Titel: Polytechnische Schau.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1916, Band 331 (S. 283–290)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj331/ar331061

Polytechnische Schau.

(Nachdruck der Originalberichte – auch im Auszuge – nur mit Quellenangabe gestattet.)

Ueber die Gasversorgung und das neue Gaswerk von Budapest macht Direktor J. Bernauer ausführliche Mitteilungen im Journal für Gasbeleuchtung Bd. 58 S. 241 bis 248, 264 bis 268, 278 bis 283, 294 bis 300. Im Jahre 1856 wurde von einer privaten Gesellschaft ein Gaswerk erbaut, das mit 838 öffentlichen |284| und 9148 Privatflammen im Dezember des gleichen Jahres den Betrieb aufnahm. Im ersten Jahre betrug die Gasabgabe 1688807 m3. Bis zum Jahre 1900 kamen vier weitere Werke hinzu, die alle im Jahre 1910 in den Besitz der Stadt übergingen. Zu diesem Zeitpunkte war die jährliche Gasabgabe auf 66 Mill. m3 angewachsen, und die Werke waren an der Grenze ihrer Leistungsfähigkeit angelangt. Aus verschiedenen Gründen sah sich die Stadt gezwungen, ein neues großes Gaswerk zu erbauen. Dieses sollte für eine Jahresleistung von 100 Millionen m3 angelegt werden, wofür der Betrag von 40 Mill. Kr. bewilligt wurde. Um den unerwartet rasch steigenden Gasverbrauch, der von 1910 bis 1913 um 32 v. H. zunahm, bis zur Fertigstellung des neuen Werkes befriedigen zu können, waren auf den alten Werken wie auch an dem Rohrnetze verschiedene Erweiterungsbauten erforderlich. So wurde in den Jahren 1910 bis 1913 mit einem Kostenaufwand von rund 5 Mill. Kr. das Rohrnetz von 601000 lf. m Straßenlänge auf 748000 lf. m ausgebaut.

Das neue Gaswerk liegt in Obuda (Altofen) am rechten Ufer der Donau, das Grundstück ist über 400000 m2 groß, es hat die Form eines länglichen Dreiecks, das durch zwei Eisenbahnlinien und den Donauarm begrenzt und somit völlig abgeschlossen ist. Gegen Hochwasser mußten Uferschutzwerke errichtet und im übrigen das Gelände um durchschnittlich 2 m aufgeschüttet werden. Um die Zufuhr der Kohlen sowohl mit der Eisenbahn wie auf dem Wasserwege zu ermöglichen, wurden die Kohlenlagerplätze dem Donauarm entlang und die Oefen parallel hierzu angelegt, während die Apparatehäuser und die sonstigen Betriebsgebäude senkrecht zu der Ofenanlage errichtet wurden. Das Gaswerk besitzt eine Gleisanlage von etwa 10 km Gesamtlänge; diese besieht aus einem von der rechtsufrigen Ringbahn abzweigenden Zufahrtsgleise, einer sechsgleisigen Rangierstation von 500 m nutzbarer Länge sowie 9 Werkgleisen. Das Werk verfügt über zwei eigene Rangierlokomotiven.

Alle Einrichtungen des Werkes sind für eine größte Tagesleistung von 270000 m3 bemessen, doch wurde bei allen Anlagen die Möglichkeit einer späteren Vergrößerung auf 1 Mill. m3 Tagesleistung vorgesehen. Der Kohlenlagerplatz, auf dem die Kohlen frei gelagert werden, ist 320 m lang und 70 m breit; bei 8 m Lagerhöhe bietet er Raum für 120000 t Kohlen. Der Lagerplatz wird durch die große Brücke der Transportanlage der Länge nach in zwei Hälften geteilt, der Boden ist mit einem Betonbelag versehen. Zur Gaserzeugung wurden nach eingehenden Studien aller neuzeitlichen Ofensysteme die Horizontal-Kammeröfen System Koppers gewählt. Die Ofenanlage besteht aus vier Gruppen von zusammen 78 Kammern, die je 10 m lang, 3 m hoch und 0,45 m breit sind. Jede Kammer hat drei Füllöffnungen an der Decke und faßt genau 10 t Kohle. Die Beheizung der Kammern erfolgt nach dem Regenerativsystem, und zwar werden, während die eine Hälfte der Kammern beheizt wird, jeweils die Regenerierräume der anderen Hälfte durch die abziehenden heißen Gase erhitzt. Jede halbe Stunde wird die Richtung der Gase geändert. Am Ende des Ofenblocks befindet sich ein 1200 t fassender Kohlenturm, aus dem ein auf dem oberen Flur der Oefen auf Gleisen bewegter Füllwagen mit Kohlen gespeist wird. Dieser durch einen Elektromotor angetriebene Füllwagen hat drei Bunker mit Fülltrichter, durch die die Kohle in die Kammern gefüllt wird. Nach dem Füllen wird die Kohle planiert, worauf die Kammertüren geschlossen werden. Die Entgasung der Kohle dauert 24 Stunden, hiernach werden die beiden mit Schamotte ausgefütterten und mit Wasser gekühlten Verschlußtüren durch einen fahrbaren Kran ausgehoben, gleichzeitig wird der Lösch wagen vor die zu entleerende Kammer gefahren und hierauf der glühende Kokskuchen mittels eines Ausstoßstempels in den Löschwagen gedrückt. Die Konstruktion des Löschwagens gestattet ein rasches und vollständiges Ablöschen des Kokses und die stete Wiederverwendung des Löschwassers. Alle diese Vorrichtungen werden elektrisch angetrieben und verfahren. Der Löschwagen fährt den abgelöschten Koks zur Koksgrube, unter welcher die Brechmaschinen angeordnet sind. Der gebrochene Koks wird dann durch zwei Becherelevatoren in den Bunkerturm gehoben, dort in vier Größen sortiert und hierauf in die entsprechenden Abteilungen gefüllt. Von hier kann der Koks entweder in Eisenbahnwagen abgelassen oder aber in Hängebahn wagen gefüllt werden, die ihn zum Kokslagerplatz, in die Verkaufshalle oder zur Schiffsladestation fördern.

Das zur Beheizung der Kammern erforderliche Generatorgas wird in einer Zentralgeneratorenanlage erzeugt, die aus 12 Drehrostgeneratoren, System Kerpely, besteht. Zehn dieser Generatoren dienen zur Vergasung von ungarischer Braunkohle, die übrigen zwei sind Hochdruckgeneratoren für Koksgrus. Die Generatoren werden durch eine Hängebahnanlage aus einem vierzelligen Bunker beschickt; sie sind alle mit selbsttätiger Schlackenaustragung versehen. Das Generatorgas hat einen Heizwert von 1300 bis 1500 WE. Bevor es in die Kammeröfen gelangt, wird es gekühlt und in drei Maschinensystemen durch eingespritztes Wasser von Staub und Teer befreit.

Die Reinigung des Gases von Ammoniak erfolgt nach dem sogenannten direkten Verfahren von Koppers, das im Kokereibetriebe schon recht verbreitet ist, in Gaswerken dagegen bisher noch nicht zur Einführung gelangt war. Im übrigen sind zur Reinigung des Gases je zwei Vorkühler, Nachkühler, Gassauger, Teerscheider, Naphthalinwäscher und Ammoniaksättiger mit den zugehörigen Hilfsapparaten vorhanden. Die vier Kühler haben zusammen 1470 m3 wasserberührte Kühlfläche. Die Turbosauger werden von je einer Dampfturbine angetrieben, ein dritter Sauger dient als Reserve. Die Teerscheider haben je vier Glocken, und beruhen auf dem Prinzip der Stoßwirkung. Die Naphthalinwäscher werden von angebauten Dampfmaschinen angetrieben. Bevor das Gas nun in die verbleiten, mit Schwefelsäure gefüllten Ammoniakwäscher eintritt, wird seine Temperatur in besonderen Erhitzern um 20 bis 25° erhöht, um die Kondensation von Wasserdampf in dem Säurebad zu verhüten. |285| Das Gas tritt durch zahlreiche feine Schlitze in den Sättiger ein, wodurch es mit der Säure in innige Berührung kommt. Das hierbei entstehende Ammoniumsulfat scheidet sich als festes Salz aus und wird mittels eines Dampfluftejektors aus dem Sättiger in eine Salzpfanne gefördert, aus der es in eine Zentrifuge entleert wird. Es sind im ganzen drei Ammoniak-Gewinnungsapparate vorhanden, von denen einer als Reserve dient. Das in den Kühlern abgeschiedene Ammoniakwasser wird mit Kalkmilch destilliert und die hierbei entweichenden Dämpfe werden ebenfalls in den Sättiger geleitet, so daß also das gesamte Ammoniak in Form von Sulfat gewonnen wird.

Das den Sättiger verlassende Gas wird in dem Nachkühler auf gewöhnliche Temperatur abgekühlt und dann zur Entfernung des Schwefelwasserstoffes in die Trockenreinigeranlage geleitet. Diese besteht wiederum aus zwei gleichen Systemen von je drei Reinigerkästen, jeder Kasten hat 12 × 12 m Grundfläche und 3 m Tiefe. Um die Reihenfolge der Kästen täglich umschalten zu können, waren noch zwei Nachreiniger von 6 × 6 m Grundfläche und ebenfalls 3 m Tiefe erforderlich. Jeder der großen Kästen enthält auf je vier Holzhorden etwa 275 m3 Gasreinigungsmasse in 50 cm hoher Schicht, die beiden kleinen Kästen enthalten je 70 m3 Masse. Zum Abheben der Kastendeckel sind vier Krane vorhanden, deren größter eine Tragkraft von 23 t bei 19 m Spannweite hat. Zum Transport der Reinigungsmasse dient eine Hängebahn. Vom Reiniger aus geht das Gas in drei Leitungen von 900 mm l. W. zur Gasmesser- und Druckregleranlage. Es sind drei parallel geschaltete Stationsgasmesser für je 6000 m3 Stundenleistung vorhanden, die mit 6 m Gehäusedurchmesser die größten des Kontinents sind. Mit Rücksicht auf den hohen Wasserdruck und die große Umfangsgeschwindigkeit der Trommel war bei ihrer Konstruktion besondere Vorsicht erforderlich. Außer mit einem Springzählwerk sind die Gasmesser auch noch mit einem Registrierwerk ausgestattet. Die Druckregleranlage besteht aus dem Sicherheits-, dem Vordruck- und dem Stadtdruckregler. Schließlich befindet sich in dem Gasmesserhause noch die Luftzuführungsanlage für die Reinigerkästen. Sie besteht aus drei schnellaufenden, mit Motoren unmittelbar gekuppelten Gebläsen, ferner aus den Luftmessern und sonstigem Zubehör.

Die beiden Gasbehälter haben einen Fassungsraum von je 100000 m3, sie sind vierhubig und mit Wölbbassin der Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg versehen. Dieses sowie die Behältertassen sind mit Dampfheizung ausgerüstet. Aus dem Behälter gelangt ein Teil des Gases durch den Druckregler unmittelbar in das Verteilungsnetz des Stadtteiles Ofen. Der größere Teil wird jedoch in einer Turbokompressorenanlage verdichtet und durch eine 600 mm weite Druckrohrleitung, die über die Eisenbahnbrücke geführt ist, in die Gasbehälter am linken Donauufer gepumpt. Es sind zwei Turbokompressoren von je 15000 m3 Stundenleistung vorhanden, jeder Kompressor ist mit einem Drehstrommotor unmittelbar gekuppelt, der bis zu 2930 Umläufe in der Minute macht. Das Gas kann bis zu 2600 mm WS. verdichtet werden. Um eine Gasausströmung in den Maschinenraum zu verhindern, sind die Gebläse mit Wasserstopfbüchsen versehen. Jeder Kompressor arbeitet in eine eigene Druckleitung von 800 mm l. W., doch sind die beiden Leitungen miteinander verbunden, so daß jede als Reserve der anderen dienen kann. Vorerst ist nur die eine Druckleitung ausgebaut, sie besteht aus gewöhnlichen normalen Muffenrohren, nur auf der Eisenbahnbrücke wurde die Leitung aus wassergasgeschweißten, schmiedeeisernen Rohren von 8 mm Wandstärke hergestellt, die mit Korksteinschalen gegen Kälte isoliert und auf Konsolen befestigt sind. An jedem Brückenpfeiler sind der Dehnung der Brücke entsprechende Stopfbüchsen angebracht, die eine freie Ausdehnung der Rohrleitung gestatten.

Zur Aufbewahrung von Teer, Ammoniakwasser und Gasöl sind drei Türme vorhanden, die je einen Behälter von 1500 m3 und darunter noch einen kleineren Behälter von je 500 m3 Inhalt besitzen. Drei weitere kleine Hochbehälter für Teer und starkes Ammoniakwasser sind in dem benachbarten Wasserturm, der 750 m3 faßt, untergebracht. Die Kesselanlage des Gaswerkes besteht aus vier Babcock-Wilcox-Röhrenkesseln, von denen zwei je 292 m2 und zwei je 117 m2 Heizfläche haben. Der Dampf hat 12 at Ueberdruck und wird auf 250° überhitzt. Der zur Kraftversorgung erforderliche Strom wird aus dem städtischen Elektrizitätswerk bezogen, er wird in dem Gaswerk von 10000 Volt auf 210 Volt transformiert. Als Aushilfe ist ein 800 PS-Dieselmotor mit aufgekeilter Dynamomaschine vorhanden. Zur Beschaffung des Brauchwassers dient ein eigenes Wasserwerk, das über vier Kreiselpumpen von je 65 l Sekundenleistung verfügt. Das Donauwasser wird zunächst geklärt und dann in das Verteilungsnetz bzw. den Wasserturm gepumpt. Das Gaswerk besitzt ferner eine Versuchsgasanstalt für 3500 m3 Tagesleistung, ein chemisches Laboratorium, eine Maschinen- und Schlosserwerkstatt mit Metallgießerei, sowie eine eigene Arbeiterkolonie und die zugehörigen Wohlfahrtseinrichtungen.

Sander.

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Neue Rohrverbindungen. In Heft 13 der Zeitschrift des Vereins der Gas- und Wasserfachmänner in Oesterreich und Ungarn macht Wunderlich neue Vorschläge über Rohrverbindungen, in dem Bestreben, die bisher gebräuchliche Form des Verbindens mit Strick und Blei zu beseitigen. Ohne Zweifel ist ein Schritt in dieser Richtung dankbar zu begrüßen, da einerseits das Verstemmen von Rohren im häufig nassen Graben eine überaus anstrengende Arbeit ist, andererseits sich infolge des Krieges Mangel an Blei bemerkbar macht. Eine Rohrverbindung nach Abb. 1 erscheint zweckmäßig, wenn Biegsamkeit der Leitung nicht gefordert wird. Das mit dem angegossenen Preßring 3 versehene Rohr wird durch zwei geteilte Flanschen und Spannschrauben mit großer Kraft in das andere Rohr geschoben. Die Stricklage 4 bewirkt sodann die Dichtung. Nach dem Einschube werden zwei Keile 9 in die Muffen getrieben. Herrscht |286| innerhalb der Leitung hoher Druck, so können nach Entfernung der Preßflanschen noch einige weitere Keile zur Verwendung kommen. Die Teilung der Preßflanschen erleichtert deren Anbringen und Entfernen. Auch ist das bei dem zurzeit üblichen Verstricken mit Strickeisen und Fäustl vorkommende Zerschlagen der Dichtstricke ausgeschlossen. Zur Herstellung der Verbindung ist daher ein besonders geschultes Personal nicht erforderlich.

Textabbildung Bd. 331, S. 286
Textabbildung Bd. 331, S. 286
Textabbildung Bd. 331, S. 286

Wird die Leitung in bewegtem Boden verlegt, so schlägt Wunderlich die durch Abb. 2 gezeigte Verbindung vor. Der Preßring 3 ist hier nur aufgeschoben. Er wird durch den Keil 5 in die Muffe getrieben und dadurch die Dichtstricklage unbedingt sicher festgelegt, während das Rohr etwas beweglich bleibt und herausgezogen werden kann. Eine unlösbare Verbindung zeigt Abb. 3. Es können hier die Keile, wenn einmal eingetrieben, infolge der Verjüngung des Muffenansatzes nicht aus der Muffe gedrückt werden. Der Preßring wird, wenn Beweglichkeit der Leitung erforderlich ist, nur aufgeschoben, andernfalls angegossen. Auch für gewalzte und geschweißte Rohre können die Vorschläge Wunderlichs benutzt werden. Ebenso ließ sich der Verfasser die Ausbildung neuer Rohrverbindungen für oberirdisch verlegte Leitungen angelegen sein. Bei allen Ausführungen dient zur Herstellung der Keile und Preßringe Guß oder schmiedbarer Guß, während Spannschrauben und Preßflanschen aus Stahl sind. Die fertigen Muffen werden mit Zementmörtel, Asphalt oder dergleichen verschmiert und dadurch Keil und Ringe vor Zerstörung geschützt.

Schmolke.

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Die Umsetzung der Energie in der Lavaldüse. Findet während des Stromes durch eine Düse weder ein Wärmeaustausch mit den Wänden noch eine Entropieveränderung statt, so wird die vorhandene Energie innerhalb der durch den zweiten Wärmesatz gegebenen Grenzen völlig in Strömungsenergie umgesetzt. Im J-S-Diagramm kann man diese Zustandsänderung durch eine Parallele zur Ordinatenachse darstellen. Indessen glaubte man bisher nicht, daß eine verlustlose Energieumsetzung innerhalb der Lavaldüse stattfinde. Zeuner nahm vielmehr an, daß dort eine Entropiezunahme erfolge und die Expansion durch eine Polytrope gekennzeichnet würde. Christlein schloß aus Versuchsergebnissen, daß der größere Teil der Entropiezunahme auf die Strecke bis zum engsten Querschnitt der Düse entfalle, während Stodola glaubt, daß die Strömung bis zum engsten Querschnitt verlustlos verläuft und erst in der Erweiterung eine Aenderung der Entropie eintritt. Im Gegensatze zu den Genannten versucht Nusselt in Heft 13 bis 16 der Zeitschrift für das gesamte Turbinenwesen nachzuweisen, daß die Energieumsetzung in der Lavaldüse verlustlos stattfindet. Bei seinen Untersuchungen benutzte er ein Pitotrohr, d.h. er hielt ein zylindrisches, stumpf abgeschnittenes Röhrchen gegen den Gasstrom. An der Rohrmündung wird die Energie verlustlos in Druck umgesetzt. Man kann diesen Staudruck durch ein am anderen Ende des Rohres angeschlossenes Manometer messen. Wenn man außer dem Staudruck noch den statischen Druck der Strömung feststellt, so läßt sich, wie Nusselt zeigt, leicht mit Hilfe des J-S-Diagramms die Strömungsgeschwindigkeit ermitteln. Auch erkennt man aus dem Diagramm, daß die Strömung verlustlos vor sich gehen muß, wenn der Staudruck längs eines Stromfadens gleich bleibt. Allerdings gilt dies nur innerhalb eines gewissen Geschwindigkeitsbereiches. Bei größeren Geschwindigkeiten tritt nämlich an der Rohrmündung ein Verdichtungsstoß auf. Indessen läßt sich mit Hilfe von Gleichungen, die durch Prandtl und Stodola aufgestellt wurden, aus Staudruck, statischem Druck und Wärmeinhalt vor der. Düse die Geschwindigkeit auch in diesem Falle berechnen. Für seine Versuche benutzte Nusselt einen Kolbenkompressor, der auf drei parallel geschaltete Druckwindkessel arbeitete. In der Wand des einen Kessels befand sich die Düse. Die Druckluft strömte durch sie in den freien Raum. Vor der Düse befand sich ein das Meßrohr tragender Schlitten, der parallel und senkrecht zur Düsenachse bewegt werden konnte. Es zeigte sich, daß vom Kesselinnern bis in die Erweiterung hinein der Staudruck gleich bleibt, woraus geschlossen werden kann, daß die Strömung bis zum engsten Querschnitt verlustlos ist. Zur Untersuchung der Energieumsetzung in der Erweiterung wurde der Staudruck und der statische Druck im Mittelpunkte des Mündungsquerschnittes gemessen. Aus den Drücken und dem Wärmeinhalt vor der Düse ließ sich dann, wie oben angedeutet wurde, die Ausflußgeschwindigkeit berechnen. Auch in diesem Falle war ein Strömungsverlust nicht nachweisbar. Im Anschluß an diese Versuche will Nusselt die Frage klären, ob ein Verdichtungsstoß innerhalb der Düse eintritt. Ein solcher findet nämlich nach Prandlt und Stodola bei gewissen Annahmen über den Außendruck statt, konnte aber von diesen Forschern bisher nicht durch Versuche nachgewiesen werden. Nusselt stellte fest, daß bei den von ihm benutzten Düsen ein Verdichtungsstoß nicht eintritt. Er will nunmehr seine Versuche auf Düsen mit stärkerem Erweiterungsverhältnis ausdehnen. Von großer Wichtigkeit scheint ihm die richtige Abrundung der Düse zu sein. Auch glaubt er, daß die mit Luft |287| vorgenommenen Versuche auch für Wasserdampf Gültigkeit haben, da Dichte und Zähigkeit von Luft und Heißdampf nicht wesentlich verschieden sind. Eine Abschrägung der Düse erscheint für die Energieumsetzung belanglos. Thermoelemente hält Nusselt nicht für geeignet zur Temperaturmessung strömender Gase, da das Gas an der Oberfläche der Drähte haftet und sich dort eine Schicht bildet, innerhalb der die Gasgeschwindigkeit von 0 bis zur Stromgeschwindigkeit steigt. Diese Schicht ist infolge Reibung des Gases wärmer als der Gasstrom.

Schmolke.

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Aufpressen von Lokomotivkurbeln. Kurbeln, Zahnräder und Blindwellen elektrischer Lokomotiven sind in gewissen Fällen sehr großen Beanspruchungen bei der Uebertragung des Drehmomentes ausgesetzt. Höchstwerte des Drehmomentes treten beim Anfahren, Bremsen, Schleudern der Räder und beim Zusammenstellen des Zuges ein. Nach den Vorschriften der deutschen Eisenbahnverwaltungen werden für die Triebwerkteile nur hochwertige Baustoffe zugelassen, und für das Aufpressen der einzelnen Teile sind gewisse Vorschriften bestimmend. Der Mindestenddruck beim Aufpressen beträgt gewöhnlich 400 kg für 1 mm des Durchmessers.

Bei einer elektrischen 1 C 1-Schnellzuglokomotive wurde nun der vorschriftsmäßige Enddruck beim Aufpressen einer Läuferwelle nicht erreicht. Der Baustoff der in Abb. 1 dargestellten Welle und Kurbel war Siemens-Martin-Stahl von 55 kg/mm2 Festigkeit und 20 v. H. Dehnung. Den Verlauf des Preßdruckes zeigt Abb. 2. An Stelle des vorgeschriebenen Mindestenddruckes von 116 t wurden nur 72,5 t erreicht.

Textabbildung Bd. 331, S. 287

Es wurde nun versucht, das in Lokomotivwerkstätten beim Aufpressen von Radachsen übliche Verfahren, den Mindestenddruck durch wiederholtes Aufpressen zu erreichen, auch hier zu verwenden. Bei diesem Verfahren ist zu berücksichtigen;

1. Die Höhe des Preßdruckes ist viel mehr von der Schmierfähigkeit der beim Pressen verwendeten Baustoffen als von der Größe des Preßmaßes abhängig.

2. Mit Hilfe von Leinöl lassen sich am sichersten die von den Eisenbahnverwaltungen verlangten Preßdrücke erreichen.

3. Wenn auch bei der Schmierung mit Leinöl der vorgeschriebene Einpreßdruck bei der ersten Pressung nicht erreicht wird, so läßt sich dieser Druck doch gewöhnlich schon bei der zweiten Pressung erreichen.

Der schwach konische Zapfen der Welle nach Abb. 1 hatte 290,28 bzw. 289,98 mm ∅. Die Bohrung der Kurbel dagegen 289,82 bzw. 289,65 mm ∅, so daß ein Preßmaß von 0,3 bzw. 0,4 mm vorhanden war. Beim ersten Aufpressen wurde nach Kurve I der Abb. 2 der zu geringe Druck von 72,5 t erreicht. Das Abpressen geschah 51 Tage später, der Abpreßdruck betrug nach Kurve III 110 t. Das Wiederaufpressen erfolgte 17 Std. nach dem Abpressen. Als Schmiermittel wurde nicht mehr Talg, sondern Leinöl verwendet. Die Kurve II zeigt, daß dabei ein Enddruck von 135 t erreicht wurde.

Textabbildung Bd. 331, S. 287

Ob mit der Steigerung des Preßdruckes auch die Betriebsicherheit erhöht wird, ist nicht ohne weiteres zu bejahen. Für die Uebertragung des Drehmomentes ist nicht die Reibung in der Achsenrichtung, wie sie in Abb. 2 zum Ausdruck kommt, sondern die Reibung in tangentialer Richtung von Wichtigkeit. Es kann angenommen werden, daß durch die Steigerung des Preßdruckes mit Hilfe eines hier geeigneten Schmiermittels eine Aufrauhung der Preßflächen in der Achsrichtung erhalten wird. Hierdurch wird aber zur Uebertragung eines Drehmomentes keine Besserung erzielt.

Weiterhin ergibt sich, daß der Erwärmung der Achse infolge der Reibungsarbeit beim Aufpressen eine besondere Bedeutung nicht beigemessen werden kann. Aus der Abb. 2 kann durch Planimetrieren die gesamte beim Aufpressen verbrauchte Arbeit festgestellt werden. Sie beträgt hier beim erstmaligen Aufpressen 8400 mkg. Dies entspricht einer Wärmemenge von 20 WE. Nimmt man an, daß die entstandene Reibungswärme zu gleichen Teilen auf Welle und Kurbel sich verteilt, so wird sich der Wellenstumpf, dessen Gewicht 70 kg beträgt, um 1,24° erwärmen. Eine derartig geringe Temperaturerhöhung kann keinen Einfluß auf den Preßdruck haben. (Glasers Annalen für Gewerbe u. Bauwesen 1016 S. 174 bis 177.)

W.

|288|

Das Verhalten des Schwefels im Hochofen. Die Beschickungsbestandteile des Hochofens, nämlich die Eisensauerstoffverbindungen, Gangart, Zuschläge, Koksasche, lösen sich, wie frühere Versuche von Osann gezeigt haben, gegenseitig ineinander zu einem teigartigen Magma, in dem die Reduktion des Eisens immer weiter fortschreitet. Schließlich werden Mischkristalle von Eisen mit den Restbestandteilen dieses Magmas gebildet. Zur Reduktion von Silizium, Mangan, Phosphor und zur Kohlung und Schmelzung des Eisens kommt es erst, wenn das letzte Eisenoxydulteilchen innerhalb der Mischkristalle reduziert ist.

Osann erklärt die gesamten Reduktionsvorgänge mit der Tatsache, daß Kohlenoxyd in Kohlenstoff und Kohlendioxyd zerlegt wird. Der dabei abgeschiedene und auf den Erzstücken abgelagerte Kohlenstoff führt zur Bildung von Rissen, lagert sich innerhalb der Erzstücke ab und wird so der Lösung und Reduktion zugänglich gemacht. Der aus dem Kohlenoxyd abgeschiedene Kohlenstaub ist damit das einzige Reduktionsmittel, das zu Kohlensäure bzw. Kohlenoxyd verbrennt. Da die entstehende Kohlensäure in statu nascendi vom weißglühenden Koks zerlegt wird, so wird das Kohlenoxyd zu einem auch in den höchsten Ofentemperaturen wirksamen Reduktionsmittel. Diese Anschauung verwendet Osann für die Lösung der Entschwefelungsfrage.

Der durch die Erze in den Hochofen gelangende Schwefel geht als Schwefeleisen, Schwefelcalcium oder schwefelsaurer Kalk in die Beschickung selbst über, er wird verschlackt, und nur sehr geringe Mengen lassen sich in den Gichtgasen feststellen. Im Roheisen findet sich der Schwefel als Schwefeleisen und Schwefelmangan, in der Schlacke als Schwefelcalcium und Schwefelmangan. Damit er aus dem Roheisen in die Schlacke übergeht, muß zuvor eine Umsetzung von Schwefeleisen in Schwefelmangan oder Schwefelcalcium vor sich gehen. Die Entschwefelung kann deshalb nicht, wie Jüptner vorschlägt, auf die Lösungsgesetze allein zurückgeführt werden, Vielmehr scheint dieser Vorgang nach Versuchen Osanns und Beobachtungen im praktischen Hochofenbetriebe in folgender Weise zu verlaufen: Im letzten Stadium des Reduktionsprozesses, wo Eisen dicht mit Schlacke zu Mischkristallen verwachsen ist, wird der Schwefel vorwiegend an Eisen gebunden sein. Erst wenn alles Eisenoxydul reduziert ist, setzt die Entschwefelung ein, indem innerhalb der reduzierenden Hochofenatmosphäre infolge der Wirkung des abgeschiedenen Kohlenstoffes Schwefelcalcium und Schwefelmangan gebildet wird. Ein Kalküberschuß aber ist hauptsächlich wegen der Erhöhung der Schlackenschmelztemperatur notwendig.

Beim Hochofenbetrieb ist der jähe Wechsel im Schwefelgehalt, der oft ohne sichtbare Veranlassung einsetzt, auffallend. Vermutlich handelt es sich dabei um eine Veränderung der Schlacke, die Eisenoxydul aufnimmt, indem Ansätze oder Staubansammlungen in das Magma hineingerathen.

Der Eisenoxydulgehalt der Schlacke stört die Kohlung des Eisens, wie auch die Silicium- und Phosphorreduktion, vor allem aber auch die Umsetzung des Schwefeleisens in Schwefelcalcium. Osann spricht dem Eisenoxydulgehalt der Schlacke eine entschwefelnde Wirkung ab. Vielmehr bestehen bei den verschiedenen Arbeitsverfahren im Kupolofen, im Mischer, im Konverter, Puddelofen, Martinofen und im elektrischen Ofen überall verschiedene Verhältnisse.

Gegen ein Entschwefelungsvermögen von eisenhaltigen Schlacken spricht übrigens auch der geringe Schwefelgehalt der Rennfeuerschlacken. Ebenso der Vorgang im elektrischen Ofen, wo die Entschwefelung erst gelingt, wenn am Schluß der Schmelze durch besondere reduzierende Maßnahmen eine praktisch eisenoxydulfreie Schlacke erzeugt ist.

Noch eine andere Erklärung der Entschwefelung im Hochofen gibt Osann für die Fälle, wo der beschriebene Weg nicht alle Erscheinungen deutet. Eisen- und Manganlegierungen neigen zum Aussaigern. Sie steigen infolge ihres geringen spezifischen Gewichts nach oben. Hier kommen sie mit der Schlacke in Berührung. Schwefelmangan wird gelöst, sobald das Schwefeleisen durch die Wirkung des Kohlenstoffes der Schlacke nach

Ca O + Fe S + C = Ca S + Fe + CO

an Kalk gebunden ist.

Schwefelmangan und Schwefeleisen bilden nach Osann im flüssigen Eisen eine Emulsion. Im Mischer und in der Gießpfanne geht eine mechanische Abscheidung dieser Körper vor sich. Wahrscheinlich lösen sich die Mangansulfide und Eisensulfide ineinander. Dies kennzeichnet den Mischervorgang, der ohne einen bestimmten Mangangehalt des Roheisens nicht durchführbar ist, und erklärt den günstigen Einfluß des Mangans. Allerdings entspricht diese Osannsche Auffassung nicht der metallographisch festgestellten Tatsache, daß Schwefelmangan und Schwefeleisen in flüssigem Eisen gelöst ist.

Die in der Hochofenpraxis beobachte Tatsache, daß bei einer Störung der Schwefel aus der Schlacke in das Eisen zurückwandert, erklärt Osann damit, daß das aus Schwefelcalcium gebildete Schwefeleisen nicht von der Schlacke gelöst werden kann und so ins Roheisen zurückgelangt. Flüssiges Roheisen scheint bei gestörtem Hochofengange trotz des Kohlenstoffgehaltes Eisen-Sauerstoff-Verbindungen zu lösen, es entwickelt daher reichlich Gase, wodurch das Bad unruhig bleibt, die Eisensulfide daher möglicherweise mit Mangansulfiden zusammen dem Roheisenbad einverleibt werden. (Stahl und Eisen 1916 S. 210.)

Loebe.

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Langhubige oder kurzhubige Gleichdruckmaschinen. Um hier zu einer klaren Erkenntnis zu kommen, welche Bauart die zweckmäßigste ist, sind die Gleichdruckmaschinen in ortfeste und in ortbewegliche Maschinen einzuteilen. Für erstere spielt das Gewicht und die Raumbeanspruchung eine weit geringere Rolle als für die letzteren. Die nachfolgenden Betrachtungen gelten in erster Linie für Viertaktmaschinen, bei Zweitaktmaschinen |289| ist noch der Einfluß des Hubverhältnisses auf die Spülung usw. zu berücksichtigen. In der Zeitschrift des Vereines deutscher Ingenieure 1916 S. 562 werden nun Maschinen miteinander verglichen, bei denen die Leistung N, die Kolbenfläche F, die Kolbengeschwindigkeit C und der mittlere Druck des Arbeitshubes pm unverändert bleiben. Die Leistung der Maschine bestimmt sich in solchem Falle zu Entsprechend der Gleichung für die Kolbengeschwindigkeit kann durch Wahl des Kolbenhubes s eine kurzhubige oder langhubige Maschine erhalten werden. Die Umdrehungszahl w wird dadurch auch festgelegt.

Maschinen mit einem Hubverhältnis von Hub: Durchmesser = 1,5 : 1 und mehr werden als langhubig, solche mit einem Verhältnis von etwa 1 : 1 werden gewöhnlich als kurzhubig bezeichnet. Um zu entscheiden, ob für eine bestimmte Verwendung eine langhubige oder kurzhubige Gleichdruckmaschine in Frage kommt, sind folgende Gesichtspunkte zu berücksichtigen:

  • 1. Anlagekosten (Abschreibung und Verzinsung),
  • 2. Betriebskosten (Brennstoff-, Schmieröl-, Wartungs- und Ausbesserungskosten),
  • 3. Betriebsicherheit der Anlage,
  • 4. Maschinengewichte,
  • 5. Raumbedarf der Maschinenanlage,

Für kleine Maschinenanlagen und solche, die nur zeitweise in Betrieb genommen werden, kommt das Anlagekapital und dessen Abschreibung und Verzinsung vor allem in Betracht. Die Betriebskosten sind dort ausschlaggebend, wo der Brennstoff oder die Bedienungsmannschaft kostspielig ist. Die Betriebsunsicherheit entsteht durch die Neigung zum Heißlaufen der Lager, Steckenbleiben der Ventile, Fressen der Kolben, Zylinderkopf-, Kolben- oder Wellenbrüche und Zylinderrisse. Das Warmlaufen der Lager wird verursacht durch die Verwendung von ungeeignetem Schmieröl oder durch zu hohe Lagerbeanspruchung. Der größte Lagerdruck entsteht durch den Höchstdruck der Verbrennung, und dieser ist bei kurzhubigen Maschinen größer als bei langhubigen. Die kurzhubigen Maschinen haben einen ungünstigeren Verbrennungsraum als die langhubigen, deshalb muß bei ersteren mit größeren Einspritzluftmengen oder mit Einspritzluft von höherem Druck als bei langhubigen Maschinen gearbeitet werden. Dies bedingt aber eine höhere Verdichtung der Verbrennungsluft im Arbeitzylinder, um die schädliche Abkühlung der Einspritzluft während des Beginnes der Verbrennung aufzuheben. Je kurzhubiger die Maschine ausgeführt wird, um so mehr macht sich die notwendige Steigerung des Verbrennungsdruckes bemerkbar. Außerdem ist bei kurzhubigen Maschinen die abkühlende Oberfläche im Verhältnis zum Inhalt des Verbrennungsraumes größer. Auch aus diesem Grunde ist hier die Verdichtung höher zu nehmen, um die notwendige Zündungstemperatur zu erreichen. Von zwei Maschinen mit gleichem Kolbendurchmesser, gleicher Kolbengeschwindigkeit, aber verschiedenen Hüben, kann somit diejenige mit kleineren Lagerdrücken bei gleichen Wellenabmessungen arbeiten, die den größeren Hub hat.

Da die Temperatur der Wandungen bei kurzhubigen Maschinen infolge der größeren Umlaufzahl in der Min. höher ist als bei einer langhubigen, so wird die angesaugte Verbrennungsluft eine geringere Dichte haben, d.h. der Füllungsgrad wird etwa um 5 v. H. schlechter sein. Die Verminderung des Füllungsgrades hat eine entsprechende Leistungsverminderung zur Folge.

Auch der Wirkungsgrad des Kurbeltriebes ist bei einer kurzhubigen Maschine geringer als bei einer langhubigen. Die Lagerzapfenreibung wird durch die sekundliche Reibungsarbeit bestimmt, wobei μ = Reibungziffer, r = Zapfenhalbmesser, n = Drehzahl der Maschine ist. Die kurzhubige Maschine hat, wie bereits ausgeführt, einen größeren Verbrennungsdruck P und deshalb größere Kurbelwellenzapfen-Durchmesser 2 r und auch eine größere Drehzahl n als die langhubige Maschine.

Hierdurch wird der Wert der vorhergenannten Gleichung bei kurzhubigen Maschinen durch drei Faktoren vergrößert, d.h. die Reibungsarbeit der Kurbelwelle wächst bei solchen Maschinen rasch an. Auch die Kolbenreibung, hervorgerufen durch den Normaldruck , wird bei kurzhubigen Maschinen größer, da der Höchstdruck der Verbrennung P bei kurzhubigen Maschinen größer ist als bei langhubigen. Die Verminderung des mechanischen Wirkungsgrades kann etwa zu 5 v. H. angenommen werden.

Bei Gleichdruckmaschinen spielen die Erschütterungen, welche durch die bewegten Triebwerkteile hervorgerufen werden, eine große Rolle. Bei gleichem Kolbendurchmesser hat die kurzhubige Maschine wegen der kürzeren Schubstange etwas kleinere Massen. Mithin würde eine kurzhubige Maschine in bezug auf die Massenwirkung günstiger arbeiten als die entsprechende langhubige Maschine. Da aber die kurzhubige Maschine bei gleicher Nutzleistung größere Kolbengeschwindigkeit oder größere Zylinderabmessungen haben muß, so erhöht sich dadurch die Massenwirkung, so daß bei beiden Bauarten in dieser Hinsicht die gleiche Wirkung zu erwarten ist.

Die Bauhöhe und das Gewicht wird bei kurzhubigen Maschinen geringer ausfallen als bei langhubigen Maschinen, und dies ist für manche Verwendungszwecke ausschlaggebend. Da das Maschinengestell im allgemeinen aus Gußeisen besteht, so ist eine ziemlich erhebliche Gewichtersparnis der kurzhubigen Maschine gesichert.

W.

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Russische l E-Güterzuglokomotive. Im Juni 1915 wurden von den russischen Staatsbahnen 400 solche Lokomotiven bei amerikanischen Lokomotivbauanstalten bestellt. Hiervon haben die Baldwin-Werke 250, die Amerikanische Lokomotiv-Gesellschaft 100 und die Kanadische Lokomotiv-Gesellschaft 50 geliefert. Die Lokomotiven |290| sollen 1000 t auf Steigungen von 8 v. T. mit 13 bis 16 km/Std. ohne besonders große Füllung fördern.

Textabbildung Bd. 331, S. 290
Textabbildung Bd. 331, S. 290

Die Ablieferung dieser Lokomotiven mit großer russischer Spurweite von 1524 mm begann bereits Ende August 1915. Die Feuerbüchsen und Stehbolzen bestehen aus Kupfer, bei den Baldwin-Lokomotiven ist das Vorderende der Feuerbüchsdecke durch drei Reihen dehnbarer Anker nach nebenstehender Abbildung abgesteift. Die über die Triebachsen reichende Feuerbüchse ist mit einem Schüttelrost und einer durch Siederohre gestützten Feuerbrücke ausgerüstet. Der Langkessel besitzt einen Hilfsdom, der die Sicherheitsventile und die Dampfpfeife trägt. Die Lokomotiven sind mit Rauchröhrenüberhitzern Bauart Schmidt, Kassel, ausgerüstet. Die außenliegenden Zylinder haben 635 mm ∅ und 710 mm Hub. Die Umsteuerung Bauart Rushton wird vom Führerstande aus mittels Preßluft betätigt. Die Kolben sind aus gewalzten Stahlkörpern hergestellt und tragen gußeiserne Dichtungsringe. Das Führerhaus ist vollständig geschlossen gebaut. Zu diesem Zwecke hat das vordere Ende des Tenders einen entsprechenden Abschluß. Die Lokomotiven können noch Gleisbögen mit 110 m Halbmesser durchfahren. Der Tender hat zwei zweiachsige Drehgestelle mit gewalzten Stahlrädern. Die Feuerbüchse ist 2,75 m lang und 2,20 m breit. Es sind 223 Heizrohre mit 137 mm äußerem Durchmesser vorhanden. Die gesamte Heizfläche beträgt 294 m2, hiervon entfallen auf den Ueherhitzer 52 m2, Das Betriebsgewicht der Lokomotive ist 89 t. Der Wasservorrat beträgt 28 m3, der Kohlenvorrat 8 t. Die Zugkraft berechnet sich zu 20700 kg. (Railway Age Gazette 1915 S. 475.)

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