Titel: | Polytechnische Schau. |
Fundstelle: | Band 332, Jahrgang 1917, S. 207 |
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Polytechnische
Schau.
(Nachdruck der Originalberichte – auch im Auszuge
– nur mit Quellenangabe gestattet.)
Polytechnische Schau.
Zum 75. Geburtstage Carl Lindes. Am 11. Juni konnte
Carl Linde, der Führer im Gebiete der Kältetechnik,
seinen 75. Geburtstag feiern. Eine überaus fruchtbare, mit Erfolgen reich gesegnete
Lebensarbeit liegt hinter ihm. Im Pfarrhause zu Berndorf in Oberfranken erblickte er
das Licht der Welt als drittes Kind, dem noch sechs Geschwister folgten. Sieben
Jahre später siedelte seine Familie nach Kempten über. Dort besuchte Carl Linde nach vorangegangenem Unterricht in der
Volksschule und in einer privaten Lehranstalt von 1853 ab das Humanistische
Gymnasium, das er, 19 Jahre alt, mit dem Zeugnis der Reife verlassen konnte. Die
dort empfangene Vorbildung ließ in Hinsicht auf Mathematik und Naturwissenschaften
viel zu wünschen übrig. Die Wahl des theologischen Berufs schien daher dem Vater Lindes weit aussichtsvoller als der Uebergang in eine
praktische Laufbahn. Dennoch fügte er sich dem Wunsche seines Sohnes, als dieser,
angeregt durch Besuche im Hause des Direktors d'Hengelière der Aktienbaumwollspinnerei Kempten, den festen Entschluß
kundgab, Maschinenbauer zu werden. Zu diesem Zwecke bezog Linde zunächst das Polytechnikum zu Zürich, wo damals eine Reihe
ausgezeichneter Gelehrter wirkten. Die Behandlung der Thermodynamik durch Clausius sowie die Vorträge Zeuners über die Theorie der Wärmekraftmaschinen waren ausschlaggebend für
die spätere Entwicklung des mit begeisterter Hingabe Studierenden, der nach drei
Jahren die Hochschule verließ, um sich in der Baumwollspinnerei Kottern seiner praktischen Ausbildung zu widmen.
Nach mehrmonatlicher Tätigkeit als Volontär gelang es Linde auf Empfehlung Reuleaux, mit dem ihn
Beziehungen aus seiner Studienzeit verbanden, erst in der Werkstatt, dann im Büro
der Maschinenfabrik A. Borsig zu Berlin eine Anstellung
zu finden. Bald aber gab er die lehrreiche Tätigkeit daselbst auf, um 1866 in die
Münchener Lokomotivfabrik Krauß & Co. einzutreten, da ihm dort ein Posten angeboten wurde,
dessen Besoldung die Gründung eines eigenen Hausstandes ermöglichte. Während seiner
Beschäftigung bei der genannten Firma gelang es Linde,
einige nicht unwesentliche, zum Teil bleibende Verbesserungen erstmalig in den
Lokomotivbau einzuführen. Er konnte daher mit Befriedigung vernehmen, daß die Kraußsche Maschine, die er persönlich 1867 zur
Weltausstellung nach Paris geleitete, preisgekrönt aus dem dortigen Wettbewerbe
hervorging. Dennoch verließ er den Konstruktionstisch, als der Plan, eine
technische Hochschule in München zu gründen, eine greifbarere Gestalt annahm. Schien
ihm doch die Tätigkeit als akademischer Lehrer der Gipfelpunkt des Berufslebens. Mit
hoher Befriedigung erfüllte es ihn daher, als er am 24. August 1868 nach probeweiser
Beschäftigung an der damals bereits bestehenden Ingenieurschule kaum 26-jährig zum
außerordentlichen Professor an der polytechnischen Schule zu München ernannt wurde.
Zwar betrug das Jahresgehalt zunächt nur 1000 Gulden, so daß Linde, um die Kosten des Haushaltes bestreiten zu können, zu einer
aufreibenden nebenberuflichen Tätigkeit gezwungen war, die einen vorübergehenden
Kräfteverfall zur Folge hatte. Auch die Freude an der unterrichtlichen Beschäftigung
wurde anfänglich beeinträchtigt durch die weitgehende Zersplitterung, zu der das
Fehlen von Lehrkräften den einzelnen Dozenten zwang. Jedoch bald nach Beendigung des
deutschfranzösischen Krieges, während dessen sich Linde
dem Sanitätsdienste zur Verfügung gestellt hatte, befreite diesen die Ernennung zum
ordentlichen Professor von der Sorge um das tägliche Brot. Auch die berufliche
Tätigkeit gestaltete sich erfreulicher infolge Abtrennung der Nebenfächer von der
theoretischen Maschinenlehre, dem eigentlichen Gebiete Lindes. Noch während des Krieges hatte dieser im bayerischen Industrie-
und Gewerbeblatte zwei die Teilnahme der Fachkreise erregende Abhandlungen
veröffentlicht über die Höchstleistung von Kältemaschinen und die Mittel zu deren
Erreichung. Der Großbrauer Gabriel Sedlmayr zu München
ließ sich von der Bedeutung der Lindeschen Gedanken für
das Brauereiwesen überzeugen und trug die Kosten für deren Verwirklichung, welche
die Maschinenfabrik Augsburg übernahm. Die erste,
praktisch durchaus brauchbare Kältemaschine der neuen Bauart wurde 1877 in der Dreherschen Brauerei zu Triest aufgestellt. Sie bedeutete
einen wesentlichen Fortschritt sowohl in Hinsicht auf die Erzeugung der Kälte als
auch auf deren Verwendung. Während nämlich bis zu jener Zeit die Kühlung lagernder
Vorräte nur mit Hilfe von Natur- oder Kunsteis vorgenommen wurde, diente die
genannte Anlage der Luftkühlung. Die Erfolge, die Linde
in den nächsten Jahren auch durch Vervollkommnung der Eismaschinen erzielte, legten
ihm den Gedanken nahe, aus dem liebgewordenen Lehrfache auszuscheiden und an der
industriellen Verwertung seiner Erfindungen teilzunehmen.
1878 reichte er sein Entlassungsgesuch ein, um im nächsten Jahre nach Wiesbaden
überzusiedeln zur Uebernahme des Vorstandes der Gesellschaft für Lindes Eismaschinen. Zunächst wurde der Bürobetrieb in
bescheidenster Form mit einem Zimmer und einem Zeichner eröffnet. Bald aber mehrte
sich die Zahl der Mitarbeiter. Eisfabriken in eigenem Unternehmen wurden gegründet
und zahlreiche Lieferungen von Kälteanlagen für Brauereien, Schlachthäuser usw.
erfolgten weit über die Grenzen Deutschlands und Europas hinaus. Rudolf Diesel war in jenen Tagen als Vertreter der
Gesellschaft zu Paris tätig. Als aber allmählich die wissenschaftliche, auf die
Vervollkommnung der Kältetechnik zielende Arbeit des Gesellschaftvorstandes immer
mehr hinter der geschäftlichen Seite zurücktreten mußte, entschloß sich Linde im Jahre 1890 zur Rückkehr nach München, um seine
Kraft einer beschränkten Unterrichtstätigkeit an der Hochschule sowie der
experimentellen Forschung in der Kälteversuchsstation des durch ihn zu Weltruf
gelangten Unternehmens zu widmen. Dies Laboratorium ist als die Geburtsstätte der
Technik der tiefen Temperaturen anzusehen. Da deren Entwicklung in D. p. J. Bd. 331
S. 269 eingehend behandelt wurde, sei hier nur kurz darauf hingewiesen, wie überaus
viel die Gasverflüssigungsindustrie Linde zu verdanken
hat, und wie bedeutungsvolle Aufgaben der gegenwärtige Krieg diesem
Fabrikationszweige stellt in Hinsicht auf die Lieferung von Sauerstoff zur autogenen
Metallbearbeitung, von Oxyliquit zu Sprengzwecken, von Stickstoff zur Herstellung
künstlichen Düngers usw. Trotz unausgesetzter Arbeit in München und seit 1901 auf
der Versuchsstation in Höllriegelskreuth war Linde auch
auf anderen Gebieten erfolgreich tätig. Ihm verdankt das physikalischtechnische
Laboratorium der Münchener Hochschule seine Gründung, in dem manche überaus
wertvolle Erkenntnis mit Hilfe vorbildlicher Versuchseinrichtungen gewonnen wurde.
Seiner Anregung ist es auch zuzuschreiben, daß der ausgezeichnete Münchener
Experimentator M. Jacob als Mitarbeiter in die
physikalisch-technische Reichsanstalt aufgenommen und dadurch dem Ingenieur ein
gewisser Einfluß auf die Tätigkeit des genannten Instituts eingeräumt wurde. Ganz
besonders sei auch der Verdienste Lindes um die Gründung
des deutschen Museums in München gedacht, das der historischen Entwicklung von
Forschung und Industrie gewidmet ist. Zahlreiche Ehrungen sind dem berühmten
Gelehrten im Laufe der Jahre zu Teil geworden, der die verdiente Ruhe des Alters
benutzt hat, um auf seinem Landsitz in der Villenkolonie Prinz Ludwigshöhe am
Isartale für seine Kinder und Mitarbeiter Aufzeichnungen „aus seinem Leben und
von seiner Arbeit“ niederzuschreiben. (Linde, Aus
meinem Leben und von meiner Arbeit, München 1917.)
Schmolke.
–––––
Taschenlampenbatterien. Der Verbrauch von elektrischen
Taschenlampen und den zugehörigen Batterien hat im gegenwärtigen Kriege eine
außerordentliche Steigerung erfahren. Diese Batterien bestehen, wie Professor
K. Arndt in der Chemiker-Zeitung 1916 S. 1017 bis
1019 berichtet, fast ausschließlich aus Leclanché-Trockenelementen. Ihre Elektroden bestehen aus Zink und Kohle, und
zwar hat das Zink die Form eines kleinen Becherchens, das zugleich als Behälter des
Elementes dient. Die Kohlenelektrode wird von einem Stäbchen aus Bogenlichtkohle
gebildet, das mit einem Gemisch von feingepulvertem Braunstein (als Depolarisator)
und Graphit umpreßt, mit Gazestoff umwickelt und mit Fäden umschnürt ist. Diese
sogenannte „Puppe“ füllt das Zinkbecherchen fast aus. Der schmale ringförmige
Zwischenraum wird mit dem Elektrolyten, einer durch Mehl verdickten Lösung von
Chlorammonium und Chlorzink, dem sogenannten „Schleim“, angefüllt. Zur
Verhütung von Kurzschluß wird die Puppe durch dünne Gummiringe oder Streifen von
Preßspan bzw. Pappe von dem Zinkbecher getrennt. Eine kleine Metallkappe, die auf
den paraffinierten Kopf des Kohlenstäbchens aufgesetzt ist, dient zur
Stromableitung. Drei dieser Elemente werden in der Regel zur Speisung einer 3,5
Volt-Lampe zu einer Batterie vereinigt, indem sie mit Sägespänen und Pappe umhüllt
und oben mit Pech vergossen werden. Auf Grund einer Vereinbarung der mehr als 50
deutschen Fabrikanten, von denen die meisten sich während des Krieges zu einem
Verband zusammengeschlossen haben, werden die Abmessungen dieser Batterien so
gewählt, daß sie in jedes normale Lampengehäuse hineinpassen. Die im Handel
erhältlichen Batterien zeigen oft sehr ungleiche Leistungen; die besten Erzeugnisse
vermögen eine 0,2 Amp.-Lampe bei ununterbrochener Entladung etwa 5 Std. lang, bei
der üblichen unterbrochenen Entladung 7 bis 8 Stunden lang zu versorgen.
Minderwertige Batterien liefern oft nur 1 bis 2 Stunden lang genügenden Strom. Die
Beseitigung dieser Mißstände hat sich der Fabrikantenverband zur Aufgabe gemacht,
der seit kurzem auch eine unter Aufsicht seiner Prüfstelle hergestellte
„Verbandsbatterie“ auf den Markt bringt. Die elektromotorische Kraft
einer guten Batterie beträgt vor der Entladung etwa 4,5 Volt und beträgt bei
sachgemäßer Lagerung auch nach drei bis sechs Monaten noch über 4 Volt. Im Laufe der
Entladung fällt die Sannung anfangs rasch, später langsamer; ist sie auf 1,5 Volt
gesunken, so muß die Batterie unbedingt erneuert werden.
Um die Leistungsfähigkeit einer Taschenlampenbatterie zu prüfen, entlud man sie
bisher in der Regel mit einer 0,2 Amp.-Lampe, bis die Klemmenspannung nur noch 1,5
Volt betrug, und betrachtete diese ununterbrochene Entladungsdauer als Maßstab für
die Leistung der Batterie. Für wissenschaftliche Zwecke empfiehlt es sich dagegen,
die Batterie über einem regelbaren Widerstände mit einer konstanten Stromstärke von
0,2 Amp. zu entladen. Bei diesem Verfahren kann man auch mehrere Batterien
hintereinander in denselben Stromkreis einschalten, wobei jeder dieser Batterien die
gleiche Strommenge entzogen wird. Allerdings muß man entsprechend der sinkenden
Spannung den Widerstand in bestimmten Zeitabständen verkleinern, um die Stromstärke
von 0,2 Amp.
konstant zu erhalten, doch wird diese Unbequemlichkeit durch die sonstigen Vorteile
der Methode wettgemacht. Je nach dem gewählten Prüfungsverfahren erhält man
verschiedene Werte für die Entladungszeit; die letztere Methode, bei der die
Batterie weit stärker beansprucht wird, liefert eine um rund 30 v. H. kleinere
Entladungszeit als die erste Methode. Dies ist jedoch für den Vergleich
verschiedener Batterien auf ihre Leistungsfähigkeit nicht von Belang. Um dem
Einwand, daß die Batterien im praktischen Gebrauch immer nur wenige Augenblicke
benutzt werden und sich in den nachfolgenden Ruhepausen wieder erholen, zu genügen,
hat Verfasser vorgeschlagen, die nach dem obigen Prüfungsverfahren ermittelte
Stundenzahl zu verdoppeln, so daß also eine Batterie, die drei Stunden lang
ununterbrochen 0,2 Amp. bis zu 2 Volt abwärts liefert, mit der Bezeichnung „6
Stunden Brenndauer“ versehen werden dürfte. Auf diese Weise würde auf Grund
exakter Messung ein ungefähr das Richtige treffender Stundenwert erhalten und
betrügerischen Uebertreibungen entgegengetreten. Die Taschenlampenelemente haben bei
Verwendung guter Rohstoffe und sachgemäßer Herstellung eine recht große
Leistungsfähigkeit, so erhielt Verfasser bei einer guten Batterie (Ladenpreis 65
Pf.) eine Leistung von drei Wattstunden bis zur völligen Erschöpfung.
Die bei der Entladung vor sich gehenden chemischen Veränderungen des Elektrolyten
sowie der Elektroden bedingen ein Anwachsen des inneren Widerstandes. von anfangs
0,6 auf mehr als 2 Ohm, namentlich infolge von Krustenbildung auf der Oberfläche der
Puppe. Diese Krustenbildung macht sich um so störender bemerkbar, je stärker die
Batterie beansprucht wird, und ist bei Kurzschluß besonders stark; aus diesem Grunde
ist die von den Händlern oft benutzte „Kurzschlußprobe“ zur Gütebestimmung
der Elemente durchaus verwerflich. Die Beschaffenheit des Graphits hat auf den
inneren Widerstand der Batterie großen Einfluß, und zwar kommt es nicht allein auf
den Aschengehalt des Graphits an, sondern auch auf seine physikalische
Beschaffenheit, wie die vom Verfasser ausgeführten Leitfähigkeitmessungen zeigen.
Auch die Reinheit des verwendeten Braunsteins ist von Bedeutung. Dieser sowie das
Zink werden nur zum Teil bei der Entladung der Elemente ausgenutzt, weshalb es sehr
wünschenswert wäre, daß die ausgebrauchten Batterien im Felde nicht achtlos
weggeworfen, sondern zur Wiedergewinnung des darin enthaltenen Zinks, Graphits und
Braunsteins eingesammelt werden.
Sander.
–––––
Tiegellose Schmelzöfen mit Gasfeuerung. Da durch den Krieg
die Einfuhr von Graphittiegeln in die Zentralstaaten unterbunden wurde und die für
die Herstellung solcher erforderlichen Rohstoffe in Deutschland und
Oesterreich-Ungarn einerseits nur in sehr beschränkter Menge zur Verfügung stehen,
andererseits sich als wenig geeignet erwiesen, so entschlossen sich viele
Metallgießereien dazu, tiegellose Schmelzöfen zu verwenden, in denen zwar leicht
verdampfende Metalle einen starken Abbrand erfahren, die aber das
Niederschmelzen von Einsätzen bis 1000 kg gestatten. Allerdings mußte die früher
vorwiegend übliche Beheizung derartiger Schmelzöfen mit Roh- oder Teeröl infolge
Knappheit der flüssigen Brennstoffe vielfach durch Gasfeuerung ersetzt werden. Bei
einer solchen Umgestaltung der Ofenanlage wird dem Gase Preßluft unter einem Drucke
von 400 bis 1500 mm WS zugeführt, damit die Verbrennung schnell und in einem
verhältnismäßig kleinen Raum stattfindet. Sofern Temperaturen von mehr als 1200° C
erzielt werden sollen, ist ein Vorwärmen der Preßluft notwendig. Nach der Bauweise
unterscheidet man Trommel- und Pfannenöfen. Bei ersteren sind der Brenner sowie die
Austrittsöffnung für die Feuergase so angeordnet, daß diese in achsialer Richtung
durch die Trommel geführt werden. Bisweilen werden die Flammen vor dem Verlassen des
Ofens noch zur Rückkehr nach der Eintrittsseite gezwungen, so daß man Anlagen mit
durchgehender und zurückkehrender Flamme unterscheiden kann. Bei den Pfannenöfen ist
eine tangentiale Führung der Heizgase vorgesehen. Diese treten meist durch zwei
Brenner in den Ofen ein und durchströmen ihn in kreisender Bewegung. Die für beide
Bauarten benutzten Brenner müssen bei geringer Baulänge eine gute Durchmischung von
Gas und Luft gewährleisten. Auch darf ihr Einbau an Stelle eines bisher benutzten
Oelbrenners keine Schwierigkeiten verursachen. Insbesondere muß man berücksichtigen,
daß der Gasanschluß erschwert wird, weil die Oefen kippbar gelagert sind, um ein
bequemes Ausgießen des Schmelzgutes zu ermöglichen. Die Abgase der Oefen können zum
Vorwärmen der Tiegel benutzt werden, die das geschmolzene Metall aufnehmen sollen.
Ferner geben sie ihre Wärme in dem meist aus Gasrohren bestehenden Winderhitzer an
die von einem Ventilator gelieferte Preßluft ab. Ein Ofen für einen Einsatz von 760
kg einer Legierung, deren Schmelzpunkt zwischen 1300 und 1360° C liegt, wies einen
Gasverbrauch von 36 m3 für 100 kg Metall auf. Die
Vorheizzeit war 15 Min. Das Einsetzen des Schmelzgutes dauerte 20 Min. und das
Niederschmelzen 2 ½ Std. Die Temperatur der Verbrennungsgase betrug im Ofen 1380 bis
1440° C, beim Eintritt in den Winderhitzer 1250°C und bei dessen Verlassen 330 bis
360° C. Die Preßluft wurde bis 295° vorgewärmt. Außer der Erneuerung der
Ofenausmauerung war bisher eine Reparatur nicht erforderlich, trotzdem die Anlage
seit Juni 1916 fast täglich in Betrieb gesetzt wurde. Die Brennstoffkosten für 100
kg Einsatz betrugen bei diesem von der Düsseldorfer Maschinenbauanstalt Poetter einer österreichischen Metallgießerei gelieferten
Ofen 5,20 K. Demgegenüber würde das Schmelzen der gleichen Metallmenge bei
Verwendung von Rohöl einen Aufwand von 5,70 K. erfordern und bei Teerölfeuerung
sogar. 7,63 K. kosten. Allerdings ist zu berücksichtigen, daß dieser Berechnung der
hohe Kriegspreis der flüssigen Brennstoffe zugrunde gelegt wurde. Indessen würden
auch die Kosten der Gasfeuerung bei längerem ununterbrochenem Schmelzbetriebe noch
wesentlich sinken. Eine Aufgabe der Gasfachmänner wird es sein, die durch den
Krieg erleichterte Einführung der tiegellosen Oefen mit Gasfeuerung zu einem
dauernden Erfolge des durch sie vertretenen Industriezweiges zu gestalten. (Aspek in Zeitschrift des Vereins der Gas- und
Wasserfachmänner in Oesterreich und Ungarn Heft 9.)
Schmolke.
–––––
Ueber die Verwendung der Affinorrechnung zur Lösung technischer
Aufgaben. (J. Spielrein, Elektrotechnik u.
Maschinenbau 35, 161 bis 166, 1917.) Die Vektorrechnung war noch vor zwanzig Jahren
ein wenig benutztes Werkzeug. Seitdem hat sie sich auch in Technikerkreisen mehr und
mehr verbreitet. Insbesondere haben es sich die Vertreter der technischen Mechanik
und die Elektrotechniker angelegen sein lassen, den Nutzen der Vektormethoden und
der vektoranalytischen Darstellung an zahlreichen Anwendungen klarzulegen. Nun
begegnet man aber einer Reihe von Aufgaben, die zur koordinatenfreien Behandlung der
Vektoren höherer Ordnung bedürfen, der sogenannten Affinoren, deren Analysis zuerst
von Gibbs entwickelt worden ist. Was man unter einem
Affinor zu verstehen hat, kann man rein anschaulich deuten als Deformation eines
elastischen Körpers, in Analogie zur Schiebung und Drehung eines starren Körpers,
die durch einen Vektor dargestellt werden. Analytisch kann man sich den Affinor so
klar machen: Man verstehe unter \frakfamily{e}_1,\ \frakfamily{e}_2,\
\frakfamily{e}_3 drei Einheitsvektoren, die aufeinander senkrecht
stehen und ein Rechtssystem bilden, dann stellt bekanntlich
\frakfamily{A}=a_1e_1+a_2e_2+a_3e_3 einen beliebigen Vektor
von der Länge A=\sqrt{{a_1}^2+{a_2}^2+{a_3}^2} dar. Ebenso sei
\frakfamily{B}=b_1e_1+b_2e_2+b_3e_3 ein Vektor, dann ist
wohlbekannt, was das skalare Produkt \frakfamily{A\,B} und das
Vektorprodukt [\frakfamily{A\,B}] zu bedeuten haben. Der Affinor
\frakfamily{A,\,B} dagegen ist das dyadische Produkt der
beiden Vektoren, also
\frakfamily{A\,B}=a_1b_1\frakfamily{e}_1\frakfamily{e}_1+\,.\,.\,.\,.\,+a_2b_3\frakfamily{e}_2,\
\frakfamily{e}_3+a_3b_2\,\frakfamily{e}_3,\,
\frakfamily{e}_2+\,.\,.\,.. Streng genommen ist dies erst eine Dyade.
Der allgemeine Affinor ist die Summe von drei solchen Dyaden. Um nun mit diesen
Affinoren rechnen zu können, muß man Rechenregeln aufstellen, zum Beispiel die, daß
das skalare Produkt (\frakfamily{e}_1,\ \frakfamily{e}_1)\
\frakfamily{e}_1=\frakfamily{e}_1\ (\frakfamily{e}_1,\
\frakfamily{e}_1)=\frakfamily{e}_1 oder
(\frakfamily{A},\,\frakfamily{B})\,\frakfamily{C}=\frakfamily{A}\,(\frakfamily{B},\,\frakfamily{C})
wird, also einen Vektor darstellt. Der Divergenz und dem Rotor der Vektoranalysis
entsprechen affinoranalytische Bildungen, die man Traktor und Vortex genannt hat.
Dann entspricht zum Beispiel dem Satz der Vektoranalysis: Ist ein Vektor wirbelfrei,
so kann man den Vektor als Gradienten eines Skalars darstellen, der Satz der
Affinoranalysis: Ist ein Affinor vortexfrei, so kann man den Affinor als
Nablaaffinor eines Vektors darstellen. Ebenso wie der Rotor eines Vektors
quellenfrei ist, ist der Vortex eines Affinors traktorfrei. Als Beispiel betrachtet
der Verfasser das Trägheitsmoment eines starren Körpers sowie die Deformation und
den Spannungszustand eines elastischen Körpers.
Wer sich genauer über diese Dinge unterrichten will, dem sei das Lehrbuch der
Vektorrechnung von Spielrein empfohlen, das vor
kurzem im Verlage von K. Wittwer, Stuttgart erschienen
ist.
E. Jahnke.
–––––
Kohlenstaubfeuerung. Im amerikanischen Ingenieurverein zu
New York wurde kürzlich ein Vortrag über Kohlenstaubfeuerung im Eisenbahnbetriebe
gehalten, und dabei wurde darauf hingewiesen, daß durch diese Feuerungsart
wesentliche Ersparnisse erreicht werden könnten, bei möglichster Vermeidung von
Rauchbildung und Funkenauswurf. Zur Kohlenstaubfeuerung sind fast alle Kohlensorten
verwendbar. Die Herstellungskosten des Kohlenstaubes, der die Feinheit und
Trockenheit des Portlandzementes besitzen soll, werden, auf etwa 1 M für 1 t Kohle
veranschlagt. In drei bis vier Minuten kann der Lokomotivtender mit 15 t Kohlenstaub
aufgefüllt werden. Aus dem Tender wird der Kohlenstaub durch Förderschnecke der
Lokomotivfeuerbüchse zugeführt und vorher noch mit Druckluft gemischt. Jede solche
Brennstoffzuführung kann in der Stunde etwa 200 bis 1500 kg Kohlenstaub in den
Verbrennungsraum der Lokomotive einführen. Je nach Lokomotivgröße sind bis zu sechs
solche Leitungen vorhanden. In 45 bis 60 Minuten nach dem Anheizen der Lokomotive
steigt die Dampfspannung auf 14 at bei einer Anfangstemperatur des Kesselwassers von
5° C. Durch Verwendung von Kohlenstaub ergibt sich eine gleichmäßigere Feuerung, die
die Zugkraft der Lokomotive erhöht und den thermischen Wirkungsgrad verbessert.
Die Versuchsergebnisse der folgenden Tabelle wurden mit einer 5/5 gekuppelten
Lokomotive von 14000 kg Zugkraft erhalten. Die Treibräder hatten dabei 1750 mm
Durchmesser. Durch Kohlenstaubfeuerung wurde die Zugkraft der Lokomotive um 10 v. H.
erhöht.
Kohlenstaub
Nr. 1
Nr. 2
Nr. 3
FeuchtigkeitsgehaltFlüchtige
BestandteileKohlenstoffgehaltAschengehaltSchwefelgehaltHeizwert
v. H.„„„„WE/kg
0,424,7268,436,851,968179
0,8136,2758,295,440,687955
0,5924,3665,0510,490,847721
Zurückgelegte StreckeWagenzahl des
ZugesZuggewichtZuggeschwindigkeitDampfspannungDampftemperaturVerfeuerte
Kohlenmenge i. d. Std.
kmtkm/Std.atCkg
21306117204213,943001485
6866518104013,593051390
6406017603313,702991585
Kohlenstaubfeuerung hat außerdem in den letzten Jahren bei verschiedenen Schmelzöfen
Verwendung gefunden. Dabei wurde festgestellt, daß mit Kohlenstaubfeuerung eine
gleichmäßigere Temperatur als mit Gasfeuerung erreicht wird. Kohlenstaub kann um die
Hälfte billiger hergestellt werden als Generatorgas. Eine Kohle mit 0,64 v. H.
Feuchtigkeit, 35 v. H. flüchtigen Bestandteilen, 50 v. H. Kohlenstoff, 5 v.
H. Asche und 1,36 v. H. Schwefel bei einem Heizwerte von etwa 8000 WE gab hier gute
Ergebnisse. (Engineering 1917 I S. 3 bis 5.)
W.
–––––
Zersetzungserscheinungen an Gußeisen. Die vielfach als
„Graphitierung“ des Gußeisens, „Spongiose“ oder
„Eisenkrebs“ bezeichnete Erscheinung, daß das Gußeisen allmählich in eine
weiche, stumpfgraue, mit dem Messer schneidbare Masse umgewandelt wird, die mitunter
so spröde ist, daß sie zwischen den Fingern zerrieben werden kann, ist neuerdings
von Bauer und Wetzel
untersucht worden. Dabei zeigte sich, daß dieser Zersetzungsvorgang an die Gegenwart
von Feuchtigkeit in tropfbar flüssiger Form gebunden ist, und daß es gleichgültig
ist, ob es sich um graues, graphitreiches, oder um „weißes“ völlig
graphitfreies, oder um sogenanntes „halbiertes“ graphitarmes Gußeisen
handelt. Bei dem Zersetzungsvorgang wird die größere Menge der im Eisen vorhandenen
metallischen Stoffe herausgelöst, und nur. ein Teil davon findet sich in dem
Zersetzungserzeugnis wieder. So werden über 80 v. H. Eisen, danach aber auch Mangan
und Silizium in hohem Grade durch Lösung entfernt, während der Rest der Stoffe in
oxydischer Form zurückbleibt. Die Graphitierung ist ein dem eigentlichen Verrosten
ganz ähnlicher Vorgang. Wahrscheinlich ist überhaupt die oberflächliche Umwandlung
in eine weiche Masse eine unmittelbare Begleiterscheinung jeder Rosterscheinung bei
Gußeisen. Wie dort werden die als Jonen in Lösung gehenden metallischen Bestandteile
teils direkt an Ort und Stelle oxydiert, teils nach Entführung vom Elektrolyten an
anderer Stelle als Oxyde zur Abscheidung gebracht. Die ersteren lagern sich zwischen
den Graphitblättchen ab, die nicht angegriffen werden und daher im zersetzten
Material noch zu erkennen sind, und verdichten sich dort zu einer festen, mürben
Masse. Das Graphitnetzwerk hält dabei im grauen Gußeisen die anfangs schwammigen
Oxydationsprodukte zusammen, während im weißen Eisen der Zementit (der unlöslichen
Verbindung Eisenkarbid) diese Rolle übernimmt.
Elektrische (vagabundierende) Ströme beschleunigen die Zersetzung, wenn das Eisen die
Anode bildet, ebenso die Berührung der gußeisernen Gegenstände mit anderen Metallen
und Legierungen, sofern diese auf der edleren Seite in der Spannungsreihe stehen.
Wesentlich beeinflußt wird der Vorgang durch die Art der Flüssigkeit, die das Eisen
angreift, wenn dabei von außen stammende elektrische Ströme einwirken können. Als
gute Leiter begünstigen so stark salzhaltige Flüssigkeiten, wie Seewasser, die
Zersetzung weit stärker als gewöhnliches Wasser.
Im Innern gußeiserner Rohre, durch die Flüssigkeiten fließen, hat man die
beschriebenen Zersetzungserscheinungen fast nie beobachtet, offenbar weil hier die
entstehenden Oxydationsprodukte und mit ihnen die sie zunächst festhaltenden
Graphitblättchen abgewaschen und fortgeschwemmt werden, sich also nicht zu kompakten
Massen verdichten können. So kommt es, daß sich diese Massen stets nur an den
Außenwandungen vorfinden, wenn diese mit Feuchtigkeit in tropfbar flüssiger Form in
Berührung gekommen sind, namentlich an Rohren, die von feuchtem Erdreich umgeben
sind.
Die Gefügeuntersuchung hat gezeigt, daß die Zersetzung im grauen Gußeisen stets den
Graphitblättern folgt und sich von da aus weiter verbreitet. (Ferrum XIV, S. 1
ff.)
Loebe.
–––––
Brennstoff und Verbrennungsvorgang. Die Verbrennung der
Kohle war bereits der Gegenstand eingehender Forschung und die bei einer solchen
Verbrennung auftretenden chemischen Prozesse sind in ihrem Verlaufe vollkommen
bekannt. Seit der Entwicklung des Explosionsmotors und vor allem der
Gleichdruckmaschine haben nun auch die flüssigen Brennstoffe an Bedeutung gewonnen.
Die Kenntnis des Verbrennungsvorganges bei flüssigen Brennstoffen ist aber zurzeit
noch nicht lückenlos.
Die Brennstoffe bestehen aus Kohlenstoff und Wasserstoff. Die Mannigfaltigkeit der
Brennstoffe beruht auf der Eigenschaft der Kohlenstoffatome, sich zu
Kohlenstoffkernen zu vereinigen, an denen dann die Wasserstoffatome sich angliedern.
Das Atomgewicht des Wasserstoffes ist 1, das des Kohlenstoffes 12. Die Atome binden
sich nun bekanntlich in Zahlen Verhältnissen, die dem Atomgewicht oder einem
Vielfachen davon entsprechen. In Tabelle 1 ist für die hauptsächlichen Brennstoffe
das Verhältnis der chemischen Aequivalente H zu C berechnet. Es ist dabei deutlich zu ersehen, wie die
Fähigkeit des Vergasens und der flüssige Aggregatzustand abhängig ist vom
Wasserstoffgehalt.
Die flüssigen Brennstoffe bestehen zum Unterschiede von den festen Brennstoffen nur
aus Kohlenstoff und Wasserstoff, sie sind die eigentlichen Kohlenwasserstoffe.
Tabelle 1.
Zusammensetzungin v. H.
Aequival.-VerhältnisH\,:\,\frac{C}{12}
KohlenstoffC
DisponiblerWasserstoffH
Benzin
85,0
15,0
2,12
Petroleum
85,0
14,0
1,97
Gasöl
86,0
13,0
1,81
Rohes Erdöl (Kalifornien)
83,6
11,5
1,65
Xylol (C8H10)
90,6
9,4
1,25
Benzol (C6H6)
92,3
7,7
1,00
Steinkohlenteeröl
87,0
6,9
0,95
Naphthalin (C10H8)
93,8
6,2
0,80
Westfälische Fettkohle
88,0
4,1
0,56
Braunkohle
64,0
2,2
0,41
Torf
62,0
2,0
0,38
Anthrazit
94,0
2,6
0,33
Holz
50,0
0,5
0,12
Zechenkoks
96,0
0,0
0,00
Im einfachsten Falle ist ein Kohlenwasserstoff eine geradlinige Kette, die der
Formel CnH2 n + 2
entspricht, wie die Tabelle 2 zeigt.
Tabelle 2.
Bezeichnung und Formel
H : C
Siedepunkt
Methan C1H4
4 : 1
– 164°
Aethan C2H6
3 : 1
– 93°
Propan C3H8
2,66 : 1
– 45°
Butan C4H10
2,50 : 1
+ 1°
Pentan C5H12
2,40 : 1
+ 38°
Die Eigenschaften der Kohlenwasserstoffe hängen nicht allein von der Zahl der
Kohlenstoffatome, sondern auch von ihrer gegenseitigen Stellung und Bindung ab. Der
bekannte Kohlenwasserstoff Benzol hat einen ringförmigen Aufbau mit sechs
Kohlenstoffatomen, von denen sich wiederum eine ganze Reihe von Verbindungen
ableitet, zum Beispiel Naphthalin, Tuluol usw. Die ringförmigen Kohlenwasserstoffe
ergeben keine so gute Verbrennung wie die kettenförmigen Kohlenwasserstoffe. Die
Verbrennung der Kohlenwasserstoffe setzt ihre Vergasung voraus. Auch in der
Gleichdruckmaschine tritt diese auf, nur ist in diesem Falle die Vergasung kein
einfacher Vorgang. Bei der hohen Verdichtungstemperatur tritt eine ganze oder
teilweise Vergasung des Treiböles vor der Verbrennung ein. Bei dieser Vergasung
werden die großen Moleküle in kleinere zerfallen, die leichter und schneller
verbrennen.
Die festen Brennstoffe haben gegenüber den flüssigen Brennstoffen sehr wenig
Wasserstoffgehalt, wie die Tabelle 3 zeigt.
Tabelle 3.
Gehalt an
Kohlen-stoff
Wasser-stoff
Sauer-stoff
freienWasserst.
Holz
50,0
6,0
44,0
0,5
Torf
59,0
6,0
35,0
1,6
Braunkohle
65,0
6,0
29,0
2,4
Steinkohle
85,0
5,5
9,5
4,3
Magerkohle
90,0
4,0
6,0
3,2
Anthrazit
93,0
3,5
3,5
3,1
Durch Hinzutreten des Sauerstoffs erhalten die festen Brennstoffe wesentlich andere
Eigenschaften als die flüssigen Brennstoffe. Ein Teil des Wasserstoffs wird durch
den im Brennstoff enthaltenen Sauerstoff gebunden. Es ist deshalb hier zwischen
freiem und gebundenem Wasserstoff zu unterscheiden. Der freie Wasserstoff berechnet
sich nach der Gleichung: -\frac{\mbox{Sauerstoff}}{8}. Nur der
freie Wasserstoff hat Einfluß auf den Heizwert des festen Brennstoffes. Beim
Erwärmen verhalten sich die festen Brennstoffe nicht einheitlich. Sie zerfallen
dabei in Gas, Koks und Teer. Bei der Erwärmung der flüssigen Brennstoffe entsteht
keine chemische Zersetzung. Sie können im festen, flüssigen und gasförmigen
Zustande auftreten. Naphthalin, Paraffin, Anthracen and noch andere feste
Brennstoffe, die sich durch Erwärmung unzersetzt schmelzen lassen, rechnet man
deshalb auch zu den flüssigen Brennstoffen. (Zeitschrift d. Ver. deutscher Ing. 1917
S. 266 bis 271.)
W.
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Die Metallindustrie der Niederlande in und nach dem
Kriege. Die niederländische Metallindustrie hat sich in den letzten Jahren
gut entwickelt, ist aber für den Bezug von Rohstoffen wie Roheisen, Stahlblöcken und
Koks sowie Halbfabrikaten (Trägern, Profil- und Stabeisen, Kessel- und
Schiffsblechen und Röhren) auf das Ausland angewiesen. Hieraus haben sich während
des Krieges große Schwierigkeiten ergeben. Denn während die Bestellungen wegen des
Fortfalls des ausländischen Wettbewerbes immer mehr zunahmen, wurde die Zufuhr von
Rohstoffen und Halbfabrikaten stetig kleiner.
Schiffe wurden soviel bestellt, daß die Werften auf Jahre hinaus besetzt sind. Aber
auch die Maschinen- und Kesselfabrikation ist sehr beschäftigt, und auch die
elektrische Industrie dehnte sich aus, und zwar nicht nur die Herstellung von
Glühlampen, sondern auch die von Dynamos, Elektromotoren, Transformatoren,
elektrischen Kabeln und Drähten, Schaltvorrichtungen usw. In anderen Betriebszweigen
dagegen stockte der Absatz nach dem Auslande, so bei den großen Werften für
Baggermaterial und Hafenausrüstungen, weltbekannten holländischen Spezialitäten.
Diese haben dann zum Teil Handelsschiffe gebaut oder Heereslieferungen übernommen.
Andere, wie die Fabrik von van Berkels Patent, die sonst
Fleischschneidemaschinen herstellt, haben sich auf die Anfertigung von Maschinen für
die Metallbearbeitung gelegt.
Die größte Schwierigkeit ist augenblicklich die Beschaffung von Eisen und Stahl,
wofür die Niederlande zurzeit fast ganz auf das Ausland angewiesen sind.
Um Preistreibereien im Inlande zu verhindern, wurden sofort nach Errichtung der
staatlichen Verteilungsstelle Höchstpreise festgesetzt, die einen guten Gewinn für
die Händler ermöglichten und außerdem später noch um 35 v. H. erhöht wurden,
trotzdem aber vielfach umgangen wurden. Die Vereinigung von Metallindustriellen
errichtete eine Einkaufsgenossenschaft, die sich nicht nur während des Krieges,
sondern auch nachher von Nutzen erweisen wird.
Was die Zukunft anbetrifft, so dürfte die Knappheit an Rohstoffen zunächst keine
Milderung erfahren. Augenblicklich sind auf niederländischen Werften über 400 000
Tons Schiffe im Bau. Ohne dem Schutzzoll das Wort zu reden, ist eine aktive
Ausfuhrpolitik der Regierung notwendig. Die Regierung hat in den Erzeugnissen der
Landwirtschaft und Fischerei, aber auch in kolonialen Erzeugnissen wie Zinn, Gummi,
Chinarinde, Kopra, Tee usw. Tauschwaren von hohem Werte in der Hand. Dabei könnten
bestehende Organisationen wie die N. O. T. und die Nyverheidskommissie zur
Unterstützung herangezogen werden. Von großem Nutzen für die Selbständigkeit der
niederländischen Metallindustrie wäre es auch, wenn der vielerörterte Plan eines
Hochofen- oder Stahlwerkes nach dem Kriege zustande käme.
Die Regierung muß ferner über sichere Unterlagen verfügen, und deswegen muß die jetzt
sehr mangelhafte Handelsstatistik verbessert werden, wozu der Grundstein in den
neuen Gesetzen über die Ein- und Ausfuhrstatistik und über die statistische Abgabe
gelegt worden ist. Auch die N. 0. T., die Nyverheidskommissie und die verschiedenen
Verteilungsstellen haben viel Material während des Krieges gesammelt, das später von
Nutzen sein kann.
Ferner kann die Industrie unterstützt werden durch Ausbildung von geschickten
Arbeitern, Werkmeistern und Betriebsleitern, durch Entwicklung des Konsulatswesens,
durch Gründung technischer Handelsbureaus im Ausland, durch den weiteren Ausbau der
Messe in Utrecht usw.
In Baggergerätschaften und Zuckermaschinen ist der niederländische Name bereits
befestigt. Was den Schiffbau anbelangt, so wird dieser wohl kaum nach dem Kriege das
wohlfeile Material wie früher erhalten. Namentlich die Werften für die Rhein- und
sonstige Binnenschiffahrt werden darunter leiden, da bei diesen die Nachfrage
nicht so groß sein wird wie bei den Werften für Seeschiffe. Der Bau von Maschinen,
Kesseln und Motoren wird mit dem Schiffbau Hand in Hand gehen. Jetzt schon genießen
niederländische Oelmotoren, sowohl große wie kleine, auch im Auslande viel Ansehen.
Außerdem haben die großen Werften und Maschinenfabriken neuerdings die Herstellung
von Dampfturbinen in die Hand genommen. Hierbei ist das Vorbild der Schweiz zu
befolgen, die sich durch ihre Qualitätsarbeit ein großes Absatzgebiet geschaffen
hat.
Alles in allem verlangt die neue Zeit auch von der niederländischen Industrie neue
Anstrengungen, wenn sie sich auf ihrem Platz behaupten und weiter ausdehnen will.
(Nach einem Artikel in Nr. 17 und 18 der Zeitschrift „In en Uitvoer“ vom 25.
April u. 2. Mai 1917.)
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Der Verein deutscher Kupferschmiedereien und
Apparatebauanstalten (Sitz Hannover) hielt vom 2. bis 3. Juni d. J. zu
Magdeburg seine dritte Kriegstagung ab zur Pflege der Sonderinteressen des
Apparate-, Leitungs- und Brennereibaues, der Metallgießerei und der
Kleinbetriebe.