Bemerkenswertes aus dem neuzeitlichen Fabrikbau. Von Reg.-Baumeister a. D. M. Samter, Zivilingenieur und beeidigter Sachverständiger. (Schluß.) SAMTER, Bemerkenswertes aus dem neuzeitlichen Fabrikbau. Es sind aus diesem Grunde zur Befestigung von Transmissionen und sonstiger, besonders schwerer, an der Decke aufzuhängender Gegenstände Vorkehrungen getroffen worden, von welchen einige von der Deutschen Kahneisengesellschaft eingeführte in den folgenden Abbildungen zur Darstellung gebracht werden. Abb. 9 zeigt die Aufhängung eines normalen Hängelagers, welches durch zwei Befestigungsbolzen mit einer sogenannten Ankerschiene fest verbunden ist. Textabbildung Bd. 340, S. 271 Abb. 9. Einwandfreie Belastungsversuche, die bei Verwendung derartiger Sonderprofile angestellt wurden, sind zu großer Zufriedenheit verlaufen und haben dazu geführt, daß der Nettoquerschnitt der Ankerschienen als Bewehrungseisen ausgenutzt werden darf. In Fabriken und Industriebauten, die auf moderne Konstruktion und Einrichtung Anspruch erheben, werden solche oder ähnliche Ankerschienen bei Vorhandensein von Eisenbetonbalken unbedingt vorgesehen werden müssen, weil sie, wie schon erwähnt, eine unbeschränkte Bewegungsfreiheit in bezug auf die Befestigung von Transmissionen und sonstiger Gegenstände gestatten und deren nachträgliche Verschiebung und Adjustierung nach Fertigstellung des Baus gewährleisten. Eine andere Konstruktion der vorgenannten Firma, die sogenannte L-Schiene, ist durch die folgenden Bilder wiedergegeben, von welchen Abb. 10 einen Eckschnitt durch einen Eisenbetonbalken,Abb. 11 die Befestigung eines Decken-vorgeleges zur Darstellung bringt. Die Bewehrung eines Balkens ist, wie auch die Abbildungen deutlich erkennen lassen, in jedem einzelnen Falle so vorzunehmen, daß außer den beiden, symmetrisch angeordneten L-Schienen stets noch genügend grade und aufgebogene Rundeisen vorhanden sind, so daß die Eisenkonstruktion die erforderlichen Bedingungen in statischer Hinsicht einwandfrei erfüllt. Die Wema-Ankerschiene der Firma J. Eberspächer, Glasdachwerk, Eßlingen (Abb. 11a), besitzt einen schwalbenschwanzförmigen, nach innen erweiterten Querschnitt; die von den belasteten Bolzen ausgeübte Zugkraft wird infolge der eigenartigen Form der Schiene durch Druckkomponenten auf den sogenannten Reiter c und den umgebenden Beton übertragen, der daher statisch zur Mitwirkung herangezogen wird. Es liegt auf der Hand, daß die Deckenkonstruktionen der Fabrikanlagen durch die Bewegungen der auf ihnen lastenden Maschinen, durch das Arbeiten mit schweren Werkzeugen, Verschieben und Niedersetzen großer Lasten usw. starken Erschütterungen ausgesetzt werden. Im allgemeinen schützt eine mehrere Zentimeter starke Zementschicht die eigentliche tragende Deckenkonstruktion vor Beschädigungen und verhütet auch, wenn sachgemäß ausgeführt, ein Eindringen von Feuchtigkeit in den Betonkörper, die sonst zur Rostbildung der Bewehrungseisen Veranlassung gibt und daher die Sicherheit des Tragwerks allmählich vermindert. In Fällen, wo stärkste Beanspruchung der Fabrikdecken in die Erscheinung tritt, empfiehlt sich als Schutzschicht der nach dem Verfahren von Professor Kleinlogel hergestellte Stahlbeton, der aus Zement und einem ausgesprochen zackigen, granitsplitterartigen, aus bestimmten hochwertigen Rohstoffen hergestellten metallischen Härtematerial besteht, welches einer besonderen mechanischen Aufbereitung unter gleichzeitiger chemischer Einwirkung unterliegt. Durch Versuche an den Technischen Hochschulen in Darmstadt und Stuttgart ist festgestellt worden, daß der Abnutzungswiderstand des Stahlbetons achtfach demjenigen bester gepreßter Kunststeine überlegen und dreizehnmal so groß ist wie derjenige härtesten Zementmörtels. Gegenüber Granit ergibt sich durch Vergleiche der Zahlen der Abschleifverluste eine 2,2fache Ueberlegenheit. Textabbildung Bd. 340, S. 272 Abb. 10. Daher erweist er sich auch als sehr zweckmäßig für den Belag von Betonstufen stark beanspruchter Treppenanlagen (Abb. 12). In Räumlichkeiten, wo Staubentwicklung zu vermeiden ist, versagt der gewöhnliche Zementmörtel in den meisten Fällen, da er durch den fortdauernden Verschleiß beim Begehen und Befahren mit Lasten an der Oberfläche abgenutzt wird. Der sich bildende Zementstaub ist schädlich für die Atmungsorgane und führt außerdem zu einem raschen Verbrauch der in dem betreffenden Raum aufgestelltenMaschinen. Stahlbeton nutzt sich infolge seiner vorerwähnten Eigenschaften kaum ab, ist praktisch staubfrei und infolge seines dichten Gefüges auch vollständig widerstandsfähig gegenüber dem Eindringen von Flüssigkeiten. Die Masse des Stahlbetons ist derart homogen, daß bei einem Wasserdruck von 250 at. eine nur 10 mm starke Stahlbetonschicht sich als vollkommen wasserundurchlässig erwiesen hat. Infolge dieser Eigenschaft bildet er auch ein geeignetes Abdichtungsmittel gegen Grundwasser (Abb. 13). Die schwersten Maschinen einer Fabrikanlage wird man im allgemeinen nicht auf den Deckenkonstruktionen aufstellen, sondern auf dem Erdreich, und zwar, aus noch weiter unten angeführten Gründen, auf besonderem Fundament. Die Eigenart der Maschine bringt es häufig mit sich, daß die durch dieselbe hervorgerufene Beanspruchung des Erdreichs nicht oder nur in unzureichendem Maße zahlenmäßig festgestellt werden kann. Da in der Literatur diesbezüglich nur spärliche Veröffentlichungen vorliegen, so dürfte es angebracht sein, an einem besonderen Beispiel die Einwirkung der Arbeit der Maschine auf den Erdboden in Annäherung an die wirklichen Vorgänge klarzulegen. Abb. 14 zeigt das Fundament eines Dampfhammers, der nach Angaben der Firma G. Brinkmann & Co. ein Fallgewicht von 6000 kg und einen Arbeitshub von 2 m besitzt. Der Zylinder-Durchmesser des Hammers beträgt 680 mm, der mittlere Dampfdruck 2 at. Der Druck auf den Kolben errechnet sich daher zu P = p • F = 2 kg/cm2 • 3621 cm2 = 7262 kg. Die durch Erdschwere und Dampfkraft hervorgerufene Beschleunigung des Bären beläuft sich auf p=\frac{G+P}{M}=\frac{6000+7262}{6000}\,\cdot\,9,81=21,7\mbox{ m}/\mbox{sec}^2 und seine Endgeschwindigkeit auf v=\sqrt{2\,p\,\cdot\,h}=\sqrt{2\,\cdot\,21,7\,\cdot\,2}=9,3\mbox{ m}/\mbox{sec.} Somit ist die Energie des Schlages E=\frac{m\,v^2}{2}=\frac{G}{g}\,\cdot\,\frac{v^2}{2}=\frac{6000\,\cdot\,86,8}{9,81\,\cdot\,2}=26540\mbox{ mkg}. Die auf das Zusammendrücken des Schmiedestücks entfallende Energie ermittelt sich aus den Gesetzen vom Stoß unelastischer Körper zu E_1=\frac{G}{g}\,\cdot\,\frac{v^2}{2}\,\cdot\,\frac{M_1}{M+M_1}, worin M1 die gestoßene Masse, d.h. diejenige der Schabotte ist, welche im vorliegenden Falle ein Gewicht von 90000 kg besitzt. Daher ergibt sich E_1=26540\,\cdot\,\frac{90000}{6000+90000}=24948\mbox{ mkg}. Textabbildung Bd. 340, S. 273 Abb. 11. Die Differenz E – E1 stellt diejenige Arbeit dar, welche von der Stoßwiderstandskraft beim Eindrücken der unter der Schabotte befindlichen Holzunterlage geleistet wird. Da das Holz erfahrungsgemäß bei normalem Arbeiten um f = 2 mm eingedrückt wird, so folgt die Stoßwirkung aus der Arbeitsgleichung E – E1 = W • f, aus welcher man W=\frac{(26540-24948)}{0,002}=796000\mbox{ kg} erhält. Textabbildung Bd. 340, S. 273 Abb. 11a. Der Boden unter der Schabotte wird somit belastet durch: Fallgewicht 6000 kg Schabotte 90000 kg Mauersockel 8 • 3, 5 • 2, 5 • 2100 = 14700 kg Stoßwiderstandskraft 796000 kg ––––––––– Sa. 1039000 kg Die Belastung des Erdreichs beträgt daher k=\frac{1039000}{800\,\cdot\,250}=\sim\,5\mbox{ kg}/\mbox{cm}^2. Da normaler Baugrund mit 3 bis 4 kg/cm2, im Höchstfalle mit 5 kg/cm2 beansprucht werden darf, so ist bester Boden aus scharfem Sand oder Kies Voraussetzung für die oben berechnete, erhebliche Inanspruchnahme. Bei schlechtem Baugrund müßte naturgemäß eine künstliche Fundierung der Schabotte und ihres Unterteils auf Pfählen vorgenommen werden. Wie oben schon gesagt wurde, wird schweren Maschinen, um die Gebäudeteile vor Erschütterungen zu bewahren, der Platz im untersten Stockwerk zugewiesen. Sehr häufig werden aber auch durch leichtere auf den Deckenkonstruktionen aufgestellte Maschinen erhebliche Störungen hervorgerufen, die auf schwingende Bewegungen der zur Aufnahme der Maschinen dienenden Träger zurückzuführen sind. Als Beispiel sei ein Elektromotor angeführt, der ein Gewicht von 1020 kg besitzt und ungefähr in der Mitte auf 2 je 4,4 m langen Trägem aufliegt. Auf jeden Träger entfällt einschließlich Unterbau und Berücksichtigung des Trägereigengewichts eine Last von 600 kg. Daher ist das Biegungsmoment M=600\cdot \frac{4,4}{4}=660\mbox{ mkg.} Mit Rücksicht darauf, daß möglichst geringfügige Durchbiegungen der Träger erfolgen sollen, sind zwei I-Träger N. P. 18 gewählt worden. Die sogenannte statische Durchbiegung errechnet sich zu z_0=\frac{P\,I^3}{48\,I}\,\cdot\,\alpha=\frac{600\,\cdot\,85184\,\cdot\,10^3}{48\,\cdot\,1446\,\cdot\,2,1\,\cdot\,10^6}=0,352\mbox{ cm}. Betrachtet man den Träger als eine Feder, die nach einer durch irgend welchen äußeren Einfluß hervorgerufenen Formänderung harmonische Schwingungen ausführt, so folgt aus den Entwickelungen der Dynamik die Eigenschwingungszahl n_e=\frac{1}{2\,\pi}\,\sqrt{\frac{c}{m}}; hierin ist c die sogenannte Direktionskraft im Abstande z = 1, d.h. P = c • z0, wenn z0 die durch P hervorgerufene Durchbiegung ist. Daher c=\frac{P}{z_0}=\frac{m\,g}{z_0} und somit n_e=\frac{1}{2\,\pi}\,\sqrt{\frac{m\,g}{z_0\,\cdot\,m}}=\frac{1}{2\,\pi}\,\sqrt{\frac{981}{0,352}}=8,4. Die minutliche Schwingungszahl ist daher 60 • 8,4 = 504. Hat der Motor zufällig dieselbe Umdrehungszahl und läuft die Welle, vielleicht infolge eines Fehlers bei der Montage, etwas exzentrisch, so können Resonanzerscheinungen auftreten, die mitunter zur Zerstörung des umgebenden Mauerwerks führen. Läßt sich die Umlaufszahl des Motors nicht ändern, so kann man durch Verschieben desselben nach dem Auflager hin die Durchbiegung vermindern, d.h. z0 wird kleiner und die Eigenschwingungszahl ne größer. Die vorstehende Rechnung erhebt keinen Anspruch auf Genauigkeit, den wirklichen Verhältnissen wird dabei nur in Annäherung entsprochen. Eine sehr wichtige, überdies nicht leichte Aufgabe bildet für den Bauherrn bezw. seinen Ingenieur die Bekämpfung der durch die Maschinen verursachten Geräusche, die oft nicht nur in den Verwaltungsräumen des eigenen Unternehmens unliebsam empfunden werden, sondern sich auch über die benachbarten Grundstücke erstrecken und in zahlreichen Fällen zu langwierigen Prozessen führen. Das durch die Maschine hervorgerufene Geräusch kann auf zwei Wegen übertragen werden, entweder unmittelbar durch die Luft oder durch den Unterbau der Maschine. Im letzteren Falle leitet der in Schwingungen versetzte Körper, u. U. auch der Erdboden, diese an die umgebende Luft weiter. Die Bekämpfung der Geräusche erster Art, die auch als Luftschall bezeichnet werden, gelingt, wenn man den betreffenden Raum durch Zwischenwände abtrennt, die von keiner, noch so kleinen Oeffnung durchbrochen werden Es erweist sich daher auch als notwendig, die Abdichtung von Oeffnungen, die z.B. für die Durchführung von Rohrleitungen für Heiz-, Gas-, Wasser- oder von elektrischen Leitungen erforderlich sind, in sorgfältigster Weise vorzunehmen. Textabbildung Bd. 340, S. 274 Abb. 12. Schwieriger ist die Unschädlichmachung der durch den Unterbau übertragenen Geräusche, die man auch als Bodenschall kennzeichnet. Wenn einwandfrei feststeht, daß es sich um einen solchen handelt, so erfolgt die Beseitigung desselben am zweckmäßigsten durch Aufnahme der Schwingungen am Entstehungsort, indem man dafür sorgt, daß die das Geräusch hervorrufenden freien Kräfte dauernd elastisch aufgenommen werden, ohne daß indessen die Standfestigkeit der Maschine gefährdet wird. Es scheiden demnach Stoffe für den angegebenen Zweck von vornherein aus, deren Elastizität gering ist, wie Pappe oder Korkstein, bei welchem das Bindemittel die Elastizität des Korks stark beeinträchtigt. Auch Gummiplatten, deren Flächenausdehnung im Verhältnis zu ihrer Stärke groß ist und Filzplatten bewähren sich nur in unvollkommener Weise. Sehr zufriedenstellende Ergebnisse haben u.a. Isolierplatten aus eisenarmiertem Naturkork erbracht, der in Stärken von 4 bis 6 cm zur Verwendung gelangt und von der Gesellschaft für Isolierung gegen Erschütterungen und Geräusche empfohlen wird. Das Fundament der Maschine wird von dem umgebendenMauerwerk (Abb. 15) durch einen rings herum gehenden Luftspalt getrennt. Der vorerwähnte eisenbewehrte Naturkork besteht aus Eisenrahmen, in die mosaikartig Naturkorkstücke unter Druck eingesetzt sind. Durch eine besondere Imprägnierung erhalten die Naturkorkplatten eine große Haltbarkeit und sind in den letzten Jahren bei Dieselmotoren, Turbodynamos usw. mit gutem Erfolge zur Anwendung gelangt. Sie werden im allgemeinen bis zu einer Belastungsgrenze von 2 kg/cm2 verwendet. Für hohe Belastungen bis zu 30 kg/cm2, wie sie bei den Schabottunterlagen mechanischer Hämmer vorkommen können, eignen sich besser sogenannte Gewebebauplatten, die aus übereinander geschichteten und mit einander verbundenen imprägnierten Geweben bestehen. Sie behalten nach Angabe der vorgenannten Firma ihre Elastizität dauernd, während Filzplatten unelastisch werden, wenn die in ihnen vorhandenen Hohlräume im Betriebe durch Staub und Oel allmählich ausgefüllt werden. Bewährt haben sich zur Verhinderung der Uebertragung des Bodenschalls auch sogenannte Schwingungsdämpfer (Abb. 16 und 17). Dieselben bestehen aus einem Gehäuse a, das mit dem Fundament oder der Decke, auf welcher die Maschine steht, fest durch Schrauben verbunden wird. In dem Gehäuse befindet sich die Schwingplatte b, die ihrerseits mit der zu isolierenden Maschine verschraubt wird. Diese Schwingplatte ist gegenüber dem Gehäuse allseitig elastisch gelagert, wobei durch Verbindungen von Spiralfedern mit elastischen Stoffen von hoher innerer Reibung jede auftretende Schwingung infolge nach oben wirkender Kräfte oder seitlicher Komponenten aperiodisch gedämpft wird. Textabbildung Bd. 340, S. 274 Abb. 13. Ganz besondere Beachtung verdienen auch diejenigen Vorrichtungen, welche den Zweck verfolgen, den Aufenthalt des Arbeiters in der Werkstatt oder Fabrik so erträglich wie möglich zu gestalten. Räume, in denen sich viel Rauch bildet, wie z.B. Schmieden, oder in denen sich schädliche Dämpfe entwickeln, wie in der chemischen Industrie, müssen Lüftungsaufsätze in der Dachkonstruktion erhalten, deren Gestaltung einen raschen Abzug der vorerwähnten Dämpfe und Gase gestattet. Die von der Firma Jucho, Dortmund, gewählte Bauart läßt erkennen (Abb. 18), wie durch geeignete Formgebung der Blechhauben das Eindringen von Regen und Schnee verhindert und daher eine Lüftung ohne besondere Wartung, vor allem auch während der Nacht, gewährleistet wird. Die Bildung von schädlichen Luftwirbeln ist unmöglich, da der Luftstrom stets freien Durchgang hat. Auch ist die Windrichtung ohne Einfluß auf die Abluft, da letztere am ganzen Umfang ungehindert aufsteigen kann. Die Bedienung des Lüftungsschlots erfolgt durch einen einfachen Seilzug ohne ein festes Gestänge und ohne Scharniere, so daß ein Einrosten und Versagen der Oeffnungsvorrichtung so gut wie ausgeschlössen ist. Textabbildung Bd. 340, S. 275 Abb. 14. Textabbildung Bd. 340, S. 275 Abb. 15. Textabbildung Bd. 340, S. 275 Abb. 16. Für die Oberlichter von Fabriken und Werkstätten wird heute im allgemeinen Drahtglas angewendet, d.h. eine durch ein dünnes eisernes Drahtnetz verstärkte Glasplatte, welches die Festigkeit erhöht und bei eintretenden Beschädigungen ein Herabfallen von Bruchstücken und die hiermit verbundene Gefährdung der Arbeiter verhindert. Die Auflagerung der Glasscheiben auf den eisernen Sprossen muß mit besonderer Sorgfalt vorgenommen werden. Sie muß dicht und dabei elastisch sein, sowie ein leichtes Auswechseln schadhafter Glastafeln ermöglichen. Die Sprossen haben, wie Abb. 19, ebenfalls eine Ausführung der Firma Jucho zeigt, einen solchen Querschnitt, daß zugleich die Ableitung des Niederschlagwassers in ihnen erfolgen kann und sind„kittlos“ unter Vermittelung bleiumhüllter Jutestricke mit den Glastafeln verbunden. Textabbildung Bd. 340, S. 275 Abb. 17. Wie gute Luft und genügendes Licht, so gehört die Gelegenheit zur körperlichen Säuberung an der Arbeitsstätte mit zu den Erfolgbedingungen eines werktätig schaffenden Menschen. Es ist daher Pflicht eines modern denkenden Fabrikherrn, bezüglich der Arbeiterwaschgelegenheiten nicht nur die nüchternen Vorschriften der Gewerbeordnung zu befolgen, sondern darüber hinaus Einrichtungen vorzusehen, die auch Badegelegenheit bieten, räumlich nicht zu sehr beengt sind, und somit vom Arbeiter mit Lust und Liebe benutzt werden können. Eine mustergültige, von der Linke-Hofmann-Lauchkammer A.-G. ausgeführte Reihenwaschanlage ist durch Abb. 20 wiedergegeben. Sie zeigt zugleich deutlich, daß der Platz zwischen den Waschbecken und Kleiderschränken, die mit Lüftungstüren versehen sein müssen, geräumig genug ist, um die Abwickelung der Reinigungsbetätigung nach beendetem Dienst so reibungslos als möglich zu bewerkstelligen. Textabbildung Bd. 340, S. 275 Abb. 18. Schließlich möge über die Beheizung von Fabrikanlagen, soweit Räume von großer Grundfläche, wie Montagehallen usw. in Frage kommen, noch das Wesentlichste gesagt werden. Hier hat sich in neuester Zeit die sogenannte Luftheizung mit Erfolg durchgesetzt, welche sich von der bisher üblichen Heizungsart dadurch unterscheidet, daß die erforderlichen Heizflächen zu einzelnen Heizstellen zusammengeballt sind. Bei den von den Gebr. Körting A.-G. und anderen führenden Firmen der Heizungstechnik getroffenen Einrichtungen wird zur Erzielung einer möglichst gleichmäßigen Verteilung der Luft auf den großen Raum ein Ventilator in Anwendung gebracht. Infolge der Zusammenlegung der Raumheizflächen auf verhältnismäßig wenige Stellen wird die Rohrführung zu und von den Heizapparaten einfach und übersichtlich. Ein weiterer Vorzug der Luftheizapparate ist die schnelle Verteilung der Wärme im Raum durch die kräftige, luftverteilende Wirkung des in jedem Apparat befindlichen Ventilators. Bei der Luftheizung bleibt die warme Luft zunächst im unteren Teil des zu heizenden Raums, weil sie entsprechend der Konstruktion der Luftheizapparate keine aufwärts gerichtete, sondern eine wagerecht gerichtete Luftströmung besitzt. Textabbildung Bd. 340, S. 276 Abb. 19. Hierdurch wird die völlig zwecklose Ueberwärmung der oberen Raumteile unter dem Dach vermieden. Außer der Beheizung der Räume durch Einzellufterhitzer erfolgt dieselbe in neuzeitlichen Fabrikanlagenauch mittels zentraler Luftheizkammern. Zur Verteilung der warmen Luft ist in diesem Falle die Anlage besonderer Luftverteilungsleitungen erforderlich. Solche Einrichtungen kommen dann zur Anwendung, wenn neben dem Heizbedürfnis auch die Zuführung von Frischluft geboten ist, wie z.B. in Eisen- und Metallgießereien, chemischen Fabriken und ähnlichen Betrieben. Bei diesen Zentral-Luftheizungen wird auch die Einrichtung getroffen, daß die Frischluft abgestellt bezw. gedrosselt werden kann und dafür die Raumluft ganz oder zum Teil im Heizapparat aufs neue erwärmt wird. Dieser sogenannte Umluftbetrieb, der auch bei den vorerwähnten Einzelluftheizapparaten die Regel bildet, stellt die sparsamste Heizmethode dar, weil die bei Frischluftheizung erforderliche Erwärmung der kalten Außenluft auf die Raumtemperatur hier in Fortfall kommt. Als Heizmittel kommt für die Versorgung der Luftheizapparate, wie bei jeder anderen älteren Heizungsanlage, Dampf der verschiedensten Spannungen oder warmes Wasser in Frage. Textabbildung Bd. 340, S. 276 Abb. 20. Druckfehler-Berichtigung: In Heft 22, S. 253, rechte Spalte, 33. Zeile von oben lies: Kalium (statt Kalime).