Titel: Polytechnische Schau.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1916, Band 331 (S. 58–65)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj331/ar331012

Polytechnische Schau.

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

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

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

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

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

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

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

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

W.

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Graphit-Oelpumpe. Es ist bekannt, daß man durch Zusatz von Graphit in feiner Verteilung Schmieröl ausgiebiger machen und Ersparnisse bis 80 v. H. namentlich an Zylinderöl erzielen kann. Außerdem kann man bei Heißdampf billigeres Oel benutzen. Die Betriebsicherheit wird bei Graphitschmierung erhöht, weil nach den Ergebnissen von Versuchen die mit Graphit geschmierten Maschinen auch einige Tage ohne Schmierung laufen können und sich überhaupt weniger abnutzen. Die Schwierigkeit besteht nur darin, den fein verteilten Graphit dem Schmieröl dauernd in gleichbleibender Menge zuzusetzen und das Ausscheiden des in dem Oele verteilten Graphits bis zur Schmierstelle zu verhüten. Diese Schwierigkeit soll die Graphit-Oelpumpe des Ingenieurs Otto A. Barleben in Dortmund beseitigen. Die einfache und zuverlässige Vorrichtung gewährleistet leichtes und bequemes Zusetzen des Graphits zum Schmieröl und rührt die Oelgraphitmischung dauernd um, so daß jedes Ausfallen und Absetzen von Graphit während des Betriebes verhindert wird. Die Pumpe ist so gebaut, daß sie die bisherige Schmiereinrichtung mit dem Mollerup-Apparat oder der Oelpumpe bestehen läßt. Sie ist leicht auch von unerfahrenen Wärtern zu bedienen und widersteht infolge der Kugelform des Oelgraphitbehälters auch dem höchsten Druck, so daß ein Platzen bei Unachtsamkeit des Wärters, falls dieser den Abstellhahn zu schließen vergißt, ausgeschlossen ist. Im wesentlichen handelt es sich um ein kugelförmiges Gefäß, das oben die verschließbare Einfüllöffnung für den Graphit besitzt. Auf der einen Seite tritt das Oel aus der Schmierpresse ein, um durch einen Abstellhahn, mit Graphit gemischt, auszutreten. Die Pumpe bildet einen Sack in der Rohrleitung. Im Innern sind Mischflügel angeordnet, die schwingbar auf ihrer Welle sitzen, so daß sie von der Welle nur aufwärts mitgenommen werden, dann aber plötzlich, wenn der Kippunkt erreicht ist, abwärts schwingen, wodurch ein kräftiges Rühren des Graphits im Oel erreicht wird. Die Pumpe wird vor dem Gebrauch mit Zylinderöl gefüllt, dem 15 bis 20 g Flockengraphit auf das Liter Oel zugesetzt werden. Findet das Einfüllen des Graphits während des Betriebes statt, so wird der |60| Abstellhahn am Graphitapparat geschlossen und die Schmierpresse etwas zurückgedreht, um für den einzufüllenden Graphit Platz zu schaffen, der durch die obere Einfüllöffnung eingebracht wird. Nach Abschluß der Füllöffnung wird die Schmierpresse von Hand zwecks vollständiger Füllung des Oel-Graphitbehälters gedreht, bis sich Widerstand ergibt, dann öffnet man den Abstellhahn wieder, und die Vorrichtung ist erneut im Betriebe. Die Pumpe wird in zwei Größen von ½ und 1 l Inhalt geliefert. Erstere Größe ist ausreichend für Maschinen bis 600 PS, die zweite Größe ist für ganz große Maschinen bestimmt. Für jede Maschine ist nur eine einzige Pumpe und entsprechend auch eine einzige Schmierpresse erforderlich, die dem Hochdruckzylinder vorgeschaltet werden. Alle anderen Schmierpressen bleiben weg. Für die Zylinderschmierung hat sich am besten Flockengraphit bewährt, da er durch den Dampf mitgerissen wird und sich entsprechend im Innern verteilt. Zum Strecken von gewöhnlichem Maschinenöl empfiehlt sich Pudergraphit. Dieser staubförmige Graphit kann einige Tage in dem Maschinenöl schwebend erhalten werden, wenn man ihn vor dem Beimischen scharf trocknet. Man kann den getrockneten bzw. geglühten Graphit auch noch mit etwas Seife mischen, ehe man ihn dem Oel zusetzt. Auch durch Behandlung des geglühten Graphits mit Benzin oder Benzol vor der Mischung mit dem Oel erhält man eine dauernde Graphit-Oelmischung.

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

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

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

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

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

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

Die Schmierung muß in allen Fällen besonders gut sein. Eine rückkehrende 8-förmige Schmiernute an der Stelle des geringsten Lagerdruckes, die Kanten der |61| Schmiernuten sorgfältig verrundet, und statt des üblichen kleinen Schmierbüchschens ein Tropföler, dürfte wohl das zweckmäßigste sein. Da die Versuche noch nicht abgeschlossen sind, so können wohl weitere nützliche Ergebnisse erwartet werden.

Rich. Müller.

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

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

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

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

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

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

Wüster.

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Kraftversorgung für Hüttenwerke. In einer längeren Abhandlung in der Zeitschrift The Iron Trade Review 1914 S. 17 bis 24 und S. 119 bis 131 wird der Vorteil des elektrischen Antriebes für Walzenstraßen aller Art hervorgehoben und die wirtschaftliche Ueberlegenheit der Dampfturbinenzentrale bzw. der gemischten Zentrale über den reinen Gasmaschinenantrieb betont. Die Gasmaschine ist als Antriebsmaschine für Drehstrom bei Stromstößen Schwankungen ausgesetzt und kann sich nicht so gut großen Belastungsschwankungen anpassen wie die Dampfturbine. Außerdem ist ihre Ueberlastungsfähigkeit eng begrenzt. Der größte Kraftbedarf eines |62| Hüttenwerkes sei zu 20000 KW, der mittlere zu 11000 KW während 24 Stunden angenommen. Der Kraftfaktor ist also 55 v. H. Bei einer Gasmaschinenzentrale sind dementsprechend neun Stück 2200 KW-Gasmaschinen aufzustellen und in Betrieb zu halten. Bei einer Dampfturbinenzentrale leisten fünf Stück Dampfturbinen mit je 4000 KW dasselbe. Die mittlere Belastung einer Gasmaschine ist dementsprechend 11000 : 9 = 1220 KW. Bei dieser Belastung werden etwa 4590 WE für 1 KW/Std. verbraucht. Die mittlere Belastung einer jeden Dampfturbine ist dagegen 11000 : 5 = 2200 KW. Bei dieser Belastung werden etwa 5700 WE für 1 KW/Std. verbraucht. Es sind dementsprechend 5700 – 4590 = 1100 WE mehr als bei der Dampfturbine erforderlich. Bei 310 Arbeitstagen und bei einer mittleren Belastung von 11000 KW würde die gesamte Leistung 82000000 KW/Std. betragen. Bei der Annahme von zwei Reserveeinheiten von je 2200 KW ist der jährliche Ausnutzungsfaktor 38,65 v. H. und der tägliche 45,5 v. H. Bei Verwendung von Dampfturbinen mit 50 v. H. Ueberlastungsfähigkeit genügen 4000 : 1,5 = 2660 KW-Turbinen. Mit einer 2660 KW-Turbine als Reserve wird die Durchschnittsleistung 15960 KW sein. Eine, solche Dampfturbinenzentrale hat einen jährlichen Ausnutzungsfaktor von 58,5 v. H. und einen täglichen von 68,3 v. H. Wird die ungünstige Annahme gemacht, daß nur Hochofengas zur Erzeugung von 82000000 Kilowattstunden zur Verfügung stehen, so müssen 1110 Wärmeeinheiten für je 1 KW/Std. in Gestalt von Kohle gekauft werden, wenn in der Zentrale nur Dampfturbinen vorhanden sind. Es sind dementsprechend noch 82000000 × 1100 = 90200 × 106 WE im Jahr, oder 16983 t Kohle (bei 5900 WE Heizwert) notwendig. Eine Tonne Kohle zu 10,50 M angenommen, beträgt die jährliche Ausgabe für Kohlen 178321,5 M.

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

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

4 Gasmaschinen belastet m. 189600 KW/Std.
zu je 3450 WE =

6,5 × 108 WE
3 Dampfturbinen belastet m. 74400 KW/Std.
zu je 6325 WE =

4,7 × 108 WE
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Gesamt-KW/Std. in 24 Std. 264000 KW/Std.
brauchen =

11,2 × 108 WE
Durchschnittl. WE-Verbrauch für 1 KW/Std.

4260 WE
Die Kraftzentrale mit 9 Gasmasch. braucht 4590 WE
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Ersparnis an Wärmeeinheiten für 1 KW/Std. 330 WE
Ersparnis an WE für einen Arbeitstag 87120000 WE

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

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

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

Diese Ausführungen blieben nicht unwidersprochen. In derselben Zeitschrift (The Iron Trade Review 1914 S. 340 bis 377 und 386 bis 388) wird darauf hingewiesen, daß in Deutschland die neueren Anlagen als reine Gasmaschinenzentralen ausgebildet sind, z.B. die Anlagen von Differdingen, Rheinhausen, Deutscher Kaiser, Friedrich-Wilhelm-Hütte, Hoesch, Hörde und Dortmunder Union. Die Hüttenwerke sind nicht immer gleichmäßig beschäftigt, und deshalb entsteht bei Gasmaschinenzentralen ein niedriger |63| Ausnutzungsfaktor. Die Ueberlastungsfähigkeit der Dampfturbinen um 50 v. H. kann nur dann ausgenutzt werden, wenn die Dynamomaschine nicht für 25 v. H., sondern auch für 50 v. H. Ueberlastungsfähigkeit gebaut ist. Dadurch entstehen aber auch größere Anschaffungskosten. Bei Viertaktmaschinen mit Spül- und Aufladungsverfahren kann auch eine Leistungserhöhung von 30 bis 40 v. H. erreicht werden, bei einem mittleren Druck von 4,9 kg/cm2 im Arbeitzylinder. Mit solchen Maschinen werden die Herstellungskosten einer reinen Gasmaschinenzentrale wesentlich verkleinert. Durch das Spülverfahren und durch Leistungserhöhung kann der mittlere effektive Druck auf 6,3 kg/cm2 vergrößert werden. Die Temperaturen des Arbeitzylinders, Kolbens und Zylinderdeckels erhöhen sich dabei nicht. Versuche haben bewiesen, daß die Temperaturen des abfließenden Kühlwassers bei 6,3 kg/cm2 im Zylinder nicht größer werden als bei 4,9 kg/cm2 ohne Ausspülung. Der Gasverbrauch wird bei Gasmaschinen mit Spül- und Aufladungsverfahren zu 3024 WE für 1 KW bei voller bis dreiviertel Belastung gewährleistet.

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


Gewöhnliche
Gasmaschine
Gasmaschine
mit Spül- u.
Auflade-
vorrichtung
Leistungsfähigkeit in KW
Angenommener Ausnutzungsfaktor
Jährlich erzeugte KW/Std.
Maschinenkosten für 1 KW/Std. M
Betriebskosten für 1 KW/Std. Pf.
Wartung
Ausbesserungen
Schmiermittel
Wasser
Sonstiges
34000
60
180000000
310,80

0,126
0,109
0,034
0,017
0,050
34000
60
180000000
268,80

0,109
0,109
0,029
0,013
0,042
Zusammen
Kosten des gereinigten Gases
0,336
0,672
0,302
0,630
Betriebskosten zusammen
Amortisation und Verzinsung 15 v. H.
1,008
0,874
0,932
0,756
Gesamtkosten an der Schalttafel
für 1 KW/Std. Pf.

1,882

1,688

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

W.

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

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

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

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

Das beistehende Kurvenbild der Belastung des Elektrizitätswerkes Steglitz zeigt deutlich den ausgleichenden |64| Einfluß des Eiswerkes auf die Monatskurve. Das Bild der Tageskurve wäre noch ausdrucksvoller, da während der Zeit der maximalen Beanspruchung des Kraftwerkes das Eiswerk still liegt.

Textabbildung Bd. 331, S. 64

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

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

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

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

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

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

Rich. Müller.

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Kriegsmaßnahmen im deutschen Lokomotivbau. Für den Lokomotivbau handelt es sich in erster Linie darum, für Kupfer einen Ersatz zu schaffen, da der Bedarf daran nur zu einem Zehntel durch die Inlandsförderung gedeckt wird. Man stellt daher gegenwärtig die Feuerbuchse aus Flußeisen her, das eine Dehnung von mindestens 25 v. H. zeigen muß, während die Zugfestigkeit 41 kg/mm2 nicht überschreiten darf. Nur zur Dichtung der Heiz- und Rauchrohre in der Rohrwand werden nahtlose Kupferringe zwischen Wand und Rohr eingelegt. Auch die Verwendung flußeiserner Stehbolzen erwies sich als zulässig. Deren Dehnung soll die gleiche sein wie die des Stoffes für die Feuerbüchse. Ferner wird eine Festigkeit von 34 bis 41 kg/mm2 gefordert. Aus Herstellungsrücksichten wählte man für flußeiserne Bolzen dasselbe Gewinde wie für die aus Kupfer, obwohl für gutes Dichthalten der Bolzen in der Wand ein feineres dienlicher gewesen wäre. Die Speise-, Dampfzuleitungs- und Schmierrohre werden jetzt gleichfalls aus Flußeisen |65| angefertigt, nur als Stoff für das Röhrchen zum Kesselmanometer behielt man Kupfer bei, damit unter allen Umständen ein einwandfreies Arbeiten des Apparates gesichert sei. Sämtliche Ventilkörper am Kessel stellt man zurzeit aus Eisenguß her, indessen müssen die Sitze der in Wasser arbeitenden Ventile aus Rotguß, Sitz, Kegel und Spindel der übrigen aus Stahl oder Flußeisen ausgeführt werden. Für die Stopfbüchsendichtungen verwendet man Messing oder Zinkguß. Die Wasserstände werden im Gesenk aus Flußeisen geschmiedet, die Hähne als Stopfbüchspackungshähne hergestellt. Dieselbe Ausführung empfiehlt sich für die Kesselprobierhähne, Zylinderablaßhähne und Ventile. Für Sicherheitsventile ist Gußeisen ein ohne weiteres zulässiger Stoff. Es ließe sich auch für Kreuzkopfschuhe verwenden, sofern die Gleitbahnen gehärtet sind. Die bisherigen Rotgußgleitplatten der Achsbüchsen können durch flußeiserne, die im Einsatze gehärtet wurden, ersetzt werden. Ferner dürften die Lagerschalen der Achsbüchsen fortfallen. Letztere müßten zum Ersatze mit Lagermetall ausgegossen werden. Unbedenklich erscheint auch die Herstellung der Regulierschieber und der Rotgußbüchsen der Schieberund Kolbenstangenstopfbüchsen aus Gußeisen. Statt des bisher verwendeten Weichmetalls empfiehlt die „Metallberatungs- und -Verteilungsstelle“ drei verschiedene Legierungen, die hauptsächlich aus Zink bestehen. Für Schmiergefäße und Lokomotivschilder benutzt man gegenwärtig Eisen an Stelle von Rotguß. Die Blauasbestmatratzen, die bisher als Dichtungsstoff gegen Wärmeausstrahlung unterhalb des Führerhauses und des Zylinders angewendet wurden, ersetzt man durch solche aus Weißasbest, da der früher gebräuchliche Stoff ausschließlich in Kapland gefunden wird. Noch vorteilhafter erscheint es, einen unter dem Namen „Veraerisol“ in den Handel kommenden Stoff zu verwenden. Er besteht aus Glaswolle. Ein verzinktes Drahtgeflecht umschließt die daraus gefertigten Matratzen. Bremsschläuche, die Dichtungsringe in den Kupplungsköpfen und an den Wasserstandgläsern werden auch zurzeit noch aus erstklassigem Gummi angefertigt, während man für Dampfheizungs-, Kohlennäßschläuche usw. Regeneratgummi benutzt, der aus entsprechend präparierten Abfällen gewonnen wird. An Stelle der Neusilberblenden an den Signallaternen sind solche aus Emaille getreten zur Schonung der Nickelvorräte. Zu Polstersitzen verwendet man anstatt des Leders Lederersatz. Für die Kohlenschaufelstiele wird nicht mehr Eschen-, sondern Buchenholz genommen. Als Isolierstoff für die Dampfleitungen benutzt man Baumwollgewebe mit Gipsanstrich oder einen Mantel aus Asbestpappe und Filz nebst einer Umhüllung aus Segeltuch, die mit Oelfarbe gestrichen wird, während früher Jute im Gebrauch war. (Vgl. Willigens in Deutsche Straßen- und Kleinbahn-Zeitung Nr. 50.)

Schmolke.

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

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

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

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

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

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

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

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