Polytechnische Schau. (Nachdruck der Originalberichte – auch im Auszuge – nur mit Quellenangabe gestattet.) Polytechnische Schau. Drillungsschwingungen in Kurbelwellen. Die Kurbelwelle ist als Drehfeder aufzufassen, der durch die mit ihr verbundenen Schwungmassen eine gewisse Eigenschwingungszahl zukommt. Das ganze System wird durch die resultierende Kraft aus dem Tangentialdruckdiagramm beansprucht. Ist nun der Wechsel der Tangentialkraft gleich der Eigenschwingungsdauer des aus Welle und Schwungmassen bestehenden Systems, oder ein Mehrfaches hiervon, so treten die Erscheinungen der Resonanz ein, und die Schwingungen wachsen stark an. Die Eigenschwingungsdauer hängt außer von der Wellenabmessung wesentlich von der Größe der Schwungmassen ab. Soll die Maschine störungsfrei arbeiten, so muß der Resonanzfall vermieden werden. Es besteht ganz allgemein die Gleichung: M_{\mbox{d}}=k\,\alpha=-\Theta\,\frac{d^2\,\alpha}{d\,t^2} . . . . . (1) wobei den Verdrehungswinkel der Welle, Θ das polare Trägheitsmoment bedeutet, k hängt von den Wellenabmessungen ab. Die Gleichung (1) ist die Differentialgleichung einer harmonischen Schwingung, deren Dauer durch Textabbildung Bd. 333, S. 245 T=2\,\pi\,\sqrt{\frac{\Theta}{k}}=\pi\,\sqrt{\frac{\Sigma\,(G\,D^2)}{g\,k}} . . . . (2) gegeben ist, wobei das Schwungmoment Σ (G D2) = 4gΘ. Der Verdrehungswinkel einer Welle, bezogen auf zwei Querschnitte, die voneinander den Abstand 1 cm haben, bestimmt sich aus der Gleichung \vartheta=\frac{32}{\pi\,d^4}\,\frac{M\,d}{G}. Bedeutet l die gesamte Wellenlänge, dann wird \alpha=\vartheta\,l=\frac{32\,l}{\pi\,d^4}\,\frac{M\,d}{G} und hieraus folgt nach Gleichung (1) die Größe k=\frac{M\,d}{\alpha}=\frac{\pi\,d^4\,G}{32\,l}. Dies ergibt nach Gleichung (2) als Schwingungsdauer des gesamten Systems T=\sqrt{\frac{32\,\pi\,l\,\Sigma\,(G\,D^2)}{d^4\,G\,g}} . . . . . (3) Der nach Gleichung (3) berechnete Wert von T darf nicht mit einem Vielfachen der Umdrehungsdauer der Maschine zusammenfallen. Ergibt sich der Resonanzfall, so ist der Wert Σ (G D2) um soviel zu vergrößern, daß die Eigenschwingungsdauer des Systems genügend weit von der Umlaufdauer entfernt ist. Mit Rücksicht darauf, daß Resonanz auch im ganzen Regulierbereich der Maschine nicht auftreten darf, wird man zweckmäßig nkrit. ≦ 0,9 n und daher etwa Σ (G D2) = 1,2 Σ (G D2)krit. nehmen. Bei mehrfach gekröpften Kurbelwellen läßt sich die Schwingungszahl mathematisch nicht genau bestimmen, und deshalb muß hier zu einem Annäherungsverfahren gegriffen werden. Jedes Wellenstück, das von der Form eines zylindrischen Stückes abweicht, wird ersetzt gedacht durch ein zylindrisches Stück von demselben Durchmesser d wie die übrigen Wellenstücke, dessen Länge sich dann daraus ergibt, daß das gedachte und das wirkliche Wellenstück für die Ermittlung der Schwingungsdauer angenähert gleichwertig sind, wenn sie unter dem Einfluß derselben Kraftwirkung dieselbe Formänderungsarbeit erleiden. Für die Wangen der Kurbelkröpfung berechnet sich danach (vgl. Abb.) die gesuchte Länge l1 des gleichwertigen Wellenstückes vom Durchmesser d zu l_1=\frac{\pi}{8}\,r\,\frac{d^4}{b\,h^3}\,\frac{G}{E}. Wellenstücke vom Durchmesser D und Länge L werden ersetzt durch Wellenstücke vom Durchmesser d und Länge l_2=L\,\left(\frac{d}{D}\right)^4. (Zeitschr. d. Ver. deutsch. Ing. 1918 S. 743 bis 744.) W. –––––––––– Die Selbstentladewagen im öffentlichen Verkehr der Eisenbahnen. (Verein deutscher Maschinening., Oberbaurat Scheibner, 15. Oktober 1918.) Zu dem Vortrag des Herrn Oberbaurats Dütting über den gleichen Gegenstand (vgl. D. p. J. Heft 5 S. 40) der die Verwendung von Kippern und anderen geeigneten Einrichtungen empfiehlt, wird folgendes ausgeführt: 1. Die Kipper führen, abgesehen von ihrer ungünstigen Beeinflussung der Wagen, eine starke Staubentwicklung und Entwertung der ausgekippten Kohle herbei. Außerdem ist das Auskippen des Schüttgutes im Vergleich zur Benutzung von Selbstentladern reichlich teuer. 2. Die ausnahmsweise mögliche Verwendung von Kübeln ist ebenfalls teuer und bedingt 50 v. H. Leerläufe der Kübelwagen. Schon die Leerläufe allein schließen eine nennenswerte Verwendung der empfohlenen Kübelwagen aus. 3. Auch den Greifern haften die Mängel der großen Staubentwicklung und Entwertung der Kohlen bei deren Entladung aus dem Eisenbahnwagen an. Die Entladekosten stellen sich ebenso hoch wie die der Kipper, mithin erheblich teurer als beim Selbstentladewagen. 4. In dem Preisausschreiben des Vereins für Eisenbahnkunde vom März 1913 wird eine Lösung darüber gefordert, ob das Auskippen der Güterwagen in den Häfen Ruhrort und Cosel durch Selbstentladebetrieb mit Vorteil für die Verkehrtreibenden und die Eisenbahnverwaltungen ersetzt werden könne. Hieraus ist bereits erkennbar, daß das von Herrn Dütting empfohlene Auskippen der Güterwagen nicht befriedigt hat. In Cosel-Oberhafen werden übrigens für die dort einzuführende Kohlenschleppbahn von Gleiwitz Kipper auch nicht mehr verwendet werden; dort sollen bereits Selbstentladewagen benutzt werden. Die Selbstentlader sind außerdem von den Schiffen unabhängig, da sie ja die Kohle zuvor in Bunker entladen. 5. Die Frage, ob Anlagen von Kippern oder allgemeine Einführung von Selbstentladern vorzuziehen ist, wird sofort gelöst sein, wenn es gelingt, einen Wagen zu bauen, der die Eigenschaften und Kosten der bisher gebräuchlichen offenen Wagen mit der Eigenschaft der schnelleren Entladung vereinigt. Das ist natürlich nur bis zu einem gewissen Grade möglich, und es sollen nicht noch höhere Anforderungen an Selbstentlader gestellt werden als an gewöhnliche Wagen. Für die Beförderung von Fuhrwerken sind viele der gewöhnlichen Wagen auch nicht geeignet. Auch die Forderung, daß die Entladung vollständig nach jeder beliebigen Seite erfolgen soll, erscheint zu weitgehend. Für die Einführung von Selbstentladern ist ein Vergleich mit der oberschlesischen Schmalspurbahn lehrreich, für die seit 1909 nur noch Selbstentlader Ziehlscher Bauart beschafft worden sind. 822 sind schon im Betriebe, 700 weitere im Bau. Der Betrieb der oberschlesischen Schmalspurbahn mittels Kipperanlagen würde kaum ausführbar sein. Ganz ausgeschlossen wird dieser Betrieb bei dem sogenannten Spülversatz, da die zu bewältigenden Massen eine schnelle Entladung verlangen. –––––––––– Dampfschieber. In der Wassertechnik wird der Absperrschieber ganz allgemein an Stelle von Ventilen verwendet. Auch bei großen Dampfleitungen, besonders bei Abdampfleitungen ist das Absperrventil durch den Schieber verdrängt. Kleine Schieber finden dagegen wenig Verwendung. Der Grund hierfür liegt in der geringen Betriebsicherheit des Absperrschiebers, besonders bei Heißdampfbetrieb. Die Abdichtungsflächen nutzen sich ungleichmäßig ab. Der keilförmig ausgebildete Schieber wird durch die ungleichmäßige Wärmeausdehnung des Gehäuses festgepreßt, so daß beim Oeffnen des Schiebers die Gefahr des Abreißens der Schieberspindel auftritt. Textabbildung Bd. 333, S. 246 Abb. 1. Um ungleichmäßige Abnutzung der Schieberdichtungen zu vermeiden, dürfen diese nicht auf dem Sitze gleiten. Ebenso sollte der Schieber so gebaut werden, daß ein Festklemmen beim Oeffnen nicht möglich ist. Beim Schließen des Schiebers wird er fest an die Dichtungsflächen des Gehäuses angepreßt. Da sich nun das Gehäuse in Berührung mit der Außenluft mehr abkühlt als der Schieber, so tritt doch bei der üblichen Form ein Klemmen ein, das zum Brechen der Spindel beim Oeffnen führen kann. Textabbildung Bd. 333, S. 246 Abb. 2. Textabbildung Bd. 333, S. 246 Abb. 3. Einen Dampfschieber neuer Bauart, bei dem die genannten Nachteile vermieden sind, ist in Abb. 1, 2 und 3 dargestellt. Bei ihm findet keine Reibung der Abdichtungsflächen statt, und die Ausdehnung der Abdichtungsstelle wird durch die Anwärmung des Gehäuses wieder aufgehoben. Das Gehäuse wird durch Oeffnen des kleinen Ventils vorgewärmt, dehnt sich infolgedessen aus und hat eine etwas höhere Temperatur als die Abdichtungsteile. Abb. 2 zeigt die Abdichtungsteile im geschlossen Zustande und Abb. 3 übertrieben gezeichnet im geöffneten Zustande. Die Dichtungsplatten können dabei leicht verschoben werden. Das in Abb. 1 gezeichnete rechts liegende Ventilchen dient als Umlaufventil bei Schiebern von mehr als 225 mm . Bei kleineren Schiebern fällt das Umlaufventil fort. Der Schieber nach Abb. 1 hat zwei Abdichtungsteller, zwischen denen der Keil liegt. Der Keil preßt die Teller gegen die Sitze. Beim Oeffnen nimmt der Keil durch angebrachte Nasen die Teller mit. Die Spindel hat Linksgewinde. Der linke Druckteller ist eingeschliffen, der rechte nicht. Um von außen zu erkennen, ob der Schieber offen oder geschlossen ist, ist in, bekannter Weise eine Anzeigevorrichtung angebracht. (Zeitschr. d. Vereins deutscher Ing. 1918 S. 771 bis 772.) W. –––––––––– Natronlokomotive. Bei solchen Lokomotiven besteht der Kessel aus zwei vollständig getrennten Räumen, von denen der eine mit heißem Wasser, der andere mit eingedickter Natronlauge gefüllt ist. Der Dampf aus dem Wasserraum wird in die Zylinder zur Arbeitsleistung geleitet. Der Abdampf strömt in den Kesselteil, der mit Natronlauge gefüllt ist. Hier wird der Wasserdampf von der Natronlauge aufgenommen, wodurch diese so erwärmt wird, daß aus dem Wasser von neuem Wasserdampf erzeugt wird. Eine solche Natronlokomotive wurde bereits im Jahre 1883 von Honigmann auf den Aachener Straßenbahnen erprobt. Die Wirkungsweise der Natronlokomotive beruht auf dem Gesetze von van't Hoff, daß in jeder Lösung, welche n Molen eines Stoffes im Volumen φ gelöst enthält, ein Druck π vorhanden ist, welcher nach dem gleichen Gesetz π φ = n R T bestimmt wie der Gasdruck, wobei die Konstante R in beiden Gesetzen den gleichen Wert hat. Der Vorgang innerhalb der Honigmannschen Lokomotive ist somit auf die osmotische Erscheinung zurückzuführen. Es läßt sich nun die Arbeit berechnen, welche unter den günstigsten Umständen aus einer Lösung gewonnen werden kann. Textabbildung Bd. 333, S. 246 Abb. 1. Wenn eine größere Menge Lösung um 1 Mol Lösungsmittel verdünnt wird, dann erhält man für die Arbeit, welche der osmotische Druck π leistet, folgende Gleichung nach Abbildung 1: A\,\pi\,\frac{d\,\varphi}{d\,x}=(r+v)\,\frac{T_1-T\,w}{T_1}-\frac{d\,c}{d\,x}\,T\,w\,\left[1/2\,\left(\frac{T_1-T\,w}{T_1}\right)^2+1/3\,\left(\frac{T_1-T\,w}{T_1}\right)^3\right]. x Wassermole für 1 Mol Stoff, r Molekulare Verdampfungswärme des Wassers, ν Molekulare Verdünnungswärme der Lösung, c Molekulwärme der Lösung, T1 Siedepunkt der Lösung, Tw Siedepunkt des Wassers bei demselben Druck. Aus folgender Zusammenstellung kann entnommen werden, welche Arbeit man gewinnt, wenn man 1 Mol Natron (40 kg) mit x Molen Wasser verdünnt. x = 1 2 5 10 25 H 2 O L = 4,30 8,20 9,94 11,8 14,1 PS/Std. Abb. 2 zeigt die Anordnung der Honigmannschen Natronlokomotive. Ein Kessel enthält einen Wasserraum W und einen Natronraum N. Wenn Wasser nach TV geleitet wird, so entwickelt sich die Verdünnungswärme, die zur Dampfbildung in W Veranlassung gibt. Der Dampf wird dann zur Arbeitsleistung in der Dampfmaschine Z verwendet. Eine Verbesserung dieser Anordnung ist in Abb. 3 dargestellt. Auch hier ist N der Natronraum, W der Wasserraum des Kessels. T stellt eine Dampfturbinenanlage dar. Der Dampf arbeitet in der Dampfturbine und wird dann im Verflüssiger (Kondensator) V wieder in Wasser verwandelt. Bei letzterer Anordnung ist die zum Verdünnen der Natronlauge notwendige Wassermenge vollständig unabhängig von der zur Dampfbildung nötigen. Bei der Anordnung nach Abb. 2 sind beide Mengen einander gleich. Nach Anordnung 3 (System Prof. Dr. Schreber) ist es möglich, bei der Verwandlung von Wärme in Arbeit günstige Druck- und damit auch Temperaturverhältnisse dauernd aufrecht zu erhalten. Textabbildung Bd. 333, S. 247 Abb. 2. Textabbildung Bd. 333, S. 247 Abb. 3. Bei Ausnutzung der osmotischen Energie ist für 1 PS/Std. etwa ein Gesamtgewicht von 28,5 kg notwendig. Elektrische Akkumulatoren, wie sie zum Betriebe von Einzelwagen gebraucht werden, haben dagegen ein Gewicht von 100 bis 150kg/PSe. Natronkessel haben sich aber bis jetzt noch nicht auf die Dauer bewährt. Reines Natron greift allerdings das Eisen selbst nicht an, wohl aber werden dabei die Kesselnähte zerstört. Da die Kesselnietung nicht absolut dicht ausgeführt werden kann, tritt etwas Natronlauge durch die Kesselnietung hindurch. Unter dem Einfluß des Kohlendioxyd der Luft entsteht Soda, welche ein größeres Volumen hat als das Natron. Dadurch wird die Kesselnietung allmählich zerstört und der Kessel undicht gemacht. Diese Nachteile könnten durch elektrische Schweißung behoben werden. Wird die elektrische Schweißung gut ausgeführt, so werden sämtliche Haarrisse im Kesselblech verschmolzen, so daß in diese keine Natronlauge eindringen kann. (Technische Mitteilungen 1918 Nr. 20.) W. –––––––––– Die Weltgewinnung an Aluminium. Die Jahresproduktion an Aluminium betrug vor dem Kriege ungefähr 68000 t, woran die Vereinigten Staaten mit 33 v. H. beteiligt waren, Kanada mit 8 ½ die Schweiz, Deutschland, Oesterreich-Ungarn mit zusammen 17 ½, Frankreich mit 26 ½, England mit 11, Norwegen mit 2 ¼ und Italien mit 1 ¼ v. H. Die bedeutendsten Fabriken der Vereinigten Staaten sind zwei an den Niagara-Fällen, mit einer Betriebskraft von 50000 PS, und eine in Massena, mit einer solchen von 100000 PS. Kanada hat eine Fabrik in Shawinigan Falls mit einer Betriebskraft von 60000 PS. Diese vier Fabriken gehören alle der „Aluminium Company of America“. Frankreich besitzt Fabriken mit einer durchschnittlichen Betriebskraft von etwa 100000 PS, nämlich die „Société Electrométallurgique Française“ mit Fabriken in Praz und in Gardannes und die „Compagnie des Produits Chimiques d'Alais“ mit Fabriken in Calypso, Felex und in St, Jean de Maurienne. Die „Schweizer Aluminium – Industrie A.-G.“ kontrolliert Fabriken mit einer durchschnittlichen Betriebskraft von 100000 PS, nämlich eine in Neuhausen, Schweiz, eine in Rheinfelden, Deutschland, und eine in Lend-Gastein, Oesterreich und Grippis Borgne. Das Vereinigte Königreich hat zwei Werke, die der „British Aluminium Company“ gehören, und eins, das sich im Besitz der „Aluminium Corporation“ befindet. Frankreich und die Schweiz sind die Länder, die am meisten Aluminium ausgeführt haben, und zwar vor dem Kriege je 7000 bis 8000 t jährlich. Deutschland führte am meisten Aluminium ein, nämlich 16000 t im Jahre 1912 und 12500 t im Jahre 1913. (Nach dem Statistischen Jahrbuch 1914 hat Deutschland im Jahre 1912 18225 t, im Jahre 1913 15505 t Aluminium eingeführt und 6005 t im Jahre 1912, 7819 t im Jahre 1913 ausgeführt.) Genaue Angaben über die Aluminiumerzeugung während des Krieges sind nur schwer zu erhalten. Die Preise sind ungewöhnlich gestiegen; auch hat man neue Fabriken gegründet, die schon Lieferungsverträge für mehrere Jahre nach Friedensschluß besitzen. Vorausgesetzt, daß die weiterhin geplanten Fabriken gebaut und in Betrieb genommen werden, wird sich die Aluminiumproduktion nach dem Kriege ungefähr verdoppeln. Wenn die bestehenden Fabriken ihre Lieferungen gleichfalls verdoppeln, so kann mit einer jährlichen Aluminiumproduktion von etwa 150000 t gerechnet werden. Davon werden wahrscheinlich 50 v. H. die Vereinigten Staaten und Kanada hervorbringen, 13 v. H. die Schweiz, Deutschland und Oesterreich-Ungarn. Ferner können 13 v. H. für Frankreich (26 ½ v. H. vor dem Kriege), 8 v. H. für England (11 v. H. vor dem Kriege), 11 v. H. für Norwegen (2 ½ v. H. vor dem Kriege) und 4 ½ v. H. für Italien (1 ¼ v. H. vor dem Kriege) angenommen werden. –––––––––– Eine neue Methode des Betonschiffbaues führte am 29. Oktober der schwedische Ingenieur Billner verschiedenen Sachverständigen, darunter dem Vorsitzenden der Schiffbauinspektion Prof. H. Kreuger, dem Inspektor von Lloyds sowie Dir. Pohlmann und Oberingenieur Jensen von den Svenska Betongverken vor. Während bisher in die Fahrzeuggußformen der Betonschiffe ausnahmslos die erforderliche Eisenarmierung gleich eingefügt wurde, beschränkt sich nach der neuen Methode das Gußverfahren lediglich auf die Spanten und gegebenenfalls auf einen Teil des Schiffbodens. Die Deckplanken dagegen werden nach einem besonderen System aus ferttg vorhandenen schon armierten Betonstäben eingefügt vermittels Bügeln, die mit den Betonstäben zusammengefügt sind. Die erforderliche Dicht- und Festigkeit wird durch nachträgliches Verputzen mit Zement erzielt. Die Erfindung kann außer bei Schiffen auch bei der Herstellung von anderen Betonkonstruktionen wie Häusern, Reservoiren usw. zur Anwendung gelangen. Die vorgenommenen Proben bewiesen einen bemerkenswerten Grad von Elastizität und Sicherheit und werden unter Leitung von Prof. Kreuger an der Materialprüfungsanstalt der technischen Hochschule fortgesetzt. –––––––––– Diplomprüfung für Verwaltungs- und Sozialbeamte an der Universität Frankfurt a. M. Diese neue Einrichtung bildet ein Gegenstück zu den Diplomprüfungen für Kaufleute, Versicherungsverständige und Handelslehrer. Sie wird namentlich den Bedürfnissen vieler Kriegsteilnehmer, die eine Beamtenlaufbahn in der staatlichen oder städtischen Verwaltung, in statistischen Aemtern, in der sozialen Fürsorge öffentlicher Körperschaften oder privater Unternehmungen, im Genossenschaftswesen, in Wohnungsämtern usw. einzuschlagen wünschen, entsprechen. Die Zulassung zur Prüfung setzt ein viersemestriges Hochschulstudium voraus, die Kandidaten sollen in der Regel mindestens zwei Semester an der Frankfurter Universität, und zwar in der Wirtschafts- und sozialwissenschaftlichen oder in der rechtswissenschaftlichen Fakultät immatrikuliert gewesen sein. Das bedeutet, daß die Abiturientenprüfung für die Zulassung zur Diplomprüfung nicht unbedingt erforderlich ist, es genügt die kleine Matrikel der wirtschafts- und sozialwissenschaftlichen Fakultät, die eine zweijährige praktische Tätigkeit, auf die weiterer Schulbesuch angerechnet werden kann, voraussetzt. Obligatorische Prüfungsfächer sind Staats- und Verwaltungsrecht (nebst Grundzügen des-bürgerlichen Rechts und des Straf rechts) und Volkswirtschaftslehre (einschließlich Finanzwissenschaft). Dazu kommen noch vier weitere Fächer, von denen die Kandidaten drei wählen können, nämlich allgemeine Verwaltungslehre und Wohlfahrtspflege, Finanzwesen, Statistik und privatwirtschaftliche Betriebslehre. Ueber die bestandene Prüfung wird ein Diplom ausgestellt. –––––––––– Benzolherstellung. Dem Ingenieur G. H. Hultman ist ein Verfahren patentiert worden, Benzol herzustellen unter Denaturierung des Sulfitsprits mit Terpentinöl.