Titel: | Polytechnische Schau. |
Autor: | Ka. |
Fundstelle: | Band 344, Jahrgang 1929, S. 222 |
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Polytechnische
Schau.
(Nachdruck der Originalberichte – auch im Auszuge
– nur mit Quellenangabe gestattet.)
Polytechnische Schau.
ATK. Mittel zur Prüfung von Stahl. (Nachdruck
verboten.) Geübte Arbeiter vermögen mit Hilfe eines Schleifsteins die Sortierung von
Stahl nach Kohlenstoffgehalt rasch und sicher zu bewirken, denn aus dem
Schleiffunken vermag man mit Sicherheit zu schließen, welche wichtigen Bestandteile
der Stahl enthält.
Der Funke entsteht dadurch, daß die Schmirgelkristalle vom Metall feine Späne ablösen
und diese sich infolge der dabei geleisteten, in Wärme umgesetzten Arbeit erhitzen.
Die Funken werden dabei mit großer Geschwindigkeit in tangentialer Richtung
fortgeschleudert.
Betrachtet man den Funkenstrahl eines weichen Eisens, so erkennt man, daß dieser eine
längere Richtlinie ist, die in einem langgestreckten Tropfen endigt. Der Tropfen,
dessen Spitze nach der Flugrichtung gedreht ist, ist hell- bis weißglühend und
scheint an seinem spitzen, dunkelroten Ende sich zu einem zweiten kleineren Tropfen
zu erweitern. Am dicken, hell glühenden Ende dagegen zerlegt sich der Tropfen
explosionsartig in ein Stachelbüschel. Dies ist für das Funkenbild des weichen,
kohlenarmen Schmiedeeisens äußerst charakteristisch. Der Kohlenstoffgehalt drückt
sich in der Anzahl der Stacheln, die aus einem Tropfen hervorschießen, aus, so daß
beispielsweise Kohlenstoffstahl für Werkzeuge durch eine einfache Probe erkannt
werden kann: man hat nur Probestücke von zwei Kohlenstoffstahlsorten gleichzeitig an
eine Schleifscheibe zu pressen und die Funkenbilder vergleichend zu beobachten.
Anders gestaltet sich das Bild des Funkens bei Manganstahl. Das Strahlenbündel ist
komplizierter; die Verzweigungen der Lichtlinien an den tropfenförmigen
Knotenpunkten scheinen zwar dem gleichen Gesetze zu folgen, wie beim weichen Stahl
oder Schmiedeeisen, allein an den Enden der Stacheln erscheinen wieder kleine
explosionsartige Verästelungen, und es ist genau zu erkennen, obschon der Vorgang
sich unter rascher kaleidoskopartiger Veränderung des Gesamtbildes abspielt, daß bei
den sekundären Verästelungen die gleiche Ursache vorhanden sein muß wie bei den
primären. Die Funkenbilder gruppieren sich traubenförmig um Zentralkerne, nämlich um
die einzelnen Herde der primären Explosionen.
Spezialstahle anderer Art, wie Wolframstahl, Chromstahl, Nickelstahl u. dgl., zeigen
in ihrem Funkenbild ähnliche charakteristische Formen, und zwar deutet gewöhnlich
das letzte auslaufende Stachelende in seiner Gestalt auf das Vorhandensein
irgendeiner Beimengung (Wolfram, Chrom, Nickel usw.) in der Stahllegierung hin.
Die Gesamterscheinungen am Funkenbild wurden in der Zeitschrift des Vereins deutscher
Ingenieure wie folgt erläutert:
1. Der Funke ist stets ein winziges Eisenteilchen von einigen Milligramm Gewicht.
2. Im Augenblick seiner Entstehung ist der Funke bereits rotglühend.
3. Während seines Fluges erglüht der Funke oft bis zur Weißglut und explodiert dann
zum Funkenbild.
4. Der Funke ist im Augenblick der Explosion in flüssigem
Zustande.
Letztgenannte Tatsache erkennt man, wenn man die explodierenden Eisenteilchen auf
Glasplatten springen läßt. Sie bleiben daselbst haften und zeigen in ihrer
Erstarrungsform deutlich, daß sie kurz vorher flüssig gewesen sind.
Je größer nun die mechanische Arbeit ist, die beim Lostrennen des Spanes von der
Oberfläche verrichtet wird, umso höher ist naturgemäß die Anfangstemperatur des
Funkens. Das heißt also, daß härteres Material heißere Funken ergibt. Daß die
Anfangstemperatur im Fluge des Spanes sich noch erheblich erhöht, deutet darauf hin,
daß eine Verbrennung im Span stattfinden muß, denn bei der kleinen Oberfläche und
bei dem nur kurze Zeit andauernden Flug kann an eine Erwärmung durch Luftreibung
kaum gedacht werden. Im Gegenteil, der Funke erfährt in der bedeutend kälteren Luft
der Umgebung eine erhebliche Abkühlung. Den Brennstoff zur Verbrennung, die die
Temperaturerhöhung hervorbringt, liefert zu einem geringen Maße das Eisen, zum größten
Teil der Kohlenstoff des Stahlspanes.
Ebenso wie das Funkenbild über die Härte (Kohlenstoffgehalt) des Eisens Aufschluß zu
geben vermag, zeigt es auch, ob das Eisen an Silizium reich oder arm ist. Silizium
entwickelt nämlich beim Oxydieren (Verbrennen) im Funken große Wärme und gibt sich
durch helle, weißglühende Tropfen kund.
Der Schleiffunke als Prüfmittel des Eisens hat sich in der Werkstattpraxis schon
vielfach bewährt. In der Härtestube dient er zur Feststellung, ob das Werkzeug
tatsächlich aus der Stahlmarke hergestellt ist, die in Buchstaben aufgeprägt wurde.
Den Draht von Spiralfedern untersucht man mittels seiner Funken daraufhin, ob nicht
irrtümlich weicher Draht zur Fabrikation genommen wurde. Bremsklötze prüft man,
indem man Schleiffunken ablöst und diese mit den Schleiffunken eines Normalklotzes,
dessen Härte erprobt ist, vergleicht.
Ing.
Vom Schweißen im Rohrleitungs- und Stahlbau. Oberbaurat
Füchsel, Berlin: b. d. Herbsttagung der Deutschen
Gesellschaft für Bauingenieurweser. Die Schweißtechnik hat sich sowohl beim
Rohrleitungsbau wie beim Stahlbau als technischer und wirtschaftlicher Fortschritt
erwiesen. Besonders beim Rohrleitungsbau hat sie eine hohe Stufe erreicht, denn bei
der Fortleitung von Gas von den Erzeugungsstellen des Kokses zu den industriellen
Feuerstätten ist die 100prozentige Dichtheit die Voraussetzung für den Erfolg. Heute
liegt der Schwerpunkt schweißtechnischer Arbeiten nicht mehr auf dem Gebiete der
Instandsetzung, sondern auf dem Gebiet industrieller Neufertigung. Fördernd hat hier
besonders gewirkt, daß die Schweißtechnik frei war von der Einengung durch
behördliche Vorschriften und daß Betriebe, wie Marine und Reichsbahn, die nach
eigenen Sicherheitsvorschriften arbeiten können, sich ihrer besonders angenommen
haben. So hebt erst kürzlich eine englische Zeitschrift die Herstellung geschweißter
Torpedoboote durch die deutsche Marine besonders anerkennend hervor. Die Reichsbahn
verwendet das Schweißverfahren für Feuerbuxen zur Herstellung von Schienenlängen in
Tunneln. Der Vortragende will nicht auf die Arbeitsverfahren selbst eingehen,
sondern hauptsächlich die Gesichtspunkte hervorheben, die für den Ingenieur in Frage
kommen. Hier wird man sich bei den Konstruktionen von den gewohnten Querschnitten
frei machen müssen. Die Frage der Zulässigkeit des Schweißverfahrens ist infolge der
Duisburger Unfälle neuerdings aufgeworfen worden. Fehlschweißungen, die mit dem
Mangel an sachkundigem Personal und der strengen Kälte zu Anfang des Jahres in
Beziehung standen, gaben Anlaß zu einer großen Beunruhigung im Ruhrgebiet und zu
Mißtrauen gegen die Sicherheit geschweißter Rohrverbindungen. Dann wurde der V.D.I.
von industrieller Seite in Anspruch genommen, weil die baupolizeiliche Genehmigung
zur Errichtung einer geschweißten Werkhalle verweigert wurde. Eine zweite besonders
erfreuliche Inanspruchnahme des V.D.I. rührt von einer deutschen Baupolizeibehörde
selbst her. Dies führte zur Aufstellung von Richtlinien für die Verlegung und
Prüfung von Rohrleitungen, auf die der Vortragende noch zu sprechen kommt. Die
Hauptfrage ist die, wie ist die Muffe auszugestalten. Man kann hier die Sicherheit
in der Quernaht gleich 50 Prozent der des Werkstoffes setzen. Die Rohrindustrie
mußte eine besondere Endmuffe ausbilden. Ein Nachteil ist hier, daß das Umbörteln
auf freier Strecke erfolgen muß. Zur Aufnahme der Dehnung, die besonders bei
Leitungen im Freien, unter Brücken usw. infolge der großen Temperaturunterschiede
besonders zu beachten ist, verbindet man die Muffen mit der sogenannten Sieke. Alle
Schweißarbeiten sind möglichst oberhalb des Grabens durchzuführen. Die Kunst des
Schweißers liegt darin, die Schweiße so herzustellen, daß sie spannungsfrei ist. An
Hand zahlreicher Lichtbilder zeigt dann der Vortragende Arbeitsweise und die
Elemente der Schweißverbindungen. Bei Absperrschiebern und Wassertöpfen ist die
Anordnung von Sieken unerläßlich. An Schweißstellen werden die sogenannten
Riechrohre angebracht, die eine Konzession an Ueberängstliche darstellen, wurde doch
im Zusammenhang mit den Duisburger Unfällen ein Verbot für Schweißung von Rohren
gefordert. Tatsächlich war durch das Fehlen von Vorschriften eine Lücke vorhanden,
und so fanden sich Ende März in Essen die beteiligten Kreise zusammen, um sich sehr
scharfe Bindungen aufzulegen. Diese betreffen zunächst die Zulassung von Schweißern
und von aufsichtsführenden Ingenieuren, denn es zeigte sich ein empfindsamer Mangel
an akademisch ausgebildeten Ingenieuren. Die Schweißerprüfung kann bei der
ausführenden Firma abgelegt werden oder auch vor Ingenieuren des autogenen
Metallbearbeitungsverbandes. Weitere Vorschriften betreffen die Prüfung der
Schweißungen an der Rohrleitung, die zulässige Beanspruchung. Der Ausschuß konnte
zunächst nur das Notwendigste erledigen, jetzt befaßt sich der erweiterte Ausschuß
mit der Ausarbeitung von Vorschriften, so daß etwa in einem halben Jahr diese
endgültig vorliegen dürften.
Der Vortragende geht dann auf das Schweißen im Stahlbau über. Hier kann man mit einer
Festigkeit auf Zug von 80 Prozent des geschweißten Materials rechnen. Bei Kehlnähten
muß eine Einbrennzone von 1 bis 2 mm entstehen, wenn diese nicht vorhanden ist, kann
man nur von Kleistern sprechen. Hier kann man nur mit einer 3/1 -
Beanspruchung rechnen. Als Faustregel soll man ansehen, daß die Naht nicht länger
sein soll als das Dreihundertfache des Schweißdrahtdurchmessers. Hier wird man immer
mehr zur Verwendung von Rohren statt der Profile übergehen. Der Vortragende führt im
Lichtbild die Herstellung von Knotenpunkten an Stahlrohren vor, wie sie besonders im
Flugzeugbau üblich sind, und erwähnt zum Schluß, daß am Tage vor dem Vortrag die
Richtlinien für den Hochbau von sämtlichen Beteiligten angenommen worden seien, Der
V.D.I. hat auch in dankenswerter Weise die Herausgabe des Atlas von
Musterkonstruktionen in die Hand genommen, der in gleicher Weise wie das Handbuch
der Werkstoffe fortlaufend ergänzt werden soll. Wichtig ist, daß Schweißdrähte
entwickelt werden, die besonders zähe Schweißverbindungen geben.
(Plohn.)
Direkter Guß aus dem Hochofen. Schon viele Hochöfner
und Gießer haben des öfteren versucht, Eisengußstücke durch unmittelbares Gießen aus
dem Hochofen herzustellen in der Absicht, das verteuernde Umschmelzen von Roheisen
im Kupolofen zu umgehen. In den Vereinigten Staaten gießen verschiedene Werke ihren
Kokillenguß aus Hämatiteisen direkt aus dem Hochofen, während es in Deutschland
Röhrengießereien sind, die nach diesem Verfahren arbeiten; die Gießereien Fords in
Amerika nehmen eine Mischung aus Hochofenund aus Kupolofeneisen für die Erzeugung
von Automobilzylindern. Wenn man bisher nur in einigen Fällen auf den Hochofenguß
zurückgegriffen hat, so liegt dies vor allem in Organisationsschwierigkeiten, als
deren Folge die Erhaltung eines guten und zweckmäßigen Gusses aus dem Hochofen
unsicher ist. Manche der gegen den direkten Guß vorgebrachten Einwände beruhen auf
Vorurteilen und dürften keinen genügenden Grund bieten, den unmittelbaren Guß aus
dem Hochofen ohne weiteres von der Hand zu weisen.
Einer dieser Einwände z.B. will geltend machen, das Umschmelzen von Roheisen
verbessere dessen Charakter und Güte, welche Ansicht aber irrig ist. Denn der
Einfluß des Umschmelzens war schon bekannt, bevor man sich über die einzelnen
Elemente der chemischen Zusammensetzung und die Abkühlungsbedingungen im klaren war.
Es ist heute Allgemeingut aller wissenschaftlich denkenden Gießer und Metallurgen,
daß die Eigenschaften der Eisensorten alle gleich sind, wenn sie die gleiche
chemische Zusammensetzung aufweisen und wenn die sonstigen Bedingungen unverändert
sind, mag der Guß direkt aus dem Hochofen oder erst auf dem Umwege über den
Kupolofen gegossen worden sein. Dann erscheint es notwendig, auf den Einfluß der
Gießtemperatur hinzuweisen. Das im Hochofen geschmolzene Eisen ist in der Regel
heißer als das Kupolofeneisen. Bei Anwendung des direkten Gusses muß daher die
Gießtemperatur mit dem zu gießenden Stück in Einklang gebracht werden. Falls in
dieser Beziehung keine Vorsichtsmaßregeln getroffen werden, muß man immerhin mit
verschieden ausfallenden und ungünstigen Ergebnissen rechnen; höchstens von diesem
Gesichtspunkte aus kommt dem direkten Guß ein geringwertigerer Charakter zu
gegenüber dem Kupolofenguß. Es dürfte aber keineswegs schwer sein, diesen Nachteil
der zu hohen Temperatur zu beheben.
Das im Kupolofen umgeschmolzene Eisen ist stets von einer Zunahme des
Schwefel-Gehaltes begleitet. Wenn auch die Gefahr des Schwefelgehaltes manchmal
übertrieben werden mag, so muß doch zugegeben werden, daß der Schwefel störend und
nachteilig wirkt. Dies wird schon dadurch bewiesen, daß es eine Reihe von
Entschwefelungsverfahren gibt. In dieser Beziehung ist es daher von Interesse, daß
die Verwendung des Hochofens für Eisenguß ein Mittel bedeutet für die Erhaltung von
Stücken mit einem verhältnismäßig sehr niedrigen Schwefel-Gehalt.
Andere Einwände gegen den Hochofenguß sind die Schwierigkeiten in der Gleichmäßigkeit
der chemischen Zusammensetzung und in der Aufrechterhaltung einer genügenden Menge
flüssigen Eisens für die Gießereibedürfnisse. Verschiedene Faktoren tragen
allerdings dazu bei, die Schwierigkeit in der Sicherung einer gleichmäßigen
Eisen-Zusammensetzung zu erhöhen: Ungleichmäßigkeit in der Zusamensetzung von Erz,
Kalksteinen und Brennstoff im Möller, ferner ein unregelmäßiger Gang des Hochofens.
Diesen Schwierigkeiten kann man entgegentreten durch Einschaltung eines Mischers
zwischen Hochofen und Gießerei. Andererseits darf man aber nicht übersehen, daß auch
der Kupolofeneisenguß nicht immer gleichmäßig ist, sondern auch manchmal recht
ansehnliche Unterschiede in der Zusammensetzung bei ihm zu verzeichnen sind, die
sogar oft erheblicher sein können als beim Hochofenguß. Demnach bestehen ziemlich
weite zulässige Grenzen in der Zusammensetzung des Eisens, so daß die Ansicht, der
Hochofen sei für die Erzeugung eines gleichmäßigen Eisens zu unsicher, keinen
ernsthaften Einwand darstellen dürfte.
Mit Hilfe eines Mischers ist es nicht allein möglich, den Guß hinsichtlich seiner
Analyse gleichmäßiger zu gestalten, sondern auch die notwendige Menge an flüssigem
Eisen zur Verfügung der Gießerei zu halten. Unter diesen Umständen kann aus einem
derartigen Behälter geschmolzenes Eisen abgelassen werden, wenn es gerade benötigt
wird. Die Frage, ob der Behälter lediglich eine einfache Pfanne sein oder mit der
Hitze aus einer besonderen Quelle versehen werden soll, hängt in weitem Maße von den
betreffenden Bedingungen, unter denen gearbeitet wird, und von dem Charakter des
Gußstückes ab. In den Kokillengießereien der Vereinigten Staaten verwendet man
Pfannen von 80-100 t Fassungsvermögen, die vollständig verschlossen werden und keine
besondere Beheizung erhalten. Für die Erzeugung dünnwandiger Stücke erscheint es
zweckmäßig, sich eines kleineren Mischers zu bedienen, wie dies z.B. der Fall in
einer deutschen Röhrengießerei ist, die mit einem ölbefeuerten 25 t-Mischer
arbeitet. Oelfeuerungen werden überhaupt für diese kleinen Mischer vorgezogen im
Gegensatz zu der Gasfeuerung bei den großen Mischern für Stahlwerke.
Unter den gegenwärtigen Arbeitsbedingungen ist es eine Notwendigkeit, daß man sich
aller möglichen Mittel für die Verminderung der Selbstkosten bedient. Eine größere
Anwendung des direkten Hochofen- Gußes für die Erzeugung von Formguß zeigt eine
Richtung für die Entwicklung vieler Möglichkeiten an, zumal Einwände ernster Natur
gegen dieses Verfahren nicht vorgebracht zu werden scheinen.
(The Foundry Tr. J., Bd. 36, S. 343/44.)
Dr. Ka.
Die größte europäische Gießerei mit Fließarbeit. Seitdem
die Erfolge amerikanischer Werke mit der Bandarbeit bekannt geworden sind, sind in
Europa verschiedene Gießereien dazu übergegangen, diese Arbeitsweise auch in ihren
Betrieben einzuführen, wobei es allerdings galt, die in Amerika gemachten
Erfahrungen nicht restlos zu übernehmen, sondern diese auf die europäischen
Verhältnisse zu übertragen. In welchem Maße dies gelungen zu sein scheint, zeigt der
Gießereibetrieb der bekannten französischen Automobilfabrik Citroen, die man heute
wohl als die größte nach dem Förderbandgrundsatz arbeitende Gießerei in Europa
ansehen kann. Dieses Werk verfügt über Eisen-, Temper-, Stahl-, Bronze- und
Aluminiumgießereien, die den Gußbedarf des Werkes für eine Tagesleistung von 500
Automobilen zu befriedigen haben. Die Gebäude der Gießereien bestehen aus Eisenbeton
und nehmen eine Fläche von 360 × 145 m ein. Die Reihenfolge der einzelnen
Abteilungen sind in der Längsrichtung: die Modellschreinerei, Kernmacherei,
Eisengießerei, Stahlgießerei, Tempergießerei, Aluminiumgießerei und Bronzegießerei.
Auf der anderen Längsseite befindet sich die Zufuhr für die Roh- und Hilfsstoffe, zu
deren Bedienung zwei Krane von 10 t zur Verfügung stehen. Die Oefen sind zwischen
Rohstofflager und Arbeitsstätte angeordnet. Die Modellwerkstätte beschäftigt 180
Leute und die Arbeit wird nach Stücken vorgenommen, indem die betreffenden
Arbeitszeiten durch besondere Zeitstudien ermittelt worden sind. Im Modellager
befinden sich 100000 Holzmodelle und 3000 Modellplatten. Von den 100 Kernmachern
sind 70 Frauen. Die Kernerzeugung erreicht bis zu 800 Stück in der Stunde für
Riemenscheibenmitten, 900 für Benzinfilter usw. An fertigem Guß werden täglich 80 t
gewonnen. Das Formen der Automobilteile geschieht mit Hilfe zwei langer
Förderketten, von denen jede durch eine große Beardsly – Piper – Formmaschine und
drei Gruppen von Rüttelformmaschinen gespeist wird. Für die Sandzuführung sind
Hängebahnen vorgesehen, ebenso für die Zuleitung des flüssigen Eisens zu den Formen
und zu einem trommelartigen Mischer, der für die Aufnahme von flüssigem Eisen
bestimmt ist und das ständige Gießen eines Eisens von gleichmäßiger Beschaffenheit
gestattet. Das Gießen der übrigen Teile erfolgt ebenfalls auf dem Bande, und zwar
sind 6 kleinere Förderbänder mit je 2 Formmaschinen vorhanden. In der Abteilung für
Automobilteile stehen 4 Kupolöfen von 5 bis 6 t Fassungsvermögen, in der Abteilung
für allgemeinen Guß 2 Kupolöfen zur Verfügung.
Die Stahlgießerei besitzt 2 Bessemerbirnen und 1 Flammofen; das Formen erfolgt hier
mit 2 großen Formmaschinen der Badischen Maschinenfabrik oder mit der Hand. Die
Formtrockenöfen werden mit Kohlenstaub geheizt, die Glühöfen mit einem Gemisch von
Gaskoks und Kohlenstaub. Die Gußstücke aus der Eisengießerei werden durch ein
Förderband in die Putzerei, die 123 Leute beschäftigt, gebracht. Die Putzerei ist
selbstverständlich auch mit den neuesten Putzmaschinen ausgerüstet, wie mit
Druckluftmeißeln, Schleifmaschinen, Sandstrahl-Drehtischen und -Trommeln, Putzhaus
und Saugabzug für den ganzen Betrieb. In der
Eisengießerei befinden sich Krane von 15, 5 und 2 t. Die Tempergießerei mit 200 Mann
Belegschaft kann 25 t Guß am Tag erzeugen; sie besitzt 4 Kupolöfen und kippbare mit
Kohlenstaub geheizte Flammöfen. Auch hier sind 2 Konverter für die etwaige
Stahlerzeugung vorhanden. Das Arbeiten erfolgt an 7 Förderketten zu je 6 Mann
Bedienung, die in der Stunde 72 Formen herstellen. Das Glühen, das 6 Tage dauert,
wird in 7 Kohlenstaub- Oefen von 18 t vorgenommen. Die Einstellung der Temperatur
richtet sich danach, ob amerikanischer oder europäischer Temperguß hergestellt
wird und geschieht selbsttätig mit Leeds-Northrup-Reglern. Auch die Bronzegießerei
arbeitet mit dem Fließband und erzeugt in 250 Formen 14 t täglich; die Schmelzöfen
werden hier mit Oel geheizt. Die Aluminiumgießerei arbeitet zum großen Teil mit
Kokillen und gewinnt 35 t Guß am Tage. Die Gießereien stehen ständig mit der
Untersuchungsanstalt in Verbindung, die aus einem Laboratorium, einer Abteilung für
physikalische Versuche und Metallographie und aus einer kleinen Werkstätte
besteht.
Dr. Ka.
Die Herstellung von Lokomotivzylindern und Kolbenringen bei der
Eisenbahngesellschaft Paris-Orleans. Der Mangel an Gleichmäßigkeit in dem
aus dem Kupolofen gewonnenen Halbstahl gestattet nicht immer einen direkten Guß für
Lokomotivzylinder und Kolbenringe, welchem Fehler man aber durch ein vorläufiges
Gießen zu Masseln und deren Umschmelzen im Kupolofen oder elektrischen Ofen steuern
kann. Wenn auch das wiederholte Umschmelzen die Kosten des Verfahrens erhöht, so
wird doch der Preis für das so erhaltene Metall angesichts seiner hohen
Widerstandsfähigkeit bei Verwendung eines erheblichen Stahlschrottanteiles tragbar.
Abgesehen von Manganstahl kann jede Art von Stahlschrott für diesen Zweck gewählt
werden. Der Hauptgrund für die Einführung von Stahl in die Gattierung ist die
Erniedrigung des Kohlenstoffgehaltes und seine Anpassung an den Siliziumgehalt,
damit sich ein möglichst perlitisches Gefüge ergibt. Bei der Eisenbahngesellschaft
Paris-Orleans sind folgende Zusammensetzungen angenommen für Zylinder: 3 %
Gesamtkohlenstoff, 1,5 % Silizium, 0,65 % Mangan, 0,2 % Phosphor und höchstens 0,1 %
Schwefel; für Kolbenringe: 3,3 % Gesamtkohlenstoff, 1,7 % Silizium, 0,65 % Mangan,
0,2 % Phosphor, höchstens 0,1 % Schwefel. Die Brinellhärte beträgt 230 bzw. 200 bis
210. Die Höhe des Ofenschachtes sollte für ein zweckmäßiges Niederschmelzen der
Stahlchargen das Sechsfache des Schachtdurchmessers, der Gesamtquerschnitt der Düsen
ein Viertel des Kupolofenquerschnittes ausmachen. Die Reihenfolge der Begichtungen
ist: Stahl, Masseln, Gußbruch. Der leicht forcierte Ofen verbraucht 12 bis 14 % Koks
von bester Beschaffenheit bei einem Winddruck von 35 bis 40 cm. Die Kupolöfen der
genannten Eisenbahngesellschaft sind zur Vermeidung der Rückkohlung mit einem
Vorherd von 2,5 t Inhalt ausgerüstet, mit dem sich kleine und mittlere Zylinder aus
einem Abstich, große Zylinder aus zwei Abstichen bis 5,5 t Gewicht gießen lassen.
Der Anteil des Stahlzusatzes richtet sich nach der Art des Grundmetalles in der
Gattierung und nach der Wandstärke der Stücke; seine Höhe wird demnach durch die
chemische Analyse des Grundmetalles und des Gußstückes bestimmt. Die Zylinder und
Kolbenringe werden auf ihre Zerreißfestigkeit und Kerbzähigkeit, die Zylinder
außerdem auf ihre Porosität untersucht. Umfangreiche Versuche haben folgende Formeln
für die Beziehung zwischen Scherfestigkeit einerseits und Zerreißfestigkeit und
Härte andererseits ergeben: Zerreißfestigkeit = Scherfestigkeit × 0,916 – 1,2 und
Scherfestigkeit = Brinellhärte × 0,23 – 25. Die Gießgeschwindigkeit der stehend gegossenen
Zylinder richtet sich nach dem Gewicht des Zylinders, nach dem Verhältnis seines
horizontalen Querschnittes zu seinem Gewicht im Interesse der Gasentweichung und
nach der Anzahl der Kerne, d.h. nach der Schwierigkeit des Eindringens des flüssigen
Metalles in die Form. Folgende Gießgeschwindigkeiten sind empfehlenswert:
Gießzeit in sec
20 kg/sec für einen Zylinder von 1 t
50
30 kg/sec für einen Zylinder von 2 t
70
36 kg/sec für einen Zylinder von 3 t
80
45 kg/sec für einen Zylinder von 4 t
90
50 kg/sec für einen Zylinder von 5 t
100
(Revue de Fonderie Moderne, Bad. 21, S. 251-5G und
280-85.)
Dr. Ka.
Die Rauchentstaubung bei Kohlenstaubfeuerungsanlagen. Die
Aschen bei den Kohlenstaubfeuerungen bestehen aus großen, mittelgroßen, feinen und
winzigfeinen Staubkörnern, von denen sich die größeren infolge der Verlangsamung und
des Richtungswechsels des Gasstromes schon während des Gasdurchganges durch die
Kanäle ablagern können. Ein erheblicher Teil der Aschen, oft mehr als die Hälfte des
ganzen Aschengewichtes, zieht durch die Esse ab und fällt in der näheren oder
weiteren Umgebung auf die Erde, wenn der Rauch sich in der Atmosphäre auflöst.
Dieser Staubniederschlag ist nicht allein für das Werk, sondern auch für die
benachbarten Wohnungen eine Plage, so daß es notwendig erscheint, den Staub vor
seinem Entweichen aus der Esse zu erfassen. Diese Frage der Entstaubung von Gasen
war insofern kein industrielles Neuland, als man bereits auf dem Gebiete der
Reinigung von Hochofengasen Erfahrungen gewonnen hatte. Doch soweit wie in diesem
Falle braucht bei der Entstaubung der Rauchgase aus den Kohlenstaubfeuerungen die
Reinigung nicht getrieben zu werden, abgesehen davon, daß sie für diesen Zweck zu
kostspielig wäre und schon aus diesem Grunde nicht übertragen werden könnte.
Vielmehr handelt es sich hier um die Zurückhaltung der größeren Staubteile; die ganz
feinen Teilchen verbleiben weit länger nach ihrem Entweichen aus der Esse im
Schwebezustand in der Luft und verteilen sich beim Niederfallen auf größere Flächen,
so daß sie nicht so schädlich wirken wie die größeren Teile. Für die Entstaubung des
Rauches kann man sich einfacher Abklärvorrichtungen und der eigentlichen
Entstaubungsanlagen bedienen.
Das Abklärverfahren beruht auf dem Grundsatz, daß ein festes Korn im Schwebezustand
in einer gasigen Masse unter dem Einfluß der eigenen Schwere zu fallen neigt. In
einem vertikal steigenden Gasstrom wird das Staubkorn leichter von dem Strom
mitgezogen als in einem horizontalen, bei welchem Gasstrom sich zunächst die
schwereren, dann die weniger schweren und schließlich die feinen Staubteilchen auf
den Boden des Rauchkanals ablagern werden. Ansammlungsstellen für den, Staub kann
man durch wiederholten Richtungswechsel vorsehen, wobei diese
Geschwindigkeitsveränderungen von dem Querschnitt der Kanäle und von der Abkühlung
der Gase abhängen. Dieser letzte Punkt ist aus dem Grunde wichtig, weil er
einer beträchtlichen Volumenverminderung entspricht. Mit Hilfe dieser einfachen
Abklärvorrichtungen ist man in der Lage, je nach der Art des Kohlenstaubes 40 bis 60
% der gesamten Asche zurückzuhalten. Für den Fall, daß man einen größeren
Aschenanteil erfassen will, muß man auf wirksamere Verfahren zurückgreifen.
Man hat versucht, in den Leitungen senkrecht stehende Stäbe einzubauen, auf die die
Staubteile beim Vorüberziehen des Rauches hiedergeschlagen werden sollen. Stäbe in
U- oder Winkelform sind zu vermeiden, weil diese Form Veranlassung zur Entstehung
von Wirbeln gibt, die ihrerseits die abgelagerten Staubteile wieder mitnehmen.
Besser sind runde Stäbe. Dieses Verfahren ist aber nur als ein Notbehelf zu
betrachten. Erfolgreicher sind die eigentlichen Entstaubungsanlagen, bei denen die
Staubteile nach der Peripherie zu der Anlage geschleudert werden.
Bei der Entstaubung nach Davidson kommt der Rauch in einen unter der Esse
befindlichen Zyklon, wird hier gewirbelt. Während die entstaubten Gase durch die
Esse nach oben abziehen, wird der Staub in dem Zyklon auf die Wand geschleudert und
durch eine Kratzerscheibe gezwungen, in einen zweiten kleineren Zyklon zu gelangen,
wo der Vorgang sich bei einem kleineren Gasvolumen wiederholt. Der so getrennte
Staub fällt in einen Sammler und der Rauch zieht durch eine kurze Verbindungsleitung
in die Hauptesse ab.
Der Entstauber nach Prat Daniel beruht auf dem ähnlichen Grundsatz, nur ist hier die
Achse des Zyklons nicht gleichverlaufend wie die der Esse, sondern horizontal. Der
Rauch wird hier durch einen Ventilator erfaßt und von oben nach unten gewirbelt; der
Staub wird auf die unterste Stelle geworfen, unterhalb welcher sich ein zweiter
kleinerer Zyklon befindet, der die endgültige Trennung des Staubes bewirkt.
Dann gibt es noch ein Turbofilter, das in der Esse eingebaut wird. Hier wird zunächst
die vertikale Bewegung des Gasstromes durch einen festen schaufeiförmigen Verteiler
in eine kreisende verwandelt, wodurch die festen Teile auf die Peripherie
geschleudert werden und nach unten fallen. Oberhalb des unteren Verteilers befindet
sich ein zweiter, der die kreisende Bewegung wieder in eine vertikale überführt.
Der Kraftbedarf sollte bei den verschiedenen Entstaubungsanlagen 10 PS für eine
Stundenleistung von 50000 m3 nicht übersteigen.
(La Technique Moderne, Bd. 19, S. 781-83.)
Dr. K.
Dampfbetrieb oder Dieselmotor? Von allen Kraftanlagen
benötigt der Dampfbetrieb den größten räumlichen Platz. In bezug auf die
Anlagekosten ist er billiger als der Dieselmotor von gleicher Leistung. Ferner kann
sich die Amortisation beim Dampfbetrieb auf eine längere Zeit erstrecken. Was
dagegen den Brennstoffverbrauch anbetrifft, so arbeitet er weniger wirtschaftlich
als der Dieselmotor, einige Sonderfälle ausgenommen. Man hat oft die Wahrnehmung
gemacht, daß die Brennstoffersparnis um so weniger günstig ist, je schwächer die
Anlage und je gemäßigter der Arbeitsdruck ist. In dem Falle einer üblichen Leistung
von 200 kWh würde man demnach benachteiligt sein. Es wäre dabei zwar möglich, auf
hohe Drucke und hohe Temperaturen zurückzugreifen, doch sind die Anlagekosten für
diese Betriebsweise sehr hoch, abgesehen davon, daß derartige Anlagen eine besonders
zuverlässige Wartung erfordern. Infolge der starken thermischen Abnutzung des
Kessels und der Turbinenschaufel muß auch der zu amortisierende Betrag hoch
ausfallen. Selbst in den günstigsten Fällen bleibt der Wärmeverbrauch je kWh immer
über dem des Dieselmotors. Für gewisse Sonderfälle muß zugegeben werden, daß dieser
hohe Verbrauch trotzdem zu einer geringeren Ausgabe führen kann, nämlich dann, wenn
die Möglichkeit besteht, daß der Dampfkessel billigen Brennstoffen angepaßt werden
kann. Welches aber auch immer die Art der Dampfanlage sein mag, so sind für die
Wartung und Unterhaltung der Anlage mindestens drei Mann in Anrechnung zu bringen
zuzüglich der Heranschaffung und Lagerung des Brennstoffs.. Der schwerwiegendste
Nachteil der Dampfkraft ist ihr Mangel an Anpassungsfähigkeit gegenüber einem
einzuschränkenden Betrieb. Während der Mittagspause muß das Feuer in den Kesseln
aufrechterhalten bleiben, ferner muß es in aller Frühe angezündet werden, damit die
Kessel bei Arbeitsbeginn betriebsfähig sind; sein Auslöschen am Schluß des
Arbeitstages erfordert ebenfalls eine verlängerte Arbeit. Man wird sogar mitunter
der Frage näher treten müssen, ob es sich nicht empfiehlt, die Feuerungen auch
während der Nacht wach zu halten. Jedenfalls dürfte der Dampfbetrieb stets mit einer
Reihe unproduktiver Ausgaben verbunden sein.
Bei einem Vergleich mit der Dampfturbine sind dem Dieselmotor Vorteile zuzusprechen.
Es wurde bereits oben gesagt, daß bei ihm die Anlagekosten und die Amortisation
höher sind. Während man bei der Turbine mit einer Betriebszeit von 20 Jahren rechnen
kann, läßt sich der Dieselmotor kaum mehr als 10 Jahre benutzen. Dagegen arbeitet er
wirtschaftlicher; auch nimmt er einen geringeren Platz ein, so daß die Ausgaben für
Gebäude und Fundamente bei ihm niedriger sind. Die Ermüdung der Metalle beim
Dieselmotor ist aber ausgeprägter als bei der Dampfanlage, bei welcher
letzteren die Ermüdung vorwiegend thermischer Natur ist, während der Dieselmotor in
seinen meisten Organen Stoßbeanspruchungen ausgesetzt ist und auch seine thermische
Ermüdung größer ist als die des Kessels. Diese starke Ermüdung ist auch der Grund
für den hohen Preis und die hohe Amortisation des Dieselmotors. Für die gleiche
Leistung ändert sich der Preis des Motors mit dem Druck und mit der Umdrehungszahl.
Steigt der Druck, so wachsen auch die Abmessungen der verschiedenen Teile, während
ihre mechanische Ermüdung konstant bleibt. In allen Fällen nimmt die thermische
Ermüdung mit dem mittleren Druck zu. Allgemein wurde angenommen, daß die Motore mit
der geringsten Umdrehungszahl die wirtschaftlichsten sind in bezug auf Preis und
Amortisation, welche Annahme besonders bei der Marine für Geschwindigkeiten von 100
Umdrehungen/min führte. Die Bedingungen für den Antrieb der Schiffsschrauben sind
aber anderer Art als die für den Landbetrieb. Wird die Geschwindigkeit des Motors
erhöht, so ändert sich in der Regel sein Gewicht umgekehrt zu dieser
Geschwindigkeit. Solange diese Geschwindigkeiten mäßig bleiben, ist diese
Gewichtsverminderung von einer ziemlich beträchtlichen Preisverminderung begleitet.
Große Geschwindigkeiten aber (über 300 Umdrehungen/min) bedingen Werkstoffe von
bester Beschaffenheit und führen zu hohen Preisen. Heute neigt man zu der
berechtigten Annahme von Geschwindigkeiten von 200 n/min. Die Sicherheit des
Betriebes des Dieselmotors ist zwar vergleichbar mit derjenigen der Turbine, doch
ist der Dieselmotor infolge seiner zahlreichen Einzelteile empfindlicher.
Andererseits bietet er den hoch einzuschätzenden Vorteil, daß er in kürzester Zeit
vom Vollbetrieb abgestellt werden kann und daß mithin Betriebsausgaben nur für die
eigentliche Betriebsperiode entstehen. Die Wahl des Brennstoffs kann auf einen
billigen flüssigen Brennstoff fallen, der inbezug auf seine Bewegung und
Aufstapelung nur geringe Unkosten verursacht. (Le Technique Moderne, Bd. 20, S.
63-65.)
Ka.