Tauchboote mit großen Abmessungen und großer Fahrgeschwindigkeit herzustellen, so sind stärkere Antriebmaschinen notwendig. Für Dieselmaschinen mit großer Leistung eignet sich aber besonders das Zweitaktverfahren. Da die Viertaktmaschinen weniger gut umsteuerbar sind, hat man die Umkehr der Fahrtrichtung meistens mit Hilfe der für die Unterwasserfahrt vorgesehenen elektrischen Anlagen ausgeführt. Die Zweitaktdieselmaschine für den Tauchbootbetrieb werden dagegen als umsteuerbare Maschinen ausgeführt, da die Umsteuerung bei Zweitaktmaschinen einfacher ist als bei Viertaktmaschinen.

Die Kruppschen Dieselmaschinen, die für zahlreiche deutsche Tauchboote von „U 17“ an in Anwendung kamen, sind sechszylindrige Zweitaktmaschinen mit zwei Einspritzkompressoren und zwei Spülpumpen, von denen sich die ersteren in der Mitte der Maschine befinden, während von den letzteren an jedem Maschinenende je eine angeordnet ist. Sowohl die Einspritzkompressoren als auch die Spülpumpen werden unmittelbar von der Kurbelwelle aus angetrieben. Diese Maschinen ergeben eine Nutzleistung von 900 PS bei 450 Umdrehungen in der Minute. Das Spülen und Laden von Zweitaktmaschinen verursacht bei so hohen Drehzahlen große Schwierigkeiten. Es sind deshalb in jedem Zylinderdeckel drei große Spülventile angeordnet, die von einem gemeinsamen Nocken aus gesteuert werden. Das Brennstoff- und Anlaßventil müssen dabei schräg angeordnet werden. Die vollkommen eingekapselte Maschine ist umsteuerbar.

Die Tauchbootmaschinen der Firma Augsburg-Nürnberg arbeiten ebenfalls im Zweitakt und leisten bei 450 Umdrehungen in der Minute 900 PSe. Sie besitzen acht Arbeitzylinder und zwei unmittelbar von der Kurbelwelle aus angetriebene zweistufige Einspritzkompressoren, die nebeneinander am Maschinenende sitzen. Die Arbeitzylinder haben 310 mm ∅, der Kolbenhub ist 340 mm, dies ergibt bei 450 Umdrehungen in der Minute 5,1 m/Sek. Kolbengeschwindigkeit. Jeder Arbeitkolben hat an seinem unteren Ende den Spülluftpumpenkolben angeordnet. Es sind somit acht Spülluftpumpen vorhanden. Die Spülluftkolben haben 475 mm ∅, so daß sich das Hubvolumen der Spülluftpumpe als das 1,35-fache des Hubvolumens der Arbeitzylinder ergibt. Die Einspritzkompressoren haben 100 bzw. 300 mm Zylinderdurchmesser bei 250 min Hub. Die gesamte Baulänge beträgt etwa 7 m, die größte Höhe 2,6 m. Die Arbeitkolben sind hier ausnahmsweise mit Oel gekühlt. Die Zylinderdeckel enthalten neben dem Brennstoff- und Anlaßventil nur ein einziges Spülventil. Brennstoff- und Spülventil sind schräg angeordnet.

Die Firma Gebrüder Sulzer hat für die amerikanische und japanische Marine sechszylindrige Tauchbootmaschinen geliefert, mit einer Nutzleistung von 600 PS bei 400 Umdrehungen in der Minute. Der Zylinderdurchmesser beträgt 320 mm, der Kolbenhub ebenfalls 320 mm. Bei diesen Zweitaktmaschinen erfolgt die Zuführung der Spülluft zu den Arbeitzylindern nicht von oben durch die Ventile im Zylinderdeckel, sondern von unten her durch Schlitze, die sich am Zylinderende gegenüber der Auspuffschlitze befinden. Im Zylinderkopf befindet sich dementsprechend nur mehr das Brennstoff- und das Anlaßventil. Rißbildungen treten in diesen einfachen Zylinderköpfen kaum auf. Auch die Steuerung und Umsteuerung baut sich dabei einfach. Es sind zwei übereinanderliegende Spülschlitzreihen angeordnet, die durch den Arbeitkolben gesteuert werden. Die obere Schlitzreihe besitzt außerdem noch eine zusätzliche Steuerung in Form eines von einer Nockenwelle aus betätigten Ventils. Auf diese Weise wird angestrebt, das Ausspülen des Arbeitzylinders möglichst vollkommen zu erhalten und auch noch nach Abschluß der Auspuffschlitze Luft in den Arbeitzylinder einführen zu können, um so die Menge der Verbrennungsluft und somit die erzielbare Maschinenleistung zu vergrößern. Mit dieser Schlitzspülung sind bereits ortfeste Maschinen bis zu 2400 PSe ausgeführt worden.

Bereits vor Beginn des Krieges war das Bestreben bei allen Kriegsmarinen vorhanden, große und schnelle Tauchboote zu schaffen. Die Entwicklung der Tauchboote in dieser Richtung ist abhängig von der erzielbaren Höchstleistung der Antriebmaschinen. Maschinen mit 2000 bis 3000 PS Leistung sind aber notwendig, um den großen Tauchbooten die erwünschte Geschwindigkeit von 20 Knoten und mehr zu erteilen. (Der Oelmotor 1915 S. 236 bis 241.)

W.

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Graphit-Oelpumpe. Es ist bekannt, daß man durch Zusatz von Graphit in feiner Verteilung Schmieröl ausgiebiger machen und Ersparnisse bis 80 v. H. namentlich an Zylinderöl erzielen kann. Außerdem kann man bei Heißdampf billigeres Oel benutzen. Die Betriebsicherheit wird bei Graphitschmierung erhöht, weil nach den Ergebnissen von Versuchen die mit Graphit geschmierten Maschinen auch einige Tage ohne Schmierung laufen können und sich überhaupt weniger abnutzen. Die Schwierigkeit besteht nur darin, den fein verteilten Graphit dem Schmieröl dauernd in gleichbleibender Menge zuzusetzen und das Ausscheiden des in dem Oele verteilten Graphits bis zur Schmierstelle zu verhüten. Diese Schwierigkeit soll die Graphit-Oelpumpe des Ingenieurs Otto A. Barleben in Dortmund beseitigen. Die einfache und zuverlässige Vorrichtung gewährleistet leichtes und bequemes Zusetzen des Graphits zum Schmieröl und rührt die Oelgraphitmischung dauernd um, so daß jedes Ausfallen und Absetzen von Graphit während des Betriebes verhindert wird. Die Pumpe ist so gebaut, daß sie die bisherige Schmiereinrichtung mit dem Mollerup-Apparat oder der Oelpumpe bestehen läßt. Sie ist leicht auch von unerfahrenen Wärtern zu bedienen und widersteht infolge der Kugelform des Oelgraphitbehälters auch dem höchsten Druck, so daß ein Platzen bei Unachtsamkeit des Wärters, falls dieser den Abstellhahn zu schließen vergißt, ausgeschlossen ist. Im wesentlichen handelt es sich um ein kugelförmiges Gefäß, das oben die verschließbare Einfüllöffnung für den Graphit besitzt. Auf der einen Seite tritt das Oel aus der Schmierpresse ein, um durch einen Abstellhahn, mit Graphit gemischt, auszutreten. Die Pumpe bildet einen Sack in der Rohrleitung. Im Innern sind Mischflügel angeordnet, die schwingbar auf ihrer Welle sitzen, so daß sie von der Welle nur aufwärts mitgenommen werden, dann aber plötzlich, wenn der Kippunkt erreicht ist, abwärts schwingen, wodurch ein kräftiges Rühren des Graphits im Oel erreicht wird. Die Pumpe wird vor dem Gebrauch mit Zylinderöl gefüllt, dem 15 bis 20 g Flockengraphit auf das Liter Oel zugesetzt werden. Findet das Einfüllen des Graphits während des Betriebes statt, so wird der Abstellhahn am Graphitapparat geschlossen und die Schmierpresse etwas zurückgedreht, um für den einzufüllenden Graphit Platz zu schaffen, der durch die obere Einfüllöffnung eingebracht wird. Nach Abschluß der Füllöffnung wird die Schmierpresse von Hand zwecks vollständiger Füllung des Oel-Graphitbehälters gedreht, bis sich Widerstand ergibt, dann öffnet man den Abstellhahn wieder, und die Vorrichtung ist erneut im Betriebe. Die Pumpe wird in zwei Größen von ½ und 1 l Inhalt geliefert. Erstere Größe ist ausreichend für Maschinen bis 600 PS, die zweite Größe ist für ganz große Maschinen bestimmt. Für jede Maschine ist nur eine einzige Pumpe und entsprechend auch eine einzige Schmierpresse erforderlich, die dem Hochdruckzylinder vorgeschaltet werden. Alle anderen Schmierpressen bleiben weg. Für die Zylinderschmierung hat sich am besten Flockengraphit bewährt, da er durch den Dampf mitgerissen wird und sich entsprechend im Innern verteilt. Zum Strecken von gewöhnlichem Maschinenöl empfiehlt sich Pudergraphit. Dieser staubförmige Graphit kann einige Tage in dem Maschinenöl schwebend erhalten werden, wenn man ihn vor dem Beimischen scharf trocknet. Man kann den getrockneten bzw. geglühten Graphit auch noch mit etwas Seife mischen, ehe man ihn dem Oel zusetzt. Auch durch Behandlung des geglühten Graphits mit Benzin oder Benzol vor der Mischung mit dem Oel erhält man eine dauernde Graphit-Oelmischung.

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Versuche mit Lagern aus beschlagnahmefreien Ersatzstoffen für Werkzeugmaschinen. Rotguß, Phosphorbronze, Weißmetall nehmen als Lagermetalle im Werkzeugmaschinenbau mit Recht eine vorherrschende Stellung ein, da sie, sowohl was zulässige Flächenpressung, als auch zulässige Gleitgeschwindigkeit anbetrifft, von anderen Metallen nicht erreicht werden. Der Krieg brachte indessen unter anderem die Beschlagnahme des Kupfers und zwang dadurch die Fabrikanten, sich mit der Frage der Beschaffung von Ersatzstoffen zu befassen. Gußeisen, gehärteter Stahl und Zinkbronzen waren als Metalle für Lager geringerer Beanspruchung nicht unbekannt, doch bestanden keine genügenden Anhaltpunkte über die Bewertung unter den verschiedenen Arbeitverhältnissen. Im Auftrage des Vereines deutscher Werkzeugmaschinenfabriken untersuchte Schlesinger (Werkstattstechnik 1. Dezember 1915) folgende, dem vorliegenden praktischen Bedürfnisse entsprechenden Fälle: Wie laufen sowohl gehärtete, als auch ungehärtete Spindeln aus Stahl in Lagern aus: Gußeisen, Zinkbronze und gehärtetem Stahl? Gemäß den Betriebsverhältnissen bei Werkzeugmaschinen sollten die Lager sowohl mit hohen Drucken bei geringen Lagergeschwindigkeiten, als auch umgekehrt mit niedrigen Drucken bei hoher Geschwindigkeit untersucht werden. Ebenso sollte sowohl die Art des Schmiermittels, als auch die Art seiner Zuführung zum Lager in den Kreis der Betrachtungen aufgenommen werden.

Die Ausführung der Versuche erfolgte einfach derart, daß von den Werkzeugfabriken Maschinen und Spindelkästen ganz normaler Ausführung zur Verfügung gestellt wurden, die nacheinander mit den eingangs genannten Lagern versehen und im Versuchsfelde der Technischen Hochschule Charlottenburg Dauerversuchen unterworfen wurden. Geprüft wurden:

1. Ein Räderspindelkasten für 250 bis 1000 n/Min, für einen Höchstverbrauch von 10 PS. 2. Eine Fräsmaschine von 3 PS und 20 bis 380 n/Min. 3. Ein Spindelkasten einer Revolverdrehbank von 1½ bis 2 PS und 300 bis 1200 n/Min. 4. Ein Spindelkasten einer Spitzendrehbank von 1 bis 1½ PS und 300 bis 1500 n/Min. 5. Ein Spindelkasten einer kleinen Drehbank von 1 PS und 400 bis 2000 n/Min. 6. Ein Spindelkasten für einen Schleifapparat von 0,1 bis 0,3 PS und 3500 bis 8000 n/Min.

Aus dieser, wohl alle vorkommenden Fälle einschließenden Versuchsreihe hat sich zunächst ergeben, daß für die besonders hoch beanspruchten vorderen Spindellager an der Verwendung der hochkupferhaltigen Bronzen (Sparmetallen) einstweilen festgehalten werden muß, da nur dieses Metall gegenüber den bei solchen Lagern häufig auftretenden Kantenpressungen genügend Sicherheit gegen Fressen bietet. Dagegen hat sich in allen übrigen Fällen weiches Gußeisen (Zusammensetzung: 3,6 C, 2,16 Si, 0,29 Mn, 0,027 S, 0,07 P) besonders auf gehärteten Stahlspindeln sehr gut bewährt. Ungehärteter Stahl auf Gußeisen erfordert sorgsamere Wartung und reichliche Schmierung. In dem Falle 1 liefen die Lager noch mit einer spezifischen Pressung von 20 kg/cm2 einwandfrei, und erst die hinzutretende Kantenpressung erzeugte Fressen. Schlesinger hält eine Belastung von 12 kg/cm2 bei Gleitgeschwindigkeiten bis 2,6 m/Sek. bei guter Ausführung und Schmierung für ohne weiteres zulässig. In dem Falle 6 wurde die Gleitgeschwindigkeit bis auf 7,7 m/Sek. gesteigert. Allerdings kamen nur Lagerdrucke bis 0,7 kg/cm2 vor (keine Kantenpressung vorhanden). Die Lager liefen fünf Wochen ohne jede Störung.

Hartes Gußeisen ist als Lagermetall nicht geeignet, dagegen kann Kriegsbronze (85 Zink, 10 Aluminium, 10 Kupfer oder 80 Zink, 4,6 Blei, 9,7 Zinn, 4,4 Kupfer) bis 6 kg/cm2 verwendet werden.

Noch weniger hoch dürfen Lagerschalen aus gehärtetem Stahl beansprucht werden, da bei dem Versuch Nr. 5 schon bei 1,5 kg/cm2 Fressen auftrat. Hier kann man jedoch auch der Meinung sein, daß die Ursache des Uebels mehr darin zu suchen ist, daß Lager mit hart auf hart nur sehr langsam einlaufen und bis dahin wie bei jedem anderen Lager nur sehr geringe Flächenauflage vorhanden ist. Es sind Beispiele genug bekannt, wo Lager mit weit höherer Belastung als 12 kg/cm2 einwandfrei laufen. Immerhin ist, von Sonderfällen abgesehen, Gußeisen vorzuziehen.

Die Schmierung muß in allen Fällen besonders gut sein. Eine rückkehrende 8-förmige Schmiernute an der Stelle des geringsten Lagerdruckes, die Kanten der Schmiernuten sorgfältig verrundet, und statt des üblichen kleinen Schmierbüchschens ein Tropföler, dürfte wohl das zweckmäßigste sein. Da die Versuche noch nicht abgeschlossen sind, so können wohl weitere nützliche Ergebnisse erwartet werden.

Rich. Müller.

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Die nutzbaren Lagerstätten der Türkei und Bulgariens und ihre Bedeutung für die Zentralmächte. Eine der augenblicklich für die Zentralmächte wichtigsten Fragen: Welche Bedeutung die Lagerstätten nutzbarer Mineralien in den uns verbündeten Ländern haben, behandelt P. Krusch, Geh. Bergrat und Prof. an der Bergakademie Berlin, in einem interessanten Aufsatz in der Wochenausgabe des Berliner Tageblatts vom 29. Dezember 1915 (Sondernummer Berlin-Bagdad).

Von der Türkei kommt vorläufig nur Kleinasien in Betracht. Geologisch besteht Kleinasien in der Hauptsache aus zwei nach Norden bzw. nach Süden geöffneten Bögen aus kristallinen und paläozoischen Gesteinen, die sich im Westen und Osten vereinigen. Das zwischen ihnen liegende Becken, ein Hochland, ist mit salzführendem Obermiozän ausgefüllt. Die alten Gesteine sind mehr oder weniger überdeckt von Jura, Trias, Kreide und Tertiär. An Eruptivgesteinen kommen besonders Serpentine und jungeruptive Massenergüsse vor.

Wichtig für die Türkei sind die Steinkohlenvorkommen. Ausgebeutet werden bis jetzt nur die bekannten Vorkommen von Heraklea. Braunkohlen kommen an vielen Stellen vor, spielen aber noch keine bedeutende Rolle. Große Hoffnungen setzt man in das Vorkommen von Petroleum. Krusch hält es nicht für ausgeschlossen, daß diese Erdölvorkommen internationale Bedeutung erlangen können. Wichtig sind ferner die Kupferlagerstätten, von denen die bei Ardana Madén die bedeutendste ist. Die Kupferkiese sollen dort durchschnittlich 13 bis 14 v. H. Kupfer haben. Antimon und Schwefelkies werden in geringen Mengen gewonnen. Ganz besondere Bedeutung für Europa haben die Chromeisenerzlagerstätten, die in der Provinz Brussa, in der Gegend von Makri, und schließlich bei Alexandrette vorkommen. Der Erzvorrat von Daghardy (Brussa) wird auf 10 Mill. Tonnen mit 51 bis 55 v. H. Cr2O3 geschätzt und dürfte somit der reichste der Welt sein. Von den vielen Eisen- und Manganerzvorkommen sind nur wenige abbauwürdig. Dasselbe läßt sich von den Quecksilber- und Bleierzlagerstätten sagen. Große Bedeutung haben wieder die Meerschaummassen, die im Wilajet Brussa vorkommen und die größten der Erde sind. Ferner sind von internationaler Bedeutung die weltbekannten Schmirgellagerstätten im Wilajet Smyrna und auf einigen Inseln. Von Interesse sind die Steinsalzlager, von denen das wichtigste das von Tuz-Kiöi ist. Die Pandermitlagerstätten von Sultantschair liefern einen großen Teil der Weltproduktion. Gewonnen werden ferner Asphalt und Asphaltkalk, sowie die im Ostjordantal vorkommenden Phosphate. Einer großzügigen Entwicklung des Bergbaues in der Türkei standen bisher außer den mangelhaften Verkehrsverhältnissen und anderen Gründen auch der vielfach unklare, politischer und finanzieller Willkür Tür und Tor öffnende Zustand des Bergrechtes entgegen, das sich in vieler Beziehung an das französische Konzessionssystem anlehnt. Man kann nur hoffen, daß dies in Zukunft anders wird. Für die Zentralmächte sind besonders wichtig die Vorkommen von Chromeisen, Schmirgel, Borax, Meerschaum und Kupfer. Vielleicht auch Petroleum und die Phosphate. Dagegen dürften die übrigen Erze und die Kohlen wohl nur für die Türkei selbst Bedeutung haben.

Der geologische Bau Bulgariens ist verhältnismäßig einfach. Im Norden das Balkangebirge, im Süden das Rhodopegebirge, welche beide hauptsächlich aus kristallinen Schiefern, Granit, Unterkarbon und Trias bestehen. Die Senke zwischen beiden ist mit Tertiär und Diluvium erfüllt. Nördlich vom Balkan liegt in der Hauptsache Kreide. Das Rhodopegebirge ist von einer Fülle tertiärer Eruptivgesteine durchsetzt.

Was zunächst die Kohlenvorkommen betrifft, so kommen diese an verschiedenen Stellen und zum Teil in guter Verkehrslage vor. Sie werden bisher nur wenig ausgebeutet. In großen Mengen finden sich in Bulgarien Lignite (Braunkohlen), sie werden schon ausgebeutet und vermutlich größere Bedeutung erlangen. Ueber die Eisenerzvorkommen, die an verschiedenen Stellen nachgewiesen sind (sowohl Roteisen als auch Magneteisen) ist wenig bekannt. Dasselbe gilt von den Manganerzen. Auch die Blei-Zinkerz- und Schwefelkieslagerstätten sind bisher nur wenig beachtet worden. Sehr wichtig hingegen sind auch hier die Kupfererzvorkommen, die schon von den Römern ausgebeutet wurden und die man von verschiedenen Stellen kennt; z.B. geht auch Bergbau auf ihnen um. Von vorläufig untergeordneter Bedeutung sind dann wieder die Gold- und Chromerzvorkommen.

Für die Zentralmächte von Wichtigkeit sind außer den Kupferlagerstätten die Kohlen, die ja mit Recht bei der letzten bulgarischen Anleihe eine Rolle gespielt haben. Ueber die Zukunft des sonstigen Bergbaues läßt sich nichts sagen, bevor nicht Aufschlußarbeiten, namentlich auf Kupfer, Kohle, Blei und Zink gemacht worden sind.

Wüster.

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Kraftversorgung für Hüttenwerke. In einer längeren Abhandlung in der Zeitschrift The Iron Trade Review 1914 S. 17 bis 24 und S. 119 bis 131 wird der Vorteil des elektrischen Antriebes für Walzenstraßen aller Art hervorgehoben und die wirtschaftliche Ueberlegenheit der Dampfturbinenzentrale bzw. der gemischten Zentrale über den reinen Gasmaschinenantrieb betont. Die Gasmaschine ist als Antriebsmaschine für Drehstrom bei Stromstößen Schwankungen ausgesetzt und kann sich nicht so gut großen Belastungsschwankungen anpassen wie die Dampfturbine. Außerdem ist ihre Ueberlastungsfähigkeit eng begrenzt. Der größte Kraftbedarf eines Hüttenwerkes sei zu 20000 KW, der mittlere zu 11000 KW während 24 Stunden angenommen. Der Kraftfaktor ist also 55 v. H. Bei einer Gasmaschinenzentrale sind dementsprechend neun Stück 2200 KW-Gasmaschinen aufzustellen und in Betrieb zu halten. Bei einer Dampfturbinenzentrale leisten fünf Stück Dampfturbinen mit je 4000 KW dasselbe. Die mittlere Belastung einer Gasmaschine ist dementsprechend 11000 : 9 = 1220 KW. Bei dieser Belastung werden etwa 4590 WE für 1 KW/Std. verbraucht. Die mittlere Belastung einer jeden Dampfturbine ist dagegen 11000 : 5 = 2200 KW. Bei dieser Belastung werden etwa 5700 WE für 1 KW/Std. verbraucht. Es sind dementsprechend 5700 – 4590 = 1100 WE mehr als bei der Dampfturbine erforderlich. Bei 310 Arbeitstagen und bei einer mittleren Belastung von 11000 KW würde die gesamte Leistung 82000000 KW/Std. betragen. Bei der Annahme von zwei Reserveeinheiten von je 2200 KW ist der jährliche Ausnutzungsfaktor 38,65 v. H. und der tägliche 45,5 v. H. Bei Verwendung von Dampfturbinen mit 50 v. H. Ueberlastungsfähigkeit genügen 4000 : 1,5 = 2660 KW-Turbinen. Mit einer 2660 KW-Turbine als Reserve wird die Durchschnittsleistung 15960 KW sein. Eine, solche Dampfturbinenzentrale hat einen jährlichen Ausnutzungsfaktor von 58,5 v. H. und einen täglichen von 68,3 v. H. Wird die ungünstige Annahme gemacht, daß nur Hochofengas zur Erzeugung von 82000000 Kilowattstunden zur Verfügung stehen, so müssen 1110 Wärmeeinheiten für je 1 KW/Std. in Gestalt von Kohle gekauft werden, wenn in der Zentrale nur Dampfturbinen vorhanden sind. Es sind dementsprechend noch 82000000 × 1100 = 90200 × 106 WE im Jahr, oder 16983 t Kohle (bei 5900 WE Heizwert) notwendig. Eine Tonne Kohle zu 10,50 M angenommen, beträgt die jährliche Ausgabe für Kohlen 178321,5 M.

Die Anschaffungskosten bei Gasmaschinen werden zu 420 M für 1 KW und 294 M für 1 KW bei Dampfturbinen angenommen. Die Gasmaschinenzentrale kostet somit 24000 × 420 = 10080000 M, die Dampfturbinenzentrale 24000 × 420 = 7056000 M. Bei 7,5 v. H. Abschreibung, 5 v. H. Zinsen und 1 v. H. Versicherung und Taxen ist die jährliche Ausgabe für die Gasmaschinenzentrale etwa 1360800 M, für die Dampfturbinenzentrale 952560 M. Die jährlichen Auslagen für die Dampfturbinenanlage sind also um 408240 M geringer. Hier sind aber noch die Ausgaben für die Kohlen abzuziehen, so daß die Ersparnis bei einer Dampfturbinenanlage auf 408240 – 178321,5 = 229918,5 M sich beläuft.

Nimmt man für dieselbe Kraftanlage fünf Stück 2200 KW-Gasmaschinen an, von denen vier Stück in Betrieb sind, um die geringste Belastung von 7000 KW aufzunehmen, und die sich noch an der Aufnahme der mittleren Belastung von 11000 KW und der Höchstbelastung von 20000 KW bis zu 8800 KW beteiligen. Die Belastung einer Gasdynamo schwankt dann zwischen 7000 : 4 = 1750 KW und 2200 KW. Die mittlere Belastung der vier Gasmaschinen kann dementsprechend zu 1975 KW angenommen werden, wozu 3450 WE für 1 KW notwendig sind, gegen 4590 WE im ersten Falle. Außer den fünf Gasmaschinen sollen noch vier Dampfturbinen von 2500 KW vorhanden sein, von denen eine als Reserve dient: Die Dampfturbinen können bis zu 3750 KW belastet werden. Bei der Höchstbelastung beträgt der Unterschied 20000 – 8800 = 11200 KW. Diese Belastung muß von den Dampfturbinen aufgenommen werden. Der Wärmeverbrauch hierbei ist 6325 WE für 1 KW/Std. Dementsprechend bestimmt sich der gesamte Wärmeverbrauch zu:

4 Gasmaschinen belastet m. 189600 KW/Std.    zu je 3450 WE = 6,5 × 108 WE 3 Dampfturbinen belastet m. 74400 KW/Std.    zu je 6325 WE = 4,7 × 108 WE –––––––––––––––– Gesamt-KW/Std. in 24 Std. 264000 KW/Std.    brauchen = 11,2 × 108 WE Durchschnittl. WE-Verbrauch für 1 KW/Std.    =\frac{11,2\times 10^8}{264000}= 4260 WE Die Kraftzentrale mit 9 Gasmasch. braucht 4590 WE –––––––––––––––– Ersparnis an Wärmeeinheiten für 1 KW/Std. 330 WE Ersparnis an WE für einen Arbeitstag 87120000 WE

Treten an Stelle der 2500 KW-Turbinen größere Einheiten, in denen die 87120000 WE nutzbar gemacht werden, und wird die dadurch gewonnene elektrische Kraft mit einem Gewinn von 0,02 M für 1 KW verkauft, so ist der Gesamtgewinn bei 310 Arbeitstagen und 6174 WE für 1 KW/Std. =\frac{87120000\times 310\times 0,02}{6174}=87482 M.

Das Anlagekapital einer solchen Kraftanlage ist: 5 × 2200 × 420 + 4 × 3750 × 294 = 9030000 M. Die jährliche Verzinsung beträgt hiervon 1219050 M, die einer Gaszentrale 1360000 M. Der Unterschied beträgt also 141750 M. Fügt man hierzu noch den Gewinn aus verkauftem Strom hinzu, so vergrößert sich der Gewinn der gemischten Zentrale gegenüber der reinen Gaszentrale um 229232 M.

In dieser Berechnung sind die Kosten für Ausbesserungen, Schmierung und Wasser nicht berücksichtigt. Diese Kosten sind aber bei den Dampfturbinen auf keinen Fall größer als bei Gasmaschinen. Der thermische Wirkungsgrad der Gasmaschinen mit Ausspülung und Aufladen der Ladung und mit Ausnutzung des Auspuffes ist etwa 30,4 v. H., ohne solche Neuerungen aber nur 26,9 v. H. Eine Dampfturbine mit 12,5 at Dampfdruck und 353° Ueberhitzung hat einen thermischen Wirkungsgrad von 23,3 v. H. und bei 13,5 at Dampfdruck mit 367° Ueberhitzung ist derselbe 24 v. H.

Diese Ausführungen blieben nicht unwidersprochen. In derselben Zeitschrift (The Iron Trade Review 1914 S. 340 bis 377 und 386 bis 388) wird darauf hingewiesen, daß in Deutschland die neueren Anlagen als reine Gasmaschinenzentralen ausgebildet sind, z.B. die Anlagen von Differdingen, Rheinhausen, Deutscher Kaiser, Friedrich-Wilhelm-Hütte, Hoesch, Hörde und Dortmunder Union. Die Hüttenwerke sind nicht immer gleichmäßig beschäftigt, und deshalb entsteht bei Gasmaschinenzentralen ein niedriger Ausnutzungsfaktor. Die Ueberlastungsfähigkeit der Dampfturbinen um 50 v. H. kann nur dann ausgenutzt werden, wenn die Dynamomaschine nicht für 25 v. H., sondern auch für 50 v. H. Ueberlastungsfähigkeit gebaut ist. Dadurch entstehen aber auch größere Anschaffungskosten. Bei Viertaktmaschinen mit Spül- und Aufladungsverfahren kann auch eine Leistungserhöhung von 30 bis 40 v. H. erreicht werden, bei einem mittleren Druck von 4,9 kg/cm2 im Arbeitzylinder. Mit solchen Maschinen werden die Herstellungskosten einer reinen Gasmaschinenzentrale wesentlich verkleinert. Durch das Spülverfahren und durch Leistungserhöhung kann der mittlere effektive Druck auf 6,3 kg/cm2 vergrößert werden. Die Temperaturen des Arbeitzylinders, Kolbens und Zylinderdeckels erhöhen sich dabei nicht. Versuche haben bewiesen, daß die Temperaturen des abfließenden Kühlwassers bei 6,3 kg/cm2 im Zylinder nicht größer werden als bei 4,9 kg/cm2 ohne Ausspülung. Der Gasverbrauch wird bei Gasmaschinen mit Spül- und Aufladungsverfahren zu 3024 WE für 1 KW bei voller bis dreiviertel Belastung gewährleistet.

Sind bei einer solchen Gasmaschinenzentrale zehn Gasmaschinen mit je 2700 KW vorhanden, so könnte die Leistung jeder Maschine durch das Spül- und Aufladeverfahren um 700 KW vergrößert werden. Dies ergibt eine Leistungserhöhung um 26 v. H. Die Anlagekosten solcher Maschinen mit Spül- und Aufladeverfahren sollen 840000 M betragen. Dabei sind drei unmittelbar mit Dampfturbinen angetriebene Turbogebläse, deren Dampf durch den Auspuff der Gasmaschinen erzeugt wird, mitgerechnet. Die Vergrößerung um 10 × 700 KW würde nur 111,5 M kosten, mit einer Gasreinigungsanlage entsprechend 134,50 M für 1 KW. Die folgende Zusammenstellung zeigt die Betriebskosten einer Gasmaschinenzentrale mit und ohne Spül- und Aufladevorrichtung.

GewöhnlicheGasmaschine Gasmaschinemit Spül- u.Auflade-vorrichtung Leistungsfähigkeit in KWAngenommener AusnutzungsfaktorJährlich erzeugte KW/Std.Maschinenkosten für 1 KW/Std.   MBetriebskosten für 1 KW/Std.        Pf.WartungAusbesserungenSchmiermittelWasserSonstiges 3400060180000000310,800,1260,1090,0340,0170,050 3400060180000000268,800,1090,1090,0290,0130,042                                          ZusammenKosten des gereinigten Gases 0,3360,672 0,3020,630 Betriebskosten zusammenAmortisation und Verzinsung 15 v. H. 1,0080,874 0,9320,756 Gesamtkosten an der Schalttafel    für 1 KW/Std.                              Pf. 1,882 1,688

Die Ersparnis beträgt also in diesem Falle 0,194 Pf. für 1 KW/Std. oder 348600 M im Jahr. Es wird bei dieser Berechnung angenommen, daß genügend viel Hochofengas zur Verfügung steht. Eine Hochofenanlage, die 3600 t Eisen täglich erzeugt, hat genug Hochofengas, um eine Gasmaschinenanlage von etwa 70000 KW zu betreiben. Man kann etwa 18 bis 24 KW auf jede Tonne Roheisen in 24 Std. rechnen. (Stahl und Eisen 1915 S. 1158 bis 1160.)

W.

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Elektrizitätswerk, Eisfabrik, Kühl- und Gefrierhaus. Die Rentabilität von Elektrizitätswerken wird maßgebend beeinflußt von dem Verhältnis der jährlich insgesamt abgegebenen KW/Std. zu den der vollen Leistung des Werkes entsprechend verfügbaren. Dieser Wert gibt an, in welchem Maße die installierten KW auch tatsächlich ausgenutzt werden. Die Werke müssen für den größten zu erwartenden Stromverbrauch ausreichend bemessen sein, dieser bestimmt daher die vom Verbrauch im allgemeinen unabhängigen Lasten der Amortisation, der Ausgaben für das Personal usw. Auch die Betriebskosten (Kohlen-, Oel-, Wasserverbrauch) können der Belastung nur in gewissem Maße angepaßt werden, da eine zu weitgehende Unterteilung der Maschinen- und Kesseleinheiten deren Wirkungsgrade ungünstig beeinflußt.

Nun weisen die Belastungskurven von Elektrizitätswerken, besonders wenn sie vorwiegend Lichtstrom abgeben, außerordentlich große Schwankungen auf. Fast der gesamte Stromverbrauch beschränkt sich auf die paar Abendstunden zwischen 8 und 12 Uhr, auch eine auf Monate, statt Stunden, bezogene Kurve zeigt ähnliche Schwankungen, da während der Sommermonate natürlich auch wenig Licht gebraucht wird. Die Schwankungen der Kurve mit Hilfe von besonders niedrigen Strompreisen oder sonstigen Vergünstigungen für die stillen Zeiten durch Steigerung des Stromverbrauchs auszugleichen, ist die größte Sorge der kaufmännischen Leiter von Elektrizitätswerken. Fremde Industrien als Stromabnehmer für Kraftzwecke heranzuziehen, wird nur in verhältnismäßig seltenen Fällen möglich sein; vorausschauende Werkserbauer suchen daher eigene Industrie zu Hilfe zu nehmen.

Vorzüglich eignet sich die Kälteindustrie hierzu. Die Erzeugung von Kunsteis, die Versorgung von Kühl- und Gefrierhallen läßt das Verfahren besonders für kommunale Verbände geeignet erscheinen, die durch großzügige Taktik in der Konservierung von Nahrungsmittel ihren Gemeinden ungemein viel Nutzen bringen können. Der gegenwärtige Krieg dürfte in dieser Hinsicht manchen Fingerzeig gegeben haben.

Die tägliche Stromentnahme von Seiten des Eiswerks läßt sich ja ohne Schwierigkeit auf die Tages- und Nachtstunden verlegen, an denen die sonstige Inanspruchnahme des Kraftwerkes gering ist, dagegen ist es ein besonders günstiger Umstand, daß in den stilleren Sommermonaten der Eisbedarf am größten ist. Diese so günstige Anpassung veranlaßten sowohl die Gemeinde Steglitz bei Berlin als auch die Stadt Oberhausen, ihren Elektrizitätswerken solche Eiswerke anzugliedern.

Das beistehende Kurvenbild der Belastung des Elektrizitätswerkes Steglitz zeigt deutlich den ausgleichenden Einfluß des Eiswerkes auf die Monatskurve. Das Bild der Tageskurve wäre noch ausdrucksvoller, da während der Zeit der maximalen Beanspruchung des Kraftwerkes das Eiswerk still liegt.

Textabbildung Bd. 331, S. 64 Jahresbelastung des Elektrizitätswerkes Steglitz bei Berlin

Die Anlage Steglitz ist für eine tägliche Erzeugung von 100000 kg Kristalleis bei 20-stündigem Betriebe eingerichtet. Kristalleis setzt allerdings die Verwendung von destilliertem Wasser voraus. Hierzu wird der Abdampf der Turbinen verwendet; das Kondensat wird entölt und nachdem zur Entlüftung nochmals unter dem Vakuum des Kondensators aufgekocht.

Die Eiserzeugung erfolgt nach dem System der Maschinenbauanstalt Humboldt, Kalk bei Köln, im Ammoniak-Verflüssigungsverfahren. Von genannter Firma sind auch die gesamten maschinellen Anlagen ausgeführt.

Im Maschinenraum, der sich in einem unter dem Wagenschuppen der städtischen Straßenbahn ausgebauten Keller befindet, sind zwei als Zwillingsmaschinen ausgebildete Ammoniakkompressoren aufgestellt, die von 210 PS-Drehstrommotoren für 6000 Volt Spannung angetrieben werden. Die Kompressoren laufen mit 85 Umdrehungen in der Minute und leisten stündlich 540000 Kalorien. Für jeden Kompressor sind zwei Tauchkondensatoren von zusammen 640 m2 Kühlfläche vorgesehen, in denen die Verflüssigung des Ammoniakpreßgases erfolgt. Das Kühlwasser liefern zwei Kreiselpumpen von je 35 m3 Stundenleistung.

Die Zweiteilung ist auch bei den Eisbildnern durchgeführt, deren jeder stündlich 2500 kg Kristalleis erzeugt. Sie bestehen aus mehreren großen Bottichen mit je 73 Zellenrahmen, diese wieder zu je 26 Eisbildungszellen. Die Bottiche sind mit zirkulierender Salzsole als Kühlflüssigkeit gefüllt, der das von den Kompressoren verdichtete Ammoniak bei der Entspannung Wärme entzieht. Das Gas durchströmt hierbei am Boden der Bottiche liegende Kühlschlangen von 300 m2 Kühlfläche.

Jeder Eisblock von der bekannten länglichen Form wiegt 25 kg. Die Bedienung des Eisbildners bei der Beschickung und Entleerung, der Transport der Eisbarren zum Eislager usw. erfolgt halb selbsttätig mit Hilfe eines 10 PS-Motors. Die Kühlung der Eislager geschieht durch Kühlrohrsysteme mit Salzwasser als Kühlmittel, das den Eisbildnerbottichen entnommen wird.

Die Anlage Oberhausen ist kleiner, da sie in derselben Zweiteilung zwei Eisbildner von nur je 625 kg Stundenleistung aufweist. Die elektrische Ausführung stammt von den Siemens-Schuckertwerken. Die Leistung des Eiswerkes erwies sich bald als unzureichend und machte die Erweiterung der Anlage erforderlich. Dieser Ausbau hat deshalb noch besondere Bedeutung, weil über und unter dem Eisbildnerraum Gefrierkammern für Fleisch usw. eingebaut werden. Weniger in rein technischer, als vielmehr in wirtschaftlicher Beziehung verdienen die Versuchsergebnisse die größte Beachtung. (Richard Pabst, Elektr. Kraftbetriebe und Bahnen 14. Okt. 1915.)

Rich. Müller.

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Kriegsmaßnahmen im deutschen Lokomotivbau. Für den Lokomotivbau handelt es sich in erster Linie darum, für Kupfer einen Ersatz zu schaffen, da der Bedarf daran nur zu einem Zehntel durch die Inlandsförderung gedeckt wird. Man stellt daher gegenwärtig die Feuerbuchse aus Flußeisen her, das eine Dehnung von mindestens 25 v. H. zeigen muß, während die Zugfestigkeit 41 kg/mm2 nicht überschreiten darf. Nur zur Dichtung der Heiz- und Rauchrohre in der Rohrwand werden nahtlose Kupferringe zwischen Wand und Rohr eingelegt. Auch die Verwendung flußeiserner Stehbolzen erwies sich als zulässig. Deren Dehnung soll die gleiche sein wie die des Stoffes für die Feuerbüchse. Ferner wird eine Festigkeit von 34 bis 41 kg/mm2 gefordert. Aus Herstellungsrücksichten wählte man für flußeiserne Bolzen dasselbe Gewinde wie für die aus Kupfer, obwohl für gutes Dichthalten der Bolzen in der Wand ein feineres dienlicher gewesen wäre. Die Speise-, Dampfzuleitungs- und Schmierrohre werden jetzt gleichfalls aus Flußeisen angefertigt, nur als Stoff für das Röhrchen zum Kesselmanometer behielt man Kupfer bei, damit unter allen Umständen ein einwandfreies Arbeiten des Apparates gesichert sei. Sämtliche Ventilkörper am Kessel stellt man zurzeit aus Eisenguß her, indessen müssen die Sitze der in Wasser arbeitenden Ventile aus Rotguß, Sitz, Kegel und Spindel der übrigen aus Stahl oder Flußeisen ausgeführt werden. Für die Stopfbüchsendichtungen verwendet man Messing oder Zinkguß. Die Wasserstände werden im Gesenk aus Flußeisen geschmiedet, die Hähne als Stopfbüchspackungshähne hergestellt. Dieselbe Ausführung empfiehlt sich für die Kesselprobierhähne, Zylinderablaßhähne und Ventile. Für Sicherheitsventile ist Gußeisen ein ohne weiteres zulässiger Stoff. Es ließe sich auch für Kreuzkopfschuhe verwenden, sofern die Gleitbahnen gehärtet sind. Die bisherigen Rotgußgleitplatten der Achsbüchsen können durch flußeiserne, die im Einsatze gehärtet wurden, ersetzt werden. Ferner dürften die Lagerschalen der Achsbüchsen fortfallen. Letztere müßten zum Ersatze mit Lagermetall ausgegossen werden. Unbedenklich erscheint auch die Herstellung der Regulierschieber und der Rotgußbüchsen der Schieberund Kolbenstangenstopfbüchsen aus Gußeisen. Statt des bisher verwendeten Weichmetalls empfiehlt die „Metallberatungs- und -Verteilungsstelle“ drei verschiedene Legierungen, die hauptsächlich aus Zink bestehen. Für Schmiergefäße und Lokomotivschilder benutzt man gegenwärtig Eisen an Stelle von Rotguß. Die Blauasbestmatratzen, die bisher als Dichtungsstoff gegen Wärmeausstrahlung unterhalb des Führerhauses und des Zylinders angewendet wurden, ersetzt man durch solche aus Weißasbest, da der früher gebräuchliche Stoff ausschließlich in Kapland gefunden wird. Noch vorteilhafter erscheint es, einen unter dem Namen „Veraerisol“ in den Handel kommenden Stoff zu verwenden. Er besteht aus Glaswolle. Ein verzinktes Drahtgeflecht umschließt die daraus gefertigten Matratzen. Bremsschläuche, die Dichtungsringe in den Kupplungsköpfen und an den Wasserstandgläsern werden auch zurzeit noch aus erstklassigem Gummi angefertigt, während man für Dampfheizungs-, Kohlennäßschläuche usw. Regeneratgummi benutzt, der aus entsprechend präparierten Abfällen gewonnen wird. An Stelle der Neusilberblenden an den Signallaternen sind solche aus Emaille getreten zur Schonung der Nickelvorräte. Zu Polstersitzen verwendet man anstatt des Leders Lederersatz. Für die Kohlenschaufelstiele wird nicht mehr Eschen-, sondern Buchenholz genommen. Als Isolierstoff für die Dampfleitungen benutzt man Baumwollgewebe mit Gipsanstrich oder einen Mantel aus Asbestpappe und Filz nebst einer Umhüllung aus Segeltuch, die mit Oelfarbe gestrichen wird, während früher Jute im Gebrauch war. (Vgl. Willigens in Deutsche Straßen- und Kleinbahn-Zeitung Nr. 50.)

Schmolke.

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Bergbau, einschließlich des Vorkommens von Gold und Petroleum in der dominikanischen Republik. Nach dem für 1914 erstatteten Jahresbericht des dominikanischen Generaldirektors der Statistik kam auf der Insel Haiti oder Santo Domingo zu Anfang der Kolonisation Gold in solchen Mengen vor, daß es zur Hauptabgabe der Eingeborenen wurde. Dabei handelte es sich um Alluvialgold. Adern von goldhaltigem Quarz dagegen, die in der Zentral-Cordillere vorkommen, sind bisher überhaupt noch nicht ausgebeutet worden.

Für den Kupferbergbau sind viele Mutungen erfolgt, und starke Anzeichen sprechen dafür, daß Kupfer in großen Mengen vorkommt. Es befindet sich jedoch nur ein einziges Kupferbergwerk, das von San Franzisko in der Gemeinde San Cristobal (Provinz Santo Domingo), im Betriebe.

Das Vorkommen von Eisen und Mangan ist angeblich sehr erheblich, ohne daß indes ein Abbau stattgefunden hat.

Steinkohlen und selbst Anthrazit sind reichlich vorhanden, bisher aber noch nicht gewonnen worden.

Petroleum findet sich in Azua und Barahona, und fettige Flächen im Flusse Las Pailas am Nordabhange des Bergrückens Isabel de Torres in der Provinz Puerto Plata deuten darauf hin, daß solches auch dort vorhanden ist. Gewonnen wird Petroleum in Santo Domingo jedoch noch nicht.

Auf den Inseln Alto Velo und Beata kommen Guano und Phosphate vor.

Uebrigens hat ein Amerikaner im Jahre 1913 in Konzessionen für Gold-, Kupfer- und Eisenbergwerke 200000 Dollar hineingesteckt, ohne daß bisher ein Betrieb eröffnet worden ist. Abgesehen von dem Kupferbergwerk San Franzisko ist vom Bergbau in der dominikanischen Republik überhaupt noch nicht die Rede.

Der Kauf eines wertlosen Patentes. Der Kauf eines Patentes hat zwar nicht eine körperliche Sache zum Gegenstand, er unterliegt darum aber doch den Grundsätzen über das Kaufrecht. Jede Uebertragung eines Wertes gegen Entgelt ist als Kauf anzusehen, also außer der Uebertragung von körperlichen Gegenständen, die Uebertragung von Rechten, von Hoffnungen usw.

Die Beurteilung eines Patentkaufes macht der Rechtsprechung aber darum Schwierigkeiten, weil es schwer hält, den Gegenstand dieses Kaufes scharf zu umgrenzen. Je nachdem, was Gegenstand eines Kaufes ist, ist die Haftung des Käufers abhängig, ist die Frage abhängig, ob bestimmte Mängel als Mängel des Kaufgegenstandes oder als Zufallsmängel anzusehen sind, für die der Verkäufer nicht einzustehen hat.

Wenn der § 459 des Bürgerlichen Gesetzbuches daher bestimmt, daß der Verkäufer einer Sache dem Käufer dafür haftet, daß sie zu der Zeit, in welcher die Gefahr auf den Käufer übergeht, nicht mit Fehlern behaftet ist, die den Wert oder die Tauglichkeit zu dem gewöhnlichen oder nach dem Vertrage vorausgesetzten Gebrauch aufheben oder mindern, so ist damit für die Beurteilung eines Patentkaufes nichts gewonnen; und nicht viel weiter führt der § 437 des Bürgerlichen Gesetzbuches, wonach der Verkäufer einer Forderung oder eines sonstigen Rechtes für den richtigen Bestand der Forderung oder des Rechtes haftet, denn in dieser Bestimmung ist nicht gesagt, daß die Haftung des Verkäufers sich auf den Bestand des Rechtes beschränkt, daß der Verkäufer nicht viel mehr nach dem Inhalte des Kaufvertrages auch weitergehende Haftungen zu übernehmen hat. Außerdem ist es mehr als bedenklich, den Kauf eines Patentes einfach als Rechtskauf anzusehen.

Es ist daher vom methodischen Standpunkte aus bedenklich, einfach auf Grund des § 437 BGB den Satz aufzustellen, daß die Haftung des Verkäufers eines Patentes nicht weiter reiche, als der § 437 angibt, daß sich also die Haftung des Verkäufers auf den Bestand des Patentes beschränke, und daß es auf irgend welche andere Gesichtspunkte nicht ankäme. Die gegenteilige ältere Entscheidung des Kammergerichts (vgl. Leipziger Zeitschrift für deutsches Recht Bd. 1 S. 519) kann daher keineswegs für richtig anerkannt werden.

Man kann den Kauf eines Patentes nur dann juristisch richtig beurteilen, wenn man berücksichtigt, was den Interessen der Parteien nach der Wertträger des zu übereignenden Gegenstandes ist.

Theoretisch ist es natürlich denkbar, daß ausschließlich das Recht, das durch die Patentverleihung gegeben ist. Gegenstand des Kaufvertrages sein soll. Dem Käufer eines Patentes kommt es aber nicht darauf an, Inhaber eines bestimmten Rechtes zu werden, als vielmehr dieses Recht fruchtbar verwerten zu können. Nun ist zwar zuzugeben, daß jeder Patentkauf ein Risikokauf ist, daß also das spätere Glücken oder Nichtglücken der Intensionen des Käufers für die Rechtsstellung des Verkäufers ganz unerheblich ist. Entscheidend ist aber dasjenige, was der Käufer verwerten will, und das ist nicht das Patent als vielmehr die Idee. Das Patent kann man sich sehr wohl wegdenken und es bleibt als Wertträger die Idee übrig, wenngleich sie durch den Mangel an Rechtsschutz an praktischer Verwertbarkeit verloren hat. Das Patent ist zwar für die Idee von größter Bedeutung, es ist aber nicht geeignet, für das Wesen des Kaufes entscheidend zu sein. In dem Patent mag sich zwar die Idee verkörpern, Patent und Idee sind aber keineswegs identisch, das Patent hat keine andere Bedeutung, als daß es der Idee einen besonderen Rechtsschutz verleiht.

Auch eine Idee ist natürlich ein ganz unkörperlicher Gegenstand, er ist aber nicht in der Weise abstrakt, daß man von keinen Eigenschaften sprechen könnte. Wer eine Idee verkauft, der verkauft die Idee nicht in ihrer Abstraktheit, sondern er verkauft die Idee in ihrer wirtschaftlichen Bedeutung, denn nur von diesem Standpunkt aus wertet der Käufer sie, nur von diesem Standpunkt aus will der Käufer sie erwerben.

Wenn das Reichsgericht in einer Entscheidung vom 10. Juni 1911 (vgl. Markenschutz und Wettbewerb 1911 S. 80) bei dem Kauf eines Patentes den Käufer nicht für die Brauchbarkeit, Einträglichkeit usw. haften läßt, wenn sie den Patentkauf ausschließlich als einen Risikokauf ansieht, und nur die Ausführbarkeit des Patentes zum Gegenstand der Haftung macht, so liegt auch darin eine Verwechselung des Gegenstandes des Kaufes, nämlich Patent und Idee. Die Entscheidung muß daher als im hohen Grade bedenklich bezeichnet werden.

Man muß vielmehr einen unmittelbaren Zusammenhang zwischen der Idee und ihrer praktischen Verwertung, das heißt der ausgeführten Idee annehmen. Nur diejenige Idee hat irgend welchen Wert, die in ihrer Ausführung verwertbar ist.

Auf die Einträglichkeit kommt es allerdings nicht an, da tatsächlich der Patentkauf ein Risikokauf ist. Wenn aber die ausgeführte Idee den Mangel der Unbrauchbarkeit oder ähnliche Mängel aufzeigt, so ist das ein Mangel, der meines Erachtens der Idee selbst anhaftet, ein Mangel also, der nicht dem Risiko des Käufers zugehört, sondern für den der Verkäufer zu haften hat.

Ob die Rechtsprechung für eine so weitgehende Haftung des Patentverkäufers eintreten wird, ist natürlich fraglich; wohl aber ist anzunehmen, daß diese Auffassung eher der Billigkeit entspricht, als diejenige Auffassung, die den Patentkauf in weiterem Umfange zu einem Risikokauf macht.

Dr. jur. Eckstein.

Die Kalkulation von Tief- und Ingenieurbauten. Ein Handbuch für die Baupraxis. Von Arch. G. Blume und Ingenieur Dr. V. Hortig. Leipzig und Berlin 1915. B. G. Teubner. Preis in Lwd. geb. 4,50 M.

Das Veranschlagen der Ingenieurbauten ist weit schwieriger als das der Hochbauten, da das Ingenieurbauwesen bedeutend vielseitiger ist, und maßgebende Vorschriften und Bestimmungen für das Veranschlagen dieser Bauarbeiten nicht immer vorhanden sind. Dazu kommt, daß in der einschlägigen Literatur wenig wirklich brauchbare Werke vorhanden sind. Das vorliegende Handbuch soll hier helfen. Im I. Teil wird die Vergebung der Bauarbeiten und Lieferungen behandelt. Auf die für die allgemeinen und besonderen Vertragsbedingungen wichtigem technischen Vorschriften der einzelnen Verwaltungen wird besonders hingewiesen. Der II. Teil behandelt die Feststellung der Preise, größtenteils wohl unter Anlehnung an das vortreffliche Werk von Osthoff-Scheck. Auch die für die Mörtelkostenberechnung dort angegebenen Formeln für den Materialbedarf sind übernommen. Auf das Bedenkliche dieser Formeln für die Praxis dürfte hier wohl einmal hingewiesen werden. Beim reinen Portlandzementmörtel 1 : 5 ist angegeben, daß 1 m3 loser Zement und 5 m3 loser Sand 3,1 m3 Mörtel geben. Nimmt man an, daß der Zement völlig zwischen den Poren des Sarides verschwindet, so beträgt der Eingang des Sandes immer noch 38 v. H. Das dürfte wohl unmöglich sein. Den III. Teil nehmen die Kostenanschläge ein. Als Beispiele sind einfache aber lehrreiche Entwürfe aus allen Gebieten des Tiefbaues entnommen.

Das Handbuch kann beim Veranschlagen über manche Schwierigkeit hinweghelfen und bietet so jedem Fachmann ein wertvolles Hilfsmittel.

Prof. Kuhlmann.

Technische Thermodynamik II. Von W. Schüle. Zweite Auflage. Berlin 1914. Julius Springer.

Der vorliegende 2. Band der „Technischen Thermodynamik“ von Schule erfüllt die Hoffnungen, die das Erscheinen des ersten Teiles erweckte. Es ist dem Verfasser gelungen, Zeuners klassische Wärmelehre durch ein den jetzigen Ansprüchen genügendes Werk zu ersetzen. Dabei wird die Kenntnis der Grundlagen der Infinitesimalrechnung und der Wärmemechanik vorausgesetzt. Im ersten Teil des Bandes wird die höhere, nicht dem täglichen Bedarf der Praxis dienende Thermodynamik behandelt. Hier tritt vor allem die Kunst der Darstellung hervor, während die an zweiter Stelle gebrachte Auswahl interessanter Beispiele sich durch geistvolle Auffassung der zur Untersuchung kommenden Probleme auszeichnet.

Das erste Kapitel des Werkes behandelt die allgemeine Thermodynamik homogener Körper. Zunächst wird in einem räumlichen Koordinatensystem der Zusammenhang der Zustandsgrößen dargestellt und die Bedeutung ihrer partiellen und vollständigen Differentialquotienten erklärt. Mit Hilfe der sich ergebenden Differentialbeziehungen und der beiden Wärmesätze gelingt es, Energie, Wärmeinhalt bei gleichem Druck und Entropie durch die einfachen Zustandsgrößen auszudrücken. Die Anwendung der Hauptsätze führt zur Untersuchung der Veränderlichkeit der spezifischen Wärme, wobei die neuesten Forschungen von Nernst, Eucken u.a. Berücksichtigung finden. Die Ergebnisse dieser Betrachtungen kommen bei der Berechnung des Exponenten adiabatischer Kurven zur Geltung. Als weiteres Beispiel für das 'über die Beziehungen der Zustandsgrößen Entwickelte dient die in Rücksicht auf die Theorie der Luftverflüssigung in eingehender Weise durchgeführte Untersuchung des Temperaturverlaufes beim Drosseln. Anschauliche zeichnerische Darstellungen des Drosselkoeffizienten schließen den Abschnitt.

Im zweiten Kapitel werden die Erscheinungen bei Veränderung des Aggregatzustandes besprochen. Unter Benutzung des früher Gebrachten können isothermische Druck-Volumenkurven auf Grund der Gleichung von van der Waals entworfen werden, deren Bedeutung hierbei hervortritt. Interessante Folgerungen in bezug auf unterkühlten Dampf und überhitzte Flüssigkeit ergeben sich daraus. Als Ueberleitung zur Thermochemie wird die Plancksche Gleichung entwickelt, durch welche die Beziehungen zwischen Verdampfungswärme und spezifischer Wärme von Flüssigkeit und Dampf bestimmt werden. Diese Betrachtungen führen auf die Berechnung der für die Anwendung des Nernsttheorems wichtigen Dampfdruckkonstanten.

Im folgenden Kapitel gelangt die Thermodynamik chemischer Zustandsänderungen zur Darstellung. Als Hauptaufgabe betrachtet der Verfasser die Ermittlung der Höchstarbeit der Reaktionen. An die Erklärung der grundlegenden Begriffe schließt sich die Anwendung des Energiegesetzes auf chemische Vorgänge. Im Anschlusse daran kann der Satz von dem Zusammenhang der Wärmetönung und der Temperatur entwickelt werden, der von größter Wichtigkeit für die Ausführungen am Schlüsse des Kapitels ist. Die Erweiterung des zweiten Wärmesatzes auf chemische Vorgänge geschieht unter Hinweis auf umkehrbare, isothermische Kreisprozesse und die umkehrbare Vermischung zweier chemisch verschiedener Gase mit Hilfe halbdurchlässiger Wände. Im Verlaufe dieser Darlegungen zeigt der Verfasser, wie der Entropiebegriff in die chemische Thermodynamik einzuführen ist. Hierauf werden beide Hauptsätze in der Helmholtzschen Gleichung vereinigt und sodann das zum Verständnisse Notwendige über chemisches Gleichgewicht gebracht. Nach Entwicklung des Ausdrucks für die Gleichgewichtskonstante unter Benutzung des zweiten Hauptsatzes wird deren Zusammenhang mit der Höchstarbeit dargelegt. Die Helmholtzsche Gleichung gibt die Möglichkeit, die Abhängigkeit der Gleichgewichtskonstanten von der Wärmetönung in der von van't Hoff gegebenen Form darzustellen und die Beziehung zwischen Wärmetönung und Höchstarbeit festzulegen. Die Betrachtungen führen auf eine thermodynamisch unbestimmte Integrationskonstante, deren Ermittlung aus thermischen Messungen durch das Theorem von Nernst ermöglicht wird. Diese so überaus fruchtbringende Hypothese wird im Zusammenhange mit dem früher über die Abhängigkeit der Wärmetönung von der Temperatur Gesagten erläutert. Ihre Anwendung zur Berechnung spezieller Gasgleichgewichte zeigt ein anschauliches, von Schüle an dieser Stelle erstmalig entwickeltes zeichnerisches Verfahren. Das Theorem wird sodann zur Bestimmung der Höchstarbeit heterogener Reaktionen benutzt. Dies gibt Veranlassung, die maximale Arbeit des festen Kohlenstoffes zu bestimmen. Wiederum mit Hilfe einer selbständigen Entwicklung gelangt der Verfasser zu dem schon von Nernst ausgesprochenen Ergebnisse, daß die chemische Energie des Kohlenstoffes grundsätzlich völlig in mechanische Arbeit überführt werden kann. Hiermit schließt der Hauptabschnitt des Werkes. Einige Schönheitsfehler, die sich gelegentlich in der mathematischen Entwicklung hinsichtlich der Integrationskonstanten finden, sind von untergeordneter Bedeutung.

Im vierten Kapitel werden in zwangloser Reihenfolge Beispiele aus verschiedenen Anwendungsgebieten gebracht. Bei Erörterung der Kalorimetrie der Dampfmaschine macht Schüle auf Irrtümer in Boulvins Verfahren bei der Benutzung des Entropiediagramms aufmerksam. Für das Verständnis der Ein- und Ausströmungsverhältnisse von Gas- und Dampfmaschinen sind die Erörterungen über den Ausfluß aus Gefäßen ohne Zufluß von konstantem oder wechselndem Rauminhalt durch Mündungen, deren Querschnitt sich ändert oder gleichbleibt, wichtig. Besonders sei auf die anläßlich dieser Ausführungen vorgeschlagene zeichnerische Integration hingewiesen. Mit Hilfe des im ersten Kapitel über Drosselerscheinungen Gesagten versucht Schüle die Theorie der Luftverflüssigung nach dem Verfahren von Claude und Linde zu entwickeln. Nach einem kurzen Abschnitt über den thermochemischen Wirkungsgrad bei der Herstellung von Kraftgas folgen Betrachtungen über Verbrennungsvorgänge. Hierbei wird die flammenlose Verbrennung im Bone-Schnabel-Kessel besprochen. Zum Schlusse erläutert Schüle das Gasturbinenproblem. Er kommt zu einem der Explosions-Gasturbine von Holzwarth günstigen Ergebnisse. Für eine Neuauflage sei die Anregung gegeben, im letzten Kapitel etwas über die Theorie der Injektoren zu bringen. Man sucht hiernach auch im ersten Bande im Abschnitt „Anwendungen aus der Strömungslehre“ oder bei der Behandlung nicht umkehrbarer Zustandsänderungen vergeblich. Jedenfalls ist dem in seiner jetzigen Form ausgezeichneten Werk, das unbestreitbar zu den besten Erscheinungen auf dem technischen Büchermarkte gehört, die weiteste Verbreitung zu wünschen.

Schmolke.

Versuche zum Vergleich der Würfelfestigkeit des Betons zu der im Bauwerk erzielten Festigkeit. Ausgeführt durch die Großherzogliche Materialprüfungsanstalt an der Technischen Hochschule zu Darmstadt in den Jahren 1909 bis 1913. Deutscher Ausschuß für Eisenbeton Heft 36. Bericht erstattet von Prof. O. Berndt, Geheimer Baurat, Vorstand der Materialprüfungsanstalt und Dr. Ing. E. Preu߆, Privatdozent, Stellvertreter des Vorstandes der Materialprüfungsanstalt. Berlin 1915. Wilhelm Ernst & Sohn. Preis geh. 2,80 M.

Der Zweck der Versuche ist im Titel ausgesprochen. Die Versuche wurden an 30 cm-Würfeln ausgeführt, die teils in der Materialprüfungsanstalt, teils auf Baustellen hergestellt bzw. wirklichen Bauwerken entnommen wurden. Ueberdies sind Betonprobekörper untersucht worden, welche der Düsseldorfer Ausstellungsbrücke (1902) nach deren Abbruch entnommen wurden. Aus den Bauwerkteilen sowohl wie aus den großen im Amte hergestellten Betonklötzen wurden die Prüfwürfel durch Sägen ausgeschnitten. Ueber die sehr umfangreichen Versuche ist in Heft 36 auf 55 Seiten ausführlich berichtet, die Ergebnisse lassen sich folgendermaßen zusammenfassen:

1. Die Druckfestigkeit auch der aus den gleichen wagerechten Schichten der Betonklötze herausgesägten Probewürfel ist oft nicht unwesentlich voneinander verschieden.

2. Die Festigkeit des Betons im Bauwerk ist je nach der Sorgfalt der Ausführung bald größer bald kleiner als die. Würfelfestigkeit, im Durchschnitt aber etwa gleich dieser.

3. Eine größere Druckfestigkeit der unteren Schichten gegenüber den oberen, wie diese bei den Laboratoriumsversuchen gefunden wurden, ist auch bei den Baustellversuchen häufig, jedoch nicht allgemein beobachtet worden.

Dr. Nitzsche.

Schwellung und Schwindung von Zement und Zementmörteln in Wasser und Luft. Deutscher Ausschuß für Eisenbeton Heft 35. Bericht über Versuche im Königl. Materialprüfungsamt Berlin-Lichterfelde-West. Erstattet von Prof. M. Gary, Abteilungsvorsteher im Königl. Materialprüfungsamt. Berlin 1915. Wilhelm Ernst & Sohn. Preis geh. 1,80 M.

Der Zweck der Versuche waren die für die Praxis wichtigen Feststellungen, a) ob längere Anfeuchtung die Schwindung aufhalte, b) wie weit die Schwindung durch Magerung der Zemente mit Sand beeinflußt werde, c) welchen Einfluß auf die Minderung der Schwindung die Art des Sandes habe, und d) ob sich die verschiedene Neigung der Zemente zum Schwinden auch nach Magerung mit verschiedenen Sanden äußert.

Die Versuchsergebnisse sind folgende:

Zu a) Bei Wasserlagerung erleiden sämtliche Zemente Dehnungen, die mit der Magerung abnehmen. Bei Luftlagerung schwinden sämtliche Zemente um so stärker, je fetter die Mischung ist; das Höchstmaß der Schwindung ist im allgemeinen nach drei Monaten erreicht. Die Schwindung wird um so länger aufgehalten, je länger die Körper feucht bleiben. Nach Jahresfrist ist das Schwindmaß der Körper um so geringer, je länger die Körper im Wasser lagern.

Zu b) Die Empfindlichkeit der Mörtel in bezug auf Schwellung und Schwindung wird gegen den Einfluß des Wassers und der Luft um so geringer, je größer der Sandzusatz ist. Das Mindestmaß erreichen Schwellung und Schwindung, wenn die Menge des Bindemittels so gering wird, daß die Hohlräume im Sande nicht mehr ausgefüllt werden. Jedoch verschwanden nach siebentägigem Anfeuchten die Unterschiede der untersuchten Mischungsverhältnisse 1 : 3 und 1 : 5 nahezu; im Mittel betrug sie 0,05 v. H. der ursprünglichen Länge des Prüfkörpers, das ist 0,5 mm auf 1 m Baulänge. Dieses Maß muß als zulässig betrachtet werden, so lange es nicht gelingt, weniger empfindliche Zemente herzustellen.

Zu c) Der Einfluß der Art des Sandes erwies sich als wesentlich. Quarzhaitiger feiner Sand ergab größere Schwellungen und geringere Schwindungen, als gröberer kalkhaltiger Sand, woraus folgt, daß kalkhaltige, tonige Sande für solche Bauwerke wenig geeignet sind, die an der Luft liegen, und bei denen Schwindrisse vermieden werden sollen.

Zu d) Schon bei Zusatz von drei Teilen Sand wird die Neigung der Zemente zum Schwinden beträchtlich herabgemindert, derart, daß die Unterschiede der reinen Zemente untereinander in dieser Beziehung nahezu völlig ausgeglichen werden.

Versuchen mit Beton soll das Studium des Einflusses von Kälte und Wärme auf die Dehnungen vorbehalten bleiben.

Dr. Nitzsche.

Im Nachstehenden sollen die wichtigsten Anforderungen und Merkmale für gute Schmieröle sowie einige einfache, leicht und schnell von jedem Betriebsmann auszuführende Untersuchungsverfahren angegeben werden.

Es empfiehlt sich, die Schmiermittel nur von einer als zuverlässig bekannten Firma zu beziehen, selbst wenn es dieser nicht immer möglich sein sollte, laufend die gleiche Oelsorte zu liefern, und wenn auch der Preis vielleicht etwas höher ist. Um die Eigenschaften eines Oeles einwandfrei unter Benutzung der eigenen Betriebs- und Arbeitsmaschinen herauszufinden, bedarf es Zeit, da es nur auf Grund physikalischer Versuche oder unter Verwendung von Oelprüfmaschinen möglich ist, von zwei Oelen das bessere festzustellen. Andererseits ist es nicht gut angängig, daß sich jeder kleine Betrieb eine derartige Oelprüfmaschine zulegt, da die hierfür aufzuwendenden Kosten nicht nur bedeutend sind, sondern zur Vornahme derartiger Schmierölprüfungen auch eingehende Vorkenntnisse und besondere Uebung erforderlich sind. Dagegen ist es für größere und mittlere Fabriken, besonders solche, die bereits für ihre Fabrikation ein Laboratorium unterhalten müssen, empfehlenswert, auch für die Schmieröluntersuchung die erforderlichen Versuchsapparate zu beschaffen.

Von einem guten Schmieröl, ganz gleich welchem Sonderzweck es dienen soll, verlangt man große Schlüpfrigkeit, hinreichende flüssige Beschaffenheit (Viskosität), Unveränderbarkeit gegenüber Einwirkungen von Luft, Druck und Temperatur, Säurefreiheit, Reinheit von festen und flüssigen Beimengungen.

Hohe Schlüpfrigkeit verlangt man, damit sich die Schmierölteilchen überall gleichmäßig auf die betreffenden Schmierflächen verteilen und eine vollständige Trennung der Gleitflächen bewirken können. Die flüssige Beschaffenheit ist notwendig, damit die Oelteilchen den sich bewegenden Maschinenteilen geringen Widerstand bieten, ohne daß hierbei das Oel vollständig aus den Gleitflächen herausgepreßt wird. Leichtflüssige Schmieröle eignen sich daher mehr für gering belastete Gleitflächen, die mit hoher Geschwindigkeit aufeinander arbeiten. Zähflüssige Oele sind für hohe Belastungen und dabei kleinen Geschwindigkeiten zu benutzen, wie auch aus der nachfolgenden Tabelle hervorgeht. Ein gutes Schmieröl soll ferner weder an der Luft verharzen noch verdunsten. Andererseits dürfen Schmieröle, die zum Schmieren von Dampfzylindern und Kältemaschinen benutzt werden sollen, weder durch hohe noch durch tiefe Temperaturen zersetzt oder in der Schmierwirkung beeinflußt werden. Säurefreiheit ist erforderlich, damit die mit dem Schmieröl in Berührung kommenden Gleitflächen und Maschinenteile nicht angefressen werden. Weiter verlangt man, daß die Schmieröle mit Rücksicht auf ihre Verwendbarkeit für hohe Temperaturen (Dampfzylinderöle) und gefahrloses Lagern einen genügend hohen Grad der Entzündlichkeit (hohen Flamm- bzw. Brennpunkt) aufweisen. In bezug auf Reinheit von festen und flüssigen Beimengungen sei darauf hingewiesen, daß sich diese teils unbeabsichtigt, beispielsweise in Form von Koks bei Mineralölen von der Herstellung her, oder beabsichtigt in Form von Beschwerungsmitteln als Leicht- und Schwerspat, Talkum und andere (meistens nur bei konsistenten Fetten!) vorfinden. Von den flüssigen Beimengungen kommt meistens nur ein unverhältnismäßig hoher Gehalt an Wasser in Betracht, wodurch die Saugfähigkeit der Schmierdochte ungünstig beeinflußt wird. Durch derartige feste oder flüssige Fremdstoffe, oft auch schleimige Beimengungen, wird die Schmierwirkung herabgesetzt und in manchen Fällen eine starke Abnutzung der Gleitflächen und ein großer Kraftverbrauch herbeigeführt. Zu derartigen schädlichen Bestandteilen gehört auch der Zusatz von Harz, das nicht nur Säure enthält, sondern auch das Eintrocknen der damit versetzten Oele begünstigt, wodurch sich ebenfalls der Kraftverbrauch erhöht.

Da im allgemeinen nur Mineralöle verwendet werden, diese aber gerade jetzt vielfach mit PflanzenPlanzen- und animalischen Oelen verschnitten werden, so soll in den nachstehenden Ausführungen ausschließlich die Prüfung der Mineralöle behandelt werden. Tierische und Pflanzenöle haben in den meisten Fällen einen unzulässig hohen Gehalt von freier Fettsäure, welche die Maschinenteile stark angreift.

Grad der Dünnflüssigkeit nach Engler SpezifischesGewicht Flammpunktin°C Brennpunktin°C Erstarrungs-punkt in°C Verwendungszweck Sehr dünnflüssig 5–7 0,850–0,910 140–180 180–200 20–30 Eismaschinen, Kompressoren. Leicht dünnflüssig 5–12 0,850–0,910 160 200 5–10 Spindelöle für Spinnereimaschinen. Dünnflüssig 10–25 0,870–0,900 170–220 210–260 5–10 Dynamos, Elektromotoren, Turbinen. Dünnflüssig 10–25 0,870–0,920 195–220 235–260 5–10 Gasmotoren. Mäßig dünnflüssig 15–30 0,900–0,910 195–220 235–260 5–10 Allgemein. Maschinenöl f. mittl. Belastg. Zähflüssig 25–45 0,900–0,940 185–220 225–260 5–10 Maschinenöl für schwere Lager. Stark zähflüssig 25–45 SommerölStark zähflüssig 45–60 Winteröl 0,900–0,940 160145 200185 510 Wagenschmieröl f. hohe Umlaufzahlen. Stark zähflüssig 25–45 bei 50° C 0,890–0,940 260–320 300–360 – Zylinderöle.

Ein weiterer Vorzug des Mineralöls ist seine Luftbeständigkeit, während die tierischen und Pflanzenöle leicht an der Luft eintrocknen und verharzen. Ferner lassen sich Mineralöle für jede gewünschte Zähflüssigkeit (Viskosität) herstellen. Hiernach unterscheidet man:

Aus der vorstehenden Tabelle ist ersichtlich, daß, je dünnflüssiger ein Oel ist, für desto höhere Umlaufzahl und geringeren Druck es sich eignet. Ferner ersieht man, daß der Brennpunkt um rund 40° (genauer 38°) höher liegen soll als der Flammpunkt. Beträgt der Unterschied etwa nur 20 bis 25°, so kann man bereits aus dieser Feststellung schließen, daß das betreffende Oel kein reines Mineralöl ist. Auch am Geruch kann man feststellen, ob einem Mineralöl andere Oele zugesetzt sind, so z.B. ist der Zusatz von Tran und Talg leicht zu erkennen, letzterer besonders bei warmen Oelen während der Vornahme der Flamm- und Brennpunktversuche.

Sieht man von den am Schluß angeführten Oelprüfmaschinen ab, deren Handhabung ein physikalisches Sonderstudium sowie eine gewisse Fertigkeit im Experimentieren voraussetzt, so beanspruchen die nachstehenden Versuchsvorrichtungen verhältnismäßig geringe Kosten, auch verlangen die einzelnen Untersuchungen nur geringen Zeitaufwand. Es empfiehlt sich jedoch, sämtliche Versuche stets doppelt auszuführen; die Ergebnisse dürfen nie mehr als höchstens 2 bis 3 v. H. voneinander abweichen.

Für die Bestimmung der Zähflüssigkeit (Viskosität) eines Oeles benutzt man allgemein das Englersche Viskosimeter, welches das Verhältnis der Ausflußzeit von 200 cm3 Oel bezogen auf eine gleiche Menge destilliertes Wasser bei 20° feststellt. Der Apparat besteht im wesentlichen aus einem im Wasser- oder Oelbade stehenden, geeichten Oelausflußbehälter, einer aus Platin gefertigten Ausflußöffnung von bestimmtem Durchmesser und Ausflußlänge, dem Verschlußdeckel mit Verschlußstift, dem Thermometer sowie einem Rührer für das Erwärmungsbad, das dazu dient, das zu prüfende Oel auf einer eingestellten Temperatur zu erhalten. Weiter gehört zum Apparat ein geeichter Meßkolben mit eingeritzter Marke bei 50, 100 und 200 cm3. Je nach der Dickflüssigkeit des Versuchsöles läßt man bei Vornahme der Viskositätsprüfung 50, 100 oder 200 cm3 auslaufen, wobei im ersten und zweiten Falle aber stets auf 200 cm3 Ausflußmenge umgerechnet werden muß. Aus der Ausflußzeit des Oeles, geteilt durch die Ausflußzeit von 200 cm3 destilliertem Wasser, beides bei 20°, berechnet man den sogenannten Engler-Grad der Zähflüssigkeit. Im allgemeinen läßt man Spindel-, Dynamo- und Maschinenöle bei 20°, Maschinenöle für unter Wärme arbeitende Maschinen, beispielsweise Oele für Trockenzylinder usw., wohl auch bei 50° auslaufen. Dagegen werden Dampfzylinderöle je nach dem Verwendungszwecke bei einer Temperatur von 100, 150, 180 oder 200° untersucht. Für allgemeine praktische Versuche genügt es, diese Oele bei nur 100° oder 150° zu untersuchen, welche Temperaturen mit einem Bade von siedendem Wasser oder erhitztem Oele zu erreichen sind, während für die bereits nicht ungefährlichen Untersuchungen bei 180° Anilin und bei 220° Nitrobenzol als Wärmeübertragungsmittel zu verwenden sind. Das Versuchsöl ist vor Einfüllen in den gereinigten Ausflußbehälter des Viskosimeters durch ein engmaschiges Sieb zu gießen, wobei dickflüssige Zylinderöle gegebenenfalls zu erwärmen sind, damit sie leichter und schneller durch das Sieb gehen. Das Viskosimeter ist bis zur Auffüllmarke (240 cm3) vorsichtig anzufüllen, darauf ist das Oel mittels des Wasser- oder Oelbades auf die gewünschte Temperatur zuzüglich 3 v. H. gleichmäßig zu erwärmen, wobei der Rührer wiederholt zu betätigen ist. Mit Rücksicht auf die durch hohe Temperaturen bedingte Ausdehnung der Oele, die bei 240 cm3 für je 10° Erwärmung 1,7 cm3 beträgt, empfiehlt es sich, bei Untersuchungen von Zylinderöl zunächst nur etwa 230 cm3 Versuchsöl einzufüllen und erst bei Erreichung der Versuchstemperatur bis auf die Auffüllmarke nachzufüllen. Nach Erzielung der gewünschten Versuchstemperatur läßt man unter Beobachtung einer Sekundenuhr 200 cm3 des erwärmten Oeles durch Anlüften des Verschlußstiftes frei in das unter dem Apparat stehende Meßgefäß auslaufen, bis die Auslaufmarke bei 200 cm3 erreicht ist. Alsdann läßt man den Apparat vollständig leerlaufen, reinigt ihn gründlich mit Benzol und läßt ihn gut austrocknen. Da Viskositätsbestimmungen mit dickflüssigen Oelen und bei niedriger Temperatur oft zeitraubend sind, läßt man bei diesen Oelen, wie bereits angedeutet, nur 50 oder 100 cm3 statt 200 cm3 auslaufen. Dies bezieht sich aber niemals auf dünnflüssige, deren Ausflußzeit bei 200 cm3 weniger als drei Minuten beträgt.

Da das Englersche Viskosimeter für größere Versuchsmengen bestimmt ist, es aber oft erwünscht ist, auch kleinere Oelmengen (Oelproben) zu untersuchen, so kann man hierfür das von Prof. Ubbelohde umgestaltete Traubesche Viskosimeter benutzen, mit welchem in kurzer Zeit Oelproben von nur 10 cm3 auf ihre innere Reibung oder spezifische Zähflüssigkeit hin untersucht werden können. Dieses Viskosimeter besteht nach der Beschreibung von Prof. Holde (Zeitschrift d. Vereines deutscher Ingenieure 1912 Nr. 35) in seinem Hauptteile aus einer U-förmig gebogenen Glaskapillare, die zwei länglich runde Meßgefäße mit je einer oberen und einer unteren Marke besitzt und sich während des Versuchs in einem Wasserbade von gleichbleibender Temperatur befindet. Man füllt vor dem Versuche das eine Gefäß durch Aufsaugen mit dem zu prüfenden Oel und drückt dieses dann unter dem gleichbleibenden Druck von 600 mm Wassersäule in das zweite Gefäß über, indem man an einer Stoppuhr die Zeit des Aufstieges von der unteren Marke des kugeligen Gefäßes im rechten Schenkel des U-Rohres bis zur oberen Marke mißt. Der gleichbleibende Wasserdruck wird durch ständiges Zufließenlassen von Wasser zu einem Wasserdruckrohr erzeugt.

Das Wasser dringt aus diesem Rohr ganz allmählich in dem Maße, wie das Oel in dem linken Schenkel des U-Rohres verdrängt wird, in den zwischen Druckerzeuger und Kapillare geschalteten Glasballon ein. Sobald das Oel an der oberen Marke in der rechten Glaskugel angelangt ist, wird ein Dreiweghahn so gedreht, daß das ganze System mit der atmosphärischen Luft verbunden und somit normaler Druck hergestellt ist. In diesem Augenblick wird auch die Uhr gestoppt. Die spezifische Zähigkeit ist der Quotient aus der Ausflußzeit des Oeles und der vom Wasser. Trägt man den Abfall der Zähigkeit, ausgedrückt in spezifischen Zähigkeiten für verschiedene Mineralöle bei steigender Temperatur im Vergleich zu Rüböl zeichnerisch auf, so zeigen diese Kurven, daß der Zähigkeitsabfall mit steigender Temperatur bei Mineralölen verhältnismäßig viel größer ist, als bei Rüböl, so daß sich die Kurven für Rüböl und solche Mineralöle, die zum Teil noch erheblich dickflüssiger als Rüböl bei Zimmerwärme sind, schon bei 100° schneiden. Deshalb muß man als Ersatz für Rüböl immer wesentlich dickere Mineralöle nehmen, um den Anforderungen an die Zähigkeit bei hohen Wärmegraden zu genügen.

Für die Feststellung der Unveränderbarkeit eines Oeles durch Einwirkung von Luft und Temperatur verreibe man auf einer kleinen sauberen Glasplatte einen Tropfen des Versuchsöles und erhitze ihn vier bis fünf Tage lang in einem Trockenschrank bis zu 50°, wenn es sich um Maschinenöle handelt, und auf 100° bei Zylinderölen. Man beobachte, ob sich die Konsistenz des Oeles während der Versuchzeit verändert. Eine zweite Versuchsplatte mit Oel setze man an einem vor Staub geschützten Ort der Luft aus und beobachte, ob sich nach Ablauf einiger Tage eine krustenartige Verdickung des Oeles bemerkbar macht. Jede Verdickung bei diesen einfachen Versuchen läßt auf einen nicht wünschenswerten Zusatz von Harz schließen.

Zur Feststellung des Flamm- und Brennpunktes benutzt man für einfache Versuche am besten den von Prof. Holde verbesserten Treumannschen oder Marcusonschen Apparat. Dieser besteht im wesentlichen aus einem kleinen Porzellantiegel von ungefähr 4 cm ∅ und Höhe, der in eine flache oder halbkugelförmige Sandbadschale von ungefähr 15 cm ∅ eingesetzt wird und mittels eines darunter stehenden, leicht regulierbaren Bunsenbrenners erhitzt wird. Zur Anzeige der Temperatur ist ein bis zu 450° geteiltes Thermometer vorgesehen, dessen Kapillare man bis auf die Mitte der Oelschicht eintauchen läßt. Für genauere Versuche dient der von Prof. Holde und Prof. Martens verbesserte Penskysche Flammpunktprüfer, der nach der Beschreibung der „Vereinigten Fabriken für Laboratoriumsbedarf“ aus einem Oelgefäß mit Durchbrechungen im Deckel besteht. Diese können durch einen Drehschieber verdeckt werden. Weiter ist ein Thermometer und ein Rührer vorhanden. Die langsame und gleichmäßige Erwärmung des Oeles wird durch einen metallenen Heizkörper vermittelt, in den der Oelbehälter gesenkt wird, und der gegen starke Ausstrahlung durch einen isolierenden Luftmantel geschützt wird. Die Erwärmung erfolgt durch einen beigegeben Gasbrenner oder Spirituslampe. Die Prüfung des Entflammungspunktes erfolgt durch Oeffnung des Schiebers mittels Drehung eines Handgriffes, wobei eine Zündflamme in die Hauptöffnung eingeführt bzw. der Oeloberfläche genähert wird. Man findet den Entflammungspunkt bei derjenigen Temperatur, bei der durch Oeffnung des Schiebers eine kleine Explosion des über dem Oel befindlichen Gasgemenges eintritt. Da es vorkommt, daß dieses Zündflämmchen während der Prüfung erlischt, so ist eine zweite Flamme, eine Stichflamme angebracht, die erstere sofort wieder entzündet. Bei Benutzung der Treumannschen oder Marcusonschen Apparate erhitzt man das Oel, wenn es sich um Mineralöl handelt, zunächst bis auf etwa 140°, andere Oele zunächst nur bis ungefähr 110°, und versucht alsdann mit der beigegebenen Zündvorrichtung das Oel zu leichtem vorübergehendem Aufflammen zu bringen, wobei sich in der Regel ein leises Knistern oder Verpuffen bemerkbar macht. Tritt das Aufflammen bei der Ausgangstemperatur noch nicht ein, so erhitzt man das Versuchsöl fortgesetzt langsam weiter und versucht das Aufflammen bei je 5° höherer Temperatur festzustellen.

Für die Feststellung des Brennpunktes genügen die gleichen Apparate. Man erhitzt das Versuchsöl über die Temperatur des Flammpunktes hinaus und prüft ebenfalls bei je um 5° höherer Temperatur so lange, bis plötzlich die ganze Oeloberfläche zu brennen beginnt. Die Feststellung des Flamm- und Brennpunktes ist besonders wichtig bei Oelen, die zum Schmieren von Dampfzylindern und Trockenzylinderlagern benutzt werden sollen. Bei Sattdampfzylinderölen soll der Flammpunkt mindestens 20 v. H., bei Heißdampfzylinderölen möglichst über 5 v. H. höher sein als die betreffende Dampftemperatur. Bei den dünnflüssigen Zylinderölen für Luftkompressoren spielen die Druckverhältnisse eine wesentliche Rolle, da sie einesteils bestimmte Anforderungen an die Viskosität der benutzten Oele stellen, andererseits die Temperatur im Innern des Zylinders beeinflussen, die bekanntlich mit steigendem Druck wächst. Zu berücksichtigen ist dabei die Bauart des Zylinders, ob Wasserkühlung vorhanden ist usw., da für die Schmierung von Kompressorzylindern weniger die Temperatur der verdichteten Luft als die der Zylinderwandungen in Betracht kommt. Für die Lufttemperatur läßt sich bekanntlich eine Temperaturgrenze (unter Zugrundelegung von adiabatischer Kompression) berechnen, unterhalb der die wirkliche Temperatur am Ende der Verdichtung immer liegen wird. So ergibt sich bei der Verdichtung auf einen Ueberdruck von:

p = ½ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 at t 45 73 117 151 179 203 225 245 263 279 °

als oberste Temperaturgrenzen.

Ueber die Temperatur der Zylinderwandungen liegen zuverlässige Versuchsergebnisse nicht vor, man kann aber annehmen, daß sie nur 10 bis 30° höher liegen als die Temperaturen, mit der das Zylindermantel-Kühlwasser abließt.

Die Wandungstemperatur der Zylinder von Kältemaschinen ist ebenfalls ziemlich unbekannt. Sie wird immer über derjenigen der Sole des Refrigerators liegen, also bei gewöhnlichen Anlagen über 10°.

Bei zu niedrig gewähltem Flammpunkt sind im Kompressorzylinder Oelexplosionen zu befürchten, wenn der Sauerstoffgehalt des Oeles zu groß ist. Fürchtet man bei einem Kompressor infolge einer durch hohen Druck bedingten Erhitzung Oelexplosionen im Zylinder, so muß allerdings ein dem Dampfzylinderöl ähnliches Oel (Flammpunkt 280 bis 300° oder auch höher) verwendet werden. Bei einstufigen Kompressoren mit hohem Enddruck, oder bei den Hoch- und Mitteldruckzylindern mehrstufiger Kompressoren besteht das Bestreben, das Oel zwischen den zu schmierenden Flächen herauszupressen, um so mehr, als ziemlich große Luftgeschwindigkeiten in Betracht kommen. Auch aus diesem Grunde kommen Oele in Frage, die denen für Dampfzylinder an Zähflüssigkeit ähnlich sind.

Für Kompressoren mit geringem Druck ist es natürlich unzweckmäßig, besonders dickflüssige Oele zu wählen.

Im allgemeinen kann man behaupten, daß die Güte eines Schmieröles mit der Höhe des Flamm- und Brennpunktes sowie mit dem Grade der Viskosität steigt.

Da bei Maschinen, die mit besonders hoch überhitztem Dampf (über 330° im Zylinder gemessen) betrieben werden, die Gefahr besteht, daß das Oel bereits unterhalb der Dampftemperatur leicht zu verdampfen beginnt, so empfiehlt es sich, auch den Grad der Verdampfbarkeit zu prüfen. Hierfür erhitzt man eine genau abgewogene Menge des betreffenden Oeles (am besten 50 g) im Porzellantiegel drei Stunden gleichmäßig auf die vorliegende Heißdampftemperatur und stellt nach dem Abkühlen auf die Anfangstemperatur (Zimmertemperatur) den sich vielleicht zeigenden Unterschied im Gewicht fest. Ein einwandfreies Oel soll möglichst keinen nennenswerten Gewichtsverlust, jedenfalls nicht mehr als höchstens 1 v. H. aufweisen.

Oele zum Schmieren von Maschinen, die bei Kälte im Freien arbeiten, wie beispielsweise Lokomotiven, Eisenbahnwagen, oder die zur Kälteerzeugung dienen, sollen im allgemeinen mindestens bis zu – 15° dünnflüssig bleiben und dürfen erst über – 20° (siehe vorstehende Tabelle der verschiedenen Oelsorten) feste Ausscheidungen absondern. Besser ist es für Kältemaschinen stets, die besonders hergestellten Eismaschinenöle zu verwenden, die noch bei einer Temperatur von – 21 bis 22° flüssig bleiben.

Soweit zur Schmierung der inneren Teile von Kältemaschinen nicht andere Schmierstoffe, wie beispielsweise Glyzerin, Glyzerinlösung oder gar konzentrierte Schwefelsäure, zur Anwendung kommen müssen, haben sich bei Mineralölen für Kompressorenzylinder usw. hierfür bestimmte Sorten herausgebildet, die in der Regel aus russischen Destillaten hergestellt sind. Derartige Oele sind im Vergleich zu anderen Zylinderölen (für Dampfmaschinen, Gasmaschinen usw.) ziemlich dünnflüssig, normal raffiniert und mithin als sogenanntes helles Mineralöl anzusprechen. Um Verwechselungen mit anderen Oelsorten zu vermeiden, werden die zur Schmierung von Kältemaschinen bestimmten Oele meistens rötlich gefärbt. Feste Ausscheidungen dürfen sich erst bei Temperaturen unter 30° zeigen. Manche Firmen empfehlen auch Oele, die frei sein sollen von Paraffin und ähnlichen die Bildung von Rückständen in der Maschine veranlassenden Bestandteilen.

Für die Prüfung der Kältemaschinenöle auf Kältebeständigkeit bedient man sich meistens eines Reagenzglases von ungefähr 1,5 cm ∅ und 15 cm Höhe, das man auf 3 cm Höhe mit dem Versuchsöl gefüllt in einen mit Salzlösung angefüllten emaillierten Topf stellt. Dieser steht wiederum mit einem Eis-Salzgemisch umgeben in einem zweiten irdenen Steintopf, der zweckmäßig nach außen mit Filz isoliert wird. Die Salzlösung stellt man sich am besten wie folgt her: Man nimmt auf 100 Teile Wasser zur Erzeugung von

– 5° C – 8,7° C – 10° C – 14° C – 15° C 13 Teile 35,8 Teile 22,5 Teile 20 Teile 25 Teile Kalisalpeter Chlorbarium Chlorbarium Salmiak Salmiak 3,3 Teile Kochsalz.

Die Temperatur der Salzlösung ist durch ein in Zehntelgrade geteiltes Thermometer zu kontrollieren. Die zum Abkühlen der Salzmischung erforderliche Kältemischung besteht aus einer innigen Mischung von einem Teil Viehsalz und zwei Teilen fein gestoßenem Eis oder Schnee. Benötigt man Temperaturen von – 21°, so gibt man in beide Gefäße die oben beschriebene Kältemischung. Die Abkühlung auf die Versuchstemperatur hat erst innerhalb einer Stunde zu geschehen; man muß sehr darauf achten, daß das Reagenzglas mit dem Oel nicht im geringsten erschüttert wird, da sich sonst der Gefriervorgang ganz wesentlich verzögern kann. Nach Prof. Holde prüft man, ob das Oel beim Neigen des Gefäßes fließt und ob es Ausscheidungen zeigt.

Bezüglich Säurefreiheit kann man die Behauptung aufstellen, daß Mineralöle fast immer säurefrei sind oder nur sehr geringe Spuren von Säure zeigen. Dagegen besitzen die Pflanzen- und tierischen Oele meistens einen höheren Säuregehalt. Dieser beträgt bei hellen Mineralölen nur bis zu 0,03 v. H. SO3, bei dunklen Oelen bis zu 0,15 v. H., bei verschnittenen und minderwertigen Oelen vielfach bis zu 0,5 v. H. Für die quantitative Bestimmung von Säuren in Oelen löst man 20 g des Versuchsöles in Alkohol und Aether auf und titriert mit Normal-Natronlauge. Je 1 cm3 der verbrauchten Lauge entsprechen dann auf 100 g der Substanz berechnet einem Säuregrade.

Für die Prüfung auf den Gehalt an Schwefelsäure wird eine mit eingeschliffenem Stöpsel versehene Schüttelflasche zu gleichen Teilen mit dem Versuchsöl und warmem Wasser gefüllt und geschüttelt. Nach dem Absetzen der Mischung versetzt man sie mit einigen Tropfen Chlorbariumlösung, wobei sich dann bei Vorhandensein von Schwefelsäure ein weißer Niederschlag ergeben muß. Ist das der Fall, dann ist das betreffende Oel zu Schmierzwecken ungeeignet. Auch die nachstehenden Methoden haben sich für praktische Zwecke gut bewährt: Man läßt auf einem blankgeriebenen Messing- oder Kupferblech einige Tropfen des zu untersuchenden Oeles auslaufen und stellt das Blech dann an einen gut gegen Staub geschützten Ort. Hat das Oel nach Ablauf einer Woche eine hellgrüne Farbe angenommen und zeigt sich deutlich ein hellgrüner Niederschlag, so zeigt dies das Vorhandensein von Säure, und das betreffende Oel ist mithin zu verwerfen.

Das Vorhandensein von Säure läßt sich auch noch qualitativ wie folgt feststellen: Sind Mineralsäuren im Oel vorhanden, so färbt der wässerige Auszug blaues Lakmuspapier rot und bei Vorhandensein von Alkalien rotes Lakmuspapier blau.

Um die Reinheit der Oele in bezug auf feste und flüssige Beimengungen festzustellen, gibt man eine Probe in ein Reagenzglas von ungefähr 1,5 cm ∅ und 15 cm Länge. Vollständig gereinigte und überdestillierte Oele erscheinen vollkommen durchsichtig, während in den nur teilweise gereinigten Oelen Rückstände und Beimengungen oft unmittelbar zu erkennen sind. Oft zeigen sich hierbei Trübungen im Reagenzglase, die von dem Vorhandensein von Wasser herrühren. Ist das der Fall, so bestimme man den Wassergehalt im Trockenschrank bei 105°, indem man 50 g Oel in eine Porzellanschale einwägt und so lange trocknet, bis kein Gewichtsunterschied mehr festzustellen ist. Vor dem jedesmaligen Wägen muß die Oelschale mit Inhalt aber auf die Zimmertemperatur erkalten. Im übrigen kann man die Rückstände und Beimengungen im Oel auch durch Abfiltrieren zurückhalten. Man läßt zu diesem Zwecke das Versuchsöl durch ein Sieb von ⅓ mm Maschenweite hindurchgehen.

Zur Prüfung der Reinheit in bezug auf fremde Beimengungen dient auch folgender Versuch: Man verstreiche mit reinem Finger einen Tropfen des Versuchsöles auf einen Bogen weißen Papiers und halte dieses gegen das Licht. Bei völlig reinen Oelen erscheint ein durchsichtiger klarer Fleck, während bei Oelen mit festen Beimengungen diese meistens deutlich als undurchsichtige Punkte zu erkennen sind.

Weiter sei auf das Fadenziehen mancher Oele hingewiesen, das eintritt, wenn man sie von einem Glasstabe ablaufen läßt. Es ist dies nach Holde eine Erscheinung, die entweder auf einen Zusatz von Kautschuk oder Seife zurückzuführen ist. Zur qualitativen Feststellung füllt man eine kleine Menge des Versuchsöles in eine Schüttelflasche und versetze den Inhalt mit verdünnter Salzsäure. Ist dem Oel Seife zugesetzt, so zersetzt sich diese beim Schütteln, und man kann mit dem derart ausgewaschenen Oel keine Fäden mehr ziehen. Ist das nach dieser Behandlung dennoch der Fall, so war die Erscheinung des Fadenziehens nicht auf einen Zusatz von Seife, sondern von Kautschuk zurückzuführen. Um das festzustellen, versetzt man das Versuchsöl mit absolutem Alkohol im Verhältnis 3 : 4, wodurch sich der Kautschuk als elastischer Klumpen abscheidet.

Zur Bestimmung des spezifischen Gewichts eignet sich für einfache Versuche am besten ein Pyknometer mit einem in ⅕-Grade geteilten Thermometer. Es empfiehlt sich, den entsprechenden Gewichtswert für Wasser bei 15° C auf dem Glasballon einritzen zu lassen und die Versuche stets bei gleicher Temperatur vorzunehmen. Sollte dies vielleicht mit Rücksicht auf die jeweilige Zimmertemperatur nicht möglich sein, so ist eine Korrektur bei der Berechnung vorzunehmen. Diese beträgt bei Mineralölen im Mittel 0,00068 für jeden Grad. Das spezifische Gewicht der meisten in Betracht kommenden Oelsorten ist im übrigen aus der oben gebrachten Tabelle ersichtlich.

Zum Schlusse sei noch kurz auf die Bauart der Oelprüfmaschinen eingegangen. Ihre Bedienung erfordert viel Uebung und die geübte Hand eines Fachmannes, ebenso ist für die Beurteilung der Ergebnisse ein eingehendes Studium aller in Betracht kommenden Erscheinungen notwendig. Der Hauptfehler der meisten Oelprüfmaschinen liegt darin, daß sie in der Regel nur eine Beurteilung des Oeles nach einer Richtung hin zulassen. Meistens kann mit diesen Maschinen lediglich die Reibungszahl bei verschiedenen einstellbaren Drücken und Geschwindigkeiten ermittelt werden, unter Temperaturen, die den tatsächlich in Betracht kommenden Betriebsverhältnissen wenig oder gar nicht entsprechen. Nach den Versuchen von Ubbelohde kommt aber noch hinzu, daß nicht nur die Zähigkeit eines Schmieröles nebst Druck und Geschwindigkeit von Einfluß auf die praktische Eigenschaft sind, sondern vor allem auch die Form des Lagers, insbesondere auch die Größe des Zwischenraums zwischen Lagerschale und Wellenzapfen. Alle diese zuletzt angeführten Punkte bleiben aber bei den Versuchen mit Oelprüfmaschinen unberücksichtigt, da die hierbei benutzten Reibungsflächen der Form nach von den in der Praxis gebräuchlichen meistens ganz erheblich abweichen. So findet man beispielsweise bei den meisten Maschinen als Reibungsflächen nur schmale Stege (Martens) oder kleine ebene Flächen, deren Versuchsergebnisse nicht ohne weiteres auf die gewölbte Form eines Lagers anwendbar sind. Insbesondere werden bei diesen Oelprüfmaschinen für die Feststellung der Reibungszahl Spurlager verwendet (Oelprüfmaschine Ossag und die von Fein-Kapf, Kirsch, Dr. Hoffmann). Es gibt aber auch Maschinen, bei denen durch Widerstandsmessung eines im Oelbade kreisenden Flügelrades der Schmierwert des Oeles festgestellt wird (Bauart Wilkens). Andere Maschinen, z.B. die von Dettmar, haben wieder den Nachteil, daß sie nicht mit gleichbleibender Geschwindigkeit arbeiten. Es gibt ferner Vorrichtungen, mit denen der Schmierwert eines Oeles mittelbar durch Vergleichen des Kraftbedarfs der mit verschiedenen Oelsorten geschmierten Lager festgestellt wird (Fischingers Kraftbedarfmesser). Derartige Versuche sind nicht nur sehr umständlich, sondern auch für den gedachten Zweck der Schmierölprüfung zu ungenau, da der jeweilige Zustand der benutzten Lager und Zapfen auf das Ergebnis mitwirken.

Von allen mechanischen Vorrichtungen für die Oelprüfung entspricht die Ossag-Maschine noch am meisten den Anforderungen, da es mit ihr nicht nur möglich ist, Oel bei verschiedenen Drücken und Geschwindigkeiten (bis zu 50 kg/cm2 bei 1500 Umdrehungen in der Minute) zu prüfen, sondern auch bei Temperaturen bis zu 300° und darüber unter Verwendung von Heiß- und Sattdampf. Die Maschine soll im übrigen aber auch Aufschluß über die Ergibigkeit des Versuchsöles und seine Zersetzbarkeit im Dampf geben. Bei der Ossag-Maschine wird der zu prüfende Schmierstoff zwischen zwei sauber aufeinander geschliffenen Körpern verrieben, wobei der angetriebene Zapfen dauernd oder unterbrochen geschmiert wird. Der durch die Drehung des einen Zapfens mitbewegte Zapfen überträgt seine Bewegung mittels einer geeichten Spiralfeder und eines Hebels auf den Schreibstift, der die charakteristischen Kurven der Schmierstoffe selbsttätig auf einem sich abwickelnden Papierstreifen verzeichnet. Mit Hilfe dieser nach dem Erfinder der Maschine benannten Wendtschen Wertkurven ist es möglich, den wirtschaftlichen Wert des Versuchsöles einigermaßen zuverlässig zu beurteilen. Zur Erzeugung des für die Untersuchung von Zylinderöl erforderlichen Dampfes ist die Oelprüfmaschine mit einem kleinen Dampfkessel und einem Ueberhitzer versehen, mittels welcher Dampfdrücke bis zu 25 at und Heißdampftemperatur bis zu 340° C erzielt werden können.

Es sei noch darauf hingewiesen, daß nach den eingehenden Versuchen von Prof. Ubbelohde Oelprüfmaschinen erst dann ihren Zweck erreichen, wenn sie sich den in der Praxis üblichen Lager- und Reibungsverhältnissen anpassen. Bei diesen Versuchen müßte auch auf den verschieden großen Zwischenraum zwischen Lager und Wellenzapfen Rücksicht genommen, und im übrigen die Verhältnisse der Praxis in bezug auf verschieden hohe Drücke, Geschwindigkeiten und Temperaturen so weitgehend wie möglich hergestellt werden. In ähnlicher Weise wären dann auch die Kolbenreibung und Zylinderschmierung zu studieren an Vorrichtungen, die baulich ähnliche Reibungs- und Arbeitsverhältnisse nachahmen. Andererseits steht Prof. Ubbelohde der Oelprüfung mittels mechanisch betriebener Prüfvorrichtungen im allgemeinen ablehnend gegenüber, umso mehr als seine Versuche den Beweis erbracht haben, daß alle Oele gleicher Zähigkeit dieselbe Reibungszahl zeigen. Es bezieht sich dies sowohl auf raffinierte als auch unraffinierte, mithin sowohl teure, als auch billige Mineralöle amerikanischer, russischer und rumänischer Herkunft. Ubbelohde faßt die Folgerungen aus seinen Versuchen für die Bewertung der Schmieröle wie folgt zusammen: „Es ist falsch, irgend einem Oel besonderer Provenienz oder besonderer Herstellungsart, vielleicht einem besonders raffinierten Oel an sich eine höhere Schmierfähigkeit beizumessen, als einem anderen, denn nur auf die Zähigkeit des Oeles kommt es im rein mechanischen Sinne an.“ Mit anderen Worten, es genügt vollständig, für jedes Oel seine Viskosität zu bestimmen. Daß Ubbelohde seinen Versuchen nicht die gewöhnlichen Engler-Grade, sondern nach von ihm aufgestellten Tabellen eine errechnete „spezifische Zähigkeit“ bestimmt und erst dieser die Reibungszahl proportional setzt, sei nur der Vollständigkeit wegen erwähnt. Für einfache praktische Versuche, die mehr oder weniger nur Vergleichzwecken dienen, genügt die Feststellung der Viskosität mit dem Englerschen Apparat vollständig.

Ueber die Konservierung von Grubenholz und Telegraphenstangen macht Br. Simmersbach ausführliche Mitteilungen. Er erörtert zunächst die Einteilung der verschiedenen Holzarten, ihre chemische Zusammensetzung und ihre Festigkeitseigenschaften. Alle Hölzer vertragen sehr schlecht den Wechsel zwischen Trockenheit und Feuchtigkeit, es ist daher eine überaus wichtige Aufgabe der holzverwertenden Industrien, die Widerstandsfähigkeit der Holzarten zu erhöhen. Bei der Zerstörung des Holzes spielen Bakterien eine wesentliche Rolle, sie rufen Verwesung, Vermoderung oder Fäulnis hervor, wobei der Holzsaft die Nahrungsstoffe für die Kleinlebewesen liefert. Als weitere Schädlinge des Holzes sind gewisse Pilze zu nennen, die die bekannten Erscheinungen der Trockenfäule, der Rotstreifigkeit, der staubigen Verwesung und andere hervorrufen.

Eines der wirksamsten Schutzmittel gegen alle diese Schädigungen ist die Imprägnierung des Holzes, die unter Anwendung der verschiedenartigsten chemischen Stoffe sowie mannigfacher Methoden heute sehr verbreitet ist. Von einem guten, praktisch brauchbaren Imprägnierungsmittel verlangt man, daß es tief in das Holz eindringt und eine gut konservierende Wirkung hat, daß es der Auslaugung widersteht und endlich billig ist. Folgende Methoden haben sich hierfür am besten bewährt: Die Imprägnierung mit Quecksilberchlorid nach dem Verfahren von Kyan, Imprägnierung mit Kupfersulfat nach dem Verfahren von Boucherie, Imprägnierung mit Zinkchlorid nach dem Verfahren von Burnett, Imprägnierung mit kreosothaltigen schweren Teerölen nach dem ursprünglichen Verfahren von Bethell und schließlich die Imprägnierung mit Salzen der Fluorwasserstoffsäure nach Malenkovic und Netzsch. Daneben sind noch andere Schutzstoffe, wie z.B. Wolframverbindungen in Gebrauch. Der Imprägnierung unterworfen werden Eisenbahnschwellen, Telegraphenstangen, Grubenholz sowie Holz für Pflasterungen und Wasserbauten.

Die Holzimprägnierung mit Quecksilberchlorid, welches Salz unter allen genannten chemischen Verbindungen die größte antiseptische Wirkung hat, wurde im Jahre 1832 von Kyan erstmalig in größerem Maßstabe angewandt. Die Anwendung dieses Verfahrens ist sehr einfach, denn man braucht nur das lufttrockene, fertig bearbeitete Holz durch Eintauchen in eine schwache Sublimatlösung zu tränken. Wegen der Giftigkeit des Sublimats ist das Verfahren nicht verwendbar, wenn es sich um die Imprägnierung von Bauholz für Wohnhäuser handelt, ebensowenig läßt sich für Wasserbauten bestimmtes Holz auf diesem Wege imprägnieren, weil das Sublimat von dem Wasser leicht ausgelaugt wird; das Verfahren kommt somit in erster Linie für Eisenbahnschwellen in Betracht. Zum Tränken benutzt man verschließbare Bottiche aus Holz oder Zementbeton, die mit Sublimatlösung gefüllt sind, und in die die Hölzer schichtweise derart eingelegt werden, daß sie weder sich selbst noch die Wandungen berühren. Die Tränkung erfordert bei weichem Holz acht bis zehn Tage, bei hartem Holz zwölf bis vierzehn Tage. Nach beendeter Tränkung wird der Bottich ausgepumpt und das Holz mit Wasser abgespült. Hierauf muß das Holz noch einige Monate an der Luft lagern, damit die Sublimatlösung recht tief eindringt.

Die Holzimprägnierung mit Kupfervitriol, die 1846 von dem französischen Arzt Boucherie vorgeschlagen wurde, ist zwar billiger, dafür aber auch viel weniger wirksam, sie findet hauptsächlich zur Imprägnierung von Telegraphenstangen Anwendung. Ursprünglich wurde das Verfahren in der Weise ausgeführt, daß man den zu imprägnierenden, schräg liegenden Baumstamm auf der einen Stirnseite mit einer Verschlußplatte versah, wodurch eine kleine Kammer gebildet wurde, in die die Kupfervitriollösung aus einem in etwa 10 m Höhe aufgestellten Druckbehälter eingeleitet wurde. Durch den Flüssigkeitsdruck von 1 at wird der Holzsaft aus dem Baumstamm herausgedrängt und durch die Imprägnierungsflüssigkeit ersetzt. Die Imprägnierung dauert bei Buchenholzschwellen etwa 48 Stunden, bei Eichenholzschwellen dagegen etwa 100 Stunden. Man hat festgestellt, daß 1 m3 Eichenholz ungefähr 25 kg, Kiefernholz dagegen 57 kg und Buchenholz gar 95 kg Kupfervitriollösung aufsaugt. Ende 1909 waren von unseren hölzernen Telegraphenstangen etwa 90 v. H. nach dem Boucherie-Verfahren imprägniert, alle anderen Tränkverfahren stehen hier also weit zurück. Die Tränkung einer Telegraphenstange nach dieser Methode erfordert neun bis dreizehn Tage; die Stangen werden ferner, so weit sie in die Erde getrieben werden, außen noch mit einem Teeranstrich versehen. Von Pfister wurde vorgeschlagen, die Tränkung des Holzes mit Kupfervitriollösung mit Hilfe einer Druckpumpe auszuführen, wodurch die Imprägnierungszeit für den einzelnen Holzstamm erheblich verkürzt wird.

Das zuerst von Burnett benutzte Zinkchlorid zeichnet sich zwar durch seine Billigkeit aus, steht aber hinsichtlich seiner antiseptischen Wirkung dem Quecksilberchlorid sowie dem Kupfervitriol nach. Infolge seiner leichten Löslichkeit in Wasser wird das Zinkchlorid ferner aus dem Holze leicht ausgelaugt. Die Imprägnierungsflüssigkeit wird allgemein durch Auflösen von Zinkspänen oder Zinkasche in Salzsäure hergestellt; die Lösung soll in 60 Teilen ein Teil Zinkchlorid enthalten und darf nicht sauer reagieren. Durch einfaches Tränken des Holzes in dieser Lösung läßt sich keine ausreichende Konservierung erzielen, vielmehr muß man zunächst den Holzsaft durch Dämpfen und durch Anwendung der Luftpumpe entfernen, worauf die Zinkchloridlösung unter hohem Druck eingepreßt wird. Hierzu benutzt man eiserne Kessel von etwa 12 m Länge und 2 bis 2,5 m ∅, in die das zugeschnittene Holz auf kleinen Wagen eingebracht wird. Die Kessel besitzen eine abnehmbare, mit einem Kran bewegliche Kopfwand, die luftdicht aufgeschraubt werden kann, ferner sind sie mit Sicherheitsventil, Lufthahn, Wasserablaßhahn sowie mit Verbindungsrohren für den Dampfkessel, die Luftpumpe und die Druckpumpe ausgerüstet. Das Holz wird in diesen Kesseln bei einem Druck von 3 bis 4 at mindestens zwei Stunden lang gedämpft, dann wird eine Luftverdünnung von etwa 523 mm Quecksilbersäule hergestellt, wodurch das Wasser und der Saft aus dem Holze heraustreten; hierauf läßt man die auf 50 bis 65° vorgewärmte Zinkchloridlösung eintreten, stellt die Luftpumpe ab und erzeugt mit Hilfe der Druckpumpe einen Ueberdruck von 7 at, der bis zu drei Stunden aufrecht zu erhalten ist. Während dieser Zeit werden die Hölzer ihrer ganzen Länge nach von der Zinkchloridlösung durchsetzt; sie müssen dann noch sechs bis zwölf Wochen lagern, ehe sie verwendungsreif sind. Die Lebensdauer der in dieser Weise imprägnierten Eisenbahnschwellen beträgt bei Eichenholz im Mittel 19½ Jahre, bei Buchenholz 15 bis 18 Jahre und bei Kiefernholz 14 bis 16 Jahre. Die Gewichtzunahme infolge der Imprägnierung beträgt bei Eichenschwellen 5 bis 10 v. H., bei Buchen- und Kiefernschwellen 30 bis 45 v. H. Mit Zinkchlorid imprägnierte Hölzer ertragen einen Oelanstrich, die nach den beiden vorhergehenden Verfahren imprägnierten Hölzer dagegen nicht ohne weiteres. Anstelle von Zinkchlorid verwendet man auch naphthalinsulfosaures Zink, welche Verbindung infolge ihrer geringeren Löslichkeit weniger leicht ausgelaugt wird.

Auf derselben Grundlage beruht auch die von Bethell angegebene Methode zur Holzimprägnierung mittels kreosothaltiger Teeröle, nur tritt hier an die Stelle des Dämpfens das Dörren des Holzes mittels heißer Luft in großen Trockenöfen. Schon im Jahre 1840 erhielt Bethell in England ein Patent auf sein Verfahren, das jedoch erst in Deutschland größere Verbreitung erlangte. Anfangs wurden nur die Hartholzschwellen mit Teeröl imprägniert, und erst als die Teerölerzeugung durch die Ausbreitung der Kokereiindustrie stark zunahm, konnte das Teeröl auch für die kiefernen Schwellen in Frage kommen. Das Imprägnieröl ist ein Gemisch von verschiedenen zwischen 200 und 240° siedenden Verbindungen, unter denen namentlich die neutralen Bestandteile und nicht, wie man früher annahm, die Phenole die Träger der konservierenden Eigenschaften sind. Obwohl das Teeröl zur Holzkonservierung bei weitern am besten geeignet ist, hat es doch erst in neuerer Zeit große Verbreitung erlangt, seitdem wir in dem von Rüping erfundenen Verfahren eine wirtschaftliche Imprägnierungsmethode besitzen. Bei allen älteren Ausführungsarten des Verfahrens wurde nämlich zu viel Teeröl verbraucht, so daß die Imprägnierung recht kostspielig war. Bei dem Rüping-Verfahren werden die Zellen vor dem Eindrücken des Teeröls nicht wie bisher leergepumpt, sondern im Gegenteil mit Druckluft angefüllt. Hierauf wird unter noch höherem Druck Teeröl in das Holz gedrückt, bis es nichts mehr aufnehmen kann. Sodann wird das überschüssige Teeröl abgelassen und das Holz noch einige Zeit einem Vakuum ausgesetzt. Hierdurch wird das nicht von den Zellwandungen aufgenommene Teeröl wieder aus dem Holz entfernt, was eine große Ersparnis an Teeröl bedeutet. Ferner nimmt die Festigkeit des Holzes durch diese Art der Imprägnierung bis zu 30 v. H. zu. Nach dem Rüping-Verfahren wurden im Jahre 1910 in 52 Imprägnierungsanstalten schon mehr als 20 Millionen Eisenbahnschwellen durchtränkt. Die wissenschaftlichen Grundlagen dieses Verfahrens wurden durch die eingehenden Untersuchungen von Dipl.-Ing. Seidenschnur erforscht und vertieft. Er beobachtete unter anderem, daß die Kohlenwasserstoffe des Erdöls an sich keine holzkonservierenden Eigenschaften haben, wohl aber, wenn sie mit Schwefel destilliert werden. Diese Erkenntnis ist wichtig für solche Länder, die über Erdöl verfügen, wo jedoch Steinkohlenteer schwer zu beschaffen ist.

Die bei den deutschen Eisenbahnverwaltungen üblichen Tränkungsverfahren sind im Original in einer Tabelle übersichtlich zusammengestellt. Man erkennt daraus, daß die Teeröltränkung heute bei weitem vorherrscht. Das Chlorzinkverfahren, aber auch nur in Verbindung mit der Teeröltränkung, ist noch in Sachsen und bei einigen Privatbahnen in Anwendung. Bei dem Rüping-Verfahren nimmt 1 m3 Kiefernholz 63 kg Teeröl auf, die Tränkkosten betragen 6 bis 9 M für 1 m3.

Das jüngste Imprägnierungsverfahren ist die Tränkung des Holzes mit Lösungen von Fluoriden; hierauf hat zuerst Malenkovic im Jahre 1907 hingewiesen, weitere Versuche veröffentlichte Netzsch im Jahre 1909.

Zur Beurteilung des Wertes der verschiedenen Imprägnierungsmittel sind nur solche Erfahrungen aus der Praxis verwendbar, die sich über eine längere Reihe von Jahren erstrecken. Sehr wertvolle Beiträge hierzu liefern die statistischen Aufzeichnungen unserer Reichstelegraphenverwaltung über die Standdauer der Telegraphenstangen. Diese Statistik, die einen Zeitraum von mehr als 50 Jahren umfaßt, enthält getrennte Angaben über die Standdauer von nicht konservierten Stangen sowie von solchen Stangen, die nach den einzelnen Verfahren behandelt sind; aus diesem Grunde ist sie für die Beurteilung der einzelnen Verfahren besonders wertvoll. Wie die folgende Zusammenstellung zeigt, ist bei der Telegraphen Verwaltung ganz überwiegend die Imprägnierung mit Kupfervitriol in Anwendung. Im Jahre 1909 kamen auf 100 Telegraphenstangen

mit Kupfervitriol getränkt 89,9 mit Zinkchlorid getränkt 0,4 mit Teeröl getränkt 3,0 mit Quecksilberchlorid getränkt 5,5 nach anderen Verfahren behandelt 0,1 überhaupt nicht konserviert 1,1

Diese Angaben beziehen sich auf eine Gesamtzahl von mehr als 6,5 Millionen Telegraphenstangen. Die mittlere Gebrauchsdauer der Stangen beträgt nach Christiani bei Imprägnierung

mit Kupfervitriol 13,4 Jahre mit Zinkchlorid 12,2 „ mit Teeröl 22,3 „ mit Quecksilberchlorid 14,5 „ nach anderen Verfahren 6,0 „ ohne Imprägnierung 7,9 „

Diese Zahlen, die die bis zum Jahre 1909 gemachten Beobachtungen darstellen, zeigen deutlich die große Ueberlegenheit des Teerölverfahrens, weshalb dieser Imprägnierungsmethode denn auch in den letzten Jahren erhöhte Aufmerksamkeit geschenkt wird.

Von hoher Bedeutung sind die verschiedenen Imprägnierungsverfahren auch für die Konservierung des Grubenholzes, das in einer Menge von mehr als 5 Mill. Kubikmeter jährlich in Deutschland verbraucht wird. Für die Tränkung des Grubenholzes werden außer den genannten Methoden noch einige andere benutzt, so die Imprägnierung mit schwefelsaurer Tonerde, Eisenvitriol, Chlormagnesium und andere. In den letzten Jahren sind zahlreiche weitere Konservierungsmittel und -Verfahren vorgeschlagen worden, die Verfasser kurz aufführt. Wegen der Einzelheiten sei auf das Original verwiesen. (Telegraphen- und Fernsprechtechnik 4. Jahrgang Nr. 1 bis 3.)

Sander.

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Stand der Kohlenstaubfeuerungen in Deutschland. (A. B. Helbig. Stahl und Eisen 1915 S. 1174.) Die Einführung des Drehofens in die deutsche Zementindustrie bot die Anregung für die Durchbildung und Vervollkommnung der Kohlenstaubfeuerung in Dampfkesselbetrieben, die anfänglich an den zu hohen Mahlkosten, dem zu groben und daher zu wenig zweckentsprechend verbrennlichen Kohlenstaub und den mangelhaften Kohlenstaub-Zuteilapparaten scheiterte. Gefördert wurde sie auch wesentlich durch die Anwendung der Rohrmühle, die allerdings eine sorgfältige Trocknung der Kohle, die wieder erst durch Einführung der Trockentrommeln möglich war, zur Bedingung machte. Mit der Vervollkommnung der Mahlvorrichtungen steigerten sich bald auch die Anforderungen an die Feinheit des Staubes dergestalt, daß man sich im Anfange mit 8 bis 10 v. H. Rückstand auf dem Siebe von 900 Maschen für 1 cm2 begnügte, während heute vielfach mit demselben Rückstande auf dem Siebe von 4900 Maschen gearbeitet wird.

Dieser Vervollkommnung der Mahlvorrichtungen folgte auch notwendigerweise eine Verbesserung der Zuteilvorrichtungen. Während früher hierzu Bürsten und Bänder genügten, haben sich zur Zuteilung des feinen Staubes nur Schnecken mit Reibradantrieb bewährt.

Für den Betrieb des Drehofens hat sich Kohle mit 14 bis 24 v. H. flüchtigen Bestandteilen am besten bewährt. Andere Kohle muß feiner gemahlen werden.

Die allgemeine deutsche Arbeitsweise ist die, einen Teil der Verbrennungsluft als Kohlenstaubträger in die Feuerstellen zu blasen und den Rest der Luft durch künstlich geschaffenen Unterdruck an die Verbrennungsstelle zum Feuer zu leiten. Dabei kann man durch Abstimmen der Ventilatorluft auf den Ofenzug, richtige Feinung der Kohle und richtiges Arbeiten der Zuteilvorrichtungen, mit Sauerstoffgehalten von höchstens 0,5 v. H. in den Abgasen der Drehofen arbeiten. Da die richtige Zündung des Kohlenstaub-Luftgemisches vor allem von der hohen gleichmäßigen Temperatur der Feuerstelle abhängt, kann dieser geringe Luftüberschuß auch bei metallurgischen Oefen sicher eingehalten werden, zumal dort meist noch ein großer Wärmespeicher vorhanden ist. Hier scheint sich auch der Abfallkoks der Hütten verwenden zu lassen, sobald er wirtschaftlich so fein gemahlen werden kann, daß er in Staubform zur Verbrennung gelangt.

Bei den bis vor kurzem hauptsächlich verwendeten Rohrmühlen, Kugelmühlen mit Windsichtung, Verbundmühlen und Horizontalkugelmühlen mit Sieben liegt bei einem Staube von nicht mehr als 10 v. H. Rückstand auf dem Siebe von 4900 Maschen die Leistung für die Nutzpferdestunde bei 30 kg und darunter. Neuerdings haben sich Ringmühlen mit Windsichtung für die Vermahlung besonders bewährt. Die sogenannte Offensiv-Ringmühle vermahlt Kohlen bis zu einem Wassergehalt von etwa 4 v. H. ungetrocknet ohne Betriebsschwierigkeiten, wobei Leistungen von 50 bis 70 kg für die PS-Stunde erreicht werden.

Bei der Einführung der Kohlenstaubfeuerung auf Hütten wird man zweckmäßig den ganzen Kohlen- und Koksabfall zusammen vermählen.

Die Betriebskosten für die Vermahlung betragen bei einem Preise von 2,5 Pf. für die KW/Std. je nach der Mahlbarkeit der Kohle 28 bis 40 Pf. für die Tonne, sind also sehr gering. Auch die Unterhaltungskosten sind gering.

Die Firma Gebr. Pfeiffer, Barbarossawerk in Kaiserslautern hat mit ihrer Versuchsanlage den Bau einer billigen Mühle bis 500 kg Stundenleistung ermöglicht und gezeigt, daß ruhendes Mauerwerk ohne Nachteil wochenlang mit der Kohlenstaubflamme befeuert werden kann, sobald es richtig ausgeführt ist. Die Temperatur des Feuerraums überschritt 1500° C. Bei einem theoretisch höchsten Kohlensäuregehalt von 18,7 v. H. wurden 18 v. H. erzielt. Der Verfasser behauptet, daß bei Oefen der Eisenindustrie Kammerschäden vermieden werden, auch durch Vorbau geeigneter Staubkammern Verunreinigungen des Gutes ebenso wie bei Beheizung mit Generatorgas verhütet werden können.

Eine Explosionsgefahr ist bei richtig gebauten Mühlen, Trockenanlagen und Silos nicht vorhanden. Gase entwickeln sich aus der fein gemahlenen Kohle nicht. Die deutsche Mahl- und Brenntechnik ist soweit entwickelt, daß die Hüttenindustrie mit wirtschaftlich großem Erfolge die Generatorgasfeuerung durch Kohlenstaubfeuerung ersetzen könnte.

Loebe.

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Graphisches Verfahren zur Vorausbestimmung der Erwärmung von Bahnmotoren. Die Ermittlung der richtigen Motorgröße macht besonders bei Motoren für Fahrzeugantrieb erhebliche Schwierigkeiten. Die Höchstwerte der Zugkraft und der Geschwindigkeit, also die entsprechenden Leistungen, lassen sich zumeist zwar aus den als bekannt anzusehenden Betriebsbedingungen ableiten und geben für die Festlegung der Charakteristik des gesuchten Motors genügende Anhaltspunkte. Die Veränderlichkeit dieser Werte nach der Zeit bzw. ihr Einfluß auf Erwärmung des Motors ist jedoch so unbestimmt, daß die Wahl der Motorgröße mit Rücksicht auf Erwärmung mehr Gefühlssache wird. Dieser Unsicherheit soll ein Ermittlungsverfahren von H. Engel (Elektr. Kraftbetriebe und Bahnen 14. November 1915) ein Ende machen. Es ist allerdings der benötigten umfangreichen Unterlagen wegen wohl nur größeren Firmen zugänglich, immerhin ist der Nutzen groß genug. Das Verfahren setzt voraus, daß von einer größeren Reihe ausgeführter Motoren Prüffeldaufnahmen der Art vorliegen, daß für verschiedene Belastungen und bei verschiedenen Geschwindigkeiten Kurvenscharen über die entsprechenden Erwärmungen aufgezeichnet werden können, wie die Abb. zeigt. Beispielsweise würde die Schaulinie a die Erwärmung eines Motors bei Belastung entsprechend ½ der Normallastverluste darstellen, g die Abkühlungslinie dazu, ausgehend von irgend einer höheren Temperatur, zweckmäßig 15° über der Grenztemperatur. Der Endpunkt sowohl des steigenden Astes a, als auch des fallenden g liegen nach Erreichung des Gleichgewichtzustandes naturgemäß auf gleicher Temperaturhöhe.

Weiter wird vorausgesetzt, daß ein den Verhältnissen der Strecke und dem vorgesehenen Fahrplan entsprechend ausgearbeitetes Fahrdiagramm vorliegt, das die Fahrgeschwindigkeit und die Leistungsaufnahme über die ganze Länge einer Betriebsperiode, die in der Regel wohl 24 Stunden umfassen wird, erkennen läßt.

Textabbildung Bd. 331, S. 78 Grenztemperatur; Erwärmung des Motors bei einer Leistung entsprechend Verlusten; Abkühlung; Leerlauf

Das Verfahren beginnt damit, daß das Fahrdiagramm in Abschnitte zerlegt wird, in denen die Arbeitsverhältnisse annähernd konstant sind. Es wird dann ein den Verhältnissen annähernd entsprechender Motor ausgewählt. Unter der Annahme, daß der Motor sich schon auf der Grenztemperatur befindet, entnimmt man den Erwärmungskurven für den ersten Streckenabschnitt den der Belastung und der Zeit entsprechenden Temperaturwert und trägt ihn über dem Fahrdiagramm ein. So wird für alle Streckenabschnitte verfahren, die zwischen den Kurven liegenden Werte werden interpoliert.

Der durch die aufgetragenen Punkte begrenzte Linienzug stellt also die Erwärmung des ausgesuchten Motors über das Fahrplanintervall dar. Das wesentlichste an ihm ist, ob die Erwärmung des Motors im Laufe des Linienzuges zu- oder abnimmt, und ob der Motor am Ende des Intervalls mit gleicher oder abweichender Temperatur als zu Anfang der Rechnung ankommt. Kommt er mit gleicher Temperatur an, und ist diese im Laufe des Zuges nirgends erheblich über die Grenze hinausgegangen, so war der Motor richtig bemessen. Fällt die Temperatur beständig, so war der Motor zu groß, im entgegengesetzten Falle war er zu klein. Ist weiterhin wohl die Endtemperatur annehmbar, doch übersteigt der Linienzug unterwegs die Grenzen, so würde auch dies besagen, daß der Motor nicht ausreicht. Jedoch bliebe in diesem Falle zu untersuchen, ob nicht die Zuglast oder die Zuggeschwindigkeit so abgeändert werden könnten, daß eine gleichmäßigere Beanspruchung eintritt, die gestatten würde, den gewählten Motor beizubehalten. Bei großer Unregelmäßigkeit im Verlaufe der Erwärmungslinie empfiehlt es sich, das Fahrdiagramm mehrfach zu durchlaufen und dabei die Anfangtemperaturen der zweiten Periode der Endtemperatur der ersten Periode gleichsetzen. Als Sicherheit gegen im Fahrplan nicht vorgesehene Unregelmäßigkeiten empfiehlt H. Engel, bei Bahnen für Personenbeförderung die zulässige Höchsttemperatur um 5°, für Lastbeförderung um 10° geringer einzusetzen.

Rich. Müller.

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Gemeinsame Probleme des Maschinenbaues. (Von K. Kutzbach, Z. d. V. d. I. 1915 Nr. 42, 44, 45.) Die Abhandlung stellt sich die Aufgabe, einige bisher wenig beachtete, aber doch wichtige Spezialbetrachtungen allgemein bekannt zu geben. Es handelt sich hauptsächlich um folgende Darlegungen:

Die Festigkeitsberechnung der Konstruktionsteile von Maschinen und Bauwerken ist in den vergangenen Jahrzehnten bis zu einer gewissen Vollendung gebracht worden; allerdings ist die Voraussetzung, auf der sich fast alle diese Rechnungen aufbauen, die, daß die Spannungen sich über einen gegebenen Querschnitt nach einem einfachen Gesetz verteilen, für das bei Zug, Druck, Schub die gleichmäßige Beanspruchung aller Querschnittsteile und bei Biegung und Verdrehung die dem Abstande von der Nullschicht oder -Achse proportionale Beanspruchung gilt. Die schon vor etwa 60 Jahren von St. Venant gefolgerte Tatsache, daß Aussparungen oder Einkerbungen in homogenen Materialien die Spannungen in der Nähe dieser Stellen auf mindestens das Doppelte erhöhen, wurde fast durchweg unberücksichtigt gelassen, bis Preuß im Jahre 1912 experimentelle Untersuchungen darüber veröffentlichte. Kutzbach gibt einige Beispiele solcher Spannungserhöhungen für Zug- und Verdrehungsbeanspruchung in den Abb. 1 und 2 wieder. Der Spannungsverlauf kann etwa nach dem Gefühl gezeichnet werden, wenn man sich merkt, daß die größte Spannung das 7/3-fache der mittleren ist und daß bei gleichen Kräften die Spannungsflächen – die der gleichmäßig verteilten und der ungleichmäßig wirkenden Spannungen – einander gleich sein müssen. In ähnlicher Weise wie Nuten wirken scharfe Uebergänge aus einem schwächeren in einen stärkeren Teil desselben Stückes. Als zweckmäßige Ausbildung von Wellenansätzen oder Teilen zusammengesetzter Wellen ist demnach die der Abb. 3 zu nennen, deren Ansatzstellen die Abb. 4 in vergrößertem Maßstab zeigt und wo der Spannungsübergang durch das aufsitzende Material wenig gehindert allmählich stattfindet.

Textabbildung Bd. 331, S. 78 Abb. 1.

Textabbildung Bd. 331, S. 78 Abb. 2.

Die Verhältnisse bei der Lagerreibung sind nach einer Untersuchung von Gümbel ungefähr durch die Abb. 5 zu beschreiben. Der Zapfen liegt bei Bewegung nicht zentrisch im Lager, sondern nähert sich bei Rechtsdrehung der Schale auf der linken Seite, und zwar am meisten in der wagerechten Mittelebene. Der Oeldruck ist am geringsten an der Oelzuführungsstelle und verläuft nach der Kurve p der Abb. 5, er hat in der wagerechten Mittelebene des Lagers beiderseits den mittleren Betrag p0.

Textabbildung Bd. 331, S. 79 Abb. 3.

Textabbildung Bd. 331, S. 79 Abb. 4.

Als Unterschied der in entgegengesetzter Richtung auf den Zapfen einwirkenden Drücke wird die Kurve pr erhalten und hieraus durch die eingetragene Zerlegung die Kurve des senkrecht auf die untere Schale kommenden Druckes ps. In der Nebenabbildung sind die ps noch einmal senkrecht zu dem wagerechten Zapfendurchmesser d aufgetragen, und man bemerkt, daß die übliche Rechnung mit einem mittleren ps dem sehr gut entspricht.

Textabbildung Bd. 331, S. 79 Abb. 5.

Jedes Lager hat einen bestimmten Mindestwert der Reibungsziffer μ, der von der Zähigkeit η des verwendeten Oeles, der Winkelgeschwindigkeit w des Zapfens und dem mittleren Druck pm abhängt nach der Formel \mu\sim c\,\sqrt{\frac{\eta\cdot \omega}{p_m}}. Bei guten Lagern kann dieser Betrag nach Stribecks Messungen 0,002 bis 0,005 erreichen, was ungefähr dieselbe Reibungsziffer wie die guter Kugellager ist. Freilich gehört dazu eine nicht durch Nuten oder Risse im Lagermetall gestörte Oeldruckverteilung.

Bei rythmisch bewegten oder schwingenden Körpern macht sich leicht eine Verstärkung dieser Schwingungen an benachbarten, damit gekoppelten Teilen bemerkbar, und es handelt sich darum, die Verstärkung dieser Schwingungen zu vermeiden. Die Eigenschwingungszahl ne in der Minute für ein bestimmtes System ist näherungsweise aus der Gleichung n_e=\frac{300}{\sqrt{f}} zu bestimmen, wenn f die Federung infolge des Eigengewichts aus der mathematischen Mittellage in cm darstellt. Hat man mehrere Systeme miteinander verbunden, so ist bei reiner Parallelverschiebung die gemeinsame Schwerachse die Ruhestelle für jedes einzelne System, und damit kann ne leicht ermittelt werden. Bei drehenden Systemen gilt entsprechend l1 • (G1 • D1)2 = l2 • (G2 • D2)2, worin l die Abstände vom Ruhepunkt, G die Gewichte und D die Durchmesser sind, in welchen die Gewichte G konzentriert angenommen werden können. Aus der Grundgleichung für die Schwingungsschläge a2 und a1 zweier gekoppelter Systeme: a_2:a_1=\left(\frac{n}{n_e}\right)^2-1, worin ne die Eigenschwingungszahl des gesamten Systems und n die der einen Masse ist, folgt sofort, daß n=n_e\cdot\sqrt{2} den gefährlichsten Fall der „Resonanz“ darstellt, der unbedingt vermieden werden muß. Vorteilhaft ist n > 2ne, weil dann der Ausschlag der mitschwingenden Masse höchstens noch ein Drittel des Gesamtausschlages betragen kann. Bei schnellaufenden Wellen jeder Art sind diese ziemlich einfachen Untersuchungen von großer Bedeutung.

Stephan.

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Dieselelektrische Triebwagen. Durch die elektrische Kraftübertragung von der Verbrennungskraftmaschine auf die Wagenachse, ist es gelungen, die Schwierigkeiten zu überwinden, die sich einem unmittelbaren Antriebe der Wagenachsen durch die Verbrennungskraftmaschine entgegenstellen. Können an Stelle des teueren Benzols billige Treiböle durch Verwendung der Dieselmaschine treten, so werden die Betriebskosten für Triebwagen wesentlich verkleinert. Wird der Preis des Benzols für 100 kg noch zu 18 M angenommen, so kostet die Nutzpferdestunde 4,5 Pf., bei einem Brennstoffverbrauch von 250 g. Bei der Dieselmaschine entstehen für dieselbe Leistung 1,5 Pf. Kosten, da hier für die Nutzpferdestunde etwa 216 g Teeröl zum Preise von 5,50 M für 100 kg und 24 g Gasöl als Zündöl zum Preise von 14 M für 100 kg verbraucht werden.

Die Firma Brown, Boveri & Co. hat für die sächsischen Staatseisenbahnen mehrere Triebwagen mit dieselelektrischem Antriebe geliefert. Die Dieselmaschine stammt von der Firma Gebr. Sulzer, Winterthur, der Wagen von der Waggonfabrik A.-G., Rastatt und die elektrische Einrichtung von der Firma Brown, Boveri & Co., Mannheim, Die dieselelektrischen Triebwagen sind ähnlich den benzolelektrischen Triebwagen gebaut. Von einer mit der Dieselmaschine gekuppelten, fremderregten Dynamomaschine mit unmittelbar angebauter Erregermaschine wird elektrischer Strom erzeugt, der den Wagenmotoren mittels der einfachen Ward-Leonard-Schaltung zugeführt wird. Die Dieselmaschine läuft dabei mit annähernd gleichbleibender Drehzahl. Der Wagenkasten ruht auf zwei Drehgestellen, von denen das dreiachsige die Dieselmaschine, die Dynamo und die Erregermaschine, das zweiachsige Drehgestell dagegen die Elektromotoren trägt. Der Wagen hat an beiden Enden Führerstände, es sind zwei Abteile mit 49 bzw. 29 Sitzplätzen vorhanden. In jedem Führerstande sind außerdem noch 10 Stehplätze. Das Gesamtgewicht des Wagens ist 64 t, somit bestimmt sich das Platzgewicht zu 711 kg. Die Auspuffleitung mündet in ein über das ganze Wagendach hinführendes Rohr. Dieses ist beiderseits offen, so daß die Auspuffgase stets an dem in der Fahrtrichtung hinteren Rohrende austreten können. Ebenfalls auf dem Wagendache liegt der Luftkühler für das Kühlwasser. Zur Heizung des Wagens wird das Kühlwasser der Dieselmaschine teilweise herangezogen, das von der Kühlwasserpumpe durch die Heizrohrschlangen unter den Sitzen zum Kühler gedrückt wird. Beide Achsen des zweiachsigen und die Endachsen des dreiachsigen Drehgestells können gebremst werden. Die Bremsen können von jedem Führerstande aus mittels Handrad betätigt werden, wobei 35 v. H. des Raddruckes der gebremsten Achsen vom unbelasteten Wagen abgebremst werden. Die Betriebsbremse ist eine selbsttätige Luftdruckeinkammerbremse Bauart Westinghouse mit einer Bremskraft von 80 v. H. des Raddruckes. Die Bremsluft wird vom Luftverdichter der Dieselmaschine geliefert und auf 4 at Pressungsdruck verkleinert. Zum Sandstreuen vor den Rädern des zweiachsigen Drehgestells sind vier durch Druckluft von 10 at betriebene Vorrichtungen vorhanden.

Textabbildung Bd. 331, S. 80 Abb. 1.

Um die Gewichte der Dieselmaschine und des Generators zu tragen, erhält das Maschinendrehgestell drei Achsen. Die Stöße der Dieselmaschine werden vom Wagenkasten dadurch abgehalten, daß zwei getrennt auf den Achsen federnd gelagerte Rahmen angeordnet sind (Abb. 1). Der innere Rahmen b ist dabei mit der Dieselmaschine und dem Generator unmittelbar verschraubt und ruht nur auf den Innenachsbüchsen der beiden Endachsen, gegen die er mit starken Blattfedern abgestützt ist. Die Mittelachse wird also durch das Maschinengewicht nicht belastet. Der Außenrahmen c stützt sich mit Blatt- und Schraubenfedern auf die Außenachsbüchsen aller drei Achsen und nimmt das Gewicht des Wagenkastens auf. Durch geeignete Abmessungen der Blattfedern wird erreicht, daß der Raddruck der drei Achsen des Maschinendrehgestells gleich groß wird. Die elektrischen Motoren im zweiachsigen Drehgestell sind vollständig abgefedert. Zu diesem Zwecke war es notwendig, eine Blindwelle einzuschalten mit Antrieb der Achsen durch Kuppelstangen. Die Blindwelle wird durch Zahnräder mit einer Uebersetzung 1 : 3 angetrieben. Die Kurbeln sind um 90° gegeneinander versetzt, Blindwelle und Radsätze besitzen Gegengewichte.

Textabbildung Bd. 331, S. 80 Abb. 2.

Die Dieselmaschine ist als Viertaktmaschine gebaut. Die Verdichtung der Luft erfolgt in ihr bis auf etwa 35 at, wobei sich die Verbrennungsluft bis zu 600° C erwärmt. Der Brennstoff wird durch Preßluft von etwa 40 bis 65 at Druck, je nach der Maschinenbelastung, in die Zylinder fein zerstäubt eingeführt. Die Antriebsmaschine wird mit Preßluft angelassen, dann wird sie mit Gasöl betrieben. Ist die Maschine genügend erwärmt, was der Fall ist, wenn das Kühlwasser mit einer Temperatur von etwa 45° C abfließt, so wird auf den Betrieb mit Teeröl umgeschaltet. Das Treiböl besteht aus etwa 85 bis 90 v. H. Teeröl und 10 bis 15 v. H. Gasöl. Um beim Anlassen der Maschine sofort genügend viel Gasöl zur Verfügung zu haben, muß die Dieselmaschine vor ihrem Stillstande noch einige Zeit mit Gasöl laufen, damit sich die Brennstoffleitungen unterdessen mit Gasöl füllen. Die Dieselmaschine leistet bei etwa 440 Umdr./Min. und einem Brennstoffverbrauch von 240 g für die Nutzpferdestunde 200 PS und kann beim Anfahren auf kurze Zeit bis auf 250 PS überlastet werden. Mit Berücksichtigung des Oelverbrauchs für den Leerlauf sowie für den Verschiebedienst kann bei 50 km mittlerer Fahrgeschwindigkeit mit einem Brennstoffverbrauch von 0,65 kg für 1 km gerechnet werden. Die Brennstoffbehälter fassen 350 l Teeröl und 100 l Gasöl. Daraus ergibt sich für den Wagen ein Fahrbereich von etwa 600 km. Mit einer Maschinenleistung von 200 PS kann eine Wagengeschwindigkeit von etwa 70 km auf wagerechter Strecke erreicht werden. Zur Brennstoffersparnis und Geräuschverminderung kann die minutliche Drehzahl der Dieselmaschine auf der Fahrt im Gefälle, beim Auslaufen und während des Haltens auf Zwischenstellen von 440 auf etwa 180 verkleinert werden.

Textabbildung Bd. 331, S. 81 Abb. 3.Luftkompressor

Die Dieselmaschine besteht aus sechs in zwei Gruppen angeordneten Zylindern von 260 mm ∅ und 300 mm Hub. Um den verfügbaren Raum möglichst gut auszunutzen, sind die Zylinder in V-Form unter einem Winkel von 60° gegeneinander geneigt (Abb. 2). An die Dieselmaschine schließt sich ein dreistufiger Kompressor an, mit den Zylindern (Abb. 3). Die Kurbelarme der Welle sind mit Gegengewichten zum Massenausgleich versehen. An dem einen Wellenende befindet sich ein Schwungrad sowie die Kupplung für die Dynamomaschine. Das Anlaßventil 20 und der Indikatorhahn sind in den Zylinderkopf eingebaut. Außerdem ist hier noch das Ansaugeventil 18, das Auspuffventil 19 und das Brennstoffventil 17 angeordnet (Abb. 2). Sämtliche Ventile werden durch die Nockenwelle 21 gesteuert. Die Oeffnungsdauer und der Hub der Brennstoffventile werden von einem Regulator beeinflußt. Für je drei Zylinder ist noch eine gemeinsame Anlaßvorrichtung mit je einem Handgriff 15 und je einer Welle 15a vorhanden. Auf der Welle sitzt das Exzenter 15b, das als Lager für die Hebel zum Antrieb der Brennstoff- und Anlaßventile dient. In Stellung 1 sind die Exzenter so gedreht, daß beim Gange der Maschine die Steuerhebel die Anlaßventile nicht berühren und anheben. Es werden in dieser Stellung nur die Brennstoffventile betätigt. Stellung 2 ist die Ruhestellung der Maschine, in der weder Anlaß- noch Brennstoffventile bewegt werden. Stellung 3 ist Anlaßstellung. Die Brennstoffventile werden in dieser Stellung nicht mehr betätigt, die Anlaßventile werden aber zum Eintritt der Preßluft angehoben. Um die Maschine vor dem Anlassen in die richtige Stellung zu bringen, muß die Verdichtung in den Zylindern aufgehoben werden können. In Stellung 4 wird dies dadurch erreicht, daß die Anlaßventile an allen Zylindern offen gehalten werden, und durch die Anlaßluftleitung ein Druckausgleich zwischen den Zylindern stattfinden kann.

Textabbildung Bd. 331, S. 81 Abb. 4.Brennstoff- und Zylinderschmierpumpe.

Unmittelbar über der Maschine ist der zylinderförmige Brennstoffbehälter für Teer- und Gasöl angebracht. Von dem Behälter fließt das Oel der Brennstoffpumpe (Abb. 4) zu. Das Oel wird hier durch die gesteuerten Saugventile 23 von zwei dreifachen Tauchkolben angesaugt und in Einzelleitungen nach den Brennstoffventilen der Zylinder geführt. Außerdem ist eine besondere Zündölpumpe vorgesehen. Der dreistufige Kompressor (Abb. 3) liefert die Druckluft zum Anlassen, Einblasen des Brennstoffs, für die Bremse, die Pfeife und den Sandstreuer. Die Niederdruckstufe 30 gibt etwa 5 at Pressung und wird von einem Kolbenschieber 34 gesteuert. Die Mittelstufe für 15 bis 20 at Endspannung wird wie die Hochdruckstufe 32 durch Ventile gesteuert. Hinter jeder Druckstufe wird die Luft je einem der drei Kühlräume des Kühlers 28 zugeführt. Alle Zylinder der Dieselmaschine und des Kompressors, sowie die Luftkühler werden durch Wasser gekühlt. Die Temperatur des Kühlwassers soll beim Eintritt in die Zylinderkühlmäntel 40°, beim Austritt 70° betragen.

Die mit der Dieselmaschine gekuppelte achtpolige Dynamomaschine hat eine Leistung für 1 Stunde von 190 KW und eine Dauerleistung von 140 KW bei 300 V Klemmenspannung. Mit dieser Maschine ist eine sechspolige Erregermaschine von 7,5 KW Dauerleistung bei etwa 70 V Klemmenspannung gekuppelt. Sie gibt außerdem noch Strom zum Betriebe des Ventilators von 6 PS, zur Ladung der Batterien von 35 Zellen mit einer Kapazität von 95 Amperestunden, sowie zur Speisung von Hilfs- und Lichtstromkreisen ab. Die beiden Triebmotoren sind als Hauptstrommotoren gebaut. Sie haben zusammen eine Leistung für 1 Std. von 360 PS und eine Dauerleistung von 160 PS. Bei Störungen eines Motors lassen sich die Feld- und Ankerwicklungen sowie die Ausgleichsleitung durch je einen gemeinsamen Motorschalter abschalten. Der andere Motor ist dann noch imstande, den Wagen allein weiter zu fördern.

Der Betriebsbrennstoff wird in zwei im Erdboden eingebauten Behältern von je 15 m3 Inhalt gelagert, die mit Dampfheizschlangen zur Erhaltung des flüssigen Zustandes auch bei Kälte ausgerüstet sind.

Strecke Gasöl Teeröl Trieb-stoffkg/km kg kg/km kg kg/km Dresden – Döbeln (64 km)   9,8 0,15 49,2 0,77 0,92 Döbeln – Leipzig (70 km) 15,9 0,23 43,8 0,50 0,73

Bei der sächsischen Eisenbahn sind bereits auf verschiedenen Linien Probefahrten ausgeführt worden. Auf einer Steigung von 5 v. T. vermochte der Triebwagen mit einer Geschwindigkeit von 40 km die Stunde einen Anhängewagen von 47 t zu ziehen. Die größte Geschwindigkeit ohne Anhänger wurde auf wagerechter Strecke zu 75 km und mit einer Anhängelast von 47 t mit 50 km in der Stunde erreicht. Der Brennstoffverbrauch kann aus der vorstehenden Tabelle entnommen werden. (Elektrische Kraftbetriebe und Bahnen 1915 S. 301 bis 303, 309 bis 313 und 321 bis 326.)

W.

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Wirtschaftliche Behandlung der Eisen- und Stahlspäne. Im Anschluß an unseren Schaubericht über den gleichlautenden Aufsatz von R. Philipp (D. p. J. Bd. 331 Heft 3) legt Herr Philipp Wert darauf, festzustellen, daß die Gesellschaft Lauchhammer nur die Schrottpresse geschaffen und die Firma Henschel & Sohn die Firma Schmidt & Co. bei der Schaffung zweckmäßiger Zerkleinerungsanlagen unterstützt hat.

Loebe.

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Beschlagnahmefreie Lötlampen für Spiritus. In zahlreichen Handwerkzweigen ist die Lötlampe ein unentbehrliches Werkzeug. Da bisher in den weitaus meisten Fällen Benzinlötlampen im Gebrauch sind, so wurde infolge der Beschlagnahme dieses Brennstoffes die Benutzung der üblichen Lötlampen mehr und mehr unmöglich. Der einzige, ohne besondere Umstände zu beschaffende Brennstoff ist Spiritus, der jedoch in gewöhnlichen Benzinlötlampen nicht brennt.

Es wurde daher von der Spezialfabrik für Lötapparate, Gustav Barthel in Dresden 131 A. 19 ein für Spiritus besonders durchgebildetes Modell auf den Markt gebracht.

Textabbildung Bd. 331, S. 82

Diese unter dem Namen Topas bekannten Spirituslötlampen sind mit Luftpumpe und unmittelbarer Flammeneinstellung versehen, werden in verschiedenen Größen geliefert und entsprechen in bezug auf Wirkung und Leistungsfähigkeit den Benzinlötlampen ähnlicher Größe. Die Topaslampen sind auch für Arbeiten im Freien, Hartlötungen usw. geeignet und haben sich in mehrmonatlichem Gebrauche bewährt. Leider konnten die Apparate bisher nur gegen Heeresbelegschein bzw. Freigabeschein geliefert werden, da für die Anfertigung der Brennerteile beschlagnahmte Metalle verwendet werden mußten.

Nunmehr ist es gelungen, diese Spirituslötlampen völlig aus freien Ersatzmetallen herzustellen, so daß sie jetzt auch für Friedensbedarf ohne weiteres geliefert werden dürfen. Der Erfolg ist um so mehr zu begrüßen, als er ein weiterer Schritt ist, uns von der Einfuhr ausländischer Werkzeuge unabhängig zu machen.

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Am Freilag, den 11. Februar d. J., verstarb nach kurzer Krankheit in Obertürkheim der bevollmächtigte Ingenieur der Inspektion der Fliegertruppen bei der Daimler-Motorenfabrik Herr Oberleutnant Dipl.-Ing. Paul Béjeuhr, der den Lesern unserer Zeitschrift durch seine zahlreichen trefflichen Aufsätze aus dem Gebiet der Flugtechnik bekannt geworden ist. Die Schriftleitung wird dem ausgezeichneten Mitarbeiter ein dankbares Andenken bewahren.

Kauf einer Maschine „wie besehen“. Der Maschinenlieferant ist oft nicht in der Lage, die Haftung für Mängel der Maschine zu übernehmen, weil er vielleicht selbst von seinem Lieferanten zweifelhaft bedient worden ist, oder weil es sich um eine gebrauchte Maschine handelt. Es kommt aber darauf, ob er einen Mangel verschuldet hat oder überhaupt kennt, nicht an, er haftet, wenn er nicht ausdrücklich die Mängelhaftung ausschließt.

Andererseits ist für ihn der Abschluß sehr erschwert, wenn er auf einem Ausschluß der Mängelhaftung besteht, weil er bei dem Besteller leicht die Vorstellung erweckt, es müsse sich um eine minderwertige Maschine handeln, und er habe mit größter Wahrscheinlichkeit damit zu rechnen, daß sich bald Mängel herausstellen werden, für die der Lieferant sich seiner Haftung entziehen will. So kommen dabei leicht Klauseln zustande, deren Auslegung zweifelhaft ist, und durch die der Lieferant sich unter Umständen große Nachteile verursacht.

Bei der Auslegung solcher Klauseln ist zu berücksichtigen, daß das Gesetz von der Haftung des Lieferanten ausgeht und nur zuläßt, daß die Haftung ausgeschlossen wird. Der Ausschluß der Haftung ist somit als der Ausschluß der Anwendung einer gesetzlichen Bestimmung anzusehen, und es hat darum derjenige den Beweis dieses Ausschlusses zu führen, der diesen Ausschluß zu seinen Gunsten geltend macht; mit anderen Worten: bleibt es zweifelhaft, ob ein Ausschluß anzunehmen ist, oder nicht, so hat der Lieferant als beweisfällig den Nachteil zu tragen und die gesetzlich bestimmte Haftung auf sich zu nehmen.

Im Handelsverkehr ist die Klausel „wie besehen“ „nach Besicht“, „wie Besicht“ oder in ähnlicher Fassung sehr häufig, und auch in Maschinenlieferungs-Verträgen findet sie sich nicht selten. Im Handelsverkehr ist aber bei der Auslegung solcher Klauseln auch die Verkehrssitte zu berücksichtigen; und dafür wiederum ist entscheidend, daß beim gewöhnlichen Warenhandel meist der Fachmann an den Fachmann liefert, und die Feststellung etwaiger Mängel durch den Käufer nicht nur erschöpfend, sondern auch verhältnismäßig leicht möglich ist.

Mit Recht nimmt daher die Rechtsprechung an, daß in der Klausel „wie besehen“, die Vereinbarung enthalten ist, daß der Lieferant den Verkäufer verpflichten will, nicht nur nach der Lieferung die Ware zu prüfen, wozu das Gesetz ihn ja schon verpflichtet, sondern diese Prüfung schon vorher vorzunehmen, gerade um späteren Ansprüchen nicht mehr ausgesetzt zu sein. Die Klausel hat daher nach herrschender Rechtsprechung (vgl. Urteil des Oberlandesgerichts Hamburg vom 7. 10. 04. Das Recht 1902 S. 43 und Reichsgericht vom 13. 3. 13. Leipziger Zeitschrift für deutsches Recht 7 S. 858, vgl. auch Staub HGB. § 360 Anm. 5) den Inhalt, daß eine Haftung für äußerlich bei der Besichtigung erkennbare Mängel ausgeschlossen wird, aber auch nur für diese Mängel, während im übrigen die gesetzliche Haftpflicht unberührt bleibt.

Es ist nicht unwahrscheinlich, daß die Rechtsprechung diese Grundsätze auch für Maschinenverträge zur Anwendung bringt; zweifelhaft bleibt die Frage aber jedenfalls; denn die Verhältnisse bei der Maschinenlieferung liegen meist doch wesentlich anders als bei der gewöhnlichen Warenlieferung.

Ist die Lieferung allerdings ein gewöhnliches Handelsgeschäft, eine Lieferung des Fabrikanten oder Händlers an den Händler, so ist die Uebertragung der eben ausgeführten Grundsätze unbedenklich; handelt es sich aber um eine Lieferung anderer Art, insbesondere um die Lieferung einer Maschine für einen industriellen, gewerblichen, landwirtschaftlichen Betrieb usw., so mag das Geschäft zwar im einzelnen Falle als Handelsgeschäft im Sinne des Handelsgesetzbuches anzusehen sein, seine wirtschaftlichen Grundlagen sind aber doch anders als bei der handelsmäßigen Warenlieferung. Der Besteller ist meist nicht ein Fachmann, und die Besichtigung hat nicht notwendig den Inhalt, etwaige Mängel festzustellen, sondern die Maschinen auf ihre Brauchbarkeit für den bestimmten Betrieb, für den sie geliefert werden sollen, zu prüfen.

Mag der Lieferant bei der Klausel auch ausbedingen wollen, daß die Haftung eingeschränkt sein soll, so braucht der Besteller diese Klausel nicht notwendig so aufzufassen; es kann ja auch die Klausel nur zur näheren Bezeichnung der Maschine dienen, und als Zusicherung, daß die Maschine genau so geliefert wird, wie sie bei der Besichtigung gewesen ist, und es ist daher im einzelnen Falle sehr zweifelhaft, ob durch eine solche Klausel ein Ausschluß der Haftung tatsächlich zustande gekommen ist. Es ist in solchen Fällen zur Klarlegung der Rechtslage ein ausdrücklicher Haftungsausschluß kaum entbehrlich.

Dr. jur. Eckstein.

Die Materialbewegung in chemisch-technischen Betrieben. Von Dipl.-Ing. C. Michenfelder. Mit 261 Abbildungen im Text und auf 33 Tafeln. (Chemische Technologie in Einzeldarstellungen, herausgegeben von Prof. Dr. Ferd. Fischer, Göttingen-Homburg.) Leipzig 1915. Otto Spamer. Preis geh. 13,– M, geb. 15,– M.

Zeit ist Geld! Dieser Satz gilt insbesondere bei Großbetrieben für die Förderung von Einzel- und Massengütern. Das vorliegende Buch soll eine Art Ratgeber sein für „chemisch-technische“ Betriebe, welche in die Lage versetzt werden, irgend eine Aufgabe auf dem genannten Gebiete zu lösen. Um diesen Zweck eines Ratgebers und Nachschlagebuches zu erfüllen, teilt der Verfasser den Stoff in der Weise ein, daß er zunächst die Förderung von Massengütern, in einem weiteren Abschnitte dann die Förderung von Einzelgütern behandelt, und zwar jeweilig in drei Unterabteilungen, nämlich Förderungen in wagerechter, in schräger und in senkrechter Richtung.

Die Behandlung der einzelnen Fördermittel geschieht nun so, daß jedesmal zunächst einige allgemeine Bemerkungen über das betreffende Fördermittel vorausgeschickt werden, dann wird das Wesen der Konstruktion kurz erläutert, worauf mit einigen Worten Anwendbarkeit, Vorteile und Nachteile sowie schließlich noch besonders bemerkenswerte Einzelheiten geschildert werden. Den Hauptteil bilden dann jedesmal eingehend beschriebene Ausführungsbeispiele unter Beifügung vortrefflicher Skizzen. Die Begrenzung des Stoffes auf chemisch-technische Betriebe ist nicht streng durchgeführt, vielmehr ist der Begriff chemisch-technisch in weitem Sinne aufgefaßt, so daß das Buch ganz allgemein als Ratgeber bei der Beschaffung von Förderanlagen benutzt werden kann. Bauliche Einzelheiten werden allerdings nur in beschränktem Maße behandelt, auf Berechnungen hat der Verfasser ganz verzichtet. Erwünscht wären vielleicht noch mehr allgemeine Angaben über Leistungsfähigkeit der einzelnen Fördereinrichtungen; in dem Buche finden sich solche Angaben meist nur über die Leistungsfähigkeit der beschriebenen Ausführungsbeispiele. Sehr wertvoll ist die am Schlusse der Beschreibung der einzelnen Fördermittel beigefügte ausführliche Patent- und Zeitschriftenliteratur, die unter Umständen ein eingehendes Studium der geplanten Fördereinrichtung ermöglicht.

Der mit dem Buche beabsichtigte Zweck dürfte voll erreicht sein, namentlich die sehr zahlreichen Abbildungen und Tafeln sind mit Sorgfalt und Geschick ausgewählt und ausgeführt.

Wie wäre es aber, wenn bei einer Neuauflage den Fremdwörtern nachdrückisch zu Leibe gegangen würde? Müssen Baumstämme durchaus „per“ Floß ankommen, muß etwas universell anwendbar sein, muß es Plateaus und Planierungsarbeiten geben, muß es kombinierte, komplizierte, kontinuierliche Fördereinrichtungen geben, muß durchaus etwas „last not least“ (!) angeführt werden in einem Buche, das doch sonst in der „Sprache der Hunnen“ abgefaßt ist, wie sich unsere Feinde so geschmackvoll auszudrücken belieben?

R. Vater.

Gesammelte Veröffentlichungen. Von Hans Goldschmidt. 410 Seiten und 61 Tafeln. Essen (Ruhr) 1914. Jul. Springer. Preis geh. 12 M, geb. 13,60 M.

Der vorliegende stattliche Band, der anläßlich der 25-jährigen Zugehörigkeit des Verfassers zu der Firma Th. Goldschmidt, A.-G. in Essen von dieser herausgegeben worden ist, faßt 47 in den verschiedensten Zeitschriften veröffentlichte Vorträge und Abhandlungen des Verfassers in zeitlich richtiger Folge zusammen. Bei weitem die Mehrzahl dieser Aufsätze behandelt die Aluminothermie und ihre hauptsächlichsten Anwendungen, die sogenannte Thermitschweißung sowie die Gewinnung von reinem Chrom und Mangan. Weitere Vorträge behandeln die Eisen- und Stahlerzeugung im elektrischen Ofen, den Ruthenburg-Prozeß sowie Erinnerungen an Robert Bunsen. Die angefügten 61 Tafeln, deren sorgfältige Ausführung ebenso wie die ganze Ausstattung des Buches volle Anerkennung verdient, veranschaulichen die Ausführung der Thermitschweißung an Rohren, Gußstücken und namentlich an Straßenbahnschienen und legen zugleich Zeugnis ab für die Verbreitung dieses Verfahrens in der ganzen Welt. Das Buch sei allen Ingenieuren und Chemikern als anregende und interessante Lektüre bestens empfohlen.

A. Sander.

Bestimmungen für Ausführung von Bauwerken aus Beton. Aufgestellt vom Deutschen Ausschuß für Eisenbeton. Berlin 1915. Wilhelm Ernst & Sohn. Preis geh. 0,40 M.

Die Bestimmungen treten an die Stelle der aus dem Jahre 1908. Sie sind wesentlich erweitert und verändert; das wichtigste bzw. neue ist kurz folgendes:

Vorbemerkung: Als Beton gilt nur Zementbeton; den Unternehmer-Befähigungsnachweis zu fordern wird empfohlen. § 1. Geltungsbereich. § 2. Bauvorlagen. § 3. Vorläufiger Festigkeitsnachweis: Gewährleistung der Betonfestigkeit. § 4. Zulässige Beanspruchung: Für ruhende Last ein Fünftel der Druckfestigkeit, Größtwert 50 kg/cm2; ausnahmsweise höhere Werte. Bei Stützen nimmt die zugelassene Beanspruchung ab mit wachsender Schlankheit (von ein Fünftel bis ein Zwanzigstel). Die Knicksicherheit (§ 5) sei nach Euler zehnfach. (E = 140000 kg/cm2). § 6. Bauleitung. § 7. Baustoffe: Nachweis auch der Normenzugfestigkeit des Zementes ist gefordert, daneben der Raumbeständigkeit, Bindezeit, Mahlfeinheit. In Kies, Steingrus, Steinschlag dürfen bis 10 v. H. feinere Teile enthalten sein. § 8. Zubereitung der Betonmasse: Sand, Kies Grus, Steinschlag sind nach Raumteilen, der Zement ist nach Gewichtsteilen zu bemessen. Der Beton kann von Hand, muß aber bei größeren Ausführungen maschinell gemischt werden; das Mischungsverhältnis ist an der Mischstelle anzuschlagen. § 9. Verarbeitung der Betonmasse: Es sind gesonderte Vorschriften über Stampf-, Schütt-, Guß- und Füllbeton gegeben. § 10. Betonieren bei Frost: Die Frostgrenze ist jetzt auf – 3° C festgesetzt. § 11. Herstellung der Schalungen. § 12. Schalungsfristen und Ausschalung: Die Ausschalung eines Bauteiles, d.h. die Beseitigung der Schalung und Stützung darf nicht eher vorgenommen werden, als bis der verantwortliche Bauleiter durch die Untersuchung des Bauteiles sich von der ausreichenden Erhärtung des Betons und Tragfähigkeit des Bauteiles überzeugt und die Ausschalung angeordnet hat. Besondere Vorsicht ist bei Bauteilen geboten, die beim Ausschalen nahezu schon die volle rechnungsmäßige Last haben. § 13. Prüfung während der Ausführung, Probebelastungen. Probekörper sind nach den „Bestimmungen für Druckversuche an Würfeln bei Ausführung von Bauwerken aus Beton (Oktober 1915, Deutscher Ausschuß für Eisenbeton) vorzunehmen, die als Anhang beigegeben sind. Im Gegensatze zu den Eisenbetonbestimmungen ist hier der 30 cm-Würfel beibehalten. Probebelastungen für Brückenbauten sind mit der rechnungsmäßigen Verkehrslast zu bewirken.

Der Anhang über Würfel-Druckversuche ersetzt die „Normen für vergleichende Druckversuche usw.“ und die „Bestimmungen für Druckversuche usw.“ aus dem Jahre 1908, die in den neuen Bestimmungen gleichfalls einige nicht unwesentliche Erweiterungen und Vervollständigungen erfahren haben. Maßgebend ist die 28 Tage-Festigkeit, die auf 45 Tage gesetzt werden kann, wenn kalte Witterung die Erhärtung verzögerte. Steht die 5-wöchentliche Zeit für die 28 Tage-Prüfung nicht zur Verfügung, so ist aus einer 7 Tage-Festigkeit der Schluß auf die 28-tägige statthaft.

Dr. Nitzsche.

Die Funkentelegraphie. Von H. Thurn. 3. Auflage. VI und 111 Seiten mit 51 Abbildungen. (Aus Natur und Geisteswelt, Bd. 167.) Leipzig und Berlin 1915. B. G. Teubner.

Obwohl in der neuen Auflage der technische Teil wesentlich erweitert worden ist, bleiben doch auch für diese die Bedenken, die (der schon zu Kriegsbeginn auf dem Felde der Ehre gefallene) Prof. Glatzel bei der Besprechung der früheren Auflage (Bd. 328 S. 384 1913) gegen die Darstellung vorgebracht hatte, im vollen Umfange bestehen.

G. Berndt.

Bei der Redaktion eingegangene Bücher. Kalender für Gesundheitstechniker. Taschenbuch für die Anlage von Lüftungs-, Zentralheizungs- und Badeeinrichtungen. Herausgegeben von Hermann Recknagel, Dipl.-Ing. 20. Jahrgang 1916. München und Berlin 1916. R. Oldenbourg. Preis geb. 3,50 M. Deutscher Kalender für Elektrotechniker. Begründet von F. Uppenborn. Herausgegeben von G. Dettmar. 33. Jahrgang 1916. München und Berlin 1916. R. Oldenbourg. Preis geb. 3,50 M. Kalender für Heizungs-, Lüftungs- und Badetechniker. Herausgegeben von H. J. Klinger, Obering. 21. Jahrg. 1916. Halle a. S. 1916. Carl Marhold. Preis geb. 4,– M. Die Grubenbahnen unter besonderer Berücksichtigung des Lokomotivbetriebes. Von F. Schulte, Oberingenieur. Zweite, verbesserte und vermehrte Auflage. Essen 1915. G. D. Baedeker. Preis geb. 4,– M. Festigkeitseigenschaften und Gefügebilder der Konstruktionsmaterialien. Von Dr.-Ing. C. Bach und R. Baumann, Prof. a. d. Kgl. Techn. Hochschule Stuttgart. Berlin 1915. Julius Springer. Preis geb. 12,– M. Der Ingenieur als Förderer der Volksbildung. Von Dr. A. v. Rieppel. Vorgetragen auf der 56. Hauptversammlung des Vereines deutscher Ingenieure am 21. November 1915 in Berlin. Berlin 1916. Sonderdruck aus der Zeitschrift des Vereines deutscher Ingenieure. Die geplante staatliche Elektrizitäts-Versorgurg im Königreich Sachsen. Von Dr. Dr.-Ing. e. h. Beutler, Dresden. Berlin 1916. Julius Springer. Preis 1,– M. Beihefte zum Gesundheits-Ingenieur. Brabbee-Wierz: Vereinfachtes zeichnerisches oder rechnerisches Verfahren zur Bestimmung der Durchmesser von Dampfleitungen. München und Berlin 1915. R. Oldenbourg. Preis geh. 10,– M. Taschenbuch für Monteure elektrischer Beleuchtungsanlagen. 50. Auflage. München und Berlin 1916. R. Oldenbourg. Preis geb. 3,– M. Die Eisenbahntechnik der Gegenwart. Erster Band. Dis Eisenbahnmaschinenwesen. II. Abschnitt. Die Eisenbahnwerkstätten. Wiesbaden 1916 C. W. Kreidel. Preis 15,– M. Ueber Geschichte und Bau des Panamakanals. Von Prof. Hilgard, Zürich. Artistisches Institut Orell Füssli. Preis geh. 6,– M, geb. 7,– M. Die Störungen an elektrischen Maschinen, Apparaten und Leitungen, insbesondere deren Ursachen und Beseitigung. Von Ludwig Hammel, Zivilingenieur. Dritte, vermehrte Auflage. Frankfurt a. M. 1916. Selbstverlag des Verfassers. Preis geb. 2,80 M. Maschinenzeichnen. Regeln für die Ausführung technischer Zeichnungen des Maschinenbaues. Von Dipl.-Ing, Ernst Götz. Mit einem Geleitwort von Paul von Lossow. München. Max Kellerer. Preis geh. 1,60 M. Handbuch der Gastechnik. Unter Mitarbeit zahlreicher hervorragender Fachmänner herausgegeben von Dr. E. Schilling und Dr. H. Bunte. Band VIII. Das Gas als Wärmequelle und Triebkraft. München und Berlin 1916. R. Oldenbourg. Preis geh. 14,– M, geb. 15,– M. Die Maschinenlehre der elektrischen Zugförderung. Von W. Kummer. Eine Einführung für Studierende und Ingenieure. Mit 108 Abbildungen. Berlin 1915. Julius Springer. Preis geb. 6,80 M. Von Maschinen und Menschen. Von Theodor Heinr. Mayer. Leipzig 1916. L. Staackmann. Preis geh. 3,50 M, geb. 4,50 M. Das U-Boot-Motor-Tauchschiff. Berlin 1916. Klasing & Co. G. m. b. H. Preis kart. 3,– M. Die Entstehung der deutschen Kalisalzlager. Von Prof. Dr. Ernst Jänecke. Braunschweig 1915. Friedr. Vieweg & Sohn. Preis geh. 4,– M, geb. 4,80 M. Die Ausbildung für den technischen Beruf in der mechanischen Industrie. Herausgegeben vom deutschen Ausschuß für technisches Schulwesen. Zweite Auflage. Leipzig 1915. B. G. Teubner. Preis 0,50 M. Technische Studien. Herausgegeben von Prof. Dr. H. Simon. Untersuchungen im Schaufelspalt bei Francis-Turbinen mit Drehschaufelregulierung. Von Dr.-Ing. Einsler. Berlin Oldenburg 1915. Gerhard Stalling. Preis geh. 2,50 M.

Textabbildung Bd. 331

Die Gerste besitzt eine viel größere Menge von Eiweiß als später in dem aus ihr erzeugten Bierquantum enthalten ist, so daß von der Keimung der Gerste bis zum Ausstoß des fertigen Bieres eine Anzahl eiweißreicher Nebenprodukte entstehen. Sie sind gutverdauliche Futtermittel. Einzelne fanden in der Landwirtschaft stets Verwendung, während gegenwärtig bei der herrschenden Futtermittelnot alle eine erhöhte Bedeutung für die Erhaltung des Viehstandes erlangt haben. Diese Nebenprodukte sind mit Ausnahme der Malzkeime derart wasserreich, daß wegen des sich einstellenden Zersetzungsprozesses ihre Verfütterung bald erfolgen muß. Durch in neuerer Zeit konstruierte Trockenapparate ist es jedoch gelungen, aus ihnen wertvolle Dauerwaren zu machen, welche infolge ihres geringen Wassergehaltes lange lagern oder auf weite Strecken versandt werden können.

Verfolgen wir die Entstehung des Bieres, so sind als erstes Nebenprodukt die Malzkeime zu nennen, welche sich als Würzelchen an dem auf der Malztenne keimenden Gerstenkorn zeigen. Da man das Wachstum durch den Darrprozeß unterbricht, so wird der Wassergehalt des sogenannten Grünmalzes und damit auch der Malzkeim bis auf einige Prozente herabgesetzt. Bei der Putzung des Malzes werden die Keime durch Malzentkeimungsmaschinen, welche im wesentlichen aus einem Gehäuse bestehen, in dem sich auf einer senkrechten oder wagerechten Welle sitzende Messer bewegen, durch Reibung vom Malzkorn losgetrennt. Die Malzkeime zählen zu den eiweißreichsten Futtermitteln, den sogenannten Kraftfuttermitteln. Ihre durchschnittliche Zusammensetzung kann nach Kiby

Kiby, Preßhefefabrikation S. 174.

folgendermaßen angegeben werden: Wasser 9,0 v. H., Eiweiß 23,6 v. H., Fett 2,3 v. H., stickstoffreie Extraktstoffe 42,2 v. H., Holzfaser 15,9 v. H., Asche 7,0 v. H. Infolge ihrer leicht assimilierbaren Stickstoffverbindungen (Amide) sind die Malzkeime auch für die wachsende Hefe in den Preßhefefabriken nötig.

Nachdem die Würze, welche während des Maischprozesses aus dem Malzschrot alle extrahierbaren Bestandteile ausgezogen hat, abgeläutert ist, verbleiben als Rückstand die Biertreber. Sie sind infolge ihres Gehaltes an Eiweiß und stickstoffreien Extraktstoffen von altersher ein sehr geschätztes Viehfutter. Infolge ihres hohen Wassergehaltes (gegen 80 v. H.) gehen die Treber leicht in Zersetzung über und fördern die Entwicklung für das Bier schädlicher Bakterien. Deshalb müssen die nassen Treber für jeden Fall aus der Braustätte hinaus geschafft werden. Befindet sich die Brauerei auf dem Lande, so sind die Landwirte sehr willige Käufer für dieselben, wogegen es den Brauereien in den Städten an solchen Abnehmern mangelt, so daß die Anhäufung nasser Biertreber zu schweren Bierkalamitäten führen kann. Deshalb war man schon lange bestrebt, die Treber in entsprechenden Apparaten zu trocknen und aus ihnen eine unzersetzliche Handelsware zu erzeugen.

Textabbildung Bd. 331, S. 86 Abb. 1.Ponndorfscher Trebertrockner mit Vorheizung

Da die Trockentreber lagerfest sind, so können die Brauereien mit ihrem Verkauf so lange warten bis eine günstige Konjunktur auf dem Futtermittelmarkt deren Veräußerung angezeigt erscheinen läßt. Die Konstruktion der Trebertrockenapparate sei im Nachfolgenden kurz geschildert. Die verbreiteten Systeme nehmen zuerst eine Abpressung der aus dem Betrieb gelangenden Naßtreber vor, wodurch ihr Wassergehalt auf beiläufig 40 v. H. herabgesetzt wird. Hierdurch spart man nicht nur an Dampf, sondern erzielt ein helleres Produkt, da die ganze Trocknung rascher verläuft. Allerdings enthält das Preßwasser noch geringe Mengen wertvoller Bestandteile, die aber nicht verloren gehen, wenn die Preßwässer in den Stallungen bei der Fütterung verwertet werden. Der eigentliche Trockner besteht aus einem liegenden, rotierenden Stahlrohrbündel, das von Dampf durchströmt wird eine große Heizfläche darbietet und in einer Stahlmulde liegt. Der ganze Apparat ist nach außen gegen Wärmeverluste gut isoliert. Schaufeln besorgen das Emporwerfen und Weiterbefördern der Treber bis zur Ausfuhröffnung. Bei der Ponndorfschen Trebertrockenanlage (Abb. 1 und 2) gelangen die Naßtreber aus dem Sudhaus in den Naßtrebersilo. Dieser besitzt im Innern Rührarme sowie eine Transportschnecke, welche die Naßtreber in die Presse befördert. Dort werden ihnen 50 bis 60 v. H. Wasser entzogen, worauf sie in die Vorheizung gelangen. Sie treten schließlich bereits erhitzt in den Trockenapparat ein. Durch die drehende Bewegung des beheizten Röhrenbündels und mittels mit ihm verbundener Transportschaufeln werden die Treber während des Trocknens an die entgegengesetzte Seite des Apparates zum Auslauf gelangen. Durch ein Gebläse können die trockenen Treber auf einen Lagerboden geblasen werden. Der Schwadenabzug erfolgt oberhalb der Mulde des Trockners durch ein oder mehrere Abzugsrohre in eine Staubkammer, wo die mitgerissenen Treberteilchen zum Absatz kommen. Auf diese Weise soll eine Infektionsgefahr für die auf der Kühle befindliche Bierwürze vermieden werden. Der Soestsche Trebertrockner „Sesto“ (Abb. 3) besteht der Hauptsache nach wieder aus einer Stahlblechmulde und einem rotierenden Stahlrohrbündel, versehen mit Schaufeln zum Umrühren und Fortbewegen des Trockengutes. Unterhalb der Stahlblechmulde ist ein System schmiedeeiserner Rippenrohre eingebaut, über welches die zuströmende Frischluft streichen muß, um dann hoch erwärmt durch seitliche Muldenöffnungen direkt in das Trockengut einzutreten und es im Gegenstrom zu durchziehen. Die Naßtreber gelangen in einen Einfülltrichter und werden hierauf durch eine Schnecke im abgepreßten Zustand dem Trockenapparat zugeführt. Nach Dietrich und König

Thausing, Die Theorie und Praxis der Malzbereitung und Bierfabrikation S. 676 und 681.

enthalten durchschnittlich 100 Gewichtsteile

Naßtreber Trockentreber Wasser    77,7 v. H.        9,5 v. H. Eiweiß   4,6    „ 20,6   „ Fett   1,5    „   7,0   „ Stickstoffreie Extraktstoffe 10,3    „ 42,2   „ Holzfaser   4,8    „ 16,0   „ Asche   1,1    „   4,7   „

Die Trockentreber zählen zu den Kraftfuttermitteln, dienen schon lange als gutes Futter für Zugtiere und Kühe und spielen bei gegenwärtigen Futtermittelnot eine große Rolle. Durch Bundesratbeschluß wurde die tägliche Hafermenge auf 1½ kg pro Pferd beschränkt. Da bei dieser geringen Hafermenge die Pferde nicht bestehen können, so erhalten sie neben anderen Stoffen (Trockenkartoffeln, Heu, Häcksel, Melasse. Rübenschnitte) außer der genannten Hafermenge Trockentreber, welche den durch zu geringe Haferfütterung entstehenden Eiweißmangel in der Nahrung beheben. Nur wenn genügend Eiweiß vorhanden ist, werden die anderen Futtermittel gut ausgenutzt.

Textabbildung Bd. 331, S. 87 Abb. 2.

100 kg eingemaischtes Malz geben 115 bis 125 kg frische Treber

Thausing, Die Theorie und Praxis der Malzbereitung und Bierfabrikation S. 675.

oder 27 bis 30 kg Trockentreber mit einem Wassergehalt von 6 bis 7 v. H., welcher sich während des Lagerns auf 12 v. H. steigern kann. Gegenwärtig sind die Trockentreber unter „Sperre“ gelegt, indem dieselben nach ihrer Erzeugung an die Bezugsvereinigung der deutschen Landwirte zu überlassen sind, welche Gesellschaft erst den Verkauf besorgt. In der Regel ist eine Trebertrockenanlage nur für eine große Brauerei rentabel, doch werden auch für kleine und mittlere Betriebe von den genannten Systemen entsprechende Apparate gebaut. Sie bieten diesen Unternehmungen die Möglichkeit auch die anderen Nebenprodukte, das sind Trub, ausgebrauter Hopfen und Abfallhefe mit dem Trebertrockner zu trocknen. Durch eigene Mischmaschinen werden genannte Stoffe und Malzausputz vor der Trocknung erst innig gemischt.

Im weiteren Verlaufe der Biererzeugung wird die von den Trebern abgelaufene Würze mit Hopfen gekocht, worauf die ganze Flüssigkeit den Hopfenseiher passiert, in welchem der ausgekochte Hopfen zurückgehalten wird. Nachdem durch heißes Wasser oder durch Pressen die letzten Reste von Bierwürze ihm entzogen worden sind, wird der ausgelaugte Hopfen gewöhnlich auf die Dungstätte getan. Gegenwärtig soll er wegen seines Eiweißgehaltes ebenfalls getrocknet und durch Zusatz zu anderen Futterstoffen nutzbar gemacht werden. Die getrockneten Hopfentreber enthalten 23 v. H. Eiweiß, 3 bis 4 v. H. Fett, 37 v. H. stärke- und zuckerhaltige Stoffe und 25 v. H. Rohfaser. Insgesamt könnten jährlich in ganz Deutschland 12000 t getrocknete Hopfentreber im Werte von rund 0,96 Mill. M

Rundschreiben des preußischen Landwirtschaftsministeriums an die Brauereien Preußens 1914.

erzeugt werden. Tatsächlich hat auch eine größere Zahl von Brauereien im Laufe des Kriegsjahres die Trocknung des ausgelaugten Hopfens durchgeführt.

Aus dem Hopfenseiher fließt die heiße Bierwürze auf die „Kühle“ und scheidet während ihres dortigen Verweilens am Boden derselben das sogenannte Kühlgeläger, auch Trub genannt, aus. Dasselbe setzt sich zusammen aus in der Bierwürze schwebend gewesenen Eiweißkörperchen und Hopfenteilchen, sowie aus Eiweißkörpern, welche in der heißen Bierwürze gelöst waren, durch das Auskühlen derselben jedoch zur Ausscheidung gelangten. Das Kühlgeläger bildet eine graubraune, schmierige, viel Bierwürze zurückhaltende Masse, aus welcher durch Filterpressen jene gewonnen wurde, während man das abgepreßte Kühlgeläger früher auf die Dungstätte gab. Nach den Untersuchungen von Wlokka

P. Bauer, Brauerei und Mälzerei S. 33.

enthält das wasserfreie Kühlgeläger: Fett und Hopfenharze 14,10 v. H., Rohfaser 5,48 v. H., Rohprotein (Eiweiß) 42,73 v. H., Asche 2,50 v. H., stickstoffreie Extraktstoffe 35,21 v. H.

Textabbildung Bd. 331, S. 88 Abb. 3.Trebertrockner „Sesto“ der Maschinenfabrik Louis Soest & Co.

Es ist daher ein sehr eiweißreiches Kraftfuttermittel, welches wohl infolge seines Hopfenharzgehaltes stark bitter schmeckt, aber mit Futterzucker nebst anderen stickstofflosen Futterstoffen gemischt verfüttert werden kann. In Großbrauereien wird Trüb mit den zerkleinerten nassen Hopfentrebern in eigenen Mischmaschinen gemischt, im Trebertrockenapparat getrocknet und ein haltbares Kraftfutter gewonnen. Das Mischfutter wird zur Fütterung von Pferden und Ochsen dieser Betriebe verwendet und hierdurch das Konto für die Bespannung sehr vermindert. Bei voller Biererzeugung, gegenwärtig ist sie auf 48 v. H. herabgesetzt, vermag die deutsche Brauindustrie 4000 t Trockentrub im Werte von 800000 M jährlich zu produzieren. Wenngleich die Verdaulichkeit des Trüb keine so gute ist wie jene der anderen Nebenprodukte der Brauerei, so fand das preußische Landwirtschaftsministerium es doch für nötig, in dem angeführten Rundschreiben die Brauereien auf die Trocknung des Trubs behufs Verwendung als Futtermittel zu verweisen.

Textabbildung Bd. 331, S. 88 Abb. 4.Hefetrockner „Sesto“, Einwalzentrockner der Maschinenfabrik Louis Soest & Co.

Die gekühlte Bierwürze wird behufs Vergärung mit Hefe versetzt, in deren Verlauf sich dieselbe sehr stark vermehrt und da man nur einen Teil der Hefe zum Hervorrufen neuer Gärung benötigt, so sind große Mengen dieses äußerst eiweißreichen Materials in den Brauereien ohne Verwendung. Viel Hefe, Eiweißkörper und Hopfenharze enthält auch das bei der Lagerung des Bieres sich bildende Faßgeläger, welches mit Filterpressen vom Bier abgepreßt, bis vor kurzem keine Ausnutzung fand. In Kleinbrauereien gelangen Ueberschußhefe und Faßgeläger, durch Wasser stark verdünnt, mit den Abwässern in die Kanäle und geben infolge Zersetzung zur Entwicklung schlechter Gerüche Anlaß oder es werden diese Stoffe auf die Dungstätte geworfen. Die großen Brauereien dagegen verwerten die Ueberschußhefe bereits in nutzbringender Weise, indem sie aus derselben Trockenhefe darstellen. Besonders hat das Institut für Gärungsgewerbe in Berlin in dieser Richtung bahnbrechend gewirkt. Die Trockenhefe enthält 50 bis 55 v. H. Eiweiß, welches zu neun Zehntel verdaulich ist, 2 bis 3 v. H. Fett, 25 bis 30 v. H. stickstoffreie Extraktstoffe, welche fast ganz verdaulich sind und 6 bis 8 v. H. Wasser. Zur Ueberführung der Naßhefe, welche im abgepreßten Zustande gegen 75 v. H., im dickbreiigen gegen 85 v. H. Wasser besitzt und daher sehr leicht zersetzlich ist, in Trockenhefe waren die Erfahrungen maßgebend, welche man bei der Herstellung von Kartoffelflocken

Vgl. D. p. J. 1915 96. Jahrg. Heft 10 S. 185.

gesammelt hatte. Als Trockenapparate sind Ein- und Zweiwalzentrocken im Gebrauch, deren Walzen innen mit Dampf geheizt werden. Die Maschinenfabrik Louis Soest G. m. b. H. in Reisholz bei Düsseldorf baut Einwalzentrockner (Abb. 4). Dickbreiige Hefe wird mittels Rohrleitung, abgepreßte Hefe vorher verflüssigt, in den Aufgabetrichter aufgegeben, durch eine auf der Trockenwalze sitzende Auftragwalze in gleichmäßiger Schicht derselben aufgetragen und nach Bedarf durch eine Andrückwalze fest an die Trockenwalze angedrückt im Falle sich die angetrocknete Hefe durch Blasenbildung abheben sollte.

Textabbildung Bd. 331, S. 89 Abb. 5.„Großflächen-Walzentrockner“ der Maschinenfabrik M. Oschatz

Nach einmaliger Umdrehung wird die Hefe durch Abschabemesser abgenommen und fällt in Schleiern von der Walze ab. Sie wird in einer Sammelschnecke gesammelt, dadurch gekühlt und abgesackt. Genannte Firma baut auch Doppelwalzenapparate, welche als zwei kombinierte Einwalzentrockner anzusehen sind. Die beiden Walzen arbeiten vollständig getrennt von einander, so daß es möglich ist, mit der einen Futterhefe oder Geläger zu trocknen, während gleichzeitig man auf der anderen Nährhefe, das ist entbitterte Trockenhefe für den menschlichen Genuß, herstellen kann. Jede Apparathälfte hat ihre eigene Sammelschnecke, so daß ein Vermischen von Futter- und Nährhefe ausgeschlossen ist. Die Luftführung geschieht bei den Soestschen Apparaten entgegengesetzt der Trocknungsrichtung. Die Ablüftung erfolgt durch einen einfachen Kamin. Die Trockenwalzen machen vier bis fünf Umdrehungen in der Minute, sind beheizt, während die anderen Walzen unbeheizt sind. Der „Großflächen-Walzentrockner“ der Maschinenfabrik Max Oschatz, Dresden (Abb. 5), ist ebenfalls ein Einwalzentrockner. Die zu trocknende Naßhefe wird aus dem Hefebehälter in die Hefetauchmulde gepumpt. Die Trockenwalze taucht in die Hefe ein, so daß sowohl ihr Mantel als auch ihre Stirnseiten mit Hefe bespült werden. Die auf den Stirnseiten und auf dem Mantel nach einer Umdrehung anhaftende Hefe wird nach einer Umdrehung sowohl vom Mantel als auch von den Stirnseiten als Trockenhefe abgelöst. Direkt am Apparat befindet sich der mit Doppelmantel versehene Hefebehälter, welcher durch das aus der Trocken walze ausfließende Kondenswasser beheizt und dadurch die Naßhefe vorgewärmt wird. Sehr verbreitet sind die Zweiwalzentrockner wie sie z.B. von der Trocknungsanlagen-Gesellschaft, System „Tätosin“, Berlin (Abb. 6), vom Phönix-Werk, Merane i. S., von der Rheinischen Dampfkessel- u. Maschinenfabrik Büttner in Uerdingen a. Rh. gebaut werden. Sie bestehen in der Hauptsache aus zwei gegeneinander laufenden, mit Dampf geheizten Walzen, dessen Spannung 2 bis 5 at beträgt, aus einer unterhalb oder aus zwei zu beiden Seiten des Apparates angebrachten Sammelschnecken und der Schwadenabsaugung. Dickbreiige Hefe wird direkt, abgepreßte Hefe zuerst mit Dampf verflüssigt, durch einen Fülltrichter den Walzen zugeführt, welche sie gleichmäßig auf ihrer Oberfläche in dünner Schicht verteilen. Nach einer Umdrehung der Walzen ist die Hefe getrocknet; sie wird durch Messer selbsttätig abgeschabt, fällt in die Sammelschnecke, kühlt aus und wird abgesackt.

Textabbildung Bd. 331, S. 89 Abb. 6.Zweiwalzentrockner System Tätosin der Trocknungs-Anlagen-Gesellschaft Berlin

Die auf den Walzen sich entwickelnden Schwaden werden durch einen Exhaustor abgesaugt und ins Freie geführt. Die Maschinenfabrik Emil Paßburg, Berlin, liefert sowohl Hefetrockenapparate dieser Art als besonders solche, bei denen sich die Trockenwalzen in einem Vakuum bewegen. Bei der Vakuumtrocknung ist es nach Angabe Paßburgs vollkommen ausreichend, den auf etwa einer halben Atmosphäre Ueberdruck gedrosselten Abdampf der Dampfmaschine, welche den Trockenapparat und die Luftpumpe treibt, zum Heizen der Walzen zu verwenden. Allerdings sind die Vakuumtrockenapparate teuerer als die ohne Vakuum arbeitenden. Mit sämtlichen Hefetrockenapparaten ist man auch imstande Trüb und Faßgeläger zu trocknen.

Das erwähnte Rundschreiben des preußischen Ministers für Landwirtschaft gibt die jährliche aus Ueberschußhefe der Brauereien erzeugbare Trockenhefe mit 16000 t und ihren Wert mit 5 Mill. M an. Die Zahl der in Deutschland bestehenden Hefetrocknereien beträgt gegen 50, welche zum Teil selbständige Unternehmungen bilden und die zu trocknende Hefe von Brauereien beziehen oder es sind größere Brauereien mit eigenen Trockenapparaten. Da die Aufstellung eines Trockenapparates erst bei einer Jahreserzeugung von über 50000 hl Bier rentabel wird, so ist der Zusammenschluß naheliegender Brauereien notwendig. Die Verfütterung der Trockenhefe an Pferden und Wiederkäuern geschieht in angefeuchtetem Zustande unter Beigabe der schon früher erwähnten Futtermittel, nebst entsprechendem Rauhfutter. Da die Ueberschußhefe der Brauereien jetzt vielfach auf Nährhefe verarbeitet wird, so sind die Mengen von Futterhefe, welche der Handel aufnehmen könnte, viel größer als wirklich vorhandenen. Futterhefe, getrocknete Hopfentreber und getrockneter Trüb sind berufen die vor dem Krieg eingeführten ausländischen Oelkuchen zu ersetzen. Die deutsche Maschinenindustrie liefert zu deren Trocknung sehr vollkommene Apparate und es ist an den Brauereien gelegen entweder in ihren Betrieben oder in Trocknungszentren aus diesen Produkten eiweißreiche, neue Kraftfuttermittel zu erzeugen und damit zur Erhaltung des Viehstandes beizutragen.

Kleinere Rohölmotoren. Bei kleineren Fischereifahrzeugen, Kanalbooten usw. werden heute wohl ausnahmslos nach Art der Automobilmotoren hergestellte Benzin-, Benzol- oder Petroleummotoren verwendet. Das Gewicht dieser Motoren darf besonders bei kurzen Booten nicht zu groß sein, und die Drehzahl muß so gewählt werden, daß die Schiffschraube einen noch guten Wirkungsgrad ergibt. Die Bedienung erfordert keine besonderen Kenntnisse. Die steigenden Brennstoffpreise erhöhen aber sehr die Betriebskosten, wobei noch zu berücksichtigen ist, daß Benzin und Petroleum zum größten Teile aus dem Auslande bezogen werden müssen. Als billige Brennstoffe, die auch in Deutschland gewonnen werden können, kommen die aus dem Stein- und Braunkohlenteer gewonnenen Oele, wie Solaröl, Paraffinöl usw. und auch das Teeröl, in Frage.

Die mit solchen Brennstoffen betriebenen Maschinen arbeiten gewöhnlich nach dem Gleichdruckverfahren, bei dem die Luft vor Einführung des fein verteilten Brennstoffes auf 33 bis 35 at verdichtet wird und sich dabei bis zu 600° erhitzt. Als Zusatz sind hier Brennstoffpumpen für hohen Druck und ein mehrstufiger Luftkompressor notwendig. Diese Maschinen werden meist umsteuerbar ausgeführt und arbeiten im Viertakt und auch im Zweitakt. Eine im Zweitakt arbeitende Schiffsmaschine wird z.B. von Benz & Co. nach den Patenten von Hesselman ausgeführt. Die Luft wird hier auf 32 bis 35 at verdichtet. Der von der Gasmotorenfabrik Deutz hergestellte Bronsmotor arbeitet im Viertaktverfahren. Das Einspritzen des Brennstoffs unter hohem Druck wird durch Anwendung einer Brennstoffkapsel vermieden.

Beim Saughub wird Brennstoff in die Kapsel eingeführt, die Luft wird dann auf etwa 32 at verdichtet, wobei sie eine hohe Temperatur annimmt. Während des Verdichtungshubes verdampft teilweise das Oel in der Kapsel und entzündet sich in der Totpunktlage des Kolbens. Hierdurch wird auch die Verbrennung des übrigen Brennstoffes herbeigeführt. Die Motoren sind nicht umsteuerbar. Weiterhin kommt hier noch der Glühkopfmotor in Betracht. Der Brennstoff wird hier ohne höheren Druck gegen den Zylinderkopf gespritzt und an diesem verdampft und entzündet. Im Betriebe wird er durch die Explosionen warm genug gehalten, um mit völliger Sicherheit die weiteren Zündungen zu bewirken. Zum Anlassen ist ein Erwärmen des Glühkopfes mittels Lampe notwendig. Während des Betriebes wird bei größerer Belastung Wasserdampf zur Kühlung des Glühkopfes in den Zylinder gesaugt. Die Glühkopfmotoren können auch umsteuerbar ausgeführt werden.

Gleichdruckmotoren werden zurzeit kaum unter 40 PS ausgeführt. Das Maschinengewicht für die Pferdestärke ist sehr groß. Der Anschaffungspreis ist größer als der einer Dampfmaschinenanlage. Der Bronsmotor wird schon von 6 PS an hergestellt. Sein Gewicht ist ebenfalls groß, wie dies aus folgender Tabelle entnommen werden kann.

Leistung PS 6 8 16 16 24 Zylinderzahl 1 1 1 2 2 Maschinengewicht kg 1135 1750 2950 3150 3725

Der Glühkopfmotor hat das kleinste Maschinengewicht. Obwohl dieser Motor im Betriebe der teuerste unter den Rohölmotoren ist, so ist er doch noch erheblich billiger als Benzinmotoren. Die folgende Tabelle enthält den Brennstoffverbrauch der genannten Motorbauarten auf Brennstoff von 10000 WE/kg umgerechnet.

Gleichdruckmotor kg/PS-Std. 0,180–0,220 Benzmotor (Patent Hesselman) „ 0,200 Bronsmotor „ 0,250–0,280 Glühkopfmotor „ 0,230–0,400 Benzinmotor mit Leichtbenzin 0,68 bis    0,72 spez. Gewicht „ 0,270–0,300 Benzinmotor mit Schwerbenzin oder    Benzol über 0,75 spez. Gewicht „ 0,270–0,300 Petroleummotor „ 0,350–0,400

Die Brennstoffpreise vor dem Kriege waren für 100 kg bei

Gasöl etwa 11 bis 12 M Benzin „ 45 „ 50 „ Schwerbenzin „ 28 „ 32 „ Benzol „ 26 „ 28 „ Petroleum „ 18 „ 22 „

Die nachstehenden Tabellen geben Preise und Gewichte einiger bekannten Ausführungen an. Die Umsteuerschraube ist dabei mit inbegriffen.

Einzylindermotoren.

3,5–4 PS 5–6 PS 8–9 PS 12 PS 15–18 PS M kg M kg M kg M kg M kg Benz 2800 620 3150 745 – – – – – – Ottensen 2400 500 2700 605 3445 750 4060 960 – – Swidersky 1775 320 2105 490 2975 775 4105 1350 4825 1600 Fafnir – – 2200 515 2750 850 – – 3800 1400 Kromhout – – – – 3825 1020 4250 1340 4675 1730 Bolinder – – – 390 – – – 1000 – 1275

Zweizylindermotoren.

7–8 PS 10 PS 11–12 PS 16 PS 20 PS M kg M kg M kg M kg M kg Benz 4800 1120 5700 1380 – – – – – – Ottensen 3445 670 – – 4060 880 4550 1170 5100 1560 Swidersky 3225 580 – – 3925 725 – – 6325 1500 Bolinder – – – 580 – – 4550 715 5100 1080

Die Verwendung der wenig feuergefährlichen Oele als Betriebsstoff für Schiffsmaschinen ist entschieden dem feuergefährlichen Benzin vorzuziehen. Bei Glühkopfmotoren können die verschiedenen Oele, wie Gasöl, Solaröl, Gelböl, Paraffinöl und Petroleum verwendet werden. Sie können auch mit Mischungen verschiedener Oele, besonders mit Petroleummischungen betrieben werden. Bei unmittelbar umsteuerbaren Glühkopfmotoren fällt das Umsteuergetriebe oder die Umsteuerschraube fort. Unmittelbar umsteuerbare Motoren sind etwas leichter, der Preis dagegen ist etwas höher:

10 PS1 Zyl. 10 PS2 Zyl. 16 PS2 Zyl. 20 PS2 Zyl. kg M kg M kg M kg M Unmittelbar umsteuerbar 760 3825 550 4900 670 5100 1000 5725 Mit Umsteuerschraube 800 3400 580 – 715 4550 1080 5100

Die geringe Drehzahl von etwa 300 bis 600 gegen 500 bis 800 und mehr bei Benzinmotoren, gewährleistet eine größere Betriebssicherheit. Die Außenmaße der Glühkopfmotoren weichen nicht wesentlich in Länge und Breite von anderen Motoren ab. Die Höhenmaße sind aber größer. Es ist deshalb für Glühkopfmotoren ein höherer Maschinenraum notwendig als für Benzinmotoren. Das Anlassen und das Abstellen verlangt bei Glühkopfmotoren größere Aufmerksamkeit als bei Benzinmotoren. Ein weiterer Nachteil der Glühkopfmotoren besteht darin, daß sie erst mit voller Kraft arbeiten, wenn die Glühhaube rotglühend geworden ist, weil erst dann mit Erfolg die Wassereinspritzung eingeschaltet werden kann. Mit voller Kraft kann also nicht gleich nach der Abfahrt gefahren werden, da bei Leerlauf der Glühkopf nicht genügend hohe Temperatur annimmt. (Motorschiff und Motorboot 1915 Nr. 25.)

W.

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