Titel: | Polytechnische Schau. |
Fundstelle: | Band 333, Jahrgang 1918, S. 46 |
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Polytechnische
Schau.
(Nachdruck der Originalberichte – auch im Auszuge
– nur mit Quellenangabe gestattet.)
Polytechnische Schau.
Ueber die Zerstörung von Beton durch Gaswasser macht
Dr. E. Ott bemerkenswerte Mitteilungen. Ein
Gaswasserbehälter aus armiertem Beton, der längere Zeit dicht geblieben war, begann
plötzlich zu rinnen und zugleich zeigten sich an den undichten Stellen schwach
alkalisch reagierende Auswitterungen. Diese enthielten neben viel Kalziumthiosulfat
und Kalziumrhodanat in geringer Menge auch die entsprechenden Ammoniumsalze, dagegen
weder Schwefelwasserstoffsalze noch schwefelsaure oder salzsaure Salze. Aus diesem
Befund ergibt sich, daß das ursprünglich im Gaswasser vorhandene Schwefelammonium im
vorliegenden Falle bereits durch den Luftsauerstoff so weitgehend oxydiert worden
ist, daß kein Schwefelwasserstoff mehr nachweisbar war. Zugleich waren durch
Einwirkung des im Beton enthaltenen Aetzkalks die Ammoniumsalze in Kalziumsalze
verwandelt worden unter gleichzeitiger Abgabe von freiem Ammoniak. Diese Umsetzungen
bewirkten die Korrosion des Behälters, wobei auch die Eiseneinlagen in
Mitleidenschaft gezogen wurden. Derartige Angriffe des Mauerwerks können zwar durch
gute Anstriche mit Teer, Nigrit, Inertol oder Preolit eingeschränkt, aber kaum
gänzlich verhütet werden, weshalb Bleiüberzüge, die etwa nach dem Spritzverfahren
von Schoop auf Beton, Mauerwerk oder Holz aufgetragen
werden können, vorzuziehen sind. Am widerstandsfähigsten sind Eisenbehälter, die
aber vor dem inneren Anrosten durch Verdrängung der Luft mittels Rauchgasen oder
Leuchtgas geschützt werden müssen. Auch verzinkte Behälter sind nicht verwendbar, da
das Zink von dem Schwefelammonium unter Wasserstoffentwicklung aufgelöst wird, wobei
infolge der Wasserstoffentwicklung ein Zerplatzen geschlossener Behälter vorkommen
kann. (Chemiker-Zeitung 1017 S. 161.)
Sander.
––––––––––
Die englische Schieferöl-Industrie. An der Versorgung des
englischen Marktes mit flüssigen Brennstoffen und Schmiermitteln sowie mit
Ammoniumsulfat ist auch die einheimische Schieferöl-Industrie nicht unerheblich
beteiligt. Die schottischen Schieferlager gehören der karbonischen Formation an, die
Felder liegen etwa 20 km westlich von Edinburgh im Süden des Firth of Forth. Der
bituminöse Schiefer findet sich in einer Tiefe von 600 bis 1200 m und wird in
ähnlicher Weise wie Kohle abgebaut. Der zerkleinerte Schiefer wird in stehenden
Retorten bei niedriger Temperatur zunächst verschwelt und der entgaste Rückstand
hierauf in derselben Retorte bei höherer Temperatur mit überhitztem Wasserdampf
behandelt. Die Beschickung und Entleerung der Retorten erfolgt mittels mechanischer
Vorrichtungen und die Destillation verläuft kontinuierlich. Diese Arbeitsweise
ermöglicht es, einen großen Teil des in den Schiefern enthaltenen Stickstoffs in
Ammoniak zu überführen, und gerade hierauf beruht die Wirtschaftlichkeit dieser
ganzen Industrie. An sonstigen Destillationserzeugnissen werden Schieferspiritus,
Leuchtöle, Motorenöle, Gasöle, Marineheizöle, Maschinen- und Schmieröle sowie festes
Paraffin gewonnen. Nach Mitteilungen, die Dr. D. R. Steuart in einem Vortrag vor der englischen Gesellschaft für chemische
Industrie in Edinburgh machte, werden gegenwärtig etwa 3 Mill. t Schiefer im Jahre
gefördert, und das in dieser Industrie angelegte Kapital beträgt gegen 60 Mill.
Mark. In den vier zurzeit bestehenden Raffinerien sind ungefähr 10000 Arbeiter
beschäftigt. Das beim Verschwelen des Schiefers entstehende Gas diente früher
ausschließlich zur Beheizung der Schwelretorten, doch wird heute auch Mondgas hierzu
verwendet. Das Ammoniakwasser wird, wie schon erwähnt, auf Ammoniumsulfat
verarbeitet, und zwar belief sich die Erzeugung der Schieferdestillationen an diesem
Salze im Jahre 1915 auf 58000 t, d. i. fast ein Siebentel der gesamten
Ammoniumsulfaterzeugung Großbritanniens. Das bei dem Schwelprozeß erhaltene Rohöl
wird durch mehrfaches Destillieren sowie durch Behandlung der einzelnen Destillate
mit Schwefelsäure und Natronlauge raffiniert. Durch Abkühlen der schwereren Oele
scheidet sich festes Paraffin aus, das durch Abpressen von den Oelen getrennt, durch
Sublimieren gereinigt wird und zur Herstellung von Kerzen dient. Schließlich wird
auch noch der bei der Destillation in den Retorten zurückbleibende Koks
verwertet.
Sander.
––––––––––
Ausgangstemperatur für Lehrgeräte. Die Massenfertigung von
Heeresbedarf hat die Präzisionsarbeit im deutschen Maschinenbau während des Krieges
mächtig gefördert. Der Begriff des Arbeitens nach Lehren unter Zugrundelegung von
Toleranzen ist durch die Munitionsherstellung bis in die kleinsten Betriebe getragen
worden; und so ist das Verständnis dafür geweckt worden. Die Präzisionsarbeit wird
daher, nachdem die Betriebe einmal erkannt haben, welche Vorteile sie in
wirtschaftlicher Beziehung mit sich bringt, auch nach dem Kriege in der
Friedensfertigung in immer größerem Umfange Platz greifen. Ein großer, wachsender
Bedarf an Lehr- und Meßwerkzeugen wird die Folge sein.
Schon aus diesem Grunde erscheint es notwendig, für alle Meßwerkzeuge eine
Ausgangstemperatur einheitlich festzusetzen, um alle Unzuträglichkeiten, die die
Geltung verschiedener Ausgangstemperaturen mit sich bringt, auszuschalten. Als
Ausgangstemperatur kann nur die Normaltemperatur des metrischen Systems, also 0° C
in Frage kommen, da irgendwelche Gebrauchstemperaturen jeder wirklich wichtigen
Begründung entbehren, und sich vielfach nur durch Mißverständnisse in die Meßtechnik
eingeführt haben dürften.
Zur Beurteilung in der Frage, ob die Ausschaltung der zurzeit üblichen
Gebrauchstemperaturen eine Uebergangsfrist erfordert, dürften die Ausführungen Reindls in der Zeitschrift des Vereins deutscher
Ingenieure auf Seite 674 des laufenden Jahrganges eine geeignete Grundlage
bieten.
Es ist wohl anzunehmen, daß, wie dort ausgeführt, die starke Inanspruchnahme während
des Krieges die Abnutzung der vorhandenen Lehr- und Meßgeräte so gefördert hat, daß
schon jetzt und noch mehr bei Eintritt geregelter Verhältnisse mit erheblichen
Neuanschaffungen zu rechnen ist, und dadurch die Umstellung von einer
Gebrauchstemperatur auf die Normaltemperatur erleichtert wird.
In Fällen, wo noch für längere Zeit auf Lieferung von genau passenden Ersatzteilen zu
rechnen ist, wird eine gewisse Uebergangszeit sich allerdings nicht vermeiden
lassen, deren Länge von den Werken nach Erfahrung zu bestimmen sein wird und nicht
zu kurz bemessen sein darf.
Als Materialien für die Herstellung der Lehren- und Meßwerkzeuge können nur selche in
Frage kommen, welche gleiche oder sehr angenähert gleiche Ausdehnungsziffern
besitzen. Als Hauptmaterialien würden nur Eisen und Stahl zu verwenden sein. Andere
Materialien in Verbindung mit diesen sollten nur Verwendung finden, wenn bei großen
Meßwerkzeugen die Notwendigkeit einer Gewichtsverminderung die Ausführung der Körper
der Meßwerkzeuge in leichterem Metall zweckmäßig erscheinen läßt. An Stelle des zu
diesem Zweck bisher gebrauchten Aluminiums würden Metallegierungen zu treten haben,
die bei geringerem spezifischen Gewicht die gleiche oder annähernd. gleiche
Ausdehnungsziffer wie Stahl besitzen.
Sollte es nicht möglich sein, derartige Legierungen zu finden, so wäre bei
Feinmessungen das bisher übliche Verfahren beizubehalten, wonach derartige Lehren
vor dem Gebrauch nach einem Stichmaß aus Stahl einzustellen sind.
Hassenstein.
––––––––––
Kolben für Dieselmaschinen. Die bei
Verbrennungskraftmaschinen auftretenden hohen Temperaturen üben einen ungünstigen
Einfluß auf die Zylinderlaufbüchse, den Zylinderdeckel, die Ventile und den Kolben
aus. Besonders hat der aus Gußeisen hergestellte Kolben unter dem unmittelbaren
Einfluß der heißen Verbrennungsgase zu leiden. Bei gewöhnlichen Gasmaschinen wird
der Kolben im Betriebe rotglühend, das entspricht einer Temperatur von 650 bis 700°
C. Bei der Dieselmaschine wird bei gewöhnlicher Anordnung des Brennstoffventils der
brennende Strahl des Treiböles gegen die Mitte des Kolbenbodens getrieben und an
dieser Stelle entstehen dann Temperaturen von 900 bis 950° C. An manchen Kolben für
Dieselmaschinen zeigen sich dann in der Mitte des Kolben Risse, die radial
verlaufen. Einen solchen Kolben zeigt die Abbildung.
Textabbildung Bd. 333, S. 47
Es ist bekannt, daß die Festigkeit des Gußeisens mit zunehmender Temperatur kleiner
wird. Außerdem üben die Verbrennungsgase einen ungünstigen chemischen Einfluß auf
das Gußeisen aus, das seine Zusammensetzung mit der Zeit verändert. Der im Gußeisen
gebundene Kohlenstoff scheidet sich als Graphit aus und macht das Gußeisen
brüchig.
Die Analyse an zwei Kolben von Dieselmaschinen, bei denen die genannte Rißbildung
auftrat, zeigt, daß der Graphitgehalt an den stark erhitzten Stellen am größten ist.
Die Proben wurden an der stärkst erhitzten Stelle, am äußeren Teile des Kolbens und
an der Lauffläche, welche nicht mehr den heißen Gasen ausgesetzt ist, entnommen.
Kol-ben
Stelle
Geb.Koh-len-stoffv. H.
Gra-phitv. H.
Ge-samterKoh-len-stoffv.
H.
Sili-ziumv. H.
Mag-nesiumv. H.
Schwe-felv. H.
Phos-phorv. H
1
abc
0,150,550,19
3,493,143,10
3,643,693,29
1,601,862,10
0,630,450,64
–0,064–
0,1340,1620,123
2
abc
0,050,190,19
3,223,033,13
3,273,223,32
1,912,051,93
0,680,740,68
–0,055–
0,1220,1210,120
Phosphorhaltiges Gußeisen ist für Kolben von Verbrennungskraftmaschinen nicht
geeignet. Es treten hier im Kolbenboden nach kurzer Zeit Rißbildungen ein. Ein
Kolben mit folgender Zusammensetzung wurde nach kurzer Betriebsdauer
unbrauchbar.
Gebundener Kohlenstoff
0,78
v. H.
Graphit
2,60
„
Silizium
1,92
„
Schwefel
0,144
„
Phosphor
1,08
„
Nachdem bei Kolben dieser Bauart Gußeisen mit möglichst geringem Phosphorgehalt
verwendet wurde, wurde die Lebensdauer der Kolben wesentlich erhöht. (Engineering
1917 S. 332 bis 333.)
W.
––––––––––
Ballistisch-kritische Untersuchungen der durch den Drall
bewirkten konstanten Seitenabweichungen der Wurfminen. Die große
Geschwindigkeit der Artillerie- und Infanteriegeschosse bietet der Beobachtung ihrer
Seitenabweichung große Schwierigkeiten. Günstiger für eine Prüfung der
Geschoßbewegung liegen die Verhältnisse bei Wurfminen. Sie sind für den Nahkampf
bestimmt und haben eine geringe Anfangsgeschwindigkeit bei steiler Flugbahn, so daß
sie in der Luft mit dem Auge verfolgt werden können. Die hierbei gemachten
Beobachtungen gibt Güldner-München in Heft 32 und 33 der
Zeitschrift des Vereins deutscher Ingenieure bekannt.
Bekanntlich sucht man, um den Luftwiderstand zu verringern, vor allem dessen
Angriffsfläche zu verkleinern. Die dahin zielenden Bemühungen führten auf die Form
des Langgeschosses. Dabei zeigte sich indessen zunächst die unerwünschte
Erscheinung, daß sich gleich nach Verlassen des Rohres unter dem Einflüsse der
Schwerkraft die Spitze des Geschosses hob. Eine solche von der
Luftwiderstandsmittelkraft nach Eintreten einer gewissen Schrägstellung kräftig
unterstützte Bewegung hat bald zur Folge, daß sich das Geschoß aufrichtet. Wie
bekannt, wird dieser Mangel beseitigt durch Einführung einer Kreiselbewegung des
Geschosses, infolge deren es einer Aenderung der Lage seiner Drehachse Widerstand
entgegensetzt. Beim Kreiselphänomen beobachtet man weiter die Erscheinung der
Präzession. Nämlich der in Rechtsdrehung versetzte Kreisel weicht nach rechts aus.
Nun beschreibt erfahrungsgemäß die Geschoßspitze ebenfalls eine Präzessionslinie,
die rechts von der senkrechten Ebene durch den Schwerpunkt liegt, wenn sich der
Angriffspunkt der Mittelkraft des Luftwiderstandes zwischen Spitze und Schwerpunkt
befindet und das Geschütz Rechtsdrall hat. Wandert der Angriffspunkt über den
Schwerpunkt hinaus dem Boden zu, so tritt das Umgekehrte ein. Anfangs liegt daher
die Spitze des Geschosses rechts von der Schußebene. Dieses bietet seine linke Seite
dem Luftwiderstande als Angriffsfläche dar und wird nach rechts abgedrängt. Richtet
es sich aber wegen zu geringen Drehimpulses auf, oder erfolgt bei zu großer
Stetigkeit der Längsachse im Scheitelpunkte der Flugbahn keine Bewegung der Spitze
nach vorn, so tritt von diesem Augenblick an ein Ausweichen nach links ein. Somit
sind die seitlichen Ablenkungen nur als eine Folge der Präzession anzusehen, und der
Treffpunkt kann bei Rechtsdrall sowohl auf der linken wie auch auf der rechten Seite
der senkrechten Ebene durch die Rohrseele liegen. Die Größe des Drehimpulses ist
nach Obigem hierfür maßgebend. Dieser wird beeinflußt durch den Poisson- und Magnus-Effekt.
Ersterer rührt davon her, daß sich vor dem Geschoß die Luft verdichtet, hinter ihm
dagegen ein luftverdünnter Raum bildet. Das sich rechts drehende Projektil rollt
daher auf der luftdichteren Seite, wo die Reibung naturgemäß am stärksten ist, nach
rechts ab. Der Magnus-Effekt ist darauf zurückzuführen, daß die Luft, die das
Geschoß umgibt, durch Adhäsion in Umdrehung versetzt wird und, sobald die
Geschoßspitze über der Bahntangente liegt, auf der rechten Seite entgegengesetzt der
Richtung des Luftwiderstandes fließt, so daß dort eine Luftstauung und
Druckerhöhung eintritt, während auf der linken Seite das Umgekehrte geschieht. Das
Geschoß wird somit nach links abgelenkt. Poisson- und Magnus-Effekt heben sich
gegenseitig auf und haben daher keinen unmittelbaren Einfluß auf die seitlichen
Abweichungen. Sie wirken indessen mittelbar durch Verminderung des Drehimpulses. Zum
Schlusse sei noch erwähnt, daß Güldners Beobachtungen
ergeben haben, daß Präzession und Winkelgeschwindigkeit innerhalb gewisser Grenzen
vermutlich im umgekehrten Verhältnis zueinander stehen.
Schmolke.
––––––––––
Glühkopfmotoren. Die Glühkopfmotoren wurden bisher nur mit
kleinen Leistungen von 25 bis 30 PSe für die
Zylindereinheit verwendet. In neuerer Zeit wird aber dieser einfache und deshalb
billige Schiffsmotor bereits für Zylindereinheiten bis zu 130 PSe gebaut. Die meisten Glühkopfmotoren werden als
Zweitaktmaschinen mit Kurbelkastenspülung ausgeführt. Seit längerer Zeit baut die
englische Firma W. Beardmore & Co. in Dalmuir solche Motoren für Yachten, Küstenschiffahrt und
Fischereifahrzeuge. Das dabei verwendete Treiböl hat ein spezifisches Gewicht von
0,8 bis 0,9. Es können aber auch leichtere und schwerere Treibölsorten Verwendung
finden.
Textabbildung Bd. 333, S. 48
Die von der genannten Firma gebauten Vierzylindermaschinen haben 280 mm
Zylinderdurchmesser und 380 mm Hub. Sie leisten bei einer Drehzahl von 280 in der
Minute 160 PSe. Die relativ geringe Drehzahl wurde
deshalb gewählt, um für die Schiffsschraube einen möglichst hohen Wirkungsgrad zu
erhalten. Die Maschine wird mit Druckluft angelassen und umgesteuert. Zwischen
Kurbelwelle und Schraubenwelle ist eine Reibungskupplung eingebaut. Jeder Zylinder
hat seine eigene Brennstoffpumpe, die den Brennstoff in fein verteiltem Zustande in
den kugelförmigen Glühkopf einspritzt, der vor dem Anlassen der Maschine einige
Minuten mittels Lampe vorgewärmt werden muß. Im Betriebe wird der Glühkopf durch die
Verdichtungs- und Verbrennungswärme glühend gehalten.
Um Spülluft mit entsprechend hohem Druck zu erhalten ist der luftdicht abgeschlossene
Kurbelkasten eines jeden Zylinders möglichst klein gehalten. Schwierig ist es, die
Kurbelwellenlager luftdicht abzuschließen. Zu diesem Zwecke ist bei jedem Lager auf
der Kurbelwelle ein achsial verschiebbarer Bronzering angeordnet, der sich mit
der Kurbelwelle dreht. Durch Federkraft wird dieser Ring gegen die Stirnfläche der
Lager gedrückt. Auf diese Weise versucht man eine gute Abdichtung zu erhalten, bei
der Spülluftverluste möglichst vermieden werden. Verluste an Spülluft verringern die
Motorleistung und erhöhen den Brennstoffverbrauch.
Da die Kurbelkammer als Spülluftpumpe ausgestaltet ist, kann keine Druckschmierung
Verwendung finden. Es würde sonst die Gefahr entstehen, daß Schmieröl mit der
Spülluft in den Zylinder übergeführt wird. Die Kurbelwellenlager haben
Dochtschmierung. In den hohlgebohrten Kolbenbolzen kann das für die Kolbenschmierung
überflüssige Schmieröl mittels Abstreifvorrichtung übergeführt werden.
Die einteilige Kurbelwelle ist aus Siemens-Martinstahl hergestellt. An den
Kurbelarmen sind Gegengewichte angeordnet, um Erschütterungen möglichst
auszuschalten. Außerdem dienen die Gegengewichte dazu, den schädlichen Raum im
Kurbelkasten möglichst zu verkleinern. An der Stirnseite der Maschine sind die vier
Brennstoffpumpen und die Pumpen für das Einspritzwasser angeordnet. Jede
Brennstoffpumpe kann einzeln abgeschaltet werden.
Die Druckluft zum Anlassen und zum Umsteuern wird im ersten und im vierten Zylinder
während des Betriebes erzeugt. Zu diesem Zwecke sind diese Zylinder mit abstellbaren
Druckventilen versehen. Zur größeren Sicherheit ist im Schiff ein Hilfskompressor
vorhanden, der Druckluft von 25 at Druck liefert. Zum Anlassen der Maschine ist nur
Luft von 7 at notwendig. Die gesamte Maschinenlänge mit Schwungrad ist 3180
Millimeter, die Höhe ist 1625 mm. Das Maschinengewicht mit Schwungrad, Auspufftopf
und Rohrleitungen wird zu 7350 kg angegeben.
Abb. 1 zeigt ein normales Indikatordiagramm bei einer
Drehzahl von 280 in der Minute, Abb. 2 zeigt das
Diagramm der Spülluftpumpe bei der gleichen Drehzahl. (Engineering 1917 S. 194 bis
197.)
W.
––––––––––
Reflektoren. In Heft 40 bis 41 der E. T. Z. (1917) ist ein
Vortrag von Dr.-Ing. Halbertsma abgedruckt, der
grundlegende Fragen über die Wirkungsweise von Reflektoren aus zum Teil durchaus
neuen Gesichtspunkten klarstellt und eingehende Beachtung verdient.
Textabbildung Bd. 333, S. 48
Abb. 1.
Textabbildung Bd. 333, S. 48
Abb. 2.
Bei allen Reflektoren ist spiegelnde, diffuse und gemischte Reflexion zu
unterscheiden, die völlig verschiedenen Gesetzen folgen. Nur für die spiegelnde
Reflexion gelten die bekannten Reflexionsgesetze der geometrischen Optik, daß
nämlich der reflektierte Strahl den gleichen Winkel zum Einfallslot bildet wie der
einfallende Strahl und daß er mit diesem in der gleichen Ebene liegt. Dieses Gesetz
gilt nicht für die zerstreute (diffuse) Reflexion,
vielmehr wird hier der auffallende Strahl nach allen Seiten hin zurückgeworfen (Abb. 1), wobei zu beachten ist, daß bei der rein
diffusen Reflexion durchaus keine Richtung und auch nicht etwa die durch
einfallenden Strahl und Einfallslot gegebene Ebene bevorzugt ist. Nach dem Gesetz von
Lambert ist die von einer diffus reflektierenden
Fläche ausstrahlende Lichtstärke proportional dem cos des Ausstrahlungswinkels gegen
das Lot auf der Fläche, so daß gemäß Abb. 2 ist
Ja =
J . cos α.
Damit ist gleichzeitig gesagt, daß eine diffus reflektierende
Fläche von jeder Richtung aus gleich hell erscheint, da die scheinbare Größe, in der
die Fläche bei Betrachtung unter einem gewissen Winkel sichtbar wird, ebenfalls
dessen cos proportional ist.
Textabbildung Bd. 333, S. 49
Abb. 3.
Diffuse Reflexion kann sich, nun mit spiegelnder Reflexion zusammensetzen zu
gemischter Reflexion (zum Beispiel bei Milchglas, Porzellan usw.). Eine scharfe
Trennung der beiden Bestandteile ist möglich, weil bei der diffusen Reflexion die
scheinbare Lichtquelle in der reflektierenden Fläche selbst liegt, bei der
spiegelnden Reflexion dagegen durch die primäre Lichtquelle gegeben, die Entfernung
im zweiten Falle also größer ist, was bei Aenderung der Gesamtentfernung
abweichendes Verhalten der beiden Bestandteile ergibt.
Textabbildung Bd. 333, S. 49
Abb. 4.
Textabbildung Bd. 333, S. 49
Abb. 5.
Textabbildung Bd. 333, S. 49
Abb. 6.
Das Reflexionsvermögen verschiedener Stoffe ist für spiegelnde und diffuse Reflexion
nicht sehr verschieden. Reines Silber gibt spiegelnd etwa 92 v. H., Spiegelmetalle
etwa 60 bis 85 v. H. des aufgestrahlten Lichtes spiegelnd wieder, weißes
Löschpapier 82 v. H., Schreibpapier 70 v. H., Magnesia 88 v. H. in diffuser
Reflexion.
Die meisten künstlichen Lichtquellen werden mit einem Reflektor versehen, der das
Licht zusammenfassen und in eine bestimmte Richtung lenken soll. Die
Lichtausstrahlung wird gewöhnlich in Form der sogenannten Polarkurve dargestellt
(vgl. zum Beispiel D. p. J. 1917 Heft 22 Abb. 1 bis
7); diese Art der Darstellung gewährt aber
insofern kein abschließendes Urteil über die Lichtausbeute als sie ohne weiteres die
Größe des ausgehenden Lichtstromes nicht ersehen läßt. Dieses Urteil ermöglicht erst
das bekannte Rousseausche Lichtstromdiagramm, bei dem die
Vektoren der Polardarstellung als Ordinaten über der nach dem Sinus geteilten
Abszissenachse eingetragen werden (Abb. 3Nach Monasch,
Elektrische Beleuchtung, Hannover 1906.), wobei die
Diagrammfläche dem Lichtstrom entspricht.
Bringt man über einer Lichtquelle einen Reflektor an, der sie nur teilweise umfaßt,
so wird ein Teil des Lichtstromes nach unten abgelenkt und das Lichtstromdiagramm
zeigt (Abb. 4) statt der dünn ausgezogenen Linie, die
der nackten Lichtquelle entspricht, die stark ausgezogene Linie, die die Wirkung von
Lichtquelle + Reflektor darstellt. Setzt man von den Ordinaten dieser Kurve die
Werte des Anteils der ursprünglichen Lichtstromkurve ab, so erhält man in der
strichpunktierten Linie den Wert des vom Reflektor allein herrührenden Lichtstroms.
Die von dieser Linie umschlossene Fläche ergibt in Vergleich mit dem oben
fortgefallenen Flächenstück des Diagramms der nackten Lichtquelle eine Darstellung
des Wirkungsgrades des Reflektors.
Textabbildung Bd. 333, S. 49
Abb. 7.
Auf diesem Wege ist es möglich, die Lichtverteilung einer mit Reflektor versehenen
Lichtquelle zu analysieren. Diese Analyse ergibt jedoch übersichtliche Verhältnisse
nur bei annähernd punktförmigen, d.h. verhältnismäßig sehr kleinen Lichtquellen (zum
Beispiel den neuen, gas: gefüllten Glühlampen).
Am übersichtlichsten wird das Bild bei der Annahme einer punktförmigen Lichtquelle
mit gleichmäßiger Lichtausstrahlung nach allen Seiten. Das Lichtstromdiagramm einer
solchen Lichtquelle wird ein Rechteck (Abb. 5). Für
den Reflektor ergeben sich besonders einfache Verhältnisse, wenn er
kugelkappenförmig gestaltet und aus dem Mittelpunkt der Kugel beleuchtet wird. Seine
Lichtausstrahlung folgt dann dem Lambertschen Gesetz
(siehe oben) und das Lichtstromdiagramm wird ein Dreieck (Abb. 6). Die Bildreihe (Abb. 7) zeigt in
übersichtlicher Weise, wie für solche einfachen Verhältnisse das
Gesamtlichtstromdiagramm ermittelt werden kann. Das an das Rechteck der
gleichmäßigen Lichtquelle angesetzte Reflektordreieck wäre zunächst (punktierte
Linie) flächengleich dem oberen, durch den Reflektor abgedeckten Teil des Rechtecks;
es ist dann aber noch dem Wirkungsgrad des Reflektors entsprechend zu verkleinern.
Die in Abb. 8 an einem ähnlichen praktischen Beispiel
dargestellten Versuchsergebnisse zeigen die gute Uebereinstimmung der Wirklichkeit
mit der rechnungsmäßigen Ueberlegung.
Der Wirkungsgrad des diffusen Reflektors ist nicht immer nur abhängig von dem
Reflexionsvermögen, vielmehr ist bei allen konkaven Reflektoren zu berücksichtigen,
daß eine mehrfache Reflexion des Lichtes stattfindet, indem Teile der
Reflektoroberfläche das Licht wieder auf andere Teile zurückstrahlen. In dem
genannten Aufsatz wird eine Formel für den Wirkungsgrad entwickelt, auf die nur
verwiesen werden möge, da eine Verfolgung der Ableitung hier zu weit führen
würde.
Textabbildung Bd. 333, S. 50
Abb. 8.
Spiegelnde Reflektoren finden Verwendung insbesondere als
Scheinwerfer für Heereszwecke, für Bühnenbeleuchtung und dergleichen. Abgesehen von
solchen Sonderzwecken ist für die meisten Verwendungszwecke des täglichen Lebens,
also Arbeitsplatzbeleuchtung, Straßenbeleuchtung, Schaufensterbeleuchtung und
dergleichen die spiegelnde Reflexion nicht nur nicht erwünscht, sondern sogar
schädlich, da unangenehme Lichtungleichheiten und Blendwirkungen entstehen können.
Bei den handelsüblichen Reflektoren ist dabei besonders auf eine richtige Stellung
der Lichtquelle zum Reflektor Wert zu legen, da Abb.
9 zeigt, wie sehr die erwünschte Wirkung der Lichthinlenkung auf eine
bestimmte Richtung durch falsche Stellung der Lichtquelle beeinflußt werden kann,
während Abb. 10 zeigt, daß bei unrichtiger Lage der
Lichtquelle eine unerfreuliche „Scheinwerferwirkung“ an Stelle der gewollten
gleichmäßigen Lichtverteilung auftreten kann.
Textabbildung Bd. 333, S. 50
Abb. 9.
Bei gemischter Reflexion macht gewöhnlich der Anteil des
spiegelnd zurückgeworfenen Lichtes nur wenig aus, wenn auch die
Lichtverteilungskurve (Polarkurve) bisweilen stark beeinflußt erscheint. Abb. 11 zeigt durch Gegenüberstellung der Polarkurve
und des Rousseaudiagramms den wahren Anteil der spiegelnden Reflexion am
Gesamtlichtstrom bei einer Metallfadenlampe in kegligem Milchglasschirm. Den
Hauptanteil behält bei allen gemischt reflektierenden Flächen das diffuse Licht.
Textabbildung Bd. 333, S. 50
Abb. 10.
Aus den Ausführungen des Vortrags geht also hervor, daß die Gesetze der Spiegelung
auf die weit verbreiteten diffusen Reflektoren durchaus nicht übertragen und daher
auch deren Konstruktion nicht zugrunde gelegt werden dürfen. Formgebung diffuser
Reflektoren nach den für Spiegel maßgebenden Formen ist zwecklos. Ein umfassendes
Reflexionsgesetz, das spiegelnde, diffuse und gemischte Reflexion einbegreift und
die einzelnen Arten als Sonderfälle hervortreten läßt, hat bisher nicht aufgestellt
werden können.
Textabbildung Bd. 333, S. 50
Abb. 11.
Dipl.-Ing. W. Speiser.
––––––––––
Lokomotiv-Auslegerkran. Für die Dock- und Werftanlagen des
Panamakanals wurde ein 50 t-Kran von großen Abmessungen für Dampfbetrieb
fertiggestellt. Der aus Eisenträgern genietete Unterbau ruht auf acht Drehgestellen
mit je zwei Rädern. Es sind drei Winden vorgesehen. Mit der großen Winde können
Lasten bis zu 56 t gehoben und in einem Halbmesser bis zu 26 m geschwenkt werden.
Die Hubgeschwindigkeit ist dabei 3 m in der Minute, die Hubhöhe beträgt etwa 17,5 m.
Die mittlere Winde kann 16,5 t heben und auf einem Halbmesser bis zu 30 m schwenken.
Die Arbeitsgeschwindigkeit beträgt hier 6 m in der Minute. Die kleine
Windeinrichtung ist für 3,3 t Last und 12 m Hubgeschwindigkeit in der Minute
bestimmt. Der Schwenkhalbmesser ist hier 31 m. Der Kran bewegt sich mittels
Dampfkraft auf Gleisen von 6,644 m Spurweite. Der kleinste Krümmungshalbmesser ist
26 m. Die größte Fahrgeschwindigkeit ist etwa 0,5 m in der Sekunde.
Das Gegengewicht des Auslegers besteht aus Eisenbeton und wiegt 220 t. Der Laufkranz
zwischen Untergestell und Ausleger besteht aus Stahlschienen, zwischen denen 60
Rollen aus Gußstahl von 300 mm ? angeordnet sind.
Für den Antrieb sind zwei zweizylindrige Dampfmaschinen vorgesehen. Die größere
Dampfmaschine treibt die Hauptwindmaschine und die zweite Winde und bewegt den Kran
auf den Schienen. Die kleinere Dampfmaschine betreibt die kleine Winde, dient
außerdem zum Heben, Senken und Schwenken des Auslegers. Der Dampfkessel von 1,5 m ?
und 3 m Höhe hat 250 senkrechte Heizröhren und wird mit Oel gefeuert. Der
Wasserbehälter hat 3,5 m3, der Oelbehälter 1 m3 Inhalt. Zur Bedienung des Kranes mit allen
Vorrichtungen ist nur ein Mann erforderlich. (Engineering-Record Juni 1917.)
W.
––––––––––
Die Ausfuhr von Manganerz in Brasilien. Bereits vor dem
Weltkrieg führte Brasilien bedeutende Mengen Manganerz aus, von dem dort gewaltige
Lager vorhanden sind. Ein großer Teil dieser. Ausfuhr ging nach den Vereinigten
Staaten von Amerika, aber auch nach Belgien, Großbritannien, Frankreich usw., wo das
Manganerz für die Stahlindustrie verwendet wird. Während des Krieges hat die Ausfuhr
eine starke und gleichmäßige Steigerung erfahren. Diese tritt nicht nur in den
Wertziffern, sondern auch in den Mengenangaben in Erscheinung. Besonders aus
den Vereinigten Staaten war starke Nachfrage nach Manganerz wegen der ständig
zunehmenden Stahlerzeugung, und die Vereinigten Staaten haben während der letzten
Jahre auf die ganze brasilianische Erzeugung Beschlag gelegt. In einem Bericht des
norwegischen Generalkonsuls in Rio de Janeiro ist nachstehende Uebersicht enthalten,
die deutlich die ständige Zunahme der Ausfuhr seit dem Jahre 1913, sowohl der Menge
als auch dem Werte nach, zeigt:
Ausfuhrjahr
Menge in t
Wert fobin Milréis Papier
1913
122300
2721175
1914
183630
4679842
1915
288671
10529710
1916
503130
29503973
1917 (1. Halbjahr
332497
31056000
Das Manganerz wird ausschließlich über Rio de Janeiro versandt. Die Beförderung nach
den Vereinigten Staaten wird durch norwegische Schiffe bewerkstelligt, die Kohlen
löschen und Manganerz als Rückfracht mitnehmen. (Stockholms Dagblad.)