Titel: Polytechnische Rundschau
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1914, Band 329 (S. 312–318)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj329/ar329075

Polytechnische Rundschau.

Schiffsdieselmaschinen. An der Entwicklung dieser Maschinengattung hat Holland lebhaften Anteil genommen. Für ein Passagierschiff hat kürzlich die Werft Gusto, Schiedam bei Rotterdam, eine 200 PSe-Zweitaktölmaschine fertiggestellt. Die Spülluftpumpen sind hier in bekannter Weise mit Stufenkolben versehen, die mit dem Kolben des Arbeitzylinders aus einem Stück hergestellt sind. Zweifellos erhält dadurch die Maschine ein gefälligeres Aussehen, da eine besondere Spülluftpumpe, die durch Hebel, Stangen usw. von der Hauptmaschine angetrieben wird, nicht vorhanden ist. Ebenso kommen dann die Rohrleitungen von der Spülluftpumpe zu den einzelnen Arbeitzylindern in Wegfall. Die Vor- und Nachteile des Stufenkolbens sind zur Genüge bekannt, eine allgemeine Verwendung hat er nicht gefunden, und bei größeren Leistungen (über 300 PS) werden meist besondere Spülluftpumpen angeordnet. Der Ein- und Ausbau solcher Stufenkolben bei Maschinen gedrängter Bauart, wie Schiffsmaschinen und besonders Unterseebootmaschinen ist schwierig und beansprucht verhältnismäßig viel Zeit.

Die vom Stufenkolben geförderte Spülluft tritt hier mit einem Ueberdruck von weniger als 0,2 at durch die Spülkanäle in den Arbeitzylindern ein. Der Arbeitkolben ist dabei so profiliert, daß die eintretende Spülluft nicht sofort durch die gegenüberliegenden Auspuffkanäle entweichen kann. Auf diese Weise erhält man eine noch gute Ausspülung der Arbeitzylinder. Die Spülluft wird bei ihrem Eintritt in den Spülluftbehälter durch einen Kolbenschieber gesteuert. In dem Zylinderkopf ist somit nur das Brennstoffventil und das vereinigte Druckluftanlaß- und Sicherheitsventil einzubauen. Bei der Eröffnung der Auspuffkanäle sinkt durch die Saugwirkung der austretenden Auspuffgase der Druck unter die Atmosphäre, wie die Indikatordiagramme zeigen, die mit schwacher Indikatorfeder aufgenommen sind. Dieser Unterdruck im Zylinder trägt ebenfalls dazu bei, eine gute Ausspülung |313| der Arbeitzylinder zu erhalten, Die Zylinder mit Zylinderkopf und Kühlmantel bestehen aus einem Stück, große Reinigungsöffnungen sind dabei vorgesehen.

Das Anlassen der Maschine geschieht durch Drehung eines Handrades, wodurch die Druckluftanlaßventile und die Spülluftventile betätigt werden. Reguliert und umgesteuert wird mittels eines Hebels, durch dessen Bewegung die Druckluftanlaßleitung geöffnet oder geschlossen und die Saugventile der Brennstoffpumpen beeinflußt werden. Druckluft zum Anlassen und Einspritzluft wird in einem zweistufigen Kompressor erzeugt, der am Ende der Maschine von der Kurbelwelle angetrieben wird.

Von 300 PS an verwendet diese Firma für ihre Maschinen Kreuzköpfe, die als Kolben einer einfachwirkenden Spülluftpumpe ausgestaltet sind. Um hier den Arbeitskolben leichter ausbauen zu können, ist zwischen Spülluftpumpe und Arbeitzylinder ein Zwischenstück eingebaut, das zugleich in bekannter Weise als Spülluftbehälter ausgebildet ist. Die Maschinenhöhe wird durch diese Anordnung allerdings größer, als bei Maschinen mit Stufenkolben, aber die Gesamtanlage wird übersichtlicher und betriebssicherer. Besitzt die Maschine vier Zylinder und mehr, so kann die Hälfte mit Druckluft oder Brennstoff betrieben werden, während die andern Zylinder abgeschaltet sind. Diese Einrichtung ist besonders bei langsamer Fahrt und beim Manöverieren mit geringer Umdrehungszahl der Maschine von großem Wert. Jeder Zylinder hat seine eigene Brennstoffpumpe, die unabhängig von den andern ein- und ausgeschaltet werden kann. [Engineering 1913 S. 816 bis 819.]

W.

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Dampfreibungsverluste von Turbinenrädern. Bemerkenswerte Versuche über die Dampfreibungsverluste von Turbinenrädern sind in neuerer Zeit von Kerr im Maschinenlaboratorium der Technischen Hochschule in Glasgow vorgenommen worden. Sie verdienen nicht nur der Art ihrer Anordnung wegen besonderes Interesse, sondern auch deswegen, weil sie die Möglichkeit einer Nachprüfung der von Stodola und Lasche gegebenen Formeln für den Reibungs- und Ventilationsverlust von Turbinenrädern geben. Für die Versuchsarbeiten wurde eine einstufige, dreikränzige Aktionsturbine der Firma Parsons & Co. benutzt, die bei 3000 Umdr./Min. eine Leistung von 250 KW abgibt.

Zur Bestimmung der Dampfreibungsarbeit bediente man sich des Auslaufversuches. Das Verfahren benutzt die bekannte Beziehung

Während das in einem Medium konstanter Dichte umlaufende Rad unter dem Einfluß der Dampf- und Lagerreibung seine Bewegungsenergie langsam abgibt, wird die Umlaufgeschwindigkeit fortlaufend in bestimmten Zeitabständen ermittelt. Der Auslaufversuch setzt für die Bestimmung des Drehmomentes die Ermittlung des Massenträgheitsmomentes des Rotors voraus. Letzteres wurde durch Rechnung bestimmt. Der Versuch beschränkt sich so auf drei Reihen von Beobachtungen, die laufende Ablesung der Umlaufzahl und die Messung der im Turbinengehäuse vorhandenen Temperatur und des Druckes zur Bestimmung der Dampfdichte.

Die Versuche wurden bei verschiedener Dampfdichte vorgenommen. Die ermittelten Auslaufzeiten als Funktion der Umlaufgeschwindigkeit wurden für die verschiedenen Dichtenverhältnisse getrennt in Raumkoordinaten aufgetragen. Der Differentialquotient wurde aus den so aufgestellten Kurven graphisch abgeleitet, und hieraus durch Multiplikation mit dem rechnerisch ermittelten Trägheitsmoment das jeweilige Drehmoment bestimmt. Da die graphische Differentiation bei kleineren Drehzahlen bis hinauf zu 150 Umdr./Min. bei den vorliegenden Versuchen annähernd konstante Werte lieferte, ist zu schließen, daß innerhalb dieses Bereiches der ganze Widerstand auf die Lagerreibung entfällt.

Die hiernach rechnerisch ermittelten Drehmomente wurden wie vorher für jedes Dichteverhältnis getrennt als Funktion der Umlaufgeschwindigkeit aufgetragen, und aus dieser Kurvenschar graphisch die Kurve für die Lagerreibung (als Drehmoment bezogen auf ein Dichteverhältnis von r-0) abgeleitet. Die Differenz des Drehmomentes und des jeweiligen Wertes der Lagerreibung; gibt den Dampf reibungs- und Ventilationsverlust des Turbinenrades. Der Exponent, mit dem sich dieser als Funktion der Umlaufgeschwindigkeit ändert, wurde graphisch zu 2,04 ermittelt. Danach läßt sich die Dampfreibungsarbeit in folgende Formel fassen

R = c ∙ ω2,04 ∙ γ

oder, anders ausgedrückt, unter Einsetzung des aus den Kurven abgeleiteten Wertes der Konstanten:

Vergleichen wir diese Formel mit den auf die gleiche Form gebrachten Formeln von Lasche und Stodola (auf englische Maßeinheiten umgerechnet), so sehen wir, daß sich nach ersterer mit einem Werte der Konstanten k = 4,32 für das dreikränzige Rad zu hohe, nach letzterer mit k = 1,923 zu niedrige Werte ergeben. Es ist hierbei jedoch zu berücksichtigen, daß die Konstante von Stodola für ein einkränziges Rad abgeleitet ist. Bilden wir den Quotienten der beiden Konstanten nach Kerr und Stodola, so zeigt sich die bemerkenswerte Tatsache, daß dieser fast genau gleich dem entsprechenden Quotienten der Konstanten für das dreikränzige und einkränzige Rad nach Lasche wird. Es muß dies als Beweis für die gute Uebereinstimmung dienen, die die von Stodola gegebene Formel mit den angeführten Versuchsergebnissen zeigt. Sie bedarf nur durch Hinzufügung eines den Ventilationswiderstand der zusätzlichen Schaufelkränze charakterisierenden Faktors einer entsprechenden Korrektur.

Kerr hat dementsprechend unter Benutzung der von Lasche gegebenen Konstanten die folgende Formel aufgestellt:

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Mit Berücksichtigung des Beaufschlagungsbogens kann sie auch in folgender Form geschrieben werden:

Hierin ist, ausgedrückt in englischen Maßeinheiten,

N die Reibungsarbeit;

d der mittlere Schaufelkreisdurchmesser;

r das Verhältnis des Beaufschlagungsbogens zum Umfang;

l die mittlere Schaufellänge;

u die Umfangsgeschwindigkeit;

a1 =0,0607; a2 = 0,458;

n = 1 für einkränzige Räder;

n = 1,23 für zweikränzige Räder;

n = 1,8 für dreikränzige Räder;

n = 2,9 für vierkränzige Räder.

Die Größe des Dampfreibungsverlustes ist relativ klein. Bei der für die Versuche benutzten Turbine betrug er bei einer Leistung von 10 PS etwa 3 v. H. In dieser Größenordnung dürfte er sich allgemein bei schnellaufenden Turbinen halten. Bei langsamer laufenden Schiffsturbinen ist der Verlust naturgemäß wesentlich geringer. Bei einer 7500 PS – Curtis – Turbine mit 450 Umdrehungen in der Minute wurde für das erste vierkränzige Aktionsrad mit einem Durchmesser von 2030 mm bei einer absoluten Dampfspannung im Gehäuse von 6,6 kg/cm2 ein Dampfreibungsverlust von rund 60 PS errechnet. So klein dieser Wert im Verhältnis zur Gesamtleistung der Turbine ist, so ist er doch, bezogen auf die Arbeitsleistung des einzelnen Rades, nicht zu unterschätzen. [Engineering.]

Kraft.

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Graphisches Verfahren zur Bestimmung des Blechscheibendurchmessers beim Ziehen. Die richtige Größe des zum Ziehen eines bestimmten Gegenstandes benötigten Blechstückes wird in der Praxis meist durch Probieren ermittelt, was natürlich mehr oder weniger zeitraubend und umständlich ist. Ein anderes Verfahren, das auf Gewichtsbestimmung beruht, wird mit Vorteil verwendet, wenn bereits ein Muster zur Verfügung steht. Zweckmäßig wird dabei ein der Größe nach genau bestimmtes Stück Blech der gleichen Art, wie beim Muster verarbeitet, abgewogen und aus dem Verhältnis zum Gewicht des Musters dessen Flächeninhalt berechnet.

Schließlich kann man natürlich auch auf rein mathematischem Wege die Oberfläche eines Gegenstandes berechnen. Bei schwierigeren Gebilden werden aber zu große mathematische Hilfsmittel benötigt, als daß dieses Verfahren für die Praxis von Bedeutung sein könnte.

Statt genannter Methoden befürwortet F. Sparkuhl in Zeitschr. für prakt. Maschinenbau S. 06/1914 das graphische Verfahren. Es stützt sich auf die Guldinsche Regel, wonach die Oberfläche A eines durch Rotation einer beliebig gekrümmten Linie um eine Achse X entstandenen gedachten Körpers gleich ist dem Produkt aus der Länge L dieser Linie und dem Wege ihres Schwerpunktes. Bezeichnet noch R0 den Abstand des Schwerpunktes von der Achse X, so folgt: A = 2 π ∙ Ro ∙ L, oder, da ist, so ergibt sich, wenn D den Durchmesser der gesuchten flächengleichen kreisrunden Blechplatte bedeutet, nach Umformung: .

Als Beispiel möge Abb. 1 dienen. Die gebrochene Linie erzeugte diese Topfform, und daher wird ihr gemeinsamer Schwerpunkt gesucht. Den Schwerpunkt der einzelnen Linienstücke bzw. und bezeichnen G1, G2 und G3. Von ihnen werden parallel zur Achse X X Senkrechte gezogen. Nun wird zunächst daneben das Poldiagramm errichtet, und darin werden auf einer zu X X Parallelen die Strecken gleich , ferner gleich , und ebenso gleich abgetragen. Von ihren Endpunkten werden zu dem beliebig gewählten Pol 0 Strahlen gezogen. Zu diesen Strahlen parallel geführte Linien schneiden die aus den Schwerpunkten Gl , G2, G3 kommenden Senkrechten und bilden das Polygon, dessen Spitze G0 den gesuchten Schwerpunktsradius R0 begrenzt.

Textabbildung Bd. 329, S. 314
Textabbildung Bd. 329, S. 314
Textabbildung Bd. 329, S. 314
Textabbildung Bd. 329, S. 314

Auch der Durchmesser D läßt sich graphisch ermitteln. Wir tragen (Abb. 2) die Strecke und die Strecke ab und schlagen darüber einen Halbkreis. Die in E errichtete Senkrechte D ist der gesuchte Wert.

|315|

Bei einem Gefäß mit kugelförmigem Boden (Abb. 3) wird zunächst der Schwerpunkt G1 der geraden Linie angemerkt. Der Schwerpunkt des Bogenstückes liegt auf seiner Symmetrielinie, also auf der Halbierungslinie des eingeschlossenen Winkels (Abb. 4) und zwar in einem Abstande vom Mittelpunkt P, der gleich ist: wo r den Radius des Bogens , c die Länge der Sehne und a die Länge des Bogens bedeuten.

Zur graphischen Bestimmung von r0 = PG2 wird der halbe Bogen D B auf einer in D senkrecht auf der Halbierungslinie errichteten Senkrechten abgerollt ; eine von P nach E gezogene Linie schneidet die von B auf , parallel zu , gefällte Linie in H. Die von hier aus gezogene Senkrechte zu trennt ab.

Im Poldiagramm werden wieder und abgetragen, und die Polstrahlen gezogen, dann schneidet die Parallele zu die aus Gl und G2 gefällten Senkrechten. Das Polygon wird in der bekannten Weise vervollständigt und daraus G0 bzw. R0 gefunden. An der Ermittlung von D ändert sich ebenfalls nichts.

Verfahren dieser Art geben nur für dünne Bleche annähernd genaue Werte, da sie voraussetzen, daß sich die Blechstärke beim Ziehen nicht ändert. Infolgedessen müssen für starke Bleche entsprechende Korrektionen vorgenommen werden.

Rich. Müller.

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Gipsmodelle. Zur Herstellung von Modellen und Kernbüchsen für einzelne Abgüsse und Kerne, sowie zur Anfertigung von Zwischenmodellen wird in Modellwerkstätten neuerdings vielfach Gips verwendet. Die Anfertigung von Gipsmodellen ist wesentlich einfacher und billiger als die von Holz- und anderen Modellen. Nach Mitteilung von Carl Irresberger (Stahl und Eisen 1914, S. 356) erfolgt die Herstellung eines solchen Gipsmodells z.B. für einen Krümmer zweckmäßig in der Weise, daß zunächst seine Form auf einem ebenen Stampfboden vorgerissen wird. Darauf befestigt man ein sogenanntes Führungsbrett, trägt Gipsbrei auf und streicht diesen mit einer Ziehlehre nach der Kernform zurecht (Abb. 1). Nach Verfestigung dieses Kerns wird er mit Schellack angestrichen, um die Poren des Gipses zu schließen, und mit Oel eingerieben, damit die nächste Gipsschicht nicht auf ihm festklebt. Mit Hilfe einer sogenannten Mantellehre, die die Schichtendicke bestimmt, wird nun auf den fertigen Kern ein Gipsmantel in ähnlicher Weise aufgetragen (Abb. 2) und nach dem Trocknen von der Kernform abgehoben. Die Anfertigung der zweiten Modellhälfte erfolgt in derselben Weise. Muffe und Spitzring werden mit Hilfe einer drehbaren Spindel, die mit Stiften zum Festhalten des Gipsbreies versehen ist, und auf deren seitlichen Stützbrettern eine entsprechend geformte Lehre angebracht ist, hergestellt. Spindel und Lehre sind in Abb. 3 abgebildet. Von den beiden Hälften der Form für Muffe und Spitzring kommt nur eine Hälfte zum Abguß in Metall zur Verwendung.

Die Herstellung größerer Modelle aus Gips erfolgt durch Dreharbeit in ähnlicher Weise wie das Formen runder Gefäße auf der Drehscheibe durch den Töpfer. Auch kleine flache Modelle werden durch Dreharbeit angefertigt. Bei regelmäßigen Krümmern läßt sich ein Gipsmodell zur Anfertigung beider Modellhälften benutzen.

Textabbildung Bd. 329, S. 315
Textabbildung Bd. 329, S. 315
Textabbildung Bd. 329, S. 315
Textabbildung Bd. 329, S. 315
Textabbildung Bd. 329, S. 315

Besondere Bedeutung hat der Gips zur Herstellung von Rinnen und Leistenmodellen gefunden. Zu diesem Zweck werden zwei Ziehlehren aus Zink in der aus Abb. 4 ersichtlichen Weise an einem Holzrahmen befestigt und auf einem Brett zwei seitliche Leisten angebracht, die über das Brett vorstehen müssen (Abb. 5). Zwischen den Leisten wird nun Gips aufgetragen und mit einer engen Lehre zurecht gestrichen und nach dem Trocknen und Behandeln mit Lack und Oel mit Hilfe einer zweiten Lehre die Wandstärke der Rinne abgestrichen. Auch Kernbüchsen als Zwischenglieder zur Herstellung einer eisernen Kernbüchse oder zum Formen mehrerer Kerne werden oft zweckmäßig aus Gips angefertigt.

Bei der Herstellung von Gipsmodellen muß auf die Zusammensetzung des Gipsbreies besondere Sorgfalt verwendet werden. Niemals darf das Wasser auf den Gips gegossen, sondern dieser muß stets auf das Wasser gesiebt und der Brei ständig und rasch gerührt werden. Als bestes Mischungsverhältnis empfiehlt Irresberger 8 Teile Wasser und 12 Teile Gips. Ein Zusatz von Kalk wirkt härtend und festigend, verzögert aber das Abbinden. Alaun wirkt umgekehrt beschleunigend. Zum Verzögern des Abbindens empfiehlt sich am besten Zusatz einer Lösung von 1 Teil Borax in 12 Teilen Wasser |316| oder 1 Teil Borax in 8 Teilen Wasser. Im ersten Fall wird das Abbinden um 15, im andern Fall um 50 Minuten verzögert. Ein Gemisch von Borax und Wasser im Verhältnis 1 zu 1 läßt erst nach 12 Stunden erhärten.

Loebe.

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Ueber den ferrostatischen Druck auf Formen und Kästen macht Hugo Becker in Stahl und Eisen 1914, S. 169 wichtige Angaben. In der Gießerei, insbesondere der Eisengießerei, ist oft die Frage von Bedeutung, wie stark die Verankerung oder Belastung einer Gußform sein muß, damit sie dem von selten des flüssigen Metalls auf die Innenwandungen der Formen und Kästen ausgeübten sogenannten ferrostatischen Druck aufnehmen kann. Besonders bei der Herstellung großer Gußformen ist eine sorgfältige Bestimmung dieser Druckgröße erforderlich, die sich aus dem Produkt der die Form abdeckenden Unterfläche des Oberkastens in dm2, der senkrechten Höhe der sogenannten Steigeroberkante über dieser Fläche und dem spezifischen Gewicht des Metalls berechnet. Bei Formen, welche Kerne enthalten, muß auch der auf die Kerne wirkende Auftrieb in Betracht gezogen werden, namentlich wenn die Kerne in der Form schweben. Auch bei solchen Kernen, die mit gerader Unterfläche auf dem Boden der Form aufsitzen, ist wegen zahlreicher Unebenheiten der Unterfläche ein gewisser Auftrieb zu berücksichtigen, wenn auch geschmolzenes Eisen nicht dünnflüssig wie Wasser ist und daher nicht so schnell wie dieses in die kleinen Fugen und Spalten eindringen kann. Abschwächend auf den ferrostatischen Druck wirkt andrerseits der Umstand, daß die erstarrende Eisenmasse infolge Kontraktion bei der Kristallisation den Kern fest umschließt, sowie die Reibung, die infolge des Seitendrucks an den tiefer unter der Flüssigkeitsoberfläche liegenden Stellen der Kernflächen entsteht. Die Lage des Kerns innerhalb der Form ist übrigens ohne Einfluß auf den Auftrieb. Mehrere Kerne in einer Form wirken wie ein Kern von der Gesamtmasse aller Einzelkerne. Der wirkliche Kernauftrieb und damit die Gewichtsbelastung, die zu seiner Aufhebung erforderlich ist, beträgt das sechsfache vom Volum der Kernmasse. Steht ein erheblicher Teil der Kernmasse mit größerer Oberfläche auf dem Formboden auf, so kann je nach der Tiefe der Form und Dünnwandigkeit der Abgüsse mit geringerem Auftrieb (½ bis ¾ des Gesamtauftriebs) gerechnet werden. Bei Gußstücken mit einzelnen hochliegenden Teilen, für die besondere Ueberbauungen der Form notwendig sind, muß die größte Druckhöhe des flüssigen Eisens genau festgestellt werden.

Loebe.

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Die norwegischen Eisenerze und ihre wirtschaftliche Bedeutung. (Nach Dipl.-Ing. und Bergreferendar Gerhard Nicolai; Verlag von M. Krahmann, Berlin.) Norwegen besitzt, besonders im Norden, eine Anzahl großer Eisenerzvorkommen, die bisher als unbauwürdig gelten mußten; erst in den letzten Jahren ist man dazu übergegangen, einem Abbau dieser Erze näherzutreten. Diese armen Eisenerze Norwegens sind der Gegenstand der Studien des Verfassers gewesen und bilden den Inhalt einer der Technischen Hochschule in Berlin vorgelegten Dissertation. Nach einer umfangreichen geologischen Einleitung, auf die hier nicht näher eingegangen sei, werden zunächst die bergtechnischen Fragen erörtert. Bezüglich des Abbaues kommt für die norwegischen Eisenerze im allgemeinen nur Tagebau in Frage. Ueblich ist vor allem der Etagenbau (eine Art Scheibenbau), in der Art, daß man bei genügender Mächtigkeit der Lagerstätte gleichzeitig mehrere Etagen neben- bzw. untereinander abbaut. Zur Hereingewinnung des Erzes werden zweckmäßig zwei Reihen von je um 3 m voneinander entfernten Bohrlöchern gestoßen. Auf diese Weise schießt man mit etwa 2,5 t Dynamit 34000 t Erz herein, das dann mit großen Dampfschaufeln in die Kippwagen einer Grubenbahn geladen und zu der Grobzerkleinerungsanlage gebracht wird. Als Betriebskraft für die Bohrmaschinen ist bei den dortigen Verhältnissen die Preßluft der Elektrizität vorzuziehen, da die Preßluftbohrmaschinen eine schlechte Behandlung gestatten und selbst bei großem Lochdurchmesser einen kräftigen Stoß ausüben. Als Sprengstoffe sind wegen ihrer hohen Brisanz Dynamite zu verwenden. Da jedoch der gewöhnliche Dynamit schon bei + 8 ° C gefriert, wird ein Dynitrochlorhydrindynamit verwandt. Die Gewinnungskosten schwanken zwischen 1 M und 2,25 M für 1 t Roherz. Auf den Eisenerzlagerstätten mit einem höheren Eisengehalt kommt als Fortsetzung des Tagebaues noch ein Tiefbau bis zu einer mäßigen Teufe in Frage. Für den Tiefbau stellen sich die Abbaukosten naturgemäß höher, und zwar auf 5 bis 10 M/t. In Sydvaranger würde man im Tiefbaubetrieb ohne durchgreifende Handscheidung ein Eisenerz von etwa 50 v. H. Eisen gewinnen können. Zum Zweck der Aufbereitung wird das Erz in besonderen Grobzerkleinerungsvorrichtungen auf eine handliche Größe gebrochen. Die dabei verwendeten Backenbrecher leisten bis 240 t/Std. bei 150 PS Kraftbedarf, Eine ideale Zerkleinerung findet in Dunderlandsdalen statt; hier ist ein Stachelwalzwerk mit zwei Walzen von je 6' ø aufgestellt, das bei einem Kraftbedarf von 700 PS bis 1500 t/Std. leistet. Die weitere Zerkleinerung der Erze kann trocken und naß vorgenommen werden. Bei der trockenen Zerkleinerung fällt das aus dem beschriebenen Grobwalzwerk herausfallende Gut unmittelbar zwischen ein darunter angeordnetes zweites Walzenpaar, aus diesem in ein drittes und so fort, bis es auf 13 mm Korngröße gebrochen ist. Wegen der sehr erheblichen Staubentwicklung zieht man neuerdings die nasse Feinzerkleinerung vor. Das zerkleinerte Erz wird in Vorratsbehältern aufgefangen, aus denen es mittels Stoßaufgabe unter Wasserzufluß Naßkugelmühlen zugeführt wird, die es auf etwa 1,4'' Korngröße vermahlen. Die Feinmahlung endlich geschieht in der Naßgriesmühle (Stahlkugeln), aus der das Erz mit ¼ mm Korngröße austritt. Hinsichtlich der Anreicherung der Erze ist man durch langjährige Versuche zu dem Ergebnis gekommen, daß die skandinavischen Magnetiterze lediglich auf magnetischem Wege wirtschaftlich angereichert werden können. Die erste Rolle spielt für |317| stark magnetische Erze zurzeit noch der Gröndalsche elektromagnetische Naßerzscheider. Besonderes Interesse verdient ein neuer Erzscheider des Dipl.-Ing. Brück, Berlin, der in der Versuchsstation gute Resultate ergeben hat. Er weicht von den bekannten Scheidern vollkommen ab. Das Bemerkenswerteste an ihm ist das Fehlen aller beweglichen Teile. Die Trennung des Magnetischen vom Unmagnetischen erfolgt vollständig unter Wasser. Der Magnet wirkt auf das Korn nur in wagerechter Richtung, so daß keine Schwerkraft zu überwinden ist. Um zu verhindern, daß das unmagnetische Gut an dem magnetischen anhaftet, findet durch fortwährend unterbrochene Erregung des Magnetfeldes eine stetige Auflockerung des magnetischen Gutes statt, während ein reichlicher Wasserstrom die unmagnetischen Teilchen herausspült. Dem Apparat wird intermittierender Gleichstrom zugeführt. Von Interesse sind die Ergebnisse, die in der Versuchsanlage der Königlichen Bergakademie zu Berlin erzielt worden sind. Verarbeitet wurden aufgeschlossene Magnetiterze. Die Analysen und Messungen ergaben:

Roherz
v. H.
Konzentrat
v. H.
Eisen 43,8 69,4
Kieselsäure 35,04 2,56
Phosphor 0,02 0,006
Schwefel 0,06 0,00

Das Eisenausbringen betrug 95 v. H., der Wasserverbrauch 5 bis 6 cbm/t, der elektrische Energieverbrauch 0,8 KW, die Leistung des Apparates ½ bis 1 t/Std. Ob der Brück sehe Scheider sich auch für die Absonderung schwächer magnetischer Eisenerze (Eisenglanz) wird einrichten lassen, muß allerdings zunächst noch dahingestellt bleiben. In Dunderlandsdalen sind dann bereits vor einigen Jahren größere Versuche mit Naßerzscheidern, Bauart Ullrich, gemacht worden, die ein günstiges Ergebnis hatten. Es zeigte sich u.a., daß der Phosphorgehalt, der sich bei den Erzen zum Teil unangenehm bemerkbar macht, ganz bedeutend herabgemindert wird.

Von Wichtigkeit ist endlich auch die Frage der Brikettierung der Erze. Eine Brikettierung mit Bindemitteln ist für die norwegischen Eisenerzschliche nicht anwendbar, da durch die Erniedrigung des Eisengehaltes die Briketts minderwertig, dagegen die Fracht zu hoch werden würde. Es kommt also nur Brikettierung oder Agglomerierung ohne besondere Bindemittel in Betracht. Das einzige der bekannten Verfahren, das zu brauchbaren Ergebnissen geführt hat, ist das Gröndalsche Brikettierungsverfahren im Kanalofen. Als Pressen kommen gleichfalls die Gröndal-Pressen mit einem 400 kg schweren Fallstempel in Frage, die allerdings den Nachteil eines erheblichen Verschleißes haben, abgesehen davon, daß die hergestellten Briketts nicht ganz einwandfrei geformt sind. In Salangen stehen pneumatisch-hydraulische Drehtischpressen in Anwendung. Der schlechte Ruf der Gröndal-Briketts ist zum größten Teil auf das häufige Umladen der Briketts zurückzuführen. Trotzdem schwindet das Mißtrauen immer mehr, so daß man die Brikettierfrage für die norwegischen Eisenerze heute als gelöst betrachten kann. Auf die Anlage guter Verladevorrichtungen zur Schonung der Briketts ist natürlich nach wie vor besonders zu achten. Die Briketts werden in gewöhnlichen Frachtschiffen versandt, während sich für den Transport getrockneten Schliches nur in Kammern eingeteilte Schiffe eignen. Im letzten Jahre hat die der Friedrich Krupp A. – G. gehörende Alfred-Hütte in Rheinhausen 3000 t Dunderlandbriketts verschmolzen und sehr gute Resultate erzielt. Infolgedessen soll sich die Gesellschaft entschlossen haben, die Briketts einschließlich 10 v. H. Bruch zu vollem Marktpreis abzunehmen, da wegen der vorzüglichen Reduzierbarkeit im Vergleich zu Stückerzen gleicher Metallgehalte der Koksverbrauch geringer, die Leistung des Hochofens größer ist.

Die Untersuchungen des Verfassers lassen sich nach der wirtschaftlichen Seite hin folgendermaßen zusammenfassen. Es ist insgesamt mit einem Vorrat von 100 Millionen Tonnen handelsfähigen norwegischen Eisenerzes zu rechnen, sei es nun in Form von Handscheideerz, Schlich oder Briketts. Nach voller Inbetriebnahme der besprochenen Vorkommen zuzüglich der vom Verfasser nicht untersuchten Lagerstätten würden für eine ganze Reihe von Jahren jährlich etwa 2 Millionen Tonnen handelsfähiger Eisenerzprodukte auf den Markt gebracht werden. Dabei können die Werke, selbst wenn die schätzungsmäßigen Gestehungskosten um 2 bis 3 M überschritten werden würden, auch bei niedrigsten Preisen der Erzskala noch mit Gewinn arbeiten. Naturgemäß gründen sich alle Erörterungen über Produktionsziffern, Gestehungskosten und Wirtschaftlichkeit auf die Annahme, daß die Werke ohne nennenswerte Betriebsstörungen arbeiten können. Zu berücksichtigen ist indessen, daß die norwegischen Arbeiterverhältnisse zum Teil recht ungünstige sind. Große Gefahren schließen vor allem die Streiks ein. Dies ist in der norwegischen Gesetzgebung begründet, die die Arbeiter ganz besonders gegen ihre Arbeitgeber schützt, vor allem aber verhindert, daß ausländische Arbeiter angenommen werden. So war es möglich, daß der Generalstreik der Bergarbeiter im Jahre 1911 eine ganze Reihe von Monaten dauerte. Es leuchtet ein, daß die gedeihliche Entwicklung des Eisenerzbergbaues von der Entwicklung der Gesetzgebung wesentlich abhängig sein wird. Als Hauptabnehmer für die in Norwegen gewonnenen phosphorarmen Eisenerze, besonders Eisenerzbriketts, die ideale Bessemererze sind, kommt in erster Linie England in Frage, das fast ausschließlich auf Bessemer-Betrieb eingerichtet ist und vor Deutschland beispielsweise einen Frachtvorsprung von 0,50 M/t besitzt. Aber auch Deutschland wird nicht zu unterschätzende Vorteile genießen. Der Haupteisenerzlieferant für Deutschland ist zurzeit Schweden mit 3502185 t (1911), sodann Spanien mit 3154448 t und Frankreich mit 2122860 t. Da der jährliche Eisenerzverbrauch um etwa 10 v. H. steigt, Schweden die Ausfuhr stark beschränkt, Bilbao |318| bald erschöpft sein und Frankreich den Bedarf allein nicht decken können wird, so wird Norwegen in die entstehende Lücke treten können. Der Frachtunterschied zwischen England und Deutschland könnte durch erhöhte Preise ausgeglichen werden. Für Deutschland bildet die Unabhängigkeit von Schweden einen nennenswerten Vorteil. Ob schließlich die norwegischen Erze auch nach Nordamerika verschifft werden, bleibt abzuwarten. In Norwegen selbst ist bei den hohen Kokspreisen (hohe Fracht) ein wirtschaftlicher Hüttenbetrieb zurzeit unmöglich. Sollten allerdings die Versuche, auf elektrischem Wege unter Nutzbarmachung der norwegischen Wasserkräfte das Eisen in größerer Menge wirtschaftlich auszuschmelzen, mit Erfolg gekrönt werden, dann würde Norwegen mit Rücksicht auf seine niedrigen Gestehungskosten eine hervorragende Rolle auf dem Roheisenmarkt spielen, wenn nicht denselben ganz beherrschen können.

Schorrig.

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Der Wärmeübergang in der Gasmaschine. Bisher wurde bei der Gasmaschine der Wärmeaustausch zwischen Gas und Zylinderwand durch Annahme einer Polytrope für Expansion und Kompression berücksichtigt. Erst in letzter Zeit ist es Dr.-Ing. Nusselt, Dresden, gelungen, Gesetze für die Wärmübertragung in diesem Fall aufzustellen. Er gelangt zu dem Ergebnis, daß die Wärmeübergangzahl eine Funktion der Zeit ist. Sie ist um so größer, je kleiner der Zeitraum seit Beginn der Abkühlung ist, sofern die übrigen Zustandsgrößen die gleichen sind. Ferner zeigten die Versuche, daß der Wärmeübergang nicht nur durch Leitung, sondern auch durch Strahlung stattfindet. Die Wärmeübergangzahl a wird definiert durch die Gleichung d Q = a F (t1 – t2) d z, in welcher d Q die Wärmeabgabe, F die Oberfläche eines Heizkörpers und t1 deren Temperatur darstellt; t2 ist die Temperatur der Umgebung, welche bei einer großen Gasmasse unabhängig von der Lage des Heizkörpers ist. Letztere muß aber berücksichtigt werden, wenn die starre äußere Begrenzungsfläche des Gases zusammenschrumpft. Man nimmt in diesem Fall an, daß die Wärme an das Gas mit der Wärmeübergangzahl a1 und von diesem an die Wand mit einer Wärmeübergangzahl a2 abgegeben wird. Zu den Versuchen wurden drei auf gußeisernen Gestellen befestigte Kugeln aus Stahlguß benutzt. Um eine genaue Bestimmung der Temperatur der Ladung zu ermöglichen, waren sie mit wassergefüllten Blechgefäßen umschlossen, deren Inhalt durch Propeller in Bewegung gehalten wurde. Die kleinste Bombe war mit Manometer, Luftpumpe und dem Kubizierapparat für die Mischung der Gasladung verbunden. Ferner war eine Gasentnahmevorrichtung vorgesehen. Die Zündung erfolgte durch einen Hochspannungsfunken. Zur Druckmessung befand sich in der unteren Kugelhälfte eine Stahlmembran mit Spiegel, durch den der reflektierte Strahl einer Bogenlampe auf eine mit lichtempfindlichem Papier bespannte Trommel gelenkt wurde. Die Zeitmessung erfolgte durch Schwingungen einer Stimmgabel gleichfalls auf optischem Wege, indem ein überschlagender Funken im Diagramm einen Strich erzeugte, wodurch der Zeitpunkt der Zündung erkennbar war. Mit Hilfe der Hempel sehen Apparate wurde die Zusammensetzung der Gasgemische festgestellt. Aus der Analyse vor und nach dem Versuch wurde die Gaszusammensetzung nach der Verbrennung berechnet. Die für die Feststellung der Wärmeübergangszahl notwendigen Größen wurden in Tabellen eingetragen. Ferner wurde in einem Diagramm die Wärmeübergangszahl als Ordinate und die Temperatur als Abszisse aufgezeichnet. Es zeigte sich, daß die ausgetauschte Wärme nicht proportional dem Quadrate der Temperaturunterschiede ist. Wie die Abbildung erkennen läßt, fällt der Beginn der für die bei niedrigerer Temperatur vorgenommenen Versuche gültigen Kurven nicht auf den zu dem betreffenden Wärmegrad gehörigen Punkt des Linienzuges für den Versuch bei höchster Temperatur. Im Laufe der Abkühlung nähern sich die Kurven. Es folgt hieraus die Abhängigkeit der Wärmeübergangszahl von der Zeit, wofür eine physikalische Erklärung gegeben wird.

Textabbildung Bd. 329, S. 318

Das zweite Ergebnis der Versuche, die Zerlegung der Wärmeabgabe in ausgestrahlte und abgeleitete Wärme, wurde mit Hilfe des verschiedenen Absorptionsvermögens schwarzer und goldener Oberflächen für Wärmestrahlen gewonnen. [Dr.-Ing. Nusselt in Z. d. V. d. I. Nr. 10, 11, 12, 1914.]

Schmolke.

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