Titel: Polytechnische Schau.
Autor: Kalpers
Fundstelle: Band 342, Jahrgang 1927, S. 153
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Polytechnische Schau. (Nachdruck der Originalberichte – auch im Auszüge – nur mit Quellenangabe gestattet.) Polytechnische Schau. Die neuen Einheitslokomotiven der Reichsbahn.Die Vorteile der Normung und Typung im Lokomotivbau. (Nachdruck verboten.) Von den gesamten Ausgaben einer Eisenbahn bilden die Aufwendungen für die Beförderung der Züge einen Hauptteil. Von ihnen entfällt etwa die Hälfte auf die Verzinsung und Tilgung des Anlagekapitals für die Lokomotiven und deren Unterhaltung in den Eisenbahnwerkstätten. Somit besteht aller Anlaß, diesen wesentlichsten Teil der Beförderungskosten möglichst niedrig zu halten, ganz besonders aber für unsere Reichsbahn, die aus ihren Einnahmen alljährlich beträchtliche Summen an unsere Feinde abführen muß. In den ersten Jahren nach dem Kriege erschien eine Herabsetzung der Anschaffungskosten der Lokomotiven bei der allgemeinen Teuerung sowie bei der geringen Beschäftigung der deutschen Lokomotivfabriken, die den Auslandsmarkt als Absatzgebiet verloren hatten, nahezu unmöglich. Wenn dieses Ziel trotzdem erreicht werden sollte, so mußten die Typung, die Normung und die Austauschbarkeit Hand in Hand gehen. Der Austauschbau ist die Vorbedingung für jede Reihenherstellung. Zu diesem Zwecke dürfen die Abmessungen jedes Teiles bestimmte Grenzen weder über- noch unterschreiten, so daß die Teile beliebig zusammengebaut werden können. Zur Einschränkung der Bauteile eines Lokomotivparks war es ferner nicht nur notwendig, jeden Bauteil so symmetrisch auszubilden, daß er auf beiden Seiten derselben Lokomotive verwendet, sondern auch, daß er bei möglichst vielen Lokomotivgattungen unverändert eingebaut werden kann. Vor allem aber mußte die Eisenbahnverwaltung bestrebt sein. die Zahl der Lokomotivgattungen einzuschränken, so daß möglichst viele Lokomotiven gleicher Gattung beschafft werden konnten. Die Vorteile der Typung. Normung und Austauschbarkeit beschränken sich nun keineswegs auf die Möglichkeit einer Reihenherstellung und damit geringerer Herstellungskosten: Auch für den eigentlichen Eisenbahnbetrieb ergeben sich wesentliche Ersparnisse. So können die Werkstätten in großtem Umfange Vorrichtungen und Sonderwerkzeuge zur Verbilligung der Ausbesserungsarbeiten einführen, ferner können die Lagerbestände an vor. ratsteilen wesentlich vermehrt werden, da die Zahl Her verschiedenen Vorratsteile erheblich herabgesetzt ist. Auch die Dauer Her Ausbesserungsarbeiten läßt sich erheblich verkürzen, da es nicht mehr notwendig ist den beschädigten Teil instandzusetzen und ihn wieder in die Lokomotive einzubauen, aus der er stammt; vielmehr kann dafür ein anderer bereits fertiger Teil vom Lager genommen in die instandzusetzende Lokomotive eingebaut werden, während der ausgebaute Teil bei Gelegenheit ausgebessert und für eine andere Lokomotive verwendet wird. Dieser Vorteil macht sich besonders bei der Ausbesserung der Dampfkessel bemerkbar, die erfahrungsgemäß die größten Verzögerungen verursachte. Welche Vorteile sich ferner für den Fahrdienst dadurch ergeben, daß die Lokomotivbesatzungen stets mit den gleichen Typen zu arbeiten haben und daß auch die Handwerker mit den Einzelheiten genau vertraut sind, gleichgültig, in welcher Gegend des Reichs die Lokomotiven fahren, braucht nicht besonders erwähnt zu werden. Schon früher hatten die deutschen Eisenbahnen versucht, die Zahl der Lokomotivgattungen möglichst einzuschränken, jedoch waren im Jahre 1920, als die Deutsche Reichsbahn ins Leben gerufen wurde, neben einer großen Zahl einiger weniger aber neuerer Gattungen noch zahlreiche ältere Bauformen bei den Bahnen der einzelnen Länder im Betrieb, so daß nicht weniger als 210 verschiedene Lokomotivgattungen vorhanden waren. Es wird daher niemand wundern, wenn Jahre vergingen, bis die Entwürfe für die endgültige Bauweise der Einheitslokomotiven festgelegt waren. Man erkennt aber den Fortschritt, wenn man bedenkt, daß an die Stelle der früheren 210 Lokomotivgattungen nur 16 verschiedene Reichsbahngattungen getreten sind, und zwar 10 für den Streckendienst auf Hauptbahnen, 3 für den auf Nebenbahnen und leichten Dienst auf Hauptbahnen, sowie 3 für den Verschiebedienst. Es lag nahe, bei der Beschränkung der Zahl der Gattungen so vorzugehen, daß man einige wenige Lokomotivgattungen, die sich am besten bewährt hatten, für die Zukunft ausschließlich anschaffte. Dieser Weg konnte jedoch nicht eingeschlagen werden, da die früheren Lokomotiven der einzelnen Länderbahnen in keiner Weise übereinstimmten und auch nicht genormt waren. Da man aber auf die oben erwähnten Vorteile der Normung and Typung nicht verzichten wollte, wurden die neuen Einheitslokomotiven entworfen. Alle 16 Reichsbahngattungen sind Heißdampflokomotiven und – mit Ausnahme der drei für den Verschiebedienst – mit Abdampfvorwärmern ausgestattet. Zuerst wurden einige solche Schnellzuglokomotiven von 120 Kilometer höchster Stundengeschwindigkeit und 2200 Pferdekräften Verdampfungsleistung geliefert, und zwar wurden sie zur Hälfte als Vierzylinder-Verbundlokomotiven und zur Hälfte als Zweizylinderlokomotiven ausgeführt, damit man im Betriebe feststellen kann, ob die Verbundwirkung bei Heißdampflokomotiven noch nennenswerte Vorteile bringt. Beide Ausführungsarten stimmen aber infolge der Typung im wesentlichen überein und sind im übrigen so durchgebildet, daß die im Wirtschaftlichkeitskampfe unterliegende Lokomotive durch Auswechselung der Zylinder mit Kolben, Treibstangen und Treibradsätzen in die siegreiche Bauart umgebaut werden kann. Der gesamte Kessel mit Ausnahme des Rauchkammerbodens, der Rahmen und alle weiteren wichtigen und teuren Bauteile bleiben dabei völlig unverändert. So sind die neuen Lokomotiven der Reichsbahn ein gutes Beispiel dafür, daß weitgehende Vereinheitlichung in der Bauart die Möglichkeit nachträglicher Verbesserungen nicht ausschließt. Dr.-Ing. F. Soltau. Fortschritte und Aufgaben im Feuerungs- und Kesselbau. (Nach Prof. A. Loschge, München. Archiv für Wärmewirtschaft und Dampfkesselwesen. 7. Jahrg., Heft 8, S. 218.) Der Feuerungs- und Kesselbau ist seit mehr als einem Jahrzehnt in einem Zustand der Entwicklung und Umbildung begriffen, der durch die bisher geleistete zielbewußte Arbeit wichtige Fortschritte gebracht hat. Es scheint sogar, daß sich auf dem Gebiete der Dampferzeugung nach den neuesten Erfolgen eine völlige Umwälzung ankündigt. Die in Deutschland gebräuchlichsten Wanderroste werden in letzter Zeit in einer Breite von 6 m und darüber hergestellt, so daß sie heute mit einer Brennfläche von über 30 m2 ausgeführt werden können. Dadurch ist es möglich, bei Verwendung von zwei solcher Roste sogar Kessel von 1500 m2 Heizfläche mit Rostfeuerungen für hochwertige Kohle auszurüsten. Die Schlacke kann hierbei natürlich nicht mehr durch Handarbeit entfernt werden, sondern es muß durch Feuerbrücken und ähnliche Einrichtungen für eine selbsttätige Entschlackung der Roste gesorgt werden. Für Rohbraunkohle hat man den bewegten Schrägrost, den sog. Vorschubrost, eingeführt. Im Kraftwerk Finkenheerd des Märkischen Elektrizitätswerkes werden jetzt Kessel von 1200 m2 Heizfläche für etwa 40 kg/m2st Höchstbeanspruchung der Heizfläche mit solchen Vorschubrosten für Rohbraunkohle aufgestellt und hierbei die Temperatur der vorgewärmten Luft bis auf etwa 220 ° C gesteigert. Bei dem amerikanischen Stoker hat man sogar neuerdings in den Kraftwerken der Philadelphia Electric Co. (Chester, Richmond) erreicht, bei hochwertiger Steinkohle die Luftvorwärmung bis auf 300° C zu erhöhen. Diese hohen Lufttemperaturen sind nur möglich wegen der Bauart der Unterschubfeuerung selbst, der Anwendung wassergekühlter Wände, die eine fast unbegrenzte Lebensdauer aufweisen, und wegen des luftgekühlten Mauerbelages dicht über dem Rost, der noch den Vorteil hat, das lästige Ansetzen von Schlacken an den Mauersteinen vollständig zu verhindern. Durch möglichst langes Lagern der Asche im Feuerraum wird bei diesen Stokern ein fast vollständiges Ausbrennen ermöglicht, wodurch die Herdverluste sogar bis auf ½ v.H. des Kohlenheizwertes heruntergedrückt werden sollen. Ein sichtbares Zeichen der fortgeschrittenen Entwicklung der Kohlenstaubfeuerungen ist die Ausrüstung der gesamten Kessel von je 1600 m2 Heizfläche des im Bau befindlichen Großkraftwerkes Rummelsburg bei Berlin mit diesen Feuerungen. In Amerika soll es gelungen sein, eine neue Bauart, die sog. Brunnenfeuerung, zu entwickeln, die mit Hilfe von Drallbrennern die Feuerraumleistung von 120000 auf etwa 350000 kcal/m3st zu steigern gestattet. Ganz besondere Bedeutung haben bei der Kohlenstaubfeuerung wassergekühlte Wände, da sie erst das Arbeiten mit höherer Feuerraumleistung und stark vorgewärmter Luft ermöglichen, ohne die Haltbarkeit der Feuerraumwände zu verringern. In Amerika hat man außer Kühlrohren noch Strahlungsüberhitzer in den Feuerraumeingebaut, weil es bei Kesseln mit Kohlenstaubfeuerung schwer ist, mit den in die Kesselzüge eingebauten Berührungsüberhitzern die gewünschte Dampftemperatur von 350 bis 400° C und darüber zu erreichen. Bei den Mahlanlagen haben sich Ring- und Kugelmühlen besser bewährt, da sie wesentlich geringere Abnutzungen aufweisen als Schlagmühlen. Trotz der großen Vorzüge der Kostfeuerung vor allem für Rohbraunkohle bietet die Kohlenstaubfeuerung in vielen Fällen außerordentliche Vorteile. Sie eignet sich vorzüglich für Großkessel und solche Kessel, die rasch ihre Leistung ändern sollen, wie etwa die Kessel für Spitzenbelastung in Elektrizitätswerken. Von besonderem Nutzen ist sie dort, wo man billigen Brennstoff verfeuert, der auf Rosten wegen der Eigenschaft seiner Schlacke oder wegen der Feinheit seines Kornes nur schwer oder mit schlechtem Wirkungsgrad verbrannt werden kann. Die Aufgaben der Feuerungstechnik bestehen in nächster Zeit darin, Aufklärung darüber zu schaffen, welche Brennerbauart am günstigsten wirkt, wo die Brenner am zweckmäßigsten angebracht werden müssen, wie hoch man die Feuerleistung wirklich steigern darf, wie man auch bei mittleren und kleinen Kesseln die Feuerraumwände haltbar machen und durch einfache Anlagen möglichst ohne Vortrocknung die Kohle vermählen kann. Im Dampfkesselbau kann als wichtiger Fortschritt die Einführung von Großkesseln mit Heizflächen von 1000 bis 2000 m2 bezeichnet werden. Dadurch wird der Kesselwirkungsgrad erhöht, Platzbedarf und Baukosten des Kesselhauses sowie der Aufwand für Bedienung wesentlich verringert. Einen weiteren Schritt nach vorwärts bedeutet der neue Dampferzeuger der Combustion Engineering Corp. Die hier eingebaute Feuerung ist eine Kohlenstaubfeuerung mit Brennern, die aus den Ecken des Feuerraumes gegen die Mitte zu blasen. Der Kessel besteht in der Hauptsache aus den Kühlrohren der vier Seitenwände. Hinter dem Kessel sind ein Ueberhitzer und ein Luftvorwärmer eingebaut. Der erste Probekessel soll bei einer Heizflächenbelastung von etwa 150 kg/m2st einen Wirkungsgrad von rd. 90 v.H., bezogen auf den unteren Heizwert, ergeben haben. Bei diesem neuen Dampferzeuger ist in weitgehendem Maße von der Wärmeübertragung durch Strahlung Gebrauch gemacht worden, so daß man ihn deshalb mit Recht als „Strahlungskessel“ bezeichnet. Mit starker Ausnutzung der Wärmeübertragung durch Strahlung arbeitet auch der neue „Einzugkessel“ von Edge-Moor, der Atenos-Kessel und der Bettington-Kessel der Linke-Hofmann-Werke. Die Strahlungskessel verdienen wegen ihrer Einfachheit und großen Leistungsfähigkeit ganz besondere Beachtung. Wenn sich diese Bauart bewährt, was sehr wahrscheinlich ist, so wird man die nächste Aufgabe darin sehen müssen, die Strahlungsübertragung auch bei den mit Rosten ausgerüsteten Kesseln in noch höherem Maße als bisher durchzuführen. Große Heizflächenbelastungen von mindestens 50, vielleicht sogar 100 kg/m2st, und hohe Wirkungsgrade bis zu 90 v.H. und mehr müssen, wenn man nach den günstigen amerikanischen Nachrichten über Strahlungskessel urteilt, von den in nächster Zeit zu bauenden Kesseln verlangt werden. Der Bau so hochwertiger Kessel würde durch die weitere Erforschung der Wärme- und Strömungsvorgänge in den Feuerungen und Kesseln sehr erleichtert werden. Auf die Bedeutung der wichtigen Frage der Gas- und Flammenstrahlung für die Wärmeübertragung in Oefen und Kesseln hat Schack als erster hingewiesen. Der Einfluß der Länge des Rauchgasweges, des Rohrdurchmessers, der Rohrleitung und der Zahl hintereinander angeordneter Rohre in den Rohrbündeln auf die Wärmeübertragung des Kessels ist auch noch nicht genügend bekannt. Weiterhin würde es von Nutzen sein, die Frage des Wasserumlaufes, der für die Betriebssicherheit der Kesselkonstruktion von größter Bedeutung ist, durch Versuche zu klären. Dipl.-Ing. Willy Abendroth. Die Entschwefelung von Eisen durch das Mangan. Die folgenden Versuche sollten zu der Frage Stellung nehmen, ob die bekannte Gleichung Mn + FeS = MnS + Fe umkehrbar sei. Es wurden zu diesem Zweck 6 Proben von 200 gr Elektrolyteisen ohne Mangan und ohne Schwefel in einem Zirkontiegel in einem elektrischen Widerstandsofen geschmolzen. Zu den Proben 2, 3 und 4 setzte man 2 und 4% Mangan mit 0,50% Schwefel, zu den Proben 5, 6 und 7 metallisches Mangan und Eisensulfid hinzu, um die gleichen Mengen Mangan und Schwefel zu erhalten wie in den Proben 2, 3 und 4. Das Bad wurde 1 Stunde lang flüssig erhalten, dann zu kleinen. Barren vergossen. Die Ergebnisse selbst sind folgende:
Ver-such AufgegebenesMaterial Zusätze Analysen Mangan Schwefel Mangan Schwefel 2 MnS + Mn 1,0   0,452   0,636 0,367 3 MnS + Mn 2,0 0,50 1,57 0,310 4 MnS + Mn 4,0 0,50 2,81 0,230 5 FeS + Mn 1,0 0,50   0,647 0,397 6 FeS + Mn 2,0 0,50 1,45 0,374 7 FeS + Mn 4,0 0,50 2,75 0,195
Man sieht, daß das Mangansulfid selbst in Anwesenheit eines Manganüberschusses sich in Eisensulfid umbildet und in das Metall übergeht, so daß die Reaktion umkehrbar ist. Je größer der Manganüberschuß, um so weniger Schwefel ist im Metall vorhanden, welches auch immer seine Art sein mag (MnS oder FeS). (Technique Moderne.) K. Sublimation und Kristallisation der Metalle. Bei der Erwärmung von in einer Eisenröhre eingeschlossenem Nickelchlorid bei 800° hat die hierdurch hervorgerufene Zementation eine Trennung von Eisenschichten in einer Dicke von einigen Zehnteln Millimeter verursacht. Aehnliche Versuche mit einem an seinem unteren Ende von Chromchlorid umgebenen Kupferstab in einer Eisenröhre ergaben nach 24stündiger Erhitzung auf 800°: 1. die Zementation des Stabes auf seiner ganzen Länge; diese Erscheinung ist an den Berührungsstellen mit dem Salz mehr ausgeprägt als an dem durch die Dämpfe getroffenen Teil; 2. einen Niederschlag von metallischem Chrom an den Teilen des Kupferstabes, die mit dem Salz nicht in Berührung gekommen sind; 3. die Bildung von Kupferkristallen rhom-boedrischer Form. Es besteht demnach eine Sublimation der Metalle in Berührung mit Salzen. Diese Metalldämpfe entstehen durch die Reduktion der Chloride. Schließlich scheint die Zementation der Metalle durch die Salze von der Dampfabsorption der Salze herzurühren. (Comptes Rendus.) Dr.-Ing. Kalpers.