Titel: Polytechnische Schau.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1927, Band 342 (S. 245–247)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj342/ar342065

Polytechnische Schau.

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

Neue Forschungen über die Bildung von Stein- und Braunkohle. Als ein sehr interessantes und wichtiges Problem der Kohlenforschung darf man die Frage nach dem genetischen Zusammenhang der Braunkohle und Steinkohle betrachten, ob sie nur verschiedene Stadien ein- und desselben Umwandlungsprozesses sind, oder ob es sich bei Braunkohle und Steinkohle um von Ursprung her ganz verschiedene Stoffe handelt, die nichts miteinander zu tun haben und nicht ineinander umgewandelt sind. Sowohl unter den Geologen, als auch unter den Forschern gibt es Vertreter der einen oder der anderen Auffassung.

Einen sehr wertvollen Beitrag zu diesem Problem bringt Professor Erdmann. Er geht bei seinen Untersuchungen von den zentral-russischen Kohlen aus. Bei diesen Kohlen handelt es sich um ein Material, das seiner geologischen Lagerung nach bestimmt zu den Steinkohlen gehört, das aber seinem Aeußern und seinen ganzem Eigenschaften nach eine echte Braunkohle ist. Diese zentralrussischen gehören zum Unterkarbon bzw. zum Devon und haben sich vor Zeiten offenbar in den Sümpfen an der Küste entwickelt. Das pflanzliche Ausgangsmaterial dieser Kohlen ist mithin bestimmt das gleiche wie das der Steinkohle.

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Durch diese Feststellung ist der eindeutige Beweis erbracht, daß aus dem gleichen Pflanzenmaterial (hier also dem der Karbonzeit) Braunkohle und – offenbar je nach gegebenen Umständen – Steinkohle entsteht. Es liegt also ein genetischer Zusammenhang von Torf, Braunkohle, Steinkohle und Anthrazit vor. Der Vermoderungs- und Verkohlungsprozeß führt über den Torf zunächst zur Braunkohle. Hier bei der Braunkohle wird ein Gleichgewichtszustand erreicht; es liegt stabiles Material vor, das bei Luftabschluß und ohne Einsetzen neuer, weiterer Einflüsse unveränderlich ist. Dies wird dadurch bewiesen, daß die zentralrussischen Kohlen, die aus gleicher Zeit, also auch aus gleichem Material wie die Steinkohlen stammen, unter dünner Deckschicht (100–150 Fuß) noch bis zum heutigen Tage als Braunkohlen mit allem für dieses Material charakteristischen Merkmalen vorliegen.

Sollen sich nun die Braunkohlen in die von ihnen weitgehend unterschiedenen Steinkohlen umwandeln, so müssen ganz neue Faktoren eintreten, und dies bewirken Temperatur und Druck. Diese alten Braunkohlen sind, wie Professor Erdmann auf Grund von Versuchen feststellt, einer Druckerhitzung von 280 bis 325 Grad, wie sie durch Pressungen, Erdverschiebungen und ähnliches leicht erfolgen kann, ausgesetzt gewesen. Dabei machten diese alten Braunkohlen einen gelinden Schmelzprozeß durch, bei dem sie Gase und leichtflüssige Bestandteile abgaben und in unsere heutigen Steinkohlen übergingen.

Aehnlich liegen die Verhältnisse auch für die oberbayrischen Pechkohlen. Lange wußte man nicht, ob man diese als Braunkohlen oder als Steinkohlen ansprechen sollte. Sie stellten ein Zwischenglied zwischen Braunkohlen und Steinkohlen dar. Die alten Braunkohlen wurden hier in früheren Erdepochen nur bis etwa 250 Grad erhitzt; dann ist die Umwandlung auf halbem Wege stehen geblieben und hat zur Bildung dieser auf der Grenze zwischen Braunkohlen und Steinkohlen stehenden Pechkohlen geführt.

Aus Vorstehendem ergibt sich, daß tatsächlich ein genetischer Zusammenhang zwischen Steinkohle und Braunkohle besteht.

Wenn wir uns eine Vorstellung von dem Klima machen wollen, das in längst entschwundenen Erdperioden geherrscht hat, so sind wir vor allem auf die Tier- und Pflanzenreste angewiesen, die uns als Versteinerungen erhalten blieben. In der Zeit, als sich die Steinkohlen in großen, wohl nahe der Küste gelagerten tropischen Flachmooren bildeten, überwog die Pflanzenwelt an Mächtigkeit und Ueppigkeit die der Tiere bei weitem. Meist waren es Farne und Schachtelhalme von bedeutender Größe, die noch keine Jahresringe als Zeichen eines Wechsels von Sommer und Winter aufweisen, Nadelhölzer finden sich wenig, und bunte Blumen fehlten damals ganz. Die außerordentliche Ueppigkeit der Vegetation glaubte der schwedische Forscher Arrhenius in erster Linie darauf zurückführen zu können, daß die Atmosphäre zu jener Zeit viel reicher an Kohlensäure gewesen sei als heute. Dieser Theorie, der sich der deutsche Geologe Frech anschloß, wurde von anderen Seiten lebhaft widersprochen. Trotzdem erscheint sie auch heute noch recht bestechend, ja vielleicht mehr als früher. Hat doch die Pflanzenphysiologie gezeigt, daß durch eine Anreicherung der Atmosphäre mit Kohlensäure die Gewächse geradezu gedüngt und zu lebhafterem Wachstum veranlaßt werden können. Zudem war die Periode der Steinkohlenmoore auch eine Zeit lebhafter vulkanischer Tätigkeit, ebenso wie die viel spätere, als es im mittleren Tertiär zur Bildung der Braunkohlenwäler kam. Zu beiden Zeiten werden gewaltige Mengen Kohlendioxyd in die Luft geblasen worden sein. So hält Arrhenius trotz des lebhaften Einspruchs an seiner Theorie fest. Beobachtungen an tropischen Meeren im Innern Sumatras, auf Ceylon und anderswo mußten ihn darin bestärken. In seinem jüngsten Werk „Erde und Metall“ (Leipzig 1926) nimmt er an, daß damals auf der ganzen Erde ein recht heißes Klima geherrscht habe, indem sich die Flachmoore nahe den Festlandküsten, über deren Verlauf wir noch herzlich wenig wissen, entwickelten. Zwar gab es einen Gegensatz zwischen polarem und äquatorialem Klima, aber die Gegensätze waren weit geringer als heute. Die Luft war schwer infolge des Kohlensäuregehalts, und weil sie mit Wasserdampf fast gesättigt war, die reine Gewächshausluft. Sie war nur wenig bewegt, und starke Stürme setzten wohl niemals ein. Die Riesenbäume mit ihrer schwachen Bewurzelung hätten starken Winden auch nicht standgehalten. Durch die dichte und ständige Wolkendecke, die die Erde vom Aequator bis zum Pol einhüllte, konnten nur schwache Lichtstrahlen sich den Weg zur Erde bahnen, so konnten in diesem dauernden Dämmerlicht auch keine farbigen Blumen entstehen. Aber diese Wolkendecke verhinderte auch die Ausstrahlung der Wärme in den Weltenraum und speicherte in sich den größten Teil der zuströmenden Sonnenwärme auf. Hier entstand dadurch eine dauernde starke Zirkulation, die die Temperatur zwischen den polaren und den äquatorialen Gegenden fast völlig ausglich. Tag und Nacht, Sommer und Winter zeigten geringe Unterschiede in Helligkeit und Wärme. Bei geringer Abkühlung verdichtete sich die feuchte Atmosphäre zu dichten Nebeln. Die erwärmten Wolken, überreich an Kohlensäure und Wasserdampf, sorgten damals in ähnlicher Weise für den Ausgleich von Klimagegensätzen, wie es heute für die Nordländer der Golfstrom tut; aber keine Küsten hemmten sie und lenkten die Strömungen ab. Das Meer, das damals das Klima noch weit mehr beeinflußte als heute, drang hier und da infolge von Erdstößen wieder über seine Küstenränder und lud Sand, Schlamm und Seetiere auf die überfluteten tropischen Steinkohlenmeere. So erklären sich die stellenweise vorkommenden Versteinerungen von Meeresbewohnern in den Kohlenlagern.

Landgraeber.

Kleingefügeuntersuchung durch Röntgenstrahlen. Wenn die Röntgenstrahlen auf dem Gebiete der Metalluntersuchung nicht gleichen Schritt halten konnten wie in der Medizin, so hat dies seinen Grund darin, daß für die Metalluntersuchung besonders hochleistungsfähige Einrichtungen mit genügender kurzwelliger und intensiver Strahlung benötigt werden. Nachdem es aber inzwischen gelungen ist, derartige Apparate zu bauen, steht ihrer |247| Verwendung in der metallurgischen Untersuchungsanstalt nichts mehr im Wege, so daß man, nach den bisherigen Arbeiten zu urteilen, in Zukunft auch auf die Röntgenstrahlen auf diesem Gebiete mit Erfolg zurückgreifen wird. Mit Hilfe der neuzeitlichsten Einrichtungen ist man schon heute in der Lage, 75–100 mm dicke Eisenstücke zu durchstrahlen und irgendwelche darin verborgene Materialfehler durch die photographische Aufnahme einwandfrei nachzuweisen. Dem Verfahren sind allerdings wirtschaftliche Grenzen in bezug auf die Durchdringungstiefe gesteckt, und man wird wohl über Dicken von 7–8 cm beim Eisen, von 15–16 Zentimeter beim Aluminium und von 5–6 cm beim Kupfer oder Messing nicht hinausgehen dürfen, da die zu erzielenden Ergebnisse mit den Kosten kaum mehr in Einklang zu bringen sind. Für die Untersuchung durch Röntgenstrahlen eignet sich vor allem Stahlguß, in dem man die Blasen- und Lunkerbildung verfolgen kann, dann hochwertige Werkzeugstähle, wie Stellit, Akrit usw., ferner Aluminium und Holz u.a.m. Die für die Kleingefüge-Untersuchung geeignete Einrichtung ist namentlich von der Spezialfabrik für Röntgenröhren C. H. F. Müller, Hamburg, vervollkommnet worden. Während noch bis vor kurzem Metall-Röhren verwendet wurden, die dauernd an der Vakuum-Pumpe liegen müssen und hohe Anforderungen an die experimentelle Geschicklichkeit des Untersuchers stellten, wählte die genannte Firma monochromatisches Röntgenlicht, und zwar zumeist Silber-, Rhodium-, Molybdän-, Kupfer-, Nickel-, Eisen- und Chromstrahlung. Die dabei verwendete Lehmannsche Kamera besteht aus einem Gefäß mit Bleiausfütterung, dem Deckel mit Uhrwerk, dem Präparathalter, der Blende und dem Filmträger, einem wichtigen Bestandteil der Kamera. Nach Anbringung der Kamera vor die Röntgenröhren und nach vorheriger Einstellung kann die Aufnahme gemacht werden, deren Belichtungszeit je nach dem Atomgewicht des zu untersuchenden Stoffes 15 Minuten bis 1 Stunde dauert. Die Belichtungszeit muß dem Prüfstoff genau angepaßt sein, da man sonst zu flaue und unscharfe und unklare Filme erhält.

Dr.-Ing. Kalpers.

Ueber das Glühen von Messing. Die Metallverluste beim Glühen von Messing entstehen zum Teil infolge direkter Oxydation des festen Metalles, die eine Glühspanschicht hervorruft, zum Teil infolge Verflüchtigung des Zinkes. Der Verlust durch Oxydation richtet sich nach der Zusammensetzung der Legierung, der Temperatur, dem sie unterworfen sind, und nach dem Volumen der Gase. Das Zink in Kupferlegierungen verflüchtigt sich sehr schnell; es ist daher auch im praktischen Betrieb üblich, das Zink erst einige Minuten vor dem Gießen im Interesse der Verminderung des Abbrandes einzuführen. In einem Gasglühofen, nimmt die Verflüchtigung im gleichen Verhältnis mit der Gasmenge und -Geschwindigkeit zu. Da der Betrag an Metalldampf, den ein Gas aufnehmen kann, für eine gegebene Temperatur und Druck konstant ist, so erscheint es begreiflich, einen wie großen Einfluß die Gasmenge auf die Zinkverflüchtigung ausübt. Nach der theoretischen Feststellung beeinflußt das Volumen und nicht die Gaszusammensetzung die Verflüchtigung am meisten; in einer oxydierenden Atmosphäre jedoch, in der die Metalldämpfe in Oxyde umgewandelt werden, hat dieser Satz keine Gültigkeit. Ein wesentlicher Abbrand ist unvermeidlich, wenn Kupfer- und Zinklegierungen einer längeren Wärmebehandlung bei einer gegebenen Temperatur in Anwesenheit eines großen Gasvolumens unterzogen werden und umgekehrt nimmt der Abbrand ab, je geringer die Gasmenge ist. Befindet sich das Metall in einem geschlossenen Tiegel oder in einem Muffelofen, so ist eine starke Verminderung der Menge der Berührungsgase erreichbar. Dieser Vorteil wird aber dadurch wieder ausgeglichen, daß durch das häufige Oeffnen der Tür zuviel Luft um das Metall innerhalb der Muffel tritt und ferner der Wärmegrad im Muffelofen ungleichmäßig ist. Infolgedessen ist die Wärmewirkung gering und eine längere Dauer des Verfahrens erforderlich, um das Metall auf die gewünschte Temperatur zu bringen. Während die Verflüchtigung das Metallgewicht vermindert, steigert dieses die Oxydation und die Folge beider Erscheinungen hängt mehr von der Größe der Oberfläche der zu behandelnden Stücke als von ihrem Gewicht ab. Um den Abbrand möglichst einzuschränken und die Oxydation zu verhindern, empfiehlt sich die Anwendung eines neutralen Gases in einem Sonderofen. Ein derartiges Gas kann man durch unvollkommene Verbrennung von Leuchtgas, Oel oder Kohlengas erhalten, zu dessen Verbrennung ein sowohl von außen als von innen beheizter Ofen dient. Ein Gemisch von Gas mit Luft in verschiedenen Anteilen je nach der gewünschten Temperatur wird beim Eintritt in die Muffel verbrannt, wobei die Erzeugnisse der unvollkommenen Verbrennung über das Metall hinwegstreichen, durch die Muffel ziehen und diese an ihrem anderen Ende wieder verlassen. Hier treffen sie mit Sekundärluft zusammen, vermischen sich mit ihr, verbrennen vollständig und werden um die Muffel zurückgeleitet, die sie nunmehr von außen beheizen. Wird Kupfer dem Einflüsse derartiger Verbrennungsgase in der Muffel ausgesetzt, so wird es nicht oxydiert und es bildet sich keine Grünspanschicht, während Messing, selbst wenn man es fast auf Schmelztemperatur erhitzt, einen nur ganz geringen Verlust infolge Abbrandes aufweist. (The Foundry Trade Journal.)

Dr.-Ing. Kalpers.

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