Titel: | Polytechnische Schau. |
Fundstelle: | Band 338, Jahrgang 1923, S. 145 |
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Polytechnische Schau.
(Nachdruck der Originalberichte – auch im Auszuge
– nur mit Quellenangabe gestattet.)
Polytechnische Schau.
Der elektrische Schiffsantrieb. Ein schwieriges und
bis heute noch nicht einwandfrei glücklich gelöstes Problem der modernen Technik
bildet die Herabsetzung der hohen Drehzahlen von Dampfturbinen. Zwar ist es durch
Einführung der Druck- und Geschwindigkeitsstufen gelungen, die ohne Vorgelege kaum
verwendbaren hohen Drehzahlen der einstufigen Lavalturbinen stark herunterzudrücken,
aber die hierdurch erreichten minutlichen Umdrehungen liegen doch fast immer noch im
Bereich von einigen Tausend und sind infolgedessen für viele Zwecke noch zu hoch.
Besondere Schwierigkeit bietet nun die weitere Herabsetzung dieser Drehzahlen im
Schiffsbetrieb, wo die Dampfturbinen immer mehr Eingang gefunden haben. Denn die bei
den modernen großen Schiffseinheiten geforderten Leistungen übersteigen meist die
durch Kolbendampfmaschinen erreichbare Höchstgrenze, und bei Dieselmaschinen treten
ebenfalls bei diesen riesigen Leistungen erhebliche Schwierigkeiten auf. So hat man
trotz der für Schiffsantrieb sehr günstigen Betriebsverhältnisse genannter
Maschinenarten immer mehr zu den Dampfturbinen gegriffen, deren Leistung nach oben
hin kaum begrenzt ist. Ueber die modernen Bestrebungen, ihre hohen Umdrehungszahlen
auf das für Schiffsantrieb erforderliche Maß herabzusetzen und die Umsteuerung der
Schraubendrehrichtung zu erreichen, berichtet Mar.-Obering. a. D. Lechler (D. elektr. Betrieb 1923, Heft 9).
Der Wirkungsgrad der Schiffsschraube, die für größere Seeschiffe fast ausnahmslos in
Frage kommt, hängt außer von anderen Größen wesentlich ab von der Drehzahl n in der
Minute, und zwar sinkt er bei zunehmender Drehzahl nach Erreichung eines
Höchstwertes, der in den meisten Fällen etwa bei n = 100 oder darunter liegt; nur in
Ausnahmefällen geht man deshalb mit der Schraubendrehzahl höher. So war sie bei den
deutschen Kriegsschiffen ca. 400 bis 500/Min., da man direkte Kupplung mit den
Turbinen errreichen wollte, die auf Kosten des Wirkungsgrades mittels vieler Stufen
auf diese Drehzahlen gebracht wurden. Heute ist man von dieser Bauart abgekommen und
verwendet eine Zwischenübersetzung. Als solche sind von Wichtigkeit der
hydraulische Föttinger-Transformator, das Zahnradgetriebe und die elektrische
Kraftübertragung. Die hydraulische Uebertragung ist nicht in dem anfangs erwarteten
Maße angewendet worden, da neben baulichen Schwierigkeiten vor allem die
beschränkten Uebersetzungsverhältnisse der Einführung hinderlich waren. So bewegt
sich der Kampf um den Vorrang auf die mechanische und die elektrische Uebertragung,
mit Hilfe deren die verlangten Uebersetzungen von 1 : 20 bis 1 : 30 ohne weiteres
erreichbar sind. Die Zahnradantriebe für Schiffsschrauben haben nun, nicht zum
wenigsten durch deutsche Firmen eine hohe Stufe der Vollendung erreicht und zeichnen
sich vor allem durch einen guten Wirkungsgrad von 92 ÷ 97,5 v. H. aus. Nachteilig
ist aber die Schwierigkeit der Drehrichtungsänderung; denn diese muß, da eine
Umsteuerung über ein Zahnradgetriebe kaum möglich ist, durch eine Rückwärtsturbine
vorgenommen werden. Durch deren Ventilationsverluste wird aber der Vorteil des guten
Getriebe-Wirkungsgrades stark beeinträchtigt. Außerdem treten bei Seegang heftige
Stöße auf, die durch das starre Zahnradgetriebe auf die ganze Maschinenanlage
übertragen werden. Ueber ihre Größe berichten Versuche auf dem Dampfer
„Jebsen“. Bei mäßigem Seegang – ca. 4° Stampfbewegung des Schiffes –
wechselte die Leistung zwischen 0 und 3500 PS innerhalb 7 sec, während die Drehzahl
um 10 % schwankte. Daß dabei große Ueberlastungen der ganzen Anlage, sogar Brüche
auftreten können, liegt auf der Hand. Die General-Electric-Co in den U. S. A., die
führend in der Anlage von Räderturbinen gewesen ist, ging nun neue Wege und begann,
den turbo-elektrischen Schiffsantrieb auszubilden, der große Vorzüge vor dem
Zahnräderantrieb hat, die Maschinenanlage zerfällt hierbei in zwei getrennte Teile,
das primäre Turbo-Aggregat, das mit der hierfür üblichen Drehzahl von ca. 2000 ÷
3000 läuft, und den sekundären Propellermotor, der für eine beliebig niedrige
Drehzahl, meist etwa 100 Umdrehungen normal, gebaut ist. Diese Zweiteilung des
Antriebes ermöglicht räumliche Trennung der Maschinen, sodaß lange Wellen und Dampfleitungen mit
all ihren Unannehmlichkeiten und Verlusten fortfallen. Die in jeder Beziehung
nachteilige Rückwärtsturbine ist beim elektrischen Antrieb nicht erforderlich, da
die Drehrichtung des Motors durch einfache Schaltung geändert werden kann. Bei
Schiffen mit mehreren Schrauben können auf diese Weise alle Schrauben rückwärts
laufen, was man bei Anwendung von Rückwärtsturbinen aus Ersparnisgründen meist nicht
ausführt; dadurch ist schnelles Stoppen und überhaupt gute Manövrierfähigkeit des
Schiffes gegeben. Die bei Seegang auftretenden Drehzahlschwankungen halten sich in
geringeren Grenzen als beim Räderantrieb; direkte Stöße in der Maschinenanlage
fallen naturgemäß fort. Einer der wichtigsten Vorteile des elektrischen
Schiffsantriebes ist jedoch die Reserve an Primärmaschinen. Ein- und
Zweischraubenschiffe erhalten außer dem eigentlichen Primäraggregat noch eine
Hilfsanlage, die normal irgendwelchen anderen Zwecken dient, im Notfall jedoch
imstande ist, die Propellermotoren zu treiben. Bei Drei- und Vierschraubenschiffen
verwendet man zweckmäßig zwei Turbo-Generatoren, von denen jeder allein alle
Schraubenmotoren parallel antreiben kann. Bei niederer Fahrgeschwindigkeit genügt
ein Turbo-Aggregat zum An trieb; es kann also vollbelastet mit günstigstem
Wirkungsgrad arbeiten. Erst bei großer Geschwindigkeit tritt dann das zweite
Aggregat mit in Tätigkeit. Die hierdurch auftretende große Brennstoffersparnis ist
doppelt wertvoll, sowohl im Hinblick auf den erweiterten Aktionsradius der Schiffe
wie auf die verminderten Fahrkosten.
Für die elektrische Energie-Uebertragung wäre nun Gleichstrom infolge seiner
einfachen Schaltung und Drehzahlregelung besonders geeignet, wenn nicht anderseits
erhebliche Schwierigkeiten vorhanden wären. Diese bestehen darin, daß man bei
Gleichstrombetrieb bekanntlich sehr hohe Spannungen vermeidet. Infolgedessen würden
bei den großen Leistungen starke Ströme und dadurch große Leitungsquerschnitte
erforderlich sein, was die Anlagekosten erheblich verteuern würde. So ist man zur
Anwendung von Wechselstrom, besonders Drehstrom, mit Spannungen von 2000 ÷ 5400 Volt
gekommen. Die anfänglich großen Schwierigkeiten hat man überwunden. Die
Primärmaschinen sind gewöhnliche Synchrongeneratoren, denen der erforderliche
Läufer-Gleichstrom aus dem Lichtnetz über „Boostermotorgeneratoren“ zugeführt
wird. Mit Hilfe letzterer kann durch Drosselung eine verlustlose Spannungsregelung
in weiten Grenzen, z.B. zwischen 60 und 300 V erreicht werden. Dadurch ist es
möglich, an die schwach gesättigten Pole der Schraubenmotoren eine übernormal hohe
Spannung zu legen und so ein großes Anlaufmoment zu erreichen.
Als Propellermotoren kommen Ansynchron- und Synchronmaschinen in Frage. Der
nachteiligen großen Anlaufstromstärke der Asynchronmotoren, die man bei kleinen
Leistungen durch Stern-Dreieckschaltung oder durch den Boucherotschen Siebanker
herabsetzen kann, muß man bei großen Maschinen durch Einschalten eines Widerstandes
in den Läuferstromkreis begegnen, der bei normaler Drehzahl nach Kurzschließung des
Rotors abgeschaltet wird. Weitere Schwierigkeiten bot bei Asynchronmotoren die
Drehzahlregelung. Bezeichnet n die Läuferdrehzahl, v1 die Frequenz des zugeführten Stromes, p die Polpaarzahl und s den
Schlupf, so ist n=\frac{60\,v_1}{p}\,(1-s). Daraus ergeben sich die Möglichkeiten der
Drehzahlregelung. Man baut den Asynchronmotor „polumschaltbar“, d.h. so, daß
man 2 bis 3 verschiedene Polpaarzahlen des Ständers einschalten kann. Dadurch
erhält man 2 bezw. 3 Grunddrehzahlen des Motors. Nun ist die Frequenz des
zugeführten Stromes v_1=\frac{p_1\cdot n}{60}. Die Polpaarzahl des Generators p1 läßt man konstant, kann aber durch Aenderung der
Drehzahl der Turbine die Frequenz und damit die Drehzahl des Propellermotors weiter
verändern.
Neuerdings verwendet man als Propellermotoren auch gewöhnliche Synchronmotoren, deren
Leistungsfaktor, cos φ = l, volle Ausnutzung der elektrischen Anlage erlaubt. Beim
Anlauf werden diese Synchronmotoren als Asynchronmaschinen geschaltet. Zum
automatischen Umschalten auf synchronem Betrieb ist neuerdings von Brown, Boveri
& Co. eine Anlage ausgebildet worden, die stoß- und pendelungsfreies Umschalten
vornimmt. Zwecks sofortigen Bremsens bei Gefahr wird der Motor abgeschaltet,
kurzgeschlossen und übererregt; als Synchrongenerator kommt er sehr schnell zum
Stehen.
Die Maschinen erhalten kleinere Durchmesser und größere Längen als die üblichen
stationären Maschinen, auch haben sie größeren Luftspalt, wodurch bei erhöhter
Steuerung und Ankerrückwirkung große Kurzschlußströme vermieden werden. Außerdem
sind sie nur schwach gesättigt, um starke Uebererregung zur Erreichung eines großen
Anlaufmoments zuzulassen. Die guten Erfolge, welche die Versuche mit dem
Kohlendampfer „Jupiter“ gezeitigt hatten, hat die amerikanisch e Admiralität
veranlaßt, alle neuen Linienschiffe und großen Kreuzer mit elektrischem Antrieb
auszurüsten, der für diese Schiffsarten besonders geeignet erscheint. Die
Möglichkeit, die gesamten Schaltmanöver von einem besonderen Steuerraum aus
vorzunehmen, hat sich als sehr vorteilhaft erwiesen. Jedoch auch für Handelsschiffe
wird der elektrische Antrieb, besonders bei großen Einheiten, der günstigere sein,
zumal bei etwa gleichen Gewichten und Anlagekosten der Raumbedarf meist geringer ist
als bei Räderturbinen. Der Wert des geräuschlosen Laufes der elektrischen Anlage bei
Passagierdampfern bleibe nicht unerwähnt.
Der amerikanischen Industrie ist es durch energische zielbewußte Arbeit auf diesem
neuen Gebiet gelungen, vor allen anderen Ländern einen großen Vorsprung zu erringen.
Den Hauptvorteil hiervon hat die amerikanische Kriegsmarine, sehr zum Leidwesen der
Engländer und Japaner. Die deutsche Elektrizitätsindustrie hat nun neuerdings auch
ihr Augenmerk auf dieses ausbaufähige Gebiet gerichtet, und es steht zu hoffen, daß
deutsche Gründlichkeit und Qualitätsarbeit uns trotz des amerikanischen Vorsprungs
den gebührenden Platz wird erreichen lassen. Zwar verbietet uns ja der Versailler
Vertrag, die Vorteile dieser Neuerung mit Hilfe unserer hochentwickelten deutschen
Elektroindustrie für die deutsche Kriegsmarine weiter auszubauen, aber sie kann und
wird dazu beitragen, einerseits unsere Handelsmarine leistungsfähiger zu machen,
anderseits der elektrischen Industrie einen neuen, erweiterungsfähigen
Betätigungszweig zu schaffen.
Parey.
Elektrische Wegweiseranlagen für Schiffe beim Anlaufen und
Verlassen von Häfen. In der Nähe der Küste, besonders in engen
Hafeneinfahrten mit Sandbänken und Untiefen, ist es bisher dem Schiffsführer schwer
gefallen, den richtigen Kurs seines Schiffes bis auf wenige Meter genau einzuhalten,
da Peilungen nach Landmarken, Bojen usw. nur bei guter Sicht ihren Zweck erfüllen
können, nicht aber bei unsichtigem Wetter oder Nebel. Unabhängig wird in solchen
Fällen aber die Schiffsführung durch Einrichtungen nach dem System von Siemens
& Halske A.-G., wobei in die Fahrrinne ein Kabel verlegt wird, dessen eines Ende
an Land an einen Pol einer Wechselstrommaschine angeschlossen wird, das andere aber
am Hafeneingang mit Wasser und Erde in leitender Verbindung steht. So finden die
Ströme von der Wechselstrommaschine ihren Weg durch das Kabel bis zu seinem Endpunkt
durch das Wasser und die Erde zurück zum zweiten Pol der Maschine, der ebenfalls
geerdet ist. Das Schiff selbst besitzt zwei über Rahmen gewickelte Drahtspulen, von
denen die eine auf der Steuerbord-, die andere auf der Backbordseite ausgelegt ist.
Im H. 3 auf S. 140 der Siemens-Zeitschrift 1923 ist die Anordnung bildlich
wiedergegeben. Immer ist die Wirkung der Wechselströme auf beide Auffangspulen
natürlich gleich, wenn das Schiff gerade über dem Kabel hinfährt, und so ist man
imstande, nach Verbindung der Enden der Spulenwicklung mit einem Anzeigegerät und
Steuerung in der Richtung, in der die Ausschläge gleichbleiben, den richtigen
Schiffskurs bei jedem Wetter einzuhalten. Da aber die in den Spulen erzeugten Ströme
gering sind, nimmt man „Elektronenröhren“ zu ihrer Verstärkung. Bisher
leitete man die so verstärkten Spulenströme in Fernhörer und schaltete diese
abwechselnd in den Stromkreis der Steuerbord- und Backbordspule ein und ermittelte
so durch Vergleich der Tonstärken die Lage des Kabels vom Schiff aus, ob Steuer-
oder backbords oder mittelschiffs. Dadurch war das Verfahren aber zu subjektiv und
erforderte die gespannteste Aufmerksamkeit des Beobachters. Die „Gelap“
verwendet daher außer dem Fernhörer auch Zeigerinstrumente, die eine objektiv
wahrnehmbare Anzeige liefern. Sie legt Leitkabel, die von Wechselströmen mit 500
Perioden/Sekunde gespeist werden, da solche im Fernhörer am leichtesten wahrgenommen
werden. Die Empfangseinrichtung für das Schiff ist also auf die Wechselzahl 500
abgestimmt und die „Gelap“ Apparate sind aus maschinentechnischen Gründen so
konstruiert, daß sie sowohl mit der Wechselzahl 50 als auch mit 500 Perioden/Sekunde
benutzt werden können. Je nachdem nun das Leitkabel des Hafens mit Strom der einen
oder anderen Wechselzahl gespeist wird, wird die für die betreffende Wechselzahl
vorgesehene Verstärkereinrichtung eingeschaltet und die gewöhnlichen Auffangspulen
und Anzeigegeräte treten in Tätigkeit. Die Rahmen sind auf die Empfangsspulen
gewickelt und haben die Form von Rechtecken von etwa 1 m Länge und 65 cm Breite. Mit
Scharnieren an der Bordwand befestigt, können sie zum Gebrauch durch Arme mit Gelenk
ausgelegt oder im Ruhezustand zurückgeklappt werden. Die Fernhörer sind von der für
den Bordbetrieb üblichen Form, das optische Anzeigerät ist ein Kreuzspul-Instrument,
dessen Zeiger sich um eine lotrechte Achse dreht und über einem Feld mit der
Aufschrift „Backbord“ oder „Steuerbord“ spielt. So wird die Lage des
Schiffes zum Leitkabel stets eindeutig angezeigt, und das Ruder ist darnach zu
legen, um auf dem richtigen Schiffskurs zu bleiben. Wollen Schiffe, die von See
kommen, das Kabel auffinden, so legen sie zwei Schleppkabel verschiedener Länge aus,
die an Bord an die Klemmen eines Anzeigegerätes angeschlossen sind. Gerät nun das
Kabelpaar in den Wirkungsbereich des Leitkabels, so zeigt sich zwischen den beiden
im Wasser schleifenden Kabelenden ein kleiner Spannungsunterschied, und dadurch
entsteht ein Ausschlag des Anzeigegerätes. Ist nun das Schiff nahe am Leitkabel, so
wird die eigentliche Wegweisereinrichtung in Tätigkeit gesetzt. Das Leitkabelende
läßt sich leicht auffinden, wenn an dieses ein Unterwasser-Schallsender
angeschlossen ist, und dieser von den von See kommenden Schiffen mit Hilfe der
Unterwasser-Schallempfänger angesteuert wird.
Zweckmäßig legt man ein Leitkabel für die Einfahrt und eins für die Ausfahrt, die
sich durch Zeichen voneinander unterscheiden lassen, erzeugt durch längere oder
kürzere Dauer der Stromschlüsse.
Dr. Bl.
Ueber die Verbrennlichkeit der Kohle. In einem idealen
Gaserzeuger verbrennt in den unteren Schichten die glühende Kohle mit dem Sauerstoff
der Luft zu Kohlensäure. Die Temperatur steigt mit dem Kohlensäuregehalt und
erreicht einen Höchstwert, wenn aller Sauerstoff verbrannt ist. Das Gas ist in der
Ebene der vollkommenen Verbrennung neutral. Unter ihr liegen die Schichten, in denen
eine Oxydation stattfindet. Darüber wird unter Wärmeverbrauch die Kohlensäure zu
Kohlenoxyd reduziert. Schließlich verschwinden die letzten Spuren des erstgenannten
Gases. Danach ist der Verbrennungsvorgang beendet. Eine weitere chemische
Veränderung findet nicht mehr statt. Der Raum zwischen dem Eintritt der Luft an der
untersten Stelle des Generators und der Schicht, in der sämtliche Kohlensäure
reduziert ist, heißt Verbrennungszone. Durch deren Volumen und Temperatur wird der
Verlauf der Gaserzeugung bestimmt. Auf diese Werte ist die Aktivität, Porosität und
Korngröße der Kohle von Einfluß. Unter aktiven Kohlenstoffatomen versteht man
solche, die sich in den oxydierenden Schichten mit Sauerstoff, in den reduzierenden
mit Kohlensäure vereinigen. Ihre Anzahl ist von der Art und Temperatur der Kohle
abhängig. Infolge großer Aktivität der Kohle erfährt die Oxydation und Reduktion
eine Beschleunigung, und der Rauminhalt der Verbrennungszone ist demnach klein.
Dieselbe Wirkung wie die Aktivität des Brennstoffes besetzt dessen Porosität.
Letztere hat zur Folge, daß nicht nur die Oberfläche der Kohle, sondern auch tiefer
liegende Schichten an der Verbrennung teilnehmen. Scheinbar ist somit die Aktivität
gestiegen. Der Einfluß der Korngröße ergibt sich durch folgende Betrachtung. Kleine
Kohlenstücke besitzen eine verhältnismäßig große Oberfläche in bezug auf ihren
Inhalt. Es muß demnach die Verbrennungszone bei sinkender Korngröße kleiner werden.
Bezeichnet man die durch die Luft dem Generator zugeführte Wär-emenge mit A, die
infolge der Verbrennung frei werdende Wärme mit B, den Wärmeinhalt der Kohle mit C
und die Anzahl der vom Gasstrom aus der Verbrennungszone fortgeführten Kalorien mit
D, so ist die Wärmemenge A + B + C – D = a im stationären Zustand zur Deckung der
Verluste durch Strahlung und Leitung verfügbar. A und B sind unabhängig von der
Zonentemperatur T, während C, D und daher auch a von ihr beeinflußt werden. Auf
rechnerischem Wege findet man die Beziehung a = x (417 + 0,24 t – 0,228 T), wenn x
das Gewicht der hindurchgeblasenen Luft und t deren Temperatur ist. Führt man einem
Ofen leichter verbrennliche Kohle zu, so bleiben T und a anfänglich gleich, während
die Größe der Verbrennungszone abnimmt. Letzteres hat zur Folge, daß die
Wärmeverluste durch die Ofenwand sinken, was wiederum zu einer Steigerung von T
führt. Hierdurch erhöht sich nun zwar einerseits die Wärmeabfuhr, andererseits aber
auch die Aktivität des Brennstoffes. Das Zonenvolumen und mit ihm die Verluste
werden damit abermals kleiner, wodurch sich die Ableitung der verfügbaren Wärme x
immer schwieriger gestalten würde, wenn diese sich nicht mit steigender Temperatur T im
Sinne obiger Gleichung verminderte. Es stellt sich demnach ein neuer stationärer
Zustand ein. Man kann also bei konstantem Brennstoffverbrauch eine höhere
Ofentemperatur durch Benutzung aktiverer, größerer und kleinstückigerer Kohle
erzielen.
Dieser Umstand bietet die Möglichkeit, die Verbrennlichkeit der Kohle durch eine
Temperaturbestimmung zu ermitteln, indem man Prüfungen vornimmt, während derer die
Ofen- und Luftfaktoren gleichbleiben. Gegen derartige bereits von Le Chatelier
angegebene Verfahren läßt sich der Einwand geltend machen, daß es schwierig ist, die
Höchsttemperatur des Generators zu bestimmen, da sich die Lage der Neutralebene mit
dem Zonenvolumen ändert. Man muß daher das Thermometer auf und nieder bewegen, um
den gesuchten Wert zu finden. Koppers schlug deshalb nachstehendes Verfahren vor:
Mehrere kleine Schachtöfen werden nebeneinander gestellt und mit verschieden schwer
verbrennlichem Koks gefüllt. Die Windgeschwindigkeit ist bei allen Vorrichtungen
gleich. Sobald ein stationärer Zustand erreicht ist, zündet man die den Schächten
entströmenden Gase an. Es zeigt sich nun, daß der am leichtesten verbrennliche Koks
die größte Kohlenoxydflamme liefert. Koppers führte diese Erscheinung irrtümlich
darauf zurück, daß schwer verbrennlicher Koks seine Reduktionsfähigkeit einbüßt.
Diese Annahme ist natürlich unzutreffend, denn es fehlt jede Begründung dafür, daß
der wenig aktive Brennstoff nur im Bezug auf die Reduktion, nicht aber in Hinsicht
auf die eigentliche Verbrennung seine Aktivität verlieren soll. Die von Koppers
beobachtete und von anderen bestätigte Veränderlichkeit der Kohlenoxydflamme ist
vielmehr folgendermaßen zu erklären: Bei einem mit leicht verbrennlichem Koks
gefüllten Ofen ist die Verbrennungszone klein. Ihre obere Grenze befindet sich unter
dem Rand des Ofens. Diesen verläßt nur Kohlenoxyd und Stickstoff. Das Auftreten
einer langen Flamme liegt daher in der Natur der Sache. Handelt es sich aber um
einen weniger aktiven Brennstoff, so ist die Verbrennungszone groß. Die Reduktion
wird im Ofen nicht vollendet. Es rückt vielmehr die Neutralebene immer mehr in die
Nähe des Ofenrandes. Die Kohlenoxydmenge ist somit unbedeutend, und die bei
Entzündung derselben entstehende Flamme erreicht nur eine geringe Größe. Macht man
die Oefen, in denen schwer verbrennlicher Koks vergast wird, höher, so liegt auch
bei ihnen die obere Grenze der Verbrennungszone unter dem Rand des Generators und
die Kohlenoxydflamme erreicht dieselbe Länge wie bei den Vorrichtungen, die mit
aktiverem Brennstoff arbeiten. Eine Bestimmung des Umfanges der Verbrennungszone,
der nach obigem kennzeichnend für die größere oder geringere Verbrennlichkeit der
Kohle ist, läßt sich nun folgendermaßen vornehmen. Es werden Oefen benutzt, die aus
gasdicht aufeinander passenden Ringen zusammengesetzt sind und deren Höhe also
beliebig eingestellt werden kann. Man setzt nun unter gleichzeitigem Nachfüllen von
Brennstoff so viel Ringe auf, bis die Kohlenoxydflamme sich nicht mehr verlängert.
In diesem Augenblick ist das Ofenvolumen gleich dem Zonenvolumen. Verbrennt man die
Kohle in der Form, in welcher sie angeliefert wurde, so wird der gemeinsame Einfluß
von Korngröße, Aktivität und Porosität ersichtlich. Will man nur die Wirkung der
beiden letztgenannten Faktoren feststellen, so müssen die Brennstoffproben vor der
Prüfung auf die gleiche Korngröße gebracht werden. (A. Korevaar in Stahl und Eisen,
Heft 13.)
Schmolke.
Gußbeton. Mit der Ausführung von Tragwerken aus
„Gußbeton“ haben sich vor dem Kriege in Deutschland nur wenige Firmen
befaßt; so vor allem die Firmen Holzmann in Frankfurt und Gebr. Rank in München,
welch' letztere z.B. die Siloanlagen in Oppau in Gußbeton erstellte. Neuerdings
werden sich wohl noch andere Firmen mit dem Gußbetonverfahren befassen. Näheres
darüber bringt Baurat Dr.-Ing. Agatz in Bremen, dessen Erörterungen wir folgendes
entnehmen. Im Jahre 1921 wurde der Gußbeton zum ersten Male durch eine deutsche
Behörde zur Anwendung gebracht und zwar beim Bau der Doppel-Seeschleuse in
Geestemünde, wobei es sich um rund 80000 in Beton handelte.
Gußbeton ist ein Beton von fast demselben Gemisch wie Stampfbeton, nur enthält er
bedeutend mehr Wasser und einen größeren Zusatz von feinen Stoffen als dieser. Auch
bedeutet sein Name „Ersatz vieler individueller Arbeitskräfte durch
Mechanisierung der Arbeitsverrichtungen.“ Zum Betrieb dieser
„Gußbetonfabrik“ sind vor allem gelernte Arbeiter, wie Schlosser und
Zementarbeiter erforderlich. (Arbeiterstamm wichtig!) Wie in Amerika werden auch in
Deutschland Gießtürme aus Holz oder Eisen verwendet. Türme von über 30 m Höhe werden
zweckmäßig in Eisen ausgeführt; für niedrigere Türme empfiehlt sich Holz. Das
Betonmaterial wurde in Amerika entweder am Fuß des Turmes gemischt und dann
hochgezogen oder direkt oben im Turm erst verarbeitet. In Deutschland ist nur das
letztere Verfahren üblich.
Der Betonbetrieb soll nie auf eine einzige Anlage
zusammengeführt werden; ist eine solche Zentralanlage dennoch erforderlich, so
empfiehlt es sich, die Aufzüge doppelt auszuführen und Reservebetonmaschinen
anzuordnen, damit Störungen im Betrieb jederzeit aufgefangen werden können. Als
Rinnenquerschnitt ist der offene vorzuziehen. Die Rinnen bestehen aus 2 mm starken
Blechen, die an Winkeleisen angenietet sind. Die Lebensdauer einer solchen Rinne
schwankt zwischen 7000 und 15000 m3; 6–8 m lange
Rinnen sind für das bewegliche Rinnensystem am zweckmäßigsten. Der
Durchflußquerschnitt der Rinnenköpfe ist doppelt so groß wie der der Rinnen zu
bemessen, damit hier keine Verstopfung eintritt. Die Neigung der Rinne betrage nicht
unter 25°; die stärkste Neigung ist 35° zur Wagrechten. Fliegerinnen werden nicht
empfohlen. Die letzten eisernen, beweglichen Rinnen müssen die
Hauptbetonierungsfläche bestreichen, während der übrige Teil aus hölzernen Rinnen
besteht. Die Fallhöhe des Betons kann ruhig 2–3 m betragen. Das trockene
Mischmaterial wird in selbsttätig sich entleerenden und schließenden Aufzügen zu den
oben im Turm befindlichen Betonmaschinen geleitet. Auf das Hochziehen mittels
elektrisch angetriebenen doppelten Aufzugswinden und auf selbsttätig wirkende
Bremsen, auf schmiegsame Drahtseile, fest gelagerte Rollenführungen ist besonders zu
achten.
Bei Berechnung der Schalungshölzer ist Rücksicht zu nehmen auf die Querschnittshöhe
der Bauwerksteile, die Zementart, wobei Portlandzement geringere Stärken erfordert
als Hochofenzement, die Schichthöhe und die Verankerung und Absteifung. Bretter mit
Nut und Feder sind nicht notwendig. Während des Gießens ist darauf zu achten, daß
Steinnester vermieden werden; es ist daher nicht zu trocken zu gießen; man sagt:
„Der Beton muß buttern.“ Es soll immer flüssiger Beton auf noch flüssigen
Beton kommen.
Versuche haben ergeben, daß der Gußbeton eine weit größere Dichtigkeit als der
Stampfbeton besitzt.
Wie beim Gießen der Gatun-Schleusen des Panamakanals, so trat auch bei der
Schleuse in GeestemündeVergl. „Beton und
Eisen“ 1923, Heft 1. eine starke Wärmeentwicklung auf,
was beim Stampfbeton nicht der Fall ist. Beim Gießen bildet sich an der Oberfläche
eine Schicht, bestehend aus Schmutz im Kies und Beimengungen von Traß und
Zementteilchen, die sich beim fertigen Baublock als sog. Zementseife absetzt. Diese
muß restlos entfernt werden.
Die Lohnersparnis gegenüber Stampfbeton beträgt zwischen 30 und 50 v. H.,
berechnet nach Haves. Verfasser berechnet die Lohnersparnis auf etwa 10 v. H., ist
aber der Meinung, daß „sich höhere Leistungen erzielen lassen.“
Aus alledem folgt, daß „der Gußbeton ein dem Stampfbeton in vieler Beziehung
überlegener besserer Kunststein ist.“ (Der Bauingenieur, 1923, Heft 9.)
A. M.