Titel: Polytechnische Schau.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1923, Band 338 (S. 219–222)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj338/ar338044

Polytechnische Schau.

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

Dieselmaschinen. Im „Verein deutscher Ingenieure“ hielt vor kurzem Prof. Nägel (Dresden) einen Vortrag über „Die Dieselmaschine der Gegenwart“. Die Entwicklung der Dieselmaschine seit etwa 1911 läßt sich auf vier Hauptpunkte zurückführen:

  • 1. Die Bauart der ganzen Maschine und deren Anpassung an die Baustoffersparnis und hohe Drehzahl.
  • 2. Die Einführung des Zweitaktes an Stelle des ursprünglichen Viertaktverfahrens.
  • 3. Der Uebergang von der Drucklufteinspritzung zur druckluftlosen Einspritzung der Brennstoffe in der kompressorlosen Dieselmaschine.
  • 4. Verbesserungen zur einwandfreien Verbrennung schwersiedender Brennstoffe in der Gleichdruckmaschine.
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Um Baustoff zu sparen, war man in erster Linie bestrebt, das Maschinengestell entsprechend zu gestalten. Bei schnellaufenden U-Bootsmaschinen hat man bereits wertvolle Erfahrungen gesammelt zur zweckmäßigen Ausgestaltung des Maschinenfundamentes. Bei großen Dieselmaschinen, die hauptsächlich für Schiffsmaschinen in Betracht kommen, kommen neben geringem Maschinengewicht und Platzbedarf die Betriebsicherheit und die Wirtschaftlichkeit in Frage. Als Dieselmaschinen bauende Firmen kommen hier hauptsächlich in Betracht: Maschinenfabrik Augsburg – Nürnberg, Gebr. Sulzer, Winterthur und Ludwigshafen, Friedr. Krupp, Germaniawerft, Kiel, Werft Kiel der Deutschen Werke, Allgemeine Elektrizitätsgesellschaft Berlin.

Bei Zweitaktmaschinen für große Leistung ist von der Ventilmaschine ausgegangen worden. Die Entwicklung dieser Maschinengattung für große Einheiten führte zur Schlitzspülung. Im Jahre 1910 hat die Maschinenfabrik Augsburg – Nürnberg für die deutsche Kriegsmarine eine 12000 – PS – Zweitaktmaschine gebaut. Sie stellt die größte bisher ausgeführte doppeltwirkende Dieselmaschine dar, die auf Befehl unserer Feinde zerschlagen werden mußte. Die Maschine hatte 850 mm Zyl.-Durchm. und 1050 mm Hub und lief mit 160 Uml/min. Die Versuche, die später an einem einzelnen Zylinder dieser Maschine ausgeführt wurden, beweisen, daß die Maschinenleistung auf 17000 PS hätte gesteigert werden können.

Die Ventilspülmaschinen sind besonders von der Germaniawerft Kiel ausgebildet worden. Die Schlitzspülmaschinen in Spezialausführung wurden von der Firma Gebr. Sulzer in Winterthur und Ludwigshafen gebaut.

Die kompressorlose Dieselmaschine ist besonders für Kleinmaschinen von wirtschaftlicher Bedeutung. Die Einspritzung des Brennstoffes ohne Druckluft ist bereits vielfach erprobt worden, so daß berechtigte Aussichten bestehen, dieses Verfahren auch bei Großdieselmaschinen anzuwenden.

Im Inlande werden zurzeit hauptsächlich Gasöl- und Braunkohlenteeröl verwendet, da die etwas höher siedenden Steinkohlenteeröle keinen billigeren Betrieb ergeben. Da voraussichtlich in Zukunft ausländische Dicköle der Petroleumverarbeitung für die Dieselmaschine als Treibmittel in Betracht kommen, so wird sich eine weitere Ausbildung der Dieselmaschine nach dieser Richtung als notwendig erweisen. Aus verschiedenen Gründen eignet sich die ventillose Zweitaktmaschine besonders gut für die Verwendung schwerer Brennstoffe.

Anschließend an diesen Vortrag folgten noch kurze Referate über: Wärmeübergang in der Verbrennungsmaschine, Vergleichsversuche über Druckluftzerstäubung und kompressorlose Betriebsweise, Richtlinien für den Reihenbau von kleinen und mittleren Oelmotoren, Brennstoffe und ihre Verbrennung in der Dieselmaschine, Leistungserhöhung bei Viertaktmaschinen, Fernwirkungen von Kraftmaschinen.

Wimplinger.

Gestaltung der Verbrennungsmotoren. Die Formgebung der Zylinderdeckel solcher Maschinen bietet am meisten Schwierigkeiten. Im Zylinderdeckel sind Durchbrechungen vorzusehen, die eine erhöhte Beanspruchung des Baustoffes mit sich bringen. Außer der Belastung durch den Verbrennungsdruck treten noch Wärmespannungen auf.

Bei Zweitaktmaschinen wird der Zylinderdeckel einfacher ausgestaltet. Bei solchen mit Schlitzspülung ist nur eine einzige zentrische Durchbrechung des Zylinderdeckels für das vereinigte Einspritz- und Anlaßventil notwendig. Bei der Berechnung der Wärmespannung kann eine mittlere Temperatur im Verbrennungsraum von 550° und 50° Kühlwassertemperatur angenommen werden. Besonders genau zu untersuchen ist die Durchdringungsstelle von Ventilhals und Zylinderdeckel.

Aus dem Wärmeleitgesetz berechnet sich der Wärmestrom Q bei einem Querschnitt f der Stromlinie zu

Als Wärmeleitzahl λ von Gußeisen wird angenommen:

λ = 56 WE (m, st, °C).

Die Wärmeübergangzahl für das Kühlwasser bestimmt sich zu αw = 2500 WE (m2, st, °C).

Für den Wärmeübergang der Verbrennungsgase an die Wandung können noch keine bestimmten Angaben gemacht werden. Angenähert wird man diese Wärmeübergangzahl aus dem gesamten Wärmeübergang an das Kühlwasser nach Messungen am Motor berechnen können. Bei Zweitaktmaschinen wird etwa ein Viertel des gesamten Wärmeverbrauchs in das Kühlwasser abgeführt und etwa ein Drittel wird in effektive Leistung umgesetzt. Dies entspricht einer Wärmeabfuhr für Pferdestärke und Stunde:

Außerdem ist noch zu erwägen, welche mittlere Fläche bei einer gegebenen Maschine für den Wärmeübergang in Betracht kommt. Ist w die Kurbelwinkelgeschwindigkeit, so ist die Lauffläche F des Kolbens zur Zeit t, die außer der Deckel- und Kolbenfläche zur Wärmeübertragung vorhanden ist.

F = dπ (1 – cos wt) s (m2).

Das Verhältnis der mittleren Wärmeübergangsfläche Fm zur Kolbenfläche Fo kann dann zu 5,5 berechnet werden. Dabei wird die zylindrische Begrenzung des schädlichen Raumes vernachlässigt und für das Verhältnis von Hub zu Durchmesser der Wert 1,75 angenommen. Hieraus bestimmt sich der gesamte Wärmeübergang zu: Q = km Fm (tg – tw) WE/st.

Die Leistung einer Zweitaktmaschine wird berechnet zu . Nimmt man hierfür wieder übliche mittlere Werte an, so ergibt sich

und

~ 200 WE (m2, st, °C).

Zur Berechnung der Wärmeübergangzahl aus der Wärmedurchgangzahl ist bei großen Maschinen auch die Wandstärke δ (~ 4 cm) zu berücksichtigen: . Daraus folgt l/αg = 1/250.

Hiermit sind alle Größen zur Berechnung der Wärmestauungen bekannt. (Zeitschrift des Ver. deutsch. Ingenieure, Maschinenbau 1923, S. 799–802.)

Wimplinger.

Sondermessing. Zurzeit ist man mehr denn je gezwungen, das teuere aus dem Auslande einzuführende Kupfer durch andere Metalle zu ersetzen, so z.B. in der Elektrotechnik durch Aluminium und seine Legierungen. Trotzdem werden Messing und Bronze wichtige Baustoffe für den Maschinenbau bleiben. Man versucht nun ein Sondermessing herzustellen mit erhöhter Fertigkeit, um mit geringeren Querschnitten und Wandstärken auszukommen. Weiterhin ist man bestrebt, bei der Herstellung dieser Messingsorte mit einem geringeren Kupfergehalt auszukommen. Dem gewöhnlichen |221| Messing werden, um an Kupfer zu sparen und doch gute mechanisch-technologische Eigenschaften zu erreichen, gewisse Metalle in geringen Mengen zugesetzt, wie Mangan, Zinn, Eisen, Nickel, Blei und auch Aluminium.

In der Deutschen Gesellschaft für Metallkunde wurde über ein solches Sondermessing, der sogenannten Manganbronze, kürzlich berichtet. Diese Legierung besteht aus 59 v. H. Kupfer und 41 v. H. Zink mit einem Zusatz von Aluminium, Zinn, Mangan und Eisen und kann zu Guß-, Schmiede- und Preßzwecken verwendet werden. Der Aluminium- und Zinngehalt schwankt zwischen 0,5–1,5 v. H., der Eisengehalt von 0,8–1,3 v. H., der Mangangehalt von 0,2–0,4 v. H.

Durch Zinnzusatz wird die Fließgrenze und die Härte erhöht, ebenso die Bruchfestigkeit. Durch das Mangan wird der Sauerstoff beseitigt und die Metalllegierung besser verdichtet. Durch Zusatz von Eisen wird die Festigkeit der Gußstücke nicht wesentlich verändert. Schmiedestücke erhalten durch einen solchen Zusatz eine größere Geschmeidigkeit und außerdem wird die Streckgrenze bedeutend erhöht. Aluminium beseitigt vor allem den Sauerstoff. Ein hoher Aluminiumzusatz erhöht aber das Schwindmaß, wodurch gießtechnische Schwierigkeiten entstehen.

Ueber die Frage des Sondermessing hat in einem Vortrag Prof. Enßlen von der Moskauer Bergakademie am 29. Juni 1923 in der Deutschen Gesellschaft für Metallkunde eingehend berichtet und dabei wurde auch hervorgehoben, daß in Deutschland unter Mitwirkung deutscher Metallwerke planmäßige Untersuchungen durchgeführt werden, um den Einfluß der einzelnen Zusätze zum Messing zu erforschen.

Wimplinger.

Fabrikmäßiger Schiffbau. Nachdem die deutschen Waren wohl allgemein Weltmarktpreise erreicht haben, ist die Zeit vorüber, wo die deutsche Industrie schon allein durch die schlechte Währung dem Ausland überlegen war. Um konkurrenzfähig zu bleiben, muß sie also wieder mehr und mehr danach streben, Qualitätsarbeit zu leisten unter Anwendung wirtschaftlicher Fertigkeitsmethoden, also vor allem durch Reihenherstellung. Ein Gebiet, das hierfür wenig geeignet erscheint, ist der Schiffbau. Daß es mit Hilfe einer gut durchdachten Organisation aber doch möglich ist, Schiffbau fabrikmäßig, also als Reihenbau, zu betreiben, hat die Linke-Hofmann-Lauchhammer – A.-G. bewiesen; im Heft 47/48 Jahrgang 1923 des „Schiffbau“ wird hierüber berichtet. Die genannte Firma hatte einen Auftrag auf 347 Flußschiffe als Reparationslieferung für Frankreich. Die Hauptabmessungen dieser Fahrzeuge betrugen: Länge über Alles... 38,430 m, Breite.. 5,036 m, Seitenhöhe.. 2,324 m, Wasserverdrängung 397 cbm bei 2,235 m Tiefgang, Eigengewicht eines Schiffes 38 t, wovon 30 t Bleche und 8 t Stabeisen.

Zunächst wurde ein Modellschiff gebaut und nach dessen Einzelteilen Schablonen hergestellt, da die Auswechselbarkeit aller gleichen Teile angestrebt wurde. Mit Hilfe dieser Schablonen war die reihenweise Herstellung aller Einzelteile gewährleistet. Die Bleche wurden in ganzen Paketen gebohrt, wobei die Schablonen durch Bohrhülsen vor Abnutzung geschützt wurden. Für die hydrauliche Presse waren besondere Stempel und Matrizen angefertigt worden, um das Stanzen von Ausschnitten und Löchern in die Bodenwrangenbleche und Winkel in einem Arbeitsgang zu ermöglichen. Auf diese Weise ließ sich eine geradezu riesige tägliche Leistung erreichen. So wurden, um nur einige Zahlen zu nennen, täglich 240 Seiten- und 60 Kantenspanten gebogen, 2448 lfd. Meter geschnitten, 135388 Löcher gebohrt, 52684 Löcher gestand usw.; im ganzen wurden etwa 80 t Schiffbaumaterial täglich vorgearbeitet, das an die Werften geliefert und dort zusammengebaut wurde. Durch die Auswechselbarkeit und das zwanglose Passen aller Teile war die Montage wesentlich erleichtert. Die Erfahrungen, die beim Bau dieser Riesenserie gesammelt wurden, wendet die Linke-Hofmann-Lauchhammer – A.-G. nun an, um kleinere Reihen vielgebrauchter Flußschiffstypen zu bauen. Als Normaltype ist die „Lauchhammer-Typenschute“ in drei Größen (90, 140 und 200 t Tragfähigkeit) zugrunde gelegt worden. Sie ist für schärfste Beanspruchung im Hafendienst berechnet und für möglichst günstige allgemeine Eigenschaften konstruiert. Durch Verlängerung oder Verkürzung des Mittelschiffes lassen sich aus diesem Normaltypen beliebige Zwischengrößen ohne Schwierigkeit herstellen. Für kleine Werften, die nicht über die Mittel zur Reihenherstellung verfügen, ist auf diese Weise die Möglichkeit wirtschaftlichen Arbeitens geschaffen, indem sie das vorgearbeitete Eisenmaterial von den Walzwerken beziehen und sich auf den Zusammenbau beschränken, wobei sie bekannterweise billig zu arbeiten imstande sind. Auch der Ausfuhr sind neue Wege geöffnet, da die Montage des vorgerichteten Materials sehr einfach ist und daher auch auf kleinen, mangelhaft eingerichteten Werften geschehen kann. Nicht zu vergessen ist außerdem die allgemeine, betriebstechnische Bedeutung, die dem reihenmäßigen Schiffbau zukommt; denn er zeigt, daß Gebiete, an die man häufig gar nicht denkt, organisatorischer Verbesserungen fähig sind und große Ausbaumöglichkeiten bieten.

Parey.

Braunkohle und Torf als Lokomotivbrennstoffe. Ueber die Frage, ob und in welchem Umfang Braunkohle und Torf beim Lokomotivbetrieb an Stelle der bisher vorwiegend benutzten Ruhr-Fettkohle Verwendung finden können, macht Landsberg interessante Angaben. Der Kohlenbedarf der Reichseisenbahnen beträgt im Durchschnitt der letzten Jahre 16 Mill. t, d. s. etwa 12 v. H. der gesamten Kohlenförderung. Zieht man dagegen nur die Menge der im Ruhrgebiet geförderten Fettkohle in Betracht, so ergibt sich, daß die Eisenbahnen fast 20 v. H. dieser Sorte verbrauchen. Da aber gerade Fettkohle und Koks für die Reparationlieferungen in erster Linie beansprucht werden, so entstand in den letzten Jahren beim Eisenbahnbetrieb ein steigender Fehlbetrag, der nur durch Einfuhr von englischer Kohle gedeckt werden konnte. Somit ergibt sich die Frage, ob nicht an Stelle von Fettkohle andere Brennstoffe, die bei uns reichlicher vorhanden sind, zur Feuerung von Lokomotiven herangezogen werden können. Die Notwendigkeit, eine bestimmte Menge von Wärmeeinheiten auf der Lokomotive mitzuführen, sowie die außergewöhnlich hohe Beanspruchung der Rost- und Heizfläche schließen die Verfeuerung von rohem Torf und roher Braunkohle oder Briketts aus, dagegen wären diese Brennstoffe in Form von getrocknetem Staub wohl verwendbar, zumal die Staubfeuerung sich durch guten Wirkungsgrad, leichte Regelbarkeit und weitgehende Ausschaltung der Handarbeit auszeichnet. Bei Braunkohle wäre eine vorherige Verschwelung erwünscht wegen der volkswirtschaftlichen Bedeutung der hierbei zu gewinnenden Oele, dann aber auch wegen der geringeren Gefährlichkeit des Halbkoksstaubs. Auf den dem mitteldeutschen Braunkohlengebiet zunächst gelegenen Strecken der Bezirke Dresden, Erfurt, Magdeburg und Halle kommt der Ersatz von rd. 1 Mill. t Steinkohle jährlich durch |222| Braunkohlenkoks in Frage, wozu rd. 4,5 Mill. t Braunkohle verschwelt werden müssen. Hierdurch könnten rd. 10 v. H. der von der Ruhr bezogenen bzw. aus England eingeführten Kohlen erspart werden, ebenso der Kohlenverbrauch für die Beförderung der vollen und leeren Züge; schließlich würden hierdurch Strecken, Lokomotiv- und Wagenpark für andere Zwecke frei. Allerdings sind bei der gestellten Aufgabe noch manche wärmewirtschaftliche und feuerungstechnische Fragen zu lösen, da es bei den heutigen wirtschaftlichen Verhältnissen nicht möglich ist, die Bauart der Lokomotivkessel der Eigenart der Staubfeuerung anzupassen, die Aufgabe vielmehr darin besteht, in dem kleinen Raum der Feuerbüchse die notwendigen großen Wärmemengen in der Zeiteinheit freizumachen, ohne die Baustoffe durch zu hohe Temperatur zu gefährden. (Zeitschr. V. D. Ing. 1923, S. 263/264.)

Sander.

Unfallverhütung bei Kohlenstaubfeuerungen. Im Bureau of Mines in Washington hat L. D. Tracy eingehende Untersuchungen über die Explodierbarkeit von Kohlenstaub-Luftgemischen ausgeführt, die im Hinblick auf die zunehmende Verbreitung der Kohelnstaubfeuerung auch bei uns Beachtung verdienen. Bei den Versuchen ergab sich, daß ein Gemisch von 6,032 kg Kohlenstaub und 1 cbm Luft noch explodierbar ist und daß der Gehalt der Kohle an flüchtigen Bestandteilen für die Explosionsneigung des Brennstoffs entscheidend ist. Weiter ist die Kenntnis der Temperatur wichtig, bei welcher die Kohle zu verbrennen beginnt. Diese Temperatur läßt sich durch Erwärmen der Kohle im Sauerstoffstrom experimentell bestimmen und die so erhaltene Oxydationskurse gibt für die betr. Kohle einen Anhalt dafür, bei welcher Temperatur ein Gemisch von Kohlenstaub und Luft mit Vorsicht zu behandeln ist.

Zur Verhütung von Kohlenstaubexplosionen bei Staubfeuerungen ist im übrigen folgendes zu beachten: Staubansammlungen in der Mahlanlage sowie in den übrigen Gebäuden sind zu vermeiden und es muß auf größte Sauberkeit gehalten werden. Staubablagerungen auf dem Fußboden oder auf den Maschinen dürfen erst nach vorheriger gründlicher Anfeuchtung oder nach Zusatz von überschüssigem, nichtbrennbarem feinen Material zusammengekehrt werden. Die Benutzung offener Lichter sowie das Rauchen in der Mahlanlage sind nicht zulässig, es ist ferner für gute Lüftung der Anlage und möglichst für eine Vorrichtung zur Vakuumreinigung zu sorgen. Die Mahl- und Transportanlage sowie die Vorratbehälter sind von der Trockenanlage durch eine feuersichere Wand zu trennen; auch die Vorratbehälter sind von den Oefen oder Kesseln möglichst zu isolieren. Die Staubbehälter müssen dicht schließen und mit selbsttätigen Anzeigern des Kohlenstandes versehen sein. Die Trockner dürfen nur von besonders zuverlässigen Leuten bedient werden; um Ueberhitzung der Kohle zu vermeiden, sollen die Trockner mit Pyrometern ausgerüstet sein. Der Betrieb des Trockners darf, solange er noch Kohle enthält, nie unterbrochen werden.

Die Temperatur der Feinkohle darf beim Einfüllen in die Bunker höchstens 65° betragen, ferner dürfen die Vorratbunker nicht in unmittelbarer Nähe der Oefen, Kessel, Dampfleitungen oder Essenkanäle angelegt werden. Beim Stillsetzen des Betriebes sollen alle Vorratbehälter möglichst entleert werden. Alle Fördereinrichtungen müssen dicht gekapselt werden und dürfen während des Betriebes nicht geöffnet werden. Besondere Sorgfalt ist auf die elektrische Installation zu legen, vor allem dürfen in der Mahlanlage nur schlagwettersichere Motoren Verwendung finden. (Stahl und Eisen 1923, S. 159.)

Sander.

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