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jDer Siegeslauf der Technik.

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Unter ftMtwirkung von

Präsident des Verwaltungsrats der Gotthard bahn ft. ftbt. prof. Dr. L. ftmbronn, Oberingenieur am Bayerischen ©emerbemufeum Fr. Barth, Dr. 6. Berdel, Dr. Berendes, Dr. t\>. Bersch, ft. Blanckertz. Geh. Oberbaurat ft. Blum, Ingenieur R. Dominik, k. k. Rofrat Dr. 3. fix Oder, fteg.-ftat 0. Fritz, Vi?edirektor der k. k. Rot- und Staatsdruckerei i. ft., prof. Dr. C. Fruwirth, Geh. fteg.-ftat R. Glafey, prof. ft. Raußner, Ingenieur S. Rerzog, Rauphnann a. D. ft. Rildebrandt, Dr. S. ^ellinek, Gerichtschemiker Dr. p. (Jeferid), Dr. F. Aoristen, fteg.-ftat a. D. G. Kern-mann, Ingenieur und Kommissar im k. k. Patentamt ft. Klaude, Ing. C. Matschoß, Gerufsbrandmeister a. D. Dr. med. F. Lienz, Dr. B. fttüller, wirklicher Geh. Oberbaurat C. ftiüller, Geh. Rof-rat prof. 0. fDüller, Dr. ft. Neuburger, Marinebaumeister a. D. G. Neudeck, prof. R. Oh. Nußbaum, Dr. 0. praetorius, priv.« Doz. Dr. p. ftohland, prof. Dr. G. Schultz, Dr. L. Sieder, Diplom-Ingenieur N. Stern, Dr. F. Doggenburg, Dr. phil. 0. Volz, Fregattenkapitän z. D. p. Walther

herausgegeben von Seh. Ttegierungsrat

' Max ©eitel.

Erster Sand.

fßit 586 Abbildungen im Cext und 17 Kunstbeilagen.

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Union Deutsche Verlagsgesellschaft ♦ Stuttgart, ^Berlin, Leipzig.

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Nachdruck verboten.

Alle Rechte, insbesondere das der Übersetzung, vorbehalten.

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Druck der Union Deutsche Verlagsgesellscfjaft in Stuttgart.

Inhaltsübersicht.

Einleitung.

Das Wesen und die Bedeutung der Technik. Von Geh. Regierungs-

rnt Max Geitel...................

Einst und jetzt. — Der Begriff der Erfindung. — Empirie und Wissenschaft. — Die Natur als Lehrmeisterin der Technik. — Die Baustoffe. — Kleinbetrieb und Großbetrieb. — Statistisches. — Der Patentschutz. — Der erzieherische Einfluß derTechnik auf die Menschheit. — Die Unvollkommenheit des Menschenwerkes.

Seite

Die Fesselung und Verwertung der Haturkräfte.

Die Erzeugung und Verwertung von Wärme und Licht. Von

Hans Dominik.

I. Die Heiz- und Leuchtstoffe..............

Die Gewinnung des Feuers. — Die Verbrennung. — Das Holz. — Die Holzkohle. —Der Torf. — Die Braunkohle. — Die Steinkohle. — Schwarze und „weiße" Kohle. — Die Brikettfabrikation. — Die flüssigen Brennstoffe. — Die gasförmigen Brennstoffe.

II.    Die Erzeugung von Wärme..............

Das Kaminseuer. — Die Öfen. — Die Zentralheizung. — Der Petroleumofen. — Die elektrische Heizung. — Das Kochen. — Der Schornstein. — Die Dampfkessel.

III.    Die Erzeugung von Licht...............

Der Kienspan. — Die Öllampen. — Die Kerze. — Photometrisches. — Das Steinkohlengaslicht. — Das elektrische Bogenlicht. — Das elektrische Glühlicht. — Der Regenerativbrenner. — Das Auerlicht. — Die Nernstlampe. — Die Tantallampe. — Die Osramlampe. — Das hängende Gasglühlicht. — Der Fernzünder. — Das Petroleum- und das Spiritusglühlicht. — Die Flammenbogenlampe. — Die Quecksilberdampflampe. — Das Azetylenlicht. — Die Sicherheitslampe. —

Licht. — Die Teslaströme.

Die Erzeugung und Verwertung von Kraft

I. Allgemeines. Von Dr. Albert Neuburger

Das Gesetz von der Erhaltung der Kraft. — Der Nutzeffekt. — Die Pferdekraft und die Kilowattstunde. — Volt, Ampere, Watt. — Das Perpetuum mobile. — Praktisches über den Nutzeffekt. — Die direkte Umwandlung der Kohle in Elektrizität. — Die Ausnutzung der Hochofengase, der Torfmoore und der Wasserkräfte. — Die Kraftübertragung.

II. Die tierischen Motoren. Von Dipl.-Jng. N. Stern.....

Das Tretrad. — Der Göpel.

Kaltes und warmes

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154

Seite

III.    Die Windmotoren. Von Dipl.-Jng. N. Stern.......

Die Windmühlen. — Die Windmotoren im engeren Sinne. — Die Windturbine.

IV.    Die Wassermotoren. Von Dipl.-Jng. N. Stern.......

Die Wasserräder. — Die Wasserturbinen. — Die Wasserkraftwerke am Niagara.

V. Sie Dampfmaschine n.

a)    Allgemeines. Von Geh. Regierungsrat Max Geitel. . . 187 Gesättigter und überhitzter Dampf. — Die Wirkungsweise der Dampfmaschine. — Der Kondensator. — Die Zwillingsdampfmaschine. — Die Woolfsche Maschine. — Die Kompound- oder Verbundmaschine.

b)    Die Entwicklung der Dampfmaschine. Von Konrad

Matschoß....................

Papins Maschine. — Die „Feuermaschine" und die atmosphärische Maschine.—Die Wattsche Dampfmaschine.— Die Hochdruckdampfmaschine. —

Die Corlißmaschine—DieVentilmaschine. —Die Zweifach- undMehrfach-expansionsmaschine. — Die Westinghousemaschine. — Die Lokomobile. —

Die Dampfturbine.

VI. Die Verbrennungskraftmaschinen. Von Oberingenieur Friedrich Barth......................

Die Gasmotoren. — Die Ölmotoren. — Die Sauggasmotoren. —

Die Großgasmaschine. — Die Heißluftmaschine. — Die^ Kaltdampfmaschine.

VII. Die elektrische Starkstromtechnik.

a)    Die Elektromotoren. Von Dr. Albert Neuburger . . 269 Die Induktion. — Das dynamoelektrische Prinzip von Werner von Siemens. — Gleichstrom, Wechselstrom, Drehstrom. — Die Dynamomaschinen und die Elektromotoren. — Die Transformatoren. — Die Akkumulatoren. — Die Niagarakraftwerke. — Praktische Anwendungsformen der Elektromotoren.

b)    Die Gefahren des elektrischen Stromes. Von Dr.

S. Jellinek ...................

Der Grad der Gefährlichkeit. — Die Äußerungen der Gefährlichkeit. — Praktische Beispiele.

VIII. Sonstige Motoren. Von Geh. Regierungsrat Max Geitel und

Dr. Albert Neuburger.................

Die Kapillarmaschine. — Die motorische Ausnutzung des wechselnden Luftdruckes, der Sonnenwttrme, der Meereswellen und der Ebbe und Flut. — Die Wassersäulenmaschine. — Motor für flüssige Luft.

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Oie Gewinnung und Verarbeitung der t?of)ftoffe.

Oie Ndetallinclustrie.

I. Bergbau und Hütten wes en. Von Dr. Alb ert Neuburger . 311 Allgemeines. — Die Bergwerke. — Eisen. — Gold. — Silber. — Platin.

- Quecksilber. - Kupfer. - Blei. - Zinn. - Zink. - Nickel und Kobalt.

— Aluminium.

Seite

II. Die Verarbeitung der Metalle. Von Dipl.-Jng. N. Stern . 398

Einleitung. — Das Gießen. — Das Schmieden und Pressen. — Das Schweißen. — Das Löten. — Das Walzen und Ziehen. — Das Drehen und Bohren. — Das Hobeln, Fräsen und Schleifen. — Die Verschönerungsarbeiten und die Montage.

III.    Praktische Beispiele aus der Verarbeitung der Metalle 494 Die Fabrikation der Ketten. Von Hans Dominik. — Die Fabrikation der Münzen und Medaillen. Von Hans Dominik. — Die Herstellung der Glocken. Von Hans Dominik. — Die Fabrikation der Achsen und Räder der Eisenbahnfahrzeuge. Von Hans Dominik. —

Die Herstellung der Nadeln. Von Dipl.-Jng. N. Stern. — Die Herstellung der Röhren. Von Hans Dominik. — Die Herstellung der Panzerplatten. Von Dipl.-Jng. N. Stern. — Kunstschmiedearbeiten.

Von Geh.Regierungsrat Max Geitel.

IV.    Die Metallindustrie im Leben der Völker. Von Geh. Regierungsrat Max Geitel.................

Die Industrie der Steine und £rden.

I. Die Gewinnung und Verarbeitung der Steine einschließlich der Edelsteine. Von Hans Dominik.........

Die Werkzeuge der Steinzeit. — Der Steinbruchbetrieb. — Die Maschinen für Steinbearbeitung. — Der Diamant. — Die wichtigsten Edelsteine. — Das Kochsalz. — Der Schwefel. — Die Edelerden.

II.    Die Fabrikation der Ziegel, des Gipses, des Zements,

der Kunststeine. Von Privatdozent Dr. P. Rohland.....

Die Rohmaterialien und deren Behandlung. — Die Ziegelpresse. — Das Brennen der Ziegel. — Die feuerfesten Steine. — Der Gips. — Der Zement. — Die Kunststeine.

III.    Die keramische Industrie. Von Dr. Eduard Berdel .... 605 Die Rohmaterialien. — Der Töpferofen. — Das Porzellan. — Das Steingut. — Die Gewinnung und Verarbeitung des Tons. — Die Formgebung. — Das Brennen und Glasieren. — Die keramischen Öfen.

IV.    Die Glasfabrikation einschließlich des Mosaiks und des Emails. Von Dr. Bernhard Müller

Die Rohmaterialien. — Die Öfen. — Das Glasblasen. — Das Gießen. —

Das Blasen mittels Maschinen. — Das Tafelglas. — Die Verzierungsarbeiten. —

Baumaterial.

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Das Email. — Das Glasmosaik. —• Das Glas als

Die FtoI?indu|trie. Von Geh. Regierungsrat Max Geitel . .

Die Eigenschaften des Holzes. — a) Die Gewinnung des Holzes. — Der Transport des Holzes zur Stätte der Verarbeitung. — d) Die Verarbeitung des Holzes. — Die Sägemühlen. — Die Herstellung der Furniere. — Die wichtigsten Holzbearbeitungsmaschinen. — Die Fabrikation der Stab- und Parkettfußböden. — Die maschinelle Herstellung der Holzfässer. — Die Herstellung der Holzwolle. — Das Holzflächenornament.

Verzeichnis der Kunstbeilagen.

1.    Vertikalschnitt durch ein Steinkohlenbergwerk (Titelbild)

2.    Fahrt der Arbeiter zur Baustelle am Leuchtturm auf Beachy Head

3.    Waldinneres aus der Steinkohlenzeit..........

4.    Vertikalschnitt durch eine Francis-Doppelturbine von 13000 Pferdekräften der Electrical Development Company an den Niagarafällen

5.    Otto von Guericke führt aus dem Reichstag zu Regensburg am 17. Mai 1654 seinen Versuch mit den luftleeren Halbkugeln vor

6.    Die Maschinenhalle der Zentrale Moabit der Berliner Elektrizitätswerke .....................

7.    Sonnenmotor bei Los Angeles in Kalifornien.......

8.    Die Hochofenanlage der Kruppschen Friedrich-Alfred-Hütte in

Rheinhausen...................

9.    Friktionsspindelpresse................

10.    Das Eisenwalzwerk. Nach dem Gemälde von A. von Menzel .

11.    Das Schmieden eines Lokomotivrades. Nach einem in der Villa Borsig in Berlin-Moabit befindlichen Gemälde von Paul Meyerheim

12.    Modell eines Küstenforts mit Panzerturm für zwei 28em-Kanonen

13.    Joly-Treppe mit Kunstschmiedegeländer in einem Warenhaus .

14.    Alt chinesische Porzellanvase aus der Königl. Porzellansammlung

im Johanneum in Dresden..............

15.    Tiere aus Steinzeug. Angefertigt in der Königl. Keramischen

Fachschule in Höhr.................

16.    Die letzte Fahrt eines Königs der kalifornischen Wälder . . .

17.    Maschine zum Schneiden von Holzpflasterblöcken. Tagesleistung:

240000 Blöcke...................

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Vertikalfd)nitt durd) ein Steinkohlenbergwerk, (siehe Seite «.)

1.    J-örderkorb auf der oberen Hängebank. ; 5. Handgöpel.

2.    Förderkorb auf der Mittelsohle.

3.    Mündungen von Wetterstrecken.

4.    Abteufen eines Hilfschachtes.

6. Bremse.

7.    Gegengewicht.

8.    Abbaustrecken d. Wettertüren geschlossen.

9. Türstockzimmeruug in der Grundstrecke (Holz).

10.    Türstockzimmernng i. d. Grundstr. (Holz u. Eisen).

11.    In Mauerwerk geführte Grundstrecken.

12.    Schwebe, Abbau vom Hangenden (aufwärts).

1!. Abbau vom Hangenden (aufwärts), ir. Abbau vom Liegenden (abwärts).

li) . Nerdrückte Förderstrecken.

lj) . Zimmerung bei Nachfall.

17.    Saugrohr (im Schachtsumpf).

18.    Rohrleitungen.

19.    Kohlenzug mit Pferdebetrieb.

20.    Kohlenzug mit Maschiuenbetrieb. | 24. Förderseile.

21.    Förderkorb mit gefüllten Kohlenwagen.

22.    Förderkorb mit leeren Kohlenwager..

23.    Tübbings.

25. Eisernes Seilscheibengerüst 29. Wasserbassin.

30. Dampfaufzug

26.    Fördermaschine.

27.    Dampfkabel.

| 28. Preßlustmaschine.

31. Kreiselkipper (zum Abstürzen der Berge).

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Abb. 1. Ein Schornstein des Dampfers „Kaiserin Auguste Viktoria" der Hamburg-Amerika-Linie.

Einleitung.

Das Wesen und die Bedeutung der Dechnik.

ernt mein Leben war schön, weil es wesentlich erfolgreiche Mühe und nützliche Arbeit war."---- Mit

diesen ebenso stolzen wie berechtigten Worten beschließt einer der größten Geister die jemals als Jünger der Technik gestrebt und gekämpft haben, Werner von Siemens, seine „Lebenserinnernngen".

Erfolgreiche Mühe und nützliche Arbeit! In ihrem Zeichen hat sich der gewaltige Siegeslauf der Technik vollzogen und in ihrem Zeichen steht auch jede Zeile unseres der Darlegung dieses Siegeslaufes gewidmeten Werkes.

Alles das, was wir der Technik in ihren modernen, hochentwickelten Erscheinungs- und Betätignngsformen zu verdanken haben, ist die Folge der sich durch die Jahrtausende hindurch aneinanderreihenden großen und kleinen Erfindungen gottbegnadeter Geister.

Die großartigen Triumphe, welche die moderne Technik im Zeitalter ihrer wissenschaftlichen Ausgestaltung, im Zeitalter des Dampfes und der Elektrizität in schneller Aufeinanderfolge erringt, sind nur allzusehr geeignet, den Maßstab zu verschieben, den wir bei der Würdigung der technischen Leistungen unserer Urväter und Väter anzuwenden haben, wollen wir denselben völlig gerecht werden.

Mit Recht sagt Lazarus Geiger in den Vorträgen zur Entwicklungsgeschichte des Menschen bei Besprechung der Wichtigkeit des Hammers, den man füglich als potenzierte Menschenfaust ansprechen sann: „So groß der Gegensatz einer Dampfmaschine unserer Tage mit dem ältesten Stein-hammer immer sein mag: dasjenige Geschöpf, welches zuerst seine Hand mit einem solchen Werkzeuge bewaffnete, welches vielleicht einen Fruchtkern zum ersten Male auf diese Weise einer harten Schale abgewann, es mußte, so scheint es, einen Hauch jenes Geistes in sich verspüren, welcher einen Entdecker unserer Zeit unter dem Aufblitzen eines neuen Gedankens beseelt." —

Siegeslauf der Technik. I.

schied in der Beherrschung des toten Stoffes vollzieht sich beispielsweise zwischen der unter unsäglichen körperlichen Anstrengungeit dem Stein abgerungenen Bohrung des Beiles der Urzeit (Abb. 2) und der 45 m langen, hohl ausgebohrten welle (9166.3),mit welcher die Firma Fried. Krupp 9l.G. auf der Düsseldorfer ' Ausstellung 1902 die gesamte technische Welt nicht minder in Erstaunen versetzte wie die Laienwelt.

Wenn sich bei einer großen Zahl unserer Zeitgenossen die Bewertung der technischen Leistungen unserer Väter auf einer sehr niedrigen Höhe bewegt, so kann dies von Haus aus nicht allzusehr überraschen und findet zwanglos eine Erklärung in dem gewaltigen Unterschiede zwischen dem Einst und dem Jetzt.

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Abb. 2. Steinbeil der Urzeit

Dort das alte Wikingerschiff, auf dessen schwankenden Balken die alten Meerkönige die Fluten durchfurchten (Abb. 4), dem Spiele der Elemente ausgesetzt, und hier der gewaltige Ozeanriese der Jetztzeit, der die Tausende, welche sich ihm anvertrauen, ohne eine wesentliche Änderung der gewohnten Lebensführung sicher zu den fernsten Breiten dahinträgt und von dessen ungeheuren 9lbmessungen die 9lbb. 1 und 5 einen Begriff geben.

9lus Schlingpflanzen, brüchigen Seilen und rohem Gebälk spinnt der Bewohner Afrikas gleich seinen Urahnen den schwankenden Steg über den seineir Pfad durchquerenden Fluß (Abb. 6).

Nur wenige Schritte trennen sein zerbrechliches Bauwerk von einem der höchsten Triumphe moderner Technik, von der in schwindelnder Höhe über die Stromschnellen des Zambesi dahingeführten Brücke der Kap-Kairo-Bahn (9166. 7).

Im .Kampf mit den Tieren der Wildnis und seinen Feinden mußte der Mensch alsbald darauf sinnen, seine natürlichen Verteidigungs- und Angriffsmittel zu ergänzen durch Waffen zu Schutz und Trutz. Welch kaum faßbarer Unterschied drängt sich uns hier wiederum auf bei Vergleichung des nur über

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Abb. 3. 45 m lange, hohl ausgebohrte Stahlwelle der Firma Fried. Krupp A.G.

~~~j wenige Meter mit

fem Geschoß dem |H Feinde entgegen« mmmmmm sendenden Schlen-WWMN derers (Abb. 8) Mawwi^ nndderTragweite unserer modernen Geschütze (Abb. 9 uni) 10).

Allmählich begann das Bedürf-g nisnach Übermittlung von Nachrichten sich geltend

zu machen, ohne Anssendnng von Boten, durch Zeichen, die von Ort zu Ort dahingegeben wurden. Die ersten Leuchtfeuer flammten an den Küsten, den Bergen auf und gaben Knude von wichtigen Ereignissen oder dienten zur Kennzeichnung der sicheren Fahrstraße der Schiffe.

Unsere in Abb. 11 dargestellte Medaille von Abydos läßt, anknüpfend an die Sage von Hero und Leander, die Urform des znm Signalisieren und zur Nachrichtenübermittlung dienenden Leuchtturms erkennen, der in seiner späteren erfolgreichen Ausgestaltung Walter Scott gelegentlich eines im Jahre 1811 ausgeführten Besuches des von Robert Stevenson erbauten Leuchtturmes Bell-Rock zn folgenden sinnigen Versen begeisterte:

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Abb. 4. Ein in Norwegen ausgegrabenes Wikingerschiff.

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Abb..5. Promenadendeck des Schnelldampfers „Kaiser Wilhelm der Große" v. Norddeutschen Lloyd.

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Abb. 6. Eine Hängebrücke der Ureinwohner Zentralafrikas.

Der Leuchtturm spricht:

Fern in der See — am einsamen Strand —

Auf tückischer Klippe — am Felsenrand HE ich Wacht!

Ein hell erglänzender Edelstein Im dunkelen Haare der Nacht.

Im Sturmestoben,

Im Kampf mit den Wogen

Grüßt den Seemann mein warnendes Licht.

Ich führ' ihn sicher durch Nacht und Graus,

Ich leite ihn heimwärts ins Vaterhaus!

Hell leuchtend selbstlos von hoher Wacht Ms Liebesstern durch die Schrecken der Nacht.

Aus der Nachrichtenübermittlung durch Flammenzeichen entwickelt sich allmählich eine weitere Ausgestaltung des Nachrichtenwesens, es folgt die

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Abb. 7. Die Brücke über den Zambesi im Bau, mit Schutznetz gegen das Abstürzen

der Arbeiter.

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Übermittlung des in Zeichen umgesetzten Wortes, des gesprochenen Wortes und schließlich als höchster Triumph die telegraphische Übermittlung des Bildes (Mb. 12).

Was das Altertum in der Sage von Dädalus nur vorzuahnen wagte, den Verkehr durch die Luft, haben unsere Tage in die Wirklichkeit umgesetzt.

Was noch vor einem Jahrhundert, als Napoleon eine Invasion Englands plante, den Gegenstand geistreicher Karikatur bildete (Abb. 13), die Anwendung des Luftballons als ernsthaft zu nehmendes Kampfmittel, ist jetzt zur Tat geworden und fand einen sichtbaren Ausdruck in der im Jahre 1906 von Berlin aus veranstalteten Verfolgung einer Anzahl von Luftballonen durch das modernste Verkehrsmittel, das kilometerfressende, von der tierischen Zugkraft emanzipierte Straßenfuhrwerk, das Automobil (Abb. 14).

Wir haben aus dem weiten Gebiet der Technik nur wenige besonders lehrreiche und überzeugende Beispiele herausgegriffen, um den Üuterschied zwischen dem Einst und dem Jetzt zu kennzeichnen. Ausgabe der Einzelkapitel dieses Buches wird es sein, dies des näheren auf den zahlreichen Sondergebieten technischer Betätigung auszuführen.

Wenn wir im nachfolgenden es unternehmen, den Siegeslauf der Technik zu beschreiben, wird die uns gestellte Aufgabe wesentlich darin bestehen, in historischer Treue eine Aneinanderreihung der wichtigsten Etappen der Entwicklung der zahlreichen Gebiete der Technik zu bieten. Eine Unzahl hervorragender Leistungen vonMenschengeist wird uns beschäftigen und gebührendes Lob wird unseren großen Erfindern gespendet werden. Eine große Zahl bahnbrechender Erfinder

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Abb. 9. Bestreichungsfeld der Kruppschen 30,5 ern-Küsten-kanone von Düsseldorf aus.

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Abb. 10. Höhe der Flugbahn eines Geschosses auf 18 km Entfernung.

entzieht sich leider dieser Huldigung durch den Umstand, daß ihre Namen im Laufe der Jahrtausende klanglos verrauscht sind.

Kein Lied, kein Heldenbuch hat der Nachwelt die Namen der gottbegnadeten Sterblichen übermittelt, die zuerst die Kraft der Hebelwirkung, des Keiles, der Rolle, dieser wichtigsten und elementarsten Hilfsmittel der Technik, erkannten und im Kampfe mit der rohen Materie erfolgreich ausnutzten.

Angesichts der Tatsache, daß der Siegeslauf der Technik sich als die Aneinanderreihung einer Unzahl großer und kleiner Erfindungen darstellt, liegt die Frage nahe: „Was ist eine Erfindung?" Viele unserer Leser werden erstaunt sein, daß diese Frage überhaupt gestellt werden kann, und mancher wird annehmen, daß die weitestgehende Einigkeit über den Begriff der Erfindung herrschen müsse, insbesondere unter den Leuten vom Fach. Das ist nun aber durchaus nicht der Fall und die geistreichsten Männer der Technik und der Rechtswissenschaft, welch letztere in einem ihrer wichtigsten Zweige dem Schutze des Erfinders dient, haben sich bisher vergeblich bemüht, eine allgemein anerkannte Definition des Begriffs „Erfindung" zu geben. Aus der großen Zahl der gegebenen Definitionen lassen wir nachstehend nur zwei folgen, und zwar stammt die eine von einem der hervorragendsten deutschen Techniker und die andere von einem der hervorragendsten deutschen Rechtsgelehrten her.

Nach R e u l e a u x ist die Erfindung „eine Einrichtung oder ein Erzeugnis auf gewerblichem Gebiete, welches bezüglich eines Stoffes oder eines Werkzeuges oder eines Verfahrens oder der Zusanimensetzung der zur technischen Wirkung vereinigten Teile von bestehenden Einrichtungen und Erzeugnissen durch weitergehende Wirkung abweicht".

Nach Köhler ist die Erfindung „eine zum technischen Ausdruck gebrachte Jdeenschöpfung des Menschengeistes, die der Natur eine neue Seite abgewinnt und hierdurch mit Erfolg darauf abzielt, durch Benutzung von Naturkräften menschliche    zelrichtungen der Technik

Postulate zu erfüllen".    vollziehen konnte. Die

Der gewaltige Un-    hier in Betracht tont»

terschied zwischen dem    [£Jg    menden Faktoren sind je

Einst und dem Jetzt legt |f m\’J, V    > nach den Einzelgebieten

die Frage nahe, welche Umstände dafür maßgeb- Y|| lich gewesen sind, daß sich im Laufe der Zeit, insbesondere aber int Laufe des letzten Jahrhunderts,

eilt so sieahafter Fort- »pparate. (Verlag Don Dt. Dlbenbourg ¹    10/1    in München.)

jj    sehr mannigfaltig und

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JJ    verschieden. Immerhin

Abb. 11. Medaille von Abydos.

Aus Veitmeyer, Leuchtfeuer und Leucht-

lassen sich aber gewisse für das Gesamtgebiet der Technik maßgebliche Umstände feststellen.

schritt der gesamten Ein

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gebaut werden konnten. Ruhm und Ehre daher nicht nur den großen Technikern, sondern nicht minder auch den ihren ___ Zeitgenossen weit [mB vorauseilenden •,•‘■'1 und darum leider F fl nur zu oft als un-|H|| praktisch verschrie-neu Gelehrten, von deren Arbei-

Als Wesentlichsterund grundlegender Faktor ist hier zu nennen der Ersatz der rohen Empirie ^ der nackten, reinen Erfahrung durch die auf Grund der Wissenschaften, insbesondere der Mathematik und der verschiedenen Zweige der Naturkunde geklärte Auffassung der Techniker über das Wesen der Naturkräfte und der zu ihrer Fesselung zu Gebote stehenden Mittel. Der Techniker von heute muß gleich heimisch sein in der stillen Stube des Gelehrten wie in der ge-räuschdurchbebten Werkstatt der Fabrikbetriebe.

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ten Justus von Liebig treffend sagt, daß sie unternommen werden „ohne Aus-

strengster Wissen- Abb. 12. Ein durch elektrische Fernphotographie sicht auf Gewinn schaftlichkeit auf- ü6ertm9enes    ^ ***' und ohneAnspruch

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-ErmußdieAuf-fassung des auf hoher einsamer Warte stehenden Gelehrten ebensogut zu verstehen und zu würdigen wissen wie die Anschauung des Arbeiters, in dessen schwielige Faust er das moderne

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Werkzeug legt. Groß ist die Zahl

der Erfindungen, die nur auf Grund

auf Dank; der, welcher sie vollbringt, hat nur selten das Glück, ihre nützliche Anwendung zu erleben; er kann das, was er errungen hat, auf dem Markte des Lebens nicht verwerten, es hat keinen Preis und kann nicht bestellt und erkauft werden".

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Die ersten Waffen, die ersten Werkzeuge, die sich der Mensch ersann, wurden unwillkürlich unter dem Gesichtspunkte erschaffen, daß sie gewisse natürliche, angeborene Organe ergänzen oder ersetzen sollten. So erfand der Mensch in Nachahmung der geballten Faust den Hammer, in Nachahmung der Fingernägel und der Zähne das Messer und die Säge. Das Ruder schuf er in Anlehnung an die Schwimmfüße der Wasservögel, die Pfeife als Nachahmung der Sprechorgane, das Schiff als Nachahmung des Körpers der Schwimmvögel. Derartiger bewußter Anlehnungen an die von der Natur gebotenen Vorbilder lassen sich noch eine große Anzahl anführen bis zu den Bestrebungen der jetzigen Aviatiker, die die Lösung des Flugproblems durch Nachahmung des Flugapparates der Meisterflieger unter den Vögeln streben. Hierher gehört auch das Dampfroß, das Brunton im Jahre 1813 ersann, und das sich in der Weise bewegte, daß mehrere die Beine des Pferdes nachahmende Hebel, durch Dampfkraft angetrieben, abwechselnd sich gegen den Erdboden stemmten.

Eine derartige Übertragung der natürlichen Waffen und Werkzeuge hat Kapp treffend als Organprojektion bezeichnet. Wenngleich die jetzige moderne Technik infolge ihrer weitgehenden Ausgestaltung zahllose Werk-

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Erfreulicherweise gehören derartige Katastrophen z

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Abb. 13. Witzbild aus dem Jahre 1804 auf den von Napoleon I. geplanten Übergang

nach England.

zeuge und Hilfsmittel aufweist, deren Zusammenhang mit den natürlichen Organen nicht nachzuweisen ist, so taucht doch auch jetzt noch hin und wieder vor dem staunenden Auge des Forschers das Beispiel einer solchen Organprojektion auf, und zwar dort, wo dasselbe kaum zu ahnen war.

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Ein solches Beispiel bildet die innere Struktur des menschlichen Oberschenkelknochens.

Abb. 14. Verfolgung eines Luftballons durch Automobile.

Wenn wir das Innere eines menschlichen oder tierischen Knochens beobachten, so erblicken wir dort das scheinbar regellose und willkürliche Gewirr der sogenannten Spongiosabälkchen (Abb. 15 und 16.), deren Bedeutung erst allmählich seitens der Anatomen erkannt worden ist. Schon der englische Anatom Ward wies in seiner im Jahre 1838 erschienenen Osteologie auf die Übereinstimmung des menschlichen Oberschenkelknochens mit den Lastkranen hin. Ein glücklicher Zufall hat es gefügt, daß ein hervorragender Anatom, der Züricher Professor Hermann von Meyer, und ein hervorragender Ingenieur, der Züricher Professor Entmann, sich im Jahre 1867 zusammenfanden und feststellen konnten, daß die inneren Knochen-bälkchen des Oberschenkels genau so verlaufen, wie sie der Ingenieur anordnen muß, will er einen Lastenkran theoretisch richtig so konstruieren, wie er nach Maßgabe seiner Beanspruchung bei dem Heben von Lasten konstruiert werden muß. Unsere Abb. 17 zeigt, wie die den Ausleger eines Kranes bildenden Eisenstäbe verlaufen müßten, und läßt die Übereinstimmung mit dem m den Abb. 15 und 16 dargestellten natürlichen Vorbilde auf das deutlichste erkennen. In der Praxis, für welche die Verwertung der Lastenkrane von stetig wachsender Wichtigkeit ist, muß man sich nun aber aus Gründen

der bequemeren Fabrikation damit begnügen, das eiserne Maschennetz des Krans in einer der

Theorie nur im allgemeinen sich anschließenden Form zur Ausführung zu bringen.

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ten Konsequenzen gezogen und an zahlreichen Knochenpräparaten das konstruktive Walten der Natur nachgewiesen. Unsere Abb. 18 läßt beispielsweise erkennen, wie die Natur bei einem Bruche der beiden Unterschenkelknochen die gegeneinander verschobenen Stücke des Wadenbeines durch kleine Hilfskonstruktionen miteinander

Für die Behandlung der Erkrankung von Knochen hat der verstorbene Professor vr. Julius Wolfs in Berlin eine Reihe | von hochinteressan-

vereinte. — Als ein Beispiel der weitgehenden Verwendung der Organprojektion des menschlichen Oberschenkelknochens, des Auslegerkranes, gibt Abb. 19 eine Ansicht des Kuhwärderhafens in Hamburg gelegentlich dessen Einweihung durch den Deutschen Kaiser.

Ein weiteres interessantes Beispiel einer nur dem Forscherauge sich enthüllenden Organprojektion bildet das zylindrische Skelett des Schwammes

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f j Abb.15. Senkrechter ’7?| Schnitt durch einen menschlichen Oberschenkelknochen.

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Abb. 16. Schematische Darstellung der Spon-giosabälkchen im menschlichen Oberschenkelknochen.

Abb. 17 Der Verlauf der Zug- und Drucklinien in dem Ausleger eines Kranes.

Euplectella aspergillum, welches, dem steten Drucke des Wassers ausgesetzt, genau die gleiche Anordnung des Materials aufweist, wie sie der Ingenieur anwendet, wenn er einen durch äußeren Druck beanspruchten zylindrischen Körper mit dem Minimalaufwand von Material konstruieren muß.

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Abb. 18. Geheilter

Die Anwendung der Ergebnisse der exakten Wissenschaft auf die Technik haben sich besonders auch in der Schaffung besserer Baustoffe und in deren rationeller Verwendung geltend gemacht. Hier steht an erster Stelle die Schaffung eines den weitestgehenden Ansprüchen genügenden Eisens als Ersatz des Steinbaumaterials. Man kann den hierdurch zwischen dem Einst und dem Jetzt geschaffenen Gegensatz nicht treffender kennzeichnen, als durch Nebeneinanderstellung der Pyramiden der Pharaonen (Abb. 20) einerseits und des Eiffelturmes (Abb. 21) und der Forthbrücke (Abb. 23) anderseits. Dort die plumpe, durch das Material Bruch beider Unteran eine gewisse Höhenausdehnung und an ein gewisses Maß ichenkelknochen. des zu überspannenden Raumes gebundene, schwerfällige Masse, hier das zu früher nie geahnter Höhe graziös und mühelos emporstrebende, weite Meeresarme überspannende, luftige Netzwerk.

Die Forthbrücke und der Eiffelturm bilden weithin leuchtende Wahrzeichen dessen, was Theorie und Praxis in glücklicher Vereinigung zu leisten vermögen. Besonders das erstgenannte Meisterwerk der modernen Ingenieur-technik, das man nicht zu Unrecht „eine Art Ausschweifung ungezügelten Nutzgrundsatzes" genannt hat, mit seinen hoch über dem Meeresspiegel ausladenden Armen, deren Länge gleich der Höhe des Eiffelturmes ist (Abb. 22), stellt ein Produkt von Wissenschaft und Arbeit dar, wie es vor den Tagen der wissenschaftlichen Vertiefung der Technik völlig undenkbar war.

Bis zu welcher Meisterschaft unsere heutigen Jünger des Hephästos es in der Verarbeitung von Eisen und Stahl gebracht haben, dafür gibt die in

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Abb. 19. Aufstellung der Krane bei der Einweihung des Kuhwärderhafens in Hamburg.

Abb. 20. Ägyptische Pyramiden.

Abb. 24 dargestellte Ramme eines unserer Kriegschifse den sprechenden Beweis. Wie ein Zwerg erscheint der Mensch neben der Schöpfung seiner Hände. Diese soll in mörderischer Seeschlacht das Schiss des Feindes in den Grund bohren, wenn nicht das neueste Kriegsmitlel zur See, das Unterseeboot (Abb 25), dem rechtzeitig zuvorkommt.

Die das Rüstzeug des heutigen Technikers bildenden Wissenschaften fanden überaus dankbare Objekte in dem Dampf, in dem elektrischen Strome und in zahlreichen Stoffen der chemischen Industrien. Die

Erforschung jener modernen Kraftquellen führte zu einer Vervollkommnung der Dampfmaschine und des Elektromotors, die eine Ökonomie und

eine Leistungsfähigkeit von früher nicht geahnter Höhe zeitigte.

Die weitestgehende Ausnutzung der Spannkraft des Dampfes führte zu der Konstruktion der Mehrfachexpansionsmaschine (Abb. 26), der Heißdampfloko-motive (Abb. 28) und der Dampfturbine (Abb. 29), welch letztere schon nach we-

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nigen Jahren einen neuen Rekord für den überseeischen Verkehr schuf. Welch etit Gegensatz zwischen der ersten Stephenson-schen Lokomotive (Abb. 27) und der modernenHeißdampf-lokomotive! Von ersterer sagte Rankine, daß bei ihr keine Formel entwickelt, keine Gleichung gelöst sei, während letztere füglich eine in Metall verwandelte wissenschaftliche Formel genannt werdei: kann.

Abb. 21. Der Eiffelturm.

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Der elektrische Strom führt uns auf

eisernem Pfade sicher hinauf in die Gegenden des ewigen Schnees, in die schweigsame majestätische Welt der Berge (Abb.30). Mit Leichtigkeit überträgt er die ihm innewohnende Kraft weithin über die Lande (Abb. 32). Kaum ein Gebiet menschlicher Tätigkeit ist noch vorhanden, das nicht von der Elektrizität befruchtet würde, von der Goethe einst prophetisch sagte, daß sie das durchdringende Element sei, das alle Vorgänge in der Natur begleite, a l s die eigentliche Weltseele.

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Abb. 22. Forthbrücke und Eiffelturm.

Als sich so die Technik schnell und sicher aus dem engen Banne des Handwerksmäßigen und aus den Fesseln der reinen Erfahrung zu den lichten Höhen der Wissenschaftlichkeit erhob, da war eine andere Wandlung nur noch eine Frage der Zeit, der Übergang vom Kleinbetriebe zum Großbetriebe

Und so sehen wir denn, beginnend mit der Entwicklung der Dampfmaschine, einen Umschwung sich vollziehen, der an die Stelle der zahlreichen Kleinbetriebe den Großbetrieb, die Großindustrie setzt.

Dieser Umschwung ist nicht immer des allgemeinen Beifalls teilhaftig geworden; er hat im Gegenteil zahlreiche Widersacher gehabt, eine Tatsache, die nicht in Erstaunen setzen kann, wenn man bedenkt, daß bei der Bildung der Großbetriebe Tausende selbständiger Individuen in Abhängigkeit von einer einzigen Persönlichkeit gerieten.

Schon das Ungewöhnliche und Neue des äußeren Eindrucks, der einer Gegend durch die Industrie aufgezwängt wird, ist wohl geeignet, zartfühlende Seelen zu verletzen. England mit seinen gewaltigen natürlichen Schätzen an Kohle und Metallen war das Land, in welchem sich die Umwandlung der

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Nach einer Originalaufnahme der Photoglob Co. in Zürich.

Abb. 23. Die Brücke über den Firth of Forth.

idyllischen Landschaft in eine raucherfüllte, lärmende Industrie-stätte zuerst vollzog. Hier war es vor allem die Umgegend von Birmingham, die wegen ihrer durch die Industrie geschaffenen Unwirtlichkeit berüchtigt war. Von ihr machte schon im Jahre 1814der schweizerische Oberstleutnant I o-hann Konrad Fischer folgende abschreckendeBeschrei-bung: „Wem in London der Steinkohlendampf und die dicke Luft zuwider ist, muß nicht nach Birmingham gehen; denn wegen der außerordentlichen Menge von Gießereien, Gewehr-und Klingenmanufakturen, Schmelz- und Glasöfen, Dampfmaschinen und Hammerwerken, Drahtziehereien und Blechfabriken, nebst vielen anderen Altären des Vulkans, ist diese Stadt, die hundertdreißigtausend Einwohner enthalten soll, in eine beständige, im Durchschnitt eine Stunde haltende Rauchwolke erngehüllt, aus der nur die Spitzen der Türme imb die hohen Kamine der Glas- und Schmelzöfen hervorragen " Ein beschauliches Idyll ist allerdings an den Stätten der rastlos strebenden und hastenden Technik, am Webstuhl der Zeit nicht zu finden. Auch die mit dem Zusammenströmen großer Menschenmassen unvermeidlich verknüpften Mißstände sind nicht geeignet, das Bild erfreulicher zu gestalten. Und doch, trotz dieser äußeren rauhen Hülle, bietet das Bild unserer modernen Jndustriestätten eine reiche Fülle des Erhabenen und Schönen. Thomas Carlyle bringt dieses treffend zum Ausdruck, indem er sagt: „Manchester mit seinen Baumwollabfällen, seinem Staub und Rauch, seinen: Lärm, Zank und Schmutz ist dir zuwider? — D e n k e nicht so. Eine kostbare Substanz, schön wie Zauberträume und doch

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Abb. 24. Ramme eines modernen Kriegschiffes.

kein Traum, sondern Wirk-lichkeit, liegt in jener Hülle verborgen, eine Hülle, die allerdings danach ringt, abzufallen und die Schönheit frei

und sichtbar zu machen!--

Baumwollspinnerei ist in ihrem Ergebnis das Bekleiden der Nackten, in ihren Mitteln der Triumph des Menschen über den Stoff."

Die der Technik obliegende Aufgabe, Neues, Vollkommenes an die Stelle des

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Althergebrachten, durch die Tradition Geheiligten zu setzen, bringt dieselbe nur allzuoft inKonflikte schärfster Art.

Die schnurgerade das Waldtal durchschneidende Regulierung des schäumenden Gebirgsflusses, der am malerischen Abhang aufgeschüttete nüchterne Eisenbahndamm, der in romantischer Einsamkeit jäh und unvermittelt emporragende Schornstein haben schon oft den Widerspruch des Naturfreundes gefunden, und mit Recht sind die staatlichen Gewalten bestrebt, nach dieser Richtung in einer den Verhältnissen Rechnung tragenden Weise zu vermitteln. Wohl der am meisten Aufsehen erregende Vorgang dieser Art ist die durch den Bau des Staudammes von Assuan bewirkte Überschwemmung der durch ihre Tempelbauten berühmten Nilinsel Philä (Abb. 31). Die Regierung glaubte mit Rücksicht auf die Interessen des Landes vor diesen Zeugen ältester Kultur nicht haltmachen zu dürfen, und so konnte der „Figaro" unlängst unter dem Beifall weitester Kreise klagend ausrufen: „Wenn der Mond

Abb. 25. Ein modernes Unterseeboot.

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Abb. 26. Mehrfachexpansionsmaschine von 17000 I. HP. für die Linienschiffe „Elsaß" u. „Lothringen". Erbaut von F.Schichau, Elbing, langsam ausstelgt, Cnt⁵⁵

hüllt er die sterbende Schönheit dieser verlassenen Mauern, die Kolossalstatue der Isis tritt hell aus dem Dunkel heraus, sie streckt den Arm vorwärts, wie um der Zerstörung Halt zu gebieten ... Bald wird die einst so liebliche Stätte zerstört und verschwunden sein."--

Wie jedes Volk seine Nationalhelden, -dichter und -denker hat, so hat es jetzt auch seine Nationaltechniker, seine Nationalindustriellen. Aus den kleinsten, unscheinbarsten Anfängen, aus Not und Sorge haben sich fast alle unsere Großbetriebe zu ihrer jetzigen Höhe emporgerungen. Inmitten des gewaltigen Häusermeeres der Kruppschen Gußstahlfabrik zu Essen, bei deren Besuch schon dem Vetter Napoleons III. die bezeichnenden Worte entschlüpften: „Mais c’est un Etat dans l’Etat, en France on ne le permettrait pas“, steht noch heute das kleine westfälische Bauernhaus, in welchem der Begründer der heutigen Weltfirma, Friedrich Krupp, der Erfinder des Geheimnisses des Kruppschen Gußstahls, in Not und Sorge sein Leben beschloß. Überzeugender als langatmige Lobeshymnen auf diesen Märtyrer der Arbeit sprechen die unserer Abb. 33 beigefügten Worte, die der Kanonenkönig Alfred Krupp nach fünfundzwanzig Jahren beispiellosen Erfolges dem Vater widmete. —

Um die Bedeutung der Technik für das Leben der Völker darzutun, lassen wir hier einige statistische Angaben folgen und zwar Zahlen, die sich zum Teil auf die chemische Industrie Deutschlands beziehen, eine Industrie, die sich seit der Mitte des vorigen Jahrhunderts, seit der Zeit des theoretischen Fortschritts in einem solchen Maße entwickelt hat, daß sie nicht nur unser deutsches Vaterland mit chemischen Produkten versorgt, sondern auch einen großen Teil des deutschen Exporthandels lohnend beschäftigt.

Diese Erfolge sind an die Namen Liebig,

Bunsen, Wühler, A. W. von Hofmann,

Kekuls, Mitscherlich und viele andere ge-    E ff

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Abb. 27. George Stephensons Lokomotive „Rocket" (Rakete); erbaut im Jahre 1829.

Die Einfuhr der chemischen Industrie Deutschlands betrug:

an Rohstoffen: 1895    168 877 000 Mk.

1905 290 559 000

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121 682 000 Mk.

Zunahme:

an Fabrikaten: 1895    110 937 000 Mk.

1905    140 291 000

Zunahme:

29 354 000 Mk.

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3166. 28. Vorsigsche Heißdampflokoinotive.

Dagegen betrug die Ausfuhr:

an Rohstoffen: 1895    37 264 000 Mk.

1905    66 511000 „

29 247 000 Mk.

Zunahme:

au Fabrikaten: 1895 301 883 000 Mk.

1905    475 830 000

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Zunahme:

173 947 000 Mk.

Bon Interesse sind auch die gewaltigen Leistungen, welche der deutschen Industrie auf Grund der Reichsversicherungsgesetze erwachsen, Leistungen, die von den Gewerbetreibenden keines anderen Landes aufzubringen sind. Die Firma Fried. Krupp A.-G. beschäftigte am 1. April 1906 62 553 Personen und machte folgende Aufwendungen:

1905,06

für die gesetzliche Arbeiterversicherung 3126 728,08 Mk., für Wohlfahrtsausgaben aller Art 5418262,17 „

1906/07

3391041,57 Mk. 4775190,18 „

Siegeslauf der Technik. I.

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Abb. 29. Geöffnete Parsonsturbine mit davorliegciidem Deckel.

Außerdem wurden zugewiesen:

1904    der Arbeiterp ensionskasse der Gußstahlfabrik als außerordentlicher Zuschuß (aus dem Reingewinn) ....

1905    den Pensions- und Unterstützungskassen als außerordentlicher Zuschuß (aus dem Reingewinn) ....    1000 000 „

1906    der Kruppschen Arbeiterstiftung für deren Jnvaliden-

sonds ........ ........

1907    der Arbeiterstiftung als außerordentliche Zuwendung (aus dem Reingewinn) ..........

500000 Mk.

1000000 „ 1000000 „

Das Gebiet der Technik mit seinen unzähligen Maschinen, seinen gefahrdrohenden Stoffen und der Hast des Wettbewerbes bildet ein einziges großes Feld des Kampfes, ein Schlachtfeld, auf dem jährlich zahlreiche Opfer der Pflichttreue den Heldentod finden. Nach dem Reichsdurchschnitt kamen in den Jahren 1903 und 1904 auf 1000 Arbeiter 9,3 und 9,1 Unfälle; diese Zahl stieg bei dem Bergbau über 15,5 und 14,0 und in der Eisen- und Stahlindustrie auf 11,3 und 10,5; in der chemischen Industrie entfielen auf 1000 Arbeiter 8,7 und 8,0 Unfälle.

In der Berufsgenossenschaft der deutschen chemischen Industrie ereigneten sich im Laufe des Jahres 1906 bei nachstehenden Betriebseinrichtungen und Arbeiten Unfälle und Todesfälle:

Transmissionen Arbeitsmaschinen Dampfkessel . .

Sprengstoffe

Feuergefährliche, ätzende und heiße Stoffe . 1979 Fall von Leitern, Treppen

145 Unfälle, 7 Todesfälle.

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93

15

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Häufig wird der Industrie der Borwurf gemacht, daß sie das patriarchalische Verhältnis zwischen den Arbeitgebern und den Arbeitnehmern zerstört

und, unterstützt durch die Freizügigkeit, eine Arbeiterbevölkerung erzogen habe, die, von Ort zu Ort ziehend, bald hier bald dort sich niederlasse, um, sobald an einer anderen Stelle bessere Lohnverhältnisse winken, den Staub von den Füßen zu schütteln. Dieser Borwurf ist nur zum Teil gerechtfertigt. Die großen Werke sind vielmehr schon seit langem mit Erfolg bestrebt, sich eine ^ßhafte Arbeiterschaft zu erhalten.

Als Beispiel hierfür sei es gestattet, auf die Arbeiterverhältnisse der Badischen Anilin- und Sodafabrik hinzuweisen. Diese besteht seit dem Jahre 1865 und beschäftigte am 31. Dezember 1906 7551 Arbeiter. Hiervon standen im Dienste der Firma:

Zahl der Arbeiter

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Jahre

bis

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47,5

von 5—10 „ 10-15 „ 15-20 „ 20-25 „ 25-30 über

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1630

21,6

806

778

397

258

95

10,7

10,3

5,2

3,4

1,3

Aus der reichen Fülle des vorhandenen Materials ist es schwer, das Interessanteste und Wichtigste auszuwählen. Unter den durch die Fortschritte der Technik, insbesondere durch die Erfindung der Dampfmaschine befruchteten Gebieten menschlicher Tätigkeit steht in erster Linie der Bergbau. Dies zeigt

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Photographieverlag Wehrli A.G., Kilchberg-Ztirich.

am überzeugendsten die Entwicklung des Kohlenbergbaus des Ruhrgebietes, dessen Produktion vom Jahr 1800 bis 1840 von 230 558 Tonnen

auf 990352 und dessen Arbeiterzahl in demselben Zeitabschnitt von 1546 auf 8945 stieg, um im Jahre 1904 auf eine Kohlenproduktion

von 67534000 Tonnen und eine Belegschaft von 272000 Mann zu gelangen.

Schon vor dem eigentlichen Einsetzen des Siegeslaufes der Technik machte sich das Bedürfnis geltend, dem Erfinder die Verwertung seiner Erfindung dadurch zu ermöglichen oder doch zu erleichtern, daß andere vom Wettbewerbe ausgeschlossen wurden. England war dasjenige Land, welches zuerst mit der Schaffung einer Pat entgesetzgebung vorging. Im Jahr 1623 nahm das Parlament das von den drei bedeutenden Rechtsgelehrten William Roh, EdwardCoke und S e r j e a n t C r e w e ausgearbeitete Statute of monopolies an und schuf hiermit den Vorläufer des Patentschutzes im modernen Sinne, des Patentschutzes, der hinfort berufen sein sollte, die Technik

iit ihren gesamten Zweigen derartig zu befruchten, daß man, wie Dam m e in seinem „Deutschen Patentrecht" treffend sagt, „ohne Vorbehalt behaupten darf, daß der gesainteWeltverkehrvon heute im letzten Grunde auf patentierten Erfindungen beruht".

Um auch hier mit einigen Zahlen dem Verständnis der Allgemeinheit zu Hilfe zu kommen, wollen wir nur darauf hinweisen, daß die Zahl der bis zum Ende des Jahres 1905

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Abb. 31. Die Insel Philä nach Fertigstellung des Nilstauwerks bei Assuan.

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Abb. 32. Der Umkreis, innerhalb dessen die am Viktoriafall erzeugte Kraft verteilt werden könnte.

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in der gesamten . KA Kulturwelt erteilten Patente sich auf 2 503 588 belief. Welche hohe Bedeutung diesem Patentwesen in früherer Zeit in den Ver-einigtenStaaten beigemessen wurde,geht aus dem Umstand hervor, daß der Präsident der Republik eigenhändig die Patenturkunden unter-

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.1 später das Gesetz vom 7. April 1891 trat — der Patentschutz geregelt wurde, bis zum 31. Dezember 1906 458682 Patentanmeldungen und 181 275 Patenterteilungen erfolgt. Die Zahl der Geschäftsnummern des Kaiserlichen Patentamts in Berlin belief sich im Jahr 1906 auf 553 771; die Ausgaben dieser an tausend Beamte umfassenden Behörde stellten sich im Jahr 1906 auf 3 932 650,85 Mark, während die Einnahmen sich auf 8240056 Mark beliefen. Zur Vertretung vor dem Patentamt waren am Ende des Jahres 1906 243 Patentanwälte zugelassen.

Der Einfluß, welchen die Entwicklung der Technik auf die Menschheit ausgeübt hat, erschöpft sich nicht allein in der Hebung der Kultur und des Wohlstandes, sondern macht sich auch in erzieherischer Richtung geltend. Das menschliche Geschlecht von heute ist dank der ihm durch die Technik gewordenen Erziehung ein anderes als dasjenige, welches vor fünfzig oder gar vor hundert Jahren die Erde bevölkerte.

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Abb. 34. Eine von Washington unterzeichnete Patenturkunde.

Tili robur et aes triplex

Circa pectus erat, qui fragilem truci

Commisit pelago ratem

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(Dreifach gepanzert war die Brust desjenigen, der zuerst das gebrechliche Floß dem trotzigen Meere vertraute.)

So rühmt Horaz treffend den ersten Sterblichen, der sich auf schwan-

tenbem Balken in das Weltmeer hin-auswagte. Was bedeutet der Wagemut und die Kaltblütigkeit dieses ersten Seefahrers gegenüber dem Wagemut desjenigen, der den König Dampf fesselte, ihn in feste Bahnen lenkte und ihn zwang, nützliche Arbeit zu verrichten, oder gegenüber dem hochgemuten Sinn desjenigen, der des Blitzes heilige Macht zähmte und ins Joch führte?! — Der tägliche Verkehr mit der Urkraft der Elemente, der stetige Kampf Auge in Auge mit den unheimlichen Gewalten der ihrer Fesselung sich wild entgegenstem-menden Natur, die ungeahnte Entwicklung des Verkehrs, die Einführung der Technik in den Dienst der Haushaltung hat ein Geschlecht herangezogen, das an Kaltblütigkeit, an Schnelligkeit und Sicherheit des Entschlusses weit emporragt über seine Vorgänger. Der Betrieb unserer großen elektrischen Zentralstationen, die Lenkung unserer Schnellzüge, unserer Automobile, die Errichtung unserer himmelanstrebenden Bauten, unserer mit früher nicht geahnten Spannweiten die Flüsse und Meeresarme überschreitenden Brücken, der Verkehr mit den gefahrdrohenden tückischen Sprengmitteln, sie

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2lt6. 35. Anstreicher an der Towerbrücke zu London während der Arbeit.

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verlangen ein Maß von ruhiger Überlegung, von richtiger Entschlußfassung, das unsere Vorfahren bei weitem nicht zu erfüllen hatten. Und wenn auch nicht jeder von uns eine so beneidenswerte Kaltblütigkeit und so unerschütterliche, stählerne Nerven besitzt, daß er dem den „Wolkenkratzer" zu schwindelnder Höhe emportreibenden Eisenbauarbeiter

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SU'C'. 37. Baustelle für den Leuchtturm von Beachy Head.

(Abb. 36), oder dem die Londoner Towerbrücke mit schützender Deckschicht versehenden Anstreicher (Abb. 35) Gesellschaft leisten möchte, etwas gewinnt doch ein jeder unserer Zeitgenossen tioit dem zielbewußten Wagemut, der dem Siegeslauf der Technik die Bahn ebnete und das jetzige Geschlecht von den Fesseln des Raumes und der Zeit befreite.

Trotz der gewaltigen Erfolge, welche die Technik im Laufe der Jahrhunderte erzielt hat, gibt es noch heute zahlreiche lauschige Winkel auf unserer schönen Erde, in die weder der schrille Pfiff des Dampfrosses noch der Lärm der Industrie und das jähe Hasten der Maschinen gedrungen ist. Sie vermindern sich aber von Jahr zu Jahr zum Bedauern der Freunde der Idylle und der Beschaulichkeit immer mehr und mehr, und die Stimmen, welche einen gesetzlichen Schutz der mit Naturschönheiten gesegneten Gegenden fordern, finden, wie wir bereits erwähnten, nicht mit Unrecht geneigtes Gehör. Noch gibt es stille Waldtäler, in deren Grunde das gemächlich sich drehende Wasserrad die moosbewachsene Mühle antreibt, mit einein so geringen Nutzeffekt, mit einer so mangelhaften Ausnutzung des Gefälles, daß sich der Konstrukteur moderiier Wasserräder schaudernd das Antlitz verhüllt. Jeder Naturfreund und mit ihm jeder einsichtige Techniker wird diesen ehrwürdigen Werken unserer Väter ihr Dasein gönnen, sofern ihre Besitzer sich den Luxus einer derartigen mangelhaften Ökonomie leisten können.

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Copyright Underwood & Underwood, London u. New York.

3166. 38. Aufzug für Besucher eines Bergklosters in Thessalien.

So trifft denn noch heute, im Zeitalter des Dampfes und der Elektrizität, der abseits der großen Verkehrsstraßen dahinziehende Wanderer „technische" Einrichtungen, deren Existenz er nimmermehr vermutet haben würde. Glücklicherweise ist unter den Technikern von heute der Sinn für die Geschichte ihres Faches erwacht und unsere Museen öffnen willig derartigen Zeugen alter Zeit ihre Hallen, um sie der Nachwelt zu überliefern.

Unsere Abb. 38 stellt als Beispiel eines solchen technischen Märchens einen in einem stillen Winkel Thessaliens in die Zeit der elektrischen Aufzüge herübergebrachten „Lift" allerprimitivster Art dar. Bei genauer Betrachtung des Strickwerks gewahren wir einen ebenso anspruchslosen wie vertrauensseligen Sterblichen, der sich in der einfachsten Weise mittels Stricken zu der schwindelnden Höhe eines thessalischen Klosters emporziehen läßt. Diese fast grotesk zu nennende Einrichtung gehört demselben Zeitalter an, das die in unserer Kunstbeilage und in Abb. 37 dargestellte geniale Förderanlage für den Bau des Leuchtturms auf Beachy Head schuf, um von der Höhe der schroffen Felsküste der im Meere belegenen Baustelle sämtliche Materialien zuzuführen und die Arbeiter sicher von und zu dem Orte ihrer Tätigkeit zu befördern.

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Abb. 39. Ein dreifacher Zusammenstoß.

Doch, wie bei allem Menschenwerk, so zeigt sich auch hier die Ohnmacht gegenüber der übergewaltigen Macht der Elemente und die Fehlbarkeit des menschlichen Wollens und Könnens. Est modus in rebus, sunt certi denique flnes. Mag der Menschenwitz noch so herrlich sich offenbaren, ihm ist eine Grenze gesetzt, über die er nie hinaus kann, und mit erschreckender Regelmäßigkeit berichtet der Telegraph immer wieder von gewaltigen Katastrophen, die sich an die Fersen der rastlos fortschreitenden Technik heften. Mögen wir die unheimlichen Kräfte der Elemente immer enger und enger umkreisen und in Fesseln schlagen, immer wieder spotten sie unser und bringen uns zum Bewußtsein, daß unser Können nur Stückwerk ist und abhängig von Verhältnissen, die wir leider nur allzuoft nicht zu meistern vermögen. Trotz der

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Fahrt der Arbeiter zur Baustelle am Leuchtturm von Beachy Head.

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Abb. 40. Die am 29. August 1907 eingestürzte Riesenbrücke über den St. Lorenzstrom

bei Quebec.

weitestgehenden Ausbildung der unseren Eisenbahnverkehr sichernden Maßnahmen, trotz der weitestgehenden Schulung des Personals gehört der Eisenbahnunfall zu den stehenden Gegenständen der Fach- und Tagespresse (Abb. 39). Mit Stolz blickte die gesamte technische Welt auf den mit Riesenschritten der Vollendung entgegeneilenden Bau der Brücke über den St. Lorenzstrom bei Quebec, der größten Brücke der Welt. Der 29. August 1907 machte allen Hoffnungen ein jähes Ende und verwandelte das gewaltige Werk- in einem seiner wesentlichsten Teile in einen Trümmerhaufen (Abb. 40). Ein ähnliches schmerzliches Ereignis bildete auch die Katastrophe des italienischen Dampfers „Prinzipessa Jolanda", der am 12. September 1907 während des Stapellaufes auf der Werft in Riva Trigoso umschlug und unrettbar verloren ging. Nicht gedacht soll hier derjenigen Katastrophen werden, durch welche infolge von Erdbeben, Überschwemmungen, Blitzschlag und anderen Äußerungen der vis major Werke der Technik dem Untergang geweiht wurden.

Nur wenige Schrilte trennen das im kühlen Grunde behaglich rauschende alte Wasserrad von der Turbine, die im Nebentale dem modernen elektrischen Kraftwerk Leben verleiht. Welche Wandlung technischen Könnens entrollt sich hier vor unserem geistigen Auge zwischen diesen beiden durch die lange Reihe der Wärmekraftmaschinen getrennten Etappen!

Vom Himmel kommt es,

Zum Himmel steigt es,

Und wieder nieder Zur Erde muß es.

Wem drängt sich nicht angesichts jenes Kreislaufes der Technik dieses den Kreislauf des Wassers meisterhaft kennzeichnende Dichterwort auf!

Wird die Technik nochmals einen solchen Kreislauf vollführen?---

Wer möchte es wagen, diese Frage zu beantworten?

Wir haben in vorstehenden Zeilen den Versuch unternommen, ein Bild von dem Wesen und der Bedeutung der Technik zu entrollen. Wir haben uns ehrlich bemüht, dieses Bild tunlichst unbefangen, tunlichst uirparteiisch darzustellen. Etwas von dem Fluche, den der das göttliche Feuer beit Menschen bringende Prometheus auf sich lud, wird stets auf den Leistungen der Technik lasten und wir haben daher einerseits dem Glanze der Leistungen der Technik gebührend gehuldigt, wir haben aber auch nicht unterlassen, die bei so vielem Licht unvermeidlichen Schatten zu zeichnen.

Die große Aufgabe, welche der Technik gestellt ist, hat der erfolgreichste und geistreichste Erfinder des Altertums, Archimedes, vorahnend in die Worte zusammengefaßt: „Aöc |ioi ttoö otö> xai xivtii rJjv pjv; Gib mir einen festen Punkt, wo ich stehen kann, und ich werde die Erde aus den Angeln heben."

M. G eitel.

Inwieweit die Epigonen dem Geistesfluge ihres Meisters gefolgt sind, indem sie die alte Welt nicht nur aus den Angeln hoben, sondern durch eine völlig neue Welt ersetzten, das im einzelnen darzutun ist die dankbare Aufgabe der folgenden Kapitel.

Abb. 41. „Faß an und du wirst sie bewegen!"

Vignette aus Varignons im Jahr 1787 erschienenem „Projet cTune nouvelle mecanique“.

Dis Fesselung und Verwertung der Daturkrdfte.

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Abb. 42. Prometheus bringt den Menschen das Feuer. Nach einer Skizze von Anselm Feuerbach

gemalt von Chr. Griepenkerl.

Oie Erzeugung und Verwertung von Wärme und Lucht.

Von Rans Dominik.

I.

Die ftoiz- und Leuchtstoffe.

wir unseren Blick rückwärts in die Vergangenheit und verfolgen wir die Geschichte der Menschheit, soweit wir sie \ verfolgen können. Vorbei an den Pyramiden der alten Ägypter, vorbei an uralten chinesischen und indischen Tempeln gelangen wir in die Zeit des letzten Weltenwinters, in die jüngste Eiszeit, da die Menschheit noch in natürlichen Höhlen lebt. Immer tiefer sinkt menschliche Kultur, immer primitiver werden Werkzeuge und Geräte. Eines aber finden wir überall, soweit wir bis hinein ins Tertiär unser Geschlecht verfolgen können. Das ist die Brandstätte, die F e u e r stell e.

Das Werkzeug unterscheidet uns nicht vom Tier, denn auch unsere liebwerten Vettern, die großen menschenähnlichen Äffen, benutzen den Stab als Stütze und den Stein als Wurfwaffe. Die Beherrschung des Feuers aber erhebt uns ein für allemal über die anderen Lebewesen der Erde. In betn Augenblick, da der Mensch jenes Element zu bändigen lernte, tat er den ersten Schritt zur Erringung der Weltherrschaft.

Die Sagen aller Völker verherrlichen den Bringer des ersten Feuerbrandes (Mb. 42) als einen Halbgott. Prometheus wird von den neidischen Griechengöttern schwer für seine Tat gestraft, aber das Feuer ist einmal da und die Herrschaft der Menschen damit begründet. Und die indische Djuggelsage erzählt: Während der Mensch mit einem Tonscherben voller Holzglut furchtlos und waffenlos durch den Urwald schreitet, weichen die Tiere ängstlich zurück, fliehen Balu, der braune Bär, Baghira, der schwarze Panther, und Kalanagh, die große Schlange, denn sie alle fürchten die rote Blume, die im Topfe wächst, und deren Blüten schlimmer stechen als Dornen und Nesseln.

Das Feuer war da! Nach der Sage kam es vom Himmel. Vielleicht ein zündender Blitz, vielleicht auch der glühende Lavastrom eines feuerspeienden Berges brachte:: es zu den Menschen. Nun mußte man es halten und nähren, daß es ja nicht ausging. Noch kannte man ja nicht die Kunst, es jederzeit von neuem zu erzeugen. So war die Hütung eines ewigen Feuers eine lebenswichtige Sache für die Stämme jener längst verrauschten Zeiten, und die Nachklänge an das, was damals eine zwingende Notwendigkeit war, haben sich im Kultus durch die Jahrzehntausende hindurch erhalten. Wir begegnen ihnen im Feuer der römischen Vestalinnen und die ewigen Lampen, die heute noch vor Heiligenbildern brennen, stellen am Ende den letzten Ausläufer dar.

Der Besitz des licht- und wärmespendenden Feuers erhob die Menschen auf eine höhere Kulturstufe. Am Feuer konnten sie ihre Speisen kochen und rösten, das Feuer gab ihnen die Möglichkeit, Ton und Lehm zu brennen und eines der ältesten Gewerbe, die Töpferei, zu betreiben. Die gebrannten Tonscherben prähistorischer Tage stellen wohl mit die ältesten Dokumente menschlicher Tätigkeit überhaupt dar, und etwas Wunderbares stellt sich dabei heraus. Auf den Scherben der ganzen Welt, mögen sie in Grönland oder in Patagonien, in Afrika oder in Asien gefunden werden, zeigt sich ein und dasselbe uralte Töpferzeichen in der nachstehenden Form des laufenden Kreuzes Lpj. Fast kann es danach scheinen, als habe wirklich ein Prometheus an einer Stelle zuerst den Gebrauch des Feuers und die Töpferei den Menschen gelehrt und als seien seine Jünger mit den Lehren seiner Technik alsdann über die ganze Welt gewandert.

Was Wunder, wenn das wohltätige Herdfeuer von den Menschen selbst für heilig erachtet wurde, wenn diese Heilighaltung bei einigen Stämmen sich bis zur Feueranbetung verstieg.

Die Zeit schritt fort und die Menschheit lernte das Feuer jederzeit selbst zu entzünden. Man kam dazu, daß es nicht mehr von einer heiligen ewigen Feuerstelle aus in Töpfen und Schalen durch das Land getragen zu werden brauchte. Bei irgend einer Gelegenheit hatte man gesehen, daß geriebenes Holz sich bis zur Rauchentwicklung, ja bis zur Funkenbildung erhitzen konnte. Allerorten wurde diese Beobachtung ausgenutzt, und so entstanden jene primitiven Verfahren der Reibungszündung, die wir bei den Naturvölkern der ganzen Erde finden, und die im Prinzip ausnahmslos auf der gegenseitigen Reibung zweier zur Zündung möglichst geeigneter Hölzer bestehen. Unsere Abb. 43 veranschaulicht einiges davon. Sie zeigt die Form der Reibung als quirlende Bewegung bei den Huronen und Irokesen. Sie

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Abb. 43. Verschiedene Arten des Feueranmachens. Nach einer Originalzeichnung von H. Grobet.

Bei den Huronen und Irokesen. Malaiische Feuersäge.

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Zweihandbohrer der Eskimo. Einhandbohrer der Eskimo.

zeigt dann weiter eine Erleichterung der Quirlbewegung durch Herstellung einer Art Bohrvorrichtung bei den Eskimo und eine Verstärkung der hin und her gehenden Reibung durch Verwendung gezackter oder gezahnter Hölzer bei der malaiischen Feuersäge.

Durch diese Erfindungen wurde der einzelne Mensch selbständiger Besitzer des Feuers, aber das Feueraumachen blieb eine harte Arbeit, deren Erleichterung man sich stetig angelegen sein ließ. Auch dem geschlagenen Stein entsprang ja ein zündender Funke und die Verwertung dieser Erscheinung führte zu den Feuersteinfeuerzeugen, führte späterhin zum Feuerzeug aus Stein, Stahl und Zunder, das die Menschheit bis ins neunzehnte Jahrhundert begleitet hat.

Zweifellos stand der Bauersmann dieser Zeit, der den vom Stein spritzenden Funken auf den Zunder fallen ließ, weit über dem Menschen der alten Steinzeit, der anhaltend im Schweiße seines Angesichtes quirlen und bohren mußte, bis endlich ein schwachglimmender Feuerbrand seine Mühen lohnte. Aber dieser Fortschritt verteilt sich auf dreißigtausend Jahre. Die folgenden dreißig Jahre dagegen brachten uns in schneller Folge das chemische Tauchholz, das Phosphorholz und endlich das schwedische Streichholz. Heute kauft man für zehn Pfennig ein Paket, welches in zehn Schachteln rund 750 Hölzer enthält, man erwirbt also für etwa V⁷⁵ Pfennig die Möglichkeit, momentan und ohne jede körperliche Anstrengung Feuer zu machen.

Durch Jahrtausende hindurch blieb das Holz das hauptsächliche Brennmaterial der Menschheit. Daneben freilich hatten besondere Länder besondere Gebräuche. Die Nomadenstämme Afrikas und Asiens sammelten bereits in alter Vorzeit den Mist ihrer Herden und verbrannten ihn im Lagerfeuer, da die Wüste nichts anderes darbot. Bereits die Menschen der Steinzeit wußten auch, daß das Fett der Tiere das Feuer mit weißer, schönglänzender Flamme nährt, und sie bereiteten solch strahlendes Opferfeuer ihren Göttern, um deren Gunst zu erlangen. Auch drang die Sage nach Europa, daß weit im Osten an der Grenze des Weltteils das lebendige Feuer aus der Erde strömte, daß dort tagein tagaus lodernde Fackeln von brennender Luft und brennendem Wasser gen Himmel flackerten, von einer Schar gläubiger Feueranbeter umringt. Es waren die Naturgas- und Petroleumquellen Bakus, welche zu jener Sage Anlaß gaben. An irgend eine Ausnutzung dieser natürlichen Bodenschätze dachte jedoch bis in die Neuzeit hinein niemand.

Was ging nun überall dort vor sich, wo Flammen das Holz umzüngelten? Um das zu erklären, gehen wir wieder am besten rückwärts, schreiten wir aus der dunklen Winternacht, die durch unser Feuer erhellt und erwärmt wird, zurück in die Sommer verflossener Jahre. Da steht der Baum, dem unsere Scheite entstammen, noch frisch und lebenskräftig im Walde. Um sein Blätterwerk spielt die warme Sommerluft und im hellen Sonnenschein erstrahlt das Grün seines Laubes. Scheinbar ist alles ruhig, aber in Wirklich-

Das Holz war und blieb der wichtigste Brennstoff bis tief in das achtzehnte Jahrhundert hinein. Holzscheite brannten in den Lagerfeuern der alten Naturvölker, mächtige Eichen- und Buchenscheite schwelten in den Kaminen mittelalterlicher Ritterburgen. Die wohlriechenden Hölzer Indiens und des Morgenlandes flackerten in den Gemächern mittelalterlicherHandels-fürsten, und bäuerliche Armut wärmte sich an den Flammen von Raff- und Leseholz.

feit sehen wir hier eine chemische Fabrik in voller Tätigkeit. Was noch kein Chemiker bis auf den heutigen Tag vermochte, das treiben die grünen Blätter unserer Pflanzen seit unvordenklichen Zeiten. Diese Blätter sind lebendig und f atmen. Unaufhörlich bringt die Kohlensäure in das Blattfleisch ein.

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Abb. 44. Kohlenmeiler im Walde; oben Durchschnitt durch einen Meiler.

Unaufhörlich auch fangen sich die Strahlen der Sonne im grünen Blatt und das Blattgrün selbst, das Chlorophyll, bleibt bei alledem nicht müßig. Unterseiner Vermittlung geht der Sonnenstrahl der Kohlensäure zu Leibe und zersprengt sie in gewaltigem Anstoß zu Kohle und Sauerstoff. Damit ist die Kraft des Strahles gebrochen, sein Werk getan. Reiner Sauerstoff rauscht aus den Blattporen in die Luft zurück. Den eben frei gewordenen Kohlenstoff aber behält das Chlorophyll und kuppelt ihn in eigenartiger Weise mit dem Wasser des Blattkörpers zusammen. Ein chemisches Wunder vollzieht sich dabei. Die schwarze Kohle und das klare Wasser ergeben verbunden Kohlenhydrate mancher Art, den zelligen Holzstoff, den weißen Zucker, den braunen Gummi, ergeben all das, was wir gemeiniglich Holz zu nennen pflegen. Sonnenwärme und Sonnenlicht werden gebunden, um diesen Zauber zu vollenden. Aber sie liegen int Holzscheit gefesselt und wir können sie wieder auferstehen lassen.

In unser Kaminfeuer schiebet: wir ein frisches Scheit. Von allen Seiten umspielen es die Flammen und knisternd und prasselnd werden die Waldgeister wieder wach. Die Flamme trennt, was das Chlorophyll einst gebunden hat. Für unsere Augen nicht sichtbar, entweicht Wasserdampf aus dem Scheit, während der Kohlenstoff der zersetzten Kohlenhydrate in Form schwarzer Kohle

Siegeslauf der Technik. I.

zurückbleibt. Die Verkohlung des Scheites hat begonnen.

Da plötzlich ein besonders lautes Knistern und aus einer frischen Spalte des Scheites schießt eine blendend weiße Stichflamme. Die Vergasung des Holzes setzt damit ein.

Mb. 45. Meilerofen.

Die Kohlenwasserstoffe, die in ihm teils schon enthalten waren, teils auch bei der Verkohlung, das heißt bei der Zersprengung der Kohlenhydrate, gebildet wurden, entweichen aus tausend Rissen und Spalten, entzünden sich am Feuer und verbrennen mit weißem Licht.

von neuem.

brennungsluft und die Kohlenstoffatome des Scheites zueinander hin und verbinden sich wieder zu Kohlensäure. Im Augenblick der Vereinigung aber gewinnt der Sonnenstrahl, der im Blattgrün des Waldes zur Ruhe ging, von neuem Leben. In heller Weißglut leuchtet das Scheit und sendet Wärme-und Lichtstrahlen, der Sonne vergleichbar, weithin durch den Raum.

Das Holz war für uns in der Tat nur ein Speicher der Sonnenstrahlung. Als wir es entzündeten, setzten wir die gefangenen und gebundenen Sonnenstrahlen wieder in Freiheit, brachten so Licht und Wärme in das Dunkel und in die Kälte der Nacht. Ein Speicher der Sonnenarbeit war uns das Holz und ein Speicher von gutem Fassuilgsvermögen. Birgt doch ein Holzscheit von 1 kg Gewicht etwa 3000 Wärmeeinheiten, das heißt eine Wärmemenge

genügend, um 3000 kg Wasser um 1 Grad Cel-

Weiter wirkt die Glut. Sie umspielt und umzüngelt das Scheit, welches jetzt schon zum größten Teil aus reinem Kohlenstoff besteht. Solchem Locken und Werben kann auch der Kohlenstoff nicht widerstehen. Die Erinnerung wird wach an jene Sommertage, da Kohlenstoff und Sauerstoff noch zu Kohlensäure innig verbunden im Raume schwebten. Die alte Liebe erglüht In wirbelndem Tanz stürzen die Sauerstoffatome der Ber-

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sius erwärmen zu können. Wenn wir nun weiter wissen, daß eine Wärmeeinheit einer mechanischen Arbeit von 428 mkg (1 Meterkilogramm ist

die Kraft, die 1 kg um 1 m hebt) entspricht, so birgt also unser kg Holz genügend Arbeit, um sein eigenes Gewicht 1284 km oder 171 deutsche Meilen hoch in die Luft zu schleudern. So weit freilich, diese Arbeit selbst zu fangen und im Dienste der Menschheit wirken zu lassen, sind wir erst im Zeitalter der Dampfmaschinen und der Dampfkessel gekommen. Während der vorangegangenen hunderttausend Jahre kam das Feuer nur als Licht- und Wärmequelle in Betracht.

Wir sahen, wie unser Scheit erst dampfte und schwelte, bevor die eigentliche Verbrennung begann. Wir sahen, wie zuvor erst Wasserdämpfe und Kohlenwasserstoffe ausgetrieben werden mußten. Der Gedanke lag nahe, diesen vorbereitenden Teil der Verbrennung irgendwo anders vorzunehmen, so daß man für ein bestimmtes Feuer sofort reinen Kohlenstoff zur Verfügung hat. Damit kam man zur Köhlerei oder Kohlenbrennerei. Im Walde selbst wurde das Holz in halbkugligen Haufen dicht geschichtet, wie unsere Abb. 44 es zeigt, mit einer Erd- oder Rasendecke besetzt und dann entzündet. Ohne die Rasendecke wäre das Feuer glatt niedergebrannt und vom Holz wäre nur Asche übrig geblieben.

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Bei völlig geschlossener Erddecke wäre das Feuer ausLuftmangel sofort erstickt. Die Kunst des Köhlers bestand darin, Öffnungen in dieser Decke in solcher Größe und Lage anzubringen,daß ein gleichmäßig und langsam fortschwelendes Feuer entstand, welches zwar allen Wasserdampf und alle Kohlenwasserstoffgase aus dem Holze trieb, den Kohlenstoff selbst aber möglichst unversehrt ließ. In einem durch Tage und Wochen andauernden Meilerbrand mußte das weiche, weiße Holz auf diese Weise in klingende, schwarze Holzkohle verwandelt

werden. Die fuhr dann der Köhler zur Stadt und in der gleichmäßigen Glut des Holzkohleufeuers erhitzte der Schmied sein Eisen, schmolz der Goldschmied Gold und Silber, röstete der Hüttenmann Erze und Kiese. Fortschreitende Technik ersetzte die Rasendecke des Meilers durch einen gemauerten Mantel, der Meilerofen (Abb. 45) entstand. Auch in ihm treibt der schwelende Brand alles Fremde aus dem Holz und läßt reinen Kohlenstoff zurück. In unseren Tagen der Holzteuerung und der fortgeschrittenen Technik genügt freilich das alte Köhlerverfahren den Ansprüchen kaum noch. Wir wollen nicht nur den Kohlenstoff, sondern auch die anderen Teile des Holzes für uns benutzen, und wir bedienen uns zu diesem Zwecke einer eisernen Retorte A (Abb. 46). Während ein Kohlenfeuer diese in den Kanälen b von außen umspült, befindet sich in der Retorte A selbst unter Luftabschluß das Holz. Unter dem Einfluß der Hitze geschieht nun in der Retorte etwas ähnliches wie im Kohlenmeiler. Während das Holz sich bräunt und schwärzt, entströmen ihm dichte Qualmschwaden. Teer und andere Destillationsprodukte, Holzessig und Holzgeist scheiden sich aus. Die Teerdämpfe kondensieren sich in den sogenannten Vorlagen B. Die sich schwerer niederschlagenden, leichter siedenden Bestandteile ziehen von der oberen Vorlage B durch das Rohr f zu der Kühlvorrichtung C, werden hier zur Kondensation gebracht und dann abgezapft. Aus der Retorte aber holen wir die Holzkohle des alten Kohlenmeilers hervor.

Der Holzreichtum Europas war nicht gleichmäßig verteilt. An die Wälder Mitteleuropas schlossen sich nach Norden hin ausgedehnte Moore. Hier lag in Wasser und Sand vergraben die Sonnenwärme vergangener Jahrhunderte.

In den flachen Schrammen und Mulden, die irgend eine Eiszeit dort in die Erdoberfläche gerissen, hatte sich das Wasser gesammelt, wie wir es im finnischen Seengebiet noch heute finden. Es war stehendes, flaches Wasser,

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auf dem alsbald eine üppige Flora zu wachsen begann. Eine dichte Schicht von Algen und Wasserlinsen >4 j; bedeckte den Spiegel und Schilfe und Gräser aller Art wucherten an den Seerändern und an allen flachen Stellen. Diese Pflanzen grünten, blühten, starben ab und versanken in die Tiefe. Jahrein, jahraus wiederholte sich das Spiel. -Immer dicker wurde die Schicht der Pflanzenleichen auf dem Seegrund und immer weiter drangen die Pflanzen vom Ufer her gegen das Wasser vor. Wie eine schwere schwimmende Filzdecke lag ein Gewebe von Moos und Schilf zu einem

dichten Teppich verstrickt bereits ~ über einem Teile des Sees, nach oben hin wachsend, nach unten immer tiefer sinkend. ,

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Nur an wenigen Stellen trat £ das stille, schwarze Moorwasser 1 noch offen zu Tage. Aus dem 1 hübschen blauen See der Tertiärzeit war einMoor geworden. |

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Ein Jäger aus der Stein- gj zeit, der den Moorvögeln zu j| weit nachgegangen ist, fühlt, g wie der elastische Teppich unter B ihm reißt, und versinkt hilflos ■ in die blasenwerfende Tiefe. ■

m 49. Torfhütten.

Uber ihm wächst der Torf wei- I ter. Fünftausend Jahre später I schleppen Cimbernhorden einen I Verräter ans Moor und jagen ■ ihn mit Feuerbränden und Pfeilschüssen hinein. Wieder anderthalb Jahrtausende später muß ein dänischer Landvogt vor friesischen Bauern fliehen und kommt dem Moor zu nahe. Schon ist es bei einiger Vorsicht gangbar, aber die Eisenrüstung trägt es noch nicht. Auch er findet im Moor seinen Untergang. Weitere Jahrhunderte vergehen und nun sind Moorgrund und Moordecke zusammengewachsen. Sicher schreitet im zwanzigsten Jahrhundert der Fuß, wo einst Seewellen spülten. Nun wird es Zeit, die alten Schätze zu heben. Den Wasserpflanzen ist ja, obwohl sie in Feuchtigkeit und Kälte lagen, etwas ähnliches widerfahren wie dem Holz int Meiler oder in der Retorte. Es hat eine teilweise Zersetzung ihres Zellstoffes stattgefunden. Kohlenwasserstoffe, wie Sumpfgas und dergleichen, sind die Jahrtausende hindurch nach oben entwichen und haben, etwa durch den von vermodernden Fröschen und Lurchen herrührenden Phosphorwasserstoff entzündet, zur Sage von den Irrlichtern Veranlassung gegeben, haben wohl auch manch einen in den Sumpf gelockt. Was übrig blieb, wurde immer schwärzer, immer kohlenstoffreicher, wurde zu dem, was wir als Torf bezeichnen.

In dieses Moor nun dringen die Torfarbeiter vor. Mitten durch die unabsehbare grüne Moorwiese legen sie einen breiten Graben, in dem das Wasser bis dicht unter die Grasfläche steht. Dem ersten Graben folgt kaum 1 km entfernt parallel ein zweiter, folgt ein dritter und vierter. Die Gräben münden nach Durchstechung einer wasserdichten Tonschicht in einen tiefergelegenen Flußlauf. Kaum ist diese Tonschicht durchstocheit, so kommt Strömung in das stille Moorwasser der Gräben. Unaufhaltsam läuft es in den Fluß ab und unaufhaltsam sickert es aus dem Torf wieder in die Gräben, während deren Spiegel allmählich fällt. Das Moor wird entwässert.

Bald ragen Torfwände von Manneshöhe über das Wasser der Gräben hinauf, und nun kann der eigentliche Torfstich beginnen. Mit langen Schaufeln, teils messerartig, teils von ^-förmigem Querschnitt, schneiden die Arbeiter den Torf von oben nach unten in Streifen los, zerteilen ihn in einzelne ziegelartige Gebilde und heben diese mit Torfgabeln heraus (Abb. 47). Die einzelnen Torfziegel werden in Stapeln im Freien getrocknet (Abb. 48), dann in Trockenhütten gebracht (Abb. 49) und hier bis zur Erreichung völliger Lufttrockenheit gestapelt. Alsdann erfolgt die Abfuhr zu Schiff, und am Torffeuer sitzen Städter und Bauern heut ebensogern wie am holzgenährteu Kaminfeuer.

Auch beim Torf will es unser technisches Zeitalter nicht mit dem einfachen Verbrennen bewenden lassen. Die Bestrebungen mehren sich, ihn besser und nützlicher zu verwerten. Auf der einen Seite haben wir Maschinen, welche den frischgestochenen Torf sofort unter hydraulischem Druck stark entwässern und in feste Ziegel zusammenpressen, die sich erheblich bequemer als der lose Torf transportieren lassen und an Heizwert der Kohle nur wenig nachstehen. Auf der anderen Seite versucht man den Torf chemisch auszuwerten. Man will ihn, ähnlich wie das Holz, in Retorten destillieren und aus den Destillaten sogar Spiritus, aromatische Öle und dergleichen gewinnen. In den Retorten bleibt dabei eine reine, harte und klingende Kohle zurück. Auch hat man es versucht, dem Torf durch den elektrischen Strom seinen Wassergehalt zu nehmen, ein Experiment freilich, das wenig erfolgreich gewesen ist. Zum Schlüsse sei noch der Bestrebung gedacht, den Torf aus den jüngeren faserigen Schichten überhaupt nicht mehr zu verbrennen, sondern auf Gespinstfasern zu verarbeiten. In der Tat hat man ein baumwollartiges Gespinst daraus erstellt und zu groben Stoffen verwebt.

Bereits im Torf benutzen wir nicht mehr die Sonnenwärme vergangener Jahre, sondern vergangener Jahrtausende. Ein gütiges Geschick hat der Menschheit aber auch aus vergangenen Jahrhunderttausenden unendliche Vorräte an gestapelter Sonnenwärme aufbewahrt. Wenn wir weit, weit zurückwandern in die altersgraue Vergangenheit unserer Erde, wenn wir Tertiär und Sekundär hinter uns lassen, wenn wir in eine Epoche schreiten, in welcher an Menschen noch nicht zu denken ist, in welcher nur wenige Insekten neben Fischen und Krebsen die Tierwelt vertreten, so gelangen wir in die Steinkohlenzeit. Noch ist die Eigenwärme der Erde weit fühlbarer als jetzt. Noch enthält die irdische Atmosphäre neben dem Sauerstoff einen gewaltigen Prozentsatz an Kohlensäure. In dieser Zeit grünen und blühen die Steinkohlenwälder (siehe die Kunstbeilage) in unerhörter Üppigkeit. Über viele Quadratmeilen hin steht ein Riesenstamm neben dem anderen, und wo immer alte Stämme niederbrechen, wuchern die jüngeren empor. Der Wald wächst, bis eines Tages die junge Erde noch einmal in innerer Glut erschauert und unter den stürmischen Stößen eines wilden Erdbebens der Steinkohlenwald niederbricht. Hundert Meter hoch türmen sich Stein- und Schlammassen über dem gemordeten Wald und bedecken ihn in dichter Schichte. Die Jahre vergehen

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und wieder grünt es über dem Felssturz. An derselben Stelle, nur hundert Meter höher, erhebt sich ein neuer Wald zu neuer Pracht. Neben den Riesenschachtelhalmen, die den untergegangenen Wald bildeten, zeigen sich hier bereits Farnbäume und laubholzartige Pflanzen. Doch auch dieser Wald muß nach kaum einem Jahrtausend die Vergänglichkeit alles Irdischen spüren. Wiederum macht ein Erdsturz der ganzen Herrlichkeit ein Ende. Aber die unerschöpfliche Vegetationskraft überwindet auch den zweiten Niederbruch, überwindet einen dritten, vierten und fünften. Dann geht die Steinkohlenzeit ihrem Ende entgegen. Die Katastrophen werden seltener. Die Wälder späterer Zeiten wachsen und vergehen, ohne unter Felsen begraben zu werden. Die Welt schreitet vorwärts durch Kalk und durch Kreide, durch Lias und Trias. Sie kommt ins Tertiär und der Mensch hält seinen Einzug auf der Erde. In der Tiefe aber ruhen die alten Wälder. Mit unendlichem Druck lastet das Felsgestein auf ihnen und hat Stämme und Äste längst zu einer kompakten Schicht zusammengedrückt. Von unten her wirkt die Erdwärme und wie nun die Stämme die ersten fünfzig-tausend Jahre, gelegen haben, zeigt sich an ihnen eine tiefgehende Veränderung. Es geht ihnen wie dem Holzscheit int Feuer. Das Wasser entweicht, vom Holzstoff spalten sich Kohlenwasserstoffe ab und eine dunkelbraune, freilich noch die Struktur des Holzes zeigende Kohle bleibt zurück. Aus dem Holz ist Braunkohle geworden. Bei den jüngsten Wäldern, die erst vor fünfzig- bis hunderttausend Jahren verschüttet wurden und dementsprechend auch ziemlich dicht unter der Erdoberfläche liegen, können wir diesen Zustand der Braunkohle auch heute noch beobachten. Unsere Abb. 50 und 51 zeigen ein Braunkohlenbergwerk. Der verschüttete Wald liegt hier so dicht unter der Erdoberfläche, daß es sich lohnt, die Decke wegzuräunren und die Kohle aus offener Grube im sogenannten Tageban mittels Baggermaschinen zu gewinnen.

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Beim Steinkohlenwald ist es anders. Hier war das Holz schon längst Braunkohle geworden, bevor die erstenMenschen auf der Erde er-

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■ schienen. Aus die £3 ersten fünfzigtausend || Jahre folgen die I zweiten und dieJahr-1 Hunderttausende rei-I hen sich zur Million. 1 Immer schwärzer I und immer härter I wird die Kohle, im-9 mer mehr wird Was-1 serstoff und Kohlen-1 Wasserstoff ausge-> trieben. Bereits ist bei dem zuerst verschütteten Wald ein Zustand erreicht, der wenig Veränderungen mehr zuläßt. Bereits besteht hier die Kohle aus 97 Prozent reinem Kohlenstoff, ist steinhart und hat metallischen Klang und Glanz. Bereits ist der unterste Wald in Anthrazit verwandelt. Aber auch im zweiten Wald ist der Kohlenwasserstoff, das Gas, zum allergrößten Teile ausgetrieben. Wir haben hier Magerkohlen, die nur eine gleichmäßige scharfe Glut, aber keine züngelnden Flammen mehr geben. Erst int dritten Wald, dessen Stämme im Felsen auf die Dicke von etwa zwei Meter zusammengepreßt ruhen, erst in dieser dritten Waldschicht oder in diesem dritten Steinkohlenflöz finden wir eine Kohle, die bereits etwas Flammen bildet, die Flammkohle, und endlich im vierten Flöz treffen wir auf eine gasreiche Kohle, die Gas- oder Fettkohle.

Abb. 51. Aus den Braunkohlentagebauen bei Dux in Böhmen: „Pfeilerbau".

Während nun die Jahrhunderttausende ins Land gingen, bekam die Erde Altersrunzeln. Ihr Körper schrumpfte und ihre Haut warf Falten. Von solcher Verwerfung wurde auch die Fläche, auf der die alten Kohlenwälder gewachsen waren, betroffen. Sie hob sich in einzelnen Wellen. Die Wellenkämme wurden durch Regen und Schnee, durch Frost und Eis abgeschliffen, und eines Tages kam an einer Stelle der oberste Steinkohlenwald wieder an den Tag. Saftig und grün war er zur Ruhe gegangen. Auf schwarzes Gestein fiel jetzt die Sonne. Niemand achtete darauf, und Jahrhunderte, vielleicht Jahrtausende lagen die schwarzen Steine unbeachtet umher. Hin und wieder nur gerieten ein paar davon in ein Hirtenfeuer und mit Staunen bemerkte man, daß diese Steine brannten. Das sprach sich schnell herum und bereits im sechzehnten Jahrhundert begann man in England die brennbaren Steine in die Städte zu fahren. 1619 führte Dud Dudley die Steinkohlen an Stelle der Holzkohlen in die Eisenhütten ein. Von diesem Jahre an beginnt die Steinkohle das Holzfeuer ständig zu verdrängen. Begierig trug man von den schwarzen Steinen zusammen, was man finden konnte, schlug man von dem Felsgestein ab, was immer zu erlangen war. Sehr bald war aber der Punkt erreicht, da es mit dem einfachen Tagebau nicht

mehr ging, da man den in die Tiefe gehenden Steinkohlenflözen dorthin nachfolgen mußte, und so beginnt der Steinkohlentiefbau. Was er bedeutet, wird klar, wenn man sich vergegenwärtigt, daß ein Teil der englischen Flöze zur Zeit ziemlich weit außerhalb der britischen Insel tief unter dem Meeresgrunde abgebaut wird, wenn man sich erinnert, daß die tiefsten westfälischen Flöze 800 m unter der Erdoberfläche liegen.

Verfolgen wir einmal die Anlage eines Kohlenbergwerkes, zu deren besserem Verständnis das farbige Titelbild dienen möge. Eine Gesellschaft hat für ein bestimmtes Gebiet das Bergrecht erworben. Gleichmäßig zieht sich eine Ebene meilenweit hin, mit Wiesen und Feldern besetzt, und keine Anzeichen verraten, daß hier Kohlen liegen können. Die Gesellschaft kennt jedoch die geologische Karte des Landes und diese besagt, daß unter dieser Ebene, freilich in einer Tiefe von 500 m, das erste Kohlenflöz liegen muß, dem dann in kurzen Abstünden sechs weitere Flöze folgen. Auf grüner Wiese wird ein Bauplatz eingezäunt. Arbeiter erscheinen und schachten eine kreisförmige Grube von etwa 10 m Durchmesser bis zum Grundwasser aus. Sie heben mit ihren Spaten erst den Rasen ab, entfernen etwa 1 m Humuserde und stoßen dann auf weißen Sand. Schon bei einer Tiefe von 3 m ist indessen der Grundwasserspiegel erreicht. Die Erdarbeiter verlassen die Grube und machen den Schlossern und Monteuren Platz. Diese bringen eigenartige, schwere Gußeisenstücke an. Die werden dicht am Rande der Grube auf den Erdboden gelegt und miteinander verschraubt. Wir sehen, wie ein starker, gußeiserner Ring entsteht, der nach unten spitz zugeschärft auf dem Sandboden liegt, etwa eine Höhe von 1 m besitzt und nach oben eine

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Siegeslauf der Technik. I.

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Abb. 53. Grubenlokomotive von der Allgemeinen Elektrizitätsgesellschaft, Berlin.

wagrechte, ringförmige Fläche von etwa ³/* m Durchmesser bietet. In wenigen Tagen ist die Montage dieses Ringes vollendet und wiederum erscheinen andere Mannschaften auf dem Plane. Die Maurer treten an und beginnen auf diesem Ringe eine schwere, kreisförmige Mauer aufzuführen, die sich genau an die Grubenwände anschließt und in die Höhe geführt wird, bis sie etwa 1 m über den Bauplatz herausragt. Nun kommen wieder die Maschinenbauer, errichten über der ganzen Baugrube brückenartige Gerüste und hängen an diese Baggermaschineip Exkavatoren, welche, durch Maschinenkraft bewegt, den Boden der Baugrube auch unterhalb des Grundwassers weiter ausheben. Es beginnt damit die eigentliche Abteufung des Schachtes. Unaufhörlich holen die Bagger Sand und Schlamm aus der Baugrube. Stetig sinkt der eiserne Ring mit dem auf ihm lastenden Mauerwerk tiefer und stetig führen die Maurer, welche jetzt außerhalb der Baugrube am Rande derselben stehen, das Mauerwerk in demselben Maße, in dem es in die Tiefe versinkt, immer wieder in die Höhe.

So geht es Monate hindurch und äußerlich verändert sich kaum etwas. Da, eines Tages beginnen die Bagger schwerer zu arbeiten, beginnen an Stelle des Sandes einen zähen, blauen Ton zu fördern. Der Schacht hat die wasserführende Schwimmsandschicht in einer Mächtigkeit von etwa 100 m durchfahren und ist in den wasserdichten Ton gekommen. Noch etwa 2 m werden die Arbeiten fortgesetzt. Da geht der Ton zu Ende und die Bagger greifen nicht mehr, weil ein harter Mergel beginnt. Sie werden aus der Grube heransgewunden und nun kommt ein kritischer Moment. Jetzt muß

es sich entscheiden, ob die Tonschicht das Grundwasser gegen den Schacht abdichtet oder nicht. An schweren Ketten werden elektromotorisch betriebene Pumpen über der Grube aufgehängt. Ihre Saugrohre werden unter den Wasserspiegel versenkt und sie beginnen zu arbeiten. In breiten Strahlen werfen sie das Wasser aus der Schachtgrube in einen benachbarten Bach. Zusehends fällt der Spiegel und immer tiefer werden die Pumpen hinabgelassen, immer länger werden ihre Druckleitungen. Jetzt stehen sie unten auf dem Mergel. Die Grube ist trocken, die Tonschicht hält wasserdicht. Nun geht es an Haspeln und Winden in die Tiefe. Bergleute mit Spitzhacken, Hämmern und Bohrern beginnen auf dem Grubengrund ihre Arbeit. In großen Brocken wird der Mergel losgebrochen und bald ist mau einige 50 m tief in ihn eingedrungen. Jetzt wird vom Fuße der Ringmauer aus der weitere Schacht mit schweren Eisenplatten bis tief in den Mergel hinein ausgekleidet. Durch einzelne Öffnungen spritzt man guten Zement zwischen diese Eisenverkleidung und die Grubenwände, derart, daß jeder Hohlraum mit Zement erfüllt ist. Nach wenigen Tagen hat dieser Zement abgebunden und nun ist die Grube eilt für allemal gegen die Tageswässer gesichert. Jetzt kann man rüstig weiter vordringen, man kann dem immer härter werdenden Gestein sogar mit Dynamit und Schießpulver zu Leibe gehen.

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So schreitet der Schachtbau Meter um Meter fort und aufmerksant verfolgen die Geologen der Gesellschaft, welche besonderen Formationen das Gestein aufweist. Zwar vermutet man in 500 m Tiefe die Kohle, aber möglich wäre es ja immerhin, daß der Schacht gerade über einer Verwerfung steht, das heißt über einer Stelle, wo die Erdbewegungen das Flöz zerrissen haben. Das wäre schlimm, denn man müßte es dann unter Erstellung kostspieliger wagrechter Gänge in dieser Tiefe suchen. Indes die Sache geht gut und bei 500 m stoßen die Häuer auf Kohle. Damit findet dieSchacht-abteufung vorübergehend ihr Ende.

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Jetzt beginnt die Arbeit der Zimmer- ■jälj teilte. Sie versehen den Schacht mit einer soliden Balkenzimmerung, die als Führung für die einzu-

bauende Förderanlage dient. Über dem Schachtmund aber wird jetzt das Schachtgebäude errichtet. Mehrere Stockwerke hoch enthält es weit über der Schachtöffnung gewaltige Scheibenräder, über welche die Seile der Förderanlage laufen. An den Seilen hängen auf der einen Seite die großen Förderschalen. An den anderen Enden greifen große Dampfmaschinen oder Elektromotoren an und je nachdem diese die Seile aufwickeln oder aus-lassen, steigen oder fallen die Förderschalen.

Während diese Arbeiten über Tage ausgeführt werden, ist man unter Tage am Kohlenflöz nicht müßig gewesen. Zunächst wurde dort der Schacht zu einem kammer- oder saalartigen Raum, dem sogenannten Füllort, erweitert. Dann drangen die Bergleute in einzelnen Gängen, den sogenannten Strecken, in die Kohle ein, die wir uns ja als eine zusammenhängende 1 bis 2 in starke Schicht vorstellen dürfen. Strahlenförmig gehen etwa acht solcher Strecken vom Schacht ab in das Kohlenflöz und folgen diesem hier ein wenig in die Höhe, dort ein wenig in die Tiefe weithin. Dabei werden diese Hauptstrecken, auch wenn das Flöz nur dünn ist, unter allen Umständen auch noch so hoch in dem tauben Gestein ausgeführt, daß man bequem in ihnen aufrecht stehen kann. Sobald diese Strecken genügend weit fortgeführt sind, werden Querstrecken von ihnen abgezweigt, die das Flöz nach allen Richtungen durchfahren. Immer neue Arbeitsorte werden dadurch erschlossen, immer zahlreichere Mannschaft findet in der Grube Arbeitsgelegenheit, immer kräftiger wird der Kohlenstrom, der tagaus, tagein durch den Hauptschacht zu Tage gefördert wird.

Unsere Abb. 52 führt uns tief hinab in das Innere eines Kohlenbergwerks bis zum letzten Pfeiler vor Ort, auf Abb. 53 sehen wir eine Grubenbahn, dazu bestimmt, die dem Schoße der Erde abgetrotzte Kohle zum Förderschacht zu führen. Abb. 54 zeigt uns die oberirdischen Anlagen eines Kohlenbergwerks, weit überragt durch das die Fördervorrichtung tragende gewaltige Eisengerüst, und allmählich vollendet sich das gewaltige Kohlenbergwerk zrl der Ausdehnung und Ausgestaltung, wie unser Titelbild sie zur Anschauung bringt.

Aus vielen Tausenden solcher Schächte fördern gewaltige Maschinen Tag und Nacht unendliche Kohlenmengen, um Gluten zu nähren, die, mit Holz gespeist, sämtliche Wälder der Welt in einem Jahre verzehren würden. In ständig beschleunigtem Tempo heben wir in unseren Tagen in der Kohle die Sonnenwärme der Primärzeit und so gewaltig steigt der Verbrauch, daß ängstliche Leute schon seit geraumer Zeit von der Erschöpfung unserer Steinkohlenlager sprechen. Sie sehen schon eine Zeit, da die letzte Kohle gebrochen wurde, da die Menschheit zum Holzfeuer zurückkehrt und die Maschinen der Lokomotiven und Schiffe allmählich wieder verrosten und verwittern. Wäre es wirklich so, so brauchten wir es dennoch nicht zu fürchten. Neben der s ch w a r z e n K o h l e besitzen wir ja die weiße Kohle. In tausend Bächen und Flüssen strömen gewaltige Wassermengen zu Tal und unser Zeitalter der elektrischen Kraftübertragungen hat es gelernt, diese Wasser-fräste einzufangen, ins Maschinenjoch zu zwingen und in elektrische Energie umzuwandeln. Mit der Elektrizität aber können wir unsere Wohnungen beleuchten und heizen. Durch die Elektrizität, durch die Elektromotoren können wir alle diejenigen Arbeiten verrichten lassen, welche heute noch die Dampfmaschine ausführt. Im Besitze der weißen Kohle brauchen wir den Verlust der schwarzen Kohle nicht allzusehr zu fürchten.

Betrachten wir die Niagarafälle. Das Wasser, welches dort zum größten Teile noch ungenutzt herniederstürzt, besitzt eine Arbeitsfähigkeit von schätzungsweise 35 Millionen Pferdestärken. Nehmen wir an, daß man für die Erzeugung einer Pferdekraftstunde 1 kg Steinkohlen gebraucht, so müßte man in der Stunde 35 000 t Kohle verbrennen, um die Arbeit des Niagara durch Dampfmaschinen leisten zu lassen. Heute ist erst ein geringer Prozentsatz dieser Kraft nutzbar gemacht.

Jahr für Jahr erweitern sich indes die Anlagen und trotz der berühmten Botschaft des Präsidenten Roosevelt dürfte der Tag nicht mehr allzufern sein, da der Niagarafall aufhört zu existieren, da seine gesamte Wassermenge zu Turbinen geleitet und zur Erzeugung von Elektrizität verwandt wird. Dann werden die großen Probleme der elektrischen Beleuchtung und Beheizung ganzer Städte Leben gewinnen und die Schnellzüge, die von der atlantischen zur pazifischen Küste eilen, werden durch den Niagara bewegt werden.

35 Millionen Pferdestärken würden int Jahre etwa 300 Millionen Tonnen Kohle zu ihrer Erzeugung benötigen. Hier steht diese Arbeitsmenge im Wasserfall gratis zur Verfügung und der Niagara ist nur einer von den vielen Fällen und keineswegs der größte. Afrika bietet unendlich viel mehr an Wasserkräften und auch Europa ist in seinen Gebirgsländern reich damit gesegnet. Hier bietet die Zukunft also die Möglichkeit bedeutender Entwicklungen und wir haben zur Entwicklung Zeit, denn tatsächlich reicht der Kohlenvorrat der Erde noch für Jahrtausende. In England, in Westfalen und in Schlesien mögen die Lager in einigen Jahrhunderten erschöpft sein. In Nordamerika, im asiatischen Rußland und in Afrika harren dagegen noch enorme Kohlenmengender bergmännischen Erschließung. Trotzdem soll nicht geleugnet werden, daß wir wie die Verschwender leben, daß wir in Jahrhunderten verbrauchen, was in Jahrhunderttausenden von der Natur für uns aufgespeichert wurde. Aber wir haben nicht sinnlos vergeudet, sondern dabei unaufhörlich gelernt und könnten uns heute schon von der Kohle wenigstens teilweise freimachen.

Im übrigen wird heute jedes Stückchen geförderter Kohle sachgemäß verwendet. In früheren Jahrzehnten wußte man nicht recht, was man mit den großen Mengen von Kohlenstaub und Kohlengrus anfangen sollte, die beim bergmättnischen Abbau der Kohle nun einmal auftreten und sowohl für den Transport wie auch für die unmittelbare Verbrennung wenig geeignet waren. Gegenwärtig werden auch diese Staubmengen zu wertvollen Produkten verarbeitet. Der Kohlenstaub, mit dem bei der Kohlenwäsche auftretenden Kohlenschlamm zu einem zähen Teig angerührt, wird entweder

verkokt oder er bildet den Grundstoff für die Brikettfabrikation. Bei der Verkokung wird der Brei in besonderen Koksöfen, die wir heute wohl auf jeder Kohlenzeche finden, bis zur Rotglut erhitzt. Dabei werden die sämtlichen Kohlenwasserstoffe ausgetrieben und der Grus selbst sintert zu hartem, klingendem Koks zusammen. Die entweichenden Gase werden sorgfältig aufgefangen, zu einer besonderen Desüllation geleitet und hier zu wertvollen aromatischen Kohlenwasserstoffen, wie Benzol, Toluol und dergleichen mehr, verarbeitet. Die Ergebnisse der Destillation stellen sich schließlich als die wertvollen Rohstoffe der Anilinfabrikation dar. Ihr Erträgnis bildet eine, bedeutende Vergrößerung des Hütteneinkommens.

Bei der Brikettierung werden die Kohlenwasserstoffe dagegen dem Kohlengrus gelassen. Er wird nur in besonderen Maschinen mit teerartigen Bindemitteln zusammengeknetet. Den so entstehenden sehr zähen Teig fassen die hydraulischen Brikettpressen, formen ihn in die bekannte Brikettform und geben dem einzelnen Brikett unter Anwendung eines gewaltigen hydraulischen Druckes eine steinartige Festigkeit und eine glänzende Oberfläche. Die so entstehenden Brikette werden als Feuerungsmittel hoch geschätzt und alltäglich zu Millionen verbrannt. Durch diese Brikettindustrie ist es einigen Zechen mit sehr bröckliger Kohle überhaupt erst möglich geworden, die Erzeugnisse ihrer Förderung gewinnbringend zu verwerten. Auch für die Braunkohlengruben bildet das Brikettierungsverfahren eine wertvolle Ergänzung des Betriebes.

Unsere Abb. 55 zeigt den Querschnitt einer Brikettfabrik. Wir sehen, wie die bei a mittels des Elevators b zugeführte Kohle auf den Boden c geschüttet und dann in dem Dampftrockentellerapparat d getrocknet wird, um danach in dem Nachbarraume mit dem teerartigen Bindemittel vermischt zu werden. Bon hier führt ein Elevator n diese Masse dem Knetwerk o und der Presse q zu, von wo aus dann schließlich die fertigen Brikette durch ein Transportband r den Eisenbahnwagen t zugeführt werden.

Mit der schwarzen und mit der weißen Kohle sind unsere Brennstoffe bei weitem nicht erschöpft. Noch mehr hat die Natur für uns gespeichert. Da ist in erster Linie das Petroleum oder Steinöl. Es kommt aus der Tiefe, steckt in der Tat in den Steinen. Wie es hineinkam, darüber ist die Wissenschaft noch nicht schlüssig geworden. Nach der einen Theorie ist das Petroleum ebenso wie Steinkohle und Torf ein Produkt vorweltlicher Pflanzen. Nach dieser Anschauung wird es auf eine vorweltliche Algenart zurückgeführt, die ein besonderes Fett in ihren Poren produzierte. Lange Zeiträume hindurch lebten diese Algen in flachen Meeresbuchten, starben, sanken in die Tiefe und bildeten gewaltige Schlammlager auf dem Meeresgrunde. Über dem Algenschlamm lagerte Sand und verhärtete zu Sandstein. Die Meeresbucht wuchs sich zu festem Land aus. Das Algenfett in der Tiefe aber machte im Laus eines vieltausendjährigen Zeitraumes ebenfalls eine Art Destillationsprozeß durch. Wasser und Gas spalteten sich vom Fett und Rohpetroleum blieb übrig. Das stand unter gewaltigem Druck und durchtränkte weithin den Sandstein, füllte

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Abb. 55. Brikettfabrik mit Vortrocknung der Kohle durch einen Dampftrockenapparat.

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m Desintegrator.

n Elevator.

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e Trockenkohlenelevator.

/ Trockenkohlentrichter.

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a Einschütttrichter.

b Natzkohlenelevator.

c Naßkohlenboden.

d Dampftrockenteller-

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jede Grotte, jeden Hohlraum darin aus. Nach hunderttausend Jahren kam der Mensch und trieb ein Bohrloch durch Erde und Sand bis tief in den Sandstein. Wurde dabei eine Grotte angebohrt, so puffte erst das freie Gas mit Gewalt in die Außenluft. In hohem Strahle folgen Wasser und Rohöl und schließlich strömt wie aus einer Fontäne das reine Erdöl aus (Abb. 56). Trifft das Bohrloch nur den ölgetränkten Stein, so ist man um Abhilfe nicht verlegen. Ein Blechzylinder wird gebracht. Er hat doppelte Mannshöhe, ist etwas dünner als das Bohrloch und vollkommen mit dem gefährlichsten aller Sprengmittel, dem Nitroglyzerinöl, gefüllt. Vorsichtig hängt man ihn in den Mund des Bohrloches ein. Jetzt wird der Kranhaken abgestreift, und während der gefährliche Zylinder in dem 100 bis 200 m tiefen Bohrloch niederstürzt, bringt sich alles in schnellem Lauf in Sicherheit. Jetzt hat der Zylinder den Grund des Bohrloches erreicht, schmetternd schlägt er aus und im selben Moment kommt das Nitroglyzerin zur Explosion. Wie es da unten im Sandstein verwüsten und zertrümmern mag, kann man sich denken. Auch von außen merkt man die Folgen. Ein Rauchstrahl fährt aus dem Bohrloch. Ihm folgen alsbald in hohem Strahle Petroleum und Wasser, einstweilen noch zahlreiche Steinbrocken mit emporschleudernd. Die Petroleumquelle, die eben nicht freiwillig springen wollte, wurde auf diese Weise durch Nitroglyzerin erschlossen. Nun strömt das Rohöl in stetem Strahl und eifrig arbeiten die Pumpen, um es zu fassen und in Tanks (große Behälter) zu sammeln.

Eine andere Theorie leitet die Entstehung des Petroleums aus anorganischen Vorgängen her und um sie zu erläutern, müssen wir ein wenig in die Chemie abschweifen. Wir gehen bei unseren Betrachtungen von drei Grundstoffen aus, uämlich von irgend einem Metall, vom Sauerstoff (dem Oxygenium) und vom Kohlenstoff. In der Kälte des Weltraumes können diese drei Stoffe nebeneinander existieren, ohne daß es zu irgend einer Verbindung kommt. Bei solcher Kälte ist die chemische Verwandtschaft dieser Stoffe gleich Null. Auch in der Sonnenglut, die wir .etwa mit 10 000 bis 15 000 Grad Wärme annehmen können, ist ihre Verbindung nicht möglich, da eben die Hitze, das heißt die Bewegung der kleinsten Teilchen, eine zu gewaltige ist, um den Zusammenbau der Atome zu Molekülen zuwege kommen zu lassen. Aber zwischen der Kälte des Weltraumes und der Hitze des Sonnenballes, die ja auch einmal auf unserer Erde geherrscht haben muß, liegen viele Zwischenstufen und hier zeigen sich wechselnde Wahlverwandtschaften zwischen unseren drei Stoffen. Bringen wir sie alle drei etwa in Hochofenhitze von 1000 bis 1500 Grad, so ist die Verwandtschaft des Sauerstoffes zur Kohle größer als zum Metall. Die Kohle verbrennt zu Kohlensäure und das Metall bleibt gediegen zurück. Wenn etwa vorher der Sauerstoff bereits mit dem Metall zu einem Metalloxyd verbunden war, so ist die chemische Verwandtschaft der Kohle sogar stark genug, um diesen Sauerstoff vom Metall wieder loszureißen und zur Kohlensäureerzeugung mit zu benutzen, während das Metall gediegen zurückbleibt. Auf diesem Umstande beruht ein Teil unserer Hüttenprozesse. Wir können ihn in der Weise ausdrücken, daß wir

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sagen: bei Hochofentemperaturen ist die Liebe zwischen Sauerstoff und Kohlenstoff allmächtig und das Metall muß als überflüssiger Dritter allein zurückbleiben.

Das Bild ändert sich jedoch, wenn wir die Temperatur auf etwas über 3000 Grad, auf die Hitze des elektrischen Ofens steigern. Dann stellt sich eine starke Neigung zwischen Metall und Kohle ein, während der Sauerstoff in die Rolle des überflüssigen Dritten gerät. Das Metall verbindet sich mit der Kohle zu einem Metallkarbid, während der Sauerstoff frei bleibt. Nun ist unsere Erde während ihres Abkühlungsprozesses auch sicherlich durch die 3000 Grad-Grenze gegangen und gewaltige Mengen von Metallen müssen sich dabei mit dem Kohlenstoff zu Metallkarbiden verbunden haben. Wir haben berechtigten Grund zu der Annahme, daß in Tiefen, die vorläufig freilich der bergmännischen Erschließung noch nicht zugänglich sind, ungeheure Metallkarbidlager liegen, denen gegenüber unser ganzer Kohlenvorrat verschwindend winzig erscheinen muß.

Das Metallkarbid bleibt nun unverändert, solange es nicht vom Wasser berührt wird. Sobald indes mit fortschreitender Erkaltung der Erde, mit fortschreitender Verminderung des Dampfdruckes im Erdinneren das Wasser in die Tiefe sickert, setzt eine neue chemische Reaktion ein. Das Wasser besteht ja aus zwei Teilen Wasserstoff oder Hydrogenium und einem Teil Sauerstoff oder Oxygenium. Sobald nun das Wasser auf das Metallkarbid stößt, gibt es auf beiden Seiten ein Scheiden und Meiden: der Sauerstoff trennt sich vom Wasserstoff und vereinigt sich mit dem Metalle des Karbids zu einem Metalloxyd. Der freiwerdende Wasserstoff dagegen bildet mit dem freiwerdenden Kohlenstoff des Karbids irgend einen Kohlenwasserstoff. Die Art dieses Kohlenwasserstoffes hängt von der Art des Metallkarbids ab. Beispielsweise gibt das wohl am meisten bekannte Karbid, das Kalziumkarbid, welches wir in unseren Fahrrad- und Automobillampen verwenden, den als Azetylen bekannten Kohlenwasserstoff. Eine wissenschaftliche Meinung geht nun dahin, daß auch das Petroleum als das Produkt einer solchen Zersetzung uns vorläufig nicht bekannter Metallkarbide anzusehen ist. Ein schlüssiger Beweis läßt sich dafür nicht erbringen, aber anderseits spricht auch keine Unwahrscheinlichkeit gegen diese Theorie. Vielleicht treffen beide Theorien zu, vielleicht ist Petroleum an einigen Stellen durch die geschilderte Algenzersetzung auf organischem Wege, an anderen Stellen durch Metallkarbidzersetzung aus anorganischem Wege entstanden.

Das Petroleum selbst ist kein homogener Körper, sondern eine Mischung zahlreicher Kohlenwasserstoffe, die sämtlich ein und derselben Gruppe, der sogenannten Methanreihe angehören.

Im Rohpetroleum sind alle diese Körper durcheinandergemischt. Soweit sie gasförmig sind, entweichen sie aus dem Strahl der Petroleumquelle in die Luft. Aber auch das übrigbleibende Rohpetroleum bedarf einer sorgfältigen Zerlegung in seine einzelnen Bestandteile, der sogenannten Raffinierung. Zu dem Zweck wird das Rohpetroleum aus den Sammelbassins durch oft meilenweite Leitungen hindurch zu den Raffinieranstalten hingepumpt. Hier unterwirft man es in großen Kesseln der fraktionierten Destillation, das heißt man erwärmt es allmählich, fängt die bei verschiedenen Temperaturen aufsteigenden Dämpfe getrennt auf und schlägt sie wieder nieder. Da nun die Siedepunkte der einzelnen Körper der Petroleumreihe immer um 19 Grad auseinanderliegen, so ist es leicht/bei Temperaturstufen von etwa 50 Grad Destillate zu bekommen, die nur zwei bis drei Körper der Reihe enthalten. Die fraktionierte Destillation oder Raffinierung des Petroleums ergibt nun erst Leicht- oder Motorbeuzin, dann schweres oder Reinigungsbenzin, dann Lampenpetroleum, dann dünnes Maschinenöl, dann dickes Maschinenöl, weiter die Vaseline und endlich einen teerartigen Rück-stand, das Masut. Jeder dieser Stoffe findet weitgehende Verwendung. Man denke nur an die Bedeutung des Benzins für die Automobilindustrie oder des Petroleums für die Beleuchtungsindustrie. Da die einzelnen Produkte unendlich wertvoller sind als das Rohpetroleum, macht sich die Raffinierung auch reichlich bezahlt. Als freilich das Petroleum neu aufkam, unterließ man sie zunächst und beklagenswerte Unfälle und Unzuträglichkeiten waren die unausbleibliche Folge. Mit dem Rohpetroleum goß man ja auch Benzin, Maschinenöl und Vaseline in die Lampen. Diese explodierten daher mit einer gewissen Vorliebe, so daß das Petroleum in den ersten Jahren seiner Verwendung in einen recht schlechten Ruf kam. Ging das Brennen der Lampe ohne Explosion ab, so verbrannte zunächst das Benzin. Dann kam das Petroleum, und während nun die Flamme immer schlechter und dunkler wurde, mußte sich immer dickeres Maschinenöl durch den Docht quälen, bis schließlich Vaseline im Lampenbecken zurückblieb. Erst durch eine sachgemäß durchgeführte Raffinierung wurden diese Ubelstände gehoben, wurden die Körper der Petroleumreihe die wertvollen Brenn- und Nutzstoffe, als die wir sie gegenwärtig auf der ganzen Erde schätzen.

Ein weiterer wertvoller Brennstoff, der Spiritus oder Alkohol, wird im großen aus organischen, stärkemehlhaltigen Substanzen, wie Kartoffeln, Getreidekörnern, weiter aber auch aus Zuckerrohr, Reis und verschiedenen Früchten hergestellt. Man bereitet durch Kochen und Zerquetschen dieser Substanzen einen Aufguß, die Maische. In letztere bringt man bestimmte Pilzarten, Hefepilze. Für diese sind Zucker und Stärke Nahrungsmittel. Sie finden also in der Maische einen günstigen Nährboden, und während sie wachsen und gedeihen, verzehren sie den Zucker und zerlegen ihn in Kohlensäure und Alkohol. Die Kohlensäure geht frei ab. Deshalb schäumen und rauschen sämtliche unter dem Einfluß der Hefe gärenden Maischen. Der Alkohol bleibt in der Flüssigkeit zurück. Erwärmt man diese dann auf 85 bis 90 Grad, so dampft der Alkohol ab und kann in besonderer Vorlage aufgefangen werden, während die wässerige Maische zurückbleibt.

Der Spiritus brennt mit blauer, sehr heißer Flamme und findet in der Technik, namentlich zur Erzeugung heißer Lötflammen, vielfache Anwendung. Einer allgemeinen Verbreitung steht freilich der Preis im Wege, der erheblich höher ist als der von Benzin oder Petroleum.

Die bisherigen Betrachtungen zeigten uns feste und flüssige Brennstoffe. Es erübrigt sich noch, die große Schar der gasförmigen Brennstoffe zu besprechen. Bereits am Feuer des Holzstoßes foimten wir beobachten, wie sich unter der Wirkung der Hitze Kohlenwasserstoffgase bildeten und mit besonders leuchtender Flamme verbrannten. Auch in der Petroleumquelle stießen wir auf freies Gas und aus den Torfmooren leuchteten uns die Gasflammen der Irrlichter entgegen. An manchen Stellen der Erde, zum Beispiel in ben Petroleumgebieten Pennsylvaniens, ist solches Naturgas so reichlich vorhanden, strömt so reichlich zu Tage, daß es sich lohnt, diese Gasquellen zu fassen, daß ganze Städte dort mit diesem Naturgas beleuchtet und geheizt werden.

Abb. 57.

Retorte mit Hydraulik.

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Aber auch an anderen Orten schätzt man die gasförmigen Brennstoffe und erstellt sie in verschiedener Weise auf künstlichem Wege. Die älteste und einfachste Form ist wohl die Verkokung gasreicher Steinkohle, welche zuerst im Jahre 1682 von Johann Joachim Becher in seiner „Großen chymischen Concordantz" erwähnt wird.

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Im Jahre 1739 versuchte der Engländer John Clayton die Darstellung von Steinkohlengas im großen und im Jahre 1783 wiederholte der holländische Techniker Jan Pieter Minckelaers diesen Versuch. Das Jahr 1792 endlich brachte die erste Leuchtgasanlage. William Murdoch verwendete Gas zur Beleuchtung der Maschinenfabrik von Boulton & Watt. Im Jahre 1802 erhielt dann Winsor, eigentlich Winzler aus Znaim, von König Georg III. ein Privileg zur Städtebeleuchtung durch Gas und da-

mit begann das Steinkohlengas seinen Siegeszug über die zivilisierte Welt.

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Zur Herstellung dieses Gases werden kohlenwasserstoffreiche Steinkohlen,

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^Abb. 59. Gasometer der Gasanstalt Tegel-Berlin.

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Kohlen der jüngeren Flöze, in große Retorten gebracht (Abb. 57) und von außen her allmählich bis zur Rotglut erhitzt. Unter dem Einfluß der Hitze entweichen die sämtlichen Kohlenwasserstoffe in Gasform und werden zunächst in Form eines dicken, grauen Qualms aus der Retorte abgesaugt. Dieses Rohgas muß zunächst die sogenannten Teerabscheider passieren. Es sind dies stehende zylindrische Gefäße mit zahlreichen eingebauten Wänden, die das Gas in langen Zickzackwegen umstreichen muß. Nun folgt weiter eine Waschung des Gases. Es wird gezwungen, mehrere Wasserbehälter von unten nach oben, in kleine Blasen aufgelöst, zu durchströmen. Dabei bleibt jeder Rest von Teer zurück und ferner werden die unvermeidlichen Ammoniakverbindungen, die dem Gas einen stechenden Geruch verleihen, festgehalten. Weiter muß das Gas dann durch Horden strömen, die mit einer Reihe von Chemikalien, wie ungelöschtem Kalk und dergleichen, belegt sind und hier bleiben die letzten Reste der Verunreinigungen zurück. Das Gas, welches jetzt abströmt, ist völlig durchsichtig, besteht nur noch aus Kohlenwasserstoffen und hat den bekannten schwachen Gasgeruch, der an den Benzingeruch erinnert. Es ist nun gebrauchsfertig und wird dann dem Gasometer (Abb. 58) zugeführt. Dieser ist ein in hohen Gerüstständern geführtes , nach unten offenes, glockenförmiges Gefäß, das sich, durch Wasser abgedichtet, auf und nieder bewegen kann und das links eingetretene Gas rechts in das Leitungsnetz austreten läßt, von wo es den ein-

zelnen Flammen zuströmt. Unsere Abb. 59 und 60 zeigen uns eine Ansicht eines der großen Gasometer der neuen Gasanstalt der Stadt Berlin zu Tegel und einen Einblick in eines der großen Retortenhäuser.

In der Retorte bleibt bei der Steinkohlengasbereitung reiner Kohlenstoff in lockerer Form, der sogenannte Koks, zurück. Er bildet zwar ein wertvolles Brennmittel und wird zu guten Preisen verkauft; immerhin aber ist dieser Kohlenstoffgehalt doch der eigentlichen Gasbereitung entzogen. Dieser Kohlenstoff muß eben zurückbleiben, weil kein Wasserstoff da ist, mit dem er ebenfalls gasförmigen Kohlenwasserstoff bilden könnte. Der Gedanke lag nahe, durch Einführung von Wasserstoff auch diesen Kohlenstoff für die Gasbereitung nutzbar zu machen. Dies glückte zuerst im Jahre 1780 Felice Fontana, der Wasserdampf über glühende Steinkohlen leitete und dabei brennbares Gas in großer Menge erhielt, während die Kohlen völlig verzehrt wurden. Der Vorgang ist dabei folgender: Der Wasserdampf zersetzt sich in Gegenwart der glühenden Kohlen in Wasserstoff und Sauerstoff. Der SSttn^w,, bildet mit dem Kohlenstoff der Kohlen gasförmige Kohlenwasserstoffe. Der Sauerstoff verbindet sich mit dem Kohlenstoff zu dem ebenfalls noch brennbaren Kohlenoxydgas. Schließlich bleiben verschwindende Spuren von Wasserstoffgas ungebunden und alles in allem entsteht ein Gemenge von brennbaren Gasen unter völligem Verbrauch der Kohle, das sogenannte Wassergas. Im Jahre 1837 gab Ernest Selligue brauchbare Apparate für die Darstellung des Wassergases im großen an und seit der Zeit erfreut es sich zunehmender Bedeutung in der Gasbeleuchtungsindustrie.

Die Flamme des Wassergases brennt freilich nur mit einer wenig leuchtenden, bläulichen Flamme. Für die Speisung von Gasglühlichtlampen ist dies kein Fehler, da ja hier die Flamme sowieso nichtleuchtend gemacht werden muß. Für den Betrieb gewöhnlicher Gasflammen muß man dem Wassergas dagegen durch besondere Mittel Leuchtkraft verleihen, man muß es mit schweren Kohlenwasserstoffen, wie Benzol und dergleichen, anreichern oder karburieren, wie der technische Ausdruck lautet.

An Stelle reinen Wasserdampfes kann man nun auch ein Gemenge von Wasserdampf und atmosphärischer Luft durch glühende Kohlen leiten. Der Wasserdampf wird dann wieder Wassergas erzeugen. Der Sauerstoff der Luft bildet dagegen Kohlenoxydgas und der Stickstoff der Luft geht unverändert in das Ganze mit ein. Man erhält so unter Aufwand sehr geringer Betriebskosten und in räumlich kleinen Anlagen ein brennbares Gasgemenge, welches zwar für Beleuchtungszwecke nicht mehr in Frage kommt, aber für den Betrieb von Gasmotoren weitgehende Verbreitung gefunden hat und unter dem Namen des Generatorgases allgemein bekannt geworden ist.

Erwähnen wir endlich noch, daß es der modernen Technik gelungen ist, auch eine Reihe schwerer Kohlenwasserstoffe, wie Benzol, Benzin u. s. w., zu vergasen und zur Beleuchtung einzelner Häuser und Räume vorteilhaft zu verwenden, so dürfte das Gebiet der in großem Maßstabe benutzten Brennstoffe damit völlig besprochen sein, das heißt derjenigen Brennstoffe, die von der Großindustrie entweder benutzt oder erzeugt werden. Theoretisch ist ja jeder kohlenstoff- oder wasserstoffhaltige Körper ein guter Brennstoff und theoretisch werden daher alle derartigen Substanzen, wie Tran, tierische Fette, reiner Wasserstoff und dergleichen, mehr oder weniger als Brennstoffe anzusprechen sein. In der Praxis ist die Benutzung dieser Stoffe jedoch so beschränkt, daß auf ihre Eigenarten kaum näher eingegangen zu werden braucht.

II.

XMe Erzeugung von Wärme.

Wir müssen in unseren Betrachtungen immer wieder zum Herd- und Lagerfeuer der prähistorischen Menschheit zurückkehren, wenn wir den Ursprung all unserer modernen Ofen, Herde, Kessel u. s. w. ergründen wollen. Jenes alte Lagerfeuer war für den Menschen der Steinzeit und ebenso für die Völker der ersten Bronze- und Eisenzeit ein Universalhilfsmittel. Es war Lampe, es war Stubenofen, Kochherd, Backofen, Töpferherd und schließlich auch Schmiedefeuer.

Wir wissen heute nicht mehr, wie die ersten Menschen dazu gekommen sind, ihre Speisen am Feuer zuzubereiten. Vielleicht ist hier, wie auch auf anderem Gebiete so häufig, der Zufall der Lehrmeister gewesen. In jedem Falle bestand die älteste Form der Speisenzubereitung im Braten und Rösten, während das Kochen jüngeren Datums ist. Man steckte das erbeutete Tier auf einen Pfahl und drehte es über dem Feuer des einfachen Holzstoßes, bis es im eigenen Safte gebraten war. Eine besondere Neuanordnung war dabei für das Feuer kaum notwendig.

Den ersten Versuch einer Neukonstruktion, gewissermaßen eines Bratofens, finden wir in der Feuergrube. Man machte das Feuer in einer tiefen Felsspalte oder in einer ausgehobenen Erdgrube an und füllte diese Grube, sobald das Holz in schöner Glut stand, mit etwa faustgroßen Steinen, die nun gleichfalls in Glut gerieten. Jetzt konnte das Braten auf andere Weise als am Spieße geschehen. Man wickelte das Fleischstück in aromatische Blätter, hob mit Hilfe grüner Äste einen Teil der Steine heraus, legte bett präparierten Braten in die Höhlung, warf die herausgenommenen glühenden Steine wieder darauf und deckte das Ganze mit Erde zu. Dies Verfahren ist noch heute bei zahlreichen wilden Völkerschaften irrt Gebrauch und liefert nach den Berichten der Reisenden einen wohlschmeckenden Braten.

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Technisch können wir bei diesem Verfahren zwei Neuerungen von Wichtigkeit konstatieren. Einmal die Fassung des Feuers in einem besonderen Hohl-und zweitens die Überleitung der vom Feuer erzeugten Wärme auf einen Zwischenträger, nämlich die Steine, bevor eben diese Wärme selbst ihre endgültige Verwendung zum Braten findet. Gleichzeitig zeigen sich hier die ersten Anfänge einer Spezialisierung. Das Feuer, das in einer tiefen Grube brannte, kam für die Beleuchtung der Höhle oder des Zeltes nicht mehr so sehr in Betracht, wie etwa der frei brennende Holzstoß. Man mußte

notgedrungen zwischen verschiedenen Feuern unterscheiden und begann für diese besondere Einrichtungen zu treffen. Der in einer Felsspalte eingeklemmte frei brennende Kienspan diente als ältestes Beleuchtungsmittel der Erhellung des Wohnraumes. Für das Kochfeuer wurde auf einer besonderen Steinunterlage eine Art Wanne oder Mulde geschaffen, die das Feuer besser wahrte und die Glut länger barg, als das etwa beim frei brennenden Holzstoß möglich war. So bekommen wir jene Urform, aus welcher sich der Herd und der Brandaltar der geschichtlichen Zeit entwickelt haben.

Der nächste technische Fortschritt darf wohl in der Kunst des Tonbrennens, der Töpferei, erblickt werden. Der Tontopf erforderte wiederum ein anderes Feuer als die Spießbraterei. Man kam dazu, den Herd nach oben hin stärker zu schließeir und dafür von unten her Luftzuführungskanäle zu erstellen; es entstand der geschlossene Herd. Bei allen diesen Einrichtungen begnügte sich die Menschheit mit dem unter natürlichem Zuge brennenden Holzfeuer. Auch die Bronzezeit kam mit ihm aus. War es doch wohl möglich, in einem kräftigen Holzstoß helle Rotgluten von 900 Grad zu erzielen und damit das schwerflüssigste der bekannten Metalle, das Kupfer, zum Fließen zu bringen.

Einen wesentlichen Fortschritt brachte die Eisenzeit. Vermutlich ist das erste metallische Eisen aus Rasensteineisenerz durch einen einfachen Holzstoß unter günstiger Mitwirkung eines starken natürlichen Windes erschmolzen worden. Es handelte sich dabei um ziemlich reines Eisenoxydoxydul, welches unmittelbar unter irgend einer Rasenfläche lag und durch die Glut eines solchen großen Holzfeuers zu Eisen umgewandelt wurde. Sicherlich ist diese erste Entdeckung zufällig und durch das Zusammentreffen einer Reihe sehr günstiger Umstände erzielt worden. Andernfalls wäre es nicht verständlich, wie sich die Menschheit rund zehntausend Jahre hindurch mit der Bronze behelfen konnte, obwohl vielerorten reiche Rasensteinerzlager unmittelbar zu Tage traten. Sobald man nun die zufällige Entdeckung weiter verfolgte, zeigte es sich, daß die einfache Glut des Holzstoßes zur Eisengewinnung nicht ausreichte, daß man durch einen künstlichen Luftzug oder Wind das hellrot brennende Feuer zur vollen Weißglut anblasen müsse. So erhalten wir eine dritte Form des Feuers, das industrielle Feuer. In seiner ältesten, heute noch bei den indischen Schmieden gebräuchlichen Form ist es einfach ein mit Glut gefüllter Tontopf, in welchen mittels einer Art von Ziegenfellschlauch ein kräftiger Luftstrom geblasen wird. In seinen modernen Formen finden wir es bald als lodernden Hochofen, bald als kunstvolle Feuerung eines Glasofens oder als Glutraum eines Kupolofens.

Betrachten wir nun die heutigen Formen des Feuers und der Feuerung. In allen Fällen werden wir eine möglichst vollkommene Verbrennung der Brennstoffe anstreben müssen. Ein schlecht brennendes Feuer, welches große Mengen unverbrannten Kohlenstoffes und unverbrauchter Kohlenwasserstoffe in Form von Ruß und übelriechenden Verbrennungsgasen aussondert, ist liberal! und 31t jeder Zeit verwerflich. Der vorgeschichtliche Höhlenbewohner mochte solchen Qualm ebensowenig leiden wie wir die Rauch- und Ruß-

sahnen unserer Jndustrieschlote und die Frage der Rauchverbrennung oder richtiger gesagt der Herbeiführung einer vollkommenen Verbrennung ist seit den Tagen der Steinzeit stets aktuell geblieben.

Wir brauchen in jeder Feuerung eine vollkommene Verbrennung, eine Verbrennung, welche den Wasserstoff der Brennmaterialien in Wasserdampf, ihren Kohlenstoffgehalt in Kohlensäure überführt. Zu dem Zweck ist eine ausreichende Zuführung von Verbrennungsluft notwendig.

Theoretisch können wir die zur Verbrennung irgend einer beliebigen Menge eines beliebigen Brennstoffes notwendige Berbrennungsluft leicht ermitteln. Praktisch werden wir zu überlegen haben, daß ein Teil des Luftsauerstoffes ungebunden durch die Glut ziehen wird und daß wir daher einen Überschuß über die theoretisch ermittelte Verbrennungsluft brauchen, um wirklich eine vollkommene Verbrennung zu erzielen. Dieser Überschuß soll indes nicht zu groß sein, da sonst eine zu starke Abkühlung des Feuers infolge der überflüssig hindurchgehenden Verbrennungsluft eintritt. In der Praxis wird man im allgemeinen mit dem doppelten Quantum der theoretisch ermittelten Verbrennungsluft auskommen und dementsprechend die Rostflächen, Züge, Gebläse u. s. w. der Feuerungen einzurichten haben. Mit allen diesen Einrichtungen nun nehmen wir das Feuer recht eigentlich gefangen. Im alten Holzstoß loderte es frei und ungebunden zum Himmel, während die Verbrennungsluft von allen Seiten herbeiströmte. Jetzt schließen wir es in Qfen und Feuerungen verschiedener Art ein, geben ihm nur dasjenige Luftquantum, welches zur vollen Verbrennung nötig ist, haben dafür aber auch die gesamte von ihm erzeugte Wärme in demselben Gefängnis und können diese unseren Zwecken entsprechend ausnutzen.

Wie wir nun im einzelnen weiter verfahren, muß sich aus den besonderen Zwecken ergeben. Im großen und ganzen werden wir zu unterscheiden haben zwischen Heizfeuerungen, Kochfeuerungen, Feuerungen für die Erzeugung von Wasserdampf und endlich industriellen Feuerungen zur Erhitzung und Bearbeitung der zahlreichen Werkstoffe unserer Industrie. Letztere werden im Laufe der späteren Kapitel bei ihrer jeweiligen Verwendung besprochen werden.

Als der Mensch aus der Höhle in das steinerne Haus zog, nahm er das offene Holzfeuer mit, legte es in eine Wandnische unter einem Rauchabzug und hatte damit das Kaminfeuer (Abb. 61). Ihm haftet viel von der Romantik längst verrauschter Zeiten an, aber leider merkt man auch am Wirkungsgrad und der Wirtschaftlichkeit, daß das Kaminfeuer aus der Steinzeit stammt. Wir nutzen in ihm nur die strahlende Wärme aus, während der größte Teil der Verbrennungswärme mit den Rauchgasen ungenutzt ins Freie entweicht. So kann man wohl im Rittersaale irgend eines alten Herrenschlosses vor dem Kaminfeuer sitzen und auf der einen Seite unter dem Einflüsse der strahlenden Wärme beinahe geröstet werden, während man auf der anderen friert. Der nächste Fortschritt mußte daher notwendigerweise dahingehen, die Wärme der Heizgase selbst nutzbar zu machen. Zn diesem Zwecke schloß man das bis

dahin offene Kaminfeuer in eine Art Lehmkasten ein und zwang die Verbrennungsgase, ein darüber befindliches Lehmgehäuse in vielen Zickzackwegen zu durchstreichen, bevor sie aus dem Rauchfang entweichen konnten. Dabei wurde das Lehmhaus heiß und gab nun seinerseits leitende Wärme an die Luft des Raumes ab. So entstand aus dem Kamin der Ofen. Er ist recht eigentlich eine Erfindung des kalten Nordens und hat Jahrhunderte hindurch nach Verdrängung des offenen Kamins unsere Wohnungen erwärmt. Das Kunstgewerbe kam sehr bald dazu, das einfache Lehmhaus mit schön glasierten Kacheln zu verkleiden, und so finden wir im Zeitalter der Renaissance Kachelöfen (Abb. 62), die als Meisterwerke eines kunstsinnigen Jahrhunderts gelten dürfen und in technischer Beziehung dem Kaminfeuer unendlich überlegen sind. Es ist hierbei jenes bereits erwähnte alte Prinzip benutzt, erst einen Zwischenträger, in diesem Falle die Lehmwände und Kacheln, zu erhitzen und diese Hitze dann durch Wärmeleitung auf das endgültige Ziel, auf die Zimmerluft zu übertragen.

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Spätere Zeiten haben Lehm und Stein des Kachelofens durch das Gußeisen ersetzt. Wir bekamen die eisernen Öfen (Abb. 63), welche sich durch eine ganze Reihe von Vor- und Nachteilen vom Kachelofen unterscheiden. Einer der großen Nachteile des eisernen Ofens besteht darin, daß das Eisen im rotglühenden Zustande für eines der gefährlichsten Verbrennungs-Produkte, das Kohlenoxydgas, durchlässig wird. Ein Rotglühen der eisernen Öfen ist daher in jedem Falle bedenklich und sollte vermieden werden. Im übrigen ist der Kachelofen in seiner Wirkung träger als der eiserne Ofen. Seine

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Nach einer Originalaufnahme von Fratelli Alinari in Florenz.

Abb.61. Kamin.

Erwärmung nimmt Stunden in Anspruch, während der eiserne Ofen in Minuten heiß wird. Dafür heizt der Kachelofen aber auch lange Zeit gleichmäßig, während die Wirkung des eisernen Ofens beinahe gleich-

zeitig mit dem Feuer erlischt. Wenn sich trotz alledem die eisernen Öfen einer zunehmenden Beliebtheit erfreuen, so ist dies zum großen Teil auf die häufig ganz unsachgemäße Ausführung der Kachelöfen zurückzuführen, welche diese unverdienterweise in den Ruf von Kohlenfressern bringt. Wenn wir in unserem Kachelofen etwa eine Stunde hindurch ein kräftiges Feuer unterhalten haben, so werden die Innenflächen seiner Rauchzüge rotglühend sein und während der folgenden Stunden soll sich diese Hitze allmählich nach außen verbreiten. Der ganze Ofen soll dann viele Stunden hindurch heiß sein und unser Zimmer wärmen. Zu dem Zweck müssen wir nun aber die Feuerung luftdicht verschließen. Lassen wir sie etwa offen, so wird die Zimmerluft weiter in die Feuerung einströmen, sich an den glühenden Zügen erhitzen, diese dabei entsprechend abkühlen und dann zum Schornstein entweichen. Deshalb sind unsere Kachelöfen mit luftdicht verschließbaren eisernen Türen versehen. Damit allein ist es jedoch noch nicht getan. Eine einzige Spalte, ein einziger Riß im Ofenmantel kann uns einen Strich durch die Rechnung machen. Im Ofeninyeren wird ja ein stark luftverdünnter Raum herrschen, da die Luft sich an den glühenden Wänden erhitzt und entsprechend ausdehnt und verdünnt. Durch eine einzige oft kaum sichtbare Spalte wird daher ständig kalte Stubenluft in das Ofeninnere strömen und die Glut der inneren Ofenwandungen zum Schornstein hinausführen. Dann kommen die Klagen über den Kachelofen und die lächerlich schlechten Wirkungsgrade von zehn und noch weniger Prozent, während doch ein einfaches Verschmieren der Ofenfugen mit frischem Lehm dem Übelstand abhelfen kann.

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Abb. 62. Kachelofen.

Aus „Kunstschätze aus Tirol". Verlag von Anton Schroll & Co. in Wien.

Die im vorstehenden behandelten Ofen benutzen Stein oder Eisen als Übermittler der Wärme, als vorübergehende Wärmeträger. Im Grunde

wird dabei nur das Verfahren kodiert, nach welchem die Sonne unsere Erde heizt. Bei jeder Wärmequelle, mag es sich nun um die Sonne, um ein Feuer, um eine rotglühende Kanonenkugel oder sonst dergleichen handeln, müssen wir ja zwischen strahlender Wärme und zwischen leitender Wärme unterscheiden. Wenn wir zum Beispiel eine glühende Kanonenkugel frei aufhängen,

so wird sie der allernächsten sie umgebenden Luftschicht durch Leitung Wärme mitteilen und die erhitzte Luft wird in einem fühlbaren Strom nach oben gehen. Wir stellen uns diese Erscheinung derart vor, daß die Moleküle, die kleinsten Teilchen der glühenden Kugel, in starker Bewegung begriffen sind und eben diese Bewegung durch direkten Anstoß auch den benachbarten Luftteilchen mitteilen, diese ebenfalls in schnelle Schwingungen versetzen, das heißt erwär-Würden wir die

Wärmeleitung natürlich nicht möglich, es wären ja keine umgebenden Körperteilchen da, welche in Bewegung versetzt werden könnten. Da eine andere

glühende Kugel, die Sonne nämlich, sich im luftleeren Weltraum befindet, so kann sie auch durch Wärmeleitung keinerlei Wärme abgeben, und wenn trotzdem von ihr aus gewaltige Wärmemengen auf die Erde gelangen, so geschieht dies nicht mehr durch Wärmeleitung, sondern durch Wärmestrahlung. Jeder Raum ist ja von einer unwägbar feinen Materie, dem Lichtäther, erfüllt, dessen Teilchen auch die Poren

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Abb. 63. Eiserner Ofen.

Kanonenkugel in einem absolut luftleeren Raum aufhängen, so wäre eine solche jeder Materie durchdringen, die Zwischenräume zwischen deren kleinsten Teilchen erfüllen. Auch dieser Lichtäther wird von der Wärmebewegung, von dem Molekültanze unserer glühenden Kugel mitgerissen, auch er gerät in Schwingungen, aber diese pflanzen sich nun strahlenförmig geradlinig, ähnlich wie Lichtstrahlen nach allen Seiten hin mit Lichtgeschwindigkeit fort. Sie finden in der Luft kaum ein Hindernis, denn diese ist diatherman, das heißt für strahlende Wärme durchlässig. Wir spüren die strahlende Wärme aber, wenn wir unsere Hand von irgend einer Seite her der glühenden Kugel etwa auf einen halben Meter nähern, und wir spüren die Sonnenstrahlung auch am frostigen Wintertage, wenn wir uns die Strahlen auf den Körper fallen lassen. So kann beispielsweise an einem Wintertag ein Thermometer, dessen Kugel wir am besten ein wenig anrußen, im vollen Sonnenlicht 10 bis 15 Grad Wärme zeigen, während ein anderes, dessen Kugel wir durch ein Stückchen Holz oder dergleichen vor der direkten Bestrahlung schützen, die wirkliche Lufttemperatur mißt und etwa 10 Grad Kälte angibt. Wir sehen also, wie die strahlende Wärme durch die Luft hindurchgeht. Erst wenn die Lichtätherschwingungei: auf feste Körper treffen, zwingen sie deren Moleküle zum

Mittanzen, erwärmen sie diese festen Körper und an den erwärmten Körpern kann sich nun erst wieder die Luft auf dem Wege der Wärmeleitung ihrerseits erwärmen. So treffen die stärker werdenden Sonnenstrahlen im Frühling auf die kalte Erde, und erst wenn der letzte Schnee geschmolzen ist, wenn das Erdreich selbst sich erwärmt hat, beginnt auch die Lufterwärmung, die dann beit eigentlichen Frühling bedeutet.

Im Kachelofen haben wir dasselbe Prinzip angewendet. Weil das offene Kaminfeuer unsere Luft so gut wie gar nicht erwärmte, sondern nur unseren Körper röstete, wo strahlende Wärme ifm traf, haben wir erst die gesamte Hitze unseres Feuers auf feste Körper, auf Lehm, Stein und Eisen übertragen und dann an diesen die Luft erwärmt.

Wir sind indes nicht auf feste Körper allein als Wärmeübertragungs-mittel angewiesen. Die klimatischen Vorgänge der Natur geben uns noch andere wertvolle Winke. Wir sehen zum Beispiel, wie ein warmer Südwind in wenigen Stunden Winterwetter in Frühling verwandeln kann, wir sehen, wie der Warmwasserstrom, den die Geographen als Golfstrom bezeichnen, die Nordwestküste Europas in wirkungsvollster Weise beheizt.

Andere Heizungsarten ahmen diese Erscheinungen nach, teilen die Wärme des Feuers entweder dem Wasser, dem Wasserdampf oder der Luft mit und leiten diese beweglichen Wärmeträger dann zu den zu beheizenden Räumen. Dabei kann die warme Luft unmittelbar in den zu beheizenden Raum gelassen werden, so daß die Luftheizung gleichzeitig mit einer energischen Ventilation verbunden ist. Bei Wasserdampf- und Warmwasserheizungen bedarf es dagegen nochmals besonderer Wärmeübermittlungsapparate, der sogenannten Radiatoren oder Heizkörper.

Die Luftheizung ist eine altrömische Erfindung, obwohl es uns heute fast wunderbar erscheint, daß diese ideale Heizungsart aus dem Lande der Kohlen-

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Abb. 64. Luftheizung im alten Rathaus zu Lüneburg.

decken, der schlecht schließenden Fenster und noch schlechter heizenden Öfen, dem sonnigen und im Winter ach so kalten Italien stammen soll. Indes sind bei den Ausgrabungen zu Herkulanum und Pompeji derartige Heizungsanlagen zweifellos freigelegt worden.

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Abb. 65. Ansicht einer Luftheizungsanlage.

Unsere Abb. 64 zeigt eine höchst wahrscheinlich aus dem dreizehntenJahr-hundert stammende Luftheizung des alten Lüneburger Rathauses. Unterhalb der sogenannten Laube, des Sitzungszimmers des Rates, waren drei Ofen d angebracht, von denen aus die heiße Luft in Kanälen, die im Fußboden angebracht waren, nach oben übertrat. Der Zutritt der Heizluft konnte durch einen auf der Öffnung beweglichen Schieber reguliert werden. Außer dieser allgemeinen Reguliervorrichtung war noch vor dem Sitz eines jeden Ratsherrn eine durch einen metallenen Deckel verschlossene

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Öffnung vorhanden. Fühlte also einer der würdigen Herren ein Gefühl der Kälte, so hatte er nur nötig, den Deckel aufzuheben, um sich zu erwärmen. Gewiß eine sehr weitgehende Rücksichtnahme auf das Bedürfnis des einzelnen; a ist der Schornstein, c die Sohle der Feuerung und g ein Raum für Aufbewahrung von Brennstoff.

Auch die Marienburg ist vom dreizehnten bis zum siebzehnten Jahrhundert mit einer Luftheizung ausgestattet gewesen.

Die Zirkulation wird bei der Luftheizung (Abb.65) hergestellt, indem die Heizung selbst das

Gleichgewicht stört. In dem Ansaugekanal befindet sich die frische, kalte und dementsprechend schwere Lust, in den Heizkanälen dagegen die erwärmte leichtere Luft. Infolgedessen wird ständig die kalte Lust nachdrücken und nachrücken und ein steter Strom zu stände kommen. Nach demselben Prinzip wird die Zirkulation bei den Warmwasserheizungen bewirkt. Im Keller des zu beheizenden Gebäudes ist ein Dampfkessel (Abb. 66) aufgestellt, von dessen Wasserraum aus ein Steigrohr zu den verschiedenen Stockwerken führt, während ein Fallrohr diese wieder mit dem Kessel verbindet. Zwischen diese Rohre sind nun die einzelnen Heizkörper oder Radiatoren (Abb. 68) eingeschaltet. Je nachdem man ihr Ventil öffnet oder schließt, kann man sie in den Kreislauf ein- oder ausschalten. Das warme Wasser passiert sie und | sinkt nun, abgekühlt und dem- j| f entsprechend schwerer geworden, durch das Fallrohr wieder in den Kessel zurück. Die Warmwasserheizung hat vor der einfachen Ofenheizung den Vorzug einer bedeutenden Wirt- |§_ schaftlichkeit. Während wir den Wirkungsgrad der Kachel-und eisernen Ofen nur mit 20 bis | f 40 Prozent annehmen können, flfl|-, geben die Warmwasserheizun- ||P gen 60 und mehr Prozent.

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Abb. 67. Heizung mehrerer Stockwerke durch einen Vorzinnnerofen.

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Die Wärme, welche im Kessel selbst einmal gefangen ist, wird hier ja in der vollkommensten ^ _ __

Weise ausgenutzt. Sehr bemerkenswert erscheint eine neuere Erfindung von Heer wagen, welche es gestattet, an eine vorhandene Anlage von Kachel- oder eisernen Öfen eine Warmwasserheizung anzubauen. Es wird zu dem Zweck in den vorhandenen Ofen ein ringförmiges geschweißtes Wassergefäß eingesetzt und an dieses die übliche Warmwasseranlage für drei bis vier Räume angeschlossen. Dabei wird es möglich, mit dem Ofen, der bisher ein Zimmer heizte, unter einem ganz geringen Mehrverbrauch von Kohlen vier bis fünf Zimmer zu erwärmen (Abb. 67).

Die Bedienung der Warmwasserheizungen wird stets im Nebenamte, beispielsweise vom Pförtner eines Hauses, verrichtet werden. Man stellt daher die Forderung, daß die Heizkessel möglichst geringe Ansprüche an die Bedienung stellen, daß sie sich, einmal mit einem bestimmten Quantum Kohlen beschickt, für möglichst lange Zeit selbsttätig bedienen und reguliere!: sollen. Auch auf diesem Gebiete hat die moderne Technik recht nennenswerte Erfolge erzielt. Dabei ist die gestellte Ausgabe reichlich kompliziert. Schwankt doch der Wärmeverbrauch nicht nur mit der Außentemperatur, sondern auch mit den wechselnden Neigungen der einzelnen Konsumenten beinahe von

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Stunde zu Stunde. Im allgemeinen konstruiert man die Öfen derart, daß aus einem Fülltrichter eine Kohlen-# menge unter gleichmäßigem Druck in die Feuerung tritt, und reguliert die Glut durch eine Luftklappe, die selbsttätig bewegt wird, je nachdem die Temperatur des Wassers oder auch der Dampfdruck sich ändern. In Verbindung mit akustischen Signalen, welche daneben noch jede Über- oder Unterschreitung eines bestimmten Temperaturabschnittes vernehmlich melden, arbeiten diese Anlagen außerordentlich zuverlässig und gehören zu dem Komfort, den man gegenwärtig in jedem neueren Hause zu finden erwartet.

Abb. 68. Heizkörper.

Bei den Dampfheizungen (Abb.69) tritt an Stelle des warmen Wassers Wasserdampf. Je nachdem es sich dabei um Dampf mit nur einer Atmosphäre Überdruck und der entsprechenden Temperatur oder um vier bis fünf Atmosphären handelt, unterscheidet man Niederdruck- und Hochdruckheizungen. Während für Wohnungen im allgemeinen die Warmwasserheizung bevorzugt wird, kommt die Dampfheizung vornehmlich für Fabriken, große Versammlungsäle, Ausstellungshallen, Kirchen und dergleichen zur Anwendung, wo sehr viel größere Räume beheizt werden müssen und die Heizkörper einet Warmwasseranlage daher unzulässig groß ausfallen müßten. Im Prinzip entspricht sie durchaus der Warmwasserheizung, doch muffen besondere Vorkehrungen getroffen werden, um das Kondenswasser abzuführen und das häßliche Schlage«: desselben in den Leitungen zu verhüten.

Bei bei: bisher betrachtete:: Heizungen dienten Holz, Kohle und ähnliche feste Brennmaterialien als Heizstoffe. Die Technik unserer Tage hat aber

auch das Gas in großem Maßstabe zu Heizzweckeu herangezogen. Die Gasflammen,

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Abb. 69. Dampsheizungsanlage. Durchschnitt und Ansicht des Kessels.

Bunsenflammen, umspielen dabei gewöhnlich mit Asbestschnur umflochtene Metallteile und täuschen so ein Kaminfeuer vor, geben aber neben der . Wärmestrahlung auch noch reichlich Wärme durch Leitung ab. Für man- M che Zwecke wird auch der Petro-leumofeu (Abb. 70)

herangezogen, beispielsweise für die Läden der Goldarbeiter, in denen jede Spur schwefliger Dämpfe, die nun einmal mit der Kohlenheizung verbunden zu sein pflegen, vermieden werden muß. Schließlich ist der Heizung auf elektrischem Wege zu gedenken (Abb. 71). Es ist ja bekannt, daß man den elektrischen Strom in zweckmäßig gewählten Widerständen ohne weiteres in Wärme umsetzen kann. Unter Benutzung dieses Grundsatzes sind zahlreiche elektrische Öfen konstruiert worden. Es darf jedoch nicht verhehlt werden, daß der elektrische Zimmerofen bei den heutigen Strompreisen in der überwiegenden Mehrzahl aller Fälle äußerst unwirtschaftlich ist. Während er theoretisch als der einzige von allen Ofen mit 100 Prozent Nutzeffekt arbeitet, ist doch anderseits die Elektrizität selbst als Heizmittel so teuer, daß schließlich wirtschaftlich der allerschlechteste nur mit 10 Prozent arbeitende Kachelofen dem elektrischen Ofen überlegen bleibt. Kostet uns doch die Wärme, die wir in Form von elektrischer Energie kaufen, ungefähr fünfundzwanzig-mal so viel wie diejenige, die wir in Form vonSteinkohle erwerben. So gern wir daher den elektrischen Ofen für die Erzeugung bestimmter hochliegender Temperaturen, zum Beispiel für Lötungen und Schweißungen, oder endlich auch für die Fabrikation von Kalziumkarbid und dergleichen benutzen, so wenig kann er vorläufig für die Beheizung unserer Wohnräume allgemein in Frage kommen, so daß das in Nordamerika allerdings schon existierende „Haus ohne Schornstein" vorläufig noch eine interessante Seltenheit bilden dürfte. Neben dem altbewährten Kachelofen gehört die Zukunft hier zweifellos den Zentralheizungen und es dürfte eine Frage der Zeit sein, daß die Beheizung einzelner Häuser durch diejenige

Siegeslauf der Technik. I.

ganzer Straßenblocks oder gar ganzer Stadtteile unter Errichtung von Fernheizwerken mit entsprechend größeren, möglichst wirtschaftlich arbeitenden Kesselanlagen ersetzt wird. Die Anfänge solcher Fernheizwerke finden sich ja bereits in einzelnen Städten, wie zum Beispiel in Dresden, wo Gebäude in Entfernungen bis zu 1 km von einer Stelle aus erwärmt werden.

Auch die alte Feuerstelle zur Zubereitung der Speisen hat im Laufe der Zeit mannigfache Änderungen erfahren. Der Kochherd änderte sich in demselben Maße, in dem die Kochkunst selbst Wandlungen erfuhr. Am Feuer der Höhlenbewohner konnte man wohl einen Hirschziemer braten, aber selbst die Kunst eines Brillat-Savarin hätte auf ihm keine zunftgerechten Pasteten oder Ragouts zubereiten können. Die fortschreitende Kochkunst verlangte ebenfalls eine vollkommene Einschließung des Feuers und ferner die Möglichkeit, es in seiner Intensität innerhalb weiter Grenzen regulieren zu können.

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Abb. 70. Petroleumofen.

So entstanden die geschlossenen Holz-, Kohlen- oder Koksherde mit regulierbaren Zügen, auf denen man in jeder einzelnen Feuerstelle nach Wunsch stärkere oder schwächere Hitze erzeugen konnte. Diese Herde entwickelten sich ungefähr gleichzeitig mit den Kachelöfen und die Zeit der Renaissance zeigt neben kunstgewerblich hervorragenden Öfen auch wunderbare Kachelküchen. Mit dem Kochherde selbst machte auch das Kochgeschirr Fortschritte. Hatte die alte Spießbraterei und Steinrösterei bereits durch die Erfindung der Tontöpfe eine erhebliche Änderung erfahren, so brachte die Metallzeit die mannigfachen ehernen und

ten. In großen Restaurationsbetrieben wird

eisernen Töpfe und Pfannen, die eine sehr viel weitergehende Ausnutzung des Feuers zuließen als die irdenen Gefäße.

Zum Beginne des neunzehnten Jahrhunderts finden wir ziemlich allgemein den Steinkohlenherd mit einem übergebauten Wrasenfang. Die einsetzende Gastechnik brachte zu billigem Preise den Koks auf den Markt und begünstigte die Einführung der Koksherde. Im Gegensatz zur gasreichen Steinkohlenflamme gab der Koks eine ruhige, beinahe flammenfreie Glut und erwies sich für Kochzwecke ganz besonders geeignet.

Koksherde sind daher auch heute noch vielfach im Gebrauch. Für den einzelnen Haushalt bietet diese Form des Herdes indes gewisse Umständlichkei

3166. 71. Elektrischer Ofen.

ja der Herd gewissermaßen nach gutem alten Steinzeitbrauch auch heute noch ein ewiges Feuer darstellen. Er wird bei Tagesanbruch angeheizt und bleibt den ganzen Tag über bis tief in die Nacht hinein in Glut, so daß ntmt jederzeit etwas wärmen oder kochen kann. Für einen einzelnen Haushalt ist etwas Derartiges ziemlich kostspielig. Will man hier etwa am Spätabend noch eine Kanne Tee aufbrühen oder eine Tasse Kaffee wärmen, so steht man vor der Frage, noch einmal ein Feuer anzumachen, eine umständliche und zeitraubende Arbeit. In steigendem Maße haben daher in den letzten Jahrzehnten die Gasherde Eingang gefunden. Sie bieten den großen Vorteil, daß die Flamme im Augenblick in Betrieb genommen und sofort nach dem Gebrauch wieder gelöscht werden kann. Das bedeutet einmal eine große Bequemlichkeit in der Handhabung. Ferner aber stellt sich dadurch auch bei Verwendung des an sich teuren Gases der Herdbetrieb schließlich doch nicht teurer als etwa die Heizung mit Koks oder Briketten. Freilich gibt es auch unter den modernsten Gasherden zweckmäßige und weniger zweckmäßige Konstruktionen. Es gibt Gasherde, die geradezu Gasfresser sind und den Betrieb durchaus unwirtschaftlich machen, während andere Gaskocher mit dem halben Gasverbrauch gute Wirkung erzielen. Diese Unwirtschaftlichkeit trifft sehr häufig auf jene Gasfeuerungen zu, die man in den Herden der Mietwohnungen bereits eingebaut vorfindet. Diese kranken fast stets an dem Übelstand, daß die Heizflamme zu tief in der Herdhöhlung liegt, daß sie zu weit von den Kochtöpfen entfernt ist. Ist dabei in den Herden noch ein Rost und ein Zug angebracht, um sie gegebenenfalls mit Steinkohlen betreiben zu können, so erklärt sich der schlechte Wirkungsgrad in zwangloser Weise. Solche Herde für doppelte Feuerung pflegen für keine von beiden sehr vorteilhaft zu sein. Gerade bei der Gasfeuerung muß mit dem alten Herdprinzip, erst eine ruhige, große Glut zu erzeugen, von Grund aus gebrochen werden. Hier handelt es sich darum, die Hitze sofort im Entstehen

möglichst vollkommen auf die Kochgefäße zu übertragen. Die Kochflammen müssen daher unmittelbar unter dem Topfboden liegen und diesen energisch umspülen. Dann erhält man gute Wirkungsgrade und kommt mit erstaunlich geringem Gasverbrauch aus. Gleichzeitig befreit der Gasherd von den Umständlichkeiten des Kohlentransportes und den Manipulationen mit der Kohle selbst, die ja stets Ruß und Staub im Gefolge hat. Bedingung für das wirtschaftliche Arbeiten des Gasherdes bleibt eine ständige und sachgemäße Regulierung der Kochflamme, entsprechend den jeweiligen Verhältnissen. Wer einen Wasserkessel stundenlang über der vollen Flamme kochen läßt, während doch ein Viertel der normalen Flammenstärke vollauf genügt, um das Wasser heiß zu halten, der darf sich über hohe Gasrechnungen nicht wundern.

In den letzten Jahren hat auch der elektrische Strom zu Kochzwecken Anwendung gefunden und man darf wohl sagen, mit größerem Erfolg als für Heizzwecke. Wie wir bereits bei der Heizung sahen, ist der elektrische Strom ein sehr viel teureres Wärmemittel als etwa Kohle oder Gas und er hat nur Aussicht konkurrenzfähig zu sein, wenn er zu hohem Prozentsatz ausgenutzt und wirklich die gesamte Stromwärme den Speisen mitgeteilt wird. Dementsprechend müssen die elektrischen Kochgefäße eingerichtet werden. Die Stromwärme muß möglichst dicht an den Speisen erzeugt werden und es muß ihr jeder Ausweg an den Speisen vorbei ins Freie zuverlässig verstopft werden. Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt allenthalben durch die Verwendung doppelwandiger Kochgefäße. Die elektrischen Heizwiderstände liegen dabei in dem Hohlraum dicht an der inneren Wand. Zwischen den Widerständen und der äußeren Wand ist Asbest oder ein ähnliches wärmeisolierendes Mittel eingebaut, so daß die Stromwärme praktisch nur durch die Innenwand und in die Speisen entweichen kann. Die Widerstände selbst werden von den einzelnen Firmen verschieden ausgeführt. Die Kochgeschirre der Allgemeinen Elektrizitätsgesellschaft benutzen Drahtwiderstände. Nach einem anderen geistreichen Patent der Prometheusgesellschaft zu Frankfurt a. M-, deren Apparate unseren Abb. 71 bis 73 als Vorlage dienten, wird das äußerst dünne Blattsilber als Widerstand benutzt. Die innere Topfwand wird auf ihrer Außenfläche zunächst mit einer den Strom nicht leitenden Emaille bezogen, dann werden auf diese Emaille Blattsilberstreifen aufgelegt, mit den Stromzuleitungen verbunden und endlich erhält das Ganze nochmals einen Emailleüberzug. Nun folgt die Asbestpackung und darauf die zweite Metallhülle. Äußerlich repräsentieren sich alle diese Kochgefäße als einfache starkwandige Töpfe mit einer Anschlußklemme für das Stromkabel und gelegentlich auch mit einem Regulierhebel für verschiedene Stromstärken und dementsprechend für verschiedene Wärmegrade. Unsere Abb. 72 veranschaulicht eine derartige moderne elektrische Küche. Der Herd ist hier durch einen einfachen Tisch ersetzt. Asbestteller dienen als Unterlage für die einzelnen Töpfe. Dabei werden in gleicher Weise und nach gleichem Prinzip die verschiedensten Dinge elektrisch beheizt. Wir finden neben den einfachen Kochtöpfen elektrische Bratpfannen, die das Fett bis zu 300 Grad erhitzen können und sehr wohl ein scharfes Braten gestatten. Daneben sind Kaffeekocher vertreten. Ferner Teller-wärmer, um die Teller mäßig vorzuwärmen. Weiter auch einfache Speisenwärmer, um die fertigen Speisen warm zu halten. Schließlich finden wir auch elektrische Plätteisen (Abb. 73).

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Ja die Elektrizität ist nicht auf die Küche beschränkt geblieben.

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Abb. 72. Elektrische Küchenanlage.

Praktisch können wir ja jedes elektrische Kochgefäß in Betrieb nehmen, wo immer wir eine Anschlußdose haben. Wir können beispielsweise den Kaffeekocher auf dem Eßtisch arbeiten lassen nnd so finden wir denn für das Toilettezimmer der Damenwelt auch noch den elektrisch beheizten Brennscherenwärmer und selbst den elektrischen Schminkekocher.

So führt uns die Entwicklungsgeschichte der Mche vom alten Höhlenfeuer über den Kochherd zur elektrischen Mche, die ohne Feuer und ohne Herd arbeitet und dennoch kocht und brät und jede gewünschte Temperatur und Hitze durch einfache Hebelbewegungen herbeizuführen gestattet.

Beim Kachelofen lernten wir bereits die saugende Wirkung des Schornsteins kennen und wir werden den Schornsteinen, Essen oder Schloten immer wieder bei jeder Feuerungsanlage begegnen. Bereits beim frei brennenden Holzstoß läßt sich beobachten, wie sich oberhalb des Feuers eine Säule warmer, zum großen Teil von Verbrennungsgasen durchsetzter Luft bildet, wie die Luft dieser Säule in starkem Strome nach oben steigt, während von den Seiten her kalte Luft zum Feuer strömt. Dieser natürliche Zug eines frei

brennenden Feuers kann sich bei starken Bränden bis zur Erzeugung eines sehr fühlbaren Windes steigern und das Feuer zu lodernder Glut entfachen. Man denkt dabei unwillkürlich an die Dichterworte: „Heulend

Abb. 73. Elektrisches Bügeleisen.

kommt der Sturm geflogen, der die Flamme bransend sucht." In der Tat zieht die Flamme den Wind zu sich hin und wirft nach oben einen gewaltigen Luftstrom in die Höhe. Auch wenn wir das freie Feuer nun

einschließen, es im engen Raume brennen lassen, müssen wir ihm diese alte Zirkulation von frischer und verbrauchter Lust ermöglichen, wenn anders es nicht ersticken soll. Wir schaffen ihm den künstlichen Zug durch die Erstellung von Schornsteinen und Essen. Wie wir das Feuer selbst einsangen, so schließen wir gewissermaßen auch die warme Luftsäule in einen steinernen Mantel, den Schornstein, ein. Nun sind wir aber in der Lage, den Zug ganz erheblich zu verstärken. In der gemauerten Esse können wir die warme Luftsäule ganz anders zusammenhalten, als sie etwa ohne solche Umhüllung in freier Lust zusammen bleiben würde. Strömt doch aus den gewaltigen Essen von 140 m der Rauch und die Luft noch mit etwa 150 Grad Celsius ab. Uber einem frei brennenden Feuer würden wir in dieser gewaltigen Höhe kaum noch eine Spur von Erwärmung beobachten können und so erklärt sich die enorme Zugkraft der hohen Fabrikschlote, erklärt sich die starke Zugkraft selbst unserer einfachen Ofenschornsteine.

Für unsere einfachen Hausfeuerungen ist die Anlage der Essen verhältnismäßig einfach. Sie werden den Hausmauern eingefügt und ragen nur wenige Meter über die Dachfläche hinaus. Für Industrieanlagen ist der Essenbau dagegen eine besondere Fachwissenschaft geworden, die von wenigen Spezialfirmen gepflegt wird. Solche Essen verlangen eine sorgfältige und tiefgehende Fundamentierung, da sie auf verhältnismäßig kleine Grundflächen Drucke ausüben, wie sie in ähnlicher Größe nur bei hohen Kirchtürmen vorkommen. Trotz guter Fundamentierung ist der Standpunkt sehr hoher Schlote nicht immer unbedingt gesichert. Man hat das erfahren, als man im westfälischen Kohlenrevier einige besonders hohe Essen als trigonometrische Punkte benutzen wollte. Wiederholte Winkelbeobachtungen zeigten eine entschiedene seitliche Verschiebung der Essen, wobei diese ihre senkrechte Stellung beibehielten. Erkundigungen ergaben, daß eine der Essen im Laufe der Jahre um mehr als 1 m gewissermaßen seitlich fortgeschwommen war, daß man fortwährend in den Kanälen, welche die Feuerungen mit der Esse verbanden, hatte Risse flicken und neue Steinschichten einfügen müssen.

Diese moderne Technik, in Deutschland vornehmlich durch A. Cu st o dis in Düsseldorf vertreten, errichtet die gewaltigsten Essen ohne jedes besondere Gerüst. Die Maurer beginnen von innen her den Steinkranz zu legen und nehmen in dem Maße, in dem das Mauerwerk steigt, eine aufgehängte Plattform mit in die Höhe, auf welche ein ebenfalls mit emporgenommener Kran Mörtel und Steine transportiert. So in erben ohne jede Außenrüstung schwindelnde Höhen erreicht und in kurzer Zeit erhebt sich die fertige Esse, durch Blitzableiter wohl geschützt und mit Steigeisen für die Vornahme späterer Reparatnrarbeiten versehen. Sie bietet in mehr als einer Beziehung Merkwürdigkeiten. Treten wir durch eine luft- und rauchdichte Tür in den Fuß der kalten Esse ein, so können wir die Sterne am hellen lichten Tage beobachten. Das Stückchen Himmel, welches wir durch den Essenmund erblicken, erscheint auffällig lichtschwach, da nur ein verschwindend geringer Teil der von den Luftteilchen nach allen Seiten reflektierten Sonneil-beleuchtung in unser Auge fällt, und wenn gerade ein Stern über der Esse steht, so nehmen wir ihn deutlich wahr, während sonst sein Glanz bei Tage durch das zerstreute Sonnenlicht verdeckt wird.

Auch die Reinigung einer solchen Esse erfolgt anders als diejenige des gewöhnlichen Schornsteins. Wir schicken keinen Schornsteinfeger hinein. Erscheint die Reinigung notwendig, so tritt jemand durch die Tür in den Essenfuß und feuert aus einer großkalibrigen Büchse einen Schuß in die Höhe, um dann sofort zurückzutreten. Unter dem Einfluß der Lufterschütterung löst sich der allergrößte Teil der angesammelten Rußmassen und stürzt in einer dichten Wolke auf den Essenfuß nieder. Wenn schließlich eine Esse Jahrzehnte hindurch ihre Pflicht getan hat und zum Abbruch reis ist, so erfolgt auch dieser anders als bei gewöhnlichen Gebäuden. Die ganze Esse wird umgelegt und auch hier hat sich eine gute Spezialtechnik entwickelt. Nachdem die Richtung festgestellt ist, in welcher die Esse fallen soll, erscheint eine Kolonne von Maurern auf dem Plan und beginnt in den Essenfuß eine Art Spalt oder Schlitz einzustemmen. Sobald das Mauerwerk auf einer Seite des gewöhnlich quadratischen Fußes genügend fortgeschlagen ist (Abb. 74), werden starke Balkenstempel eingetrieben, die an Stelle des Mauerwerkes das Schornsteingewicht an dieser Stelle tragen müssen. Sodann wird mit der Fortnähme des Mauerwerkes weitergemacht, so daß der Schornstein schließlich auf der einen Seite nur auf den Holzstempeln, auf den anderen Seiten auf Mauern ruht. Nun wird um die Stempel ein ordentlicher Scheiterhaufen gebaut, mit Petroleum getränkt und angezündet. Dann zieht sich alles in

achtungsvolle Entfernung zurück.

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Abb. 75. Der Schornstein im Sturz.

Abb. 74. Vorbereitungen zum Umsturz eines Schornsteins.

Nach ungefähr zehn Minuten brennen die Stempel merklich weg, ein Rucken und Zittern geht durch die Esse und wie ein fallender Baum beginnt sich ihre Säule zu neigen. Sie stürzt beim Falle gewöhnlich in mehrere Teile zerbrechend (Abb. 75), fällt jedoch auf den BÄei Meter genau in der berechneten Richtung. Diese Niederlegung durch

Feuer hat in letzter Zeit das früher oft angewandte Verfahren der Sprengung durch Dynamit fast völlig verdrängt, weil sich eben die Fallrichtung sehr viel genauer als bei der Sprengung ermitteln läßt.

Die Esse ist die unvermeidliche Begleiterin der industriellen Feuerung, mag es sich nun um Kesselanlagen oder um Spezialöfen jür die Hüttenindustrie, die keramische Technik oder dergleichenhandeln. Wo es aus betriebstechnischen Gründen nicht möglich ist, ihr die nötige Höhe und Zugkraft zu geben, zum Beispiel bei Lokomotivkesseln und bei manchen Dampfschiffen, da muß man zur künstlichen Zugverstärkung durch Dampfgebläse, Ventilatoren und dergleichen greifen. Soweit wie möglich wird man jedoch immer die Esse mit natürlichem Zug vorziehen.

Unter den industriellen Feuerungen nehmen heute die Dampfkesselanlagen nach Zahl und Umfang bei weitem die erste Stelle ein. Der größte Teil unserer Steinkohlenförderung wird unter Dampfkesseln verbrannt und bei den einzelnen Kesselanlagen handelt es sich vielfach um ungeheuerliche Mengen, die schnell und vollkommen verbrannt werden müssen. Verzehrt doch beispielsweise die Dampfkesselanlage des Cunarddampfers „Lusitania" in vierundzwanzig Stunden rund 1200 Tonnen Kohle, das heißt in der Stunde 50 Tonnen oder 1000 Zentner.

Seit den Tagen der Watt und Stephenson haben die Dampfkessel und die Dampfkesselfeuerungen ständige Verbesserungen erfahren. Auch hier tritt ja an den Techniker eine doppelte Aufgabe heran: einmal eine möglichst vollkommene Verbrennung der Kohle mit dem günstigsten Quantum Verbrennungsluft zu erzielen und ferner die erzeugte Wärme, mag sie nun von den Flammen selbst als strahlende Wärme oder von den Heizgasen durch Wärmeleitung kommen, dem Wasser möglichst vollkommen mitzuteilen. Der ersten Forderung war vornehmlich die Form der Feuerung anzupassen, der zweiten die Kesselform. Dabei wirkten andere Verhältnisse, wie zum Beispiel Raumund Gewichtsbeschränkungen, die Forderung schneller Betriebsbereitschaft und dergleichen mehr, nicht wenig komplizierend. Schließlich hat die Forderung, auch noch die Bedienung zu vereinfachen, in das schon vorhandene Heer sehr verschiedener Formen noch die mannigfache Schar der Kesselfeuerungen mit automatischer Beschickung hineingebracht, so daß wir heute vor einem beinahe unübersehbaren Formenreichtum stehen.

Bei jeder Kesselfeuerung finden wir eine Rostfläche, auf welcher das Feuer brennt, eine Feuertür, durch welche frische Kohlen in das Feuer geworfen werden können und die betriebsmäßig möglichst wenig geöffnet werden soll, unterhalb der Feuertür dagegen eine permanente Öffnung, durch welche die frische Verbrennungsluft unter den Rost tritt, weiter zwischen den Roststäben hindurchgeht unb in die glühenden Kohlen gelangt. Hier geht nun die Verbrennung vor sich. Soweit dabei strahlende Wärme auftritt, trifft sie auf wasserberührte Kesselflächen und wird unmittelbar nutzbar gemacht. Die überwiegende Menge der entwickelten Wärme ist jedoch noch in den gasförmigen Verbrennungsprodukten enthalten, die in Form züngelnder Flammen

von der glühenden Kohle ausgehen.

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Abb. 76. Lokomotive der französischen Nordbahn.

Nun beginnt der Kampf des Konstrukteurs mit der Natur. Er zwingt diese Gase durch enge oder weite Rohre, das heißt durch Siede- oder Flammrohre zu gehen und durch deren Wände dem

Wasser möglichst viel Wärme mitzuteilen. Er jagt die Heizgase auch wohl durch eine rückkehrende Feuerung oder er läßt sie umgekehrt zunächst von außen her Rohre belecken, die von innen mit Wasser gefüllt sind, die sogenannten Wasserrohre. In jedem Falle müssen die Gase auf möglichst langem Wege möglichst viel wasserberührte Kesselfläche bestreichen und dabei so viel wie möglich von ihrer Wärme abgeben.

So unterscheiden wir also bei der Dampfkesselfeuerung die eigentliche Feuerbüchse oder Feuerkiste, in welcher das Feuer auf einem Roste brennt und deren Wände die sogenannte direkte Heizfläche bilden. Sie kann viereckig oder auch rund fein. Ihr Rost kann eben oder aufsteigend oder treppenartig angeordnet sein. Schließlich kann sie in stehenden Kesseln die Form eines stehenden Zylinders haben. Immerhin werden sich überall die typischen Teile: Feuerraum, Rost und Aschenraum vorfinden. Nach hinten zu Pflegt der Rost durch eine Art Wall von feuerfestem Ton oder Schamotte, die sogenannte Feuerbrücke, eingedämmt zu sein, um einmal das Mitreißen von Flugasche zu verhindern und ferner die Flammgase in geschlossenem

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Abb. 77. Acht Zweiflammrohrkessel von je 85 qm Heizfläche.

Der weitere Weg der Feuergase ist durch die Art der Dampfkessel bedingt. Wir haben hier (Abb. 76) Siederohrkessel (Lokomotivkessel), in denen die Flammgase aus der Feuerbüchse durch die engen Siederohre gehen, um dann vorn aus dem

Strom in die Züge zu zwängen.

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Schornstein zu entweichen.

Abb. 78. Schiffskessel von 100 qm Heizfläche.

Wir haben Flammrohrkessel (Mb. 77), bei denen die Gase von der Feuerbrücke aus durch ein oder zwei weite Flammrohre streichen. Bei den feststehenden Cornwallkesseln pflegen die Heizgase alsdann in der gemauerten Kesselummantelung nach vorn zurückzukehren. Sie bestreichen den Kessel dabei noch von außen, um dann vorn durch einen Ranchsaug abzugehen. Bei den Schiffskesseln (Mb. 78 und 79) kehren die Gase, nachdem sie durch die Flammrohre nach vorn kamen, durch Siederohre nach hinten zurück und entweichen hier in den Rauchfang. Neben diesen eigentlichen Großwasserraumkesseln sind dann die Kleinwasserraumkessel (Mb. 80) zu nennen, bei denen der gesamte Wasserraum in zahlreiche Wasserrohre, sei es von spiraliger, sei

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es von Rechen-oder Netzform, zerlegt ist und die Flamm-gase diese Rohrwerke umspülen müssen. Zwischen beiden Gruppen stehen die modernen Torpedobootskessel, bei denen neben zwei mäßig großen Wasserräumeu ein gewaltiges Wasserrohrnetz vorhanden ist. Endlich sind als

eine ganz besondere Gruppe die Flashboilers, die Blitzkessel, zu nennen, deren Wände betriebsmäßig bis auf Rotglut erhitzt werden sollen und welche dementsprechend Dampf von beinahe 100 Atmosphären und der zugehörigen Temperatur liefern. Diese Kessel haben namentlich durch die neuen Dampfautomobile wieder Bedeutung gewonnen.

So verschiedenartig nun auch alle diese Kessel sein mögen, ihr Ziel und Zweck ist doch gleich. Sie sollen mit möglichst wenig Kohle möglichst viel Wasser in Dampf verwandeln. Wenigstens verlangt man von einem guten Betriebsdampfkessel eine achtfache Verdampfung, das heißt, daß 1 kg Kohle 8 kg Wasser in Dampf verwandelt. Der Wirkungsgrad des Kessels schwankt dabei zwischen 60 und 70 Prozent, während die besonderen betriebstechnischen Erfordernisse, wie schnelle Dienstbereitschaft, besonders hohe Spannung, Dampfüberhitzung und dergleichen durch die besonderen Abmessungen und Formgebungen erzielt werden. Die Beschickung der Dampfkessel beschäftigt gegenwärtig Hunderttausende von Personen. Das Streben der Technik geht

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Abb. 80. Wasserrohrkessel mit abgenommenem Feuermantel.

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Abb. 81. Mechanische Rostbeschickung.

dahin, diese Arbeit nach Möglichkeit durch Maschinen besorgen zu lassen, und diesem Bestreben verdanken die mechanischen Feuerungen (Abb. 81) ihre Entstehung. Ihre Zahl ist groß, über die Brauchbarkeit der einzelnen Konstruktionen sind die Meinungen noch vielfach geteilt. Grundsätzlich wird man Feuerungen unterscheiden können, bei denen die Maschine die Handbewegung des Heizers nachmacht und die Kohlen auf den Rost schleudert, und ferner diejenigen, bei denen der Rost als Gliederrost in Form eines Bandes ohne Ende ausgebildet ist. Auf dieses Band fällt daun in der Nähe der Feuertür der frische Brennstoff, um mit dem fortschreitenden Rost langsam vorzurücken und schließlich bei der Feuerbrücke völlig verbrannt in den Aschenfall zu gelangen. Sämtliche automatischen Feuerungen weisen den Vorteil auf, daß man die Feuertür nicht zu öffnen braucht und daß daher auch keine kalte Luft in den Feuerraum gelangt. Das ist vorteilhaft für den Kessel, vorteilhaft für die Verbrennung und ganz besonders vorteilhaft für die Dampfüberhitzer. Daher ist nach wie vor ein starkes Bedürfnis für eine allen Ansprüchen genügende selbsttätige Beschickung vorhanden und die allmähliche allgemeine Einführung solcher Konstruktionen wohl zu erwarten. Für die Menschheit würde solche Einführung die Befreiung zahlreicher Mitmenschen von der körperzerrüttenden Arbeit des Feuerns bedeuten.

Neben der Steinkohle wird unter den Dampfkesseln auch Gas, werden ferner flüssige Brennstoffe, wie Petroleum und Masut, Teeröl und dergleichen verfeuert. Die Gasfeuerung ist besonders in Hüttenwerken gebräuchlich. Hier hat man es ja schon seit geraumer Zeit gelernt, die Gichtgase der Hochöfen, welche früher frei lodernd wegbrannten, einzufangen und nutzbar zu machen. Man benutzt sie in neuester Zeit vielfach zum Betriebe von Großgasmaschiuen. Vielfach dienen sie jedoch auch noch zur Beheizung von Dampfkesseln. Aus tausend feinen Düsen treten die Gase in den Verbrennungsraum und verbrennen hier mit weithin züngelnden Flammen, reichlich mit Luft gemischt zu Kohlensäure und Wasserdampf, während die Verbrennungswärme der Dampfbildung dient. Die Beheizung mit flüssigen Brennstoffen ist besonders in den Gegenden der Petroleumindustrie, beispielsweise auf den Lokomotiven und Dampfern des Bakugebietes gebräuchlich. Daneben wird aber der Destillationsrückstand der Petroleumraffinerien, das Masut, auch für Feuerungszwecke weithin exportiert und vielfach auf Torpedobooten verfeuert (9166. 82). Hier werden ebenfalls düsenförmige Öffnungen und ferner Zerstäubungsvorrichtungen Z notwendig, welche den Brennstoff fein zerteilt und mittels des Ringschiebers R und der Öffnungen L mit Lust gemischt über die Feuerbrücke B in das Feuer schleudern.

Die Grenze der erzielbaren Temperatur dürfte bei 4000 Grad liegen. Die Frage liegt nahe, mit welchen Mitteln derartige Temperaturen gemessen werden. Das Quecksilberthermometer endigt bei einigen 300 Grad, da das Quecksilber bei 350 Grad zu kocheu beginnt und schon vorher in seiner Ausdehnung sehr unregelmäßig wird. Die Messung höherer Temperaturen erfolgt auf manuigfache Weise, in der Hauptsache nach drei Verfahren, die

einander wertvoll ergänzen [g und kontrollieren, nämlich erstens durch Metallstreifenpyrometer, zweitens auf thermoelektrischem und drittens auf optischem Wege.

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Abb. 82. Feuerrohrkessel mit Zentrifugalzerstäuber und Ringschieber.

Wenn wir zwei verschiedenartige Metallstreifen mit 5« ihren flachen Seiten aufein- "l!l1™ anderlöten und gerade richten, so wird ihre gerade Haltung bei wechselnder Temperatur nicht bestehen bleiben.

Die Metalle haben ja verschiedene Ausdehnungskoeffizienten. Wenn sich beispielsweise das eine Metall bei jedem weiteren Grad Celsius um ¹|iooooo mm, das andere dagegen um r/soono mm ausdehnt, so wird jeder Temperatur eine ganz bestimmte Streifenkrümmung entsprechen und man kann bis zur beginnenden Erweichung eines Metalles eine recht genaue Skala entwerfen. So kommt man mit dem Metallstreifenpyrometer bis tief in die Rotglut hinein. Ein anderes Mittel, welches unter Zugrundelegung einiger bekannter Temperaturen den weiteren Entwurf einer Skala gestattet, ist das thermoelektrische. Wir nehmen zwei Drähte, beispielsweise einen Platin- und einen Jridiumdraht, und schweißen deren beide Enden zusammen. Wir erhalten so ein geschlossenes Thermoelement mit zwei Lötstellen. Wir können jetzt beispielsweise den Jridiumdraht in der Mitte aufschneiden und seine beiden Enden mit einem feinen Galvanometer verbinden. Solange nun die beiden Lötstellen unserer beiden Drähte gleiche Temperatur haben, wird keinerlei Strom fließen und das Galvanometer in Ruhe bleiben. Sobald wir jedoch die eine Stelle erwärmen, tritt ein Strom auf, dessen Stärke nach psysikalischen Gesetzen von der Temperaturdifferenz beider Lötstellen abhängig ist. So wird es uns möglich, bis zu 2000 Grad ebenfalls eine genaue Thermometerskala aufzustellen und solche Temperaturen zu messen. Jetzt sind wir aber bereits in einer Zone, in welcher die Körper blendendes, weißes Licht ausstrahlen und es können nun für weitere Temperaturen die optischen Messungen einsetzen, wir können jetzt die Tatsache benutzen, daß die Leuchtkraft eines Körpers ungefähr mit der fünften Potenz seiner Temperatur wächst und somit die Temperaturmessungen durch reine Lichtmessungen ersetzen. So sind wir tatsächlich in der Lage, bis auf wenige Grade genau sämtliche überhaupt erreichbaren Temperaturen anzugeben. Daneben ist die indirekte Messung durch Schmelzproben und Sinterkegel zu erwähnen. Es sind dies Kegel aus diversen Metallegierungen und Tonarten, die bei bekannten von Kegel zu Kegel etwa um 50 Grad verschiedenen Temperaturen schmelzen oder zusammensintern.

Für die Wärmeerzeugung ist der Begriff der sogenannten Wärmeeinheit von hoher Bedeutung. Wir verstehen darunter diejenige Wärmemenge, welche 1 kg Wasser um 1 Grad Celsius erwärmt. Wir bezeichnen sie als Kalorie und legen sie allen weiteren Rechnungen zu Grunde. Wenn wir nun 1 kg Wasser von 0 Grad erwärmen und ihm etwa 100 Kalorien zuführen, so erhalten wir Wasser von 100 Grad. Wenn wir jetzt mit der Erwärmung fortfahren, so zeigt unser Thermometer keine Temperatursteigerung mehr, aber das Wasser kocht und verwandelt sich in Dampf. Die gesamte weitere Wärme wird benutzt, um die kleinsten Teilchen des Wassers auseiuauderzutreibeu, um das Wasser aus dem flüssigen in den luftförmigen Zustand zu bringen. Wir müssen 540 Kalorien aufwenden, um 1 kg Wasser von 100 Grad in 1 kg Dampf von 100 Grad zu verwandeln und diese ganze Wärmemenge bleibt für das Thermometer verschwunden, weshalb man sie wohl auch latente Wärme nennt. Nun haben wir in unserem Kilogramm Wasser bereits 100 -f- 540 — 640 Kalorien. In guten Kesseln gelingt es uns, mit 1 kg Steinkohle 8 kg Wasser zu verdampfen, also 8 x 640 — 5120 Kalorien aus 1 kg Kohle nutzbar zu machen. Wenn wir nun zum Beispiel eine Kohle verfeuerten, welche bei vollkommener Verbrennung pro Kilogramm 7800 Kalorien

entwickelte, so haben wir

nutzbar gemacht, unser Kessel hat

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mit einem Wirkungsgrad von 65 Prozent gearbeitet.

Im Kessel selbst lassen wir nun das Wasser von 100 Grad keineswegs einfach wegdampfen. Wir wollen durch das Feuer ja Arbeit und Kraft aus dem Wasser gewinnen und dazu brauchen wir einen hochgespannten Wasserdampf. Während die Moleküle des Wassers unter dem Einflüsse des Feuers einen immer stärkeren Tanz vollführen, während ihre Bewegung immer heftiger, wilder und ausgelassener wird, muß die eiserne Wand ihres Gefängnisses, des Kessels, ihrem Ansturm Widerstand leisten. Der Kessel muß kräftig genug sein, um den Dampfdruck, der für größere Flächen auf Hundert-tausende von Kilogramm steigen kaun, zuverlässig aufzunehmen, und seine Nähte müssen nicht nur auf Kraft, sondern auch auf Dichtigkeit genietet sein, da anderenfalls der geschmeidige Dampf durch Fugen und Risse, durch dem Auge nicht sichtbare Spalten in Menge entweichen würde. Damit aber kommen wir zum zweiten wichtigen Teil des Dampfkesselbaues. Bis jetzt betrachteten wir ihn von der Feuerseite, bis jetzt war er uns eine einfache Heizungs- und Feuerungsanlage, in welcher Wasser möglichst wirtschaft-

Schliesskopf. Schliesskopf. ^jetschaft

~p/ Einfach versenktes Niet. Dogfiehversenktes Niel’

Nietkopf.

Nietkopf

Nietkopf.

Abb. 83. Nietung.

Mit Genehmigung von E. S. Mittler & Sohn in Berlin.

lief) erhitzt werden sollte. Nun lernen wir ihn als ein Maschinenelement kennen, als eine „Haltung" imSinneReu-leaux'. Er soll uns ja den gespannten Dampf halten und zu dem Zweck müssen wir ihn nach allen Regeln der Festigkeitslehre entwerfen und ausführen. Das beste und zäheste Eisenoder Stahlblech, das wir haben, dient zu seiner Herstellung.

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Dieses Blech wird durch Nietung verbunden (Abb. 83).

Abb. 84. Langhubniethammer und Gegenhalter.

Auf Bohrmaschinen erhalten die Bleche oie notwendigen Nietlöcher, auf Biegemaschinen werden sie in die gewünschte Form gebogen. Dann fassen pneumatische oder hydraulische Klammern die Bleche und halten sie in der gewünschten Lage unverrückbar zusammen. Ein rotwarmer Nietbolzen nach dem anderen wird von geschickter Hand in die Löcher der Nietnaht geschoben. Eiligst senkt sich die hydraulische oder pneumatische Nietzange (Abb. 84) auf den Bolzen herab, und ehe er Zeit hat, nennenswert zu erkalten, haben ihn die Nietstempel unter einem Druck von vielen tausend Pfunden gestaucht, gepreßt und zum fertigen zweiköpfigen Niet geformt, das die Bleche mit Gewalt zusammenhält. So reiht sich Niet an Niet zur fertigen Naht und aus den Blechbahnen bildet sich der Kesselstoß, aus den Kesselstößen der ganze Kessel. Es folgt das Einziehen der Siederohre, wobei wiederum die hydraulische Presse mitwirkt, und es folgt weiter das Verstemmen der einzelnen Nietnähte, ein gewaltsames nochmaliges Zusammentreiben der Blechränder, um auch dem einzelnen Dampfmolekül den Weg ins Freie sicher zu versperren.

Nun ist der äußere Kessel vollendet. Wollten wir ihn jedoch sofort in Betrieb nehmen, er würde platzen wie eine Seifenblase. Nehmen wir an, er solle mit 20 Atmosphären (20 kg pro qcm) betrieben werden und sein Flachboden habe eine Fläche von 10 qm. Dann lastet auf diesem Boden ein Druck von 2 000 000 kg, eine Kraft, welcher die Blechhaut nicht widerstehen könnte.

Wir müssen die beiden Kesselböden durch gewaltige, oft armesdicke Eisenstangen verankern und wir müssen auch Mittel finden, durch Steh- und Hängebolzen den zylindrischen Teil so zu versteifen und zu verstärken, daß er dem gewaltigen Drucke gewachsen ist.

der wohl eine zusammengerollte leere Papierdüte aufblasen und dabei durch den Luftdruck selbsttätig auseinanderrollen, so versucht derhoch-gespannte Dampf auch das Spiralrohr aufzurollen. Das elastische Metall leistet jedoch energischen Widerstand. Nur um ein geringes und je-

Abb. 85. Bourdons Röhrenmanometer.

Nach dem Einbringen der Verankerung können wir an die Betriebsaufnahme denken. Für den sicheren Betrieb müssen wir jedoch die gewaltigen hier auftretenden Kräfte stets sicher messen und kontrollieren können. Uns fehlt noch alles das, was man unter dem Namen der Kesselarmatur zusammenzufassen pflegt. Zunächst der Dampfdruckmesser, das Manometer. Aus dem Dampfraum des Kessels führt durch einen Ansatzstutzen ein Dampf-kanal zum Meßapparat. Der gespannte Dampf tritt in ein spiralförmiges, am Ende geschlossenes Hohlrohr (Abb. 85,

ABC). Wie Kin-

denfalls innerhalb der Elasüzitätsgrenze gelingt die Aufbiegung, welche durch die Stäbe A E und C D auf die Spirale h und weiterhin durch das Zahnrad i k auf einen Zeiger übertragen wird. So lehrt uns ein Blick auf die Zeigerscheibe des Manometers, welcher Druck im Kessel herrscht. Solange wir in den Grenzen bleiben, für die der Kessel berechnet ist, brauchen wir eine Explosion nicht zu fürchten, dürfen wir sicher sein, daß unsere stark geschmiedeten Fesseln den Dampf sicher gefangen halten. Freilich muß auch das Manometer ebenso wie der ganze Kessel des öfteren auf seinen Zustand geprüft werden, es muß öfters ein zuverlässig richtig zeigendes Manometer an den Kessel angesetzt und dessen Angaben müssen mit denjenigen des Betriebsmanometers verglichen werden. Deshalb enthält jeder Dampfkessel einen besonderen Stutzen für das schnelle Ansetzen eines solchen Kontrollmanometers. Wir brauchen den Dampf auch nicht unbedingt in ein Hohlrohr zu leiten, wir können ihn auch einfach auf eine elastische Metallplatte drücken lassen und deren Durchbiegung auf ein Zeigerwerk übertragen und erhalten dann an Stelle des Rohrmanometers das Plattenmanometer (Abb. 86). Schließlich hat die moderne Technik ein Messungsverfahren gefunden, welches den Druck gar nicht mehr unmittelbar mißt. Jeder Temperatur entspricht ja ein ganz bestimmter Dampfdruck. Bei 100 Grad ist der Dampf gerade im stände, den Druck der umgebenden Luft zu überwinden, er hat eine Spannkraft

von einer Atmosphäre. Bei 120 Grad beträgt die Spannung bereits zwei Atmosphären, bei 135 Grad drei Atmosphären, bei 144 Grad vier Atmosphären, bei 153 Grad fünf Atmosphären, bei 160 Grad sechs Atmosphären u. s. w. Jeder Temperatur entspricht eine ganz bestimmte, durch Versuche und Rechnungen bereits von dem französischen Physiker Regnault ermittelte Spannung. Es genügt daher vollkommen, mit Hilfe eingebauter Thermometer die Dampftemperaturen zu messen, um auch sofort die Spannungen im Kessel zu kennen. Hier drängt sich unwillkürlich ein Vergleich zwischen dem menschlichen Körper und dem Dampfkessel auf. Der menschliche Körper ist, vom Standpunkte der Wärmelehre aus betrachtet, ein Thermostat. Die chemischen Ber-brennungsvorgänge in ihm vollziehen sich normalerweise so, daß die nach außen abgegebene Wärme ständig ersetzt wird, daß also bei Aufrechterhaltung einer bestimmten Jnnentemperatur, die für den Menschen rund 36,5 Grad Celsius beträgt, ein Gleichgewichtszustand herrscht und die ganze Lebenstätigkeit dabei unter einem gewissen normalen Druck steht, Auch der Dampfkessel, der beispielsweise betriebsmäßig auf 10 oder 15 Atmosphären gehalten wird, ist ein solcher Thermostat. Jeder Temperaturerniedrigung entspricht eine Druckerniedrigung, jeder Temperatursteigerung auch ein höherer Druck und normalerweise sollen sowohl Temperatur wie Druck unverändert bleiben. Beim Menschen benutzen wir das Thermometer zur Messung. Zeigt es 36,5 Grad, so sind die Lebensvorgänge in Ordnung. Abweichungen nach oben oder unten verraten warmes oder kaltes Fieber und eine entsprechende Veränderung der lebenswichtigen Prozesse. Was nun die. Ärzte mit dem Fieberthermometer

schon seit vielen Jahren besorgen, dazu ist man in der letzten Zeit auch vielfach bei den Dampfkesseln übergegangen; man hat an Stelle der Mano-

meter Thermometer eingebaut, die bei einer bestimmten

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Temperatur, zum Beispiel 214 Grad, einen roten Strich tragen. Die Heizer dürfen nicht so stark feuern, daß dieser

Abb. 86. Plattenmanometer.

Strich überschritten wird. Das heißt aber, daß die Spannung im Kessel auch den Wert von 20 Atmosphären nicht überschreiten soll. So verrät hier wie dort die Temperatur die innere Spannung.

Wollen wir unseren Kessel nicht gefährden, so müssen wir ihn rechtzeitig speisen. Sein Wasser verdampft ja und der Dampf wird zu den Maschinen fortgeleitet. Für jedes Kilogramm verfeuerter Kohle dürfen wir bei guten Kesseln 8 kg oder Liter verdampften Wassers rechnen. Wenn beispielsweise die Kessel der „Lusitania" in vierundzwanzig Stunden 1200 Tonnen Kohle

Siegeslauf der Technik. I.

verzehren, so verdampfen sie im selben Zeitraum 9600 cbm Wasser. Das ist der Inhalt eines hübschen, kleinen Sees, der während derselben Zeit wieder in die Kessel hineingepumpt werden muß. Speisten wir die Kessel nicht nach, so würde in kurzer Zeit ein Teil der feuerberührten Heizfläche auf der anderen Seite vom Wasser entblößt werden. Dann aber würden diese Stellen schnell in Rotglut geraten und das weiche, rotglühende Eisen würde unter dem gewaltigen Dampfdruck wie ein Stück Pappe zerbogen und zerrissen werden. Wir brauchen daher Speisevorrichtungen, Pumpen aller Art, die das Wasser in den Kessel pressen. Das vornehmliche Mittel dazu ist der Injektor oder die Dampfstrahlpumpe (Abb. 87). Wir sehen an ihr die wunderbare Erscheinung, daß der Kesseldampf, der aus einem Rohrmund, einer sogenannten Düse, frei austritt, nicht nur selbst wieder unter Überwindung des Kesseldruckes in den Kessel zurücktritt, sondern auch noch eine beträchtliche Menge kalten Wassers mit hineinbefördert. Der austretende Dampfstrahl wirkt zunächst wie der Dampfstrahl der bekannten Inhalationsapparate ansaugend auf das in einem Rohr befindliche Speisewasser. Dies mischt sich mit dem Dampf, kondensiert diesen und nun dringt der so gebildete Wasserstrahl mit großer Gewalt durch ein Rückschlagventil in den Kessel zurück.

Man braucht ferner aber auch Anzeigevorrichtungen, die uns über den Stand des Wassers im Kessel unterrichten, die sogenannten Wasserstandsgläser. Aus dem Wasserraum und aus dem Dampfraum des Kessels führen wir durch zwei Stutzen Rohre heraus zu einem senkrechtstehenden Glasrohr. Nach dem Gesetz der kommunizierenden Röhren wird in unserem Glasrohr das Wasser ebenso hoch stehen ivie im Kessel. Wir können daher die Speisung des Kessels nach den Angaben des Wasserstandsrohres zuverlässig besorgen.

Werden diese Vorsichtsmaßregeln bezüglich des Dampfdruckes und des Wasserstandes innegehalten, so ist eine Explosion nicht zu erwarten. Daß sie dennoch bisweilen erfolgt, ist in der Unvollkommenheit aller menschlichen Tätigkeit und Rechnung begründet. Immer wieder vernehmen wir gelegentlich von einer grauenvollen Katastrophe, bei welcher die Naturkraft des Dampfes sich siegreich den Weg ins Freie bahnte und durch eine Spur wilder Verwüstung ihren Weg bezeichnete. In der Mehrzahl aller Fälle liegt dann eine fehlerhafte Bedienung vor.

Erfreulicherweise gehören derartige Katastrophen zu den allerseltensten Ausnahmen. Durch strenge Betriebsvorschriften, durch sachgemäße Ausführung der Kessel und durch eine planmäßige Revision und Überwachung der im Betriebe befindlichen Kessel ist man dazu gekommen, den Dampfkesselbetrieb zu einem durchaus sicheren und zuverlässigen zu machen. In vielen hunderttausend Kesseln lodern heute alltäglich und allstündlich die Gluten, wird aus der Verbindung von Wasser und Feuer der Dampf geboren, um in der Gefangenschaft des Menschen und nach menschlichem Willen nützliche Arbeit zu tun.

Durch zehn und mehr Jahrtausende hindurch war das Feuer für die Menschheit lediglich eine Quelle der Wärme und des Lichtes. Seit etwa hundertfünfzig Jahren kennen wir es auch als eine mächtige Arbeitsquelle und in dieser kurzen Zeit hat es der Menschheit die meiste grobe Arbeit abnehmen müssen, kennen keine Ruderknechte mehr, die in mark- und lendenverzehrender Arbeit die Galeeren durch die Fluten treiben. Der Sklave Dampf besorgt es williger und billiger. Wir kennen keine Handmühlen, an denen zu Homers Zeiten noch die Sklaven sich aufrieben.

Wir treiben nicht mehr wie die altägyptischen pyramidenbauenden Könige den Dampfkessel recht eigentlich als ein kulturförderndes, als ein Zivilisationsmittel betrachten. Wenn heute Analphabeten zu den Ausnahmen gehören, wenn heute die Kenntnis fremder Sprachen und diejenige physikalischer und naturwissenschaftlicher Dinge überraschend weit verbreitet ist, so danken wir das zum großen Teile dem Dampfkessel, der uns die Zeit für solche Studien gewann.

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Abb. 87. Injektor.

Hunderttausende von Menschen und Zugtieren vor schweren Lasten ab. Sklave Dampf ist auch hier in die Bresche gesprungen. Wo immer es grobe und rohe Arbeit zu tun gibt, hat er die Menschheit davon befreit. Erlöst von jenen allzuschweren Arbeiten, können wir heute die gewonnene Zeit auf die Förderung von Kultur und Zivilisation, auf die Hebung des allgemeinen Bildungsniveaus verwenden. In diesem Sinne aber dürfen wir dann

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Die €rjeugung von Lid)t.

Dem Menschen der Steinzeit war das Höhlenfeuer gleichzeitig Ofen, Kochherd und Lampe. Im roten Lichte der lodernden Holzstöße saßen viele Jahrtausende hindurch unsere Vorfahren, Feuersteine zu Äxten und Messern schleifend oder mit geschickter Hand Netze knüpfend und Angelschnüre drehend. So lange währte dieser Brauch, daß wir noch heute seine Folgen an uns selber spüren. So sehr hat sich unser Auge im Laufe der Äonen an ein rotes oder rotgelbes Licht bei Abend gewöhnt, daß wir es unbewußt als weißes Licht sehen, daß ein mehr gelbes Licht, wie zum Beispiel das der elektrischen Bogenlampe, uns am Abend direkt bläulich erscheint.

Das Licht des Holzstoßes war rot, doch bereits unsere Vorfahren wußten das weiße Licht zu schätzen. Die Beobachtung hatte sie gelehrt, daß besonders harzreiche Zweige, also Kienspäne oder Kienstäbe, mit einer sehr viel weißeren Flamme verbrannten als das gewöhnliche Holzscheit. Die Beobachtung wurde alsbald in die Praxis umgesetzt. Der einzelne Kienspan, in eine Wandspalte

der Höhle geklemmt, bildete das erste reine Beleuchtungsmittel der Menschheit und ist in Verwendung geblieben bis tief hinein in das Mittelalter, ja in einzelnen Landesteilen Litauens und der russischen Ostseeprovinzen bis in unsere Zeit. In der Tat gab der sorgfältig ausgewählte Kienspan eine ruhige, sehr weiße und sehr helle Flamme. Wenn wir heute in den deutschen Ritterburgen noch die Vorrichtungen für die Kienspanbeleuchtung finden (Abb. 88), das heißt die eiserne Klemme für den brennenden Span, und wenn wir weiter sehen, daß ein mäßig großer Saal durch fünfzehn bis zwanzig Späne erleuchtet wurde, so kommen wir auf eine recht bedeutende Helligkeit. Man wird annehmen können, daß ein gilt brennender Kienspan fünfzig heutige Normalkerzen (vergleiche S. 95) ergab. Bei zwanzig Spänen haben wir für einen Saal also tausend Normalkerzen oder die Helligkeit einer ziemlich großen elektrischen Bogenlampe. Einen Übelstand freilich besaß diese Art der Beleuchtung. Der einzelne Span war bald abgebrannt. Während also die Herren Ritter zwischen zwei Fehden ein Gelage feierten, mußten Knechte und Knappen die Kienspanbeleuchtung sorgfältig unterhalten, ständig neue Späne anbrennen und an die Stelle der niedergebrannten setzen, da sonst nach wenigen Minuten die Herrlichkeit zu Ende gewesen wäre.

Abb. 88. Kienspanhalter in Eisen.

Der Kien, das heißt das harzige, fettreiche Holz, war nicht überall und nicht immer in genügender Menge zu haben. Aber man hatte ja Fett und Harz und der Gedanke lag nahe, irgend ein beliebiges Holz mit diesen Stoffen zu tränken und sich auf diese Weise gewissermaßen künstlich Kienholz zu schaffen. So entstanden die Fackeln.

Je nach der Tränkung werden wir Pechfackeln,

Harzfackeln und Fettfackeln zu unterscheiden haben.

Abb. 89. Altindische Lampe.

Überbleibsel, die zweifellos als Fackeln gedeutet werden müssen, sind schon in den prähistorischen Wohnstätten der Steinzeit gefunden worden. Die Fackel hatte nun mit dem Kienspan den Übelstand gemeinsam, daß sie verhältnismäßig schnell herunterbrannte. Das gefräßige Feuer verzehrte erst den Pech- oder Harzbelag und dann den hölzernen Stab selber. Wir wissen nicht, wer zuerst Abhilfe fand, aber gefunden wurde sie bereits in vorgeschichtlicher Zeit. An Stelle des Holzes nahm

man ein faseriges Gebilde, etwa die verflochtenen Fäden eines Hanfstengels.

Das Fett durchdrang die Fasern und stieg bis in deren äußerste Spitze. Nun zündete man das Ganze an und hatte die erste Lampe. Das Feuer beschränkte sich auf die herausragenden Spitzen der Fasern

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Abb. 90. Römische Öllampe.

etwa mit einer Nor

Die legte man in ein Tongefäß, so daßTeile davon auf dem Gefäßrande lagen, und füllte dann das Gefäß selbst mit Ol und Fett, und brannte dort mit ruhiger, weißer Flamme, allmählich das Öl verzehrend, welches in stetem Strome von den Fasern, das heißt von dem Dochte, nach oben gesaugt wurde. Die Menschheit hatte Zeit, an der Verbesserung dieser ersten und primitivsten Lampe zu arbeiten. An Stelle der rohen Pflanzenfasern trat im Laufe der Jahrhunderte und Jahrtausende ein sorgsam geflochtener Runddocht. Das Lampengefäß selbst entwickelte sich aus einem rohen Tonscherbcn zu einem reichverzierten, in Ton oder Metall ausgeführten Lampenkörper. Solche Lampen finden wir in alten Grabstätten in großer Menge und unsere Abb. 89 und 90 geben einen Begriff davon, welchen Aufwand an Kunstfertigkeit und künstlerischem Schaffen man auf sie verwandte. Trotz vieler künstlerischer Arbeit ließ jedoch die technische Ausbildung dieser Lampen mancherlei zu wünschen übrig. Wir verlangen heutzutage von einer Lichtquelle eine ganze Reihe von Dingen; unter anderem soll sie an die Bedienung die denkbar geringsten Ansprüche stellen und eine gewisse Helligkeit besitzen.

malkerze ansetzen können. Nehmen wir nun auch Doppellampen, bei denen an zwei Stellen der Docht ins Freie trat und brannte, so hatte die einzelne Lampe doch nur zwei Normalkerzen gegenüber den fünfzig Kerzen eines hellen Kienspans. Sehr bald machte sich daher das Bedürfnis geltend, für die festliche Beleuchtung von Altären oder Königstafeln stärkere Lichtquellen zu schaf-

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Bezüglich der Bedienung bedeutete die Öllampe einen Fortschritt. Sie brannte stundenlang. Erforderlich war es nur, gelegentlich mit einer Lampennadel, die gewöhnlich gleich mit einem Kettchen am Lampengefäß befestigt war, die verkohlten Dochtspitzen abzustoßen. Bezüglich der Helligkeit aber bedeutete die Lampe gegenüber dem Kienspan einen entschiedenen Rückschritt.

sogenannten Lampadarien,

Man wird die Helligkeit einer    Abb. 91. Lampen- fen. Man half sich durch die

einzelnen Dochtflamme nur trager^nut zwei Ol.

das heißt Lampenträger (Abb. 91) oder Leuchter. Diese Leuchter waren ebenfalls Meisterstücke antiker Goldschmiedekunst; der bekannteste von ihnen, der siebenarmige Leuchter des Tempels von Jerusalem, ist auf einem Relief am Titusbogen in Rom dargestellt (Abb. 92). — Ungefähr drei Jahrtausende hindurch blieb die Technik der Lampe auf derselben Höhe stehen, welche bereits die alten Ägypter erreicht hatten. Bis tief ins Mittelalter hinein bestand die gebräuchliche Lampe aus einem Gefäß, an welches sich ein Blechrohr ansetzte, das Ganze etwa vergleichbar den Ölkannen unserer Maschinisten (Abb. 93). In dem angesetzten Rohr steckte ein Docht, der in das Öl reichte, aus dem Rohrende heraus brannte und dem Abbrand entsprechend allmählich nachgezogen wurde. Die Anfügung dieses Blechrohres zur Führung des Dochtes stellte auf dreitausend Jahre den einzigen technischen Fortschritt dar. Erst im Mittelalter kam man dazu, über der Flamme eine Art Blechschornstein oder Blechzylinder anzubringen, um den Zug zu verstärken und damit eine hellere Flamme zu erzielen. Ausgesprochen wurde diese Idee zum erstenmal im Jahre 1480 von Leonardo da Vinzi. Nach seinen Angaben kamen dann solche Blechzylinder über der Flamme in den folgenden Jahren in Aufnahme und wir finden sie häufig auf Bildern aus der Reformationszeit.

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Nach einer Z^riginalaufnahme von D. Anderson in Rom.

Abb. 92. Der siebenarmige Leuchter am Titusbogen zu Rom.

Den nächsten Fortschritt brachte das Jahr 1550 und er stammt von Hieronymus Cardanus. Er ordnete das Ölgefäß etwas höher als die Flamme selbst an, so daß das Öl mit einem gewissen Druck in die Flamme fließen und diese reichlicher speisen mußte. Nach diesem Fortschritt folgt wiederum ein mehr als hundertjähriger Stillstand und es darf nicht wundernehmen, wenn die Rüböllampe recht eigentlich das Beleuchtungsmittel der ärmeren Klassen war, während an Fürstenhöfen und in Kirchen ausschließlich die teuren Wachskerzen gebrannt wurden. Obwohl gerade in den folgenden Jahrhunderten die Glasbläserei eine hohe Blüte erreichte, kam doch erst im Jahre 1756 der Pariser Apotheker Quinquet auf die Idee, an Stelle des Blechzylinders einen Glaszylinder zu nehmen. Aber auch er ordnete ihn oberhalb der Flamme an und erst Argand, dessen Name uns auf den verschiedenen Gebieten der Beleuchtungstechnik immer wieder rühmlich begegnet, schob den Zylinder im Jahre 1789 so weit nach unten, daß er die ganze Flamme umgab.

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Aus dem Mittelalter hatte die Neuzeit den vollen, zopfartig geflochtenen Runddocht übernommen. Dessen Flamme mußte naturgemäß eine ziemlich trübe sein. Auf der einen Seite ließ seine Saugfähigkeit zu wünschen übrig, auf der anderen Seite war die Berührungsfläche mit der Luft bei der massiven Rundflamme zu klein.

2166.93. Einfache Blechlampe mit ge6ogener Dochttülle.

Im Jahre 1780 konstruierte der Franzose Carcel daher eine nach ihm benannte Uhrwerkslampe, in welcher ein Uhrwerk das Öl mit Hilfe einer Kolbenpumpe durch den Docht preßte und so eine lebhaftere Verbrennung auf größerer Basis einleitete. Aus dem Alltagsleben sind die Carcel-lampen inzwischen längst wieder verschwunden. Wir finden sie jedoch auch heute noch in Leuchttürmen, wo es sich darum handelt, die gewaltigen Petroleumbrenner von zehn bis zwölf Zoll Durchmesser mit besonders glänzender und lichtstarker Flamme brennen zu lassen.

In anderer Weise suchten im Jahre 1783 der schon genannte Schweizer Atme Argand und der Pariser Leger die gebräuchlichen Lampen zu verbessern. Leger führte für den bis dahin gebräuchlichen massiven Runddocht den Flachdocht ein. An Stelle des in einem runden Rohr steckenden zopf- oder strickartigen Dochtes trat also ein Flachdocht in Form eines breiten Bandes, der dementsprechend in einem breiten und flachen Rohr geführt wurde. Mit der Erfindung Legers war man also ungefähr so weit, wie heute mit einer recht schlechten Küchenlampe. Indes noch im selben Jahre baute Argand auf der Erfindung von Leger weiter. Er faltete den Flachdocht im Kreise zusammen, so daß wiederum ein Runddocht entstand, aber diesmal nicht mehr ein massiver, sondern ein hohler. So entstand der Argandbrenner, dessen Prinzip unseren sämtlichen auch heut noch gebräuchlichen Petroleumlampen zu Grunde liegt.

Fassen wir diese noch im achtzehnten Jahrhundert gemachten Erfindungen zusammen, so erhalten wir also eine Rüböllampe mit einem Argandbrenner und einem Glaszylinder. Wir finden auch bereits die bekannte Schrauben-vorrichtnng, um den Docht höher oder tiefer zu stellen. Eine solche Lampe gab, frisch geputzt und mit frisch beschnittenem Docht, eine Lichtstärke von

etwa zehn Normalkerzen. Sie litt jedoch an dem entschiedenen Übelstand, daß sich ihre Leuchtkraft während des Brennens ständig verschlechterte, schwere Rüböl arbeitete sich nur langsam im Dochte in die Höhe. Dieser zeigte daher eine unangenehme Neigung zum Verkohlen und nach einer Brenndauer von wenig mehr als einer Stunde war eine

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neue Reinigung der Lampe dringend am Platze. Das neunzehnte Jahrhundert brachte daher zunächst vornehmlich Konstruktionen, welche der unzulänglichen Saugkraft Das Ol trat durch ein feines, an diesem Kolben befestigtes Steigrohr nach oben in den Dochtraum, um dann durch den Docht selbst in die eigentliche Brennerfläche zu gelangen. Nun hätte der Olstrom aber bei verschiedenen Kolbenstelllmgen, denen ja auch verschiedene Federspannungen entsprachen, verschieden stark ausfallen müssen. Deshalb war ein eigenartiges Nadelventil, der sogenannte Moderateur, vorgesehen. Bei der höchsten Kolben-stellung, also bei besonders starkem Federdruck, schob sich die Ventilnadel so tief in die Ventilhülse, daß der Olstrom stark gedrosselt wurde. Bei tiefstehendem Kolben, also bei schwachem Federdruck, war diese Drosselung entsprechend geringer und das Ganze war derart abgepaßt, daß der Olstrom unter den beiden Einflüssen der Federkraft und der Drosselung stets gleichmäßig floß. Der Strom selbst war so stark bemessen, daß das Ol noch merklich über den Rand der Brennerhlllse geworfen wurde und ein Teil davon seitlich wieder nach unten in einen besonderen Behälter, den Ölkasten, zurückfloß.

des Dochtes abhelfen sollten. Bereits im Jahre 1780 hatte, wie schon erwähnt, Carcel eine Uhrwerkslampe konstruiert, bei welcher ein Pumpwerk die Saugkraft des Dochtes unterstützte. In sehr viel besserer Weise löste nun im Jahre 1836 Franchot das Problem, einen Ölstrom unter stetig gleichbleibendem Druck durch den Docht zu pressen, durch die Erfindung der Modera-teurlampe (Abb. 94). Das Ol stand dabei unter dem Drucke eines

Abb. 94. Moderateurlampe in Glas.

öldichtschließenden Kolbens, der seinerseits durch eine Feder nach unten gepreßt wurde.

Die Erfindung Franchots bedeutete einen erheblichen Fortschritt. Eine verhältnismäßig wohlfeile Lampe gab jetzt unter Benutzung des schweren, zähen Rüböles dauernd eine ruhige, weiße Flamme von beträchtlicher Leuchtkraft. Bis auf den heutigen Tag stellt daher diese Moderateurlampe für schwere Öle die beste Konstruktion dar. Es darf daher nicht wundernehmen, daß sie von Paris aus Verbreitung in der ganzen Welt fand und auch in der Literatur gewürdigt wurde. Wenn wir heute Romane aus den Vierziger-jahren des vorigen Jahrhunderts aufschlagen, so stoßen wir mit einer gewissen Regelmäßigkeit auf die Moderateurlampe, sei es nun im Boudoir der Heldin oder im Arbeitszimmer des Helden. Freilich läßt diese literarische Ausnutzung der Moderateurlampe auch erkennen, daß sie recht eigentlich die Lampe der besseren Stände war. Ihr Preis war zwar gering im Verhältnis zu der überaus teuren Carcellanipe. Für die einfachen Klassen aber war er immer noch hoch und hier fand die Schiebelampe mit Sturzflasche besonders Eingang. Unsere Abb. 95 läßt das Wesen dieser Lampe am besten erkennen. Vom massiven Lampensockel ging eine Messingstange in die Höhe und an dieser befand sich verschiebbar das eigentliche Lampensystem. Es trug auf der einen Seite den Ölbehälter, auf der anderen Seite an einem etwas nach unten gehenden Rohr den Dochtraum mit Docht, Zylinder, Glocke u. s. w. In den Ölbehälter tauchte von oben die ebenfalls mit Ol gefüllte Sturzflasche. Die Wirkungsweise des Ganzen liegt auf der Hand. Sobald das Ol im Ölraum so weit gesunken war, daß die Sturzflasche nicht mehr voll eintauchte, drang ein wenig Luft in diese Flasche und dementsprechend ein wenig Öl aus dem Behälter in den Ölraum. Praktisch blieb also, solange überhaupt noch etwas in der Sturzflasche war, der Ölspiegel im Behälter stets auf dem gleichen Niveau, nämlich auf demjenigen des Sturzflaschenrandes, und auf das gleiche Niveau war auch der Dochtrand eingestellt. Infolgedessen wurde die Saugkraft des Dochtes hier praktisch so gut wie gar nicht beansprucht; auch diese Schiebelampen gaben ein dauerndes, ruhiges, weißes Licht.

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Abb. 95. Schiebelampe mit Slurzflasche.

Neben der Moderateur- und der Schiebelampe sind in der ersten Hälfte des neunzehnten Jahrhunderts noch zahlreiche andere Konstruktionen auf den Markt gekommen, von denen jedoch keine einzige praktische Bedeutung erlangte. Man versuchte zum Beispiel den gewünschten Druck auf das Ol herzustellen, indem man es in dichte, mit Gewichten belastete Leder- oder Kautschukbeutel einschloß oder unter dem Drucke von darüber lagerndem Zinkvitriol in den Docht preßte, alles

Versuche, die eine praktische konstruktive Einkleidung eines an sich nicht unrichtigen Gedankens nicht gestatteten. So kam man in der Hauptsache mit Carcel-, Moderatem- und Schiebelampe in die Fünfzigerjahre. An diesen Lampen selbst wurden kleine Verbesserungen angebracht. Beispielsweise erfand Frankenstein im Jahre 1848 den Flammenteiler, jenen bekannten kegel- oder tellerförmigen Körper, den wir auch heute noch in unseren Petroleumlampen (Abb. 96) finden und der die Flamme, welche an sich spitz zugehen möchte, breit auseinandertreibt. Man rüstete ferner die Moderateur-lampe mit drei konzentrisch angeordneten Dochten aus und konnte mm je nach Belieben auf derselben Lampe eine große Flamme, eine kleinere Flamme oder endlich eine ganz kleine Nachtlichtflamme brennen. Ferner versuchte man auch die Leuchtkraft des Öles selbst durch allerlei Zusätze zu verbessern. Man mengte ihm Kampfer und ähnliche Stoffe bei, ohne jedoch damit besondere Erfolge zu erzielen.

Inzwischen war das Petroleum auf dem Plane erschienen und im Jahre 1855 hatte der amerikanische Chemiker Silliman die Petroleumlampe erfunden. Diese erste Lampe war keineswegs sehr vollkommen, umsoweniger, als es sich noch um die Verbrennung von unraffiniertem Petroleum handelte. Gegenüber dem Rüböl stellte sie jedoch einen außerordentlichen Fortschritt dar. Ihr Licht war sehr viel weißer als dasjenige der besten Rüböllampe. Ferner wurde das dünnflüssige Petroleum von den Dochten leichter aufgesaugt, so daß alle die schwierigen Hilfsmittel, die wir bei den Öllampen finden, in Wegfall kommen konnten.

Es blieb den Lampenkonstrukteuren nur übrig, für die besonderen Verhältnisse des Petroleums die besten Abmessungen ausfindig zu machen, um bei möglichst geringem Petroleumverbrauch möglichst große Lichtmengen in ruhiger, weißbrennender Flamme zu erzeugen. Bedingung für ein erfolgreiches Arbeiten war freilich die Herstellung eines wirklich gut raffinierten Petroleums. Man mußte dem Rohpetroleum einmal die feuergefährlichen Benzine nehmen und ferner die schweren Maschinenöle, welche die Dochte verklebten und sich ähnlich wie das alte Rüböl verhielten. Mit einer allgemein zuverlässigen Raffinierung des Lampenpetroleums darf man von den Siebzigerjahren an rechnen und von dieser Zeit an steht die Petroleumlampe auf einer Höhe der Ausbildung, welche erst in den allerletzten Jahren durch die Einführung des Petroleumglühlichtes eine gewisse Steigerung erfahren hat. Die Petroleumlampe der Siebziger- und Achtzigerjahre wurde für die Beleuchtung der Wohnungen in Lichtstärken von etwa zehn bis fünfzig Normalkerzen gebaut und lieferte ein ruhiges Licht, ohne lästige Gerüche und ohne Ruß oder Rauch zu erzeugen. Sie war ein Menschenalter hindurch beinahe das ausschließliche Beleuchtungsmittel und ist auch heute noch aus wirtschaftlichen Gründen außerordentlich stark verbreitet. Freilich sind ihr im Gaslicht und im elektrischen Licht Konkurrenten erwachsen, die ihr heute die Alleinherrschaft ernstlich streitig machen.

Wir müssen noch einmal in der Geschichte der Beleuchtungstechnik weiter

zurückgehen, um den Werdegang eines anderen Beleuchtungsmittels, der Kerze, zu verfolgen. Wir sahen bereits, wie sich aus dem Kienspan in früher Zeit die Fackel entwickelte und wir finden bei den alten Römern als Vorläufer der Kerzen mit Wachs getränkte Flachsschnüre und mit Wachs überzogene Streifen von Papier, Gras oder Binsen. Kerzen, welche den heute gebrauchten ähnlicher sind, wurden wohl zuerst von den Christen zur Zeit der Christenverfolgungen benutzt und vielleicht hängt der besondere Gebrauch der Kerze bei kirchlichen Feiern mit dieser Entwicklung zusammen. Das Prinzip der Kerze war zwanglos gegeben. Ein geflochtener Docht aus Flachs oder Werg mußte mit Fett getränkt und mit Fettmasse umgeben werden, derart, daß er mit möglichst ruhiger Flamme und möglichst geringem Fettverbrauch möglichst lange brannte. Als Fette kamen zunächst Bienenwachs und Talg in Betracht. Bereits im zweiten Jahrhundert n. Chr. finden wir sowohl Talg- wie Wachskerzen. Das Mittelalter zeigt eine starke Benutzung der Kerze, die selbst in ihren geringwertigen Ausführungen als hausgemachte Talgkerze den damaligen Öllampen ebenbürtig war. Fürsten und Ritter benutzten in sparsamem Maße Wachskerzen und die Kirche endlich verbrannte ganz ungeheure Mengen von Wachskerzen. Wird doch zum Beispiel berichtet, daß allein in der Schloßkirche zu Wittenberg in einem

Jahre zu Luthers Zeit 35750 Pfund Wachskerzen verbrannt worden sind. Nach der Einführung der Reformation ging der kirchliche Verbrauch zurück, während der höfische desto mehr stieg. So verbrauchte man bei einem Hoffest zu Dresden unter August dem Starken allein 14 000 Stück Wachslichte. In der Tat konnten sich nur sehr wohlhabende Leute den Gebrauch des Wachslichtes gestatten, da Bienenwachs sehr viel teurer war als Talg und ähnliche Fette. Die Fälschung von Wachskerzen durch teilweises Zuschmelzen von Talg und

dergleichen beginnt daher bereits im frühen Mittelalter und inspätererZeitsuchte man nach einem Ersatz des teuren Bienenwachses durch ein ähnlich hartes Fett,

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Abb. 96. Petroleumlampe mit Flammenteiler.

da der weiße Talg in keiner Weise befriedigte. Die Talgkerze pflegt zu rinnen und außerdem muß ihr Docht sehr häufig geputzt werden, Eigenschaften, die nicht gerade als Empfehlungen gelten können. Trotzdem blieb die Talgkerze Jahrhunderte hindurch das Beleuchtnngsmittel der ärmeren Stände und die Zunft der Lichtzieher spielte im Mittelalter eine bemerkenswerte Rolle.

Erst der Neuzeit gelang es, die teure Wachskerze und das unzulängliche Talglicht durch die Stearinkerze zu ersetzen. Zunächst trat nach den Erfindungen von Simonin und Manjot zu Paris 1818 bis 1820 das Stearin an die Stelle des Talges. Dadurch war zwar eine harte Kerze gewonnen, aber es blieb noch die Notwendigkeit bestehen, die Kerzen in kurzen Intervallen zu schneuzen. Es befand sich ja der Docht der Kerze selbst stets im Inneren der Flamme und kam dort aus Mangel an Berbrennungsluft nicht

mit zum Verbrennen. Dagegen setzten sich an | ihm Rußteilchen fest, welche sich schnell zu einem starkenKlum-pen vermehrten und die gefürchteteKerzen-schnuppe bildeten, die mit der Lichtputzschere entfernt werdenmußte. Im Jahre 1834 gelang es Cam-bacsrss, diesem Übelstande durch die Verwendung geflochtener Dochte abzuhelfen. Diese Dochte bekamen in der Flamme selbst eine derartige Krümmung, daß die Dochtspitze stets zum Rande der Flamme hin bis in die äußerst heiße Grenzzone von Luft und Flamme ragte. Hier war aber genügend Lust und genügend Hitze, um das Dochtende selbst mit zur Verbrennung zu bringen, und so konnte

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Abb. 97. Der Kerzenzieher.

Aus Abraham a Santa Claras „Etwas für alle". 1699.

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Abb. 98. Kerzengießformen. Längsschnitt und Ansicht von oben.

es nicht mehr zu einer Schnuppenbildung kommen, die Lichtputzschere war überflüssig geworden. Das Jahr 1834 brachte auch einen weiteren wichtigen Fortschritt hinsichtlich des Kerzenmaterials. Schon im Jahre 1825 hatten Chevreul und Gay-Lussac ein Patent auf die Herstellung von Kerzen aus Stearinsäure genommen. Praktische Bedeutung hatte dies jedoch vorläufig nicht erlangt, da die Herstellung der Stearinsäure noch sehr kostspielig war. Man mußte dazu das Stearinfett unter Benutzung von Kalioder Natronsalzen verseifen und durch den Zusatz einer Säure die gewonnenen Seifen wieder zerspalten. Im Jahre 1834 gelang es Adolphe de Milly, eine sehr billige Verseifung der Fette durch Kalk auszuführen und aus der gewonnenen Kalkseife durch Zusatz von Schwefelsäure die Fettsäure zu gewinnen. Damit begann die Periode der Stearinsäurekerzen, die wir auch heute fast ausschließlich benutzen, aber im gewöhnlichen Leben irrtümlicherweise Stearinkerzen zu nennen pflegen. Die Verbesserungen der folgenden Jahre sind verhältnismäßig geringfügiger Art. Sie bestehen in einer Tränkung des Kerzendochtes mit Salzlösungen, in einem Zusatz von Paraffin zu der Stearinsäure, um die schädliche Kristallisierung der Stearinsäure zu verhindern, und schließlich in der teilweisen Ersetzung der Stearinsäure durch andere, noch billigere Fettsäuren, wie diejenigen des Olearin, des Palmitin, des Ozokerit u. a. m. Im weiteren erfuhr die fabrikmäßige Herstellung der Kerzen eine stetige Ausbildung. Die ersten Kerzen wurden gezogen (Abb. 97). Die fettgetränkten Dochte wurden in ein Talgoder Wachsbad getaucht, welches nur eben bis zum Flüssigwerden erwärmt war. Man tauchte den Docht schnell hinein, zog ihn wieder heraus und so kam die Talgschicht, mit der er sich int Bade bedeckt hatte, schnell zum Erstarren. Nun wurde das Hineintauchen und Herausziehen wiederholt, wobei sich jedesmal eine neue Schicht bildete, und so lange fortgesetzt, bis die Kerzen die gewünschte Dicke besaßen. Dies Lichterziehen war eine langwierige Arbeit und wurde etwa im siebzehnten Jahrhundert durch das Gießverfahren ersetzt (Abb. 98). Man hatte Formen CB aus einer glatten Zinnlegierung.

In diese wurden die Dochte D eingespannt und dann Talg eingegossen. Nach-denl er erstarrt war, tauchte man die Formen mit Hilfe des Griffes A in kochendes Wasser und konnte die Kerzen alsdann mit spiegelnd glatter Oberfläche aus den Formen ziehen. Das gleiche Gußverfahren wurde für die Stearinkerzen übernommen und entsprechend den Anforderungen der Massenfabrikation ausgebaut. Es wurden Gießmaschinen konstruiert, welche mit einem Guß bis zu tausend Kerzen herstellten, wobei an Stelle der einzelnen Formen entsprechende Formkästen traten. Endlich ist man dazu gekommen, Stearinkerzen unter Benutzung hydraulischen Druckes aus dem festen Material auf kaltem Wege zu pressen. Unsere Abb. 99 stellt in drastischer Weise den Unterschied zwischen dem Einst und dem Jetzt in der Kerzenfabrikation dar. Gegenwärtig ist die Stearinkerze ein billiges, für jedermann erschwingliches Beleuchtungsmittel, aber die Kerzenbeleuchtung ist in keiner Weise Gebrauchsbeleuchtung geworden. Sie ist entweder Festbeleuchtung oder Hilfslicht. Wir benutzen die Kerze im Haushalt, bevor wir die Hauptbeleuchtung (Petroleumlampe oder Gas) anzünden können, wir benutzen sie, wenn wir in einer dunklen Stube irgend etwas holen wollen, aber wir denken nicht mehr daran, wie etwa unsere Urgroßeltern den Abend beim Lichte einer Kerze zu verbringen. Dagegen ist die Beleuchtung durch zahlreiche Kerzen heute wie damals als Festbeleuchtung in Gebrauch, mag es sich nun um den kerzenbesäten Weihnachtsbaum oder um die Kerzenkronen eines Gesellschaftsaales oder endlich um den mit Kerzen besteckten Geburtstagskuchen handeln.

Die Gründe dazu liegen in der Helligkeit der Kerze und im Lichthunger unserer Zeit. Schon des öfteren ist in den vorhergehenden Ausführungen von Kerzenstärken die Rede gewesen. Die Kerze bildet eben den Maßstab für unsere sämtlichen Lichtmessungen. Sie stellt gewissermaßen die kleinste praktische Lichteinheit dar. In der Tat wird die in ruhiger Luft brennende Flamme einer Stearinkerze der üblichen Form von einem Sechstelpfund Gewicht ziemlich genau jene Lichtstärke besitzen, die wir mit einer Normalkerze oder einer Hefnerkerze bezeichnen. Mit diesen Betrachtungen gelangen wir bereits in das Gebiet der Photometrie oder Lichtmeßkunde, welche seit den letzten Jahrzehnten mit der Beleuchtungstechnik selbst untrennbar verbunden ist. Unsere Altvorderen kümmerten sich um diese Dinge nicht sonderlich. Wenn ihr Kienspan überhaupt brannte, so waren sie damit zufrieden. Bis ins neunzehnte Jahrhundert hinein ging dann das Bestreben hauptsächlich dahin, die Helligkeit der Lampen überhaupt zu erhöhen, ohne daß irgendwelche genaueren Messungen betreffend die Helligkeit selbst und ihre Abhängigkeit vom Brennstoffverbrauch vorgenommen worden wären. Erst im Jahre 1827 stellte der französische Physiker Jean Claude Eugene Peclet die ersten Versuche über den Zusammenhang von Brennstoffverbrauch und Helligkeit an und schuf damit den Begriff des Wirkungsgrades auch für die Beleuchtungstechnik, um den sich ja heute der Konkurrenzkampf der verschiedenen Beleuchtungsysteme dreht. Man muß sorgfältig messen, man muß die genaue Helligkeit einer Lichtquelle einerseits und den Brennstoffverbrauch anderseits sorgfältig feststellen, wenn man den Begriff der Wirtschaftlichkeit oder des Wirkungsgrades genau und ziffernmäßig festlegen will, und zu solchen Messungen sind Normaleinheiten unbedingt erforderlich. Von einer Normaleinheit verlangt man nun aber, daß sie sich geraume Zeit hindurch, also beispielsweise während der halben oder ganzen Stunde, die eine Messung dauert, nicht ändert und daß sie ferner jederzeit reproduzierbar ist. In Deutschland

hat mau sich zu dem Zwecke auf die sogenannte Hefner-Nor-malkerze geeinigt. Sie wird wie folgt definiert: „Als Einheit der Lichtstärke dient die frei in reiner und ruhiger Luft brennende

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Kerzenlicht erzielen wollen. Es leuchtet ohne weiteres ein, daß eine solche Beleuchtung sehr viel teurer sein würde als die

Lampenbeleuch-Wßtung. Während im Mittelalter die Talgkerze

IjL J hinsichtlich der g|r I Wirtschaftlichkeit ||§|jjB noch vollauf mit der zylinderlosen Öllampe konkurrieren konnte, ist die heutige Petroleumlampe darin auch der modernen Kerze eben außerordentlich überlegen. Wir fragen in unserer Zeit nicht mehr allein, wie hell eine Lichtquelle ist, sondern wir fragen auch weiter, wie teuer uns diese Helligkeit für Stunde und Normalkerze zu stehen kommt, und diese Wirtschaftlichkeit wird mit ausschlaggebend für die Wahl der Lichtquelle sein. Freilich werden daneben auch noch andere Gesichtspunkte mitsprechen. Wir werden das Licht von dreißig einzeln und offen brennenden Kerzen nicht ohne weiteres dem Lichte einer dreißigkerzigen Petroleumlampe gleichstellen. Wir werden diese dreißig

Wir sahen nun bereits, daß unsere Petroleumlampen im Mit-tel etwa zwanzig bis dreißig Normalkerzen haben. Wir müssen also M dreißig Stearinkerzen anzünden, m wenn wir die Lichtmenge einer ge-Flamme, welche sich aus dem ' jjgj wöhnlichen Petroleumlampe durch horizontalen Querschnitt eines massiven, mit I Amylazetat ge- I sättigten Dochtes I erhebt. Dieser I Docht erfüllt vollständig ein kreis- ■ rundesNeusilber- ■r™ röhrchen, dessen M s lichteWeite8mm, dessen äußerer Mi Durchmesser 8,3 mm beträgt und welches eine frei- M stehende Länge

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Die Höhe 1 • I der Flamme soll, g J vom Rande der

Abb. 99. Tägliche Leistung eines Kerzenmachers einst und jetzt.

Röhre bis zur Spitze gemessen, 40mrnbetragen."

Kerzen am Weihnachtsbaum sehr hübsch finden, aber wir werden sie kaum für die Beleuchtung unseres Arbeitstisches wählen.

Hier spricht ein neuer Faktor, der Glanz der Lichtquelle, mit. Es kann ja die gleiche Lichtmenge von einer großen Fläche oder von einem strahlenden Punkte ausgehen. Man denke zum Beispiel an das strahlende Bogenlicht zwischen zwei Kohlenspitzen und an das Licht derselben Lampe, nachdem es durch eine große Milchglasglocke gedämpft ist. Solche Lichtquelle von großem Glanze reizt unseren ganzen Organismus, bringt Unruhe in die Umgebung und wird daher gern vermieden, wenn es sich nicht um ausgesprochene Fest- oder Reklamebeleuchtungen handelt. Wir dämpfen daher das Licht unserer Lampen durch Milchglasglocken, setzen an Stelle einer kleinen Lichtquelle von starkem Glanze eine entsprechend größere Fläche von entsprechend geringerem Glanze und nehmen gern im Interesse solcher Dämpfung die unvermeidlichen Lichtverluste mit in Kauf, die ja jede Milchglasglocke bedingt. Man merkt diese Verhältnisse sehr deutlich, sobald man einmal die Petroleumlampe aus dem Schreibtisch mit und ohne Glocke beobachtet. Ist die Glocke auf der Lampe, so ist die glänzende Lichtquelle der eigentlichen Flamme dem Auge entzogen. Dieses wird durch die Flamme selbst nicht geblendet und findet auf dem Tische ein gleichmäßiges, ziemlich schattenloses Licht, welches nicht nur von der Flamme selbst ausgeht, sondern auch von der ganzen Innenfläche der Glocke auf den Tisch reflektiert wird. Die Winkel der Stube dagegen liegen in ziemlichem Dunkel. Das Ganze macht entschieden den Eindruck der Gemütlichkeit. Nehmen wir jetzt die Glocke ab. Sofort ist dieser Eindruck gestört. Unser Auge wird durch die Flamme geblendet, so daß die Pupille sich zusammenzieht und ihr nun die Tischfläche selbst sehr viel dunkler als früher erscheint. In der Tat ist die Flächenhelligkeit auf dem Tische auch geringer geworden, da jetzt ein Teil des Lichtes nicht mehr wie früher von der Milchglasglocke nach unten reflektiert wird, sondern nach oben in sämtliche Winkel der Zimmerdecke fällt. Außerdem bemerken wir jetzt, da das Licht nicht mehr von der großen Lampenglocke, sondern von der kleinen Flamme ausgeht, auf der Tischfläche selbst hinter jedem Buch und hinter jedem Tintenfaß schwarze Schlagschatten. Hier haben wir zwei neue Begriffe kennen gelernt. Die Flächenhelligkeit und die Diffusion oder Streuung des Lichtes. Wir brauchen für bestimmte Arbeiten bestimmte Flächenhelligkeiten und unser Organismus verlangt ein möglichst diffuses Licht, ein möglichst zerstreutes, möglichst wenig Schatten gebendes Licht.

Auch für die Flächenhelligkeit sind besondere Normen aufgestellt worden. Wenn wir eine Lichtquelle von einer Normalkerze haben und in 1 m Abstand von dieser Lampe eine weiße Fläche, zum Beispiel ein bespanntes Reißbrett senkrecht hinstellen, so daß die Strahlen der Normalkerze möglichst senkrecht auf das Papier fallen, so wird dieses Brett eine bestimmte Flächenhelligkeit besitzen, die wir eben als Einheit der Flächenhelligkeit betrachten und als Lux bezeichnen. Wir sagen: Das Brett hat eine Flächenhelligkeit von 1 Lux. Würden wir an Stelle der Normalkerze eine dreißigkerzige

Petroleumlampe in 1 m Abstand von dem Brett hinstellen, so würde dieses eine Flächenhelligkeit von 30 Lux haben. Rücken wir die Lampe dagegen in 2 m Entfernung vom Reißbrett ab, so hat dieses nur noch den vierten Teil der früheren Helligkeit, also etwa 7 bis 8 Lux, und in 3 m Entfernung würden wir nur noch den neunten Teil, das heißt etwa 3hs Lux, haben. Bringen wir die Lampe dagegen auf V2 m an das Reißbrett heran, so haben wir 4 x 30 = 120 Lux. Auf unseren Schreibtischen wird die dreißigkerzige Petroleumlampe im allgemeinen ³/i bis 1 m von der Schreibfläche entfernt sein, wir werden also etwa 50 bis 30 Lux haben und in der Tat entspricht diese Beleuchtung den Bedürfnissen unseres Organismus. Unser Auge kann dabei ohne besondere Akkommodation Druckschrift lesen und der Arbeit des Federhalters folgen.

Betrachten wir dagegen einmal die Beleuchtung zu Urgroßvaters Zeiten. Nehmen wir an, daß zwei Talgkerzen ans dem Tische standen und daß der Lesende sich im Durchschnitt mit seiner Arbeit ³/i m von beiden Kerzen entfernt befand, so ergibt sich eine Flächenhelligkeit von nur 3*/s Lux, eine Helligkeit, bei welcher das Auge nur schwer kleinere Druckschrift lesen kann und eine dauernde derartige Beschäftigung die Gefahr der Erblindung heraufbeschwört.

Um die Werte der einzelnen Lichtquellen und ihre Kerzenstärken festzustellen, bedient man sich besonderer Lichtmeßapparate, der sogenannten Photometer. Das älteste und einfachste ist das von dem Physiker Bunsen angegebene, wohl gelegentlich kurzweg Fettfleckphotometer genannt. Wenn wir auf ein Stück feinen, weißen Schreibpapieres einen kleinen Fettfleck machen, so kann dieser bei verschiedener Beleuchtung sehr verschieden aussehen. Legen wir das Blatt Papier beispielsweise auf einen dunklen Tisch, so wird der Fettfleck sehr viel dunkler als das umgebende weiße Papier aussehen. Halten wir es dagegen derartig an ein Fenster, daß auf die von uns abgewandte Seite volles Licht fällt, so wird uns der Fettfleck sehr viel heller als das umgebende Papier erscheinen. Er wird in dem bekannten durchscheinenden Lichte hell leuchten. Zwischen den beiden hier geschilderten Fällen, bei denen der Fleck einmal dunkler, einmal heller als seine Umgebung ist, gibt es nun einen Grenzfall, bei welchem er genau ebenso hell wie seine Umgebung ist und daher für das Auge verschwindet. Dieser Fall tritt nun ein, wenn beide Seiten des Papieres genau gleich hell beleuchtet sind. Damit aber haben wir ein wertvolles Prüsungsmittel. Wir stellen zwischen zwei Lichtquellen, deren Stärke miteinander verglichen werden soll, beispielsweise zwischen einer Hefnerschen Amylacetatlampe und der zu messenden Petroleumlampe das Papier mit dem Fettfleck senkrecht auf, so daß seine eine Seite nur von der Kerze, die andere nur von der Lampe beleuchtet wird. Dann verschieben wir dieses Papier so lange, bis der Fettfleck aus beiden Seiten unsichtbar geworden ist. Wenn nun zum Beispiel die Hefnerlampe 20 cm von der einen Seite, die Petroleumlampe dagegen 100 cm von der anderen Seite des Papieres entfernt ist, so verhalten sich diese Entfernungen wie 1 zu 5, die Helligkeiten

Siegeslauf der Technik. I.

lampe oder einer gleichwertigen Glühlampe, und ferner das Licht der zu messenden Lichtquelle unter Verwendung von Prismen, Linsen und ähnlichen vollkommen reflektierenden Mitteln nebeneinander in das Gesichtsfeld eines

also wie die Quadrate der Entfernungen oder wie 1 zu 25, und wir wissen somit, daß unsere Petroleumlampe 25 Normalkerzen hat.

Außer dem Bunsenschen Photometer hat die Technik noch eine Reihe zahlreicher ähnlicher Apparate vorgeschlagen. Ihr Prinzip beruht ziemlich ausnahmslos darauf, das Licht einer bekannten Lichtquelle, beispielsweise einer Amylacetat-

nungen entweder der zu messenden oder der Normallampe beide Lichtflecke auf gleiche Helligkeit einzustellen und dann aus den Entfernungen die wirklichen Kerzenstärken zu ermitteln.

Kehren wir nach dieser Ab-Fernrohres zu werfen und nun Schnitt- schweifung in die Photometrie

Abb. 100.

Offener

durch Veränderung der Entfer-

lampen traten, als Wunder der Technik bestaunt wurden. In den Wohnungen blendete man die Schmetterlingsflammen durch runde Milchglasglocken ab und erhielt so ein Licht, welches der einfachen Rüböllampe entschieden überlegen, der Moderateurlampe zum mindesten ebenbürtig war. Sehr bald kam man dazu, das Argand-prinzip auch auf denGas-brenner anzuwenden; der

Abb. 101. Kreisförmiger Brenner.

zu unseren Beleuchtungsmitteln zurück. Der erste Rivale der Öl- beziehungsweise Petroleumlampe war das Steinkohlengas. Das Gaslicht sollte ursprünglich und vornehmlich der Beleuchtung der Straßen dienen. Es sollte hier billige und starke Leuchtflammen geben und die alten Öllampen vorteilhaft ersetzen. Dabei kam es nicht allzusehr daraus an, ob eine derartige Flamme ein wenig flackerte oder rußte, sofern sie nur kräftig leuchtete. Sehr bald begann sich jedoch auch das Publikum für die neue Belenchtungsart zu interessieren. Wenn wir uns erinnern, daß im Jahre 1825 die Rüböllampe noch keineswegs auf einer besonderen Höhe stand, so wird dieses Interesse am Ende begreiflich. In der Tat folgten den ersten Straßeninstallationen auch alsbald Hausinstallationen und die Gasflamme in Form des offenen Schnittbrenners (Abb. 100), auch wohl Schmetterlingsbrenner genannt, hielt ihren Einzug in die Privatwohnungen. Diese Gasschnittbrenner gaben ziemlich helle Flammen von etwa dreißig Normalkerzen. Es darf uns daher nicht wundernehmen, wenn namentlich die ersten Gasstraßen- I Internen, die an die Stelle sehr trauriger Rüböl-Schnittbrenner entsprach ja gewissermaßen dem Flachdocht. Was lag näher, als auch hier das bewährte Runddochtprinzip anzuwenden, das Gas aus einem kreisförmigen Schlitz ausströmen zu lassen und der Flamme auch von der Mitte her Luft zuzuführen (Abb. 101). Hierbei wurde es freilich nötig.

einen Zylinder über die Flamnre zu setzen, dafür bekam man aber auch ein schönes, gleichmäßiges Licht, dessen Helligkeit bis auf fünfzig Normalkerzen pro Flamme gesteigert werden konnte. Die Färbung dieses Lichtes war das übliche Gelb und hielt etwa die Mitte zwischen Petroleum und Rüböl. Mit dem Argandbrenner kam die Beleuchtungstechnik bis in den Anfang der Achtzigerjahre. Die Gastechnik beherrschte mit ihm unbedingt die Straßenbeleuchtung und die Beleuchtung öffentlicher Räumlichkeiten, wie zum Beispiel diejenige von Turnhallen, Hörsälen, Schulräumen u. s. w. In Privatwohnungen überwog die Petroleumlampe. Die Ursachen lassen sich hierfür wohl feststellen. In Bezug auf Brennstoffverbrauch war der Argandbrenner teurer als die Petroleumlampe. Dafür benötigte er aber keinerlei Bedienung und war jederzeit gebrauchsfertig. Der einzelne Haushalt, in dem die Hausfrau sich der Lampenreinigung unterzog, verwendete daher die Petroleumlampe. Für die öffentlichen Räumlichkeiten, in denen die Reinigung besondere Kosten gemacht hätte, zog man das Gaslicht vor. Dabei wurden die ungefähren Kosten für eine Lichtstärke von 100 Normalkerzen 100 Stunden hindurch, also für 10 000 Normalkerzenstunden,: für das Gaslicht auf etwa 13 Mark angegeben.

Dinge, als durch die ' ErfindungThomasAlva Edisons, durch die elektrische Glühlampe, auch das elektrische Licht für den Hausgebrauch nmndgerecht gemacht wurde und nun der

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große Kampf zwischen Gas und Elektrizität seinen Anfang nahm, jener gewaltige, nun bald ein Menschenalter dauernde Konkurrenzkampf, in dem es bis jetzt weder Sieger noch Besiegte gibt und dessen Schlachten ebensoviele Triumphe des menschlichen Erfindungsgeistes bedeuten.

Wenn wir die Geschichte des elektrischen Lichtes nun ebenfalls aufnehmen, so müssen wir bis in die Napoleonische Zeit, bis in die letzten Jahre des ersten Kaiserreiches zurückgehen. Der englische Physiker Humphry Davy, dessen Entdeckungen seit 1799 von sich reden machten, war mit staatlicher Unterstützung in den Besitz einer außerordentlich starken galvanischen Batterie gelangt. Mit dieser Batterie hatte Davy in den Jahren 1806 bis 1812 bereits iramhafte elektrochemische Arbeiten geleistet und eine Reihe bisher für unzersetzbar gehaltener Erden in neue Metalle und Sauerstoff zerlegt. Als er nun im Jahre 1813 die beiden Pole seiner Batterie mit zwei Holzkohlenstäbchen verband und diese Stäbe einander näherte, bildete sich zwischen ihnen eine glänzende, das Auge blendende Lichterscheinung. Zum ersten Male flammte in diesem Jahre vor einer Korona auserwählter Zuschauer der elektrische Lichtbogen auf, nach seinem Entdecker wohl auch Davyscher Lichtbogen genannt (Abb. 102). Die Erzeugung des elektrischen Bogenlichtes blieb Jahre hindurch ein glänzendes physikalisches Experiment, doch kam der Bogen für die Zwecke

Abb.102. Davyscher Lichtbogen.

So standen die

einer praktischen Beleuchtung einstweilen nicht in Frage. Einen nennenswerten Fortschritt können wir erst im Jahre 1844 verzeichnen. In diesem Jahre ersetzte der französische Physiker Leon Foueault die weiche Holzkohle, die ja in wenigen Sekunden unter betn Strom zerstäubte, durch Stäbe aus sehr harter Retortenkohle. Durch diese Stäbe wurde der Abbrand stark verzögert. Immerhin konnte ailch so ein dauernder Lichtbogen nur unterhalten werden, wenn ständig ein Mann bei der Einrichtung blieb und die Kohlenstäbe entsprechend dem Abbrande mit der Hand nachregulierte. Es bedeutete daher einen weiteren Fortschritt, als der genannte Foueault im Jahre 1848 zusammen mit Duboscq die erste brauchbare Uhrwerksbogenlampe konstruierte, bei welcher die Kohlen durch ein Uhrwerk ganz allmählich, dem Kohlen-abbrand entsprechend, gegeneinandergeschoben wurden. Mit diesen Lampen fand im Jahre 1848 versuchsweise die Beleuchtung eines Platzes in Paris statt, doch blieb auch dies ein kurzer und kostspieliger Versuch; mußte man doch den elektrischer: Strom für die Speisung dieser Bogenlampen durch kostspielige galvanische Batterien erzeugen, mußte man doch Zink verbrennen, um dieses Licht zu erhalten. Begreiflicherweise konnte der Betrieb mit einem derartig teuren Brennmaterial nicht wirtschaftlich ausfallen und das Bogenlicht verschwand wieder von der Bildfläche. Es blieb ein kostspieliges Licht und nur für Spezialzwecke fand es Benutzung. Man verwendete es in Projektionsapparaten, wo es darauf ankam, eine kleine Lichtquelle von bisher unerhörter Lichtstärke zur Verfügung zu haben, und man führte es allmählich auf einigen französischen Leuchttürmen ein. Freilich kam hier nicht mehr die kostspielige Erzeugung durch galvanische Batterien in Frage, nachdem es im Saufe der Vierzigerjahre gelungen war, unter geschickter Benutzung der von Faraday kurz vorher entdeckten Gesetze der elektromagnetischen Induktion elektromagnetische Maschinen zu konstruieren, welche die billige Arbeit von Dampfmaschinen mit verhältnismäßig gutem Wirkungsgrade in Elektrizität verwandelten.

In der Tat besaß man im elektrischen Lichtbogen eine Lichtquelle von vorher unbekannter Stärke. Die anderen zu Gebote stehenden Lichtquellen jener Zeit, die Rüböllampen, kamen auch in ihren größten Ausführungen für Leuchttürme kaum über 300 Normalkerzen. Hier besaß man nun eine Lichtquelle, die von einem wenige Quadratmillimeter großen Lichtpunkt mehrere tausend Normalkerzen aussandte. Eine Lichtquelle, die in Projektionsapparaten, den sogenannten Sonnenmikroskopen, Wunderdinge verrichtete und die Reichweite der Leuchtturmfeuer um ein Vielfaches erhöhte. So wertvoll aber diese Eigenschaften auch für die genannten Spezialzwecke waren, so wenig förderten sie die Anwendung des Bogenlichtes für die Beleuchtung von Straßen, Plätzen oder Gebäuden. Hier brauchte man nicht so sehr eine gewaltige, als vielmehr mehrere kleinere Lichtquellen, und so entstand des Problem der Teilbarkeit des elektrischen Lichtes.

Bereits die elektromagnetische Maschine bot ein bequemes Mittel, große Elektrizitätsmengen billig zu erzeugen, und noch sehr viel weiter ging die im

Jahre 1867 bort Werner Siemens erfundene Dynamomaschine. Mit ihrer Hilfe wurde die Elektrizität endgültig dem physikalischen Laboratorium entrückt und in den Bereich des praktischen Lebens gebracht. Mit ihrer Hilfe wurde es weiter möglich, um mit den Worten ihres Erfinders zu sprechen, die Elektrizität, die bisher nur die feinen Leistungen der Telegraphie vollbracht hatte, zu Hausknechtsarbeiten heranzuziehen. Nach der Erfindung der Dynamomaschine wurde daher der Ruf nach einer Teilung des elektrischen Lichtes, nach der Erstellung bort Lampen, welche gruppenweise an einer Maschine angehängt werden konnten, immer lauter.

Falle bildet sich in der positiven Kohle eine kraterartige Vertiefung, während die negative Kohle ihre spitze Form bewahrt. Dabei erfolgt der Abbrand der positiven Kohle beinahe doppelt so schnell, wie derjenige der negativen Kohle. Beim Wechselstrombogen dagegen müssen beide Kohlen gleichmäßig abbrennen. Letzteren Umstand machte sich Jablochkoff nun zu nutze. Er stellte zwei Kohlenstäbe c und d, die auf der einen Längsseite abgeflacht waren, dicht nebeneinander senkrecht auf, so daß die abgeflachten Seiten nur etwa 4 mm Abstand voneinander hatten. Den Zwischenraum i zwischen diesen Kohlen füllte er dann mit einem nichtleitenden, in der Hitze schmelzenden Körper, zum Beispiel mit Gips. Schließlich legte er über die Spitzen der Kohle

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Die erste, wenigstens für einige Zeit befriedigende Lösung gab im Jahre 1876 der russische Elektriker Paul Jablochkoff. Er erfand die nach ihm benannte Jablochkoffsche Kerze (9166.103).

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Abb. 103. Jablochkoffsche Kerze.

Zu ihrer Beschreibung müssen wir ein wenig auf das Wesen des Lichtbogens eingehen. Der elektrische Strom, welcher zwischen den beiden Kohlenspitzen übergeht, kann entweder ein Gleichstrom oder ein Wechselstrom sein. Er kann entweder ständig in gleicher Richtung fließen oder aber er kann seine Richtung etwa hundertmal in der Sekunde wechseln. Im ersten Falle werden wir einen positiven und einen negativen Kohlenpol unterscheiden müssen, im anderen Falle sind beide Pole ganz gleichartig. Int ersteren ein ganz feines Kohlenstäbchen a—b und verband die beiden anderen Kohlenenden mit den Polen einer Wechselstromquxlle. Dieser Strom schmolz das Kohlenstäbchen an den Spitzen fort und bildete dabei einen Lichtbogen, der nun allmählich herunterbrannte, dabei beide Kohlenstifte gleichmäßig verzehrend und den Gips zwischen ihnen fortschmelzend. Die Jablochkoffsche Kerze fand bereits in einem Jahre bemerkenswerte Verbreitung, aber das Bessere ist nun einmal des Guten Feind und so ging es auch hier.

Im Jahre 1879 löste der Chefingenieur der Firma Siemens u. Halske, Herr von Hefner-Alteneck, dem wir auch die Hefner-Normalkerze verdanken, das Problem der Teilung des elektrischen Lichtes auf eine andere Weise. Er erfand die Differentialbogenlampe (9166. 104). Bereits Duboscq hatte

das Uhrwerk für den Vorschub der Kohlen eingeführt. Hefner-Alteneck fügte nun eine Hemmung und Auslösung dieses Uhrwerkes an, welche durch Elektro-magnete betätigt wurde. Die Uhrwerkshemmung wurde durch einen Eisenkern bewegt, der mit dem einen Ende in einer Drahtspule steckte, die von dem Lampenstrom durch-flössen würd e. Dagegen ragte das andereEnde dieses Eisenkernes in eine Drahtspule mit sehr viel zahlreicheren und feineren Drahtwindungen und diese Spule war der ganzen Lampe parallel geschaltet. Beide Spulen traten nun abwechselnd in Wirkung. Schritt der Abbrand der Kohlen fort, wurde also der Lichtbogen länger, sein Widerstand größer, so sank die Stromstärke der Lampe und dementsprechend ließ auch die anziehende magnetische Kraft der Hauptstromspule nach. Im Gegensatz dazu stieg die Spannung in der Lampe und dementsprechend erfuhr auch die magnetische Kraft der Nebenschluß-

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.. ,,,, , eiserne Kern wurde also tiefer in die Nebenschluß-v 2": spule hineingezogen, während er aus der Hauptstromspule entsprechend herausrückte und bei dieser Bewegung das Uhrwerk auslöste. Alsbald schob dies die Kohle näher zusammen, die Stromstärke stieg wieder, dieHaupt-stromspule holte den Eisenkern zurück und das Uhrwerk wurde wieder gehemmt. Dieses Prinzip der Hefnerschen Differentiallampe ist ein außerordentlich glückliches und wird auch heute noch in großem Maßstabe angewendet. Die Hefnersche Lampe selbst verdrängte alsbald die JablochkoffscheKerzeund bereits das Jahr 1880 brachte mehrere

2166.104.

Differential- Straßenbeleuchtungen mit elek-spule eine Verstärkung. Der bogenlampe. trifc£)em Licht, unter anderem auch in Berlin eine Probebeleuchtung in der Leipzigerstraße. Freilich war auch jetzt noch jede einzelne dieser Bogenlampen etwa tausend Kerzen stark. Für die Beleuchtung von Straßen war dies angängig, für die Beleuchtung einzelner geschlossener Räume war das Licht noch zu stark, war also die Teilung des elektrischen Lichtes entschieden noch nicht genügend weit fortgeschritten.

Hier sollte nun die Lösung wiederum von anderer Seite kommen und zwar von Thomas Alva Edison. Bei dem Bogenlicht, das wir bisher betrachteten, mußte der Strom in einer Unterbrechung des Stromkreises zwischen zwei Kohlenspitzen übergehen. Man wußte indes bereits seit langem, daß auch auf andere Weise Elektrizität in Wärme und Licht verwandelt werden könne. Man wußte, daß dünne Drähte unter dem Einfluß des Stromes bis zur Rotglut und bis zur Weißglut erhitzt werden konnten, daß sogar das schwer schmelzbare Platin in blendender Weißglut bei 2000 Grad durch den Strom zerstäubt wurde. Edison nahm es sich vor, derartige unter dem Einflüsse des elektrischen Stromes weißglühende Drähte oder Fäden zur Beleuchtung zu benutzen. Da jedes Metall ihm nur allzu leicht unter den Händen

schmolz, verfiel er auf die unschmelzbare Kohle. Er stellte sich Kohlenfäden her, indem er feine Bambusfasern in passende Formen bog und dann verkohlte. Nun mußte er aber die Kohle vor dem Sauerstoff der Luft schützen, da sie anderenfalls in wenigen Sekunden verbrannte. Er schloß daher den Kohlenfaden in eine Glasbirne ein und entfernte aus dieser sämtliche Luft. So entstand die elektrische Glühlampe iAbb. 105), die bis auf den heutigen Tag äußerlich nur geringe Veränderungen erfahren hat. Bereits im Jahre 1879 richtete Edison auf dem Dampfer „Columbia" eine Anlage von 115 Glühlampen ein, deren Fäden aus verkohlten Bambusfasern bestanden. Damit war die Teilung des elektrischen Lichtes sehr viel weiter getrieben, als es mit der Bogenlampe jemals geschehen konnte. Die einzelne Glühlanipe hatte nur etwa 25 Normalkerzen, entsprach also ungefähr den landläufigen Petroleumlampen und Gasflammen. Vor diesen aber besaß sie den außerordentlichen Vorteil der einfachen Bedienung. Genügte doch eine einfache Schalterbewegung an irgend einer Stelle des Zimmers, um die Lampe zum Brennen oder zum Erlöschen zu bringen.

Die Edisonsche Erfindung trat alsbald ihren Siegeszug über die ganze Erde an. In den Vereinigten Staaten hatte auch ein deutscher Ingenieur, Emil Rathenau, diese Erfindung kennen gelernt und er beschloß, sie unter allen Umständen in seiner Heimat, in Deutschland, einzuführen. Er erwarb die deutschen Edisonpatente und suchte im Jahre 1880 in Deutschland Inter-

essenten dafür zu finden. Die Verhältnisse waren dem Unterfangen nicht gerade günstig. In Deutschland herrschte ja uneingeschränkt das Haus Siemens u. Halske im Besitze der außerordentlich wertvollen Dynamopatente und war gerade jetzt dabei, die Teilung des elektrischen Lichtes auf ganz anderem Wege, nämlich durch die Hefner-sche Differentiallampe, zu erreichen. Trotz dieser Schwierigkeiten wurde im Jahre 1881 die deutsche Edisongesellschaft zu

3166.105. Edisonsche Glüh-lampe.

Berlin gegründet. Mit dem bescheidenen Kapital von fünfhunderttausend Mark begann sie noch in demselben Jahre die Errichtung des ersten Blockwerkes in Berlin, welches einige Straßenblocks mit elektrischer Energie für Beleuchtungszwecke versehen sollte. Man stellte der jungen Firma ein schlechtes Horoskop. Einige Ingenieure der Siemensfirma, welche dorthin gehen wollten, fragten den alten Werner Siemens um seinen Rat. Er erwiderte ihnen: „Gehen Sie nur ruhig dorthin. In jedem Falle können Sie dort viel lernen, und wenn die Firma in einigen Monaten oder Jahren mit ihren Mitteln zu Ende ist, können Sie ja wieder hierherkommen." Die Dinge haben sich anders entwickelt, als es der Altmeister der Elektrotechnik annahm. Die

deutsche Edisongesellschaft wurde im Jahre 1883 in die Allgemeine Elektrizitätsgesellschaft umgetauft und heute beherrscht sie mit einem Konzernkapital von etwa einer halben Milliarde Mark die internationale Elektrotechnik als eine gleichberechtigte Konkurrentin der Siemensgruppe.

Das elektrische Glühlicht war im Jahre 1881 nicht sehr viel teurer als das Gaslicht des einfachen Schnittbreuners. Es bot aber dem Gaslicht gegenüber den großen Vorteil der leichten Bedienung und es hatte endlich den großen Reiz der Neuheit für sich. Galt doch damals alles, was überhaupt mit der Elektrizität zusammenhing, noch ein wenig für Magie und Zauberei. So folgten sich denn die Glühlichtinstallationen in großer Zahl und es wurden

zu Ende der Achtzigerjahre immer mehr Stimmen laut, welche eine völlige Niederlage des Gaslichtes gegenüber dem elektrischen Glühlicht in Aussicht stellten. Dabei waren die Elektrotechniker nicht müßig geblieben. Die Kohlenglühlampe war ständig verbessert worden. Längst hatte man den unpraktischen Bambusfaserbügel durch völlig gleichartige Kohlenfäden aus verkohlter Zellulose ersetzt. Man hatte es weiter gelernt, diesen Faden noch durch ein nachträgliches Verfahren völlig zu egalisieren. Dabei war der Preis der Glühlampen ständig gesunken. Die ersten Exemplare, welche 1880 nach Europa kamen, kosteten noch 20 Mark. Bereits im Jahre 1888 stand der Preis auf 5 Mark und heute kostet eine Lampe ja nur etwa 50 Pfennig.

Abb. 106. Siemensscher Regenerativbrenner.

Allen diesen Fortschritten gegenüber hatte das Gaslicht bis zum Jahre 1890 nur den Friedrich Siemensschen Regenerativbrenner gegenüberzustellen (Abb. 106). Der Weg des Gases und seiner Verbrennungsprodukte ist hier mit —*, der Weg der Luft mit bezeichnet. Das Gas tritt aus engen senkrechten Röhrchen nach oben hin aus und vereinigt sich zu einer geschlossenen Flamme, deren Spitze unter der Wirkung eines abwärts und dann aufwärts führenden Zugwhres abwärts gebogen wird, die von unten heranströmende Luft stark vorwärmend.

So kam das Jahr 1891 und mit ihm die epochemachende Erfindung des Dr. Auer von Welsbach, das Glasglühlicht. Bisher hatte man das Leuchtgas direkt verbrannt. Dabei fand zunächst eine Zerspaltung der Kohleuwasser-stoffgase in Wasserstoff und Kohle statt. Der Wasserstoff verbrannte mit dem Sauerstoff zu Wasserdampf. Der fein verteilte Kohlenstoff kam zunächst erst ins Glühen, um dann ebenfalls eine Verbindung mit dem Sauerstoff in Kohlensäure einzugehen. Bei dem Siemensschen Regenerativbrenner hatte man diese Erhitzung durch eine Vorwärmung tunlichst gesteigert und so eine möglichst starke Weißglut der feinen Kohlenstoffteilchen herbeigeführt. Auer

von Welsbach ging von ganz anderen Grundsätzen aus. Er deduzierte ungefähr wie folgt: der Kohlenstoff an sich ist für die Aussendung von Licht nicht sehr gut geeignet. Es gibt andere Körper, die ganz außerordentlich viel mehr Licht ausstrahlen, wenn man sie auf dieselbe Temperatur erhitzt wie etwa den gelb-oder weißglühenden Kohlenstoff der Gasflamme. Also wollen wir auf den Kohlenstoff als lichtaussendenden Körper völlig verzichten, wir wollen das Gas nur benutzen, um eine blaue, nicht leuchtende, aber dafür desto heißere Flamme zu erzeugen. Dies geschah nun unter Benutzung des von dem Physiker Bunsen angegebenen Brenners a (2(66. 107). Das Gas wurde vor der Verbrennung bereits mit Luft gemischt.

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Dadurch entstand eine blaue, gar nicht leuchtende, aber außerordentlich heiße Flamme. Der Kohlenstoff hatte gar keine Zeit mehr, im weißglühenden Zustande Licht auszustrahlen. In demselben Augenblick, da er sich vom Wasserstoff losriß, wurde er auch bereits mit dem Sauerstoff zu Kohlensäure verbunden. Über den Brennerkopf b des Bunsenbrenners schob Auer von Welsbach einen Glühstrumpf, ein veraschtes Gewebe, welches mit den Oxyden der sehr seltenen Metalle Thorium und Cer getränkt war. Diese Edelerden haben nun die Eigenschaft, in der Hitze der Bunsenflamme ein ungemein starkes, fast rein weißes Licht zu emittieren.

Abb. 107. Auerlicht.

Der Erfolg Auers war phänomenal. Obwohl der jungen Erfindung noch mancherlei Übelstände anhafteten, obwohl namentlich die ersten Auerstrümpfe noch ein stark grünliches Licht aussandten, war doch eine allgemeine Begeisterung für das neue Licht vorhanden. Während 100 Normalkerzen 100 Stunden hindurch mit dem Schnittbrenner etwa 12 bis 15 Mark kosteten, stellten sie sich schon mit dem Gasglühlicht des Jahres 1891 nur auf etwa 5 Mark. Mit einem Schlage war der Preis des Gaslichtes auf weniger als die Hälfte gesunken, es war dem elektrischen Licht und ebenso der Petroleumlampe ein weitaus überlegener Konkurrent geworden. Die Aktien der Auergesellschaft stiegen in wenigen Jahren um 1000 Prozent und ihre Dividenden erreichten eine bisher aus dem deutschen Kapitalmarkt noch nie dagewesene Höhe. Während in den nächsten fünf Jahren der Preis für 100 Normalkerzen 100 Stunden hindurch bis auf 4 Mark heruntergedrückt wurde, begann man an zahlreichen Orten die elektrischen Glühlichtanlagen herauszureißen und durch Gasglühlichtanlagen zu ersetzen. Während für die Elektrotechnik das Jahrzehnt von 1880 bis 1890 die Bauperiode der Be-

leuchtungszentralen gewesen war, mußte sie sich jetzt im Bahnbetrieb und in der elektrischen Kraftübertragung neue Betätigungsgebiete suchen, während die Anlage neuer Beleuchtungsanlagen außerordentlich nachließ.

■I™ Stromeintritt

Elektromagnet

—— Stromaustritt

Der Nernsfyörper

Die Platin.spirale

Die Elektrotechnik nahm indes den Kampf mutig auf, und wenn es ihr auch bis zum heutigen Tage nicht gelungen ist, das Gas zu schlagen, so hat sie doch viel des verlorenen Bodens wiedergewonnen. Es war dringend notwendig, die elektrische Glühlampe wirtschaftlicher arbeiten zu lassen. Das Mittel dazu konnte nur in einer Erhöhung der Lampenfadentemperatur bestehen. Die Temperatur dieses Fadens steigt direkt proportional der in den Faden geschickten elektrischen Energie. Die Lichtaus-Abb. 108. Stromschema zur Nernstlampe sendung aber steigt etwa mit der fünf-Mlt Platinsprrale.    ten Potenz der Temperatur. Wenn

wir also etwa die elektrische Energie und damit auch die Temperatur verdoppeln, so werden wir die Lichtstärke etwa verzweiunddreißigfachen. Dieses Mittel war nun zwar theoretisch sehr schön, aber praktisch nicht ohne weiteres anwendbar. Bei einer doppelten Temperatur wäre der Kohlenfaden in wenigen Stunden verpufft. Bereits bei geringeren Temperaturerhöhungen, etwa von 1600 auf 1800 Grad, zeigte sich eine starke Verkürzung der Lebensdauer der Lampen. Mit großem Fleiße und großer Mühe gelang es, den Energieverbrauch der elektrischen Kohlenfadenlampe von 3,5 Watt, welche die alte Edisonsche Bambuslampe konsumierte, auf etwa 2 Watt zu bringen. Dann kamen die Elektrotechniker zu demselben Schluß, wie schon vorher Auer von Welsbach: der Kohlenstoff ist als lichtaussendendes Medium nicht viel wert.

Es beginnt jetzt jene Periode der elektrischen Beleuchtungstechnik, in welcher man fieberhaft nach neuen Stoffen als Ersatzmitteln für den Kohlenfaden sucht, um die Wirtschaftlichkeit der elektrischen Lampe zu verbessern, um sie im Konkurrenzkampf mit dem Gas existenzfähig zu erhalten. Die erste Etappe auf diesem Wege bedeutet die Erfindung des Göttinger Professors Nernst, die nach ihm benannte Nernstlampe (Abb. 108 und 109). Professor Nernst stellte den Glühfaden oder richtiger das Glühstäbchen seiner Lampe aus den Oxyden der Erdmetalle, vornehmlich aus den Sauerstoffverbindungen des Magnesiums und Strontiums her. Diese Stäbchen ertrugen in der Tat eine außerordentlich viel stärkere Erhitzung als die alten Kohlenfäden. Während diese im besten Falle bis zur Gelbweißglut erwärmt werden durften, konnte man die Erhitzung der Magnesiastäbchen bis zur schimmernden Blauweißglut und jedenfalls auf mehr als 2000 Grad treiben. Zudem war es nicht einmal nötig, die Stäbchen luftdicht einzuschließen, da sie ja durch den Lnftsauerstoff nicht weiter angegriffen werden konnten. Diesen beiden Vorteilen stand jedoch ein schwerwiegender Nachteil gegenüber. Die Magnesia gehört zu den Leitern zweiter Klasse, das heißt sie ist im kalten Zustande ein Nichtleiter, beginnt erst bei mäßiger Rotglut stromleitend zu werden, um dann bei Heller Weißglut gut zu leiten. Dieser Umstand hat den Technikern sorgenvolle Jahre schwerer Arbeit gekostet. Es war notwendig, das Stäbchen vorzuwärmen, bevor es zum eigentlichen elektrischen Brennen kommen konnte. Das ging zur Not mit einem einfachen Streichholz. In der Tat waren die ersten Nernstlampen, welche im Jahre 1897 in die Öffentlichkeit kamen, derartig eingerichtet, daß man sie ähnlich wie eine Petroleumlampe oder Kerze mit dem Streichholz anzünden mußte. Damit aber ging ja einer der großen Vorzüge des elektrischen Lichtes, eben die Möglichkeit, es von beliebigen Stellen aus zu zünden oder zu löschen, verloren und man sann daher auf bessere und wirksamere Heizvorrichtungen. Man fand sie nach langem Mühen in Form feiner, in feuerfeste Erde eingebetteter Platinspiralen. Unsere Abb. 108 läßt die Heizanordnung erkennen. Wir bemerken hier, wie das Stäbchen selbst von einer Spirale umgeben ist. In dieser befindet sich wiederum in Hunderten von Windungen ein seiner Platindraht. Unter dem Einfluß des Stromes erhitzt sich dieser Draht derartig, daß die ganze Heizspule in helle Rotglut kommt und in kurzer Zeit auch das Stäbchen so sehr erwärmt, daß es stromleitend wird. Sobald dies eingetreten ist, wird die Heizspule überflüssig. Daher ist in den Stromkreis des Stäbchens ein kleiner Elektromagnet eingeschaltet. Sobald das Stäbchen Strom bekommt, wird auch dieser Magnet erregt. Er zieht einen Anker an und schaltet den Heizkörper aus.

Abb. 109. Nernstlampe mit Platinspirale.

Bereits dieser Magnet bedeutet eine Komplikation der Nernstlampe gegenüber der einfachen Kohlenfadenlampe. Aber damit ist noch nicht alles getan. Unser Stäbchen hat die Eigentümlichkeit, bei höherer

Temperatur immer besser leitend zu werden. Es muß daher gegen geringe Stromschwankungen sehr empfindlich sein. Wenn beispielsweise die Spannung des Netzes um eine Kleinigkeit steigt, so wird ein wenig mehr Strom durch das Stäbchen gehen. Dadurch wird dies heißer und entsprechend besser leitend und so geht nicht nur der geringe, dem Spannungszuwachs entsprechende größere Strom, sondern ein ganz erheblicher Stromzuwachs durch die Lampe. Um dies zu verhindern, muß man vor jeder Nernstlampe einen Beruhigungs- und Ausgleichswiderstand schalten. Man benutzt dazu einen haarfeinen, in ein luftleeres Glasgefäß eingeschlossenen Eisendraht. Eisen verhält sich gerade umgekehrt wie das Nernststäbchen. Es leitet in kaltem Zustande sehr gut, im rotwarmen Zustande dagegen recht schlecht. So wird also dieser Eisenvorschaltwiderstand dem Nernststäbchen direkt entgegen arbeiten und alle Stromstöße, die das Stäbchen bedrohen könnten, nach Art eines Puffers auffangen.

Die Nernstlampe bedeutete einen beträchtlichen Fortschritt. Sie drückte den Stromverbrauch für die Normalkerze auf etwa 1,5 Watt herunter. Die Kosten der elektrischen Beleuchtung sanken dabei für 100 Normalkerzen 100 Stunden hindurch auf etwa 6 Mark, erreichten also beinahe den Stand des ältesten Gasglühlichtes. Freilich hatte dieses in den inzwischen verflossenen zehn Jahren ganz außerordentliche Fortschritte gemacht. Es war gelungen, die Emissionsfähigkeit der Glühstrümpfe unter gleichzeitiger Verbilligung derselben in ungeahnter Weise zu steigern und die Kosten für die eben genannte Lichtleistung in Gasglühlicht auf 3 bis 2 Mark zu reduzieren. Immer noch war das elektrische Licht doppelt so teuer wie das Gaslicht.

Inzwischen hatte der Erfinder des Gasglühlichtes sich auch des elektrischen Glühlichtes angenommen. Er ging bei seinen Versuchen von dem schwerst schmelzbaren aller Metalle, dem Osmium, aus. Beim stärksten Erhitzen im Knallgasgebläse bis zu 2500 Grad, wobei Platin wie Blei schmilzt, sintert das Osmium nur zu einer spröden, schwarzblauen Masse zusammen. Eine Temperatur, bei welcher Kohlenstoff schon stark verdampft, ist auf Osmium ohne jeden Einfluß, vorausgesetzt, daß der Luftsauerstoff keinen Zutritt hat. Das Osmium bot also ein ideales Material für eine Glühlampe, soweit seine elektrischen und thermischen Eigenschaften in Frage kamen. Große Schwierigkeiten bereitete dagegen die Herstellung feiner Fäden aus diesem Stoff. Sie wurde überhaupt nur durch die Anwendung chemischer und physikalischer Kunstgriffe möglich, indem man beispielsweise einen seinen Platinsaden in einer Atmosphäre von Osmiumoxyden durch den elektrischen Strom zur Weißglut bringt und dabei einen feinen metallischen Osmiummantel erzeugt. Durch stärkere Erhitzung kann dann der Platindraht in Dampfsorm ausgetrieben werden und weiter können die so erhaltenen äußerst feinen Osmiumschläuche zu Lampenfäden versponnen werden. . Die Osmiumlampe war ein Fortschritt, aber kein voller Erfolg. Sie kann in der gewöhnlichen Lichtstärke von 16 Normalkerzen nur für eine Höchstspannung von 68 Volt hergestellt werden, während unsere Beleuchtungsnetze im allgemeinen 220 Volt haben.

Man muß daher etwa drei Lampen Hintereinanderschalten und auch gleichzeitig brennen, damit aber geht wieder ein Teil der Sparsamkeit verloren.

nun im luftleeren Raum eine Temperatur von 2300 Grad, bevor es zu schmelzen beginnt. Um nun eine Lampe für die üblichen Lichtstärken und Spannungen herzustellen, mußte man einen haarfeinen Tantaldraht von etwa ³ji m Länge in einer der gebräuchlichen Glasbirnen unterbringen. Dies geschah in der Weise, daß man den Draht um ein

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Dem Beispiele von Nernst und Auer folgten alsbald andere. Zunächst befaßte sich die Firma Siemens u. Halske mit einem anderen, sehr schwer schmelzbaren Metall, dem Tantal. Das Tantal, ein Metall der Vanadiumgruppe, wurde wohl überhaupt zum ersten Male von Dr. von Bolton im Laboratorium der Siemens u. Halske A.G. rein dargestellt. Unter Benutzung besonderer patentierter Verfahren geschmolzen, stellt es ein eisenartiges Metall dar, hat ungefähr die Härte eines weichen Stahles und ist so widerstandsfähig gegen das Zerreißen, daß beispielsweise ein Draht von nur 0,05 mm Durchmesser noch ein Gewicht von 350 g tragen kann.

Abb. 110. Tantallampe.

Zu feinen Drähten läßt es sich ausziehen und verträgt eingebautes Gestell aus isolierender Masse wickelte, in der Art, wie unsere Abb. 110 dies zeigt. Auf diese Weise gelang es, brauchbare Tantallampen für 110 Volt und 25 Normalkerzen mit einem Verbrauch von 1,5 Watt für die Normalkerze herzustellen. Eine solche Lampe enthält in ihrem Faden 0,022 g Tantal, so daß man aus 1 kg Tantal über 45000 Lampen herstellen kann.

Die Tantallampe bedeutete einen merklichen Fortschritt. Mit einer vordem noch nicht erreichten Wirtschaftlichkeit verband sie den Vorteil der Kohlenfadenlampe, momentan ein- und ausgeschaltet werden zu können und in jeder Lage, nicht nur hängend, sondern auch schräg oder stehend montiert werden zu können. Sie eröffnete gleichzeitig den großen Reigen der Metallfadenlampen, die uns die letzten Jahre nun in schneller Folge bescherten. Auer von Welsbach und die ihm verbündete deutsche Gasglühlichtgesellschaft gingen an die Verbesserung der Osmiumlampe. Sie nahmen ein neues Metall, das Wolfram, hinzu, legierten dies mit dem Osmium und brachten eine Metallfadenlampe unter dem Namen Osramlampe auf den Markt. In dieser beträgt der Energieverbrauch für die Normalkerze nur noch etwa 1,2 Watt und die Kosten für 100 Normalkerzen 100 Stunden hindurch betragen rund 4,5 Mark. Zur gleichen Zeit versuchte man es in England mit zwei anderen Stoffen, dem Zirconmetall und mit einem dem Kohlenstoff verwandten Körper, dem Silizium, und auch mit diesen beiden sollen Lampen von guter Brauchbarkeit und hoher Wirtschaftlichkeit erzeugt worden sein. Legen wir die Osramlampe als die wirtschaftlichste der Gegenwart unseren Betrachtungen zu Grunde, so ist das elektrische Glühlicht im Laufe der letzten zwanzig Jahre int Verhältnis von 13 zu 4,5 billiger geworden. Die Elektrotechnik hat Fortschritte errungen, die sie unbedingt zur Herrin der Situation machen müßten, wenn nicht die Erfolge der Gastechnik noch größere wären. Bereits beim stehenden Gasglühlicht wurde für die in unseren Betrachtungen immer wiederkehrende Lichtleistung von 100 Normalkerzen 100 Stunden hindurch, welche etwa für eine angemessene Beleuchtung einer Vierzimmerwohnung während eines Herbstmonats genügt, der Erstellungspreis von ursprünglich 5 Mark auf 2 Mark heruntergedrückt. Dann kam ein neuer Fortschritt, nämlich das hängende Gasglühlicht (2166.111), das reichlich doppelt so wirtschaftlich arbeitet, wie das beste stehende Gasglühlicht, so daß also hier abermals eine starke Preisreduktion erfolgte, und zwar haben wir im Graetzinlicht unsere normale Lichtmenge, die erwähnte Beleuchtung einer Vierzimmerwohnung, für rund 90 Pfennig.

ßig Stunden im Monat und selbst unter Zugrundelegung fünfzehnstündiger täglicher Arbeit bekommen

wir für die Erstellung der Kienspanbeleuchtung zwei volle Arbeitstage gegenüber einem fünftel Arbeitstag für die Gasglühlichtbeleuchtung unserer Zeit. Ohne daß wir uns also irgendwie mit dem stets wechselnden Wertbegriff des Geldes zu befassen brauchen, ergibt

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Damit hat aber das Gasglühlicht einen solchen Vorsprung vor dem elektrischen Glühlicht, daß es für die weniger bemittelten Klassen unbedingt das Gebrauchslicht sein muß. Nicht uninteressant ist es, diese Lichtpreise einmal für verschiedene Zeiten durchzurechnen. Wir werden in der Großstadt den ortsüblichen Tagelohn etwa mit 4,5 Mark annehmen müssen. 90 Pfennig entsprechen daher einem fünftel Ar-beitstag. Kehren wir nun in die Zeiten der Kienspanbeleuchtung zurück, da die Späne ja jedermann zugänglich aus dem Walde zu holen waren.

Abb. 111. Hängendes Gasglühlicht.

Wenn wir die Ar-beit des Holens, des Zuschneidens und schließlich des Anbrennens und Aus-wechselns in Betracht ziehen, so kommen wir jedenfalls auf wenigstens eine Stunde am Tage oder auf drei-

diese Darstellung, daß unseren Altvorderen das Kienspanlicht zehnmal so teuer kam als uns das Gasglühlicht.

Nun hat ja das elektrische Licht immer noch den Vorteil der leichteren Bedienbarkeit. Es kann von beliebiger Stelle aus gezündet oder gelöscht werden. Auch dieser Vorzug ist aber vom Gaslicht erobert worden. Wir

verfügen über eine Reihe brauchbarer Gasfernzünder, von denen an dieser Stelle nur das bekannteste und verbreitetste, das Multi-plexsystem (Abb. 112), in Kürze besprochen werden soll, haben im Zimmer an der Wand eine Vorrichtung, ähnlich den elektrischen Klingelknöpfen. Nur weist der hölzerne Körper zwei Knöpfe auf, eineu schwarzen und einen weißen. Wir drücken auf den weißen Knopf. Ein Schnurren und Summen ertönt und im selben Augenblick leuchten die Flammen einer Gaskrone im Zimmer hell auf. Die Krone ist elektrisch gezündet und brennt.

Wir drücken ans den schwarzen Knopf. Ein kurzes Flackern und alles ist dunkel. Die Krone ist gelöscht. Wir drücken auf den weißen Knopf und wieder flammt sie auf. Im Augenblick, da wir den weißen Knopf herunterdrückten, schlossen wir einen Stromkreis und betätigten dadurch kleine Elektromagneten, welche, in die Lampen eingebaut, dort die Gashähne öffneten. Gleichzeitig brachten wir durch den Knopfdruck eine Stahlfeder zum Schwingen, die eine kleine Induktionsspule betätigte, die nun ihrerseits einen glänzenden Funkenstrom durch das ausströmende Gas warf und dieses entzündete. So kam unsere Krone zum Brennen. Ein Druck auf den schwarzen Knopf, ein anderer Magnet wird erregt und dreht die Hähne zu, das Gas erlischt. Durch diese Fernzündung und Löschung ist die Konkurrenzfähigkeit der Gasbeleuchtung weiter gestärkt worden. In der Tat ist sie heute dem elektrischen Licht so ähnlich, daß die Unterschiede sich bisweilen nur schwer feststellen lassen. Wir sehen eilte Krone, deren Leuchtkörper teils stehend, teils hängend, teils auch schräg zu schöner ornamentaler Wirkung vereinigt sind. Wir drücken auf einen Knopf und . durch gelblich und rötlich getönte Glocken fließt ein mildes Licht. Es kann

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Abb. 112. Multiplex-Gasfernzünder.

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Elektrizität, es kann aber auch Gas sein, und wenn wir beide Beleuchtungsarten in derselben Krone vereinigen und durch dieselben Knöpfe betätigen, soll es selbst dem Kenner schwer werden, die Unterschiede herauszufinden, die elektrischen von den Gasflammen zu unterscheiden. So kommen hier Gastechnik und Elektrotechnik wieder nahe zusammen, aber weiter tobt der Kampf um die größere Wirtschaftlichkeit und hier sind die Gasleute zur Zeit die Sieger.

Im Auerlicht ist, wie bereits gesagt, grundsätzlich mit dem Prinzip gebrochen worden, den Kohlenstoff als lichtaussendenden Körper zu benutzen. An Stelle des Kohlenstoffes sind die Edelerden, sind Thor- und Ceroxyd getreten. Die großen Erfolge dieses Systems bewogen die Vertreter der Petroleum- und Spiritusindustrie, sich gleichfalls mit ihm zu befassen, und so entstanden das Petroleum- (9166. 113) und das Spiritusglühlicht, die beide eine Verbilligung dieser Beleuchtungsarten und eine Verstärkung ihrer Helligkeiten bedeuten. Bei diesen Lampen handelt es sich also darum, ebenso wie beim Auerschen Gasglühlicht zunächst eine sehr heiße, blaubrennende Bunsenflamme her-

Abb. 113. Petroleumglühlichtlampe.

zustellen, über welche dann der Auerstrumpf gestülpt wird. Beim Spiritus ist dies verhältnismäßig einfach, da er an sich schon mit blauer Flamme brennt. Es ist hier nur nötig, durch eine passende Vorwärmung und zweckmäßige Dochtmündung eine kräftige Stichflamme zu erzeugen.

Schwieriger liegen die Verhältnisse bei dem kohlenstoffreichen Petroleum, welches ja an und für sich mit weißer Flamme brennt und nur durch eine sehr reichliche Luftzufuhr zum Blaubrennen gebracht werden kann. Bei der in Abb. 113 dargestellten Petroleumglühlichtlampe wird das Petroleum mittelst der kleinen Luftpumpe b aus dem Behälter A in dem Rohr c zu dem Vergaser a emporgedrückt und hier durch die von dem Glühstrumpf ausstrahlende Wärme vergast. Zur Einleitung der Vergasung dient eine Flamme, die in einer auf dem Behälter A angebrachten Vertiefung angezündet wird. Diese Flamme wird ausgelöscht, wenn der Glühstrumpf die erforderliche Wärme liefert. Das in a gebildete Gas zieht von c nach c' und dann nach d hinab und tritt schließlich durch das Rohr e zum Glühstrumpf. Die erforderliche Luft wird durch f in den Raum g geführt, wo sie mit dem Gase vermischt wird. Sobald diese Luftzufuhr, die ja durch die Schornsteinwirkung der Flamme selbst hervorgerufen wird, nicht völlig ausreicht, haben die Petroleumglühlichtlampeu eine unangenehme Neigung, zu rußen und den Strumpf zu verschmutzen. Dieser schwache Punkt ist der weit-

Die Spuitusglühlichtlampe beruht, wie bereits angedeutet, im wesentlichen aus demselben Prinzip wie die Petroleumglühlichtlampe. Im Interesse unserer Spiritus fabrizierenden Landwirtschaft würde eine tunlichst weite Verbreitung des Spiritusglühlichtes höchst erwünscht und sehr willkommen sein.

gehenden Verbreitung der Petroleumglühlichtlampen bisher sehr hinderlich gewesen, obwohl sie an sich ebenso wie die Spiritusglühlichtlampen eine angenehme und wohlfeile Lichtquelle darstellen. Bei einer derartigen Verwendung des Auerschen Glühstrumpfes für Petroleumbeleuchtung vermindert sich der Verbrauch an Petroleum um die Halste, wohingegen die Leuchtkraft etwa dreimal so groß ist, wie bei einer gewöhnlichen Petroleumlampe.

Wir haben das elektrische Bogenlicht im Anfange der Achtzigerjahre verlassen. Hier war die Wirtschaftlichkeit von Anfang an eine bessere. Man kam bereits im neunten Jahrzehnt des vorigen Jahrhunderts auf eine Wirkungsweise von etwa 0,5 Watt für die Normalkerze. Dabei war die Gastechnik auch nicht annähernd imstande, Lichtquellen von ähnlicher Stärke zu schaffen. Das Bogenlicht gewann daher ziemlich weitgehende Verbreitung für die Beleuchtung von Straßen und Plätzen. Das Gaslicht mußte ihm hier stellenweise weichen, trotzdem es durch gute Verträge gedeckt war. Namentlich die englischen Gaswerke der verschiedenen deutschen Städte hatten nämlich einen Passus in ihren Verträgen, daß ihnen die Beleuchtung der Straßen so lauge zustehen solle, bis eine wesentlich bessere und billigere Beleuchtungsart erfunden sei. Die Elektrotechnik mußte daher au mehreren Orten bereits damals den Nachweis führen, daß das Bogenlicht eine derartig verbesserte Beleuchtung darstelle, und sie hat ihn tatsächlich erbracht. Dabei blieb jedoch die Bogenlichttechnik nicht stehen.

Sie schuf ständige Verbesserungen. Zunächst gelang die Dreischaltung der Bogenlampen bei 110 Volt, wodurch eine weitere Steigerung der Wirtschaftlichkeit um 33 Prozent erzielt wurde.

Abb. 114. Flammenbogenlampe.

Dann folgte die Flammenbogenlampe, welche sich grundsätzlich von der alten Kohlenlampe' unterschied und eine weitere Verringerung des Wattverbrauches bis aus etwa 0,2 Watt pro Normalkerze zur Folge hatte. Bei den alten Kohlenlampen bildeten die weißglühenden Kohlenspitzen recht eigentlich die Lichtquelle, während der Lichtbogen selbst mit matter, bläulicher Flamme nicht nennenswert leuchtete. Bei den Flammen-bogenlampen (Abb. 114) bestehen nun die Stifte

Siegeslauf der Technik. I.

nicht mehr aus reiner Retortenkohle. Sie sind vielmehr stark mit Metallsalzen, vornehmlich mit Magnesium-, Strontium-, Silizium- und Fluorverbindungen durchsetzt und enthalten bis zu 30 Prozent der genannten Stoffe. Ferner stehen die Kohlen nicht mehr senkrecht übereinander, sondern sind in Form eines V angeordnet, so daß sich der Flammenbogen zwischen den unteren Spitzen bilden und frei nach unten leuchten kann. Der Erfolg dieser Flammenbogenlampen war ein bedeutender. Die Lichtausbeute verfünffachte sich und die zuerst noch störenden Erscheinungen einer-unruhigen Flamme und eines farbigen Lichtes wurden von der Technik schnell überwunden.

Die Flammenbogenlampe läßt sich geschichtlich bis auf die Versuche von Casselmann im Jahre 1844 zurückführen. Ihre praktische Durchführung verdanken wir jedoch Hugo Bremer in Neheim an der Ruhr, der im Jahre 1898 zuerst die alten Versuche wieder aufgriff und im Jahre 1900 mit brauchbaren Lampen an die Öffentlichkeit trat. Nachdeni er Erfolg gehabt hatte, wurde das an sich ja nicht patentrechtlich zu schützende Prinzip seiner Ersindung sofort von zahlreichen anderen elektrotechnischen Firmen ausgenommen und gegenwärtig sind die Flammenbogenlampen für Zwecke der Straßenbeleuchtung sehr stark verbreitet. Dabei werden für die Beleuchtung besonders verkehrsreicher Plätze außerordentliche Lichtstärken erzeugt. Beispielsweise wird der Potsdamerplatz in Berlin durch acht in 20 m Höhe angeordnete Bogenlampen erleuchtet, deren jede 20 Ampere und 40 Volt, das heißt 800 Watt, verzehrt. Es werden hier also insgesamt in acht Lampen 6400 Watt oder etwa 9 elektrische Pferdestärken verbraucht und bei einem Wirkungsgrad von durchschnittlich 4 Kerzen pro Watt etwa 25 000 Normalkerzen erzeugt.

Wir müssen bereits die großen elektrischen Leuchtfeuer in den Türmen von Helgoland, vom Roten Sand oder der englischen Seeküste aufsuchen, wenn wir wieder ähnliche gewaltige Lichtmengen antreffen wollen.

Das Bogenlicht dürfen wir nicht verlassen, ohne der Quecksilberdampflampen (Abb. 115) zu gedenken. Wenn wir in einem zugeschmolzenen Glasgefäß zwei getrennte Portionen Quecksilber haben und zwischen diesen einen Stromübergang einleiten, so entsteht ein eigentümliches grünlich-bläuliches, äußerst helles Licht. Diese Erscheinung wurde bereits im achtzehnten Jahrhundert, viel früher als der Davysche Lichtbogen, entdeckt, aber erst zu Ende des neunzehnten Jahrhunderts praktisch weiter verfolgt. Die Quecksilberdampflampe zeigte nun zunächst bei einem sehr guten Wirkungsgrad ein unangenehm grünes Licht. Menschliche Gesichter sahen dabei wie Leichen aus, rote Lippen nahmen die Farbe von blauen Aktendeckeln an und an eine praktische Verwertung dieses Lichtes konnte kaum gedacht werden. Es wurde zwar weniger grün, wenn man die Stromstärke steigerte, aber dann trat eine Erhitzung ein, die wiederum das Glas erweichte und die ganze Lampe verdarb. Inzwischen gelang es aber der Firma Heräus in Berlin, den Grundstoff des Bergkristalls, das Quarz, in reinem Zustande zu schmelzen und zu Glasbläserwaren zu verarbeiten. Man stellte allerlei Phiolen und Retorten

sten Flammenbogenlampen und hatte vor diesen den Vorzug, keinerlei Erneuerung von Kohlenstiften und keinerlei Reinigung zu bedürfen.

her, die äußerlich wie klares Kristallglas aussahen, aber sich von diesem doch gründlich unterschieden. Man konnte darin so schwer schmelzbare Metalle, wie Messing oder Kupfer, ohne weiteres schmelzen, konnte Zinn und Zink sogar zur Verdampfung bringen und hatte nun auch die Möglichkeit, die Quecksilberlampe in der Quarzhülle ganz anders zu erhitzen, als in der gläsernen Behausung. Mau trieb die Erhitzung auf etwa 800 Grad, wobei das Quarz noch durchaus fest war, und erhielt nun bei einem ziemlich hohen Quecksilberdampfdruck in der Lampe selbst ein kräftiges Licht, welches zwar noch einen grünlichen Stich besaß, aber doch immerhin so weit weiß war, daß es beispielsweise für Straßenbeleuchtungen verwendbar wurde. Dabei zeigte diese Quarzquecksilberlampe einen außerordentlich günstigen Wirkungsgrad. Sie übertraf noch die be

Abb. 115. Die Quecksilberdampflampe.

Während so das Bogenlicht ebenfalls eine ständige Verbilligung und eine ständige Vereinfachung der Bedienung anstrebte, wandte sich auch die Gastechnik der Schaffung von gewaltigen Jntensivbrennern zu. Bereits der alte Siemenssche Regenerativ-breuner mit seinen 300 Normalkerzen bedeutete ja schon einen Schritt auf diesem Wege. Nach der Erfindung des Gasglühlichtes war natürlich der Glühstrumpf in entsprechender Vergrößerung das gegebene Mittel. Weiter gelang es aber auch, durch eine Veränderung des Brennstoffes, entweder durch Verwendung von Preßgas, welches sich, entsprechend mit Luft gemengt, zu einer besonders intensiven Stichflamme entwickelte, zum Beispiel bei dem Millenniumlicht, oder aber auch durch die Einführung von reinem Sauerstoff an Stelle der Verbrennungsluft (Nürnberglicht), die Leuchtkraft zu erhöhen und Gasglühlichtflammen von früher ungeahnter Stärke zu erzeugen. So war beispielsweise auf der Erfindungsausstellung zu Berlin im Jahre 1907 eine Preßgaslampe ausgestellt, .welche 3000 Normalkerzen, das heißt so viel wie etwa zwei recht starke Bogenlampen erzeugte. Dabei ist die Wirtschaftlichkeit dieser Jntensivbrenner eine sehr hohe, so daß sie an vielen Stellen dem Bogenlicht den Rang streitig machen. Es ist also auch auf dem Gebiete der Straßenbeleuchtung der Kampf zwischen Gas und Elektrizität noch keineswegs entschieden, obwohl die Dinge hier für das elektrische Licht etwas günstiger liegen als auf dem Gebiete der Jnnenraumbeleuchtung. Von der alten, biederen Öllampe, die mit 3 bis 4 Normalkerzen die Straßen der Städte noch vor hundertuudfünfzig Jahren beleuchtete, sind wir über Petroleum und Gas zu Beleuchtungskörpern gekommen, die Tausende von

Normalkerzen erzeugen und eine Helligkeit hervorzaubern, die uns das Licht des Tages kaum vermissen läßt. Schon auf viele Kilometer bemerken wir ja heute, wenn wir uns einer Großstadt nähern, einen hellen Schein am Himmel, den Widerschein der vielen hunderttausend Kerzen, die dort erzeugt und zum Teil gegen den Himmel reflektiert werden. Wenn wir nur die

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150000 Gaslampen von Groß-Berlin berücksichtigen und mit einer durchschnittlichen Helligkeit von 75 Kerzen pro Lampe rechnen, so haben wir hier allein über 11 Millionen Kerzen, eine Lichtfülle, die gewaltig erscheint, die aber freilich sofort verblaßt, wenn wir das Licht unseres

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Abb. 116. Leuchtfeuer auf Helgoland.

Zentralfeuers, der Sonne, zum Vergleich heranziehen.

Wir machen uns von den wahren Helligkeitsunterschieden ja schwer eine richtige Vorstellung, weil unser Auge sich fortwährend akkommodiert, weil sich unsere Pupillenöffnung bei den verschiedenen Lichtstärken sehr verschieden weit oder eng einstellt und so eine möglichst gleichbleibende Beleuchtung des inneren Augapfels herbeiführt. So wird es zunächst unglaublich erscheinen, daß das schönste und hellste Vollmondlicht, bei dem wir doch meilenweit sehen können, sechshunderttausendmal so schwach ist, wie das volle Licht eines wolkenlosen Sommertages. In der Tat beträgt nach den Untersuchungen von Langley die Stärke der vollen Sonnenbeleuchtung auf der Erdoberfläche im Durchschnitt 288 000 Meterkerzen oder Lux. Es ist dies jene Helligkeit, die wir beispielsweise auf einem Buche haben, auf welches die Strahlen der hochstehenden Sommersonne vom wolkenlosen Himmel herabfallen. Wenn wir uns erinnern, daß, wie vorstehend ausgeführt, 50 Lux, das heißt der sechstausendste Teil dieser Beleuchtung, uns in Hör- und Zeichensälen völlig ausreichend erscheint, so tritt uns die Akkommodationsfähigkeit unseres Auges erst recht ziffernmäßig vor das Bewußtsein. Wir lernen aber auch ferner den Lichthunger unserer Zeit begreifen. Solange man nichts Besseres hatte, solange die Talgkerze das ultimum refugium an dunklen Winterabenden war, mußte diese Akkommodationsfähigkeit herhalten und man schrieb und strickte bei einer Flächenhelligkeit von 2 bis 3 Lux, während man jetzt 50 hat und gern 500 hätte.

Die Schuhmacher aber wußten sich früher schon zu helfen. Sie hingen vor

ihr Talglicht eine mit Wasser gefüllte runde Kugel, die sogenannte Schusterkugel, welche wie eine große Sammellinse wirkte und das gesamte aus der Kerze auf sie treffende Licht auf das kleine Arbeitsfeld, etwa auf einen Riester oder eine Pechdrahtnaht, konzentrierte. Sie verstärkten auf diese Weise die Beleuchtung ganz außerordentlich. Wenn beispielsweise ihr Arbeitsstück 1 m von der Talgkerze, der wir einmal zum Zwecke der einfacheren Rechnung die Stärke einer Normalkerze zuschreiben wollen, entfernt war, so erzielten sie dieselbe Helligkeit, als ob es nur den zehnten Teil davon, nämlich 10 cm, von der Kerze entfernt gewesen wäre. Um solche Helligkeit wirklich ohne die Kugel überall in 1 m Abstand zu erzeugen, hätte man nicht eine, sondern 100 Kerzen hinstellen müssen. Durch die Schusterkugel betrachtet, wurden also aus der einen 100 Normalkerzen. Die gleiche Berechnung wird heute noch für einen, freilich ungleich komplizierteren Apparat, für die Spiegel-und Linsenanordnung der Leuchttürme benutzt und so dürfen wir uns nicht wundern, wenn beispielsweise die Intensität des Blinkfeuers vom Helgoländer Leuchtturm (Abb. 116) auf 30 Millionen Normalkerzen angegeben wird. In Wirklichkeit hat die betreffende Bogenlampe nur etwa 3500 Normalkerzen. Ihr Licht wird aber durch einen exakten Parabolspiegel derartig zu einem Bündel konzentriert und ohne Streuung in die Ferne gesandt, daß es in den in Betracht kommenden Entfernungen, in denen die Schiffer das Feuer beobachten, ebenso wirkt, wie ohne Spiegelapparat nur ein Feuer von 30 Millionen Kerzen wirken könnte. Es ist also dieselbe Berechnung, wie bei der Schusterkugel. — Ähnliche Scheinwerfer werden in neuerer Zeit auch auf den amerikanischen Lokomotiven benutzt. Ein Teil des Strahlenbündels beleuchtet dabei die Bahnstrecke nach vorn, ein anderer Teil wird senkrecht nach oben geworfen. Die Lokomotive wird dadurch in Terraineinschnitten und anderen unübersichtlichen Stellen weithin sichtbar. Unsere Abb. 117 zeigt zwei sich begegnende, mit solchen Scheinwerfern ausgestattete Lokomotiven.

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Abb. 117. Begegnung von zwei Lokomotiven mit elektrischen Scheinwerfern.

Auch das parallel gerichtete Sonnenlicht ist mit bestem Erfolg zur Abgabe von Lichtsignalen benutzt worden. Hier braucht der ganze Apparat nur in einem kleinen, aber völlig ebenen Handspiegel zu bestehen. Mit solchen Spiegeln haben unsere deutschen Heliographenmannschaften während des südafrikanischen Krieges von Bergkoppen her über 200 und mehr Kilometer gut sichtbare Lichtblitze geworfen. Einerseits kam hier das starke Sonnenlicht jener Gegenden dem Unternehmen zu Hilfe und anderseits muß die Reflexion dieses vollkommen parallelen Lichtes durch einen ebenen Spiegel ja auch theoretisch vollkommener sein als die Strahlung des besten Parabolspiegels, in dessen Brennpunkt man ja niemals eine wirklich punktförmige Lichtquelle, sondern immer nur eine solche von merklicher körperlicher Ausdehnung setzen kann. So erklärt sich das paradoxe Faktum, daß man am sonnenklaren Tage auf weitere Entfernung merkbare Lichtsignale geben kann als während der Nacht, obwohl an sich jede künstliche Lichtquelle natürlich bei Dunkelheit weiterhin sichtbar ist als bei Tage.

Die Bestrebungen, sehr starke Lichtquellen zu erzeugen, setzten bereits zu einer geit ein, da die Frage der Wirtschaftlichkeit noch gar nicht erörtert wurde. Zu einer Zeit, da im täglichen Leben noch die Rüböllampe vorherrschte, wollte man namentlich für die Projektionsapparate, die sogenannten Sonnenmikroskope, eine möglichst kleine, aber desto intensivere Lichtquelle haben, gleichviel, wie hoch sich deren Kosten beliefen. Diesem Bedürfnis entsprach die Erfindung des Ingenieurs Drummond, der im Jahre 1826 Kalk- oder Magnesiastifte durch ein Wasserstoff-Sauerstoffgebläse in hellste Weißglut versetzte und dadurch das nach ihm benannte Kalklicht erzeugte. Wir erhitzen in der Gegenwart solche Stifte in den Nernstlampen sehr viel vorteilhafter und wirtschaftlicher durch den elektrischen Strom, so daß das Kalklicht seine Bedeutung verloren hat. Vorübergehend spielte es jedoch eine bedeutende Rolle und wurde versuchsweise sogar in Leuchttürmen verwandt.

In der Neuzeit hat die Elektrotechnik dem elektrischen Lichte selbst einen starken Rivalen irrt Azetylenlicht geschaffen. Anläßlich der Behandlung der verschiedenen Theorien über die Entstehung des Petroleums im vorangegangenen Abschnitt bot sich bereits Gelegenheit, auf die Metallkohlenstoffverbindungen, die Karbide, einzugehen. Bereits int Jahre 1862 hatte der große deutsche Chemiker Wühler entdeckt, daß beim Erhitzen eines Gemenges von Kohlenstoff und dem Metalle des Kalkes, dem Kalzium, sich eine Verbindung dieser beiden Stoffe, das Kalziumkarbid, bilde und daß dieses beim Zusammenbringen mit Wasser Azetylengas entwickle, welches im geeigneten Brenner mit blendendweißer Flamme verbrennt. Praktische Bedeutung hatte diese Entdeckung vorläufig nicht, da das Kalziummetall selbst sehr schwer herzustellen und sehr teuer war. Die Dinge änderten sich jedoch, als die Starkstromtechnik ihre großen Fortschritte machte und durch die Verwertung der natürlichen Wasserkräfte, beispielsweise am Rheinfall bei Schaffhausen, elektrischer Strom in großen Mengen und zu sehr billigem Preise erhältlich wurde. Mau kam dadurch in die Lage, int elektrischen Ofen Wirtschaftlich Temperaturen von 3000 und mehr Grad zu erzeugen, und nun war es nicht mehr nötig, das reine Kalzium zu nehmen. Es genügte, wenn man ein Gemenge von gewöhnlichem Koks und billigem Kalk zusammenbrachte. In der Hitze des elektrischen Ofens wurde die Verwandtschaft der Kohle zum Kalzium größer als diejenige des Sauerstoffes, und während dieser sich vom Kalzium trennte, vereinigte sich das Metall mit der Kohle zu Kalziumkarbid. Diese Entdeckung wurde durch einen reinen Zufall gemacht. Bei Versuchen in einem elektrischen Ofen in der Nähe der Niagarafälle war unbeabsichtigterweise eine große Portion Kalziumkarbid entstanden. Da man etwas anderes erwartet hatte, untersuchte man das Schmelzgut im Gewichte von mehreren Zentnern nicht näher, sondern warf es kurzer Hand in einen benachbarten Fluß. Die gewaltige Gasentwicklung, die sofort eintrat, erregte jedoch die Aufmerksamkeit, umsomehr, als sich das Gas durch einen Zufall entzündete und geraume Zeit mit starker Flamme brannte. Man ging der Sache auf den Grund und die Folge dieser zufälligen Entdeckung ist die gegenwärtige Kalziumkarbid- und Azetylenindustrie, welche vielen Tausenden Lohn und Brot gibt.

Bringen wir Kalziumkarbid mit Wasser zusammen, so zersetzen sich beide Körper. Der Sauerstoff des Wassers vereinigt sich mit dem Kalzium zu Kalk. Der Wasserstoff des Wassers bildet mit dem Kohlenstoff einen Kohlenwasserstoff und zwar derartig, daß zwei Kohlenstoffatome unter sich dreimal gebunden sind, sich gewissermaßen drei Hände reichen und nur je eine vierte Hand für den Wasserstoff freibleibt. Bei den Kohlenwasserstoffen der Petroleumreihe, die wir im vorigen Abschnitt kennen lernten, war dies nicht der Fall. Hier war jede irgendwie verfügbare Hand der Kohlenstosfatome mit Wasserstoffatomen besetzt. Daher nennt man die Kohlenwasserstoffe der Petroleumreihe gesättigte Kohlenwasserstoffe, während das Azetylen ein ungesättigter Kohlenwasserstoff ist. Es wäre denkbar, zwei Bindungen des Kohlenstoffes aufzumachen und die dadurch frei werdenden vier Kohlenstoffhände oder Valenzen mit Wasserstoff zu besetzen. Die Verbindung ist also gewissermaßen noch nicht mit Wasserstoff gesättigt. Praktisch macht sich der große Kohlenstoffgehalt durch eine gewisse Neigung zum Rußen bemerkbar. Wenn wir Kalziumkarbid einfach ins Wasser werfen und die Gasblasen anzünden, erhalten wir eine rötliche Flamme, von welcher dichte Rußflocken abgehen. Wenn wir jedoch das Azetylengas unter stärkerem Druck durch feine Haarröhren austreten lassen, so erhalten wir eine blendendweiße, außerordentlich helle Flamme.

Als nun die elektrische Industrie das Kalziumkarbid in großen Mengen erzeugte und auf den Markt brachte, stand die Beleuchtungstechnik vor einer Reihe von Aufgaben. Sie mußte für die Azetylenentwicklung ebenso wie für die Brennerkonstruktiou geeignete Lösungen finden. Zunächst bestand entschieden die Tendenz, das Azetylengas ziemlich entfernt vom Verbrauchsort aus dem Karbid zu entwickeln, durch kräftige Pumpen zu komprimieren und dann für die Speisung von Wagenlaternen und dergleichen initzunehmen. Nun haben wir aber in 1 kg Kalziumkarbid, welches kaum 1 1 einnimmt, 300 1 Azetylengas. Man hätte also das Gas auf 300 Atmosphären komprimieren müssen, um ähnliche günstige Raumverhältnisse zu schaffen. Sehr bald zeigte sich das Verhängnisvolle dieses Unterfangens. Das Azetylen zeigte bereits bei mäßigen Kompressionen eine starke Neigung zu Explosionen. Zahlreiche Katastrophen kennzeichnen daher die Anfänge der Azetylenindustrie und man hat diesen Weg völlig verlassen. Im allgemeinen gilt heute die Regel, das Kalziumkarbid möglichst weit zu transportieren und die Azetylenentwicklung möglichst kurz vor dem Verbrauch einzuleiten. Die vollendetste Anwendung hat dies Prinzip in den Tropfentwicklern der Fahrrad- und Automobillaternen gefunden. Hier ist die Anordnung derart getroffen, daß Wasser tropfenweise auf das Kalziumkarbid gelangt und dieses allmählich zersetzt. Das entwickelte Azetylen wird beinahe unmittelbar nach der Entstehung verbrannt. Größere Gasmengen können sich nicht bilden und so ist jede Explosionsgefahr praktisch ausgeschlossen. Während bei den Tropfentwicklern das Wasser auf das Karbid geworfen wird, finden wir für stationäre Anlagen umgekehrt Entwickler, bei denen das Karbid ins Wasser geworfen wird, und in der Mitte zwischen beiden Gmppen stehen die Tauchentwickler. Bei diesen taucht ein glockenartiger, mit Karbid gefüllter Behälter in das Wasser ein. Dies dringt von unten her gegen das Azetylen, entwickelt Gas, wird dadurch selbst vom Karbid abgedrängt und findet erst wieder Zutritt, wenn das entwickelte Gas zum größten Teile verbraucht ist. Solche Tauchentwickler finden beispielsweise für die Speisung der großen Scheinwerfer starker Kraftwagen Anwendung. Für stationäre Anlagen benutzt man Apparate, bei denen das Karbid frei ins Wasser fällt und das entwickelte Gas in einem besonderen Gasometer bis zum Verbrauch aufgespeichert wird. Dabei sind mechanische Vorrichtungen notwendig, um in gewissen Zwischenpausen, beispielsweise sobald der Gasometer wieder einen gewissen Tiefstand erreicht hat, neue Karbidportionen ins Wasser zu werfen. Durch sie wird auch für solche stationären Anlagen, beispielsweise für die Beleuchtung einer Villa oder eines einzelnen Restaurants, der Azetylenvorrat völlig selbsttätig entwickelt und es ist nur notwendig, etwa alle vierundzwanzig Stunden neues Karbid aufzuschütten, das Wasser zu ergänzen und gelegentlich den Kalkschlamm zu entfernen. Abb. 118 stellt einen tragbaren Azetylenapparat für den Gebrauch im Freien, zum Beispiel für Gartenbeleuchtung dar. Das Karbid befindet sich in dem Behälter P und liegt unten auf einem Rost, durch welchen das Wasser Zutritt hat. Das entwickelte Gas durchstreift den Behälter E, der mit Kohlestückchen gefüllt ist und das Azetylen von dem mitgerissenen Wassergehalt befreit. Nach Absperrung des Brennstoffes sammelt sich das Gas in E und P, drückt das Wasser unten aus der Glocke G heraus und legt den Karbidbehälter trocken. Die Tropfentwickler haben den Übelstand, daß sie noch langsam weitergasen, wenn auch das Wasser abgesperrt ist, eine Folge des Umstandes, daß die Feuchtigkeit des Kalkes sich den benachbarten Karbidteilchen mitteilt und weitere Gasbildung verursacht.

Das empfindet zum Beispiel jeder Besitzer einer Azetylenfahrradlampe. Nach Beendigung jeder Fahrt tritt zunächst die Frage auf: weiterbrennen lassen oder auspusten? Beim Weiterbrennen mit kleiner Flamme tritt leicht ein Verrußen des Brenners ein, beim Auspusten belästigt der Geruch und in jedem Falle wird unnötig Karbid zersetzt. Für die großen Azetylenscheinwerfer hat man daher nicht ohne Erfolg eine Speicherung des Azetylens versucht, freilich nicht auf dem gefährlichen Wege der Kompression, sondern durch Auflösung. Man hat das Azetylen un- fl ter mäßigem Druck in Azetate geleitet und mit Leichtigkeit große MengenAzetylensauf fl diese Weise gebunden, fl Einer allgemeinen Verbreitung dieser I Erfindung steht heute freilich noch der Um- I stand im Wege, daß fl man nicht allerorten fl freies Azetylen unter fl mäßigem Druck kaufen I kann, während Kal- |§ ziumkarbid beinahe in fl jedem Dorf erhältlich fl ist. Recht eigentlich jj kann man das Kal- jj ziumkarbid als ge- J speichertes elektrisches Licht, als tragbare elektrische Arbeit bezeichnen. Wollten wir eine ähnliche Lichtmenge, wie sie beispielsweise 1 kg Kalziumkarbid uns liefert, auf elektrischem Wege aus Batterien erzeugen, so müßten wir wenigstens 50 kg Batteriegewicht mitschleppen. Die transportablen elektrischen Lampen sind daher immer noch unhandlich schwer und können mit der einfachen Azetylenfahrradlampe in keiner Weise wetteifern. Sie haben auch nur eine Existenzberechtigung in feuergefährlichen Betrieben, beispielsweise in Steinkohlengruben oder für Momentanbeleuchtungen, zum Beispiel beim Ablesen wissenschaftlicher Instrumente auf Sternwarten oder in Luftballons, während sie für die Beleuchtung von Fahrrädern oder Automobilen kaum in Betracht kommen.

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Abb. 118. Tragbarer Azetylenapparat.

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Siegeslauf der Technik. I.

würde. Davy fand nun ein glückliches Mittel, der Flamme die Luft zuzuführen, ihr aber die Erzeugung von Explosionen unmöglich zu machen, in Form einer feinen Drahtgaze. Seine Lampe ist, wie unsere Abb. 119 zeigt, völlig eingeschlossen, und zwar im unteren Teile durch einen Glaszylinder, welcher das Licht ungeschwächt ins Freie

Auch für die Kohlengruben verfügt man indes über andere Lichtquellen, welche auch hier die Dienste der schweren elektrischen Handlampen entbehrlich machen. Es sind dies die Sicherheitslampen, nach ihrem ersten Erfinder wohl auch Davysche Lampen genannt. Wie bekannt, treten ja in den Steinkohlengruben gelegentlich gewaltige Mengen brennbarer Kohlenwasserstoffe ans, die, mit Lust gemischt, ein explosibles Gemenge, die so gefürchteten schlagenden Wetter bilden. Es muß nun durchaus vermieden werden, diese Wetter zur Entzündung zu bringen, da ihre Explosion starke Beschädigungen der Grube und Tötung und Erstickung zahlreicher Bergleute bedeutet. Anderseits verlangt irgend eine Benzin- oder Petroleumflamme, welche dem Bergmanne bei seiner Arbeit leuchten soll, die Zuführung frischer Berbrennungsluft, da sie, etwa luftdicht eingeschlossen, natürlich sofort erlöschen

durchtreten läßt. Solange diese nun keine schlagenden Wetter enthält, wird die Lampe ordnungsgemäß mit weißer, leuchtender Flamme brennen.

Sobald indes

Kohlenwasserstoffe durch die Drahtgaze treten, verbrennen sie in der Nähe der Flamme und umgeben diese mit einem bläulichen Mantel. Die Verbrennung kann jedoch nicht über das Drahtgazenetz nach

läßt, in ihrem oberen Teile    _

von einem Drahtgazezylin- Abb.iw. Davysche außen hinwegschreiten, weil der, welcher die Lust hin- Sicherheitslampe, bie blaue Flamme an dem Metallgewebe eine derartige Abkühlung erfährt, daß sie nach außen hin nicht weiterzünden kann. Dieser Schutz dauert so lauge, bis sich das Drahtnetz auf Helle Rotglut erwärmt hat, also jedenfalls mehrere Minuten. Während dieser Zeit kann sich der Bergmann, der sofort durch die blau und nur noch dunkel brennende Flamme auf die schlagenden Wetter aufmerksam wird, in Sicherheit bringen und die Lampe vor dem Eintreten von Rotglut an der Gaze löschen.

Durch die Erfindung und Einführung der Davyschen Sicherheitslampe ist die Arbeit in den Steinkohlengruben um vieles sicherer und gefahrloser geworden. Freilich müssen die Bergleute, wie so mancher andere, zu ihrem Glücke gezwungen werden. Man muß die Lampen mit besonderen Verschlüssen versehen, die nur außerhalb der Grube von einem Obersteiger unter Benutzung eines starken Magneten von bestimmtet Form geöffnet werden können. Ohne diese Vorsichtsmaßregel würde mancher leichtsinnig seine Lampe unter Tage öffnen und damit die größten Gefahren heraufbeschwören. Um dem Bergmann trotzdem die Möglichkeit zu geben, etwa erlöschende Lampen gefahrlos wieder anzünden zu können, bringt man innerhalb der Drahtgaze ein Schlagwerk an, welches ähnlich wie ein Revolverhahn wirkt und kleine, in einem Papierstreifen untergebrachte Knallkapseln zum Explodieren bringt, deren Feuer dann den Benzindocht entzündet. Das Aussehen einer solchen Lampe, sowie die Anordnung der Flamme und der Schutzhülle wird durch unsere Abb. 119 gut veranschaulicht.

In den bisherigen Betrachtungen spielte die Wirtschaftlichkeit eine große Rolle. Wir sahen wieder und immer wieder, wie die wirtschaftliche Lichtquelle schließlich den Sieg behält, wie die Bestrebungen der Techniker in der Hauptsache immer darauf gehen, das Licht zu verbilligen. Diese Bestrebungen werden begreiflich, wenn wir die Wirtschaftlichkeit unserer Lichtquellen überhaupt vom physikalischen Standpunkte betrachten, wenn wir zunächst sehen, wieviel Energie in dem Beleuchtungsmittel, mag es nun Petroleum, Gas oder Elektrizität sein, überhaupt gespeichert ist, und wenn wir dann weiter sehen, wieviel Prozente von dieser Energie wirklich in Licht umgesetzt werden. Da zeigt sich alsbald, daß der Wirkungsgrad unserer gesamten Lichtquellen ein ganz miserabler ist. Beispielsweise werden in der gewöhnlichen Petrolenm-lampe nur etwa 1 bis 1 hs Prozent der chemischen Energie des Petrolenms in Licht verwandelt. Rund 99 Prozent werden in Wärme umgesetzt. Unsere Petroleumlampe heizt, ein Umstand, der ja im Winter schließlich erträglich, im Sommer jedenfalls höchst überflüssig ist. Stellen wir uns einmal eine ideale Petroleumlampe vor, bei der 100 Prozent der Petroleumenergie in Licht umgesetzt werden, so müßte man mit einer Flasche Petroleum, die heute vielleicht drei Tage reicht, ein ganzes Jahr hindurch auskommen. Dieser Vergleich zeigt, wie billig ein theoretisch vollkommenes Licht sein könnte. Die Wirkungsgrade der elektrischen Lampen sind an sich besser, der Wirknngsgrad der besten Flammenbogenlampen mag sogar 7 bis 10 Prozent betragen, aber auch er ist jedenfalls noch um 90 Prozent verbesserungsfähig und das gleiche gilt von der Gasglühlichtbeleuchtung. Diese sämtlichen Lichtquellen kranken an dem Übelstand, daß znnächst einmal Wärme entwickelt wird, daß die kalorischen Erscheinungen gesteigert werden, bis sie in optische übergehen, daß aber in jedem Falle die Wärmeerzeugung den größten Teil der zugeführten Energie verbraucht. Unser künstliches Licht ist ausnahmslos warmes Licht. So nützlich und nötig nun auch Wärme zum Leben ist unb so sehr uns das Sonnenlicht als Beispiel eines warmen Lichtes mustergültig sein darf, so sehr darf man doch anderseits fragen, ob wir in unseren Apparaten die Erzeugung von Licht und Wärme nicht besser trennen sollen, ob wir die Heizung nicht besser dem Ofen überlassen unb in den Lampen nur Licht, dann freilich ein von Wärmestrahlen freies, ein kaltes Licht erzeugen. Die Natur bietet uns mehr als ein Beispiel für solch kaltes Licht. Beispielsweise ist das Mondlicht, obwohl es von der Sonne stammt, infolge der Reflexion beinahe frei von Wärmestrahlen. Das gleiche gilt von den herrlichen optischen Erscheinungen des Nordlichtes.

Endlich haben wir eine Reihe von Tieren und Pflanzen, welche Licht ohne Wärme erzeugen. Da sind beispielsweise die bekannten Glühwürm-

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Abb. 120. Die Elektrizität wird

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2000000 Volt Scknnung, 3000000 sich einmal mit dem Verdünnungsgrade und sind ferner auch von der Art Wechsel in d r Sekunde).

chen, deren Laterne in Sommernächten in hellem, grünem Licht erstrahlt. Ungleich heller leuchten ihre tropischen Verwandten, die großen. Glühkäser, die man deshalb auch wohl in Haarnetzen als Schmuck zu tragen pflegt. In kaltem Lichte erstrahlen ferner die Tiefseefische, die in ewiger Dunkelheit in einem Wasser von 2 bis 3 Grad unter Null leben und ihre Tentakeln lichterbesetzt ausstrecken, um Beute anzulocken. In kaltem Lichte, aber in schönem Farbenspiel, erstrahlt das große Heer der Quallen, und kaltes Licht senden endlich die kleinsten Lebewesen, die Bakterien, aus. Das Meeresleuchten, jene zauberhafte und oft beschriebene Erscheinung, verdankt ja den Seebakterien ihr Dasein. Aber auch auf dem Lande finden wir zahlreiche leuchtende Bakterien und einige von ihnen besitzen die Eigenschaft der Lichtausstrahlung in so hohem Maße, daß man sie versuchsweise zu optischen Experimenten herangezogen hat. Wir treffen oft im Walde auf ein Stück faulendes Holz, das uns im Dunklen von weit her entgegenschimmert. Gelegentlich zeigt, auch ohne erkennenswerte Ursachen, eine Fleischspeise oder ein Kartoffelgericht in der Speisekammer solch lebhaftes Leuchten. In jedem Falle handelt es sich um leuchtende Bakterien, die wir bei einiger Vorsicht zu einem schönen Versuch benutzen können. Wir kochen eine kräftige Fleischbouillon und versetzen sie so weit mit Gelatine, daß sie beim Erkalten erstarrt. Nun nehmen wir das leuchtende Stück Holz oder die leuchtenden Kartoffeln, schaben Teile davon ab, bringen sie in die noch lauwarme Bouillon, verrühren das Ganze gut, gießen es in eine weithalsige Karaffe und überlassen es sich selbst. Auf dem guten Nährboden der Gelatinebouillon beginnen die Bakterien alsbald stark zu wachsen und füllen nach wenigen Tagen einen großen Teil derselben. In dem Maße dieses Wachstums nimmt auch die Leuchtkraft der Flasche zu und nach wenigen Wochen strahlt sie ein gleichmäßiges mildes Licht aus. Unsere Abb. 121 veranschaulicht diese Strahlung und gibt eine Vorstellung von ihrer Lichtstärke. Es ist möglich, beim Schein dieses Bakterienlichtes zu lesen, ja man

sind. Wenn auch heute noch keinerlei praktische Anwendung erfolgt ist, so bleibt dies Bakterienlicht immer ein interessantes und ainü-santes Experiment, das man jedenfalls machen sollte, wenn man einmal durch Zufall solch leuchtendes Stück Holz findet.

Auch die unbelebte Natur zeigt uns Beispiele eines derartigen kalten Lichtes, zum Beispiel haben wir den leuchtenden Phosphor, mancherlei leuchtende Schwefelsalze und endlich die leuchtenden elektrischen Entladungen im luftverdünnten Raume. Gerade bei die-fett beginnen aber die praktischen Versuche und von hier aus winkt der Elektrotechnik die Möglichkeit, in dem heißen Kampfe um die Wirtschaftlichkeit doch noch einmal gegenüber allen anderen Beleuchtungsmitteln Siegerin zu bleiben. Wenn wir einen elektrischen Strom von zweckmäßiger Spannung durch einen luftverdünnten Raum gehen lassen, so stellen sich mannigfache Lichterscheinungen ein. Sie ändern des verdünnten Gases abhängig. In gewöhnlicher Luft vornehmlich bläulich, wird das Licht bei Gegenwart von Kohlenwasserstoffen, von Zinkdampf und dergleichen, rein weiß und bei einem Luftdruck von etwa 2 mm Quecksilbersäule verhältnismäßig stark.

Auf diesen bekannten physikalischen Erscheinungen fußend, hat der Amerikaner Moore ein Beleuchtungssystem ausgearbeitet, bei welchem ein hochgespannter Wechselstrom lange evakuierte Glasröhren durchströmen muß. Diese Röhren selbst fügen sich dabei möglichst der Architektur des zu beleuchtenden Raumes an. Beispielsweise folgen sie bei Kirchenbeleuchtungen den einzelnen Rippen und Säulen. Solche Beleuchtungen sind in neuerer Zeit im großen ausgeführt worden. In Neuyork wurde unter anderem vor kurzem ein ganzes Warenhaus mit Moorelicht beleuchtet. Das Licht ist mild und angenehm und kann in genügender Stärke.erzeugt werden. Ein ganz kleiner Haken ist aber vorläufig noch bei der Sache. Aus unaufgeklärten Ursachen hat dies Moorelicht vorläufig noch denselben schlechten Wirkungsgrad wie das gewöhnliche elektrische Licht. Nach genauen Messungen wurden

in der Neuyorker Anlage ungefähr 3,9 Watt für die Normalkerze verbraucht, während die von uns beschriebenen Tantal- oder Osramlampen zwischen 1,5 und 1 Watt benötigen. Man kann daher wohl behaupten, daß das Moorelicht zwar theoretisch ideal, aber praktisch noch sehr unvollkommen ist. Freilich ist nicht gesagt, daß kommende Jahre hier nicht dem Mooreschen Vakuumlicht eine ähnliche Entwicklung bringen, wie sie das Edisonsche Glühlicht in kaum dreißig Jahren erfahren hat.

Auf einen anderen Weg weisen die epochemachenden Entdeckungen des amerikanischen Elektroingenieurs Nikola Tesla hin. Um sie in ihrer ganzen Tragweite darzulegen, müssen wir uns ein wenig näher mit dem Wesen von Licht und Elektrizität überhaupt befassen. Wir wissen seit den Tagen des unsterblichen Huyghens, daß das Licht eine Wellenbewegung eines unendlich feinen, den unendlichen Raum erfüllenden Stoffes, des Lichtäthers, ist und wir wissen, daß diese transversalen Ätherwellen von rot bis violett Längen von? bis 4Hundert-tausendsteln eines Millimeters besitzen und sich mit einer Geschwindigkeit von 300 000 km in der Sekunde durch den Raum bewegen, über das Wesen der Elektrizität war man sich dagegen bis in die Neunzigerjahre des vorigen Jahrhunderts durchaus im unklaren, obwohl wiederholt Vermutungen auftauchten, daß die verschiedenen Erscheinungen der Elektrizität auf Druck-und Bewegungsphänomene des Lichtäthers zurückzuführen seien. Erst zu Anfang der Neunzigerjahre gelang dem deutschen Physiker Professor Hertz der experimentelle Nachweis, daß von elektrischen Entladungen elektrische Raumwellen ausgehen, die ebenfalls nur im Lichtäther statthaben können und genau den gleichen Gesetzen gehorchen wie die Lichtwellen. Der Tod hat die Arbeiten von Hertz vorzeitig unterbrochen, aber Tesla hat sie mit Glück weitergeführt und das wissenschaftliche Dreigestirn, der englische Mathematiker Maxwell, der deutsche Physiker Hertz und der amerikanische Ingenieur Tesla, hat jenen gewaltigen Brückenbogen geschlagen, der heute den optischen und den elektrischen Pfeiler unserer physikalischen Erkenntnis verbindet. Wir haben heute begründeten Anlaß zu der Annahme, daß der elektrische Strom nichts weiter ist als bewegter Lichtäther, und wir besitzen im sogenannten Teslakreise ein elektrisches Instrument, in dem wir den elektrischen Strom in derselben Art in Schwingungen versetzen können, wie etwa in der Stimmgabel ein mechanischer Anstoß in musikalische Schwingungen umgesetzt wird. Wenn aber Elektrizität bewegter Äther ist, wenn wir diesen bewegten Äther nach Wunsch schwingen lassen können, so muß es auch möglich sein, ihn in Lichtschwingungen zu zwingen, den elektrischen Strom unmittelbar in Licht umzuwandeln. Diese Folgerung hat Tesla praktisch erfüllt. Durch besondere Vorrichtungen erzeugte er einen Wechselstrom, der seine Richtung einige Millionen Mal in der Sekunde wechselte, und durch besondere Transformatoren steigerte er die Spannung dieses hochfrequenten Wechselstromes auf mehrere Millionen Volt. In diesem Augenblick ging aber die Elektrizität praktisch in Licht über. Aus den freien Polen der Apparatur schossen gewaltige, helleuchtende, nicht brennende, kalte Flammen hervor (9166. 120). Glühlampen und Glasgefäße, die in die Nähe

der Anlage gebracht wurden, leuchteten hell und auf Drähten tanzten die elektrischen Flammen wie die Irrlichter.

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Abb. 121. Eine Büste, durch Mikroben erleuchtet.

Praktisch hat die Teslaanordnung heute für Beleuchtungszwecke noch keine Anwendung gefunden. Es ist jedoch nicht ausgeschlossen, daß dies in absehbarer Zeit geschieht, und wissenschaftlich enthält sie jedenfalls den Kern zu einer endgültigen idealen Lösung der Beleuchtungsfrage.

Unsere Vorfahren saßen um den lodernden Holzstoß herum, der vielleicht 99 Vü Prozent Wärme und V² Prozent Licht gab. Im Wirbeltanz prallten die Kohlenstoffatome des Holzes und die Sauerstoffatome der Luft zusammen, dabei den Lichtäther mit in Schwingung bringend, Licht erzeugend. Wir sind heute in der Lage, die Kraft des fallenden Wassers zum Beispiel mit 75 Prozent in guten Turbinen in mechanische Maschinenarbeit umzusetzen und 95 Prozent dieser Arbeit in Ätherbewegung, in Elektrizität zu verwandeln. Unser Streben muß dahin weitergehen, den gefangenen, den von uns beherrschten Lichtäther weiter nach unserem Wunsche in Lichtwellenform erzittern zu lassen. Die Mittel dazu hat uns Tesla gewiesen und ihre folgerichtige Anwendung wird uns in absehbarer Zeit das kalte elektrische Licht der Zukunft mit bisher unerreichten Wirkungsgraden bringen. Eine Verfolgung dieses Weges wird uns von Holz und Kohle, von Gas und Petroleum weit fortführen zum unmittelbaren Ätherlicht, zum kalten hundertprozentigen Licht der Zukunft. Unsere theoretische Erkenntnis zeigt uns den Weg, den wir wände n müssen. Aufgabe der Technik wird es sein, Mittel und Wege zu finden, um das klar gesteckte Ziel zu erreichen. Stets hat die Geschichte der Technik gezeigt, daß es schnell gelang, eine praktische Lösung zu finden, sobald einmal die Theorie gegeben war, und so dürfen wir auch auf baldige und weitgehende Erfolge der Beleuchtungste bnik hoffen.

Hiermit schließen wir unsere allgemeinen Betrachtungen über die Erzeugung des Lichtes. Im Laufe der späteren Kapitel wird sich noch wiederholt Gelegenheit finden, besondere Ausgestaltungen der Lichtspender zu beschreiben.

Oie Erzeugung und Verwertung von Kraft !.

Allgemeines.

Von Or. Ulbert Neuburger.

eit Anbeginn gründet sich alle Arbeit und damit jegliche Entwicklung auf nur drei Quellen der Kraft: die lebendige Kraft strömenden Wassers und strömender Luft, dann die chemischen Kräfte brennbarer Stoffe und endlich die Muskelkraft der Lebewesen.

Während der Mensch primitiver Kulturentwicklung die Kräfte benutzen mußte, wie sie sich ihm gerade boten, wählt die moderne Technik für ihre Zwecke stets diejenige Art der Kraft aus, die ihr am vorteilhaftesten erscheint. Daß sie dies vermag und zwar in zielbewußter Weise vermag, ist der Erkenntnis der Gesetzmäßigkeiten zu verdanken, denen die Kräfte bei ihrer Umwandlung unterliegen und die in dem Gesetze von der Erhaltung der Kraft und damit in der Möglichkeit, die Leistung einer jeden Kraft zu bestimmen, gipfeln.

Der Ausdruck „K r a f t" ist ein etwas veralteter. Zwar wird er in einzelnen Zweigen der Technik noch sehr viel gebraucht und insbesondere in der Elektrotechnik spricht man von magnetischen Kraftlinien u. s. w. Im allgemeinen jedoch wendet man statt seiner jetzt den Ausdruck „Energie" an, worunter man das Vermögen eines Körpers, Arbeit zu leisten, versteht. Aus den ersten Blick will es fast scheinen, als ob nur der bewegte Körper Energie besitzen könne. Nichts aber ist falscher als diese Ansicht. Auch den in Ruhe befindlichen Körpern wohnt Energie inne, die verschiedener Art sein kann. Wirft man zum Beispiel einen Stein auf das Dach eines Hauses oder hebt man eine gewisse Menge Wassers in ein hochgelegenes Bassin, so verharren beide dort vollkommen unbeweglich. Je höher aber der Wurf war oder je höher das Wasser gehoben wurde, desto größer ist die dem Stein oder dem Wasser innewohnende Energie geworden. Durch das Hinaufbringen auf eine bestimmte Höhe mußte eine bestimmte Menge von Energie aufgewendet werden, um die Anziehungskraft der Erde zu überwinden. Diese Energie mußte umso größer sein, je größer die Höhe ist. Sie ist nun in dem Steine und in dem Wasser gewissermaßen aufgespeichert, und wenn wir den Stein herabfallen oder das Wasser durch eine Rinne wieder herunterfließen lassen, so können wir damit Arbeit leisten und zwar umsomehr Arbeit, aus je größerer Höhe beide kommen. Trotzdem diese Körper also in ruhender Lage verharrten, war doch eine bestimmte Menge von Energie in ihnen vorhanden. Diese Art der Energie nennt man die ruhende oder die potentielle und sie läßt sich, wie wir gesehen haben, in die Energie der Bewegung, in die tätige, aktuelle oder kinetische umsetzen.

Auf der Umsetzung ruheuder Energie in kinetische beruht unser gesamter Maschinenbetrieb, beruhen alle Leistungen unserer Technik. Bei jedem Bor-gmtg, bei dem Arbeit geleistet wird, können wir diese Umwandlung beobachten. Die Arbeit, die wir beim Spannen einer Armbrust leisten, ist in der gespannten Sehne derselben als ruhende Energie aufgespeichert. Sie verwandelt sich in Bewegungsenergie, sobald wir abdrücken, und die geleistete Arbeit wird in Gestalt des fortfliegenden Pfeiles sichtbar. Ziehen wir unsere Uhr auf, so wiederholt sich derselbe Vorgang. Wir teilen der Feder ruhende Energie mit, die sich in Bewegungsenergie umwandelt und als Arbeit durch die Umdrehung der Zeiger nutzbar gemacht wird.

Ruhende Energie ist auch in jedem Wasser vorhanden, das talabwärts läuft und das wir daher zum Antrieb von Mühlen oder von Turbinen verwenden können. Die Sonne war es, die ihm diese Energie mitgeteilt hat, denn sie hat das Wasser in Dampf verwandelt, es bis zur Höhe der Wolken gehoben, von wo es auf die erhöhten Punkte der Erdoberfläche niedergefallen ist, um von ihnen aus nun zu Tale zu rinnen.

Die Brennstoffe, die wir unter den Dampfkesseln verfeuern, enthalten ruhende Energie. Sie stammen, wie bei der Besprechung der Brennstoffe dargetan ist, aus toten Pflanzen, die Kohle sogar aus solchen, die vor unzähligen Jahren untergegangen sind. Auch diese Pflanzen sind einst unter dem belebenden Einfluß der Sonnenstrahlen entstanden. Die auf sie niedergestrahlte Wärme ist gewissermaßen in ihnen aufgespeichert und wir sind es, die jetzt Nutzen aus ihr ziehen.

Von der Pflanze nährt sich das Tier und so ist auch die in seinen Muskeln vorhandene Energie wiederum ein Produkt, das aus der Wärmeenergie hervorgeht, die von der Sonne auf uns niederstrahlt.

Auch der Wind entsteht durch Temperaturveränderungen, die durch die Sonneuwärme bewirkt werden, und wo wir auch Hinblicken, da werden wir finden, daß sich schließlich jegliche Art der von uns ausgenutzten Energie auf die Sonnenenergie zurückführen läßt.

Verfolgen wir die Erscheinungen der Energie weiter, so werden wir manchmal auf Verhältnisse stoßen, bei denen sie plötzlich zu verschwinden scheint. Wir haben vorher von einem Stein gesprochen, den wir auf das Dach geworfen haben und der von da dann wieder zur Erde fällt. Solange er fällt, können wir seine Energie in Arbeit umsetzen, in dem Moment jedoch, wo er auf die Erde auftrifft, scheint sie verloren gegangen zu sein, denn wir können mit ihr keine weitere Arbeit leisten.

Ebenso ist es zum Beispiel mit einer Kanonenkugel. Die im Pulver aufgespeicherte gewaltige ruhende Energie wird im Momente der Entzündung in Bewegungsenergie umgesetzt, die sich in Form der Spannkraft der entstehenden Gase äußert. Sie überträgt sich auf das Geschoß, das aus dem Rohr fliegt. Wenn nun ein mächtiges 30,5-Zentimetergeschoß plötzlich auf eine Panzerplatte auftrifft, so hört jede Bewegung und damit jede Bewegungsenergie scheinbar auf. Wo sind sie hingekommen? Diese Frage findet so-

Siegeslauf der Technik. I.

fort ihre Antwort, sobald wir die Panzerplatte berühren oder den vom Dach gefallenen Stein aufheben. Wir werden bemerken, daß die erstere heiß geworden ist und der letztere wenigstens wärmer. Das Auftreten von Wärme beobachten wir überall, wo Bewegungsenergie sich plötzlich in Ruhe verwandelt.

Der Hammer, mit dem geschlagen wird, erhitzt sich und die Hölzer, die der Wilde auseinanderreibt, um Feuer zu machen, fangen an zu brennen.

Eine für die Technik sehr wichtige Frage ist es nun, wie groß die Wärmemenge ist, die wir mit einer bestimmten Energie zu erzeugen vermögen. Joule und Hirn haben die ersten Berechnungen darüber angestellt, wie das Verhältnis von Energie und Wärme und umgekehrt ist. Sie haben gefunden, daß diejenige Wärmemenge, die imstande ist, 1 kg Wasser um 1 Grad Celsius zu erwärmen, und die wir eine Kalorie nennen, imstande ist, ungefähr 424 kg 1 m oder 1 kg 424 m hoch zu heben (vergl. auch S. 34 dieses Bandes). Feuern wir daher in eine Dampfmaschine die Menge von Kohlen hinein, die nötig ist, um 1 kg Wasser auf 1 Grad Celsius zu erhitzen, so wird uns diese Dampfmaschine theoretisch 424 mkg leisten. Wir sagen hier vorsichtigerweise „theoretisch", denn in Wirklichkeit leistet sie bedeutend weniger und wir werden sogleich bei der Besprechung des „Nutzeffekts" darauf zurückkommen, in welcher Weise in der Technik die wirkliche Leistung zur theoretischen sich verhält.

Ehe wir jedoch hierauf eingehen, müssen wir des Mannes gedenken, der uns mit der für die Technik und für alle technischen Berechnungen so unendlich wichtigen Tatsache bekannt gemacht hat, daß die Energie niemals verschwindet, sondern daß sie sich nur in eine andere Form umwandelt, wie zum Beispiel in Wärme, daß sie also niemals verloren geht und daß die im Weltall vorhandene Energiemenge stets von gleicher Größe sein muß. Dieser Mann, der das Gesetz von der Erhaltung der Kraft, wie er es nannte, beziehungsweise das Gesetz von der Erhaltung der Energie, wie es später genannt wurde, aufstellte, war ein Arzt, Julius Robert Mayer, der am 25. November 1814 in Heilbronn am Neckar geboren wurde. Eine Beobachtung, die vor ihm Tausende gemacht hatten, ohne sich etwas dabei zu denken, führte ihn zur Erkennung dieses wichtigen Gesetzes. Infolge seiner schwächlichen Gesundheit ließ er sich als Schiffsarzt anwerben und kam nach Batavia. Als er dort Eingeborene zur Ader ließ, sah er, daß das Blut, das aus ihren Venen entströmte, heller war als das der Europäer. Er forschte der Ursache dieser merkwürdigen Erscheinung nach und kam zu dem Schlüsse, daß der Körper der südlichen Völker bedeutend weniger Wärme produzieren müsse, als der jener Völkerschaften, die in kälteren Regionen wohnen, da ihnen ja ein Teil der zur Erhaltung des Lebens nötigen Wärmeenergie durch das heißere Klima, also durch die wärmere Luft, in der sie leben, zugeführt wird. Ihre Wärmeabgabe ist daher eine geringere.

Durch weiteres Nachdenken kam er zu der Erkenntnis, daß zwischen der Wärme und der von ihr hervorgebrachten mechanischen Arbeit eine bestimmte

Beziehung bestehen müsse. Am 16. Juni 1841 faßte er das von ihm entdeckte Gesetz von der Erhaltung der Kraft in einer kleinen Abhandlung zusammen, die er der damals bedeutendsten wissenschaftlichen physikalischen Zeitschrift, den „P o g g e n d o r f f schen Annalen" einsandte. Poggendorff erkannte den Wert der Arbeit nicht und schickte sie zurück. Überhaupt ist es Julius Robert Mayer zu Lebzeiten niemals gelungen, sich durchzusetzen, und zahllose Gegner machten ihm viel zu schaffen, so viel, daß er zwei Selbstmordversuche unternahm und zuletzt verbittert starb.

Wir haben vorhin davon gesprochen, daß die Dampfmaschine nur theoretisch die der zugeführten Energie entsprechende Arbeit leistet und daß es in Wirklichkeit viel weniger ist, was wir aus ihr in Form nutzbringender Arbeit wiedergewinnen können. Wir haben ferner eben gehört, daß niemals Energie verloren geht, und wenn wir daher nachforschen, wohin denn die in der Dampfmaschine scheinbar verschwundene Energie geraten ist, so werden wir finden, daß sie teils in Form von Wärme von den Wänden der Zylinder ausgestrahlt wurde, daß sie sich infolge der Reibung der einzelnen Maschinenteile, durch die sich zum Beispiel die Achsen erwärmten, in Wärme umgesetzt hat u. s. w. Die zugeführte Energie ist also tatsächlich voll und ganz in Arbeit umgesetzt worden, aber diese Arbeit war nur teilweise nutzbringend, zum anderen Teil rief sie unerwünschte Erscheinungen hervor.

Das Verhältnis der nutzbringenden Arbeit einer Maschine zu der Menge der zugeführten Energie nennt man den Nutzeffekt. Wenn wir also zum Beispiel mit einem Maschinensatz 60 Prozent Nutzeffekt erzielen, so heißt das, wir haben aus je 100 zugeführten Energieeinheiten nur 60 wiedergewonnen, während die übrigen 40 durch Wärmestrahlung, Wärmeleitung, Reibung u. s. w. verloren gingen.

Der eben gebrauchte Ausdruck „Energieeinheiten" legt uns die weitere Frage nahe, wie wir denn eigentlich die Energie messen. Für sie gibt es nun ganz verschiedene Maße, je nachdem man wissenschaftliche oder technische Zwecke verfolgt. Wir haben uns hier in einem Werke, das dem Siegeslauf der Technik gewidmet ist, lediglich mit den Maßeinheiten, wie sie in der Technik gebräuchlich sind, zu beschäftigen. Diese Maßeinheiten sind die Pferdekraft und die K i l o w a t t st u n d e.

Eine Pferdekraft ist keineswegs die Kraft, die ein Pferd zu leisten vermag. Selbst ein kräftiges Pferd wird, wenn man seine Durchschnittsleistung in Betracht zieht, kaum zwei Drittel einer technischen Pferdekraft zu schaffen imstande sein.

Den Begriff und den Ausdruck „Pferdekraft" verdanken wir keinem Geringeren als James Watt, dem Erfinder der Dampfmaschine. Die Art und Weise, wie er dazu kam, ist originell genug, um erzählt zu werden. In der Brauerei zu Witbrea in England sollte eine der ersten von Watt konstruierten Dampfmaschinen zur Aufstellung kommen, um ein bisher von Pferden getriebenes Pumpwerk in Tätigkeit zu bringen und also die Leistung

der Pferde zu ersetzen. Der Brauer stellte nun, um eine möglichst leistungsfähige Maschine zu erhalten, welche ebensoviel Wasser zu pumpen vermochte als ein starkes Pferd, die von einem Pferde gepumpte Wassermenge in der Weise fest, daß er ein kräftiges Tier unausgesetzt unter Peitschenhieben volle acht Stunden laug bis zur äußersten Erschöpfung arbeiten ließ. Auf diese Weise gelang es ihm, die respektable Anzahl von 2 000 000 kg Wasser zu fördern. Dieses auf die in der Zeit von einer Sekunde vollbrachte Arbeit umgerechnete Resultat ergab, daß in dieser Zeit 75 kg Wasser 1 m hoch gehoben wurden, und diese Leistung legte Watt unter dem Namen Horsepower (Pferdekraft) von da an allen weiteren Berechnungen zu Grunde. Demnach ist ein unter so abnormen Verhältnissen erreichtes Resultat, trotz seiner Unrichtigkeit, auch heute noch als die Ursache des technischen Begriffes der „Pserdekraft" zu betrachten.

Unter einer Pferdekraft versteht mau also diejenige Arbeit, die geleistet wird, um in einer Sekunde 75 kg 1 m hoch zu heben oder um 1 kg 75 m hoch zu heben.

Was ist nun eine Kilowattstunde? Wollen wir die Leistung dahinfließenden Wassers, also eines Baches, messen, so brauchen wir nur seinen Druck und die Wassermenge zu bestimmen. Beide miteinander multipliziert, zeigen uns, welche Leistung wir mit dem Bache zu vollbringen vermögen. Der elektrische Strom gleicht einem dahinfließenden Bach. Wenn er durch eine Leitung hindurchströmt, so hat. er eine gewisse Spannung, die dem Druck des Wassers entspricht, und eine gewisse, der Wassermenge vergleichbare „Stärke". Die Spannung wird in Volt gemessen, die Stromstärke in Ampere. Multipliziert mau beide miteinander, so erhält mau die Leistung ausgedrückt in einem Maße, das man nach dem Erfinder der Dampfmaschine Watt genannt hat; 1 Volt mal 1 Ampere ist 1 Watt und 1000 derartige Watt sind 1 Kilowatt.

Die Beziehungen der Pferdekraft zum Kilowatt sind einfach. 736 Watt oder 0,736 Kilowatt sind eine Pferdekraft in allen Ländern, in denen das metrische System eingeführt ist. In England hingegen sind 746 Watt eine Pferdekraft. Wie mau sieht, ist im allgemeinen eine Pferdekraft theoretisch etwa s/4 Kilowatt. Erzeugt mau aber in der Praxis aus einer Dampfmaschine oder einem Gasmotor Elektrizität, so verliert man dabei einen Teil der Kraft und der Elektrotechniker pflegt deshalb in der Regel die Pferdekraft mit 0,6 Kilowatt oder rund mit ²/s Kilowatt anzunehmen. Was vermag nun eine Pferdekraft zu leisten? Da wir Freunde des Fortschritts sind, so wollen wir die Leistungen auf die Kilowattstunde beziehen. 1 Kilowatt, das eine Stunde lang wirkt, ist eine Kilowattstunde. ²/s bis s/4 davon entsprechen einer Pferdekraftstunde.

Um uns den Begriff der Kilowattstunde etwas deutlicher vor Augen zu führen, möge hier die Tatsache angeführt sein, daß man, wenn nur sehr dünne Stoffe zu nähen sind, eine Nähmaschine etwa 21 Stundenlang mit einer Kilowattstunde antreiben kann. Man kann aber auch mit dieser Kraft vier

Plätteisen für je eine Stunde erhitzen ober eine Wärmflasche 32 Stunden lang warm halten.

Das von Robert Mayer gefundene Gesetz von der Erhaltung der Kraft hat uns die Beziehungen zwischen Energie und Arbeit gelehrt. Es hat uns aber auch noch eine weitere Erkenntnis verschafft, nämlich die von der Unmöglichkeit eines Jahrhunderte hindurch von Tausenden und Abertausenden von Erfindern in heißem Bemühen erstrebten Problems, nämlich der Konstruktion des Perpetuum mobile.

Es gibt vielleicht kein zweites Kapitel in der Entwicklung der Technik, das nochmals das gleiche Interesse darböte, wie das vom Perpetuum mobile. Unter einem solchen versteht man eine Maschine, die ewig geht, ohne daß sie des Aufziehens, der Heizung u. s. w. bedarf, also eine Maschine, die sich selbst in Gang erhält und die mit unveränderter Kraft und ohne Ende Arbeit leistet. Heute sagt uns eine kurze auf Grund des Gesetzes von der Erhaltung der Kraft anzustellende Überlegung, daß eine derartige Maschine eine U n-Möglichkeit, eine Utopie ist.

Mit dem Problem des Perpetuum mobile hat sich schon H e r o von Alexandrien beschäftigt (etwa 120 v. Chr.), und wenn man die Zahl der Erfindungen, Vorschläge und angegebenen Maschinen auf diesem Gebiete zusammenstellen wollte, so könnte man ein dickes Buch schreiben. Welche Dimensionen die Erfinderwut manchmal annahm, mag man daraus ersehen, daß die Pariser Akademie mit Arbeiten über angebliche Lösungen des Problems derartig bestürmt wurde, daß sie im Jahre 1775 einen Beschluß veröffentlichte, laut welchem sie künftig weder Lösungen des Problems der Quadratur des Kreises, noch auch solche des Perpetuum mobile mehr prüfen wolle.

Zn den interessantesten Versuchen, ein Perpetuum mobile zu konstruieren, gehört die in Abb. 122 dargestellte Maschine des Dr. Johann Ernst Elias Orfyreus, geboren im Jahre 1680 zu Oberlaußnitz, gestorben 1745. Als dieser zum ersten Male mit seinen Vorschlägen an die Öffentlichkeit trat, indem er sie auf Messen und Jahrmärkten zur Schau stellte, da erschienen alsbald verschiedene Flugschriften, welche vor der Erfindung warnten. Unsere Abb. 123 gibt einen Kupferstich wieder, der in einem Pasquill Joh. Georg Borlachs enthalten ist und zur Anschauung bringt, wie Orfyreus sein Perpetuum mobile mittels „sophistischer Strickzüge" hinter einer ihn den Blicken der Zuschauer entziehenden Wand in Bewegung setzt. Orfyreus blieb demgegenüber nicht müßig, sondern führte sein Perpetuum mobile verschiedenen Kommissionen vor und ließ sich von diesen beglaubigte Atteste über die Wirkung seiner Maschine ausstellen. So bezeugten ihm unter dem 9. Oktober 1712 vierzehn angesehene Bürger von Gera (darunter der Stadtsuperintendent, der gräfliche Leib- und Stadtmedikus, der „Polygraph" Oswald Leupold, der hochfürstlich Sächsisch-Weißenfelssche Landbaumeister, Mathematikus und Ingenieur, „der das Werk examinieret"), daß die Maschine vom 6. Juni ab auf dem Nikolausberge in Herrn Richters Hause das erste Mal im „perfecten Laufs curieus zu schauen verfertiget" gewesen sei.

Abb. 122. Das Perpetuum mobile Orfyreanum.

Weitere Erfolge erzielte Orsyreus, als der Landgraf Karl von Hessen-Kassel ihm aus dem Lustschloß Weißenstein eine Wohnung anwies, ihn zum Kommerzienrat ernannte und unter die landgräflichen Diener aufnahm. Die Einrichtung dieses Perpetuum mobile Orfyreanum ist niemals bekannt geworden; nur seinem Gönner, dem Landgraf, hat Orsyreus einen Einblick in den inneren Mechanismus gewährt; jener hat aber, trotz späterer Zerwürfnisse, das Geheimnis gewissenhaft bewahrt.

Unsere Abb. 122 gibt das Perpetuum mobile des Orsyreus nach einer von ihm im Jahre 1719 herausgegebenen Schrift: „Das triumphierende Perpetuum mobile Orfyreanum" wieder. Die zugehörige ungenügende Beschreibung lautet: „Wenn man einen um seine horizontaliter best gestellte Axin nach Arth eines Schleifsteins umlauffenden Discum oder niedrigen Cylindrum ein Rad nennen will, so kann das Hauptstück meiner Maschine auch so heißen; und demnach bestehet dieses Rad aus einem äußerlich mit gewäxter Leinwand überzogenen Tympano oder Tambour, dessen Basis zylindrisch im Diameter 12 Fuß Rheinländisch, die Höhe, Dicke oder Profil aber an 15 bis 18 Zoll hält. Die mitten durchgehende Axe oder Welle ist 6 Fuß lang und 8 Zoll im Durchschnitt dick. Sie ruhet in ihrer Bewegung über zweyen, fast einen Zoll dicken, am Orth etwas zugespitzten stählernen Zapfen wagerecht in denen zweyen Pfannen oder Zapfen-Lagern, mit zweyen Courven versehen, um an selbigen den Motum rotatorium des gantzen also verticaliter suspendirten Rades, durch beyderseits zu applizirende Pendula etwan modifiziren zu können, wie beygefügte Tafeln (unsere Abb. 122) deutlich zeigen. Die innerliche Structur dieses Tympani oder Rades ist von so einer Beschaffenheit, nach welcher etliche ad leges motus mechanici per-petui, a priori, id est, scientifice demonstrabilis, disponirte Gewichte dasselbe nach empfangener einmaliger Rotation oder nach einmal imprimirter Force des Schwunges ohnaufhörlich treiben und seine Umwaltzung continuiren müssen, so lange nämlich die gantze Structur ihr esse behält, ohne einige fernere Beyhülffe und Zuthun äußerlicher Bewegungs-Kräffte, welche einer

Restitution nötig hätten; dergleichen bei anderen Automatis, als Uhrwerken, Federn und angehängte oder aufzuziehende Gewichte etwa gefunden werden. Denn diese meine Uberwicht ist nicht also angehängt, noch extra Mechanis-mum, oder um zu consideriren, wie äußerliche Moventia, die da vermittels ihrer Schwere den Motum oder Umwaltzung continuiren müssen, so lange es die Ketten oder Schnuren, woran sie hängen, permittiren; sondern es sind diese Gewichte selbst das Perpetuum mobile oder partes essentiales et con-stitutivae desselben, welche ihre vom Motu universi bekommene vim et nisum progrediendi in ihnen selbst haben und unendlich exerziren müssen (so lange sie nemlich außer dem Centro gravium bleiben), nachdem sie in ein solches Gehäuse oder Gerüste eingeschlossen und gegeneinander coordiniret worden, daß sie nicht nur vor sich mtnmetme^)T ein Aequilibrium ob et Punctum quietis erreichen, sondern dasselbe unaufhörlich suchen, und anbey in ihrer Bewunderungs-würdigen schnellen Flucht, nach Proportion sowohl eigener als ihres Gehäuses Größe, noch andere von außen an die Welle oder Axin ihres Vorticis Verticalis applicirte Lasten mit bewegen und treiben müssen."

111

Da- unter Borlachs Namen außge-M/c-» infamissub BorUeka nomme di. streuet* Pasquill! welche« nur jUrA. vulgara, §«« Anftm dedityHt Macht. Merseburgisä-m Translocirung^? namea Martitburgi de loco in locunt und Examen Anlaß gegeben^; transferretter,&rigido examiniere.

hqt.    T Ht ttstim.fiqHenfiA testantHr^bjiceretur-

Abb. 123. Die Bewegung des Perpetuum mobile Orfyreanum mittels „sophistischer Strickzüge".

Diese Maschine des Orfyreus wurde am 12. November 1717 in einem Zimmer des Schlosses Weißenstein aufgestellt und in Gang gesetzt. Das Zimmer wurde verschlossen, versiegelt und von außen mit einem Wachtposten besetzt. Am 26. November erschien der Landgraf, ließ das Zimmer öffnen und fand die Maschine, wie sie verlassen war, „in ebenso starkem Laufs". Der Landgraf hielt die Maschine auf, setzte sie wieder in Gang und erschien dann erst wieder nach sechs Wochen, nämlich am 4. Januar 1718. Als man jetzt die Siegel von der Tür des Gemaches entfernte, fand man das Perpetuum mobile wiederum „in seynem ohn-unterbrocheuen Lausse einen Weg wie den anderen". Am 27. Mai 1718 erteilte der Landgraf dem glücklichen Erfinder einen Schutzbrief, in welchem auch noch bezeugt wurde, daß mittels der Maschine mit Steinen gefüllte Kästen gehoben und ein Pochwerk und eine Messerschmiede betrieben seien. Leider bestand der praktische Erfolg, den Orfyreus erzielte, nur in einer Fülle von Lobhymnen im schwülstigen Stile der damaligen Zeit. In einem dieser Lobgesänge hieß es:

Glück auf, Herr Orfyre!

Nun weiß man, was ein Mobile muß heißen,

Ein Tor mag sich das Maul forthin zerreißen,

Du bist nun aus der See ..Im Hafen des Glückes angelangt,

Da dein Erfinden vor den Göttern prangt,

O ewiges Mobile,

Glück auf, Herr Orfyre!

zu Grunde liegt. Hier bewegen sich die Kugeln auf gekrümmten Flächen vom Mittelpunkte des Rades zu dessen Peripherie hin und umgekehrt, hierbei stets wachsende und wieder verschwindende Drehmomente auf die Achse des Rades äußernd. In Abb. 126

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Unsere Abb. 124 bis 126 geben mehrere Erklärungen wieder, die für die innere Konstruktion des Perpetuum mobile des Dr. Orfyreus gegeben sind. In Abb. 124 sind um ein nach Art einer groben Kreissäge geformtes Rad an Stäben befindliche Kugeln in der Weise angebracht, daß sie, wenn das Rad in der Richtung des Pfeiles gedreht wird, die dort angegebene Lage einnehmen. Es leuchtet ein, daß die links befindlichen Kugeln, da sie einen längeren Hebelarm und daher ein größeres Drehmoment besitzen als die rechts liegenden Kugeln, eine gewisse Zeitlang eine Drehung des Gesamtmechanismus herbeiführen werden. Einer immerwährenden Bewegung wird aber bald die leidige Reibung ein Ziel setzen.

Abb. 124. Schema eines für die Lösung des Perpetuum mobile gemachten Vorschlages.

Ähnlich ist das Prinzip, welches dem in Abb. 125 dargestellten Apparat sind an die Stelle der Kugeln Quecksilbermengen gesetzt, welche die geschlossenen Kanäle abcdefgh teilweise ausfüllen und beim Drehen des Rades dieselbe Wirkung ausüben wie jene Kugeln.

Heutzutage wissen wir, daß ein Perpetuum mobile ein Ding der absolutesten Unmöglichkeit ist. Das von Robert Mayer aufgestellte Gesetz von der Erhaltung der Kraft würde zwar an und für sich eine Art von Perpetuum mobile insofern zulassen, als ja, wie wir oben gesehen haben, die Sonne die Quelle aller unserer Arbeit ist und als der in ihr aufgespeicherte Energievorrat ein derartig großer ist, daß er für praktische Zwecke als unerschöpflich angesehen werden kann. Ein aus die Ausnutzung der Sonnenenergie gegründetes Perpetuum mobile, ein sogenanntes Perpetuum mobile zweiter Ordnung, ist jedoch gleichfalls unmöglich, wenn wir den Ausbau betrachten, den das Gesetz von der Erhaltung der Kraft im Laufe der Zeiten erfahren hat. • v*- -s .«fe

Auf den mechanischen Bewegungen der Wärme versuchten nämlich in weiterem Ausbau des Gesetzes von der Erhaltung der Kraft C l a u s i n g.

Thomson und Rankine die mechanischer: Wirkungen derselben abzuleiten. Aus ihren Untersuchungen ging eine neue Erkenntnis hervor, die, während das Gesetz von der Erhaltung der Kraft jetzt als e r st e r Hauptsatz der mechanischen Wärmetheorie bezeichnet wird, als zweiter Hauptsatz eine Ergänzung dieser Theorie bildet.

Der zweite Hauptsatz der mechanischen Wärmetheorie sagt aus, daß die Umwandlung von Wärme in mechanische Arbeit nur dann möglich ist, wenn

ein Temperaturgefälle (beziehungsweise ein Druckgefälle oder eine chemische Differenz) vorhanden ist. Eine solche Temperaturdifferenz ist zum Beispiel im Kessel und Kondensator der Dampfmaschine gegeben, eine Druckdifferenz bei Druckluftmotoren,

nitätoder Verwandtschaft, die die Ursache vieler chemischer Reaktionen ist. Durch diese Differenz ist die Größe der in Arbeit umsetzbaren Wärmeenergie bestimmt.

Abb. 125. Vorschlag zur eine chemische Differenz Lösung des Perpetuum mit absolutester Klarheit

mobile.

Es geht aus diesem zweiten Hauptsatz der mechanischen Wärmetheorie

hervor, daß auch ein Per-

einst zu einem Aufhören der Bewegung führen müssen —vorausgesetzt, daß die physikalischen Gesetze, die für endliche Systeme, wie für unsere irdische Welt, Geltung haben, auch für unendliche Systeme, wie das Weltall, bestehen.

Doch wir kommen

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durch die chemische Affi-petuum mobile zweiter Art ein Ding der Unmöglichkeit ist. Die in der Welt noch vorhandene freie Energie ist eine Bewegungsenergie, die sich ununterbrochen in Wärme umwandelt. Einst muß der Moment kommen, wo sie vollkommen in Wärme übergegangen sein wird, und dann kann keine Bewegung mehr stattfinden. Die Welt gleicht dann einem Uhrwerk, dessen Bewegungsenergie sich vollständig in Wärmeenergie umgewandelt hat, mit anderen Worten, einem Uhrwerk, das abgelaufen ist.

Abb. 126. Vorschlag zur Lösu'ng des Perpetuum mobile.

Der Stoff, aus dem sie sich zusammensetzt, ist ewig und unvergänglich, jedoch die Energie unterliegt Umwandlungen, die ' hier mit der im letzten Satze ausgesprochenen Betrachtung in ein Gebiet, das der Philosophie angehört, und so wollen wir denn schleunigst zurückkehren zur Technik und uns nun, nachdem wir die Unmöglichkeit der Konstruktion eines Perpetuum mobile erkannt haben, den Quellen aller unserer technischen Tätigkeit, den Quellen der Kraft, zuwenden.

Wir haben eingangs schon erwähnt, daß es dieser Quellen von Anbeginn an drei waren, nämlich die lebendige Kraft strömenden Wassers und strömender Luft, die chemischer: Kräfte brennbarer Stoffe und errdlich die Muskelkraft der Lebewesen. Unter diesen Quellen der Kraft dürfte die letzte, die Muskelkraft der Lebewesen, wohl diejenige sein, die der Mensch zuerst verwendete.

Wie steht es nun mit der Arbeitsleistung des Menschen? Wieviel Pferdekräfte leistet dieser bei der von ihm ausgeübten mechanischen Tätigkeit, wenn man ihn als reine Maschine, also als Motor, betrachtet? Auch hierüber sind verschiedene eingehende Untersuchungen und Messungen ausgeführt worden, die ebenso genau vorgenommen wurden, wie die Messungen von Arbeitsleistungen von Motoren, und die uns einen guten Maßstab für Vergleiche abgeben.

Herrmann verfuhr hierbei in der Weise, daß er eine große Menge von Arbeitern, die ihre gewöhnliche Arbeit verrichteten, also zum Beispiel Pfähle einrammten, Drehbänke in Bewegung setzten u. s. w., beobachtete, ihre Arbeitsleistungen sorgfältig maß und aus einer sehr großen Anzahl derartiger Beobachtungen und Messungen den Durchschnitt zog. Hierbei ergab sich, daß der normal arbeitende Mensch bei zehnstündiger Arbeitszeit durchschnittlich ununterbrochen ungefähr chs Pferdekraft leistet. In vollkommener Übereinstimmung hiermit befinden sich die Untersuchungen anderer, wie zum Beispiel R z i h a s, so daß man also diese Zahl als vollkommen richtig annehmen kann. Die Leistung kann zuweilen auf kurze Zeit beträchtlich steigen, und zwar bis zum Zehnfachen. So hat v. B a ch beobachtet, daß an Feuerspritzen manche Männer bis zu zwei Minuten lang sogar mit ^2 Pferdekraft arbeiteten, und in Momenten der Lebensgefahr soll sich die menschliche Arbeitsleistung sogar schon bis zu 1 Pferdekraft gesteigert haben. Aber jedesmal erfolgt bei derartigen forcierten Arbeitsleistungen eine tiefe Erschöpfung, während bei der normalen Arbeitsleistung von stis Pferdekraft eine solche niemals eintritt, sondern nur die am Schlüsse der Arbeitszeit vollkommen normale Ermüdung.

Es zeigt sich, daß der Mensch eine sehr teure Maschine darstellt. Bon der ihm zugeführten Nahrung, die also gewissermaßen dasselbe ist wie die Kohle, mit der man die Dampfmaschine betreibt, oder das Gas, das den Gasmotor antreibt, die sich aber im Preise viel, viel höher stellt, wird nur ein sehr geringer Teil durch die Muskelkraft wieder ausgenutzt, also in Arbeit umgesetzt. Der ganze übrige Teil wird verbraucht, um die Maschine selbst, also den Körper zu erhalten. Keine noch so schlecht konstruierte, von Menschenhand gebaute Maschine zeigt einen derartig schlechten mechanischen Wirkungsgrad, einen so ungenügenden Nutzeffekt wie der Mensch, und wenn die Betriebskosten bei anderen Arbeitsmaschinen ebenso teuer wären, so wäre der heutige industrielle Aufschwung undenkbar. Nicht mit Unrecht sagt daher Dr. K. Schreber mit Hinblick auf diese Verhältnisse: „Wir dürfen wohl sagen, daß der Widerwille des Menschen gegen körperliche Arbeit im Bau seines Körpers begründet ist."

Ähnlich schlecht ist der Wirkungsgrad bei Verwendung der Tiere zum Zwecke motorischen Betriebes.

War die Verwendung der Muskelkraft der Ansang kultureller und damit technischer Entwicklung, so stellt die Ausnutzung der im Brennstoff aufgespeicherten chemischen Energie die zweite Stufe dar, die Stufe, in der wir uns gegenwärtig befinden. Freilich sind auch schon früher die Kräfte des strömenden Windes und des Wassers ausgenutzt worden und auch heute noch spielen sie eine gewisse Rolle. Ihre Hauptrolle aber werden sie erst in der Zukunft spielen, denn eine richtige rationelle und technisch vollkommene Ausnutzung der Wasserkräfte beginnt erst jetzt einzusetzen.

Der Ausnutzung der chemischen Energie der Brennstoffe zum Zwecke der Erzeugung von Kraft sind ganz bestimmte Grenzen gezogen, Grenzen, die dadurch entstehen, daß sich die Kohlenvorräte der Erde dereinst erschöpfen werden. Dazu kommt, daß der Preis der Kohle immer mehr in die Höhe geht, schon aus dem Grunde, weil wir in immer tiefere Schichten der Erde hinabsteigen müssen, wenn wir die „schwarzen Diamanten" zu Tage fördern wollen, denn die oberen Schichten der Kohlenvorräte sind abgebaut. Mit einem Vorrat, der sich seinem Ende nähert, geht man am besten möglichst sparsam um und man sollte daher meinen, daß der Techniker, der sich der Kohle bedient, dieses Prinzip aufs sorgfältigste befolgen würde. Es ist hier anzuerkennen, daß er sich in dieser Hinsicht nach besten Kräften bemüht, der Erfolg entspricht aber den Bemühungen keineswegs.

Betrachten wir zum Beispiel den Prozeß der Elektrizitätserzeugung! Er ist weiter nichts als eine Umwandlung der in der Kohle aufgespeicherten Energie in Elektrizität — eine Umwandlung, die auf dem großen Umwege über Dampfkessel, Dampfmaschine und Dynamomaschine stattfindet. Wie viel von der in der Kohle enthaltenen Verbrennungswärme können wir nun auf diesem Umweg als elektrischen Strom gewinnen? Die Antwort ist wahrlich beschämend genug; sie klingt fast wie ein Hohn auf die heutige so hochentwickelte Technik. Von dem ganzen Wärmevorrat, den die Kohle enthält, gehen auf dem eben beschriebenen Umwege nicht weniger als 88 Prozent vollständig verloren; nur etwa 12 Prozent können wir in der Form des nützlichen elektrischen Stromes unseren Zwecken dienstbar machen!

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Erforschen wir die Ursache dieser außerordentlichen Verluste an Wärme und damit an Kraft und Vermögen etwas näher: Schon im Dampfkessel haben wir eine große Zahl auf unser Verlustkonto zu setzen. Nur etwa 81 Prozent der verbrannten Kohle werden selbst in dem besten und auf Grund reichster Erfahrungen und sorgfältigster Berechnungen konstruierten Kessel zur Umwandlung des Wassers in Dampf verwertet. Volle 19 Prozent strahlen als Wärme nach außen hin ab; sie erwärmen die umgebende Luft und das Mauerwerk des Kessels. Dann schmelzen die 81 Prozent der Wärmeenergie der Kohle, welche in dem erzeugten Dampf nun vorhgnden sind, in der Dampfmaschine abermals zusammen, und zwar auf ein recht kleines Quantum. Wieder strahlt auch hier schon in den Rohrleitungen, die vom Kessel zur Maschine führen, ein Teil der im Dampfe enthaltenen Energie in Form Wärme in die umgebende Luft aus. Die verhältnismäßig kompliziert

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Abb. 127. Die Kraftanlagen am Niagarafall, kanadische Seite, aus der Vogelperspektive.

Mit Genehmigung der

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zusammengesetzte Dampfmaschine aber hat eine große Anzahl Teile, die aneinander reiben, und der Widerstand, den diese Reibung der Bewegung der Maschine entgegensetzt, muß ebenfalls überwunden werden. Ein Teil des Dampfes gelangt aber überhaupt nicht mehr in die Dampfmaschine selbst. Schon vorher hat er sich zu Wasser verdichtet und ist so verloren gegangen. Wir kommen, wenn wir das Resultat betrachten, zu dem kläglichen Ergebnis, daß von den 81 Prozent der Energie der Kohle, welche im Dampfkessel noch

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vorhanden waren, in der Dampfmaschine selbst nur 16 Prozent in Arbeit umgewandelt wurden. Die Dampfmaschine treibt die Dhnamomaschine an und durch die Reibung entstehen auch hier neue Verluste ebenso wie durch den Widerstand der Luft, und das Endergebnis ist, daß von der durch die Verbrennung von Kohle erzielten Wärme auf dem Weg über Dampfkessel, Dampfmaschine und Dynamomaschine nur etwa 12 Prozent in Elektrizität umgesetzt werden!

Wie ganz anders würden sich nicht nur die technischen, sondern auch die wirtschaftlichen und infolgedessen die sozialen Zustände gestalten, wenn es gelänge, den ungeheuren Verlust von 88 Prozent zu vermeiden und aus ihm die für die Lebensbedürfnisse des Menschen wichtigsten Faktoren, Licht und Wärme, zu erzeugen.

Wie soll dies aber geschehen? Alle die Ursachen, welche Verluste herbeiführen, müssen eben beseitigt werden, mit anderen Worten: Dampfkessel, Dampfmaschine und Dynamomaschine müssen wegfallen und ohne jeden Umweg muß direkt aus der Kohle Elektrizität erzeugt werden.

Das Problem der direkten Umwandlung von Kohle in Elektrizität ist in der Tat das schwerwiegend st e, welches die moderne Technik kennt. Wir begegnen den hervorragendsten Namen, wenn wir die Geschichte aller der Versuche studieren, welche schon gemacht worden sind, um es seiner Lösung entgegenzuführen. Wie oft schon wurde die Welt durch die Mitteilung in Erstaunen gesetzt, daß es endlich gelungen sei, diese große und brennende technische Frage mit Erfolg zu lösen!

Ist denn aber die Lösung der Frage unbedingt ausgeschlossen? — Jeder Techniker wird ohne weiteres antworten: „Nein und tausendmal nein!" Es steht außer allem Zweifel, daß dereinst der Tag kommen wird, an dem die in einem Apparat bearbeitete Kohle direkt elektrisches Licht liefert. Wenn es bisher nicht gelungen ist, Erfolge zu erzielen, so liegt dies lediglich daran, daß man im allgemeinen falsche Wege eingeschlagen hat. Bisher hat man versucht, ein galvanisches Element herzustellen, in welchem sich die Kohle direkt in elektrischen Strom umsetzt. Dies ist aber nur möglich, wenn hierbei eine Verbrennung der Kohle, also eine Oxydation, eine Verbindung mit Sauerstoff, eintritt. Alle Mittel aber, welche eine solche Verbindung der Kohle mit Sauerstoff herbeizuführen vermögen, sind bis jetzt so teuer, daß selbst gelungene Versuche, eben wegen der hohen Preise dieser Mittel, ein für die Praxis brauchbares Resultat nicht geliefert haben. Ferner hat man versucht, durch Erwärmung der Kohle, sowie unter Zuhilfenahme von Magnetismus zum ersehnten Ziele zu kommen, und auf diesem Wege ist man im Laboratorium auch schon zu beachtenswerten Ergebnissen gelangt, die sich allerdings in großem Maßstabe noch immer nicht durchführen lassen.

Die Methode, elektrolytische Prozesse auszugestalten, das heißt die Kohle in bestimmten galvanischen Elementen aufzehren zu lassen und sie in Elektrizität umzuwandeln, also eine Art langsamer Verbrennung vorzunehmen, besitzt drei Übelstände und zwar: die Langsamkeit der Reaktion zwischen Kohlenstoff und Sauerstoff bei gewöhnlichen Temperaturen, die Unreinheit des Kohlenstoffes, welche Kohlenwasserstoffe komplizierter Art in Lösung entstehen läßt, und die Notwendigkeit, kostspielige künstliche Kohlen anstatt gewöhnlicher Kohlen zu verwenden. Diese Übelstände haben zur Annahme einer gasförmigen „Elektrode" geführt, welche zum Beispiel in den Elementen von B u ch e r e r und B o r ch e r s aus Kohlenoxyd besteht. Diese Elemente haben sich jedoch auch nicht bewährt. Ein anderer Weg, die Energie der Kohlen in Elektrizität umzuwandeln, besteht nach Angabe von N e r n st darin, daß Kohlenstoff durch Reduktion von Zinksulfat zur Regenerierung anderer Zellen, zum Beispiel von Daniellzellen, benutzt wird. Ferner hat Nernst vorgeschlagen, einen Akkumulator mit negativen Temperaturkoeffizienten zu erhitzen, bis die elektromotorische Kraft verschwindet, und ihn dann abkühlen zu lassen. D o l e z a l e k hat auf diese Weise zwischen zwei Bleiakkumulatoren, deren Temperatur um 90 Grad verschieden war, eine elektromotorische Kraft von 0,6 Volt erhalten. Das Problem ist also theoretisch zu lösen, wird aber bis zu seiner endgültigen Durchführung recht vieler ins einzelne gehender Untersuchungen bedürfen.

Es darf wohl angenommen werden, daß es einst gelingen wird, diese technisch so hoch bedeutsame Frage ihrer Lösung entgegenzuführen; wann aber diese Lösung eintreten wird, das läßt sich heute noch nicht sagen. Überall macht sich das Streben bemerkbar, eine bessere Ausnutzung der Brennstoffe für die Erzeugung von Kraft herbeizuführen.

Hier ist in erster Linie die Ausnutzung der Hochofengase zu nennen, die man früher ohne weiteres in die Lüfte ziehen ließ. Diese aus dem heißen Hochofen kommenden Gase besitzen eine Wärme zwischen 300 und 400 Grad Celsius. Zunächst nutzte man sie in der Weise aus, daß man die Luft, die mittels besonderer Gebläse in den Hochofen eingeblasen wird, damit vorwärmte.

So standen die Dinge bis vor verhältnismäßig kurzer Zeit. Da hieß es dann plötzlich infolge des steigenden Preises sparen und die Hüttenwerke waren es insbesondere, die sich plötzlich bewußt wurden, welche Werte sie in Gestalt der Hochofengase teils verschwendeten, teils sehr schlecht ausnutzten; es begann eine neue Epoche: Man fing an, diese Gase außer zur Erwärmung der Gebläseluft auch zur Heizung der Dampfkessel zu benutzen, indem man sie unter diese leitete und dort anzündete. Die hiermit erzielten Erfolge vermochten aber auch nicht zu befriedigen und man strebte nach weiterer Vervollkommnung.

Die direkte Ausnutzung der in den Hochofengasen vorhandenen Energie in Gasmaschinen ist dasjenige Problem, das gegenwärtig mit im Vordergründe jeglichen technischen und wirtschaftlichen Interesses steht und das der bekannte Ingenieur Professor v. L i n d e als das wichtigste Maschinen technische Problem der Gegenwart bezeichnete, dessen technischer Ausgestaltung die hervorragendsten Techniker der Gegenwart — es seien nur die Namen Oechelhäuser, Riedler, Richards genannt — ihr vollstes Interesse und zum Teil auch ihre Arbeitskraft zuwendeten, und nunmehr kann die Lösung als erreicht bezeichnet werden. Das Gas wird mit Luft gemischt, wodurch ein sehr explosibles Gemenge entsteht. Das Gemenge wird in einen Zylinder, den sogenannten Explosionszylinder, der Gasmaschine gesaugt und dort zur Explosion gebracht. Die Gewalt der explodierenden Gase wirkt auf einen Kolben und wird von diesem auf ein Schwungrad übertragen, das dann alle weiteren mit ihm verbundenen Maschinen in Bewegung setzt. Auf den ersten Blick sieht man, daß dieser Weg, die Energie der Gase auszunutzen, ein viel kürzerer und besserer ist, als wenn man sie erst unter einem Dampfkessel anzündet, dann in diesem das Wasser zum Kochen und Verdampfen bringt und dann erst den Dampf unter Wärmeverlusten in eine besondere Maschine leitet. Zn dem Vorteil, daß dieser Umweg wegfällt, gesellt sich noch der zweite, der darin besteht, daß der Wirkungsgrad einer Gasmaschine etwa doppelt so groß ist, wie der einer Dampfmaschine mittlerer Güte. Was nun die geschilderte Verbesserung in wirtschaftlicher Hinsicht bedeutet, erhellt am besten aus der Tatsache, daß dieselbe Gasmenge, die, unter Dampfkesseln verbrannt, 1000 Pferdestärken geliefert hätte, bei der Explosion in der Gasmaschine nicht weniger als 2700 Pferdestärken liefert.

Auch nach neuen Energiequellen sieht man sich um und insbesondere beginnt man jetzt die Torfmoore besser auszunutzen. Vor kurzem wurde im Marcardsmoor in Ostfriesland das erste Elektrizitätswerk errichtet und der bedeutende, um die Entwicklung der Kaliindustrie so hoch verdiente Chemiker Professor Dr. 91 b o I f Frank hat berechnet, daß die Moore eine Energiequelle von größter Bedeutung für die Zukunft darstellen.

Aber immerhin werden auch diese Quellen sich dereinst Erschöpfen und so sucht man heute schon nach neuen, nach solchen, die einer zukünftigen Entwicklung dienen sollen.

Neue Kraftquellen — das ist also das Losungswort der Gegenwart! Welcher Art diese sein werden, das liegt in der technischen Entwicklung selbst begründet. Man hat gefunden, daß die an einem beliebigen Orte erzeugte Elektrizität auf weite Entfernungen geleitet und dort für industrielle Zwecke nutzbar gemacht werden kann. Die Möglichkeit ist dadurch gegeben, die Energie des fallenden Wassers in weitem Umkreise auszunutzen, und durch die Ausnutzung der Wasserkräfte der Erde wird dann die dritte Periode industrieller Entwicklung gekennzeichnet sein. Dereinst wird das Wasser die Arbeit vollbringen, die heute die Kohle leistet, und im Hinblick auf seine zukünftige Rolle hat man es in der Industrie die „w e i ß e K o h l e" genannt.

Wo werden aber nun die Industriegebiete der Zukunft entstehen? Die Entwicklung hat in einzelnen wasserreichen Ländern schon eingesetzt! Italien ist auf dem besten Wege, ein Industriestaat zu werden, und allenthalben beginnt man mit der Ausbeutung seiner Wasserkräfte, jener Kraftquellen, die obendrein vor der Kohle noch den Vorteil haben, daß sie sich nicht dereinst erschöpfen werden. In Schweden und Norwegen ist das gleiche der Fall, ebenso entstehen neue Industriegebiete in Savoyen, in Chile, in Tirol, in Steiermark u. s. w. Heute dürften alles in allem etwa 1V² bis 2 Millionen Pferdestärken bereits durch die 91usbeutung der Wasserkräfte der Erde gewonnen werden, wodurch etwa 11 Millionen Tonnen Kohlen oder 117 Millionen Mark erspart werden, was bei fünfprozentiger Verzinsung einem Anlagekapital von etwa 2 Milliarden Mark gleichkommt.

Das klingt viel und ist doch wenig, sehr wenig gegen das, was man für die Zukunft beabsichtigt! Lln den Niagarafällen (Abb. 127) ist eine

Industriestadt entstanden, auf die wir bei Besprechung der Elektromotoren noch näher eingehen werden und die allein bis jetzt 300000 Pferdestärken konsumiert — ebenfalls nicht sehr viel im Verhältnis zur Gesamtstärke der Fälle, die bis auf 35 Millionen Pferdestärken veranschlagt ist, nach den neuesten Feststellungen aber 7 Millionen Pferdekräfte beträgt. Heute ist schon ein weiterer Ausbau auf 625 000 Pferdestärken, also auf den zehnten Teil der Gesamtkraft beschlossene Sache. Sieben Millionen Pferdestärken — ein fast unfaßbarer Begriff — und doch werden auch die Magarafälle noch lange nicht das größte Industriegebiet der Zukunft sein! Aus 35 Millionen Pferdestärken beläuft sich die Kraft der Viktoriafälle des Zambesistro-m e s (Abb. 128) in Südafrika und auch ihre Ausbeutung ist bereits in die Wege geleitet. Die Bahn zu den Fällen ist fertig und der Bau der zukünftigen Industriestadt, die vielleicht die größte der Welt werden wird, kann damit beginnen! Industriestadt ist nicht ganz richtig und auch Industriegebiet ist kein treffender Ausdruck. Hier muß man schon von einem Industrielande sprechen. Die Energie der Zambesifälle soll in einem Umkreise, dessen Durchmesser nicht weniger als 600 km beträgt (bergt Abb. 32, welche angibt, wie weit die Kraft übertragen werden könnte), durch ein elektrisches Leitungsnetz verteilt werden und Stadt an Stadt, Fabrik an Fabrik werden in diesem Umkreise entstehen — ein Industrieland der Zukunft, das sich schon im äußeren Ansehen von den Industriegebieten der Gegenwart wesentlich unterscheiden wird. Nicht Rauch und nicht Ruß werden seine Merkmale sein, sondern ebenso, wie dies heute schon in der Industriestadt am Niagara der Fall ist, Sauberkeit und Reinlichkeit! Keine Schornsteine werden in die Lüfte ragen und Qualm zum Himmel senden! Der Wasserfall oder die Talsperre (Abb. 129) tritt an die Stelle der Dampfkesselfeuerung, durch die geräuschlose Dynamo wird die Dampfmaschine ersetzt, blanke Drähte und der unhörbar arbeitende Elektromotor treten an die Stelle der surrenden Transmission — kurzum, Sauberkeit und Ruhe werden die Signatur der zukünftigen Industriegebiete sein, der Gebiete der „weißen Kohle"!

Deutschland ist nicht allzu reich mit Wasserkräften, welche die Kohle zu ersetzen imstande wären, gesegnet und bei der Suche nach neuen Grundlagen

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Abb. 128. Der Viktoriasall des Zambesi.

Siegeslauf der Technik. I.

einer zukünftigen industriellen Tätigkeit ist man auf Probleme verfallen, deren weitere Ausgestaltung eine Verschiebung der Industriegebiete nicht ausgeschlossen erscheinen läßt. Erfüllen sich die gehegten Hoffnungen, dann dürfte wohl in erster Linie die Meeresküste der Sitz unserer zukünftigen Industrie werden.

Noch interessanter als die Errichtung eines Elektrizitätswerkes in einem Moor ist nämlich ein anderer Versuch, der jetzt ins Werk gesetzt wird; in Cuxhaven hat eine Hamburger Gesellschaft ein Terrain von 350 000 Quadratmeter angekauft, um dort Anlagen zu bauen, bei denen die Energie von Ebbe und Flut in Licht und Maschinenkraft umgesetzt werden soll. Eines der interessantesten unter den technischen Zukunftsproblemen ist damit angeschnitten. Zum ersten Male kommt hier ein Gedanke zur praktischen Ausführung, dessen wirtschaftliche Bedeutung nicht zu unterschätzen ist.

Die Wogen des Meeres rollen in ewigem, unerschöpflichem Wechsel daher, ihre unbezähmte Kraft spült Inseln weg, vernichtet Felsen und nichts vermag ihr auf die Dauer zu widerstehen. Weshalb sollte der Mensch nicht auch diese Kraft bändigen, in Fesseln schlagen und seinem Willen dienstbar machen, wie er sich schon manche Naturkrast unterworfen hat? Warum soll die unendliche Menge mechanischer Energie, die im Wogenspiel des Ozeans liegt, verloren gehen, anstatt auch ihr Teil beizutragen zum Wohlergehen der Menschheit? Wenn es gelänge, aus ihr für industrielle Zwecke Nutzen zu ziehen, dann wäre der Mensch auch der Sorge enthoben, was dereinst werden soll, wenn die Kohle erschöpft oder wenn sie so selten und ihr Preis ein so hoher geworden ist, daß ihre Verwendung für industrielle Zwecke zur Unmöglichkeit wird.

Es ist schon vielfach versucht worden, die Kraft des Meeres — sei es nun die Kraft der Wogen oder die Kraft, die der Wechsel von Ebbe und Flut darbietet — für industrielle und technische Zwecke zu verwenden. Die Gedanken, die von den Erfindern in dieser Hinsicht bereits zur Ausführung gebracht wurden, lassen an Mannigfaltigkeit nichts zu wünschen übrig. Jedoch nur verhältnismäßig wenige sind als technisch aussichtsvoll zu bezeichnen. Ihrer wird später gedacht werden.

Die Quellen der Kraft, die wir in unserem industriellen und technischen Leben benötigen, sind nicht immer an dem Orte zu finden, wo wir von ihnen Gebrauch machen wollen. Im allgemeinen sucht man ja die technischen Betriebe möglichst in der Nähe der für sie benötigten Kraftquellen einzurichten und so kommt es, daß sich im Laufe der Zeiten gewisse Industriezentren herausgebildet haben, die sich heute im allgemeinen noch da befinden, wo die Erde Kohlen in ihrem Schoße birgt, die aber in Zukunft, wie wir gesehen haben, wahrscheinlich dort, wo Wasserkräfte in großen Mengen zur Verfügung sind, neu erstehen werden. Sachsen, die Gebiete der Ruhr und Saar, England u. s. w. sind ein Beispiel für das eben Gesagte, sind sie doch diejenigen Gegenden Europas, in denen sich die Kohle findet und wo infolgedessen mächtige Gebiete industrieller Tätigkeit emporgewachsen sind.

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Abb. 129. Die Urfttalsperre bei Gemünd.

■ Nicht immer aber lassen es die Verhältnisse zu, Fabriken oder andere industrielle Betriebe da zu errichten, wo sich die Kraftquellen finden, und dann muß die Kraft nach den Orten übertragen werden, wo man sie benötigt. So entsteht der Begriff der Kraftübertragung in seinem weitesten Sinn. Eigentlich ist jeder Kohlentransport durch die Bahnen, jedes Ver-flößen von Brennholz bereits eine Kraftübertragung. Im engeren technischen Sinne jedoch versteht man unter der Kraftübertragung die Fortleitung einer bereits erzeugten Betriebskraft nach den Orten ihres Verbrauchs. Mit dieser Kraftübertragung kann zugleich eine Kraftverteil u n g verbunden werden, wenn zum Beispiel aus einem großen Elektrizitätswerk Kraft den einzelnen kleineren Verbrauchern zugeleitet wird.

Die Mittel, deren wir uns zur Kraftübertragung bedienen, sind ziemlich zahlreich und den einzelnen Arten der Erscheinungsform der Energie sowohl wie den besonderen Verhältnissen angepaßt.

Soll die Kraft nur auf verhältnismäßig kurze Entfernungen übertragen werden und läßt es ihre Eigenart zu, so benutzt man zur Kraftübertragung am besten die sogenannte Transmission. Als Kraftträger kann hierbei irgend eine mechanische Vorrichtung Verwendung finden, also zum Beispiel eine Welle, auf die Riemenscheiben aufgesetzt sind (Abb. 130), und mit der mittels eines Riemens oder eines Hanf- (Abb. 131) beziehungsweise Drahtseiltriebs (Abb. 132) die anzutreibende Maschine verbunden wird. Die Transmissionftann aber auch durch Zahnräder, Schrauben ohne Ende (Abb. 133) oder durch Kupplungen (Abb. 134) bewerkstelligt werden. Die hier dargestellte Kupplung dient dazu, eine Riemenscheibe oder Seilscheibe (auch Zahnrad), die sich auf einer andauernd laufenden Welle befindet, zeitweise stillzusetzen oder umgekehrt einen Wellensirang nach Bedürfnis außer Betrieb zu bringen, wenn sich auf ihm eine andauernd laufende Scheibe befindet. Zu diesem Zwecke sind Einrichtungen vorgesehen, die zwischen

der andauernd laufenden Scheibe und der zeitweise stillzusetzenden Welle eine Verbindung durch Reibung herbeiführen.

Auf Schiffen zum Beispiel stellt eine lange Welle die Kraftübertragung von der Dampfmaschine zur Propellerschraube her. Im allgemeinen lassen sich mit der Transmission jedoch nur verhältnismäßig geringe Kräfte übertragen, da die verwendeten Materialien sehr große Beanspruchung nicht aushalten und die Übertragung großer Kräfte mit zu vielen Verlusten durch Reibung, Erwärmung u. s. w. verbunden sein würde. Diese letzteren Umstände bewirkten auch, daß man größere Kräfte heutzutage überhaupt nicht mehr durch Transmission überträgt, sondern, wenn irgend angängig, an deren Stelle die elektrische Kraftübertragung verwendet.

Unter Druck stehendes Wasser und Dampf sind gleichfalls viel gebrauchte Mittel zur Kraftübertragung. Das Druckwasser wird meist in der Form verwendet, wie es durch sein natürliches Gefälle sich darbietet, und die Technik muß sich fast stets darauf beschränken, durch Anlage von Reservoirs und Leitungen den Verbrauch zu regeln und ökonomisch

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Abb. 130. Riementriebe.

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Abb. 131. Hansseiltriebe.

zu gestalten. Die Her-stellungkünstlicherDruck-wasseranlagen erfolgt selten, da sie infolge der Ausgaben für die Rohrleitungen u. s. w. ziemlich hohe Anlagekosten erfordern. Trotzdem fast alle Städte Druckwasserleitungen besitzen, ist man auch in solchen, wo hinreichend Wasser zur Ber- Mb. 132. Drahtseilscheibe mit Wasser hauptsächlich nur fügung stände, nirgends Achtungen Verwendung, bei denen meist noch ein sogenannter „Akkumulator" vorgesehen ist, in dem die Arbeit kleinerer Motoren in solcher Menge aufgespeichert wird, daß er auf kurze Zeit zu sehr hohen Leistungen befähigt.

übergegangen,

dazu

Wasser in ähnlicher Weise wie Gas für industrielle Zwecke abzugeben. Nur ganz vereinzelt, wie zum Beispiel in Zürich, gibt es eine derartige Kraftversorgung durch Druckwasser. Wo nicht natürliche Gefälle zur Verfügung stehen, findet das Druck-

schmiedeisernen Armen.

bei „hydraulischen" Vor-

Die Kraftübertragung durch gespannten Dampf ist eine außerordentlich häufige. Sie findet sich ja an und für sich schon in jeder Dampf-inaschine, wo der unter Druck stehende Dampf vom Dampfkessel zum Dampfzylinder geleitet werden muß. In dem Maße, wie die Dampfmaschinen wuchsen und wie sich die Anforderungen an sie vergrößerten, sind auch die Kraftübertragungen durch Dampf immer weiter ausgebildet worden. Wenn inan auch bei den modernen elektrischen Kraftzentralen die Dampfkessel meist so anzuordnen sucht, daß der Weg, den der Dampf zurückzulegen hat, ein möglichst kurzer wird, so läßt sich dieses Prinzip aus örtlichen Rücksichten doch nicht immer durchführen.

solche Spannung des Dampfes und gleichzeitig den Transport solcher Dampfmengen, daß jetzt die Verbindungsstellen sämtlicher Hochdruckdampfleitungen aus Stahlguß hergestellt werden müssen. Um den Kraftverlust durch Wärmeausstrah-

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Kesselhaus und Maschinenhaus sind oft räumlich verhältnismäßig weit getrennt und es sind dann ziemlich lange Rohrleitungen als Kraftträger nötig. Diese und ihre Konstruktion zeigen uns am besten, welche gewaltigen Fortschritte die Kraft-iibertragung mittels gespannten Dampfes innerhalb ziemlich kurzer Zeit, gemacht hat. Noch vor wenigen Jahren waren diese Dampfleitungen fast durchweg aus Gußeisen hergestellt. Die modernen Anlagen erfor- m 13g 3a§nmb „nb Schraub- ohne dern jedoch eine    Ende.

lung zu vermeiden, werden die Leitungen mit isolierenden Mitteln, meist Asbestpackungen, umhüllt. Trotz dieser gewaltigen Fortschritte ist und bleibt die Kraftübertragung durch gespannten Dampf immer ein Notbehelf, denn die Verluste sind so groß, daß sie sich mit unseren Ansichten von der Ökonomie eines Betriebes nicht mehr vereinbaren lassen. Sie entstehen durch Abkühlung und Kondensation des Dampfes und durch den Leitungswiderstand.

Auch mittels Druckluft werden Kraftübertragungen ausgeführt. Die Luft wird mit Hilfe von Luftpumpen in besonderen Kesseln verdichtet und

dann durch Rohrleitungen der Verbrauchsstelle zuge- _

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führt, wo sie auf einen durch sie angetriebenen Motor wirkt, der dann das eigentliche Arbeitsgerät in Bewegung setzt. Als solche Motoren können kleine Turbinen oder auch Kolbenmaschinen oder sonstige geeignete Vorrichtungen dienen. Die bekannteste Art' der Kraftübertragung durch Druckluft stellen wohl die Rohrpostanlagen dar, bei denen übrigens auch vielfach ein umgekehrtes System zur Verwendung kommt, nämlich verdünnte Luft. Es wird dabei ein Überdruck in dem einen Teil der Rohrleitung dadurch erzeugt, daß aus dem andereu die Luft herausgepumpt wird. Außer verschiedenen nach diesem System arbeitenden Rohrpostanlagen führen wir als Beispiel für die Kraftübertragung mit Hilfe verdünnter Luft die Luftdruckbremsen der Eisenbahn an.

Abb. 134. Kupplung für eine Seilscheibe.

Der Ingenieur Popp in Paris war es, der sich um die Ausbildung des Systems der Kraftübertragung durch Druckluft ganz besondere Verdienste erworben hat.

Er hat in Paris eine Druckluftanlage, wohl die größte der Welt, geschaffen, die einzig in ihrer Art dasteht und als mustergültig bezeichnet werden muß. Ihre beiden Zentralen besitzen zusammen 24 000 Pferdekräfte. Die Luft wird dabei auf sechs Atmosphären verdichtet.

Abb. 135 stellt eine mit Druckluft arbeitende Rohrpostanlage dar. Der Ständer A steht über einer durch Platte C abgeschlossenen Vertiefung Z, in welche die zur Beförderung der die Rohrpostbriefe aufnehmenden Büchsen dienende Rohrleitung bei Y eintritt. Diese Rohrleitung ist an eine für die Aus- oder Einströmung der Luft in den Rohrstrang bestimmte Abzweigkammer E angeschlossen, welche durch das Rohrstück F mit einem Hahn G, dem Beförderungshahn, verbunden ist. Dieser Hahn G steht durch ein unten offenes Rohr F' mit dem Raum Z, ferner mit dem Rohrstück H und mit dem sogenannten Permutationshahn J in Verbindung. Letzterer kann durch die Rohre K und K/ entweder mit dem Pressungsrohr « oder mit dem luftleeren (Valuumrohr) [3 in Verbindung gebracht werden. Das

Rohrstück F hat noch eine Abzweigung L, wodurch es mit der Kammer B, in welche die Depeschenbüchsen bei ihrer Ankunft hineinfallen, verbunden ist. In das Rohr L ist der Luftpufferwechsel M eingeschaltet. Dieser dient dazu, die Kammer B int Augenblick des Empfanges mit Luft von derselben Pressung anzufüllen, welche hinter den ankommenden Büchsen im Rohr a herrscht, um dieselben zum Stillstand zu bringen. Das Rohrstück H steht ferner durch eine kleine Bohrung o mit der Aufgebekammer N in Verbindung. Ein in diese Verbindung eingeschalteter Dreiweghahn vermittelt entweder die direkte Verbindung der Aufgebekammer N mit der Pressung int Rohr H oder mit der atmosphärischen Luft. Die Aufgebekammer N ist durch eine Klappe P von der Kammer B abgesperrt. Die Hähne G und J werden durch Schraubenräder R und Handräder r bewegt. 8 und S' sind Tischplatten zum Niederlegen der Depeschenbüchsen. In dem Depeschenrohr D sind Schieberanschlüsse V . angebracht, welche durch Zugstange •/] bewegt werden können, X ist die Verschlußtür der Büchsenkammer B. m ist ein Manometer, das den int Aufgeberaum N herrschenden Druck anzeigt.

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Abb. 135. Rohrpostanlage.

Aus Rühlmann, Allgemeine Maschinenlehre.

Bei Absendung einer Rohrpostsendung wird nun wie folgt verfahren: Die Klappe P ist stets geschlossen, der Schieber V geöffnet und der Hahn J auf Kompression gestellt, das heißt dieser ist durch K' mit betn Pressungsrohr a verbunden. Die Empfangstation hat nun das Fahrrohr von Überdruck befreit, so daß in diesem nur der Druck der Atmosphäre herrscht. Die Depeschenbüchsen werden bei W in die Aufgebekammer N gelegt und gleiten nacheinander in dem Rohr a hinab. Darauf setzt man N durch das Rohr n mit dem Rohre H in Verbindung, das heißt man läßt komprimierte Luft hinter die Büchsen treten. Diese werden durch den Luftdmck bis an das Zweigrohr E getrieben. Hier gelangt dann der Hauptstrom (auf dem Wege aK' unb J H G F) in das Rohr D und treibt die Büchsen zur nächsten Station. Nun wird der Hahn G der Absendestation geschlossen, während die nächste Station ihren Hahn G so stellt, daß F mit F' kommuniziert und das Fahrrohr also vom Überdruck befreit ist.

Alle die hier geschilderten Arten der Kraftübertragung treten aber in

neuerer Zeit an Bedeutung vollkomiuen zurück gegen die elektrische Kraftübertragung, die nicht nur in unserem modernen industriellen Leben bereits eine außerordentliche Wichtigkeit erlangt hat, sondern die, wie man wohl behaupten kann, die Grundlage unserer zukünftigen industriellen Entwicklung bilden dürfte. Wenn irgend eine Erscheinungsform der Energie zur Übertragung besonders geeignet erscheint, so ist es die Elektrizität. Sie pflanzt sich in Leitungen mit ungeheurer Schnelligkeit und bei geeigneter Ausführung der Leitung fast ohne Verluste fort. Schon frühzeitig hat man deshalb kleine elektrische Kraftübertragungen massenhaft angewendet. In jeder elektrischen Klingelleitung zum Beispiel dürfen wir eine solche erblicken und ebenso stellt jedes elektrische Uhrensystem, jedes Telephon oder jede sonstige durch Elektrizität angetriebene mechanische Vorrichtung ein Anwendungsgebiet der elektrischen Kraftübertragung dar.

Trotzdem man die Möglichkeit der Fortleitung und Übertragung der elektrischen Kraft schon sehr früh erkannt hatte, mußte bis zur Ausführung einer wirklichen Kraftübertragungsanlage in technischem Sinne doch noch geraume Zeit vergehen, da die Ausbildung der elektrischen Maschine noch nicht denjenigen Grad der Vollkommenheit erreicht hatte, der die Grundlage einer gut durchgebildeten derartigen Anlage sein muß.

Das Jahr 1879 leitete für die Elektrotechnik eine neue Ära ein. Damals wurden die elektrischen Glühlampen erfunden, H e f n e r - A l t e n e ck konstruierte die Differentialbogenlampe, Siemens begann mit den Vorarbeiten für den Bau seiner ersten elektrischen Eisenbahn für die Berliner Gewerbeausstellung. Gleichsam als ob diese Zeit ein Markstein auf jedem Zweige der Elektrotechnik bilden sollte, mutet es an, wenn wir erfahren, daß damals auch die ersten größeren und ernsthafteren Bestrebungen für die elektrische Kraftübertragung ins Werk gesetzt wurden.

Es war im gleichen Jahre 1879, als eine ganze Anzahl von Versuchen zur elektrischen Kraftübertragung gleichzeitig einsetzte. Die französischen Ingenieure C h r e t i e n und Felix stellten in der Schweiz elektrische, durch Kraftübertragung angetriebene Pflüge auf und richteten auch ebenso betriebene Elevatoren ein. Derjenige jedoch, der als der Pionier auf dem Gebiete der elektrischen Kraftübertragung betrachtet werden kann, ist M a r c e l D e p r e z, der im Jahre 1881 in Paris eine Dynamomaschine aufstellte und an ihr die Kraftübertragung sowohl wie die Kraftverteilung durchführte. In jenem Jahre fand in Paris der berühmte Internationale Elektrotechnikerkongreß statt, auf dem unser internationales 0.6.8.-System (Eentimeter-Gramm-Sekunden-System) geschaffen wurde, und damals hielt D e p r e z einen Bortrag, in welchem er an Hand seiner Versuche und Berechnungen nachwies, daß man eine Leistung von 16 Pferdekräften mit Hilfe eines gewöhnlichen Telegraphendrahtes von 4 mm Durchmesser auf 50 km übertragen könne. Im folgenden Jahre machte er auf dem Elektrotechnikerkongreß zu München die praktische Probe auf das Exempel, indem er zwischen Miesbach und München, also auf eine Entfernung von 57 km, die erste größere elektrische Kraftübertragung einrichtete. Der Versuch gelang insofern, als es sich tatsächlich zeigte, daß der von Deprez ausgesprochene Gedanke die Möglichkeit der Ausführung zuließ. Der Hauptfehler, den D e p r e z machte, war der, daß er Gleichstrom, den er allerdings auf 1300 Volt spannte, zur Verwendung brachte. Eine elektrische Kraftübertragung läßt sich nur mit Hilfe von Wechselstrom bewerkstelligen; damals aber, als D e p r e z den eben geschilderten Versuch ausführte, war die Wechselstromtechnik nicht auf jener Stufe der Vollkommenheit angelangt, der für die Ausgestaltung elektrischer Kraftübertragungsanlagen nötig ist.

Mit neuem Mute ging Deprez wenige Jahre später daran, eine neue Kraftübertragung, aber wieder mit Gleichstrom, auszuführen. Er benutzte zu seinen Versuchen eine Leitung zwischen Paris und Ereil, die gleichfalls 50 km lang war und mittels welcher er 300 Pferdekräfte zu übertragen gedachte. Die verwendete Spannung betrug 5000 bis 6000 Volt, die Stromstärke 10 Ampere. Der Versuch gelang und mißlang gleichzeitig. Er gelang insofern, als tatsächlich ein Drittel der in den Leitungsdraht gesandten Energie am Bestimmungsort ankam und dort ausgenutzt werden konnte. Er mißlang jedoch anderseits wieder, weil eben ein derartiges Resultat ökonomisch als absolut ungenügend bezeichnet werden muß. Eine Kraftübertragung mit so außerordentlichem Verlust ist für die Technik nicht brauchbar. Der Grund des Mißlingens lag darin, daß die Gleichstrommaschine, die sich Deprez selbst gebaut hatte, noch nicht das zu leisten vermochte, was eine für Kraftübertragungszwecke dienende Maschine leisten muß.

Im Jahre 1886 machte der französische Elektrotechniker Hippolyte Fontaine den gleichen Versuch mit anderen Maschinen und erzielte dabei einen bedeutend besseren Nutzeffekt, nämlich einen solchen von etwa 50 Prozent.

In ein neues Stadium trat die Kraftübertragung, als man elektrische Wechselstrommaschinen für sie verwendete. Der Gleichstrom läßt sich nicht transformieren und man muß deshalb, wenn man Gleichstrom zur Kraftübertragung benutzen will, sehr hochgespannte Ströme in der Maschine selbst erzeugen, was seine Schwierigkeiten hat und nur bis zu einem gewissen Grad möglich ist. Gerade auf der Verwendung hochgespannten Stromes beruht ja das ganze System der Kraftübertragung. Der Querschnitt des Leiters steht im umgekehrten Verhältnis zu der Amperezahl, die er zu tragen hat. Je geringer also die Amperezahl ist, einen desto dünneren Leitungsdraht kann man zur Fortleitung benutzen, was für die Kostenfrage umsomehr von außerordentlicher Wichtigkeit ist, als ja die Leitung aus teurem Material, meist aus Kupfer, hergestellt wurde. In neuerer Zeit verwendet man vielfach das billigere Aluminium. Der aus der Wechselstrommaschine kommende Strom wird mittels eines Transformators sehr hoch gespannt, wobei seine Stromstärke (Amperezahl) sich entsprechend verringert. Er kann dann auf einer Leitung von verhältnismäßig geringem Querschnitt in weite Fernen geleitet und am Berbrauchsort wieder in niedergespannten Strom von der gewünschten

Verbrauchsspannung herabtransformiert werden. Am Verbrauchsort herrscht also wieder die gewöhnliche mehr oder minder ungefährliche Niederspannung, während in der Leitung die hohe Spannung, die jedoch keine Vergrößerung des Querschnittes des Leiters selbst bedingt, bei geringer Stromstärke zur Anwendung kommt.

Mit der Erfindung und Durchbildung der Wechselstrommaschine und mit der Ausbildung des Jnduktionsmotors waren eigentlich die letzten Schwierigkeiten, die der elektrischen Kraftübertragung im Wege standen, gelöst.

Am 25. August 1891 war der ewig denkwürdige Tag, an dem die erste größere Kraftübertragung neuen Systems nicht nur gelang, sondern durch ihr Gelingen auch eine neue Entwicklung der Elektrotechnik herbeiführte.

Die Kraftübertragung aber, um die es sich handelte, war anläßlich des zu Frankfurt a. M. tagenden Internationalen Elektrotechnikerkongresses und der damit verbundenen elektrotechnischen Ausstellung veranstaltet worden. Es war die Kraft des Wasserfalls zu Lauffen am Neckar, die man nach Frankfurt a. M. übertrug.

Die Leitung wurde am 24. August von sämtlichen beteiligten Behörden in Württemberg, Baden, Hessen und Preußen abgenommen und der Allgemeinen Elektrizitätsgesellschaft in Berlin und der Maschinenfabrik Orlikon übergeben. Abends acht Uhr wurde zum ersten Male Strom durch die Leitung gesandt.

II.

Die tieiifd)en fDotoren.

Von DipLsZJng. N. Stern.

Im Anfang aller Technik war der Mensch d i e Maschine. Das ist er immer, auch heute noch, wenn er nur körperliche Arbeit leistet, beim Last-tragen, beim Gehen, Steigen u. s. w. Wenn der Mensch als Maschine funktioniert, läßt sich natürlich seine Leistung wie bei anderen Maschinen berechnen und in Zahlen ausdrücken. Der Körper ist nach Rühlmann ein Motor, bei dem diejenige Wärme als bewegende Arbeit auftritt, welche durch das Verbrennen des in den Nahrungsmitteln enthaltenen Kohlenstoffes entwickelt wird. Aus der Menge des verbrannten Wasserstoffes und Kohlenstoffes, dieser nutzbaren Bestandteile der Nahrungsmittel, läßt sich die theoretische Höchstleistung berechnen. Stellt man ihr die wirkliche, experimentell bestimmte Leistung gegenüber, so ergibt sich daraus der Nutzeffekt der Maschine „Mensch", der nach vielen Berechnungen etwa 26 Prozent beträgt, das heißt 26 Prozent der in den Nahrungsmitteln enthaltenen Energie werden in der Arbeit praktisch verwertet, während die restlichen 74 Prozent durch Stoffwechsel verloren gehen. Das ist an sich keine schlechte Zahl, denn sie ist erheblich größer als die Ausnutzung der Kohle bei der Dampfmaschine. Aber der Mensch mit dem anspruchsvollen Betriebsstoff „Nahrungsmittel" ist eine teure und eine kleine oder schwache Maschine, denn seine Leistung ist im Verhältnis zu Tieren und zu primitiven Maschinen gering. Sie beträgt bei zehnstündiger Arbeitszeit nur hts bis ’/n Pferdekraft am Hebel oder an einer Kurbel. Größer wird die Leistung, wenn die Arbeit nicht nur durch die Muskelkraft der Arme, sondern unter Mitbenutzung des Körpergewichts geleistet wird. Hierzu dienen die verschiedenen Formen von Tretwerken, Lauf-, Steig-und Treträdern, die auch von Tieren betrieben werden können. Bei dem „Laufra d" steht der Arbeiter im Innern eines großen Rades unterhalb der Achse. Er macht eine emporsteigende Bewegung, bleibt aber dabei an derselben Stelle stehen, da das Rad unter seinen Füßen weggleitet. Abb. 136 zeigt ein derartiges Laufrad, das zum Betrieb einer Schütze in Augsburg noch heute in Gebrauch ist. In Abb. 137 ist ein durch ein Laufrad betriebener Kaikran dargestellt, wie er int fünfzehnten Jahrhundert große Verbreitung hatte.

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Außer dieser Ausführung, bei der der Arbeiter im Innern des Rades steht, sind noch verschiedene andere Anordnungen gebräuchlich. Liegt die Stelle, §■ wo die Kraft wirkt, aus dem oberhalb |S gelegenen Teil des äußeren Radumfanges, || so nennt man die Vorrichtung „Tr et« r a d". Bei dem sogenannten S p r offen r a d steht die „Antriebsperson" in der Mitte des mit Sprossen versehenen äußeren Radumfanges und macht eine aufwärtssteigende Bewegung, wie wenn sie eine Leiter hinaufsteigen wollte. Dabei bewegen sich wieder die Radsprossen nach unten, so daß der Arbeiter nahezu an der gleichen Stelle verbleibt. Ein solches Sprossenrad von fast 10 m Durchmesser ist in den Steinbrüchen bei Mont- Abb. 136. Laufrad zum Betrieb einer rouge und Beaugirard südlich von ,Itl§

Paris noch heute in Betrieb (Abb. 138).    em?1 unb i'**-

Eine weitere Ausführungsform, das geneigte Tretrad, hat eine schrägliegende Achse, um die sich eine Scheibe dreht, auf der sich die Tiere wie auf einer schiefen Ebene ansteigend bewegen. Abb. 139 ist eine anschauliche Darstellung eines geneigten Tretrades aus dem sechzehnten Jahrhundert, nach den Mitteilungen des Stadtbaumeisters von Padua Vit-torio Zonca. Das Tretrad ist für Ochsenbetrieb eingerichtet und dient, wie aus der linken Hälfte der Abbildung ersichtlich ist, zum Antrieb einer Mühle.

Die Bewegung von Tieren auf einer schiefen Ebene findet in noch anderer Form bei den sogenannten Tretbrücken Anwendung. Hier wird die geneigte Ebene durch zu einer endlosen Kette vereinigte Tafeln gebildet,

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Führungsräder umlaufen.

Es bieten diese Tretwerke eilt einfaches Mittel, eine größere motorische Kraft zu erzeugen, denn man kann zwanzig und mehr Personen oderTiere in einem breiten Tretrad zusammenarbeiten lassen und erzielt damit eine ganz ansehnliche Leistung. Die Vorrichtung ist betriebsicher und hat einen verhältnismäßig gu-

Abb. 137. Durch Laufrad betriebener Kaikran aus dem 15. Jahrhundert, g^ad. UngÜN-Aus Kämmerer, Die Technik der Lastensörderung einst und jetzt.    ^ ßfogy

der außergewöhnlich große Raumbedarf, auch ist die Arbeit in hohem Grade gesundheitschädlich. So sind früher in Strafanstalten und Zuchthäusern die Sträflinge und Gefangenen, von denen die Treträder betrieben wurden, oft schon nach wenigen Monaten durch die anstrengende Arbeit gestorben. Wir können deshalb mit Genugtuung feststellen, daß das Tretrad heute fast ganz von der Bildfläche verschwunden ist; die vergeistigende Entwicklung der Technik hat das vom Menschen betriebene Tretrad, die „Tretmühle", zum Inbegriff einer menschenunwürdigen Arbeit überhaupt gemacht, von der das Maschinenzeitalter die Menschheit endgültig befreit hat.

Die Ausnutzung der menschlichen Kraft geht verschiedene Wege. Sie sucht au der Kurbel in erster Linie die Muskelkraft der Arme unter Mithilfe des Körpergewichts wirksam zu machen, sie verwertet bei den Tretwerken das ganze Körpergewicht und sie überläßt bei Maschinen mit Fußbetrieb den Bein-

Muskeln alle Arbeit. Der Fußbetrieb ist heute noch für kleinere Kraftleistungen, bei denen der Mensch die Hände frei haben soll, in weitverbreiteter

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Anwendung. Man möchte ihn für Schleifsteine, Drehbänke, Nähmaschinen und Fahrräder noch kaum missen. — Zur Verwertung von Tierkräften ist außer den Treträdern, die auch für Tiere sehr schädlich sind, der Göpel in Anwendung. Er nützt die Zugkraft der Tiere am zweckmäßigsten aus und stellt die überhaupt verbreitetste tierische Maschine dar. Bei dem Göpel greifen ein oder mehrere Tiere sozusagen an den Speichen eines liegenden Rades mit stehender Achse an und versetzen bei ihrem gleichmäßigen Rundgang die Welle in Umdrehung (Abb. 140). Die Göpel, die auch in verschiedener konstruktiver Gestalt zur Anwendung kommen, werden meistens von Pferden betrieben und es können mehrere (ein bis vier) Zugtiere zusammen au einem Göpel arbeiten. Eine größere Anzahl ist nicht vorteilhaft, da dabei die Leistung des einzelnen Tieres nicht mehr so gut ausgenutzt wird. In früheren Zeiten haben die Göpel ausgedehnteste Anwendung gefunden. Sie waren vor Einführung der Dampfmaschine, deren Leistungsmaßstab „Pferdekraft" nach einer in dem vorhergehenden Kapitel gegebenen Lesart von der Ablösung des Göpels herrührt, die verbreitetste Betriebsart zur Lastenförderung und Wasserhaltung in Bergwerken, zum Antrieb von Winden, Kranen u. s. w. Noch heute behauptet sich der Göpel im landwirtschaftlich eit Betrieb, denn er ist billig und einfach und seine wenn auch geringe Leistung (ein Pferd leistet am Göpel ungefähr ²/ä Pferdekraft) ist für viele Bedürfnisse ausreichend.

Abb. 138. Sprossenrad in den Steinbrüchen von Montrouge bei Paris.

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Abb. 139. Mühle mit schrägem Tretrad für Ochsenbetrieb aus dem 16. Jahrhundert.

Aus Beck, Beiträge zur Geschichte des Maschinenbaus.

Eine originelle Paarung dieser historisch ältesten Betriebsart mit

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einer der

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lichen Errungenschaften zeigen die Abb. 141 u.

142. Hier dient ein Pferdegöpel zur Erzeugung von

Röntgenstrahlen. Der Göpel, der für ein oder zwei Pferde eingerichtet ist, betreibt eine kleine Dynamomaschine mit tausend Umdrehungen bei fünfmaligem Umgang der Pferde und liefert einen Strom von 30 Volt und 10 Ampere für eine transportable Röntgeneinrichtung oder zum Laden von Akkumulatoren. Die Einrichtung dient militärischen Zwecken — nach der Schlacht werden die Geschützpferde an den Göpel gespannt, erzeugen Röntgenstrahlen und es ermöglicht sich so die rasche Auffindung von Schußwunden, die die Technik „schlägt und heilt"!

Es ist klar, daß mit allen diesen durch Muskelkraft betriebenen Maschinen nur eine begrenzte Leistung erzielt werden kann. Eine Steigerung war nur durch Hinzufügung weiterer Arbeiter, durch Vermehrung der Tiere oder Menschen möglich. Man hat zwanzig bis fünfzig Menschen in die Treträder gesperrt, man hat Hunderte von Galeerensklaven auf den Ruderbänken angekettet. Diese Grausamkeit hat erst die technische Entwicklung der Kraftmaschine endgültig beseitigt und damit feiert die Technik, die sich selbst bezwungen hat, ihren schönsten Sieg! Aber auch innerlich zeigen Mittel und Leistungen der Technik heute andere Verhältnisse. In einer Zeit, die Explo-

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Abb. 140. Feststehender Göpel.

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Abb. 141. Göpeldynamo für Röntgenstrahlenerzeugung.

sionsmotoren mit der stolzen Leichtigkeit von 1 kg pro Pferdestärkebaut, haben die tierischen Motoren, welche die anspruchsvolle Materialfülle von etwa 700 kg Lebendgewicht pro Pferdestärkeaufweisen, sichüberlebt!

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Im Anfang aller Technik war der Mensch die Ma-    ,

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Abb. 142. Göpeldynamo, Schutzdecken abgenommen.

schine. Jnspäteren Kapiteln wird sich zeigen, wie durch die Entwicklung der Kraft- tr'-S -und Arbeitsmaschinen sich eine immer schärfere Trennungvon Mensch und Maschine vollzieht und wie die Technik erst dem Menschen gibt, was des Menschen ist, nämlich von drückender Tätigkeit befreite, vergeistigte Arbeit!

III.

Oie Windmotoren.

Von Dipl.-ttng. st. Stern.

Der Wind ist überall eine kostenlose Betriebskraft. Ans Grund dieser recht schätzenswerten Qualität leistet er sich auch eine Freiheit: er bläst nur dann, wann er will, lind damit verscherzt er sich zum Teil seine außergewöhnlichen Aussichten, er bleibt auf dem Weltmarkt nicht mehr ganz konkurrenzfähig und von seiner Elementarkraft — die man früher als den Willen von Gottheiten deutete — hat man keine so hohe Meinung mehr. Denn alle Größe und gute Anlage geht der Welt verloren ohne Beständigkeit. So kommt es, daß der „vom Himmel hoch herkommende" Wind von Mächten geringerer Herkunft mit solideren Prinzipien verdrängt wurde und heute nur als nützlicher Hilfsarbeiter der Kleinindustrie seinen alten, großen Namen behauptet.

Dieser alte Name hatte einmal einen guten Klang, damals, als man von den neuen Ideen unserer Zeit, von der heutigen ungeheuren Arbeitsanspannung noch nichts wußte und die Launen des großen Herrn als natürliche Einrichtung achtete. Die alten Windmühlen durften zwei Drittel des Jahres stillstehen. Sie gaben genügend Produktion und sie drehten sich überall nicht immer! Die ganze Beschaulichkeit dieser guten alten Zeiten, die sich mit ihrer Arbeit noch nach dem Wetter richten konnte, steckt in dem Bild der alten, uns lieb gewordenen Windmühle. Nach allgemeiner Annahme kann die Windmühle, deren Bedeutung als Kraftmaschine für ihre Zeit nicht unterschätzt werden darf, als deutsche Erfindung in Anspruch genommen werden. Die älteste Bauart bezeichnet man daher als

„deutsche Windmühle". Es ist die sogenannte „B o ck w i n d m ü h l e", bei der das ganze Gebäude mit den Windflügeln auf einem Bock durch einen „Sturz" drehbar ist, um die Flügel stets nach dem Wind einstellen zu können.

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Die Einrichtung einer solchen Bockwindmühle zeigt Abb. 143. Als Tragkörper des ganzen Mühlengebäudes dient ein kräftiger Eichenholzständer b, der „Hausbaum", der durch entsprechendes Balkenwerk a—d—e verstrebt ist. Der Hausbaum b endigt in einen Zapfen, um den das Gebäude durch den Hebelbalken q gedreht werden kaun. Die Windmühlenflügel X bewegen die Windradwelle 7; dadurch überträgt ein Kammrad die Bewegung auf die senkrechte Welle, die den Mühlstein direkt antreibt. Um den glatt abgedrehten Kranz des Kammrades kann ein Bremsband gelegt werden, das durch das aus der Abbildung ersichtliche Hebelwerk bewegt wird. Für ungefähr zweitausend Taler konnte eine solche Bockwindmühle gebaut werden. Es ist alles aus Holz, Arbeit des „Kunstmeisters", des Zimmermanns. Die ebenfalls hölzerne Welle lief in einem Steinlager und wurde durch Speckschwarten geschmiert.

Diese technisch primitive Lösung fand ihre erste Verbesserung in der „holländischen Windmühle", die ein Flanderer in der Mitte des sechzehnten Jahrhunderts erfunden haben soll (Abb. 144). Hier stand der Bau selbst fest und nur das Dach mit den Windflügeln war nach der Windrichtung durch einen „Sturz" drehbar.

Der übrige hölzerne Aufbau war der gleiche. Trotzdem ist die Windmühle in dieser Form zum Mahlen von Getreide und Gerberlohe, zu Be- und Entwässerungen, zum Betrieb von Wasserhebemaschinen von Nutzen gewesen und bot immerhin mit Leistungen bis zu 10 Pserdekräften eine ganz erhebliche » Kraftquelle dar.

Der Windmühlenbau blieb lauge, fast bis in unsere Zeit, bei der technischen Vollkommenheit der holländischen Windmühle stehen. Über die mit großer Macht einsetzende Entwicklung der Kraftmaschinen, besonders der Dampfmaschine, geriet er ins Hintertreffen, wurde vernachlässigt. Und deir Kreisen, die sich der Mühle bedienten, genügte sie in dieser Form. Deshalb hat der moderne Maschinenbau sich erst verhältnismäßig spät des Windmühlen-

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Abb. 143. Bockwindmühle.

Aus Rühlmann, Allgemeine Maschinenlehre.

baue§ angenommen. Kennzeichnend für diesen Umschwung ist die Verwendung von Stahl und Eisen als Bau st off. Was heute im ganzen sonstigen Maschinenbau eine selbstverständliche Erscheinung ist, wird hier noch als besonderer, noch nicht einmal allgemein anerkannter Fortschritt reklamiert. Das Eisen hat dann aus der Windmühle eine andere Figur gemacht. Der schwere, gedrungen massive Bau der Windmühle wird von einem leichten, hohen Eisengerüst abgelöst, auf dem ein leicht anmutendes Windrad läuft. Aber auch innerlich hat der moderne Windmotor aus der technischen Wissenschaft Nutzen gezogen. Man kennt heute die Mechanik des Winddruckes und bildet danach die Form der Windräder.

Nach einer Originalaufnahme der Photoglob Eo. in Zürich.

Abb. 144. Holländische Windmühle.

Man verringert durch geringe Gewichte der Windräder, durch bessere Lagerung die Reibungsverluste, macht damit die Windmotoren schon gegen verhältnismäßig geringe Windstärken empfindlich, so daß dadurch die Gangzeit der Motoren erhöht wird. Man trägt durch Regulierbarkeit den verschiedenen Windverhältnissen Rechnung, so daß die Umdrehungszahl und Kraftabgabe des Windrades gleich bleibt. Man montiert das Windrad auf einem Turmgerüst, um den Wind in höheren Luftschichten, wo er möglichst ungehindert weht, auszunutzen. Die Höhe des Turmgerüstes wird dann so gewählt, daß das Windrad über alle in einem Umkreis von 200 bis 300 m vorhandenen Hügel, Bäume, Häuser und was den freien Durchgang des Windes hindert, hinausragt.

Das Windrad bedarf einer doppelten Einstellung: nach der Windstärke und nach derWindrichtung. Je nach der Konstruktion dieser Organe unterscheiden wir verschiedene Systeme. Die Wirkungsweise einer Windmühle ist nun so, daß der Wind auf die schräg gestellten Flügel auftrifft, die Flügel diesem Druck ausweichen und damit das Rad in gleichmäßige Drehung versetzen. Je stärker also der Winddruck ist, umso schneller wird sich bei derselben Angriffsfläche das Windrad drehen. Um also die Umdrehungszahl bei stärkerem Wind gleichmäßig zu erhalten, muß man die Angriffsfläche verkleinern. Bei den Windmühlen wurde dies buchstäblich so gemacht: man

Siegeslauf der Technik. I.

nahm einzelne Flächen aus den Flügeln heraus, was bei der Größe und Bauart der Flügel eine gefährliche und mühsame Arbeit war. Die modernen Wind

räder bezweckendeshalb eine selbsttätige Anpassung an die Wind- f st ä r k e. Bei einer Hauptgruppe, dem Zentrifugal - R e g u l a t o r s y st e m, Abb. 146. Halladay-Motor, wird die Verkleinerung der    eingerückt.

Abb. 145. Halladay-Motor, ausgerückt.

Angriffsfläche durch Veränderung der Flügelneigung erzielt. Bei stärkerem Wind dreht man die einzelnen Flügel mehr in die Windrichtung hinein, so daß der auf sie auftreffende Wind geringere Ablenkung erfährt und zu geringerer Wirkung kommt. Die Art der Drehbarkeit der Flügel unterscheidet die verschiedenen Konstruktionen.

Das vorbildlich gewesene Halladay-Windrad besteht aus beweglichen Flügeln, die um eine Querachse so drehbar sind, daß sie in ausgerückter

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Abb. 147.

,    Windmotor,

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Stellung (Abb. 145) parallel zur Drehachse stehen, in ihrer Gesamtheit sozusagen eine prismatische Röhre bilden mit dem Querschnitt gegen den Wind, der infolgedessen ungehindert durchströmen kann. In die Radebene gestellt (Abb. 146), bieten sie ihre volle Angriffsfläche dar. Die selbsttätige Einstellung erfolgt durch Reguliergewichte, die an Hebeln angebracht sind und mit dem Rade rotieren.

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Bei Erhöhung der Umdrehungszahl durch stärkeren Wind fliegen die Gewichte infolge der Zentrifugalwirkung mehr nach außen, wirken dadurch auf eine Hebelvorrichtung, die die Flügelstellung verändert. Läßt der Wind und damit die Geschwindigkeit des Rades wieder nach.

so kehren die Gewichte in die ursprüngliche Lage zurück und stellen die Flügelflächen wieder mehr in den Wind. Es wird also selbsttätig dadurch stets die gleiche Umdrehungszahl erreicht. Die Ausrückung der Flügel kann natürlich auch durch entsprechende Hebelverbindungen von Hand erfolgen, wenn der Windmotor nach Feierabend oder zur Einstellung des Betriebes still gesetzt werden soll.

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Abb. 148. Sörensen-Windmotor, ausgerückt.

Die selbsttätige Einstellung nach der Windrichtung wird in der allgemein üblichen Weise durch eine Windfahne bewirkt, die in der Verlängerung der Drehachse des Windrades liegt und das Windrad immer in den Wind dreht. Die Möglichkeit dieser Einstellung beruht naturgemäß auf den leicht drehbaren Lagern des Windrades und dessen leichter Konstruktion überhaupt. Den schwerfälligen Holzbau der Windmühle hätte eine Windfahne nie in den Wind drehen können.

Bei dem Ultra-Standard oder Reinsch-Windmotor (Abb. 147) drehen sich die Flügel um ihre radial liegenden Längsachsen. Jeder Flügel trägt am äußeren und inneren Ende einen Drehzapfen, mit dem er in dem äußeren und inneren Radkranz entsprechend drehbar gelagert ist. In der Mitte wird jeder einzelne Flügel durch einen drehbaren Ring angefaßt, so daß durch dessen Drehung nach der einen oder anderen Seite das ganze Rad jalousieartig gleichmäßig geöffnet und geschlossen wird. Die Bewegung der Flügel wird wieder selbsttätig durch die Einwirkung der Zentrifugalkraft auf Hebelgewichte bewirkt; die Ausrückung von Hand erfolgt ebenfalls durch Hebel, die die Ringverschiebung veranlassen.

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Der Reinsch-Windmotor hat gegenüber dem Halladay-Rad den Vorzug einer stabileren Befestigung der Flügel durch die doppelseitigen Zapfen. Dadurch vergrößert sich naturgemäß die Anzahl der Gelenke in nicht gerade für die Betriebssicherheit erwünschter Weise, ein Nachteil, der durch gute Ausführung Abb. 149. Sörensen-Windmotor, eingerückt.

nahezu beseitigt werden kann. Jedenfalls gestattet die Konstruktion durch ihren stabilen Aufbau die Ausführung bis zu den größten Dimensionen und bleibt immer leicht regulierbar. Bei Motoren über 10 m Raddurchmesser werden, um zu große Flügelabmessungen zu vermeiden, die Flügel geteilt und unabhängig in Zapfen drehbar gelagert.

Die Einstellung in die W i n d r i ch t u n g wird bei den größeren Rädern (Abb. 147) durch eine Windrose bewirkt. Sie besteht aus zwei Schaufelrädern, die sich in entgegengesetzter Richtung im Wind drehen und durch Zahnradübertragung das Windrad in entgegengesetzter Richtung zu verdrehen suchen. Die Drehung erfolgt dann so lange, bis beide Wirkungen sich aufheben, das Rad also wieder im Wind steht.

Von dem Grundsystem des vollen Radkranzes weicht der Sörensen-Kegelwindmotor (Abb. 148 und 149) ab und kehrt zur Form der holländischen Windmühle mit einzelnen Flügeln zurück, und zwar hat sich eine Flügelzahl von vier bis sechs als am vorteilhaftesten erwiesen. Bei dieser Feststellung hat der Wind selbst, der eigentlich am besten wissen muß, was ihm nottut, ein entscheidendes Wort mitgesprochen. Er hat nämlich an einem zehnflügeligen Rad des dänischen Mühlenbauers vier Flügel gewaltsam ausgerissen und, nachdem er sich so „Luft gemacht hatte", ging das Windrad wesentlich besser. Unterstützt wird dieses Ergebnis der Selbsthilfe durch die Untersuchungen des dänischen Professors d e l a C o u r und durch die praktische Erfahrung, daß der Wind auf durchbrochene Flächen eine heftigere Wirkung als auf vollwandige ausübt, weil vielleicht der durch die Öffnung austretende Wind die Luft hinter der Wand mitreißt und noch eine zusätzliche Saugwirkung entsteht. Der ganz aus Stahl gebaute Sörensensche Kegelwindmotor hat weiter die Eigenart, daß die Radspeichen und damit die Flügelflächen nicht in einer geraden Ebene liegen, sondern zur Erhöhung der Widerstandsfähigkeit kegelförmig nach der Achse zu laufen; außerdem sind die äußeren Flügelenden schaufelförmig umgebogen. Die Flügelflächen selbst bestehen aus einzelnen Blechklappen, die jede um eine Achse drehbar gelagert ist. Die Klappen lassen sich jalousieartig öffnen und schließen und stehen in ausgerücktem Zustand wie die Flügel des Halladay-Rades parallel zum Wind (Abb. 148). Die Einstellung der Flügel erfolgt wieder durch selbsttätige Wirkung der Zentrifugalkraft. Das Windrad bietet so bei stabilem Bau gute Regulierfähigkeit und soll bis über 40 Pferdekräfte ausgeführt werden. Mit einem derartigen Windrad war seinerzeit das Südpolarschiff „G a u ß" ausgerüstet, das, wenn das Schiff im Eis lag, der Kohlenersparnis wegen zum Antrieb einer Dynamomaschine dienen sollte.

Die Konstruktionen mit beweglichen Flügeln bedingen immer durch ihre große Anzahl beweglicher Teile neben einer gewissen Komplikation eine schwerere Bauart des Rades, das dadurch weniger empfindlich gegen leichte Windströmungen wird. Auch lassen die zahlreichen Hebel und Drehpunkte leicht Reparaturen befürchten. Diese Gesichtspunkte haben zur Konstruktion der fest vernieteten Räder ohne bewegliche Teile, der

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zweiten Hauptgruppe von Windmotoren, nach dem sogenannten Eklipsesystem geführt. Hier wird die selbsttätige Einstellung nach der Windstärke dadurch bewirkt, daß das senkrecht im Wind stehende Rad bei stärker werdendem Wind aus der Windrichtung herausgedreht wird, wodurch sich die dem Wind ausgesetzte Fläche verkleinert. Das Rad ist schließlich ganz ausgerückt, wenn es parallel zum Wind steht. Zur selbsttätigen Regulierung dient eine fest angebrachte Seitenfahne, auf die der Wind einen Druck ausübt und infolgedessen das Rad aus der Windrichtung zu drehen sucht. Hieran wird es bei normaler Windstärke durch den Gegendruck einer Feder auf die Hauptfahne gehindert. Übersteigt jedoch der Winddruck das gewöhnliche Maß, so wird der Seitendruck größer als der Gegendruck der Feder und das Windrad schwingt aus der Windrichtung heraus.

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Abb. 150 zeigt eine Turbine der Sächsischen Stahlwindmotorenfabrik von G. R. Herzog in Dresden.

Abb. 150. Athletmotor der Sächsischen Stahl-windmotorensabrik G. R. Herzog in Dresden.

Auch die schon erwähnte Windmotorenfabrik von Karl Reinsch baut einen Stahlwindmotor Saxonia mit festen Flügeln. Die Konstruktion unterscheidet sich prinzipiell von der vorgenannten durch exzentrische Lagerung des Windrades, das dadurch ohne Seitensahne schon einen einseitig.en Druck erhält. An Stelle einer immer mit der Zeit nachlassenden Feder wird das Rad durch Gegengewichte ausbalanciert. Eine kleine Seitenfahne verstärkt die Wirkung der exzentrischen Lagerung.

Diese Konstruktionen und Systeme sind heute in der praktischen Anwendung dominierend, während weitere Abarten sich in dem heute schon an sich eingeschränkten Anwendungsgebiet nicht behaupten konnten. Es sei nur noch auf die Eh a mp i o n w in d müh l e hingewiesen, bei der das Windrad hinter dem Gerüst angeordnet ist, sich also stets selbsttätig dem Wind darbietet und infolgedessen einer Stellvorrichtung oder Windfahne nicht bedarf. Ein Übelstand dieser Anordnung ist das nicht ausbalancierte einseitige Gewicht des Windrades und die verdeckende Wirkung des Gerüstes, das hinter sich Windstille erzeugt, bei deren Durchgang im Windrad Stöße entstehen.

auch darf der Wind nur auf einer Seite eine wirksame Angriffsfläche finden, damit nicht die Flügel auf der anderen Seite der Wirkung entgegenarbeiten. Ein bescheidenes Anwendungs-gebiet habdn die Windturbinen doch, nämlich als Antrieb zur Ventilation von Bahnwärterhäuschen.

Die konstruktive Entwicklung des Windmotors hat immerhin

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Eine weitere selbsttätige Darbietung in den Wind ermöglicht auch die Konstruktion eines horizontal liegenden Rades mit senkrechter Welle, der sogenannten W i n d t u r b i n e. Die Bestrebungen nach horizontalen Windturbinen sind schon sehr alt (2166. 151), haben oft große Hoffnungen erweckt, aber bis heute zu keinen praktisch nennenswerten Ergebnissen geführt. Früher hat besonders der Vorteil der Windturbinen gereizt, daß der bei den Windrädern auftretende horizontale Druck wegfällt — ein Umstand, dem man durch entsprechende Konstruktionsmaßnahmen heute wirksam zu begegnen weiß. Man wird im Maschinenbau mit ganz anderen Drücken fertig! Es bleibt eben immer der

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Grundübelstand, daß die dem Wind dargebotene Stoßfläche stets Abb. 151. Windturbine aus dem seine Anwendbarkeit

erweitert und ihn schon für Luftbewegungen

Jahre 1547.

Aus Beck, Beiträge zur Geschichte des Maschinenbaues.

kleiner als bei verti

kalen Flügeln wird, empfänglich gemacht, die die alte Windmühle noch lange nicht rührten. Es steht sogar zu erwarten, daß gerade in konstruktiver Beziehung noch wesentliche Verfeinerungen eintreten, wenn erst die Errungenschaften des Auto-mobilbaues mit der ausgedehnten Verwendung hochwertiger Materialien und Konstruktionen: Aluminium, Nickelchromstähle, Kugellager u. s. w., mehr den Windmotorenbau, der sich vielfach noch kaum von der Windmühle losgesagt hat, befruchtet haben.

Trotzdem wird auch damit die Unbeständigkeit der Kraftquelle Wind nicht beseitigt, über die unser bis aufs äußerste angestrengtes Erwerbsleben nicht ganz hinwegkommen kann.

Ein gewisser, wenn auch nicht vollkommener Ausgleich ist allerdings heute in vielen Fällen möglich. So kann Sei Bewässerungsanlagen der Kraftüberschuß dazu dienen, Borratsbehälter mit Wasser zu füllen, aus denen dann an windstillen Tagen gezehrt wird. Wenn natürlich die Arbeitspause zu lange dauert, wird schließlich der nach praktischen und wirtschaftlichen Rücksichten gebaute Behälter nicht ausreichen und eine Unterbrechung eintreten.

In gleicher Weise kann der elektrische Akkumulator als Reservebatterie für-kurze Arbeitspausen benutzt werden.

Für alle Fälle längerer Windstille müssen dann die industriellen Betriebe mit einer Hilfsmaschine versehen sein. Und auch darin kommt ihnen die moderne Technik durch den Bau der leichten, schnellaufenden Explosionsmotoren entgegen. Ebenso wie die Segelschiffe den Launen der Windkraft durch einen Explosionsmotor trotzen, kann auch der Windmotorenbetrieb aus diesen jederzeit betriebsbereiten, wenig Raum verlangenden und im Anschaffungspreis mäßigen Maschinen großen Nutzen ziehen.

Besonders störend machen sich die Untugenden des Windes beim elektrischen Betrieb bemerkbar, weil gerade zur Lichterzeugung eine hohe Gleichförmigkeit erforderlich ist. Es sind deshalb für den elektrischen Betrieb besondere Vorkehrungen erforderlich.

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Zur Verhütung des Durchgehens der Windräder bei Windstößen oder Sturm, was eigentlich durch das Windrad selbst reguliert werden sollte, hat Professor de la Cour als einfaches Hilfsmittel eine Riemenwippe angewandt. Das Windrad treibt durch Riemen eine Vorgelegewelle, die auf einem mit veränderlichem Belastungsgewicht beweglichen Arm gelagert ist. Durch das Gewicht wird eine bestimmte Spannung des Treibriemens fixiert, so daß er bei Überschreitungen durch Windstöße gleitet und über die eingestellte Kraftübertragung nicht hinausgeht. Die gut arbeitenden Regulierorgane neuerer Räder machen vielfach diese oder ähnliche mechanische Vorrichtungen entbehrlich, so daß also eine für Tourenschwankungen wenig empfindliche Dynamomaschine und eine Akkumulatorenbatterie die Einrichtung ausmachen. Nur muß dann die Verbindung von Dynamomaschine und Akkumulator so beschaffen sein, daß bei höherer Tourenzahl und Spannung selbsttätig der überschüssige Strom in den Akkumulator fließt, während bei niedriger Tourenzahl, wenn die Akkumulatorspannung höher wird als die Maschinenspannung, ein Zurückfließen des Akkumulatorenstroms durch eine Unterbrechung verhindert werden muß.

Hierzu kann ein Minimalausschalter dienen, der sofort den Abb.1S2. Leuchtturm zu Büsum von Max Gehre.

Strom unterbricht, wenn die Amperezahl unter das normale Maß sinkt. Auf diese Weise kann eine verhältnismäßig regelmäßige Elektrizitätserzeugung geschaffen werden. Zum Beispiel ist bei dem so eingerichteten Elektrizitätswerke in Ascoo der Hilfspetroleummotor nur mit 8 Prozent an der Gesamtleistung beteiligt.

Der Windmotor hat heute sein Hauptanwendungsgebiet in der Landwirtschaft, wo er zur W a s s e r v e r s o r g u n g , zur Entwässerung und Bewässerung ein gutes und billiges Betriebsmittel darstellt. Auch die Wasserversorgung kleiner Gemeinden ist mit Windrädern in Verbindung mit Hochbehältern, die drei bis sechs Tage ausreichen, mit Erfolg vielfach durchgeführt und Orte, wo keine billigen Wasserkräfte vorhanden sind, werden sich auch in Zukunft dieser Kraftquelle bedienen. Natürlich muß auch hier eine Hilfsmaschine — sei es ein Göpel oder ein Benzinmotor — stets aushilfsbereit sein. In der Landwirtschaft hat der Windmotor das Erbe der alten Windmühle angetreten und erweitert: als Betriebskraft für Mahlmühlen, Schrotmühlen, Quetschmaschinen, Häckselmaschinen, Dreschmaschinen (Abb. 154) u. s. w. Im Kleingewerbe treibt er Bohrmaschinen, Drehbänke, Band-, Kreissägen und sonstige Arbeitsmaschinen oder er versorgt Leuchttürme mit Licht (Abb. 152) und Eisenbahnstationen mit Wasser (Abb. 153).

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Abb. 153. Eisenbahn-Wasserstation, ausgeführt von Karl Reinsch in Dresden.

Neben diesem Besitztum bleiben dem Windmotor eine Reihe noch kaum verwerteter, aber durch die technische Entwicklung immer mehr ausreifender Möglichkeiten, auf die vielleicht unsere Entwicklung noch zurückgreifen wird. Man hat schon oft beruhigt daran gedacht, wenn die rechnerische Erschöpfung der Kohlenlager die Gemüter beängstigte. Es sei beispielsweise an den Vorschlag erinnert, an der Nordseeküste zwischen Elbe und Weser auf 5000 Hektar unfruchtbarem Sand- und Geestboden pro Hektar ein Windrad von je 10 Pferdekräften aufzustellen. Das ergibt sofort die immerhin bemerkenswerte . Leistung von 50 000 Pferdekräften. Es

läßt sich dieses Beispiel ausdehnen und es ließen sich leicht imponierendere Zahlen aufstellen. Wir wollen davon absehen und uns mit der festgestellten Tatsache begnügen, daß wir im Wind noch eine große Kraftreserve haben, die uns im Falle der Not einmal sehr nützlich werden kann.

Noch ist die Luft frei.

Jeder kann sich so viel Wind nehmen als er will.

Der Bischof zu Utrecht,

Konr. Matschoß, war allerdings anderer Ansicht. Er glaubte, daß aller Wind der ganzen Provinz ihm gehöre, und erteilte 1341 auf Grund dieses Eigentumsrechts einem Kloster die Erlaubnis zum Bau einer Windmühle.

Auch unsere Zeit wird die Freizügigkeit der Lust nicht mehr lange gelten lassen, denn bei dem Siegeslauf der Technik, der mit der Eroberung der Luft in chemischer, verkehrstechnischer und motorischer Beziehung immer weiter vorrückt, wird die Lust sicher nicht lange mehr ungestraft gebührenfrei bleiben!

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ausgeführt von Karl Reinsch in Dresden.

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Die Waffermotoren.

Von Dipl.-dng. ft. Stern.

Die Urquelle allen Lebens und aller Kraft ist die Sonne. Wie auch die Technik „Kraft erzeugt", immer ist es nur eine Umsetzung der S o n n e n e n e r g i e, auf die im letzten Sinne alles zurückführt. Sie hat uns vor Jahrhunderttausenden versunkene Wälder zu Kohlen umgeschaffen und viele tausende Jahre zehrt die Industrie von dieser Kraft vergangener

Zeiten. Diese Bergangenheitsform der Sonnenenergie ist aber ein e r-schöpfliches Betriebsmittel, denn so groß die Kohlenlager auch sind, sie werden schließlich aufgebraucht. Die Grundlage unseres ganzen industriellen und wirtschaftlichen Lebens ist also kein Beharrungszustand, der indirekte Weg zur Verwertung der Sonneukraft aus Kohle ist nur Übergang und Untergang, und zwar ein Übergang zur Verwertung der G e g e n w artsformen der Sonireuenergie, der unerschöpflichen Betriebsmittel, deren wichtigstes uns in den Wasserkräften, der „weißen Kohle", wie die treffende logische, wenn auch nicht glückliche bildliche Bezeichnung heißt, gegeben ist. Der ewige Kreislauf des Wassers ist die ewige Wirkung der Sonnenwärme, die das Wasser aus dem Meer und den Flüssen verdampft und wieder auf die Erde herabschickt. Das vom Berg in das Tal herabstürzende Wasser ist die Kraftquelle, der wir ihre Energie abnehmen. Keine Kraftwirkung ist so sinnfällig, als die Gewalt des herabstürzenden Wassers eines Wasserfalls. Dies mag wohl daran liegen, daß die Wasserkraft die erste Hilfskraft im Daseinskämpfe des Menschen war. Es war ein naheliegender Gedanke, dem tosenden Wasser ein Rad entgegenzustellen, das durch den Aufprall des Wassers gedreht wurde. So entstand die Erfindung des Wasserrades, die bis vor Beginir unserer Zeitrechnung zurückreicht. Schon Vitruv berichtet von Wassermühlen, die durch unterschlächtige Wasserräder angetrieben werden, und Mithridates hat im Jahre 100 v. Chr. eine solche Mühle besessen. Trotzdem man also der Ausnutzung der Naturkraft auf der Spur war, konnten sich die Wasserräder doch noch nicht durchsetzen. Noch war der Mensch d i e Maschine, noch genügte die Arbeit seiner Hände, noch war zunächst kein Bedürfnis nach größerer Kraftleistung. Das Mittelalter ist in der Anwendung der Wasserräder vorgeschritten, die dann im zwölften Jahrhundert schon allgemein verbreitet waren. Walter von der Vogelweide spricht von der Mühle, in welcher der Stein im Schwung sich dreht und das Rad so unmelodisch geht. In dieser Zeit, die schon die Naturkraft zur Arbeit heranzog, ist die Sklaverei erloschen , die hauptsächlichste Folge der vermehrten Anwendung

kraft. Dem Kulturfortschritt waren damit die Wege zur weiteren Entwicklung gegeben. MitRechtweistWendt

der Wasserkraft zum__

Ersatz der bisherigen stbfc.i55.Unt^rnc6tige§(a)unb gerade auf die Tatsache menschlichen Arbeits- oberschlächtiges (b) Wasserrad. hin, daß im Mittelalter nur die Technik einen nennenswerten Fortschritt erzielt habe. „Hier sehen wir," sagt er in seinem Buch „Die Technik als Kulturmacht", „aufs neue die Vermutung bekräftigt, daß das grundlegende Element im Leben der Mens chheit in er st er Linie die Technik ist. An der mechanischen Arbeit entzündet sich sowohl die Knechtschaft als die Freiheit; aus ihr geht die materielle und zum Teil auch die geistige Kultur hervor; die letztere wächst aber erst dann in nennenswertem Maße, wenn die Technik so viel überschüssig- Werte erzielt hat, daß ein größerer Teil der

menschlichen Gesellschaft sich der materiellen Arbeit enthalten kann. Die geistige Kultur setzt Kapitalbildung voraus; nur auf diesem Boden kann die bis dahin gemeinschaftliche Arbeit in materielle und in geistige sich scheiden. Das Altertum konnte dies Kapital nur schaffen durch die vermehrte Einstellung von Sklaven: das Mittelalter erzielte dieses Kapital durch die vermehrte Nutzbarmachung mechanischer Naturkräfte. Das Kapital des Mittelalters hatte um das -

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Jahr 1500 eine solche Höhe erreicht, daß ein Teil der Zinsen auf die geistige Tätigkeit entfallenkonnte. Wir stehen daher an der Vorstufe des geistigen Erwachens." —

Aus Beck, Beiträge zur Geschichte des Maschinenbaues.

Die ältesten Wasserräder waren sogenannte „unterschlächtige Rüde r". Das rasch fließende Wasser tritt nahe an der tiefsten 3166.156. O6erschlächtiges Wasserrad aus dem 16. Jahrhundert. Stelle in das Rad ein und übt auf die der Bewegung entgegenstehenden Schaufeln einen Stoß aus, der das Rad in Umdrehung versetzt (Abb. 155 a). Bei dieser Stoßwirkung des Wassers kann jedoch nur ein geringer Teil der nutzbaren Energie dienstbar gemacht werden. Auch sind mit dieser Anordnung nur sehr kleine Gefälle auszunutzen. Eine bessere Ausnutzung und ein weitergehendes Anwendungsgebiet gewährt das „oberschlächtige Wasserrad" (Abb. 155 b und 156), bei dem das Wasser im Scheitel eintritt. Die Arbeitsleistung erfolgt fast ausschließlich durch die -Wirkung der Schwerkraft, des Wassergewichts, das die Schaufel anfüllt, mit dem Rad nach unten sinkt und sich in das Unterwasser entleert. Das Wasser macht also im Rad selbst den ganzen Gefällweg, der Raddurchmesser muß danach etwas kleiner als das Gefälle sein.

Zwischen beiden Extremen, dem ober- und unterschlächtigen Rad, gibt es noch einige Zwischenstufen mit anderer Höhenlage der Wasserzuführung. Bei dem „r ü ck e n s ch l ä ch ti g e n R a d" tritt das Wasser zwischen Scheitel und Achse auf der dem Gefälle zugewandten Seite ein und fließt in der Abflußrichtung an der tiefsten Stelle aus. Rückt die Eintrittstelle bis in die

Radmitte, nennt man das Rad „m i t t e l s ch l ä ch t i g", bei noch tieferer Eintrittstelle unter der Radmitte, wenn aber noch znm Teil eine Gewichts-wirknng des Wassers vorhanden ist, spricht man auch von einem „tief* schlächtigenRa d". Um bei den letztgenannten Rädern eine vorzeitige Entleerung zu verhindern, umgibt man den Radnmsang der wasserführenden Schaufeln mit einem dicht anschließenden Mantel, dem sogenannten Kropf, wodurch der Wirkungsgrad der Räder gegenüber der freihängenden Anordnung wesentlich erhöht ist. Eine weitere Erhöhung des Wirkungsgrades, der besonders beim unterschlächtigen Rad sehr gering ist, weist das Ponee-l e t r a d auf. Hier wirkt das Wasser nicht durch Stoß auf die Schaufelfläche oder durch sein Gewicht, sondern durch allmähliche Abnahme der Geschwindigkeit. Die Schaufeln sind zur Erreichung dieser Wirkung so gekrümmt, daß das Wasser ohne Richtungsänderung und Stoß in die Schaufel eintritt, in ihr in die Höhe fließt und dann dieselbe Bewegung rückwärts macht.

Die ältesten Wasserräder waren ganz aus Holz hergestellt, wie die Windmühlen Arbeit des „Kunstmeisters", der auch die zugehörigen Arbeitsmaschinen — meistens Mahlstühle — herstellte. Später treten die entsprechenden Wandlungen ein, eingeleitet durch die bessere Kenntnis der Wasserwirkungen, und machten das Wasserrad aus Stahl und Eisen zu einer verbreiteten und nützlichen Kraftmaschine. Trotzdem war es der Technik kein Erlöser wie die Dampfmaschine. Dazu war sein Anwendungsgebiet zu sehr eingeschränkt durch die Gebundenheit an den Ort des natürlichen Wasserfalls, denn eine Möglichkeit der Kraftleitung gab es noch nicht. Auch war die Erzeugung größerer Arbeitsleistung mit dem Wasserrad durch Vermehrung der Räder nur in praktisch begrenztem Umfang möglich. So konnte das Wasserrad der Dampfmaschine nicht hindernd im Wege stehen und um sich zur ebenbürtigen Macht zu entwickeln, bedurfte es des Übertragungsfaktors „Elektrizität", ohne welche die gegenwärtige und zukünftige Ausnützung von Wasserkräften nicht denkbar und möglich wäre.

Dabei ist das Wasserrad umgekommen. Es kommt heute nur, wie Pfarr einmal treffend sagt, „in verzweifelten Ausnahmefällen" zur Anwendung. Die Wasserräder haben in vielen Anw endungsform en schlechten Nutzeffekt, sie bilden schwere, raumsperrige Maschinen mit geringer, für heutige Zwecke meist nicht genügender Umdrehgeschwindigkeit. Sie erfordern deshalb in den meisten Fällen schwere Zahnradvorgelege. Schließlich sind die Regulierorgane so schwer und massig, daß eine empfindliche Regulierung nicht möglich ist.

Das Feld beherrschen heute die Turbinen. Sie unterscheiden sich von den Wasserrädern dadurch, daß das Wasser hier nicht durch sein Gewicht oder durch Stoß auf die Schaufeln wirkt, sondern durch allmähliche Abgabe seines Arbeitsvermögens durch Geschwindig-keits- und Richtungsänderung. Diese Wirkung war bereits beim Ponceletrad vorhanden. Die Turbine unterscheidet sich hiervon noch dadurch, daß bei ihr das Wasser nicht an der Schaufel an gleicher Stelle ein- und austritt, sondern daß es kontinuierlich die Schaufel durchfließt. Die Grenzen der Systeme lassen sich auch hier nicht ganz scharf ziehen und gehen ge-legentlichineinanderüber.Allgemein versteht man unter der Turbine mehr das Produkt des modernen Maschinenbaues, die schnellaufende, leicht oder automatisch regulierbare Kraftmaschine, unter dem Wasserrad das große,schwere,langsame Schaufelrad.

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Abb. 157. Durch Löffelrad getriebene Mühlgänge aus dem 16. Jahrhundert.

Aus Beck, Beiträge zur Geschichte des Maschinenbaues.

Geschichtlich reichen die Vorläufer der Turbinen ebenfalls sehr weit zurück, es sind die sogenannten „L ö s f e l r ä d e r". Das an einer senkrechten Welle befindliche Rad wurde hier von ausgehöhlte,: löffelartigen Brettern gebildet, die durch den Druck des dagegenströmenden Wassers in Umdrehung versetzt wurden. Für Mahlstühle wurde die Anordnung sehr einfach, denn der Mühlstein konnte an der gleichen Achse wie das Wasserrad angebracht werden. Eine derartige Einrichtung zeigt Abb. 157 nach Aufzeichnung von Jakob de ©trabe aus dem sechzehnten Jahrhundert. Noch besser läßt Abb. 158 die Schaufelform erkennen, die sich schon an die moderneren Formen anlehnt. Eine größere Bedeutung kam diesen Turbinen noch kaum zu. Den heutigen technischen Grundzügen sind erst die Konstruktionen des neunzehnten Jahrhunderts näher gekommen. Im Jahre 1833 entstand die Fourneyron-Turbine französischen Ursprungs (Abb. 159b), 1841 die Henschel-Jonval-Turbine deutschen Ursprungs (Abb. 159c), 1849 die Francis-Turbine amerikanischen Ursprungs (Abb. 159 ck) und 1863 die Girard-Turbine — die wichtigsten Entwicklungsstufen des Turbinenbaues.

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Bei den Turbinen wirkt das Wasser durch allmähliche Änderung seiner Geschwindigkeit. Nach der Wirkungsweise des Wassers unterscheidet man nun Druck-, Aktions- oder Strahlturbinen und Überdruck-oder Reaktionsturbinen.

Bei der Strahlturbine ist die Wasserwirkung wie bei den beschriebener: Löffelrädern. Der freie Wasserstrahl wirkt auf die Schaufel mit seinem vollen Gefälldruck.

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Abb. 158. Peltonradähnliches Löffelrad aus dem 16. Jahrhundert.

Aus Beck, Beiträge zur Geschichte des Maschinenbaues.

Bei den Reaktionsturbinen ist die Wirkung wie bei dem Segnerschen Reaktionsrad (Abb. 159 a). Der aus der Rohrmündung austretende Strahl er-

zeugt einen Gegendruck, der das Rohrende entgegengesetzt den Austrittsöffnungen G und F bewegt. Hier wirkt also der Gegendruck des ausströmenden Wassers auf die Gefäßwandung, ähnlich wie der Rückschlag eines Geschosses, während die Strahlturbine der Geschoßwirknng selbst entspricht. Die praktischen Formen der Turbinen bringen zu diesen zwei Systemverschiedenheiten noch eine Reihe verschiedener konstruktiver Ausführungsformen. Eine Turbine besteht immer aus zwei Hauptteilen, dem Leitapparat oder Leitrad (A in Abb. 159b und Abb. 159c, b in Abb. 159d) und dem Laufrad (ß in Abb. 159b und Abb. 159c, cd in Abb. 159d). Je nachdem das stillstehende

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b) Fourneyron-Turbine.

d) Francis-Turbine.

a) Segnersches Reaktionsrad.

c) Henschel-Jonval-Turbine.

Abb. 159. Schematische Darstellung der wichtigsten Turbinenarten.

Leitrad, das zur Wasserzuführung dient, innen oder außen liegt, spricht man von innerer (Abb. 159 b) oder äußerer Beaufschlagung (Abb. 159 d), wenn nur ein Teil des Laufrades beaufschlagt wird, von partieller Beanfschlagung (Abb. 158). Nach der Durchflußrichtnng des Wassers unterscheidet man A ch-sial-, Radial- nnd Diagonaltnrbinen. Die Mannigfaltigkeit wird noch vergrößert durch Anordnungen mit stehender (Abb. 161, 168 und 169) oder liegender Welle (Abb. 162 und 171), durch freie Anordnung im Schacht (Abb. 161) oder int abgeschlossenen Gehänse (Abb. 168 und 169) u. s. w. Grundsätzlich ist die achsiale und radiale Ausbildung für den Bau von maßgebender Bedeutung. Die Einrichtung einer Achsialturbine nach Art der Henschel-m ii

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Abb. ICO. Lauf- und Leitrad einer Francis-Turbine.

Jonval-Turbinen zeigt Abb. 159 c. Das Wasser tritt bei dieser Anordnung von oben in den Leitapparat A und von dort in das darunter liegende Laufrad B, in dem das Wasser auf einer gekrümmten Fläche abgelenkt wird und dabei sein Arbeitsvermögen abgibt. Die Laufradkanäle bewegen sich also unter den Leitradkanälen. Das Anwendungsgebiet der Achsialturbinen ist in den letzten Jahren sehr zusammengeschrumpft; heute werden sie kaum mehr für moderne Anlagen gebaut. Das hat seinen Hauptgrund in der schwierigen Regulierbarkeit dieser Turbinenart. Man hat bei Wasserkräften naturgemäß mit Berschiedenheiteu der Wassermenge zu rechnen, bei denen möglichst gleichbleibende Leistung erzielt werden soll. Bei den Achsiäl-turbinen ist die teilweise Abdeckung der Eintrittskanäle die natürlichste Regelung. Dazu sind aber schwere Platten oder Schieber nötig, die schwer zu bewegen sind. Durch einseitige Ausschaltung einzelner oder einer Reihe

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Abb. 161. Einfache Francis-Turbine mit stehender Welle in offenem Schacht.

Kanäle entstehen auch ungünstige einseitige Beanspruchungen der Achse und des Tragzapfens, der bei der Achsialturbine den vollen Wasserdruck aufzunehmen hat. Auch sind Laufrad und Leitrad schwer zugänglich.

Schaufelkranz c des Laufrades d. Die Richtung des Wassers in dem Leitrad geht von außen nach innen. In Abb. 160 sind einige Lehrjungen in die Leitradkanäle gekrochen, um darzutun, daß bei der Francis-Turbine große Querschnitte der Kanäle — die

die Gefahr einer Verstopfung durch Leitrad b umgibt Abb. 162. Francis-Turbine in Spiral- Verunreinigungen, also konzentrisch den    gehause.

u. s. w. ausschalten — zulässig sind. Das Laufrad ist neben die Turbine gestellt und läßt die Schaufelformen deutlich erkennen.

Abb. 161 zeigt den Einbau einer solchen Turbine mit stehender Welle in offenem Schacht. Das Wasser tritt von rechts in das unterkellerte Gebäude und fließt durch die Turbine in das Unterwasser. Man sieht, wie oben auf der stehenden Welle ein großes Kegelrad sitzt, das ein kleines Kegelrad und damit die horizontale Antriebswelle einer Dynamomaschine antreibt. Für die Francis-Turbinen ist die Regulierung mit drehbaren Leitschaufeln, die Professor Fink 1859 angegeben hat, fast allgemein gebräuchlich. Die An-

Alle diese Nachteile werden bei der äußeren Radialturbine oderFrancis-Turbine (Abb. 159d) vermieden, der Turbinenart, die im modernen Wasserkraftmaschinenbau vorherrschend, fast alleinherrschend geworden ist. Die von Fourneyron zuerst angegebene Radialturbine mit innerer Wasserzuführung (Abb. 1595) ist dabei auch ins Hintertreffen geraten. Der Wassereintritt erfolgt bei der Francis-Turbine radial, das heißt senkrecht zur Achse in das Laufrad, in dem das Wasser eine Ablenkungum einen rechten Winkel erfährt, so daß es in der Richtung der Achse aus dem Laufrad austritt. Das

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Abb. 163. Versuchslaufräder für Francis-Turbinen.

ordnung ist aus Abb. 162, einer sogenannten „Spiralturbine" mit liegender Welle, ersichtlich. Die Heller angedeuteten Schaufeln sind um Zapfen drehbar, so daß sie sich jalousieartig öffnen und schließen und damit die durchtretende Wassermenge verändern.

Die Francis-Turbine gewährt eine große Freiheit in der Aufstellungsart; sie kann mit stehender und liegender Welle in offenem Schacht für kleinere Gefälle oder in geschlossenem Gehäuse, dem das Wasser durch Rohrleitungeu zugeführt wird, angeordnet werden. Da die Höhenlage der Turbine ohne Einfluß auf den Nutzeffekt ist, kann sie bis 7,5 m über dem Unterwasserspiegel aufgestellt werden, wodurch gute Zugänglichkeit, kurze Welle und Unempfindlichkeit gegen ansteigenden Unterwasserspiegel bei Hochwasser erreicht wird. Das ganze Gefälle bleibt dabei dadurch voll ausgenutzt, daß ein sogenanntes „Saugrohr" das Laufrad mit dem Unterwasserspiegel verbindet, bis zu dem das Gefälle dann saugend wirkt. Durch veränderte Ausbildung des Lauf-

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Abb. 164. Francis-Doppelzwilling-Schnelläuferturbine.

rades läßt sich die Umdrehungszahl der Francis-Turbine in weiten Grenzen ändern und fast allen Verhältnissen in ganz hervorragender Weise anpassen. Wie sich die Laufradformen dabei ändern, zeigt ein Blick auf Abb. 163, die Räder der Versuchsanstalt von Briegleb, Hansen L Co. in Sundhausen darstellt.

Will man bei kleinem Gefälle und großer Wassermenge eine hohe Tonrenzahl erzielen, so kann man mehrere kleinere Turbinen auf eine Achse setzen. Eine derartige Ausführung zeigt Abb. 164. Das Wasser tritt durch die Leiträder ein, durchfließt die Laufräder und kommt hon den zwei Turbinen in gemeinsame Abflußkessel: in der Abb. 164 sind die auf einer Achse befindlichen Laufrüder herausgenommen.

So ergeben sich fast für alle Bedürfnisse Anwendungsformen und das hat die Francis-Turbine zur Standardtype gemacht. Ihr hoher Nutzeffekt — bis 86 °/o des dem Wasser innewohnenden Arbeitsvermögens wird gewonnen —- und die gute Regulierbarkeit werden ihr diese Stellung in Zukunft noch erweitern.

Die Grenzen ihres Machtbereiches bilden große Gefälle und kleine Wassermengen. Hier ergeben Francis-Turbinen zu hohe Tourenzahlen und man

Siegeslauf der Technik. I.

wendet in diesen Fällen partiell beaufschlagte Freistrahlturbinen (Aktionsturbinen) cm. Auch hier ist die achsiale Druckturbine, die sogenannte Girard-Turbine, die große Verbreitung hatte, fast ganz überwunden und man verwendet ausschließlich die radialen Freistrahlturbinen nach Art der Peltonräder und T a n g e n t i a l r ä d e r.

bedarf muß die Turbine ausreichende Anpassungsfähigkeit haben. Regulierfähigkeit und Nutzeffekt haben die Francis-Turbine und das

Bei dem Peltonrad trifft der Wasserstrahl auf die Schneide zweier aneinandergerückten löffelartigen Schaufelflächen, wie sie aus Abb. 165 zu erkennen sind, wird an der Schneide in zwei Hälften gespalten und folgt, seine Bewegungsenergie abgebend, der Schaufelform, aus der er seitlich aus-tritt. Der Austritt des Druckwqssers erfolgt durch eine oder mehrere, höchstens vier Düsen, deren Mundstück entweder kreisringförmigen oder besser rechteckigen Querschnitt hat. Zur Regulierung wird der Austrittsquerschnitt verändert, so daß durch die kleinere oder größere Wassermenge eine entsprechende Leistungsänderung der Turbine entsteht. Abb. 166 zeigt eine Hochdruckzwillingsturbine mit vier Düsen von I. M. Voith in Heidenheim, bei der die Lausräder deutlich zu erkennen sind. Als früher ziemlich verbreitete Konstruktion, die aber heute auch immer mehr verlassen wird, wäre noch die sogenannte „Schwammkrugturbine" zu erwähnen. Es ist eine Freistrahlturbine mit innerer Beaufschlagung.

Peltonrad zu ihrer herrschenden Stellung gebracht, so daß heute meist zwischen beiden die Entscheidung liegt. Der Turbinenbau, der jahrzehntelang an Systemqualen litt, ist damit auf eine einfachere Formel gebracht. Die Strahlturbinen sind heute ganz auf ihr Spezialgebiet beschränkt. Für geringere Gefälle

Das Wasser trat durch ein Mundstück, dessen eine Seite scharnierartig beweglich war, also eine veränderliche Austrittsöffnung ermöglichte.

Abb. 165. Peltonrad.

Diese Turbinen haben mit den Pelton-rädern den Vorteil leichter Regulierfähigkeit gemein, ein Umstand, der für die Lebensfähigkeit moderner Turbinen direkt ausschlaggebend ist. Für den empfindlichen elektrischen Betrieb oder für wechselnden Kraftkommt zu sehr der Gefällverlust infolge der freihängenden Anordnung über dem Unterwasser in Betracht. Man hat früher, als man das Heil des Tur-^binenbanes noch in der Entwicklung der Girard-Turbinen sah, verschiedene Wege eingeschlagen, diesen llbelstand zu beseitigen. Girard selbst wandte die sogenannte Hydropneumatisation an. Er umgab das Laufrad mit einem nach

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Abb. 166. Hochdruckzwillingsturbine mit vier Düsen.

unten offenen luftdichten Gehäuse, in das Luft hineingepreßt wurde, um das Wasser zu verdrängen, so daß künstlich ein Senken des Unterwasserspiegels bewirkt wurde, um freien Ausfluß zu erreichen. Die Einrichtung ist über vereinzelte Anwendungen nicht hinausgekommen, ebenso wie alle anderen Abarten zur Linderung der Nachteile der Druckturbine; alle diese zum Teil höchst sinnreichen Konstruktionen haben heute, wo die Francis-Turbine ihren Platz ausfüllt, keine Bedeutung mehr.

Was die modernen Turbinen charakterisiert, ist also der hohe Nutzeffekt — 86 o/o, bei einzelnen Peltonrädern sogar 90°/o — die hohe und eventuell veränderliche Umdrehungszahl und die selbsttätige Regulierbarkeit. Im hohen Nutzeffekt kommen die ganzen Fortschritte der Technik zum Ausdruck. Wissenschaftliche Erkenntnis bei der Konstruktion der Schauselformen, der Wasserwege, der Anlage der Kanäle, sabrikationstechnische Fortschritte durch Präzisionsarbeit aller Organe, der Zapfen und Lager, gießereitechnische Erfahrung bei der Herstellung der schwierigen eingegossenen Blechschaufeln und noch tausend Momente haben zusammengewirkt, um aus dem bedächtig-schweren Wasserrad eine flinke, sozusagen arbeitsfreudige Turbine zu machen.

Die gründliche Verfolgung der Bewegungsverhältnisse des Wassers hat neue Wege gezeigt, um das Wasser unseren Wünschen nach arbeiten zu lassen. Man gibt sich nicht mehr mit der Gemächlichkeit des Wasserrades zufrieden, dessen Geschwindigkeit durch Zahnräder übersetzt wird. Die Turbine muß selbst die zum Antrieb erforderliche Geschwindigkeit geben und das Wasser muß in den entsprechenden Ablenkungsflächen parieren und die Wege wandeln, die der rechnende Konstrukteur ihm vorschreibt.

Auch in die Fesseln einer gesitteten Gleichmäßigkeit der Arbeitsabgabe hat sich das nasse Element nicht ohne Schwierigkeit schlagen lassen. Es wcw schwer, unter gewissen Bedingungen die unbändige Wasserkraft überhaupt zur friedlichen Arbeit zu bringen, es war eine Aufgabe für sich, einen Hüter zu finden, der mit Kraft und Strenge allen Untugenden der Wasserkräfte Gegenmaßregeln entgegensetzt. Dieses Amt der Anpassung, Einschränkung und Gleicherhaltung erfüllt auch hier der Z e n t r i f u g a l r e g u l a t o r, der entsprechend der Geschwindigkeit seine Arme ausbreitet und dadurch die Möglichkeit einer regelnden Einwirkung bietet. Aber die Kraft seiner durch die Schwungkraft emporgerissenen Pendelarme reicht nicht mehr aus, um die schweren Regulierorgane—die drehbaren Leitschaufeln einer Francis-Turbine — zu verstellen. Hierzu bedarf er einer Hilfskraft, die seinem Willen folgt, die er zu kommandieren hat. Das ist der sogenannte Servomotor. Man denke sich zum Beispiel einen Zylinder, in dem ein Kolben unter Wasserdruck sich hin und her bewegt, je nachdem der Wasserzutritt erfolgt. In diesem Falle würde der Regulator nur das leicht bewegliche Wasserzutrittsventil verstellen und danach eine entsprechende Kolbenbewegung erzeugen. Je nach Größe des Kolbens und des darauf wirkenden Wasserdrucks ist die Kraft- e äußerung, die jetzt die Bewegung der Regulierschieber oder Leitschaufeln bewirkt. Die Schwierigkeit der Regulierungseinrichtungen ist damit noch nicht erschöpft. Das Wasser läßt sich nicht wie ein Danlpfrohr einfach abschließen, es kommt bei vielleicht 100 m Gefälle mit einem enormen Druck in die Turbine und ein plötzlicher Abschluß würde zur Zerstörung der ganzen Rohrleitung führen. Da bedarf es noch besonderer Vorkehrungen, um Drucksteigerungen in den Leitungen zu vermeiden und noch anderes mehr! Gerade die Frage der Regulierung erinnert wieder daran, daß man mit einer Naturkraft arbeitet, die man nur für sich gewinnen und besiegen kann, wenn man ihre „Natur" berücksichtigt. Die selbsttätig arbeitende Turbine im Elektrizitätswerk, deren geräuschlos spielender, gleichmäßiger Gang kaum ahnen läßt, welches Kräftespiel gewaltsam im Innern vor sich geht, bestätigt, daß der Siegeslauf der Technik sich dieses Erfolges rühmen darf. Er hat gewaltige Wasserriesen in seine Macht gebracht. Den Niagara! 300000 Pferdekräste sind heute ausgenutzt, eine Anlage, die mehr als ein Schulbeispiel bedeutet!

Die Niagarafälle werden vom Niagarafluß zwischen dem Erie-und Ontariosee gebildet, deren Höhenunterschied etwa 100 m beträgt, wovon 50 m auf den eigentlichen Niagarafall, der Rest auf die Stromschnellen entfällt. Im ganzen steckt eine Leistung von etwa 7000000 Pferdekräften in diesem Riesenfall. Auf verschiedenem Wege ist man an die Unterjochung herangegangen. Die älteste Anlage baute einen langen Oberkanal, der durch die Stadt Niagara führte und die Fälle umging, in Abb. 167 mit „Kanal" bezeichnet. Schon 1842 tauchte durch August Porter dieser Plan auf, der den Obergraben bis 1858 vollendete. Der Deutschamerikaner A. Schöll-k o p s kaufte den Kanal an und gründete die älteste Gesellschaft zur Verwertung der Niagarakräfte: Die Niagara Falls Hydraulic Power & Manufacturing Co. Der 1350 m lange, später auf 30 m verbreiterte Oberkanal endigt in einem Verteilerbecken, an das sich Mühlen, Papierfabriken mit Holz-

Abb. 167. Die Wasserkraftwerke am Niagara. Aus der Zeitschrift des Vereins deutscher Ingenieure.

schleifereien und chemische Fabriken ansiedelten, die nur einen Teil des Gefälles ausnutzten; siehe Abb. 170, links.

Jahre 1896 wurde das erste Elektrizitätswerk (Abb. 170, rechts) am unteren Ufer in Betrieb genommen, 14 Francis-Turbinen mit etwa 33 000 Pferdekräften. Zusammen mit dem neueren Werk (e) werden etwa lOOOOOPfer-dekräfte an

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dieser Stelle verwertet.

Diese Anlage bot der Unternehmungslust nicht genügend Möglichkeiten, da alles Terrain am Obergraben bald in festen Händen war und Boden und Grnnderwerb zu teuer wurde. Die Catarä'ct Construction Co. griff die Sache anders an. Sie baute einen kürzeren 520 m langen Oberkanal mit 55 m tiefen Schächten für die Turbinen. Ein 2265 m langer unterirdischer Tunnel (in Abb. 167 mit „Abwassertunnel" bezeichnet) führt das Verbrauchswasser ab und läßt es unterhalb der Fälle einmünden. Zn dem im Jahre 1900 errichteten Kraftwerk wurde ein Wettbewerb für die Konstrukteure aller Länder ausgeschrieben, ans dem die Firma Picard & Pictet, Genf, mit 5000 Pferdekräften Fourneyron-Dopp elturbinen (Abb. 168 und 169) siegreich hervorging. Für das Kraftwerk der Electrical Development Co. lieferte Esch er Wyß & Co., Zürich, Francis-Doppelturbinen von 13 000 Pferdekräften:

bergt die Kunstbeilage. Das Wasser wird den zu zweien übereinander angeordneten Turbinen von der Seite zugeführt; die nach oben führende Welle, die direkt die Dynamomaschine antreibt, besteht aus Blechrohren von 1 m Durchmesser.

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Abb. 168. Längs- und Querdurchschnitt der Fourneyron-Turbinen am Niagarafall.

Die übrigen Anlagen befinden sich mtf kanadischer Seite. Die Canadian Niagara Power Co., die bei f (9166. 167) ihr Krafthans hat, ist ähnlich wie die Anlage der Niagara Falls Power Co. angelegt und bort Eicher Wyß LCo. mit Francis-Turbinen bon 10 000 Pferdekräften ausgerüstet. Ähnlich ist auch die Anlage der Toronto and Niagara Power Co. (h). Der Grundtyp aller dieser Anlagen ist der gleiche. In das felsige Userland sind tiefe Schlitze eingearbeitet, auf deren Grund die Turbinen sitzen, derenWasserzuführung große senkrechte Rohrleitungen M (9(66. 170, rechts) bilden. s Die Wasserabführung ge-    jf

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Abb. 169. Schnitt durch eine Niagara-Fourneyron-Doppelturbine.

schieht durch unterirdische Kanäle. Damit sollte der kostspielige Grunderwerb für lange Oberkanäle bermieden werden; es fehlte auch an steilem Uferland des Unterwassers, an Raum zur Errichtung der Kraftwerke und schließlich — war es so bon alters her. Den älteren 9lnlagen, die ihre Turbinen bei den Fabriken unterbringen mußten, sind die neuen, die durch die Mög-

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Aus „Scientific American“.

Vertikalschnitt durch eine Franeis-Doppelturbine von 13000 Pferdekräften der Electrieal Development Company an den Niagarafällen.

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lichkeit elektrischer Kraftübertragung nicht mehr so au den Ort gebunden waren, nachgebaut worden. Als eine hiervon abweichende Anlage sei noch die der Ontario Power Co. hervorgehoben. Hier wird das Wasser bei den Dufferininseln entnommen und durch gewaltige, 2 km lange Rohrleitungen von 5¹h m Durchmesser dem Krafthaus g zugeführt. Diese Maschinenanlage b e st eh t aus deutschenT urbinen: Zwillings-Spiralturbinen von je 11400 Pferdekräften Leistung bei 79 m Gefälle von I. W. Voith in Heidenheim (Abb. 171). —

Die Ausnutzung der Wasserkräfte in großem Maßstab hat erst die Entwicklung der Elektrotechnik ermöglicht. Das Wasserrad konnte, wie schon angedeutet wurde, keine Umwälzung anbahnen, weil die Gebundenheit an den Ort der Anwendung für viele Zwecke im Wege stand. Von dieser Unfreiheit hat die Elektrotechnik die Wasserkräfte erlöst und damit der ganzen Technik und Industrie neue Wege eröffnet, neue Möglichkeiten gegeben. Der entscheidende Schritt hierzu war, wir können wohl sagen, die klassische Kraftübertragung von L a u f f e n am Neckar nach Frankfurt a. M. zur „Elektrotechnischen Ausstellung" im Jahre 1891.

Seit dieser Zeit hat die Paamng von Wasserkraft und Elektrizität gewaltige Fortschritte gemacht; sie umfaßt jetzt etwa 5000000 Pferdekräfte — Maschineneinheiten bis 15000 Pferdekräfte — Gefälle, wie beim Elektrizitätswerk in Bouvry, von 920 m — Spannungen in den Über» tragungsleitungen von 60000 bis 65 000 Volt. Das Elektrizitätswerk der Bay Countries Power Co. in Kalifornien überträgt etwa 60 000 Volt nach dem 370km entfernten SanFranzisko — Entfernungen von Tausenden

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von Kilometern. In einem Betriebstörungsfall wurde einmal von dem genannten Elektrizitätswerk in Kalifornien nach dem fast 6000 km entfernten Elektra Strom geliefert, so daß dort der Betrieb nicht gestört war.

Jir dieser Paarung liegt die Zukunft der Industrie, in ihrem Zeichen wird unser ganzes Wirtschaftsleben dereinst eine andere Physiognomie annehmen, wenn sich einmal der große Umzug der Industriezentren von den Kohlenbezirken nach den Wasserbezirken vollziehen wird. Der Zug nach den Wasserkräften, der zur Zeit der Wasserräder schon einnial das Aushilfsmittel der Industrie war, wird sich wiederholen. Aber er wird andere Gestalt annehmen, denn er wird ein Zug der Großindustrie sein. Und die Elektrotechnik wird von den Kraftzentren ihre Fühler weit in das Land hinaussenden und die Kraft nach Bedürfnis und Wunsch verteilen. Diese Entwicklung bereitet sich heute vor. Die einzelnen Industriegebiete, wie die chemische Industrie, ziehen nach den Wasserkräften, in deren Umgebung zahlreiche Gewerbe sich ansiedeln. Es können deshalb die Länder getrost in die Zukunft schauen, die einen großen Schatz an Wasserkräften besitzen. Gerade in aller-neuester Zeit hat man mehr als je wieder die Wasserkräfte entdeckt und von überallher berichtet man über große Projekte.

Was harrt nicht alles der elektrischen Erschließung! Italien kann mehr als 2500000 Pferdekräfte ausnutzen, womit sich allein Hs Milliarde Mark Kohlenersparnis erzielen läßt. Durch eine die Verwertung der Wasserkräfte fördernde Gesetzgebung umfaßt der Ausbau heute schon fast 500000 Pferdekräfte, die eine wesentliche Verbesserung der wirtschaftlichen Lage Italiens herbeigeführt haben. Österreich macht mit den Etsch-und Sillwerken, dem Trisanna- und Kaiserwerk sowie den Projekten am Jsonzo erst Anfänge großer Anlagen. Die schöne Schweiz besitzt etwa 300 000 Pferdekräfte Wasserkraft. Schweden verfügt über 10000000 Pferdekräfte, Finnland über 4000 000, Norwegen sogar über 28 000000 Pferdekräfte, von denen in absehbarer Zeit in Schweden 2 000000, in Finnland 300 000, in Norwegen 1500 000 nutzbar gemacht werden können. Paris beabsichtigt seinen weiteren Energiebedarf von 150000 Pferdekräften aus 480 km Entfernung von der Rhone zu beziehen.

Die Kühnheit der Projekte allein ist schon ein Zeichen der Zeit, ein Beweis, welches Vertrauen die heutige Technik zu ihrem Können hat, wie der Mensch tatsächlich die Erde anders „einrichtet", seinen Bedürfnissen anpaßt. Man denkt daran, den 3800 m hoch gelegenen Titicacasee in Peru zum Meer abzuleiten und dabei mehrere Millionen Pferdestärken zu gewinnen. Transvaal soll seine Energie von den Viktoriafällen am Zämbesi auf die für dauernde Anwendung noch nie übertragene Entfernung von 1000 km beziehen. Die zur Verwertung gebildete Victoria Falls Electric Power Co. Ltd. hat den Ausbau von 250 000 Pferdekrästen in Aussicht genommen. Bayern verbindet den Kochel- und Walchensee und will ein großes Kraftwerk errichten, das auch zur Elektrisierung der Bahnbetriebe verwendet werden soll.

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Abb. 171. Zwillings-Spiralturbine von 11400 Pferdekräften am Niagara.

Allen Gewalten zum Trotz sich erhalten! Gegen die Hochwassergefahren werden riesenhafte Talsperren gebaut, die Schutz-, Wasser- und Kraftspender zugleich sind. Auch in Japan übersieht die Unternehmungslust nicht den Reichtum an Wasserkräften. Schon mehr als hundert kleinere Wasserkraftwerke sind eingerichtet und größere im Bau, Kioto mit 4400 Pferdekräften. Das Kraftwerk für Tokio am Tamagavafluß wird 20 000 Kilowatt mit 40000 Volt Hochspannung mehr als 40 ürn übertragen.

Wir sehen, wir stehen erst im Anfang der Kraftverwertung der Wasserfälle und fast überall sind erst kleine Bruchteile der verfügbaren Energie ausgenutzt, so daß der Reichtum noch lange nicht erschöpft ist und der Kraftmangel noch keine Besorgnis erregt. Dabei bleiben noch die Ausnutzung der E b b e und Flut, der Kraft der Meereswellen, für die ebenfalls schon praktische Formen gefunden sind und die weitere Millionen Pferdestärken enthalten. Es kommt dabei nicht die Verwertung der Ebbe- und Flutströmung in Betracht, wie sie durch unterschlächtige Wasserräder in der Art der alten Wassermühlen möglich war. Auf diese Weise lassen sich nur geringe Leistungen erzielen.

Man denkt vielmehr daran, bei Hochwasser große Becken zu füllen; bei Niedrigstand bildet dann dieses Wasser ein Gefälle, das durch Turbinen ausgenutzt werden kann. Ein derartiges Projekt soll in Groden an der Elbemündung, kurz oberhalb Kuxhavens, ernstlich Gestalt annehmen. Ein Becken von 200 000 qm Grundfläche wird bei Ebbe gänzlich geleert, dann bleiben die Schützentore geschlossen. Das Wasser steigt an und fließt dann mit entsprechendem Gefälle durch die Turbinen nach dem leeren Becken. Vor der Hochwasserzeit wird das Becken ganz gefüllt und bleibt dann abgeschlossen, bis der äußere Wasserspiegel um etwa 1,5 m gesunken ist und das im Becken hochstehende Wasser nach außen abfließen kann. Auf diese Weise soll eine gleichmäßige Leistung von etwa 150 Pferdekräften erzielt werden. Es geht schon hieraus hervor, daß der notwendig werdende Apparat mit dem Riesenbecken, den großen Schützen etwas anspruchsvoll ist und daß die Kosten solcher Riesenanlagen die Wirtschaftlichkeit in Frage stellen, wenn der Grund und Boden erst angekauft und abgegraben und bebaut werden sollte. Aussichtsreicher werden die Verhältnisse, wenn ein von Natur aus vorhandenes Becken, eine Bucht u. s. w., dafür geeignet ist, oder an Plätzen, wo ein größerer Wasserwechsel, also auch größere Gefälle bei Ebbe und Flut vorhanden sind. Eine solche Möglichkeit würde sich zum Beispiel durch die Trockenlegung der Zuider-see bieten, durch die eine Fläche von fast 4000 qkm geschaffen würde. Wenn erst die Not solche Wege sucht, werden sich auch hier noch praktisch nutzbare Möglichkeiten bieten, die immerhin schon so nahe gerückt sind, daß man sie nicht übersehen darf. —

Die Erbauer von Wasserkraftanlagen mußten sich eine große Schmähung gefallen lassen. Man hat ihnen vorgeworfen, daß sie die herrlichsten Naturdenkmäler schändeten und zerstörten. Mitunter mit Recht. Es muß zugegeben werden, daß mit mehr Verständnis und Gemüt manches hätte besser gemacht werden können und manche große Naturschönheit weniger beeinträchtigt worden wäre. Aber immer war es nicht möglich, und wenn man ehrlich ist, es wird auch in Zukunft nicht ohne Zerstörung abgehen. Aber die Technik hat manches zu ihrer Verteidigung zu sagen. Sie zerstört, um aufzubauen — alle Neuerer waren zuerst Zerstörer. Und sie bezahlt mit anderen Werten. Hat nicht die Entwicklung der Technik das Leben jedes einzelnen mit unzähligen Möglichkeiten des Genusses bereichert? Wie viel geben allein, um nur ein Beispiel anzudeuten, die Verkehrseinrichtungen in dieser Beziehung dem Menschen — sie erschließen das Meer und die Schönheiten des Hochgebirges mit geringen Mitteln Hunderttausenden, was früher nur wenigen Bevorzugten vergönnt war. Und neuerdings erschließt sie den Menschen das weite Luftmeer mit neuen ungeahnten Schönheiten. Wo so vieles gegeben wird, müssen wir das Recht zugestehen, zu vernichten, um andere Werte daraus zu schaffen. Es wird dabei leicht übersehen, daß alle Millionen Pferdestärken, die in sausende Maschinenarbeit umgesetzt werden, dem Menschen dienen, ihm immer mehr von seiner „Hände Arbeit" abnehmen und ihn immer mehr zum Denker und Lenker machen. Wir müssen uns darüber klar sein: Es gibt kein Fortschreiten der Menschheit ohne Fortschreiten der Maschinenleistungen. Und es müssen alle verfügbaren Naturkräfte mobil gemacht werden, wenn sich die begonnene Vergeistigung der Menschheit in ganzer Breite vollenden soll. „Die Notwendigkeit wird menschlich sein," sagt Posa. Weil sie auch hier menschlich ist, hat sie das Recht, alte Schönheiten dabei zu vernichten und neue Werte daraus entstehen zu lassen. Mit der fortschreitenden Technik wächst der Wohlstand, wächst die Bildung und vertieft sich das Seelenleben. Diesem Ziel einer veredelten Kultur zuzustreben, ist der wahre Siegeslauf der Technik!

V.

Oie Dampfmaschinen,

a) Allgemeines.

Von Seh. ttegierungsrat fDax ©eitel.

Als am 7. Dezember 1835 die erste deutsche Eisenbahn zwischen Nürnberg und Fürth eröffnet wurde, da sang die festliche Versammlung nach der Melodie „Bekränzt mit Laub den lieben, vollen Becher" ein von dem Nürnberger Magistratsrat und Buchbindermeister Jakob Schnerr gedichtetes Lied, in welchem folgende dem Dampf gewidmete Verse enthalten waren:

Was ift% das wunderbarlich heutzutage Solch Menschenwerk belebt?

Das Element, auf dem nach Heilder Sage Einst Gottes Geist geschwebt.

Und noch ein Element mit ihm verbunden,

Ihm scheinbar nicht verwandt,

Das Prometheus in tatenvollen Stunden Dem Himmel kühn entwand.

Kennt ihr das Kind des Wassers und der Flammen?

Es wird nur Dampf genannt;

Doch Wunder wirkte, hält man es klug zusammen,

Gezähmt von Menschenhand.

„Hans Dampf" hat man zum Schimpf oft den geheißen,

Der nicht viel hergeschafft;

Doch Dampf ist nun auf solcher Bahn von Eisen

Das Ideal von Kraft.    '¹

Diese in unverfälschtem Biedermeierstil gehaltenen Verse malen in kurzen, markanten Zügen das Erstaunen, das die Menschheit ergriff, als der Dampf, dieser lockere Geselle, begann, seinen Siegeslauf um die Erde anzutreten. Und dieses Erstaunen ist begreiflich, wenn man die aus einer der Windsbraut gleich dahineilenden Lokomotive ausströmenden Dampfwolken über das Feld dahinfliegen und alsbald in ein Nichts sich auflösen sieht. Einer so schwächlichen Materie konnte unmöglich irgendwelche Kraft, irgendwelche Leistung zugemutet werden. Noch größer wird das Erstaunen des Laien sein, wenn ihm Gelegenheit geboten wird, einen Blick in das Innere eines in vollem Betriebe befindlichen Dampfkessels zu werfen. Eine solche Gelegenheit hat die Erfindung des elektrischen Glühlichtes geboten und es macht auf den Unbefangenen einen rätselhaften Eindruck, wenn er beim Einblick in einen Dampfkessel nur die wild brodelnde Oberfläche des im Kessel befindlichen Wassers sieht und den oberhalb dieser Wasserfläche befindlichen Raum, den Dampfraum, wo er eine dichte Dampfschicht erwartet, leer und völlig durchsichtig vorfindet. Diese auf den ersten Blick überraschende Tatsache erklärt sich aus dem Umstande, daß das, was wir aus dem Exhaustor der Lokomotive, aus dem Auspuffrohr einer Dampfmaschine, aus einer Dampfpfeife ausströmen sehen, kein Dampf int Sinne des Dampfmaschinenkonstrukteurs ist, sonderu eine Zusammenhäufung feinster Wasserbläschen, die sich aus dem Dampfe

gebildet haben, als dieser in die kühle Außenluft hinübertrat und hier zu Wasser kondensiert wurde.

Der Wasserdampf gebraucht, um aus dem Wasser gebildet zu werden, die Zufuhr von Wärme. Je weiter diese Zufuhr von Wärme zu dem in dem Kessel eingeschlossenen Wasser fortgesetzt wird, desto mehr erhöht sich der vom Dampf auf die Jnnenwandung des Kessels ausgeübte Druck. Zur Angabe des im Innern der Dampfkessel herrschenden Druckes werden die Manometer benutzt. Als Maßeinheit des Dampfdrucks dient das Gewicht der Atmosphäre. Diese drückt auf jeden Quadratzentimeter mit 1 kg. Die Wandung eines im Betriebe befindlichen Dampfkessels steht nun unter einer doppelten Druckwirkung, deren eine, der Dampfdruck, von innen nach außen, deren andere, der Druck der äußeren Atmosphäre, von außen nach innen wirkt. Die Mano-ineter zeigen uns den im Innern des Dampfkessels herrschenden Druck, vermindert um den äußeren Atmosphärendruck, also den effektiven oder Überdruck an.

Der Siedepunkt des Wassers ist abhängig von dem Druck, eine Tatsache, auf welcher, wie bereits bei Besprechung der Dampfdruckmeßapparate (<S. 80 dieses Bandes) dargetan ist, die Verwendung von Thermometern zur Feststellung des Dampfdrucks beruht.

Wir wollen nun einmal beu Vorgang betrachten, der sich vollzieht, wenn aus einem unter Druck, zum Beispiel von zwölf Atmosphären, stehenden Dampfkessel, ein Quantum Dampf entnommen wird. Diesem Druck entspricht eine Siedetemperatur von 187 Grad Celsius. Wird Dampf dem Kessel entnommen, so sinkt selbstverständlich der im Kessel herrschende Druck, wir wollen einmal annehmen auf zehn Atmosphären. Da hierbei die Temperatur des Wassers eine höhere ist als derjenige Siedepunkt, 179 Grad, welcher dem verminderten Dampfdruck von zehn Atmosphären entspricht, so findet mit großer Schnelligkeit nunmehr im Kessel so lange eine starke Dampfentwicklung statt, bis der Druck wiederum diejenige Höhe erreicht hat, welche der herrschenden Temperatur als Siedepunkt entspricht. Man nennt dieses die Sättigung des Dampfes und bezeichnet mit dem Namen „gesättigter D a m p f" ein Gemisch von Wasser und Dampf, bei welchem die Spannung durch die Temperatur bedingt ist.

Eine Sättigung des Dampfes ist nach dem vorher Gesagten natürlicherweise nur so lange möglich, als der Dampf mit dem Wasser, aus welchem er sich gebildet hat, in Berührung bleibt. Ist das sämtliche Wasser in Dampf verwandelt, und setzt man die Wärmezufuhr weiter fort, so erhält man den sogenannten überhitzte!: Dampf, also Dampf, welcher eine Temperatur besitzt, welche die seiner Spannung entsprechende Siedetemperatur übersteigt.

Der gesättigte Dampf oder Naßdampf ist infolge seines Feuchtigkeitsgehaltes ein sehr guter Wärmeleiter. Daher hat er die Neigung, sich auch schon bei geringer Verminderung seiner Temperatur zu kondensieren, das heißt sich wieder in Wasser zurückzuverwandeln. Diese Eigenschaft des Dampfes, sich

bei Berührung mit kälteren Körpern, zum Beispiel mit den Wandungen des Dampfzylinders, zu Wasser niederzuschlagen, ist keine angenehme, denn sie hat große Verluste an Wärme zur Folge, denen man durch Anbringung von wärmeisolierenden Umhüllungen und Dampfmänteln tunlichst entgegenwirken muß.

Da dieses sich am unangenehmsten bei den Lokomotiven geltend machte, ist man bei diesen in der neueren und neuesten Zeit dazu übergegangen, au Stelle des gesättigten Dampfes überhitzten Dampf anzuwenden. Die hierfür zur Ausführung gebrachten Einrichtungen werden im dritten Bande gelegentlich der Besprechung der Entwicklung des Lokomotivbaues beschrieben werden. Jedoch auch für stationäre Dampfmaschinen hat der überhitzte Dampf erfolgreich Anwendung gefunden. Der überhitzte Dampf oder Heißdampf ist nämlich ein schlechter Wärmeleiter und besitzt daher nicht die Neigung, sich bei Temperaturerniedrigung zu kondensieren. Da er auch ein bis zu 25 °/o höheres spezifisches Volumen besitzt, so bedarf es für die Leistung ein und derselben Arbeit bei Anwendung überhitzten Dampfes der Verdampfung eines erheblich geringeren Wasserquantums, als bei Anwendung gesättigten Dampfes oder Naßdampfes. Diese hervorragenden Eigenschaften haben dem überhitzten Dampf den Namen „Edeldampf" verschafft.

Den großen Vorzügen des überhitzten Dampfes stehen aber auch ziemlich erhebliche Nachteile gegenüber, denen es zuzuschreiben ist, daß die Heißdampfmaschine sich, abgesehen vom Lokomotivbau, bisher noch nicht allgemeiner einzuführen vermocht hat. Die hohe Temperatur und die Trockenheit des Heißdampfes stellen nämlich sehr hohe Anforderungen an das Material der Maschine, verlangen besonders geartete Schmiermittel und aufmerksamste Bedienung. Vor allem macht von jeher die Abdichtung der Kolbenstange im Deckel des Zylinders erhebliche Schwierigkeiten. Wird bei Naßdampf einmal durch Nachlässigkeit des Maschinenwärters die Schmierung versäumt, so hat dieses dort bei weitem nicht die bösen Folgen wie bei dem überhitzten Dampf, der infolge seiner Trockenheit durchaus nicht die Fähigkeit besitzt, int Notfall als Schmiermittel zu dienen und die hin und her bewegten Teile gegen Erwärmung und Abnutzung zu schützen.

Die Neigung des gesättigten Dampfes, sich zu kondensieren, hat aber, wie wir sogleich sehen werden, doch eine sehr gute Folge, nämlich die, daß man die auf der einen Kolbenseite in den Dampfzylinder eingeführte Dampfmenge mit Leichtigkeit entfernen und hierbei sogar noch den äußeren Luftdruck nutzbringend verwenden kann.

In dem Kapitel „Die Erzeugung von Wärme" haben wir gesehen, wie der Dampf in unseren modernen Dampfkesseln durch Zufuhr gewaltiger Wärmemengen erzeugt wird. Der in dem Dampfkessel sich bildende Dampf hat das Bestreben, sich auszudehnen. Die Folge hiervon ist, daß er sich mit immer stärkerem Druck gegen die Kesselwandungen legt und diese zu verschieben strebt. Öffnet man ein auf dem Kessel angebrachtes Dampfausströmungsrohr, so tritt der Dampf mit gewaltigem Getöse aus und vermag durch Stoßwirkung

Arbeit zu leisten. Diese Wirkung ist, wie wir später in der geschichtlichen Darlegung der Entwicklung der Dampfmaschinen sehen werden, zuerst in der Äolipile von Branca ausgenutzt worden und bildet die Grundlage unserer modernsten Dampfmaschinen, der Dampftirrbinen, denen wir in allernenester Zeit die letzten Ozeanrekordsahrten UM das „blaue Band" verdanken.

Die Neigung des Danipses, die ihn beengenden Wandungen des Kessels nach außen zu verschieben, führte zur Erfindung der Kolbendampfmaschine im modernen Sinne, deren älteste Repräsentantin, die Newcomensche atmosphärische Maschine, in Abb. 172 dargestellt ist. Auf diese Maschine wird im geschichtlichen Teile des Kapitels „Dampfmaschinen" nochmals eingegangen; vorliegend soll diese Maschine nur dazu dienen, uns die Wirkungsweise des Dampfes in einer Dampfmaschine vor Augen zu führen.

Der in dem Kessel A sich bildende Wasserdampf drückt gleichmäßig nach

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Abb. 172. Newcomens Dampfmaschine als Mittel zur Erklärung der Wirkungsweise des Dampfdruckes.

allen Seiten hin gegen die Kesselwandungen. Auf den Kessel ist der Zylinder B gesetzt, in welchen durch das Rohr C der in A entstandene Dampf übertreten kann. In dem Zylinder ist ein Kolben auf und ab bewegbar angeordnet und mittels der Kette E an dem Balancier F H aufgehängt. Der durch G in den Zylinder B übertretende Dampf drückt nun auch gegen den Kolben und hebt denselben empor, wobei er durch das an dem Pumpengestänge I angebrachte Gewicht K noch unterstützt wird. Wie wird nun der Kolben abwärts bewegt? Hier wird die an sich höchst unangenehme Eigenschaft des Wasserdampfes, sich bei Berührung mit kälteren Körpern zu kondensieren, in der Weise praktisch ausgenutzt, daß durch das Rohr P von dem Behälter L ein Strahl kalten Wassers in den Zylinder eingelassen wird, der den unterhalb des Kolbens befindlichen Dampf kondensiert. Die Folge dieser Kondensation ist, daß sich unter dem Kolben eine Luftleere bildet und daß das Gewicht des Kolbens im Verein mit dem auf ihm lastenden Druck der Atmosphäre im stände ist, den Kolben im Zylinder abwärts zu drücken, worauf sich sodann durch Übertritt von frischem Dampf von A durch C nach B das bisherige Spiel wiederholt. In der geschichtlichen Darlegung der Entwicklung der Dampfmaschine werden wir sehen, wie sich aus dieser ersten unbeholfenen Einrichtung die moderne Dampsniaschine, diese erfolgreichste Vorkämpferin der Kultur, allmählich entwickelt hat.

Unsere Aufgabe ist es, nunmehr das Prinzip des Arbeitsganges der Dampfmaschine des näheren zu erklären. Zu diesem Zwecke wollen wir den Arbeitsgang eines der verbreitetsten Dampfmaschinentyps, wie er in Abb. 173

dargestellt ist, verfolgen. Hier ist G der Dampfzylinder, in welchem der dampfdicht schließende Kolben K sich auf und ab bewegen kann. Die Stange des Kolbens wird in der Stopfbüchse S des Kolbendeckels dampfdicht geführt und ist in dem sogenannten Kreuzkopf q befestigt, der in den Gleitlinealen gg geradlinig geführt wird und mittels der Treibstange P an dem Zapfen Z der Kurbel IV angreift, die auf die Welle W aufgekeilt ist. Es leuchtet ohne weiteres ein, daß, wenn wir unterhalb des Kolbens K in den Zylinder C Dampf eintreten lassen, der Kolben K sich aufwärts bewegen und mittels der Treibstange P die Kurbel IV und die Welle W in Umdrehung versetzen wird. Ist der Kolben K in seiner höchsten Lage im Zylinder C angelangt, so sagt man, er habe den „toten Punkt" erreicht; dasselbe sagt man, wenn er seine tiefste Lage im Zylinder erreicht hat. Diese Bezeichnung „toter Punkt" bringt treffend den Zustand zum Ausdruck, in welchem sich die Dampfmaschine bei den äußersten Stellungen des Kolbens befindet. Tatsächlich ist es bei diesen Kolbenstellungeu unmöglich, in der Dampfmaschine das belebende Element, den Dampf, zur Einwirkung auf den Kolben gelangen zu lassen, und es mußte daher ein Mittel gefunden werden, den Kolben über diese kritische Lage hinüberzuführen. Dieses Mittel ist in dem in unserer Abb. 173 nicht dargestellten Schwungrade gegeben, das auf die Welle W aufgekeilt wird und während der Hin- und Herbewegung des Kolbens so viel lebendige Kraft in sich aufspeichert, daß es den Kolben über seine beiden Totpunkte hinwegführen kann.

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Abb. 173. Hochdruckdampfmaschine mit Schiebersteuerung.

Die in Abb. 172 dargestellte atmosphärische Dampfmaschine war eine sogenannte einfach wirkende, denn bei ihr wurde der Kolben durch den Dampf nur in der einen Richtung bewegt. Bon dieser Anordnung ist man aber bald dazu übergegangen, den Dampf dazu zu benutzen, den Kolben sowohl beim Hingang als auch beim Hergang zu bewegen. Diese Maschinen führen den Namen doppelt wirkende. Bei ihnen muß eine Einrichtung angebracht werden, welche es ermöglicht, daß der Dampf bald auf die eine, bald auf die andere Seite des Kolbens tritt. Diese Einrichtung nennt man die Steuerung der Maschine. Bon jeher ist die Steuerung der Dampfmaschine ein von kleinen und großen Erfindern stark umworbenes Gebiet der Technik gewesen und wir werden uns in dem folgenden Kapitel noch mit den Vertretern der wichtigsten Steuerungsarten zu beschäftigen haben.

Unsere Abb. 173 zeigt die verbreitetste Art

der Dampfmaschinensteuerungen, die sogenannte Schiebersteuerung. Wir sehen hier an der linken Seite des Dampfzylinders die Kanäle a « und c 7; zwischen diesen beiden Kanälen sehen wir einen Kanal b b. Die Kanäle a a, c 7 und b b münden sämtlich in einer Flüche, auf welcher ein einer hohlen Hand vergleichbarer Schieber derartig hin und her bewegt wird, daß der Kanal b b bald mit dem Kanal c 7 (diese Stellung ist in Abb. 173 dargestellt), bald mit dem Kanal bewegung erhält der Schieber durch das Exzenter E, das auf der Kurbelwelle W aufgekeilt ist und bei o mit der Exzenterschubstange e r verbunden ist. In dem den Schieber umgebenden Gehäuse D, dem sogenannten Schieberkasten, bemerken wir dann noch die Öffnung d; hier tritt der vom Dampfkessel kommende Frischdampf in den Schieberkasten ein.

in Verbindung steht. Diese Hin- und Her-

Der Vorgang der Dampfverteilung und des Antriebes der Maschine geht nun folgendermaßen vor sich. Der durch die Rohrleitung bei d in den Schieberkasten eintretende Dampf tritt durch den Kanal a a. über den Kolben K und treibt ihn abwärts. Je weiter der Kolben K nach unten gelangt, desto mehr bewegt sich der Steuerungschieber nach oben, hierbei allmählich freit Dampfzutritt zum Kanal a a abschließend und statt dessen den Kanal c 7 öffnend; infolgedessen kann nunmehr Dampf unter den Kolben treten und diesen aufwärts treiben, wobei, wie wir bereits angaben, die Totpunktlagen des Kolbens durch die lebendige Kraft eines auf der Welle W aufgekeilten Schwungrades siegreich überwunden werden. -Öffnet der Schieber den einen der beiden Dampfkanäle, so läßt er den durch den anderen Kanal aus dem Zylinder entweichenden Dantpf durch seinen Hohlraum in den Kanal b b treten, durch welchen jener nach getaner Arbeit entweder in die freie Luft entlassen oder einem Kondensator oder anderen Einrichtungen, zum Beispiel Heizeinrichtungen, zugeführt wird, damit die in dem Abdampf noch enthaltene Wärmemenge tunlichst vollkommen ausgenutzt werde. In der in Abb. 173 zur Anschauung gebrachten Stellung wird der unterhalb des Kolbens Iv befindliche Dampf durch die Kanäle 7 c und b b abgeführt. Arbeitet die Maschine mit Kondensation, so muß sie mit einem Kondensator ausgestattet sein, in welchem der Dampf unter der Einwirkung kalten Wassers niedergeschlagen wird. Bei der in Abb. 172 dargestellten Newcomenschen Maschine geschah die Kondensation in der Weise, daß, ttachdem der Kolben den höchsten Punkt erreicht hatte, unterhalb desselben ein kalter Wasserstrahl in den Zylinder eingelassen wurde. Die abwechselnde starke Erwärmung und Abkühlung wirkte aber so ungünstig ans den Dampfzylinder und den Dantpfkolben ein, daß man alsbald dazu überging, die Kondensation in besonderen Kondensatoren zu bewirken. Diese Kondensatoren sind entweder Einspritzkondensatoren oder Ober-flächenkondensatoren. Bei ersteren wird das Kühlwasser in den Abdampf eingespritzt, bei letzterett wirkt es itidirekt ans den Dampf durch Oberflächenkühlung ein. Abb. 174 stellt einen Einspritzkondensator dar. Der Dampf tritt bei a, das Einspritzwasser bei b ein. Das Wasser, welches sich durch das Niederschlagen des Dampfes gebildet hat, wird bei c abgeleitet. Abb. 175 stellt

F tritt das durch den Abdampf

einen Oberflächenkondensator dar. Der zu kondensierende Dampf tritt bei A in einen von

erwärmte

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Rohren

zahlreichen durchzogenen Raum ein. In diesen Rohren bewegt sich das Kühlwasser, und zwar tritt es, durch eine besondere Pumpe getrieben, bei C ein und durchstreift, durch die Platten D und E abgelenkt, im Zickzackwege das Rohrsystem, hierbei den Dampf zu Wasser niederschlagend, das bei

Kühlwasser nach oben hin aus. Die Stirnplatten G und H können abgenommen werden, um die Kühlrohre behufs Reinigung oder Reparatur zugänglich zn machen.

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Die Oberflächenkondensation findet besonders bei Seedampfern Anwendung. Sie ist hier besonders deswegen von hervorragender Bedeutung, weil B abgeleitet wird. Bei a6Lx 174- Einspritzkondensator. ba§ ÖUg betn kondensierten Dampf gewonnene Wasser sich zur Speisung der Kessel eignet, da es im Gegensatz zu dem Seewasser kein Salz enthält, das sich auf den Kesselwandungen absetzt und die Verdampfnngsfähigkeit der Kessel aufs stärkste beeinträchtigt.

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Strahl herzuströmende Dampf. Der wunde Punkt der Dampfmaschine waren von jeher die beiden to-

Der Wasserdampf hat das Bestreben, sich auszudehnen, zu expandieren, einen möglichst großen Raum einzunehmen. Diese Eigenschaft, die Expansionsfähigkeit, nutzt mau in der Weise aus, daß mau den Dampf nicht während des gesamten Kolbenhubes in den Zylinder einströmen läßt, sondern nur während eines Teiles des Kolbenweges. Man schneidet den Dampszutritt alsbald

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ten Punkte. Wie wir bereits erwähnten , führte mau zu deren Überwindung das Schwungrad ein und im Laufe der

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Abb. 175. Oberflächenkondensator.

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nachdem ein gewisses Quantum Dampf in den Zylinder eingetreten ist, und dieses Quantum treibt dann den Kolben durch seine Expansivkraft mit nicht geringerem Eifer an, als der in vollem

Siegeslauf der Technik. I.

Zeit haben auch die Steuerungen einen so außerordentlich hohen Grad der Vervollkommnung erlangt, daß eine Gleichmäßigkeit des Ganges erreicht ist, die den höchsten, zum Beispiel in den Textilfabriken und den elektrischen Zentralstationen gestellten Anforderungen vollkommen zu genügen imstande ist.

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Ein sehr wirksames Mittel, einen hohen Grad von Gleichmäßigkeit im Gange der Dampfmaschine zu erzielen, besteht darin, daß man aus der einen Maschine deren zwei macht und diese nun in der Weise auf eine gemeinsame Welle wirken läßt, daß die Kurbeln um 90 Grad gegeneinander versetzt sind (Abb. 176). Befindet sich der eine Kolben im toten Punkt, so befindet sich der andere in seiner Mittellage und ein unerwünschtes Stillstehen der Maschine ist somit unmöglich gemacht. Derartige Maschinen nennt man Abb.i76.Zwill,ngsdampfmaschine.

Zwillingsmaschinen. Tie weiteste Verbreitung haben diese bei den Lokomotiven gefunden, bei denen es besonders darauf ankommt, daß die Maschine bei jeder Lage der Kurbeln unweigerlich anzieht.

Dies führt uns zu einer besonderen Art der Zwillingsmaschine, zu der sogenannten Woolfschen Maschine. Gegenüber der Zwillingsmaschine unterscheidet sich die Woolfsche Maschine dadurch, daß die beiden Einzelmaschinen durch ein und denselben Dampf angetrieben werden; mit anderen Worten: der Dampf wirkt zunächst in der einen Maschine und wird dann, nachdem er dort seine Arbeit getan und sich auf ein gewisses Maß expandiert hat, in den anderen Zylinder übergeführt, um hier auch den letzten Rest seiner Kraft nutzbar abzugeben. Damit nun aber beide Einzelmaschinen dieselbe Arbeit leisten und mit gleicher Kraft auf die Kurbelwelle einwirken

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Abb. 177. Das Prinzip der Woolfschen Maschine.

können, muß dem Umstande Rechnung getragen werden, daß der Dampf infolge seiner Expansion bei dem Austritt aus dem ersten Zylinder einen niedrigeren Druck besitzt, als zu der Zeit, wo er als fröhlicher Frischdampf in diesen Zylinder eintrat. Da nun der von jedem Kolben aufgenom-

mene Druck gleich dem Dampfdruck multipliziert mit der Kol-beufläche ist, so muß der Kolben des mit niedrigerem Druck arbeitenden zweiten Zylinders entsprechend größer bemessen werden.

Abb. 178. Senkrechter Schnitt durch eine stehende Kompoundmaschine.

Unsere Abb. 177 gibt das Prinzip der Woolfschen Maschine wieder. Der Dampf gelangt zunächst durch schematisch als Hähne dargestellte Ventile E und F in den kleineren Zylinder G, den Hochdruckzylinder, um von hier aus, nachdem er seine Arbeit unter Volldruck oder Expansion geleistet hat, durch die Ventile G und H in den Zylinder D, den Niederdruckzylinder, hinübergeführt und hier des weiteren ausgenutzt zu werden. Es leuchtet ein, daß bei einer derartigen mehrfachen Anspannung des Dampfes, um einen trivialen Ausdruck zu gebrauchen, aus diesem erheblich mehr „herausgeholt" wird, als wenn man ihn nur in einem einzigen Dampfzylinder zur Wirkung bringt und ihn dann, noch mit einem sehr ansehnlichen Druck und sehr erheblicher Wärme belastet, ins Freie entläßt. Bei der Woolfschen Maschine stehen beide Kolben zu gleicher Zeit im toten Punkt. Diesen Ubelstand vermeiden die sogenannten Verbund - oder Kompoundmaschinen in der Weise, daß die Kurbeln wie die der Zwillingsmaschinen unter 90 Grad gegeneinander versetzt sind. Diese Maschinen sind auch bekannt unter dem Namen „Receivermaschine n". Da nämlich die Versetzung der Kurbeln um 90 Grad gegeneinander zur Folge hat, daß der große (Niederdruck-) Kolben im Totpunkte steht, wenn der kleine (Hochdruck-) Kolben seine größte Geschwindigkeit hat, so muß ein Zwischenbehälter (Receiver) zwischen beiden Zylindern angeordnet sein, welcher einen Regulator für das Überströmen des Dampfes bildet und die gleichmäßige Zu-und Abführung des Dampfes gewährleistet. Um das Anlaufen der Maschine in jeder Lage der Kolben zu ermöglichen, muß nicht nur der Hochdruck-, sondern auch der Niederdruckzylinder eine besondere Einlaßsteuerung erhalten.

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Abb. 179. Wagrechter Schnitt durch eine stehende Kompoundmaschine.

Die Verbundmaschinen haben sich wegen der sehr großen rationellen Ausnutzung des Dampfes in weitestgehendem Maße, besonders im Schiffsmaschinenbau und im Lokomo-tivbau, eingeführt. Man ist auch keineswegs bei einer zweifachen Ausnutzung des Dampfes stehen geblieben, sondern baut Maschinen mit drei und mit vier Zylindern, läßt also den Dampf dreimal und viermal expandieren.

Unsere Abb. 178 und 179

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Abb. 180. Stehende dreifache Expansionsmaschine. Aus der Zeitschrift des Vereins deutscher Ingenieure.

geben einen senkrechten und einen wagrechten Schnitt durch eine stehende zweifache Verbundmaschine. Wir sehen hier in der Reihenfolge von links nach rechts die Steuerung für den Hochdruckzylinder, dann den Hochdruckzylinder, dann den Niederdruckzylinder mit dem ihn umgebenden Receiver und schließlich die Steuerung des Niederdruckzylinders.

Unsere Abb. 180 gibt die äußere Ansicht einer stehenden dreifachen Verbundmaschine wieder.

Bei einer großen Anzahl von Maschinen, zum Beispiel den Lokomotiven und den Fördermaschinen, ist die Forderung zu erfüllen, daß ihre Umlausrichtung beliebig umgekehrt werden kann. Dieser Forderung entsprechen die Umsteue-

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bräuchlichste wir bei den Lokomotiven im dritten Bande besprechen werden.

Wir haben vorstehend in allgemeinen

Zügen das für die Natur des Dampfes Wesentliche erläutert und die Grundlagen des Baues der Dampfmaschine dargelegt. In dem folgenden Kapitel werden wir sehen, in welcher Weise gottbegnadete Geister den Dampf gefesselt und zu nutzbringender Arbeit in den Dienst der Menschheit gestellt haben.

b) Die Entwicklung der Dampfmaschine.

Von Konrad Matschoß.

Von unserer auch heute noch bedeutungsvollsten Kraftmaschine, „d e r Dampfmaschin e", kann man, je nachdem, was man darunter versteht, behaupten, sie sei zweitausend oder zweihundert Jahre alt. Schon Heran von Alexandrien hat 120 Jahre v. Chr. einen Apparat angegeben, der unter Benutzung strömenden Dampfes sich bewegte. Diese Drehkugel Herons ist der Urahn unserer heutigen modernsten Wärmekraftmaschine, der Dampfturbine. Eine Maschine aber in unserem Sinne, mit welcher der Begriff

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©ueridfe führt auf dem Reichstage zu Regensburg am 17. Mai 1654 seinen Versuch mit den luftleeren Halbkugeln vor.

Nach dem im Deutschen Museum in München befindlichen Wandgemälde von W. Räuber.

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wirtschaftlicher Arbeitsleistung unzertrennbar zusammengehört, war weder Heraus Apparat, noch alle die anderen mehr oder weniger interessanten physikalischen Apparate, von denen hier und da mittelalterliche Quellen zu erzählen wissen. Erst die wichtigste naturwissenschaftliche Entdeckung des siebzehnten Jahrhunderts, die Feststellung des Luftdruckes, hat zur Erfindung dev ersten atmosphärischen Kolbenmaschine geführt, auf die sich in ununterbrochener Ahnenfolge unsere Dampfmaschine zurückführen läßt.

1643 hat der große Italiener T o r r i c e l l i den grundlegenden Versuch über die Schwere der Luft angestellt. In Deutschland gelang es dem Magdeburger Bürgermeister Otto von Guericke 1650 durch seine so berühmt gewordenen Versuche selbst Kaiser und Reichstag für diese neue große wissenschaftliche Entdeckung zu interessieren, wie dies aus der Kunstbeilage zu ersehen ist. In Frankreich, England und Holland arbeiteten nicht minder die Gelehrten daran, diese neue wissenschaftliche Erkenntnis zu vertiefen und womöglich praktisch zu verwenden.

Obhut des Landgrafen von Hessen in Marburg weiter fortsetzte. Hier war es, wo ihm der rettende Gedanke kam, das Pulver durch Wasserdampf zu ersetzen (Abb. 181). Er füllte in den Zylinder B etwas Wasser, das, in Dampf verwandelt, den Kolben A hob und die im Zylinder befindliche Luft durch eine kleine Off-

Diese Bestrebungen führten zu Versuchen mit einer sogenannten Pulvermaschine, die aus einem Zylinder mit Kolben bestand. Im Zylinder wurde eine kleine Menge Pulver zur Explosion gebracht, wobei die schnell entweichenden Pulvergase einen beträchtlichen Teil der unter dem Kolben im Zylinder befindlichen Luft mit herausreißen und so eine Luftverdünnung erzielen sollten; der Überdruck der äußeren Lust vermochte dann den Kolben herabzudrücken. Die Leistung dieser eigenartigen Pulvermaschine, des ersten „Explosionsmotors", hing somit von dem Druckunterschied auf beiden Kolbenseiten, das heißt von dem Grade der Luftverdünnung unter dem Kolben und dem Querschnitt des Kolbens ab. Der Wirkungsgrad war aber äußerst gering, da es auf diese Weise nicht gelingen wollte, auch nur eine nläßige Luftleere zu erzielen.

Abb. 181. Papins Maschine.

Mit dieser Pulvermaschine hatte sich in Frankreich auch der französische Arzt und Gelehrte Denis Papin eifrigst beschäftigt, der dann, seines Glaubens wegen aus Frankreich vertrieben, diese Versuche unter nung des Kolbens hinausblies. Wurde jetzt diese Öffnung geschlossen und der Dampf niedergeschlagen, so war hierdurch in einfachster Weise die Aufgabe gelöst, unter dem Kolben, eine möglichst hohe Luftleere zu erzielen. Der äußere Luftdruck konnte sodann den Kolben herabdrücken und dementsprechend Arbeit leisten, die sich in dem Heben des Gewichts L, das mit einer über Rollen geführten Schnur an der Kolbenstange angriff, ausdrückte und so auch gemessen werden konnte.

Schon 1690 konnte Papin diese Erfindung veröffentlichen, über deren weittragende Bedeutung er sich bereits vollständig klar war. Aber die ausführende Technik war damals noch nicht imstande, dieser Idee die für dauernde praktische Arbeitsleistung notwendige Gestalt zu geben.

In zahlreichen Abhandlungen über die geschichtliche Entwicklung der Dampfmaschinen begegnen wir allerdings der Angabe, daß Papin bereits ein Schiff mittels einer Dampfmaschine bewegt und mit diesem Schiff auf der Fulda Fahrten ausgeführt habe. Hieran habe ihn dann der Unverstand neidischer Schiffer, die das Schiff zertrümmerten, gehindert. Demgegenüber ist es notwendig, darauf hinzuweisen, daß — wie durch ernsthafte geschichtliche Forschung nachgewiesen — Papin weder ein Dampfschiff erbaut hat, noch jemals mit einem solchen gefahren ist. Wohl hat Papin davon gesprochen, daß die von ihm erfundene Dampfmaschine zur Fortbewegung der Schiffe benutzt werden könne. Deshalb kann er aber ebensowenig als Erfinder des Dampfschiffes verherrlicht werden, wie heute jemand den Ruhm, Erfinder des lenkbaren Luftschiffes zu sein, dadurch erwerben kann, daß er eine Idee angibt, wie es vielleicht gemacht werden könnte. Im Reiche der Technik gelten Taten und nicht Worte. Papin, der Erfinder der Dampfmaschine, als Physiker und Ingenieur gleich groß, hat es auch gewiß nicht nötig, mit fremden Federn geschmückt zu werden. Schon 1876 hat Professor Dr. Gerland in der Zeitschrift des Vereins deutscher Ingenieure in einem Aufsatze „Zur Erfindungsgeschichte des Dampfschiffes" darauf hingewiesen, daß die Ansicht, das Schiff, mit dem Papin am 7. September 1707 von Kassel bis Münden fuhr, sei ein mit Dampfkraft betriebenes Ruderradschiff gewesen, in keiner Weise begründet ist. Ebenso geht Gerland in einem 1881 im Aufträge der Akademie der Wissenschaften zu Berlin herausgegebenen Werk „Leibniz' und Huyghens' Briefwechsel mit Papin nebst Biographien Papins" auf diese Legende ein. Dieses für alle Arbeiten über Papin maßgebende Buch enthält auch einen Brief Papins an Leibniz vom 13. März 1704, worin er selbst ausdrücklich betont, daß er das Schiff, mit dem er später nach England fahren wollte — woran er aber durch Schiffer, die sein Boot bei Münden zerstörten, verhindert wurde —, nicht für die Verwendung einer Dampfmaschine eingerichtet habe; Papin fürchtete, zu vieles gleichzeitig zu versuchen, und wollte sich damit begnügen, ein mit der Hand bewegtes Ruderrad auszuprobieren.

Erst in England, dessen Bergbau eine neue, jeden Orts und jederzeit leistungsfähige Kraftmaschine damals sehr dringend bedurfte, sollte die Pa-pinsche Maschine unter den Händen zweier einfachen Männer, eines Grobschmiedes N e w c o m e n und eines Glasers C a w l e y, die Ausgestaltung erfahren, die sie befähigte, wirtschaftliche Arbeit zu leisten.

Vorher dachte man daran, noch auf anderem Wege zum Ziel zu kommen. Savery in England und Papin in Deutschland suchten Dampfpumpen einzuführen, bei denen der Dampf das Wasser ohne Benutzung besonderer Pumpen unmittelbar in der Dampfmaschine selbst empordrücken sollte.

Damals gelang es noch nicht, über Versuche und einige wenige Anwendungen hinauszukommen.

Newcomens Maschine, die als atmosphärische bezeichnet wird, weil der Atmosphärendnlck hier ebenso wie bei Papins erster Maschine die eigentliche treibende Kraft ist, die nur durch Mederschlagen des Dampfes ausgelöst wird, ist 1712 zuerst in die Praxis eingeführt worden. Bald entstanden überall in England dort, wo der Bergbau mit den alten Hilfsmitteln der Technik nicht mehr auskommen konnte, derartige „Feuermaschinen", die in den ersten Jahrzehnten kaum voneinander abweichend, später in der Ausbildung ihrer Einzelteile durch den großen englischen Ingenieur S m e a t o n sehr verbessert wurden.

Aufbau und Wirkungsweise einer dieser, den ersten Lebensabschnitt der Dampfmaschine kennzeichnenden atmosphärischen Maschinen läßt Abb. 182 erkennen.

Der Dampf wird in einem großen teekesselartigen Behälter, dem Dampfkessel, erzeugt; über ihm hängt in der ersten Balkenlage des Gebäudes ein mächtiger gußeiserner Zylinder, dessen Kolben mit einer Kette an einem. großen gleicharmigen Hebel mit Balancier hängt, während das andere Ende ebenfalls mit Kette an das Pumpengestänge angreift. Die Maschine wirkte wie folgt: Durch das Übergewicht des Pumpengestänges wurde der Kolben in seiner obersten Stellung gehalten. Das Dampfeinlaßorgan war geöffnet, der ganze Zylinderraum unter dem Kolben mit Dampf gefüllt. Sollte der äußere Luftdruck jetzt in Tätigkeit treten und den Kolben herabdrücken, so war der Dampf im Zylinder niederzuschlagen; das geschah bei der ersten Maschine durch Wasserabkühlung des Zylinders von außen. Dann entdeckte man, daß es besser sei, kaltes Wasser in den Zylinder selbst einzuspritzen. Die Einspritzkondensation war damit erfunden und wurde von da an dauernd verwandt. Es mußte also jetzt die Verbindung zwischen Kessel und Zylinder geschlossen und gleichzeitig die von einem oben auf dem Dach aufgestellten Behälter aus gespeiste Kaltwasserleitung geöffnet werden. Der Dampf schlug sich nieder; das Kondenswasser ließ man in einen Warmwasserbehälter abfließen. Jetzt trat der äußere Luftdruck in Tätigkeit, drückte den Kolben herab und hob damit zugleich das Pumpengestänge. Die Bedienung der Maschine verlangte somit ein abwechselndes Offnen und Schließen der Dampfleitung und der Einspritzleitung. Beides geschah anfangs von Hand, wurde aber schon 1718 der Maschine selbst Überträgen. Mt dieser Erfindung der selbsttätigen Steuerung wurde die Maschine unabhängig von Menschenhand.

Diese ersten selbsttätigen Steuerungen, wie sie sich nach und nach herausgebildet hatten, wurden vom Balancier aus betätigt. Ein Steuerbaum, der in der gleichen Weise wie Kolben und Pumpengestänge am Balancier befestigt war, bewegte sich in der Nähe des Zylinders gleichmäßig mit dem Kolben auf und nieder. An ihm waren Vorsprünge, sogenannte Knaggen und Frösche, angebracht, die auf lange Hebel einwirkten und so die Ventile

schlossen, während gleichzeitig von ihnen gehobene Gewichte, sobald man sie in Tätigkeit treten ließ, die Organe zu öffnen hatten.

Newcomens Wasserhaltungsmaschine bestand somit aus vier Hauptteilen, erstens dem Dampferzeuger, dem Kessel, zweitens dem Zylinder, der zugleich Kondensator war, drittens dem kraftübertragenden Teil, dem Balancier, und endlich der Pumpe. Bei Papins erster Maschine fanden wir noch den Dampferzeuger mit dem Dampfzylinder in einer Form vereint. Bei Sa-verys und Papins Dampfpumpe war der Dampferzeuger schon abgetrennt, dagegen waren Pumpe und Zylinder hier vereint.

Noch eine solche Teilung hatte Newcomens Maschine durchzumachen. Dampfzylinder und Kondensator mußten getrennt werden, um die Dampfmaschine, wie wir sie heute kennen, entstehen zu lassen. Diese Erfindung, die aus der alten Feuermaschine eine eigentliche Dampfmaschine schuf, gelang dem genialen englischen Ingenieur James Watt. Eigenartig und reizvoll ist die Geschichte gerade dieser Erfindung. Nur in knappen Umrissen kann sie hier kurz angedeutet werden.

James Watt, ein bescheidener Feinmechaniker der Universität Glasgow, wurde vor die Aufgabe gestellt, das Lehrmodell einer atmosphärischen Maschine wiederherzustellen. Dies gab Watt, dessen Geist stets auf den Grund der Dinge zu gehen suchte, Gelegenheit, sich mit der Eigenschaft des Dampfes und den Lebensbedingungen der Maschine bekannt zu machen. Durch Versuche, die in ihrer Einfachheit und in den aus ihnen gezogenen Folgerungen gleich bewunderungswert sind, verschaffte er sich die wissenschaftliche Grundlage für die Verbesserung der Feuermaschine. Er erkannte als Grund für den außerordentlich hohen Dampfverbrauch die zweifache Aufgabe des Zylinders, der als Dampfzylinder so heiß wie möglich, als Kondensator so kalt wie möglich sein sollte, zwei Bedingungen, die abwechselnd während jedes Hubes zu erfüllen waren. Ein Ausweg aus der Unmöglichkeit, beiden Bedingungen gerecht zu werden, war nur zu erreichen, wenn man der Maschine einen eigenen Kondensator gab. Dieser erlösende Gedanke, dem er die in Abb. 183 dargestellte einfache Form gab, bildete die Grundlage für das erste Wattsche Patent auf die Dampfmaschine, das er 1769 erhielt. Es gelang Watt nicht nur, dies wichtige Patent trotz aller Angriffe siegreich zu verteidigen, sondern auch eine wesentliche Verlängerung bis zum Jahre 1800 durchzusetzen.

Wir lassen diese für die kulturelle Entwicklung der Menschheit wichtige Urkunde nachstehend im Wortlaut folgen.

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A. D. 1769 . .

Dampfmaschinen rc.

Watts Patentbeschreibung.

Allen denjenigen, welchen dieses Schriftstück zu Gesicht gelangt, sende ich, James Watt aus Glasgow in Schottland, meinen Gmß.

Sintemal Seine Allerhöchste Majestät, König Georg der Dritte, durch

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Abb. 182. Atmosphärische Maschine von Smeaton.

seinen Patentbrief unter beigedrucktem Großsiegel von Großbritannien vom 5. Januar des neunten Regierungsjahres Seiner Majestät, mir, dem genannten James Watt, seine besondere Erlaubnis, Vollmacht, Privilegium

Siegeslauf der Technik. I.

und Befugnis gab, daß ich, der genannte James Watt, meine Vollstrecker, Verwalter und Bevollmächtigten während einer bestimmten Reihe von Jahren meine „Neu erfundene Methode der Verminderung des Verbrauches von Dampf und Brennstoff in Feuermaschinen" zu benutzen, auszuüben und zu verkaufen befugt bin und zwar überall in demjenigen Teile des Königreiches Großbritannien, welcher England genannt wird, in der Herrschaft Wales, in der Stadt Berwick am Tweed und ferner in Seiner Majestät Kolonien und Ansiedlungen, und ich, der erwähnte James Watt, in dem erwähnten Patentbriefe verpflichtet werde, unter Unterschrift und Siegel eine eingehende Beschreibung des Wesens meiner Erfindung zu geben, welche in Seiner Majestät Hoher Hofkanzlei eingetragen werden soll, innerhalb vier Monate nach dem Datum des erwähnten Patentbriefes,

So wisset nun, daß in Erfüllung der genannten Verpflichtung und Festsetzung ich, der erwähnte James Watt, erkläre, daß das Folgende eine eingehende Beschreibung meiner in Rede stehenden Erfindung und der Art und Weise, in welcher dieselbe zur Ausführung gelangt, ist,

(das will sagen): —

Meine Methode der Verminderung des Verbrauches an Dampf und, hierdurch bedingt, des Brennstoffes in Feuermaschinen setzt sich aus folgenden Prinzipien zusammen:

Erstens, das Gefäß, in welchem die Kräfte des Dampfes zum Antrieb der Maschine Anwendung finden sollen, welches bei gewöhnlichen Feuermaschinen Dampfzylinder genannt wird und welches ich Dampfgefäß nenne, muß während der ganzen Zeit, wo die Maschine arbeitet, so heiß erhalten werden, als der Dampf bei seinem Eintritte ist, und zwar erstens dadurch, daß man das Gefäß mit einem Mantel aus Holz oder einem anderen die Wärme schlecht leitenden Material umgibt, daß mau dasselbe zweitens mit Dampf oder anderweitigen erhitzten Körpern umgibt und daß man drittens darauf achtet, daß weder Wasser noch ein anderer Körper von niedrigerer Wärme als der Dampf in das Gefäß eintritt oder dasselbe berührt.

Zweitens muß der Dampf bei solchen Maschinen, welche ganz oder teilweise mit Kondensation arbeiten, in Gefäßen zur Kondensation gebracht werden, welche von den Dampfgefäßen oder -Zylindern getrennt sind und nur von Zeit zu Zeit mit diesen in Verbindung stehen. Diese Gefäße nenne ich Kondensatoren; sie sollen, während die Maschinen arbeiten, durch Anwendung von Wasser oder anderer kalter Körper mindestens so kühl erhalten werden, als die die Maschine umgebende Luft.

Drittens, sobald Luft oder andere durch die Kälte des Kondensators nicht kondensierte elastische Dämpfe den Gang der Maschine stören, so sind diese mit Pumpen, welche durch die Maschine selbst betrieben werden, oder auf andere Weise aus den Dampfgefäßen oder Kondensatoren zu entfernen.

Viertens beabsichtige ich in vielen Fällen die Expansionskraft des Dampfes zum Antrieb der Kolben oder was an deren Stelle angewendet wird, zu

gebrauchen, in derselben Weise, wie der Druck der Atmosphäre jetzt bei gewöhnlichen Feuermaschinen benutzt wird. In Fällen, wo kaltes Wasser nicht in Fülle vorhanden ist, können die Maschinen durch diese Dampfkraft allein betrieben werden, indem man den Dampf, nachdem er seine Arbeit getan hat (after it has done its office), in die freie Lust austreten läßt.

Fünftens, wo Bewegungen um eine Achse verlangt werden, stelle ich die Dampfgesäße in Form von hohlen Ringen oder kreisförmigen Kanälen her,, mit besonderen Ein- und Auslässen für den Dampf, und ordne dieselben auf horizontalen Achsen wie die Räder der Wassermühlen an. In denselben ist eine Anzahl von Ventilen angebracht, welche einem Körper nur in einer Richtung durch den Kanal umzulaufen gestatten. In diesen Dampfgefäßen sind Gewichte angebracht, welche die Kanäle zum Teil ausfüllen und durch die noch anzugebenden Mittel in denselben bewegt werden. Wenn der Dampf in diese Maschinen zwischen jene Gewichte und die Ventile eingelassen wird, so drückt er gegen beide gleichmäßig, so zwar, daß er das Gewicht nach der einen Seite des Rades hebt und infolge der gegen die Ventile wirkenden Reaktion das Rad in Drehung versetzt, wobei die Ventile sich in derjenigen Richtung öffnen, in welcher die Gewichte Druck empfangen, aber nicht in der entgegengesetzten.

Abb. 183. Watts Versuchsapparat von 1765.

Aus dem Kensingtonmuseum in London.

Während das Dampfgefäß sich dreht, wird es mit Dampf vom Kessel aus gespeist und derjenige Dampf, welcher seine Arbeit geleistet hat, kann entweder durch Kondensation niedergeschlagen oder in die freie Luft entlassen werden.

Sechstens will ich in einigen Fällen einen gewissen Grad von Kälte anwenden, welcher den Dampf allerdings nicht in Wasser zu verwandeln, wohl aber beträchtlich zu verdichten vermag, so daß die Maschinen abwechselnd mit Expansion und Kontraktion des Dampfes arbeiten.

Endlich wende ich zur dampf- und luftdichten Dichtung des Kolbens oder anderer Maschinenteile an Stelle von Wasser: Öle, harzige Körper, Tierfett, Quecksilber und andere Metalle in flüssigem Zustande an.

Zur Bezeugung dessen habe ich am heutigen Tage, am fttnfundzwanzigsten

April im Jahre unseres Herrn Ein Tausend Sieben Hundert und neunundsechzig meinen Namenszug und mein Siegel hierunter gesetzt.

James Watt. (L. S.)

Gesiegelt und ausgehändigt in Gegenwart von Coll. Wilkie.

Geo. Jardine.

John. Roebuck.

Es sei noch bemerkt, daß besagter James Watt erklärt, daß sich nichts von dem im vierten Absatz Enthaltenen auf Maschinen bezieht, bei denen das zu hebende Wasser in das Dampfgefäß selbst eintritt oder in ein Gefäß, welches mit jenem in offener Verbindung steht.

Zeugen:

James Watt.

Coll. Wilkie.

Geo. Jardine.

Und es sei bekannt gegeben, daß der vorgenannte James Watt am fünfundzwanzigsten Tage des April, im Jahre unseres Herrn 1769, sich in der Kanzlei unseres Königlichen Herrn einfand und die vorstehende Beschreibung nebst allem dem in derselben Enthaltenen und Beschriebenen, in der oben niedergeschriebenen Weise anerkannte. Und so wird die vorstehende Beschreibung gemäß der Verordnung aus dem sechsten Jahre der Regierung des verstorbenen Königs und der Königin William und Mary von England u.s.w. gestempelt.

Eingetragen am neunundzwanzigsten April im Jahre unseres Herrn Ein Tausend Sieben Hundert neunundsechzig.---

Mit der Idee allein war es aber auch hier nicht getan und die Ausführung machte Watt und seinen Ingenieuren noch viele Sorgen. Watts Maschinen mit ihrem so wesentlich geringeren Brennstoffverbrauch verdrängten zunächst die Feuermaschine überall da, wo die Kohlen sehr teuer waren.

Den Zylinder einer Wattschen einfachwirkenden Wasserhaltungsmaschine, der durch seine sachgemäße Ausgestaltung mit vollem Recht die Bewunde-' rung der Zeitgenossen erregte, zeigt Abb. 184. Dieser Dampfzylinder ist oben geschlossen; die Kolbenstangen und das Pumpengestänge sind in gleicher Weise wie bei den Feuermaschinen durch Ketten am Balancier befestigt. Neben dem Dampfzylinder steht der Kondensator und die Luftpumpe, die das Kondensat und die eintretende Luft aus dem Niederschlagsraum zu entfernen hat. Die Dampfverteilung geschieht durch drei Ventile, tellerartige Scheiben, die durch Gewichte geöffnet und durch Hebel, die von einem Steuerbaum bewegt werden, abwechselnd geschlossen werden. Denken wir uns den Kolben in der obersten Lage, so wird das oberste Ventil, das Dampfeinlaßventil, und das unterste Ventil, das die Verbindung zum Kondensator frei gibt, geöffnet, das mittlere Ventil geschlossen; jetzt kann Dampf vom Kessel unmittelbar auf den Kolben drücken, während der Dampf unter dem Kolben in den Kondensator entweicht und dort niedergeschlagen wird. Der äußere Luftdruck ist hier durch Dampfdruck von etwa gleicher Stärke ersetzt. Ist der Kolben in seiner untersten Stellung angelangt, so wird das unterste und

gestänges kann den Kolben in die obere

oberste Ventil geschlossen, das mittlere Ventil, das sogenannte Gleichgewichtsventil, geöffnet, wonach der über dem Kolben befindliche Dampf in den Raum unter dem Kolben überströmen kann. Der Druck auf beiden Seiten des Kolbens hält sich somit das Gleichgewicht. Das Übergewicht des Pumpeneinigermaßen verwerten. Was nutzten all die Spinnmaschinen der Welt ohne eine leistungsfähige Kraftmaschine, die sie in Bewegung

Man drang in Watt, seine einfachwirkende Wasserhaltungsmaschine für den Gewerbebetrieb allgemein brauchbar auszugestalten, wehrte sich anfangs dagegen, denn er wußte zu gut, vor welche neuen großen Schwierigkeiten ihn diese neue Aufgabe stellte. Bald aber

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Der Ruhm der Wattschen Maschinen verbreitete sich bald von den einsamen Gruben in die Jn-dustriebezirke Englands, wo man auch bereits mit den alten Kraftmaschinen kaum noch

Abb. 184. Schnitt durch einen Wattschen Dampfzylinder.

konnte, wollte man anders die großen epochemachenden Erfindungen auf dem Gebiete der Textilindustrie auch nur sah er ein, daß er dieses Absatzgebiet ebenfalls seiner Maschine erobern mußte. Bei der Pumpmaschine genügte es, die auf und nieder gehende Bewegung des Dampskolbens auf die gleiche Bewegung des Pumpenkolbens zu übertragen. Von einer Betriebsmaschine der mannigfach verschiedenen Gewerbebetriebe verlangte man eine umlaufende Bewegung. Die auf und nieder gehende Kolbenbewegung mußte somit in die Drehbewegung einer Welle umgeändert werden. Zunächst schien es am natürlichsten zu sein, von der für die Bergwerke geschaffenen Bauart vollständig abzusehen und für die neuen Zwecke auf einem anderen Wege vorzugehen.

Watt und nach ihm zahllose andere Erfinder suchten bis zur neuesten Zeit „rotierende Maschinen" zu schaffen, bei der die Dampfarbeit unmittelbar die Drehbewegung hervorrief. Irgend einen größeren dauernden Erfolg aber haben alle diese Konstruktionen nicht erreichen können. Erst in neuester Zeit ist es, unter vollständig veränderter Ausnutzung des Dampfes im Vergleich zur Kolbenmaschine, gelungen, auch diese Aufgabe in Form der Dampfturbine glänzend zu lösen.

Watt hatte also zunächst, wollte er die Kolbenmaschine benutzen, die Aufgabe zu erfüllen, die hin und her gehende Bewegung in eine Drehbewegung umzuwandeln. Es lag nahe, hierzu die seit alters her bekannte Kurbel, wie

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Abb. 185. Watts Betriebsmaschrne von 1788.

Aus dem Kensingtonmuseum in London.

sie jedes Spinnrad hatte, zu verwenden. Watt hielt dies auch für so selbstverständlich, daß ihm gar nicht der Gedanke kam, sich diese Anordnung durch Patente schützen zu lassen. Ein anderer kam ihm zuvor und verhinderte ihn durch ein Patent, zunächst die Kurbel zu verwenden. Um das Patent zu umgehen, erfand Watt eine Anzahl sehr sinnreicher Konstruktionen, unter denen das sogenannte Sonnen- und Planetenradgetriebe am meisten angewandt wurde. Sobald aber das Patent auf die Kurbel abgelaufen war, verließ man auch diese Konstruktion und wandte ausschließlich den Kurbelmechanismus an. Watt ging ferner dazu über, seine Maschinen doppeltwirkend arbeiten zu lassen, das heißt er ließ den Dampf abwechselnd auf die eine oder andere Kolbenseite wirken. Natürlich wurde jetzt die Steuerung viel verwickelter, denn sie mußte nacheinander den Raun: iiber beziehungsweise unter dem Kolben mit dem Kessel und dem Kondensator verbinden. Während also bei der Pumpmaschine der Kolben nur beim Abwärtsgang, vom Dampf gedrückt, Arbeit leistete, wurde er hier auch beim Aufwärtsgang zur gleichen Arbeitsleistung herangezogen. Die Verbindung zwischen Kolben und Balancier, bei der einfachwirkenden Pumpmaschine nur auf Zug beanspmcht, wurde hier beim Aufwärtsgang auf Druck beansprucht, das hieß: die früher iibliche Verbindung durch Ketten nmßte durch eine auch

Druck aushaltende Konstruktion ersetzt werden. Watt hat auch hierfür eine Anzahl äußerst sinnreicher Konstruktionen erdacht. Am bekanntesten ist die nach ihm als Wattsches Parallelogramm bezeichnete, zu senkrechter Führung der Kolbenstange dienende Lenkerführung geworden, die als kennzeichnender Bestandteil über ein halbes Jahrhundert lang den meisten Dampfmaschinen eigentümlich war. Diese doppeltwirkende Maschine mit Sonnen- und Planetenradgetriebe und Parallelogramm ist in Abb. 185 in einer der ersten Ausführungen, die heute noch im Kensingtonmuseum erhalten ist, dargestellt. Wir sehen hier an dem linken Ende des Balanciers das Wattsche Parallelogramm und rechts unten an der Kurbel das Sonnen- und Planetenradgetriebe.

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Abb. 186 gewährt einen Einblick in die Konstruktion und die Wirkungsweise einer Wattschen Niederdruckmaschine aus dem Anfang des vorigen Jahrhunderts. Wir sehen rechts den durch einen Dampfmantel gegen Abkühlung geschützten Dampfzylinder. H. Die Dampfzuführung oberhalb oder unterhalb des Kolbens erfolgt durch die Kanäle 1 und 2; q ist das Dampfrohr, welches vom Dampfkessel den Dampf zu dem Schieberkasten führt, in welchem der rohrförmige Schieber A B den Dampf verteilt. Der Schieber wird von der Kurbelwelle 0 aus mit dem Exzenter 8 und den: Gestänge p bewegt. Hat der Dampf in dem Zylinder seine Arbeit verrichtet, so wird er durch den Schieber in den Kondensator K geleitet und hier durch eingespritztes kaltes Wasser kondensiert. Das in dem Kondensator gebildete Kondensationswasser und die Luft wird mittels der Luftpumpe L in den Warmwasserbehälter E befördert. Von hier aus drückt sodann die Speisepumpe^ das Wasser wieder in den Dampfkessel zurück. Die Kolbenstange des Dampfzylinders ist mittels des Wattschen Parallelogramms rsu an das eine Ende des Balanciers angehängt, so daß also beim Auf-und Abwärtsgehen

des Dampfkolbens der Balancier eine um die Achse c auf- und abwärtsschwingende Bewegung ausführt, mittels der Treibstange e die Kurbelwelle O dreht und zugleich von b uud d aus die Speisepumpe und Luftpumpe bewegt. Da nun die Arbeit, welche von der Maschine zu leisteu ist, sehr verschieden ist, je nachdem zum Beispiel viele oder nur wenige Arbeitsmaschinen anzutreiben sind, mußte noch eine Vorrichtung geschaffen werden, welche den Dampfzutritt dementsprechend selbsttätig reguliert. Dieser Vorrichtung gab Watt folgende Einrichtung: Bei q ist in die Dampfzuleitung eine Klappe, die sogenannte Drosselklappe, angebracht, die, je nach ihrer Stellung, den Dampfzutritt zum Zylinder verändert. Ihre Bewegung erhält sie unter Einwirkung des Schwungkugelregulators h i. Wird die Welle N N dieses Regulators von der Kurbelwelle 0 aus mittels Riemen T und der Kegelräder R in Umdrehung versetzt, so heben sich unter der Einwirkung der Zentrifugalkraft die Kugeln i, heben den Ring k und bewegen das Gestänge lnoy in einem solchen Grund aus um.

Sinne, daß bei allzu schneller Umdrehung der Welle 0 der Dampfzutritt verengt und infolgedessen die Geschwindigkeit der Maschine vermindert wird. Wird der Gang der Dampf-

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geln i abwärts und die Klappe wird wieder mehr geöffnet. Watts Dampfmaschine eroberte schnell die Gewerbebetriebe Englands und gestaltete die Arbeitsbedin-

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Abb. 187. Ältere Dampfmaschinenanordnung.

von

gungen

Sie war die Schöpferin der heutigen Industrie; mit ihr schließt gleichsam auch die Tätigkeit Watts auf diesem Gebiete ab.

1800 erlosch das Patent, die Dampfmaschine wurde Gemeingut aller, die sich fähig fühlten, sie auszuführen. Überall begann man jetzt von berufener und vielfach auch sehr unberufener Seite aus Dampfmaschinen auf den Markt zu bringen, die zuerst nur selten den Wattschen Maschinen gleichkamen.

Die Fortschritte des allgemeinen Maschinenbaues, die sich im besseren Baustoff und vervollkommneter Herstellung ausdrückten, kamen natürlich auch der Dampfmaschine sehr zu gute. Das Holz verschwand immer mehr als Baustoff und als man 1800 zum ersten Male auch den Balancier aus Gußeisen herstellte, da waren alle Teile der Maschine eisern geworden. Anfangs hatte man auch das ganze Maschinengcbäude noch gleichsam in den Bau der Maschine einbezogen; jetzt begann man immer mehr hiervon abzusehen.

sie nahm weniger Raum ein und wurde

Man verlangte von der Maschine, daß sie unabhängig vorn Gebäude an irgend eine Stelle aufgestellt werden konnte und somit ein in sich geschlossenes Ganzes bildete. Zunächst blieb man meistens noch bei der Form der Balanciermaschine. Man baute zum Beispiel alle Einzelteile der Maschine in und auf einem großen gußeisernen Wasserkasten auf und stützte den Balancier auf Säulen, die in geeigneter Weise wieder mit dem Kasten verbunden waren, oder man stellte die ganze Maschine auf eine große gußeiserne Platte. Bald aber suchte man auch den Balancier zu vermeiden. Die Maschine wurde dadurch allerdings, oft zum Schaden ihrer Übersichtlichkeit, im Bau gedrängter,

kurz erwähnt.

Besonders berühmt wurde die von M a u d s l a y zuerst ausgeführte Form der Tischmaschine

(Abb.187). Auf einem

gußeisernen Tisch steht d er Zylin- -der; die Kolbenstange, die nach oben ausstößt, trägt ein Querhaupt; von dem gehen zu beiden Seiten des Zylinders Schub-stangenhernie-

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Abb. 188. Ältere Dampfmaschinenanordnung.

billiger. Eine Zeitlang suchte man etwas darin, stets neue, eigenartigere Formen zu finden, bis auch hier der Kampf ums Dasein eine Auslese zu Gunsten der praktisch brauchbarsten Bauarten vornahm. Nur einige wenige aus der schier überreichen Fülle seien hier

der, die mittels Kurbel eine unter dem Zylinder angeordnete Welle umdrehen. Luftpumpe und Kondensator sowie eine Kaltwasserpumpe stehen rechts und links unmittelbar neben der Maschine. Ganz ähnlich angeordnet waren die sogenannten Bügelmaschinen, bei denen die Schubstangen, als große weite Bügel ausgebildet, den ganzen Zylinder umfaßten. Sehr beliebt und vielfach angewendet wurden ferner die sogenannten Bockmaschinen. Hier stand der Zylinder fest mit dem Fundament verbunden unten und die Kurbelwelle war auf einem bockarügen, oft architektonisch merkwürdig ausgeputzten oder von Säulen getragenen Gestell über ihm gelagert (Abb. 188). Gleichzeitig kam auch die umgekehrte Anordnung vor, bei der der Zylinder über der unten liegenden Kurbelwelle angeordnet war (Abb. 189). Aus dieser Bauart enrwickelte sich dann später die heute allgemein benutzte Form der stehenden Maschinen.

In den Zwanziger- und Dreißigerjahren des vorigen Jahrhunderts begann dann auch, ohne sich zuerst viele Freunde gewinnen zu können, die liegende Anordnung Verwendung zu finden. Zylinder, Gradführung und das Kurbelwellenlager wurden hier auf einer gemeinsamen Grundplatte angeordnet. Die Maschine war besser zu übersehen und leichter zu bedienen als die oft sehr schwer zugängliche stehende Bauart (Abb. 190).

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Abb. 189. Ältere Dampfmaschinenanordnung.

Aber nicht nur die äußere Anordnung, sondern auch die einzelnen Teile der Maschine erfuhren nach und nach die verschiedenartigste Ausbildung. Am meisten beeinflußte das ganze Wesen der Maschine die Ausbildung der Steuerung. Die Wattsche Ventilsteuerung hatte zwar allen Anforderungen, die man an sie stellen konnte, bei den Betriebsverhältnissen der alten Maschinen genügt, aber mit ihren vielen einzelnen Teilen war sie oft schwer in Ordnung zu halten und zu bedienen. Bei ungeübtem Personal mußte sie nur zu leicht zu den größten Betriebsschwierigkeiten Veranlassung geben. Durch Einführung des Schiebers schuf man eine in ihrer Einfachheit unübertroffene Steuerung. Statt vier einzelner Ventile, die abwechselnd in senkrechter Richtung gehoben nnd gesenkt werden mußten, war jetzt nur ein hin und her verschiebbarer Teil zu bewegen. Der Schieber wurde in der verschiedensten Weise ausgebildet und auch die Art, wie man seine Bewegung von der Kurbelwelle ableitete, war mannigfach verschieden. Am gebräuchlichsten wurde es, ihn von einer besonderen Art Kurbel, dem auf der Kurbelwelle sitzenden Exzenter, zu bewegen. So einfach sich der Schieber im äußeren Aufbau ausnahm, so verwickelt war der Zusammenhang seiner Bewegung mit den einzelnen Dampfverteilungsabschnitten im Zylinder zu verstehen. Man war sich hierüber anfangs selten klar und die Folge davon war, daß die Schiebersteuemng in vielen Fällen eine sehr wesentliche Verschlechterung der Dampfverteilung gegenüber den alten Wattschen Ventilsteuerungen bedeutete.

Man suchte ferner die Dampfwirkung im Zylinder durch Benutzung der Expansion des Dampfes wesentlich zu verbessern. Auch Watt hatte bereits sehr wohl den Vorteil erkannt, den man dadurch erreichen konnte, daß man den Dampfzutritt vor Ende des Hubes absperrte und somit die Expansionskraft des Dampfes benutzte. Nur langsam und nur in sehr geringem Maße hatte man anfangs hiervon Gebrauch gemacht. Je mehr man aber die Eigenschaft des Dampfes kennen lernte, umsomehr erkannte man auch die großen Vorteile, die auf diesem Wege zu erreichen waren. Man begann immer mehr Wert darauf zu legen, die Steuerung so einzurichten, daß sie den Abschluß des Dampfes schon während einer beliebigen Stelle des Hubes gestattete. Es kam die Zeit der Expansionssteuerungen, wo die Erfinder sich oft durch immer verwickeltere Steuerungen zu überbieten suchten.

Während die einen mit Hilfe der Steuerung in einem Zylinder die Expansion auszunutzen versuchten, schlug schon Hornblower 1781 einen anderen Weg ein. Er baute eine Maschine mit zwei ungleich großen Zylindern und ließ den Dampf, nachdem er zuerst in normaler Weise im kleinen Zylinder seine Arbeit geleistet hatte, statt ihn dann wie bisher in dem Kondensator niederzuschlagen, im großen Zylinder nochmals Arbeit leisten. Diese von Hornblower erfundene, von A r t u r W o o l f am Anfang des vorigen Jahrhunderts in größerem Umfange angewendete Zweifachexpansionsmaschine sollte dann erst in Form der Verbundmaschine in den Sechziger- und Siebzigerjahren des vorigen Jahrhunderts ihre große Bedeutung erlangen.

Die Expansion des Dampfes ließ sich bei den alten Maschinen mit ihrem niedrigen Dampfdruck, der kaum eine Atmosphäre überstieg, nur in sehr geringem Maße anwenden. Ihre Bedeutung stieg mit Einführung der Hochdruckmaschinen. Die erste Hochdruckmaschine begann in England und Amerika schon vor hundert Jahren viel von sich reden zu machen. In England war es der erfindungsreiche, geniale T r e v i t h i ck, der für die Verwendung höherer Dampfdrücke auf das lebhafteste eintrat. In Amerika baute der große Ingenieur Oliver Evans damals schon Maschinen, bei denen acht Atmosphären verwendet wurden. In Deutschland war der erfolgreichste, heute leider fast ganz vergessene Vorkämpfer der Hochdruckdampfmaschine der geniale Ingenieur Dr. E. Alban in Mecklenburg, der Schöpfer der Wasserrohrkessel, der jetzt mit seinen großen Jngenieurarbeiten einen dauernden Ehrenplatz im Deutschen Museum in München erhalten hat.

der verschiedensten Fabriken zu sein, sie drang auch auf alle die anderen Gebiete menschlicher Tätigkeit ein,

Die Dampfmaschine begnügte sich aber nicht, nur die Betriebsmaschine

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die Kraft brauchten. Von Grund ans umgestaltend wirkte sie, als sie sich in Form der Lokomotive und der Schiffsmaschine auch das Gebiet des Verkehrs eroberte. Die Lokomotivdampfmaschine war besonders harten Bedingungen, die von den bisherigen vollständig abwichen, unterworfen. Sie war die erste Hochdruckmaschine, da man hier nicht daran denken konnte, die schweren großen Kondensationseinrichtungen der Niederdruckmaschinen unterzubringen. Und während sich die damaligen Betriebsmaschinen noch mit 25 bis 50 Umdrehungen in der Minute zufrieden gaben, mußte die Lokomotivdampfmaschine sich minütlich viele hundert Mal umdrehen. Sie war also auch der erste Schnelläufer. Die Erfahrungen, die man mit den Betriebsmaschinen gemacht hatte, wurden natürlich bei Konstruktionen der Lokomotive und Schiffsmaschine benutzt und die Entwicklung dieser Bauarten beeinflußte fernerhin auch wieder oft in hohem Maße die Ausbildung der anderen Dampfmaschinenklassen, von denen einige Hauptgruppen der ortsfesten Dampfmaschinen hier noch kurz erwähnt seien.

Die Wasserhaltungsmaschine, diese älteste Dampfmaschinenklasse, hatte es in der ersten Hälfte des vorigen Jahrhunderts schon zu gewaltigen Abmessungen gebracht. Die Abb. 191 zeigt uns nach einer alten, großen Zeichnung eine vielbewunderte Wasserhaltungsmaschine aus dem Jahre 1832. Der Zylinder maß 2032 mm im Durchmesser und der Hub betrug 2,4 m. Die Maschine machte dreizehn Hübe in der Minute.

Überall war die Dampfmaschine der treueste, nicht mehr entbehrliche Mitarbeiter des Bergmanns geworden. Vielfach hatte sie die von Watt gegebene Bauart beibehalten und war die normale Wattsche einfachwirkende Balancierpumpmaschine geblieben. In Form der sogenannten direkt wirkenden Maschine hatte man eine Bauart gefunden, bei der man den Zylinder unmittelbar über dem Schacht aufstellte und die nach unten austretende Kolbenstange mit dem Pumpengestänge verband. Große Balanciers, die das Gewicht des Pumpengestänges auszugleichen hatten, waren auch hierbei nicht zu vermeiden.

Für die Pumpmaschiuen städtischer Wasserwerke hatte man frühzeitig auch normale doppeltwirkende Maschinen mit Drehbewegung benutzt, durch die man den hier gegebenen Betriebsanforderungen besser gerecht werden konnte. Ihre Konstruktion wurde dann später auch in mannigfach verschiedenen Ausführungen bei den großen Wasserhaltungen der Bergwerke benutzt.

Neben den Wasserhaltungsmaschinen kam die Dampfmaschine dem Bergbau als Fördermaschine zu Hilfe. Galt es doch, die unterirdischen Schätze an Erz und Kohlen ans Tageslicht zu schaffen. Auch dieser Aufgabe suchte die Maschine durch geeignete Ausbildung ihrer Gesamtanordnung, vor allem auch ihrer Steuerung, gerecht zu werden. Diese Art ihrer Tätigkeit bedingte es, daß sie abwechselnd bald nach der einen, bald nach der anderen Richtung umlaufen mußte. Es war deshalb nötig, die Steuerung so zu konstruieren, daß man mit ihrer Hilfe durch Änderung der Dampfverteilung die Bewegungsrichtung wechseln konnte. Die Aufgabe dieser Umsteuerung wurde zunächst

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Abb. 191. Einfachwirkende Wasserhaltungsmaschine. 1832.

am vollkommensten durch die von Stephenson bei der Lokomotive zuerst benutzte Kulissensteuerung erreicht. Hierbei wird die Schieberbewegung in der Weise von zwei Exzentern abgeleitet, daß mit Hilfe eines Schleifbogens, der sogenannten Kulisse, bald das eine, bald das andere Exzenter für die Schieberbewegung voll ausgenutzt wird (vergl. Band III Abb. 132).

Auf dem Gebiete des Hüttenwesens wurde die Dampfmaschine als Gebläsemaschine unentbehrlich. In Verbindung mit dem von Smeaton schon im achtzehnten Jahrhundert verwendeten Zylindergebläse, das vermutlich einer alten Feuermaschine nachgebildet wurde, gelang es, die Eisenerzeugung in großartigem Maßstabe wirtschaftlicher und ausgiebiger zu gestalten. Die erste Form war auch hier die normale Balanciermaschine, bei der auf der einen Seite des Balanciers der Dampfzylinder, auf der anderen der Gebläsezylinder angeordnet war. Später entwickelten sich auch andere Bauarten, bei denen die beiden Zylinder übereinander standen.

Denken wir ferner noch an den von dem großen englischen Ingenieur N a s m y t h so eigenartig ausgebildeten Dampfhammer und an die für die Formgebung des Eisens heute unentbehrlichen Walzenzugmaschinen, so sieht man, wie außerordentlich vielseitig sich die Anwendungsgebiete der Dampfmaschine gestalteten.

Die neue Zeit im Dampfmaschinenbau beginnt mit den Sechziger-und Siebzigerjahren des vorigen Jahrhunderts. Der Fortschritt bewegt sich vorwiegend in drei Hauptrichtungen, die gekennzeichnet sind durch die Bestrebungen, den Gang der Maschine gleichmäßiger zu machen, das heißt die Regulierungsfähigkeit der Maschine weiter auszubilden, den Brennstoffverbrauch zu verringern und die Ausbildung der gesamten Bauart, sowie der einzelnen Teile, unter Benutzung des stetig verbesserten Baustoffes und der vervollkommneten Bearbeitung, den auftretenden Kräften immer entsprechender auszubilden.

Die ersten bedeutsamen Erfolge mit einer gut regulierbaren Maschine hat der hervorragende amerikanische Dampfmaschineningenieur George Henry Corliß zu verzeichnen. Jeder Teil der von ihm neugeschaffenen Maschinen ließ Spuren des genialen Konstrukteurs erkennen. Das Wesentlichste aber war die vom Regulator beeinflußte Steuerung. Durch Corliß gewannen die Maschinen jene wunderbare Eigenschaft, sich das Kraftmittel, den Dampf, dem jeweiligen Kraftbedarf entsprechend in sparsamster Weise selbsttätig zuzumessen. Corliß ging wieder insofern auf Watt zurück, als auch er vier einzelne Dampfverteilungsorgane, die er an den Enden des Zylinders unterbrachte, verwendete. Aber statt der Ventile benutzte er hin und her drehende Rundschieber. Je ein Einlaß- und Auslaßschieber waren oben und unten am Zylinderende angebracht und wurden von einer in der Mitte des Zylinders angeordneten Steuerscheibe, die ihrerseits wieder durch ein Exzenter von der Kurbelwelle aus angetrieben wurde, bewegt (Abb. 192). Die Auslaßschieber wurden unmittelbar von der Steuerscheibe aus hin und her gedreht. Bei den Einlaßschiebern dagegen konnte von der Maschine aus an einer bestimmten Stelle des Hubes der äußere Antrieb ausgeschaltet werdery worauf ein Gewicht beziehungsweise ein Luftpuffer in Tätigkeit trat und den Schieber schnell schloß, die Füllung somit beendete. Corliß selbst hat eine Anzahl verschiedener Ausführungsformen angegeben. Eine der bekanntesten stellt die Abb. 192 dar. Sie wurde 1851 zuerst von Corliß gebaut, nachdem er schon 1848 eine ähnliche Steuerung entworfen hatte. Der Regulator kann hier den über dem Zylinder angeordneten Keil in wagerechter Richtung verschieben. Je nach der Stellung dieser schrägen Flächen wird der senkrechte Stift, an dem die von der Schwingscheibe ausgehende Zug-stanze anschlagen kann, dieses Ausrücken früher oder später besorgen. Die Stange wird abwärts gedrückt, kommt außer Verbindung mit dem unteren Arm des auf der Schieberspindel sitzenden Winkelhebels und das am wagrechten Arm dieses Hebels angreifende Gewicht vermag den Schieber sofort zu schließen. Die Wirkung auf den Gang der Maschine stellt sich wie folgt: Nehmen wir an, die Maschine werde weniger belastet, eine oder die andere von ihr angetriebene Arbeitsmaschine sei ausgeschaltet, dann wird die Maschine anfangen schneller zu laufen, die Kugeln des Zentrifugalregulators werden infolge der erhöhten Umdrehungszahl auseinandergehen und mit dem Stellzeug die Steuerung so weit verstellen, bis der Schieber sich schließt und die Dampfzufuhr abgesperrt wird. Der Maschine wird also entsprechend ihrer geringeren Arbeitsleistung auch weniger Dampf zugeführt. Der Dampfverbrauch paßt sich dem Kraftverbrauch unmittelbar an.

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Abb. 192. Corliß-Steuerung.

Auch die Wattsche Maschine hatte bereits einen Regulator, der aber nicht wie hier unmittelbar auf die Steuerung wirkte und die Füllung veränderte, sondern nur eine in die Dampfzuleitung eingebaute Drosselklappe bewegte. Hierdurch wurde der Querschnitt im Dampfzuleitungsrohr in der Weise verändert, daß bei geringem Kraftbedarf der Querschnitt verkleinert und damit der Widerstand erhöht wurde. Der Dampfdruck wurde vermindert, die Füllung int Zylinder blieb die gleiche. Da aber der höhere Dampfdruck im Kessel doch zuerst hergestellt werden mußte und Kohlen kostete, so bedeutete diese nachträgliche Verminderung einen Verlust. Die Regulierung der Füllung stellt somit auch gegenüber der Veränderung des Druckes eine Kohlenersparnis dar. Durch die ausgezeichnet wirkende Corlißsteuerung gelang es aber auch, Dampfmaschinen von einem bis dahin nicht gekannten gleichmäßigen Gang zu bauen. Das kam besonders für alle die Industrien in Frage, deren maschinelle Erzeugnisse umso besser waren, je gleichmäßiger sie ausfielen. Also zum Beispiel bei der Textilindustrie, bei der das gesponnene Garn oder das gewebte Stück Zeug ungleichmäßig ausfiel, sobald die Maschine bald langsam, bald schnell ging. Gerade in diesen Industrien haben sich deshalb auch die Corlißmaschinen zuerst sehr schnell eingeführt.

Auch in ihrer äußeren Bauart unterschieden sich vor allem die liegenden Corlißmaschinen sehr wesentlich von den bisher gekannten Bauformen. Denn während man sonst liegende Maschinen meist auf einen breiten aufliegenden

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Abb. 193. Liegende Corlißmaschine.

Rahmen angeordnet hatte, nahm Corliß einen starken Balken und schraubte seitlich den Zylinder und die Gradführung dagegen. Ende der Fünfzigerjahre ging er dann zu den für die neuere Bauart der Dampfmaschine besonders typisch gewordenen freitragenden Balken über, wie ihn in seinen ersten Ausführungen die Abb. 193 zeigt.

Maschinen für große Leistungen baute auch Corliß noch als Balanciermaschinen. Zu den berühmtesten Dampfmaschinen, die damals gebaut wurden, gehört die von Corliß für die Ausstellung von Philadelphia 1876 hergestellte große Balanciermaschine, die uns heute noch erhalten ist (Abb. 195). Sie wurde damals in der Literatur von allen Berichterstattern auf das begeistertste gefeiert. Man nannte sie „ein unübertroffenes Meisterwerk menschlichen Könnens und den großartigsten Repräsentanten des amerikanischen Maschinenwesens". 13,5 in erhebt sie sich über dem Fußboden; sie wiegt 607 t und leistete etwa 2500 Pferdekräfte. Sie besteht aus zwei unter 90 Grad gekuppelten, auf einer Kurbelwelle arbeitenden Maschinen. Ein riesiges Schwungrad sitzt auf der Mitte der Welle zwischen beiden Maschinenhälften und dient zur Kraftübertragung.

Dank den großen Vorteilen der Corlißmaschine fand sie bald auch in England und auf dem europäischen Festlande Eingang. Bon großen Maschinenfabriken ausgeführt und in ihrer Steuerung und einzelnen Teilen vielfach verändert, eroberte sie sich die Welt.

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Der Siegeszug der Corlißmaschine spornte aber auch die Ingenieure an, noch auf anderem Wege die gleichen Ziele zu erreichen und womöglich noch die Corlißmaschine zu übertreffen. Einen großen Einfluß auf die Entwicklung des neuzeitlichen Dampfmaschinenbaues gewann die Schweizer Firma von Gebrüder Sulzer in Winterthur, bei der vor allem in den Sechzigerjahren unter Leitung des aus England herübergekommenen Ingenieurs Charles Brown und Heinrich Sulzers die moderne Ventilmaschine entstand. Die erste liegende Ventilmaschine Bauart Sulzer aus dem Jahre 1866 zeigt Abb. 194.

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Abb. 195. Die Corlißmaschine auf der Ausstellung zu Philadelphia 1876.

Die Ventile sind hier an den beiden Enden des Zylinders oben und unten angeordnet. Die Einlaßventile liegen oben, die Auslaßventile unten. Die Steuerung selbst ist in steter Aufeinanderfolge mehrfach verändert und verbessert worden. Der Antrieb der Ventile erfolgt stets von einer parallel zur Zylinderachse angebrachten Steuerwelle, die von der Kurbelwelle aus angetrieben wird. Durch schräg gestellte Zugstangen wird die Bewegung von Exzentern oder unrunden Scheiben auf die Ventile in der Weise übertragen, daß sie durch die (Steuerung geöffnet, durch Schraubenfedern geschlossen werden. Bei den Einlaßventilen ist hier ebenso wie bei der Corliß-steuerung ein Mechanismus eingeschaltet, der dem Regulator ermöglicht, an einer bestimmten Stelle des Hubes die Verbindung der Steuerung mit dem Ventile zu lösen, worauf dann die Feder sofort das Ventil schnell schließt. Die gleichen Vorteile wie bei der Corlißsteuerung werden also auch bei dieser

Ventilsteuerung erreicht. Aus dem im Deutschen Museum aufgestellten geschnittenen Zylinder einer großen neuen Sulzer-Ventilmaschine (2166. 196) sieht man, zu welchen Meisterwerken es die heutige Gießereitechnik gebracht hat.

Nach den verschiedensten Richtungen und in konstruktiv oft interessanten Formen sind bis zum heutigen Tage Ventilsteuerungen entworfen worden. Zuweilen hat dieses Verlangen nach immer neuen sogenannten „Präzisionssteuerungen" die Ingenieure so stark beschäftigt, daß ihre Aufmerksamkeit oft nur zu sehr von anderen Aufgaben des Dampfmaschinenbaues abgelenkt wurde.

Diese Bedeutung der Steuerung im Rahmen der Dampfmaschinengeschichte tritt noch deutlicher hervor, wenn man berücksichtigt, daß man neben den unzähligen Ventilsteuerungen auch stetig versucht hat, die Schiebersteuerungen nach den denkbar verschiedensten Richtungen hin weiter auszubilden und zu vervollkommnen.

Alle diese neuen Steuerungen ermöglichten es, den Grad der Füllung vom Regulator aus abhängig zu machen. Die Maschine arbeitete somit bei normaler Belastung mit beträchtlicher Expansion, die mit steigender Belastung geringer wurde. Je mehr es in dem schärfer werdenden Wettkampf der Dampfmaschine darauf ankam, den Brennstoffverbrauch zu verringern, umso hoher lernte man den Wert der Expansion schätzen. Sehr hohe Expansion aber in einem Zylinder anzuwenden, führte zu Nachteilen, die in dem hohen Temperaturunterschied, dem der Zylinder unterworfen war, begründet lagen. Man ging deshalb dazu über, die Expansion auf zwei und mehr Zylinder zu übertragen. So kam man zu der Zweifach- und allgemein zur Mehrfachexpansionsmaschine.

Die erste Zweifachexpansionsmaschine hatte, wie bereits erwähnt, schon ein Zeitgenosse Watts, Hornblower, 1781 entworfen. Er baute eine Balanciermaschine, wobei ein kleiner und ein großer Zylinder nebeneinander standen. Der Dampf ging zunächst in den kleinen Zylinder, um, nachdem er dort seine Arbeit geleistet hatte, in den großen Zylinder überzutreten, von wo er nach geleisteter Arbeit in den Kondensator übergeführt wurde.

Ein englischer Ingenieur, Artur W o o l f, nahm im Anfang des vorigen Jahrhunderts diese Idee wieder auf. Nach ihm wurden diese Zweifachexpansionsmaschinen auch Woolfsche Maschinen genannt. Sie sind dadurch gekennzeichnet, daß der Dampf von dem kleinen Zylinder, von dem Hoch-dmckzhlinder, unmittelbar in den großen, den Niederdruckzylinder, überströmt. Soll dies möglich sein, so müssen die Dampfkolben immer gleichzeitig den Hub beginnen. Laufen sie miteinander, so sind die Enden der Dampfzylinder kreuzweise durch Dampfleitungen verbunden. Laufen sie gegeneinander, so kann bei nebeneinander angebrachten Zylindern der Dampf auf kürzestem Wege von einem zum anderen Zylinder gelangen. Natürlich lassen sich auch die Dampfzylinder hintereinander, wie man sich ausdrückt, in „Tandemanordnung" einbauen.

Ein wichtiger Schritt vorwärts in der Entwicklung der Zweifachexpansionsmaschinen geschah durch Einführung der Verbundmaschine, die zuerst im

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Abb. 196. Schnitt durch einen Zylinder der Sulzermaschine. Aus betn Deutschen Museum in München.

Schiffsmaschinenbau 1829 von Roentgenin Holland angewandt wurde. Hierbei waren die Kurbeln der Maschine um 90 Grad gegeneinander versetzt, das heißt, war der eine Kolben am Ende des Hubes angekommen, so stand der andere auf der Mitte seines Weges. Der Dampf konnte deshalb auch rächt unmittelbar aus dem einen in den anderen überströmen, sondern mußte in einem Aufnehmer, einem Zwischenbehälter, so lange aufgespeichert werden, bis der Zugang zum Mederdruckzylinder frei war. Beide Zylinder erhielten jetzt eine diese Verhältnisse berücksichtigende Steuerung. Bei liegenden Maschinen wurde meistens Zwillingsanordnung bevorzugt, das heißt zwei normal ausgebildete liegende Maschinen arbeiteten auf eine Kurbelwelle. Die Steuerung konnte naturgemäß wieder mit Ventilen oder Schiebern arbeiten. Gab man dem Hvchdruckzylinder eine andere Steuerung als dem Niederdruckzylinder, was auch vielfach vorkam, so erhielt man noch eine größere Verschiedenheit der gesamten Ausbildung der Maschine.

Je größer die Leistungen der Maschinen wurden, umso größer wurden

naturgemäß auch die Dampfzylinder. Bald erhielten die Niederdruckzylinder Abmessungen, mit denen man an die Grenze der Ausführbarkeit nahe herankam. Man ging in diesem Falle dazu über, statt eines Niederdruckzylinders zwei auszuführen, und kam so zu Verbundmaschinen mit drei Zylindern, bei denen der Hochdruckdampf nach getaner Arbeitsleistung den beiden Niederdruckzylindern zugeführt wurde.

Bald ging man aber auch dazu über, den Dampf nacheinander in drei Zylindern von verschiedenen Abmessungen arbeiten zu lassen. Man baute Dreifachexpansionsmaschinen, die, zunächst für Schiffszwecke ausgeführt, in den Achtziger- und Neunzigerjahren auch als Betriebsmaschinen, wenn es sich um große Kraftleistungen handelte, angewandt wurden und heute noch für die größten Kraftleistungen in Frage kommen. Ebenso ist man hier und da wohl auch zu Vierfachexpansionsmaschinen übergegangen. Auch bei den Dreifachexpansionsmaschinen konnte man naturgemäß bei sehr großen Ausführungen den Niederdruckzylinder wieder teilen; man kommt so zu Dreifachexpansionsmaschinen mit vier Zylindern, bei denen Hochdruck-, Mittel-druck- und die beiden Niederdruckzylinder in verschiedener Weise angeordnet sind. Die Zentrale Moabit der Berliner Elektrizitätswerke, deren Innenansicht die Kunstbeilage gibt, ist mit solchen vierzylindrigen, dreifachen Expansionsmaschinen ausgerüstet, die als typisch für die größten Kolbenmaschinen unserer heutigen Elektrizitätswerke angesehen werden können. Man hat derartig riesige Maschinen für Leistungen von 4000 bis 6000 Pferdekräften erbaut.

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Die Maschinenhalle der Zentrale Moabit der Berliner Elektrizitätswerke.

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fachsten Bauart heute bor, die dadurch gekennzeichnet sind, daß sie als sogenannte Hammermaschinen stets mit obenstehenden Zylindern und unten liegender Kurbelwelle gebaut werden. In einer der Neuyorker Lichtzentralen, die unsAbb. 197 zeigt, sind unter äußerster Raumaus-nutzung zehn drei-zylindrige stehende Verbundmaschinen

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Abb. 198. Amerikanische Dampfmaschine.

eingebaut. Da jede Maschine 6500 Pserdekräften leistet, sind somit hier auf kleinstem Raume 65 000 Pferdekräfte untergebracht.

In Amerika hat man für sehr große Leistungen auch eine Bauart durchgeführt, die sich als eine Vereinigung bort liegenden und stehenden Maschinen darstellt. Eine für sehr große Leistungen, bon 6000 bis 8000 Pferdekräften, bestimmte Maschine mit Corlißsteuerung zeigt Abb. 198.

Die letztgenannten großen Maschinen dienen ausschließlich zur Erzeugung des'elektrischen Stromes. Damit kontmen wir zu dem großen wechselseitigen Einfluß bon Dampfmaschine und Elektrotechnik. Zweifelsohne hätte der elektrische Strom nicht so schnell und in so großem Maßstabe sich die Welt erobern können, wäre nicht eine schon berhältnismäßig hochentwickelte Dampfmaschine borhanden gewesen. Die Elektrotechnik mit ihren gesteigerten Ansprüchen an die Gleichmäßigkeit des Ganges und der durch sie gegebenen Möglichkeit, immer größere Krafteinheiten an einer Stelle wirtschaftlich zweckmäßig zu berwenden, hat dann wieder die Entwicklung der Dampfmaschine machtboll gefördert. Als man in den Achtzigerjahren zuerst in größerem Umfange an die Erzeugung elektrischen Stromes mittels Dampfkraft ging, hielt man es zunächst für erforderlich, die Umlaufszahl der Dampfmaschine zu erhöhen, um den sehr schnellaufenden Dynamomaschinen etwas näher zu kommen. Eine große Zahl der berschiedensten „Schnelläufer" entstand. Man sah die Zukunft der Dampfmaschinen eine Zeitlang in den besonders in Amerika zahlreich entstandenen Maschinen, die mit bieten hundert Umläufen in der Minute liefen, deren Teile auch so in Gehäusen eingeschlossen waren, daß sie möglichst wenig Wartung brauchten und nach außen den denkbar einfachsten Eindruck machten. Von den zahlreichen Bauarten dieser Schnellläufer haben die nach dem bekannten amerikanischen Ingenieur Westing-h o u s e benannten We st inghousemaschinen die größte Verbreitung erlangt.

Zwei solcher Maschinen zeigen Abb. 199 und 200. — Zwei einfachwirkende Zylinder sind hier nebeneinander über der Kurbelwelle angebracht. Ein über oder zwischen ihnen eingebauter Kolbenschieber besorgt die Dampfverteilung. Die Regulierung geschieht von einem einfachen auf der Kurbelwelle sitzenden Achsenregulalor. Das Gehäuse ist vollständig geschlossen. Auch als Verbundmaschinen werden diese Westinghousemaschinen ausgeführt.

Die Erwartung, daß diese kleinen schnellaufenden Maschinen ausschließlich für die Erzeugung elektrischen Stromes in Frage kommen würden, erfüllte sich nicht. Die Entwicklung drängte zu immer größeren Einheiten. Da man inzwischen gelernt hatte, auch die Dynamomaschine für geringere Umlaufszahlen zweckentsprechend zu bauen, so konnte man schließlich auch die großen Dampfmaschinen mit ihren verhältnismäßig niedrigen Umlaufszahlen mit den langsamlaufenden Dynamomaschinen unmittelbar kuppeln. Man kam so zu den Dampfdynamos, wie sie heute in großem Maßstabe in unseren Elektrizitätswerken verwendet werden.

Die Dampfmaschine unterstützte in immer steigendem Maße die Entwicklung der Großindustrie. Es fehlte daher nicht an Versuchen und Bestrebungen, sie auch dem Kleingewerbetreibenden nutzbar zu machen. Sogenannte Kleindampfmaschinen bis zu Leistungen von Bruchteilen von Pferdestärken, mit winzigem Dampfzylinder, die von Petroleumlampen geheizt wurden, sind entstanden. Eine größere Bedeutung, wenigstens in Deutschland, haben alle diese kleinen Maschinen nicht erlangt. Ihr Arbeitsgebiet wurde ihnen mit Erfolg von den sogenannten Explosionsmotoren,

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den Gasmaschinen, Petroleum- und Benzinmotoren streitig gemacht. Trotzdem zeigen aber auch diese kleinen Maschinen interessante konstruktive Durchbildungen und lassen, verglichen mit den neuzeitlichen Riesenmaschinen, die vielseitige Entwicklung der Dampfmaschine erkennen.

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Abb. 200. Schnitt durch eine Westinghousemaschine.

Die Dampfmaschine begnügte sich nicht, Gewerbe und Industrie zu erobern; sie drang auch in die so oft heute fälschlich als Gegensatz empfundenen landwirtschaftlichen Betriebe ein. Naturgemäß hatte sie sich hier den vorliegenden Verhältnissen anzupassen. Kessel und Maschine mußten eng vereint werden und möglichst leicht sich von einem Ort zum anderen schaffen lassen. Die erste landwirtschaftliche Betriebsmaschine konnte schon Trevithick 1812 errichten. Es war eine seiner kleinen Hochdruckmaschinen, deren Zylinder unmittelbar in einem Kessel eingebaut war. Diese erste interessante Dampfmaschine der Landwirtschaft ist uns heute noch im Kensingtonmuseum in London erhalten. In den Dreißiger- und Vierzigerjahren des vorigen Jahrhunderts nahm dann diese Maschine immer mehr die Form an, die wir heute mit Lokomobile bezeichnen. Ein liegender, von Röhren durchzogener Kessel ist auf einem Wagengestell angeordnet; auf dem Kessel liegt eine normale Dampfmaschine. An der erfolgreichen konstruktiven Entwicklung dieser Maschinengattung hat in Deutschland hervorragend R. W o l f in Magdeburg-Buckau seit fast einem halben Jahrhundert mitgearbeitet. Die erste 1862 erbaute Wolfsche Lokomobile, wie sie heute in München im Deutschen Museum aufbewahrt wird, zeigt Abb. 201.

Bald begnügte sich aber die Lokomobile nicht damit, der Landwirtschaft allein zu dienen. Die Vorteile, die der enge Zusammenbau der Maschine mit dem Kessel bot, führten dazu, die ganze Konstruktion auch auf industrielle

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Abb. 201. Die erste Wolfsche Lokomobile.

Aus dem Deutschen Museum in München.

Kraftanlagen zu übertragen. Hier war die leichte Ortsveränderung nicht von solcher Bedeutung; man entfernte das fahrbare Radgestell und setzte die Lokomobile auf besondere Tragfüße. Jetzt ließ sich auch die Leistung erheblich steigern. So kam man in neuerer Zeit zu Riesenlokomobilen, die mit ihren Leistungen von 500 Pferdestärken etwa hundertmal so viel als die normalen ersten landwirtschaftlichen Lokomobilen leisten.

Es lag nahe, auch auf die Lokomobile die bedeutendsten Fortschritte des allgemeinen Maschinenbaues zu übertragen. Man verbesserte die Steuerung und führte auch die Verbundwirkung ein. Auch an dem wesentlichsten Fortschritt der neuesten Zeit, den wir hier noch zu erwähnen haben, der Benutzung des Heißdampfes, haben die Lokomobilen in den letzten Jahren erfolgreich teilgenommen.

Die Versuche, überhitzten Dampf in der Maschine anzuwenden, lassen sich geschichtlich ebenfalls weit zurückverfolgen. Aber die noch unklaren Vorstellungen, was die Wirkung überhitzten Dampfes anbelangt, und die Betriebsschwierigkeiten, die bei Verwendung von Heißdampf bei den früher besonders mangelhaften Kolben und Stopfbüchsenpackungen auftraten, verhinderten jeden Erfolg. Erst mit der Einführung der Überhitzung in den Schiffsmaschinenbetrieb und in das Eisenbahnwesen beginnt die wirtschaftliche Benutzung dieses wärmetechnischen Fortschrittes.

In die Fünfzigerjahre fallen die rühmlichst bekannten Versuche des großen

elsässischen Gelehrten und Ingenieurs Gustav Adolf Hirn, der damals bereits darauf hinwies, daß schließlich der gesättigte Dampf durch den überhitzten Dampf ersetzt werden würde, eine Prophezeiung, die sich erst in unserer Zeit zu erfüllen beginnt.

Ein Schüler Hirns, E. Schwörer, hat in den Neunzigerjahren angefangen, erfolgreich die von ihm konstruierten Überhitzer einzufiihren. Um die gleiche Zeit wurde die technische Welt von dem Ingenieur Wilhelm Schmidt durch eine Heißdampfmaschine überrascht, bei der bereits eine Dampftemperatur von 350 Grad angewendet wurde. Eine interessante konstruktive Durchbildung der ganzen Maschine gestattete, kaum für möglich gehaltene Erfolge zu erzielen.

Von größter Bedeutung aber war es, als man es lernte, auch die normale Dampfmaschine für den Betrieb mit hochüberhitztem Dampf zweckentsprechend einzurichten. Erst jetzt stand der allgemeinen Einführung des Heißdampses kein Hindernis mehr im Wege. Die Entwicklung des Heißdampfmaschinenbetriebes, an der deutsche Ingenieure in hervorragendstem Maße beteiligt sind, brachte die Dampfmaschine auf die höchste bisher erreichte Stufe der Wärmeausnutzung.

Neben diesen bedeutungsvollen und vielseitigen Verbesserungen der Dampfmaschine vergaßen die Ingenieure auch nicht, die zur Dampfmaschine gehörigen Einrichtungen weiter zu entwickeln. Hierhin gehört in erster Linie die Kondensationsanlage. Die großen Dampfmaschinenanlagen, die auf geringen Kohlenverbrauch besonderen Wert legen mußten, arbeiteten nach wie vor mit Kondensation. An den grundsätzlichen Einrichtungen hatte sich seit Watts Zeiten wenig verändert. Einspritzkondensator und Luftpumpe waren im großen und ganzen die gleichen geblieben. Die konstruktive Durchbildung und die Art des Antriebes hatte sich naturgemäß mit der Maschine verändert. In den großen neuzeitlichen Anlagen ist gewöhnlich die Kondensatipn int Keller angeordnet. Vom Kreuzkopf oder von der Kurbel aus werden die Luftpumpen angetrieben. In neuerer Zeit hat man da, wo eine ganze Anzahl von Dampfmaschinen in Frage kommen, die Kondensation an einer Stelle zu vereinigen gesucht. Man hat sogenannte Zentralkondensationen geschaffen. Besondere kleinere Dampfmaschinen treiben hier die Luftpumpen an. Statt Einspritzkondensation wird auch mehrfach die int Schiffsmaschinenbetriebe heute allgemein übliche Oberflächenkondeusation benutzt.

Alle diese mannigfachen Veränderungen der Dampfmaschine kamen naturgemäß nicht nur der Betriebsmaschine der einzelnen gewerblichen Betriebe zu gute, sondern nicht minder auch den mit ihrer Arbeitsmaschine unmittelbar zu einem Ganzen vereinigten Dampfmaschinen, wie den Pumpmaschitten der Bergwerke und Wasserwerke, den Fördermaschinen, Gebläsemaschinen, Walzenzugmaschinen und anderen mehr.

Bei den Pumpmaschinen der Wasserhaltungen hat sich die Form der Balanciermaschine am längsten erhalten. Je mehr aber hier mit dem

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Abb. 202. Unterirdische Wasserhaltungsmaschine.

Tieferwerden der Gruben und dem Anwachsen der Wasserzuflüsse die Leistungen der Maschine wuchsen, umso ungeheurer wurden auch bei dem langsamen Gang, den sie beibehalten mußten, ihre gesamten Abmessungen und damit die Anlagekosten. Man begann deshalb in den Sechziger- und Siebzigerjahren zuerst die Dampfmaschine selbst unten in die Gruben zu verlegen und sie den normalen Betriebsmaschinen immer ähnlicher auszubilden, schließlich auch Verbundwirkung und Heißdampf auf diese Maschinengattung anzuwenden. Zu welch außerordentlich großen Leistungen es man hier gebracht hat, zeigt die in Abb. 202 dargestellte, wohl bisher größte unterirdische Wasserhaltungsmaschine von Haniel & Lueg, die imstande ist, nicht weniger als 25 cbm Wasser in der Minute aus 500 m Tiefe zu heben. Die Maschine arbeitet als Dreifachexpansionsmaschine mit vier Zylindern und leistet 3500 Pferdestärken.

Auch bei den städtischen Wasserwerken sind in neuerer Zeit die alten Balanciermaschinen immer mehr durch neuzeitliche stehende und liegende Maschinen ersetzt worden. Neben diesen normalen Maschinen mit Drehbewegung, die sich, wie erwähnt, von den Betriebsmaschinen fast kaum noch unterscheiden, haben sich auch die zuerst ausschließlich angewandten Hubmaschinen ohne Drehbewegung weiter entwickelt und in der vielverbreiteten Worthingtonmaschine einen besonders ausgeprägten Vertreter gefunden.

Gerade an den Pumpmaschinen, die mit ihrer Geschichte zweihundert Jähre zurückreichen, kann man den außerordentlichen Fortschritt auch in der Brenn st offausnutzung am besten verfolgen. Bei den ersten Feuermaschinen kann man damit rechnen, daß unter günstigen Betriebsverhältnissen mit 1 kg Kohle wohl 15 000 mkg sich erzielen ließen. Die von Smeaton verbesserte Feuermaschine brachte es schon auf 30 000 bis 40 000 mkg; die Wattsche auf 60000 bis 90000. In neuester Zeit hat man 300 000 bis fast

500 000 mkg bei Ausnutzung aller Verbesserungen schon erreicht. Man kann also gegenüber auch den besten Wattschen Maschinen heute mit der gleichen Kohlenmenge schon mehr als die fünffache Arbeit leisten.

Die Fördermaschine hatte sich ebenfalls den stetig steigernden Anforderungen anzupassen. Die Geschwindigkeit ist hier außerordentlich gestiegen. Kam man früher mit 3 bis 6 m Seilgeschwindigkeit in der Sekunde aus, so erreicht man jetzt Geschwindigkeiten von 15 bis 20 m in der Sekunde.

Am weitesten verbreitet sind hier die normalen Zwillingsmaschinen, auf deren Kurbelwelle die Seilscheiben angebracht sind. In neuerer Zeit hat man auch hier die Berbundwirkung eingeführt. Für größte Leistungen und größte Anforderungen in der Brennstoffausnutzung baut man sie als sogenannte Tandemmaschine. Jede Maschinenseite hat hier zwei Hoch- und Niederdruck-

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Zylinder hintereinander angeordnet; die ganze Maschine besteht somit aus vier Zylindern.

Ähnliche Entwicklungen hat die Gebläsemaschine durchgemacht, deren Leistungen sich den großen Fortschritten in der Eisen- und Stahlerzeugung anzupassen hatten. Die Gebläsemaschinen finden sich in liegender und stehender Anordnung ausgeführt. Die Gebläsemaschinen werden unmittelbar von den Kolbenstangen der Dampfzylinder angetrieben. Eine von der Elsässischen Maschinenbaugesellschaft in Mülhausen für das Kruppsche Hüttenwerk in Rheinhausen ausgeführte neuere Anlage mit stehenden Maschinen zeigt Abb. 203.

Die Maschinen haben in der Minute 800 bis 1000 cbm Luft bei einem Luftdruck von 1 Atmosphäre dem Hochofen zuzuführen. Über den Dampfzylindern sind unmittelbar die Windzylinder angeordnet. Die Dampfmaschine arbeitet mit Corlißsteuerung und Verbundwirkung. Die Kurbelwelle wiegt mit den warm aufgezogenen Kurbeln allein rund 13,5 t. In ihrer Mitte, also zwischen beiden Maschinenhälften, sitzt ein 36 t schweres Schwungrad von 6 m Durchmesser. Die Leistung der Maschine beträgt rund 1000 Pferdestärken.

Die Leistung der heutigen Walzen st raßen in den großen Hüttenwerken verlangt ebenfalls sehr leistungsfähige Dampfmaschinen, die, je nachdem die Walzenstraßen ihre Arbeit gleichmäßig umlaufend verrichten oder bei jedem Durchgang des Walzstückes ihre Bewegungsrichtung umkehren müssen, verschieden konstruiert sind. Die Maschinen mit gleichbleibender Drehrichtung gleichen den Betriebsmaschinen, von denen sie sich durch ein besonders schweres Schwungrad unterscheiden. Die sogenannten Umkehrmaschinen müssen ebenso wie die Fördermaschinen und Schiffsmaschinen eine bequeme und leichte Änderung der Bewegungsrichtung zulassen. Hier fehlt das Schwungrad. Die Maschinen sind als Zwillingsmaschinen und auch als Drillingsmaschinen mit drei nebeneinanderliegenden Zylindern ausgeführt. In neuerer Zeit hat auch hier die Berbundwirkung Eingang gefunden. Man baut sie als Zwillingstandemmaschine und hat auch Drillingsmaschinen in Tandemanordnung ausgeführt, so daß man bei dieser Bauart zu nicht weniger als sechs Zylindern gekommen ist. Die Walzenzugmaschinen gehören zu den stärksten überhaupt gebauten Dampfmaschinen, kommen doch Leistungen von 20- bis 30000 Pferdestärken in einer Maschine vor.

Wenn man von der Entwicklung der Kolbendampfmaschine spricht, darf man eines kleinen im Verhältnis zur Maschine unscheinbaren Apparates nicht vergessen, der den Werdegang der ganzen Maschine auf das günstigste beeinflußt hat. Dieser Apparat, der Indikator genannt, läßt sich in seiner einfachsten Form bis auf Watt zurückführen. Er besteht aus einem kleinen Zylinder mit Dampfkolben. Eine Schraubenfeder, mit dem Kolben in Verbindung gebracht, wird sich je nach dem Dampfdruck in ihrer Länge verändern und einen kleinen Schreibstift dementsprechend an einem Papier entlang bewegen, das in der gleichen Weise wie der Dampskolben der Maschine sich hin und her bewegt. Der Stift wird somit einen geschlossenen Linienzug beschreiben, bei dem die Entfernungen in senkrechter Richtung von der Nulllinie gemessen den Dampfdruck in Kilogramm auf den Quadratzentimeter, also in Atmosphären darstellen, während die wagrechten Linien die Wege des Kolbens geben. Kraft mal Weg aber ist das Maß für die Arbeit; so gibt die von der Linie umschlossene Fläche unmittelbar das Maß der im Dampfzylinder geleisteten Arbeit. Diese mit dem Indikator gemessenen Pferdestärken bezeichnet man zum Unterschied von den an der Kurbelwelle abgegebenen Pferdestärken, die man als „effektiv" bezeichnet, mit „indiziert". So einfach der Grundgedanke des Indikators ist, so mannigfach verschieden sind doch auch hier die konstruktiven Wege gewesen, welche die Ingenieure zur Lösung der Aufgabe eingeschlagen haben. Auch auf diesem Gebiete ist eine große Jn-genieurarbeit verrichtet worden.

Zeit in der Dampfturbine auf den verschiedensten Gebieten ein macht-

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entstehen.

Als ersten Vorläufer dieser neuesten Wärmekraftmaschine kann man bereits die Drehkugel, die Heron der Ältere von Alexandrien 120 v. Chr. beschrieben hat, ansehen. Abb. 204 zeigt sie in einem künstlerischen Gewände

Die Genauigkeit der Instrumente stieg mit der Möglichkeit genauester Werkstattarbeit. Die zu bewegenden Massen wurden verringert, um den Indikator auch für die hohen Umlaufszahlen der schnellaufenden Maschinen geeignet zu machen. Durch den Indikator konnte man sich auch zuerst einwandfreie Vorstellungen von der Dampfverteilung im Zylinder machen. Der Apparat hat deshalb zur Entwicklung brauchbarer Steuerungen außerordentlich viel beigetragen. Während früher nur hervorragende Ingenieure sich des Indikators bedienten, ist er in neuerer Zeit immer mehr Gemeingut aller derer geworden, die mit Kolbenmaschinen zu tun haben.

Der Kolbendampfmaschine, die wir von ihrem bescheidenen Anfange bis zu ihrer heutigen machtvollen Entwicklungsstufe in kurzem Zusammenhange haben verfolgen können, sollte in neuester und in alten Geschichtsabhandlungen findet man sie sogar als „griechische Dampfmaschine" aufgeführt. Die drehbar über dem Kessel angeordnete Kugel ist durch eine ihrer Stützen mit dem Dampferzeuger, dem breiten Becken, verbunden. Durch den Rückstoß des Dampfes, der aus dem rechtwinklig umgebogenen Ansatzröhrchen entweicht, wird sie in der gleichen Weise gedreht, wie wir es an den sich drehenden Wasserstreuern auf den Rasenflächen unserer öffentlichen Anlagen beobachten können. Bildet diese Heronsche Drehkugel

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Abb. 204. Herons Drehkugel.

das Urbild einer Reaktionsturbine, so stellt uns Bran-cas Dampfrad aus dem Jahre 1629 die erste A k-tionsturbine dar, deren __ Wirkungsweise sich aus jjSjl Abb. 205 ohne weiteres er» gibt. Man versuchte auch damals bereits die so erzielte Bewegung praktischen Zwek-mm ken nutzbar zu machen. " Besonders beliebt war es, dadurch den Bratspieß umzudrehen; auch ein kleines Farbenstampfwerk wurde wohl damit getrieben. In dem Zeitalter der Kolbendampfmaschine hat es dann nicht an weiteren zahlreichen Versuchen gefehlt, diesen den Turbinen zu Grunde liegenden Gedanken konstruktiv praktische Form zu geben. Ungeheure Schwierigkeiten aber türmten sich vor jedem Ausführungsversuch auf. Über Zeichnungen und Beschreibungen sind nur wenige Erfindungen der Dampfturbine hinausgekommen. Die Dampfturbine, wie wir sie heute kennen, setzt in noch viel höherem Maße als die Kolbendampfmaschine einen hochwertigen Baustoff

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Abb. 205. Brancas Dampfrad.

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Abb. 206. Erste Parsonsturbine. Aus dem Kknsingtonmuseum in London.

und größte Genauigkeit der Werkstattarbeit voraus. Die Ingenieure mußten ferner erst lernen, die dynamischen Verhältnisse, die Massenwirkungen, Reibung und Abnutzung bei raschlaufenden Maschinen zu beherrschen, ehe es ihnen gelingen konnte, brauchbare Dampfturbinen zu bauen. Auch den eigentlichen Verwendungszweck für Dampfturbinen hat erst unsere Zeit geschaffen.

Erst die Elektrotechnik mit ihren raschlaufenden Maschinen bot ein weites Anwendungsgebiet für die neue Kraftmaschine. Die bei weitem größte Zahl aller heute laufenden Turbinen dient zum Antrieb von Dynamomaschinen.

Die Dampfturbinen unterscheiden sich von der Kolbendampfmaschine durch die Art der Dampfausnutzung.

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In der Kolbenmaschine wirkt der Dampf durch Druck auf den Dampfkolben, in    der

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Dampfturbine dagegen durch seine Strömungsenergie auf umlaufende Turbinenräder.

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Abb. 207. Schaufelanordnung einer Parsonsturbine.

Dampfturbine zu überwinden war, lag darin, die große Dampfgeschwindigkeit, die bei den üblichen Dampfspannungen von zehn Atmosphären über 1000 Metersekunden beträgt, möglichst wirtschaftlich in einer Maschine auszunutzen.

Trotz aller früheren Versuche, auf die schonchingewiesen wurde, beginnt die eigentliche Geschichte der Dampfturbine doch erst in den Achtzigerjahren mit den epochemachenden Arbeiten des englischen Ingenieurs CH arl es Alger-non Parsons und des Schweden Gustav de Laval. Die erste Dampfturbine von Parsons, die 1884 an die Öffentlichkeit trat, leistete erst 10 Pferdestärken und lief noch mit 18000 Umdrehungen in der Minute. Sie trieb eine Dynamomaschine an. Heute steht sie in der Forw, wie sie Abb. 206 zeigt, im Kensingtonmuseum. Die Turbine setzt sich gleichsam aus vielen einzelnen hintereinander angeordneten Turbinen zusammen; reguliert wird durch Drosseln des Dampfes. Einige Jahre später gelang es Parsons

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Abb. 208. Westinghouse-Parsonsturbine.

bereits, Turbinen mit 200 Pferdestärken und 4000 Umdrehungen zu bauen. Sehr große Geldmittel mußte auch Parsons opfern, bis der große Erfolg, den er heute zu verzeichnen hat, errungen war. Zuerst verlacht und verspottet, hat er in unablässig zäher Arbeit die Maschine geschaffen, die ihm ebenso wie seinem Landsmanne Watt einen hervorragenden Platz in der Geschichte der Technik sichert. Die Parsonsturbine gehört heute zu den verbreitetsten Danipfturbinen. Große namhafte Maschinenfabriken in den Hauptindustriestaaten haben ihre Ausführung mit übernommen und an ihrer weiteren Entwicklung tatkräftig gearbeitet.

In Deutschland hat sich um die Einführung der Turbine vor allem die Firma Brown Boveri & Co., die ihren Stammsitz in Baden in der Schweiz hat, verdient gemacht. Eine Parsonsturbine dieser Bauart zeigt Abb. 29 auf Seite 18. Der Turbinenzylinder besteht aus Unterteil und Deckel, die mit Schrauben verbunden sind. Auf der Innenwand sind die Leitschaufelkränze angeordnet. Die Laufradschaufeln, 30000 bis 60000 Stück, aus Bronze

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gefertigt, sind auf den Mantel einer zylindrischen Stahlgußtrommeleingesetzt. Die Schaufelanordnung läßt Abb. 207 erkennen. Eine Westinghouse-Parsonsturbine von 7500 Kilowatt Leistung mit unmittelbar gekuppelter Dynamomaschine zeigt Abb. 208.

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Abb. 209. Wirkungsweise der de Lavalturbine.

Gleichzeitig mit Parsons arbeitete auf durchaus verschiedenem Wege in Schweden de Sabal daran, eine praktisch brauchbare Turbine zu schaffen. Seine erste 1883 entstandene Dampfturbine war

ein einfaches Reaktionsrad. Die heutige Lavaldampfturbine aber ist gekennzeichnet als einfachste Druckturbine mit teilweiser Beaufschlagung durch eine oder mehrere sich erweiternde Düsen, wie Abb. 209 und 210 es zeigen. Auf der Weltausstellung in Chicago wurde sie zuerst weiteren Kreisen bekannt. Die dort ausgestellte fünfpferdige Turbine lief mit nicht weniger als 30 000 Umdrehungen in der Minute. Diese bis dahin im Maschinenbau ungekannte und auch für unmöglich gehaltene Umlaufszahl war für die unmittelbar praktische Benutzung unbrauchbar. De Sabal mußte daher durch eine Zwischenübersetzung die Geschwindigkeit mindestens auf ein Zehntel verringern.

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Abb. 210. De Lavalsche Dampfturbine. — Der das Triebwerk und die Motordrehscheibe umschließende Mantel ist durchsichtig gehalten.

Er verstand dies durch Anordnung zweckmäßig ausgebildeter Zahnradvorgelege, wie sie Abb. 210 erkennen läßt, zu erreichen. Aber gerade diese Zahnradübersetzung ist ein Nachteil, der diese Turbine von den großen Kraftleistungen, für die man Turbinen mit Erfolg heute verwendet, ausschließt.

Eine große Zahl weiterer Turbinenkonstruktionen sind in den letzten Jahren entstanden, von denen hier die von den namhaftesten deutschen Maschinenfabriken ausgeführte Zoelly und die in der Allgemeinen Elektrizitätsgesellschaft in Berlin unter Mitarbeit hervorragendster Konstrukteure entstandene A.E.G Turbine genannt seien.

Ein Blick in die großen Berliner Elektrizitätswerke Zentrale Moabit läßt einen interessanten Vergleich zwischen Kolbendampfmaschine und Dampf-

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Abb. 211. Kolbendampfmaschine.

turbine zu (Abb. 211 und 212). Oben sehen wir eine vierzylindrige Kolbenmaschine von etwa 3000 Kilowatt Leistung mit ihren vielen Steuerungsteilen und ihrem langgestreckten Bau. Die untere Abbildung zeigt die im Verhältnis hierzu kleine übersichtliche Turbinenanlage, die neuerdings in dem Raum Aufstellung gefunden hat, den man ursprünglich für eine weitere 3000 Kilowattmaschine vorgesehen hatte. Die drei Turbineneinheiten, die das Bild zeigt, leisten zusammen rund 10000 Kilowatt oder 15000 Pferdestärken. Jede der Turbinen hat kleinere Abmessungen wie einer der großen Dampfzylinder und statt der Steuerung mit ihren 4 mal 4 Ventilen und ihren zahlreichen Gelenken ist hier an jeder Turbine nur ein einziges vom Regulator beeinflußtes Drosselventil vorhanden.

Der geringe Raumbedarf und die bequeme Wartung haben den Dampfturbinen, zumal sie auch in Brennstoffausnutzung die beste Kolbenmaschine erreichen, sehr schnell große Verbreitung verschafft. Schon Ende 1907 schätzte

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Abb. 212. Dampfturbine.

man die Gesamtleistung der bis dahin ausgeführten Turbinen auf etwa 6 Millionen Pferdestärken. Davon kamen etwa rund 3,5 Millionen Kilowatt auf Turbodynamos, wie man die aus Dampfturbine und Dynamomaschine bestehende Maschineneinheit bezeichnet. Diese Zahlen kennzeichnen zur Genüge die beispiellose rasche Entwicklung, besonders wenn man berücksichtigt, daß die eigentliche Großfabrikation der Maschine kaum vier Jahre zurückreicht.

VI.

Die Verbrennungskraftmaschinen.

Von Oberingenieur Friedrich Scrrth.

Unter Berbrennungskraftmaschinen versteht man solche, bei denen der Brennstoff in Form von Gas direkt in den Arbeitszylinder eingeführt und dortselbst in Gegenwart der erforderlichen Luftmenge verbrannt wird. Die Verbrennung geschieht in der Regel so rasch, daß sie von explosionsartiger Wirkung ist. Der dadurch entstehende große Druck wird zur Arbeitsleistung benutzt, indem man ihn auf einen beweglichen Kolben wirken läßt. Die Wirkung der Explosion ist naturgemäß umso intensiver, je inniger das Gas und die Luft miteinander gemengt sind und je fetter, das heißt je gashaltiger das Gemisch ist. Letzteres gilt allerdings nur bis zu einer bestimmten Grenze, da eine gewisse Mindestmenge von Luft zur vollständigen Verbrennung des Gases notwendig ist.

Die direkte Ausnutzung des Brennstoffs im Arbeitszylinder hat gegenüber der indirekten den Vorzug, daß der Brennstoff in weit höherem Grade ausgenutzt wird, weil keine Zwischenverluste entstehen. Bei den mit Dampf betriebenen Kraftmaschinen ist die Ausnutzung des Brennstoffs eine indirekte, indem hier die Verbrennungswärme zur Erzeugung von Dampf nutzbar gemacht wird und erst der Dampf, welcher gewissermaßen den Arbeitsträger für den Brennstoff bildet, dann in den Arbeitszylinder (ober in das Turbinengehäuse) eingeleitet wird, um dort nutzbare Arbeit zu verrichten. Bei Dampfkraftanlagen wird nur etwa ein Sechstel der im Brennstoff enthaltenen Wärme in nutzbare Arbeit umgesetzt, während man bei Berbrennungskraft-maschinen bis zu ein Drittel der Brennstoffwärme in Nutzarbeit überführen kann.

Zum Betrieb von Verbrennungskraftmaschinen dienen gasförmige, flüssige und feste Brennstoffe. Man spricht alsdann von Gasmotoren, Ölmotoren und Sauggasmotoren. Die Arbeitsweise des Motors ist hierbei in allen Fällen die gleiche, da der betreffende Brennstoff vor seiner Einleitung in den Arbeitszylinder doch in Gasform (oder wenigstens in Dampfform) übergeführt werden muß. Anderenfalls wäre eine innige Mischung mit Luft und eine explosionsartige Verbrennung nicht denkbar.

Der Hauptanteil an der Erfindung und Entwicklung der Verbrennungs-kraftmaschine gebührt Deutschland. Die eigentliche Entwicklung der Verbrennungskraftmaschine beginnt erst mit der Erfindung des Viertaktmotors.

Ms Erfinder desselben gilt der Münchener Uhrmacher Reithmann. Der erste jedoch, welchem es gelang, einen wirklich brauchbaren Viertaktmotor zu bauen, war Otto. Ihm, beziehungsweise der Firma Otto & Langen in Köln gebührt deshalb das Verdienst, den Viertaktmotor geschaffen zu haben.

Der nach seinem Erfinder benannte Ottomotor erschien zuerst in der Öffentlichkeit im Jahre 1878 gelegentlich der Pariser Weltausstellung. Elf Jahre vorher war, ebenfalls von Otto & Langen, die atmosphärische Gasmaschine zur Ausstellung gebracht worden, welche sich infolge ihrer ökonomischen Arbeitsweise noch lange Zeit nach der Einführung des Ottomotors auf dem Markt gehalten hat. Die Nachteile der atmosphärischen Gasmaschine bildeten ihr geräuschvoller Gang und ihre geringe spezifische Leistung.

Während bei der atmosphärischen Gasmaschine der Explosionsdruck nur dazu benutzt wurde, den Kolben der stehend gebauten Maschine hochzuschleudern, und der Druck der Atmosphäre die eigentliche Triebkraft bildete, wird bei dem Ottoschen Viertaktmotor, welcher noch heute die Grundlage fast aller Explosionsmotoren bildet, der Explosionsdruck direkt zur Arbeitsleistung verwendet. Im nachstehenden sei die Wirkungsweise des Motors an Hand der schematischen Abb. 213 geschildert.

In dem Zylinder C bewegt sich ein Kolben K. Die durch den Explosionsdruck auf den Kolben geäußerte Kraftwirkung wird mit Hilfe der Schubstange 8 auf die Kurbelwelle W übertragen und von dieser aus mit Hilfe von Riemenscheiben nach der Transmission oder den zu betreibenden. Arbeitsmaschinen weitergeleitet. Das Gas und die Luft werden dem Motor durch die Leitungen g und 1 zugeführt. Durch die Klappe v (in Wirklichkeit verwendet man Ventile) wird der Luft und dem Gas der Eintritt in den Zylinder freigegeben, während durch Offnen der Klappe u das Zylinderinnere durch die Auspuffleitung A mit der Atmosphäre verbunden wird. Die Klappen (beziehungsweise Ventile) werden von außen her durch eine besondere Steuerung betätigt. Die Entzündung des Gemisches erfolgt durch die Zündvorrichtung z. Bei den ersten Motoren bestand dieselbe in einer offenen Flamme. Späterhin kam ein Glührohr, aus Eisen, Porzellan oder einer geeigneten Legierung bestehend, zur Anwendung. Einen großen Fortschritt bedeutete die Einführung der magnetelektrischen Zündung, welche heute fast ausschließlich angewendet ist. Hierbei wird durch eine kleine magnetelektrische Maschine, deren Anker oszillierende Bewegungen ausführt, ein elektrischer Strom erzeugt, welcher über einen im Innern des Zylinders befindlichen Kontakt geleitet wird. Im Moment der größten Stromstärke wird dieser Kontakt geöffnet, so daß sich ein elektrischer Funken bildet, durch welchen das Gemisch entzündet wird.

Infolge der Verbrennung im Inneren des Arbeitszylinders erwärmt sich derselbe, weshalb eine besondere Kühlung vorzusehen ist. Zu diesem Zweck ist der eigentliche Laufzylinder, sowie der Verbrennungsraum von einem zweiten Mantel, dem sogenannten Kühlmantel, umgeben. Zwischen beiden zirkuliert Kühlwasser. Hierbei erfolgt die Zuleitung des Kühlwassers von

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Abb. 213. Schematische Darstellung eines Gasmotors.

unten durch die Leitung i, die Abführung des erwärmten Wassers oben in den Trichter t. Die Ableitung des Kühlwassers geschieht offen, damit mau sich jederzeit davon überzeugen kann, daß die Kühlung funktioniert.

Der Arbeitsvorgang spielt sich nun in folgender Weise ab:

1.    Hub. Ansaugen von Gas und Luft. Der Kolben geht hierbei im Sinne des Pfeils nach außen und saugt bei geöffneter Klappe (Ventil) v Gas und Luft im entsprechenden Verhältnis an.

2.    H u b. Kompression beziehungsweise Verdichtung des Gemisches. Nach erfolgter Kolbenumkehr schließt sich das Einlaßventil v und der sich nunmehr in entgegengesetzter Richtung bewegende Kolben drückt das Gemisch zusammen und verdichtet dasselbe auf etwa zehn bis zwölf Atmosphären. (Bei den ersten Motoren war die Kompression bedeutend kleiner.) In dem Augenblick, in welchem der Kolben im toten Punkt angelangt ist, die Kompression also ihren Höchstwert erreicht hat, wird das Gemisch entzündet und verbrennt explosionsartig. In Wirklichkeit erfolgt die Zündung je nach der Umdrehungszahl des Motors etwas vor dem Totpunkt.

3.    Hub. Arbeitshub. Die heißen Gase dehnen sich aus und leisten Arbeit, wobei deren Spannung allmählich sinkt und sich dem Druck der Atmosphäre nähert.

4.    Hub. Auspuff. Die verbrannten Gase werden durch den sich im Sinne des Pfeils bewegenden Kolben nach der Auspuffleitung A beziehungsweise in die Atmosphäre gedrückt. Natürlich muß hierbei die Klappe beziehungsweise das Ventil u geöffnet sein.

Nach dem vierten Hub wiederholt sich der Arbeitsvorgang. Der Arbeitsprozeß des Ottoschen Viertaktmotors verteilt sich demnach auf vier Hübe beziehungsweise Takte. Daher der Name Viertaktmotor. Hierbei entfällt auf je vier Hübe ein Arbeitshub. Während der drei anderen Hübe hingegen wird keine Arbeit geleistet, sondern solche verzehrt, da der Motor hierbei als Pumpe wirkt.

Um die Leistung des Motors dem schwankenden Kraftbedarf entsprechend

zu gestalten, muß jeder Motor mit einer automatisch wirkenden Regulierung ausgerüstet sein. Geht die Belastung des Motors beispielsweise zurück, so muß weniger Brennstoff zugeführt werden und umgekehrt. Es wird zu diesem Zweck ein Zentrifugalregulator angeordnet, welcher in dem genannten Sinn auf die Brennstoffzufuhr einwirkt. Je nachdem hierbei der Regulator nur auf das Gas oder auf das Gemisch von Gas und Luft einwirkt, unterscheidet man eine Gasregelung oder eine Gemischregelung.

Der Antrieb der Ventile erfolgt von der Steuerwelle aus, und zwar durch utmmbe Scheiben, auch Nocken genannt. Nur bei Großgasmaschinen gibt man in der Regel dem Antrieb durch Exzenter den Vorzug.

Die große Mehrzahl unserer Verbrennungskraftmaschinen arbeitet im Viertakt. Zweitaktmotoren werden heute irrt allgemeinen nur für größere Leistungen ausgeführt. Insbesondere für den Antrieb von Gebläsemaschinen auf Hüttenwerken wird der Zweitaktmotor häufig angewendet. Hierauf soll jedoch erst später eingegangen werden.

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Abb. 214. Beleuchtungswagen der Gasmotorenfabrik Deutz mit stehendem Benzin- oder Spiritusmotor.

Was die Wirkungsweise des Zweitaktmotors betrifft, so sei bemerkt, daß sich bei ihm, wie der Name sagt, der Arbeitsvorgang während zweier Hübe abspielt. Dies wird dadurch ermöglicht, daß man den Auspuff- und Ansaugehub ausfallen läßt und für diesen Zweck besondere Pumpen (sogenannte Ladepumpen) anordnet. Denselben fällt die Aufgabe zu, beit Arbeitszylinder von Verbrennungsrückständen zu reinigen, indem reine Luft hindurchgeblasen wird, sowie die weitere Aufgabe, das brennbare Gemisch in den Arbeitszylinder hineinzupressen. Die Wirkungsweise ist hier kurz die folgende: Das entzündete Gemisch treibt den Kolben nach außen. Gegen Ende des Arbeitshubes gibt der Kolben Schlitze frei, welche sich in der Zylinderwandung befinden. Durch diese Schlitze entweichen die Berbrennungsgase nach dem Auspuff und entspannen sich dadurch rasch. Nuitmehr wird durch die Luftpumpe Luft in den Zylinder gefördert, wodurch derselbe ausgespült und gleichzeitig gekühlt wird. Jetzt tritt auch die Gaspumpe in Tätigkeit und fördert zusammen mit der • Luftpumpe das Gasluftgemisch in den Zylinder. Dieser ganze Vorgang spielt sich in der Nähe des Hubendes ab. Daraufhin beginnt der Kolben das Gemisch

zu komprimieren. Dasselbe wird entzündet und es beginnt wieder der Arbeitsvorgang von neuem.

Der

Abb. 215. Daimler-Benzinmotor. Ansicht der Vergaserseite.

Zweitaktmotor führt demnach in dem gleichen Zeitraum

doppelt so viele Arbeitshübe aus als der Viertaktmotor. Es müßte deshalb unter sonst gleichen Verhältnissen seine Leistung die doppelte sein. In Wirklichkeit trifft dies jedoch nicht genau zu, da es mit Rücksicht auf Gasverluste nicht möglich ist, die Ladung des Zylinders mit brennbarem Gemisch ebenso groß zu wählen wie beim Viertaktmotor. Immerhin jedoch fallen die Zylinderabmessungen des Zweitaktmotors bei gleicher Leistung etwas kleiner aus als diejenigen des Viertaktmotors.

Während der Gasmotor früher nur für Kleinbetriebe in Betracht kam, hat er sich im Lauf der letzten zehn Jahre allmählich als Betriebskraft für große Anlagen eingeführt. Insbesondere war es das Bestreben, die Gichtgase der Hochöfen durch direkte Verbrennung im Gasmotor auszunutzen, das den Anstoß zu der Entwicklung der Großgasmaschine bildete. Hierauf soll weiter unten noch des näheren eingegangen werden.

Die Verbrennungskraftmaschine kann sowohl stationär als auch mit Fahrgestell (als Lokomobile) ausgeführt werden, wie dies Abb. 214 erkennen läßt. Sie wird auch für die Fortbewegung von Wagen und Booten verwendet und in diesem Fall als ein- oder mehrzylindriger Benzinmotor ausgeführt (Abb. 215). Die ersten Automobilmotoren stammen von zwei Deutschen, Daimler in Cannstatt und Benz in Mannheim. Seit dem ersten Automobil vom Jahre 1886 und dem ersten Motorboot aus demselben Jahre hat die Automobil- und Motorbootindustrie eine gewaltige Entwicklung durchlaufen.

Bezüglich der Wirkungsweise unterscheidet sich der Automobilmotor in nichts von den gewöhnlichen stationären Benzinmotoren. Der Unterschied gegenüber diesen besteht vielmehr nur darin, daß beim Automobilmotor auf äußerste Materialersparnis geachtet wird, um ein möglichst kleines Gewicht zu bekommen. Man läßt zu diesem Zweck die Automobilmotoren mit sehr hoher Tourenzahl, 1000 bis 2000 Umdrehungen in der Minute, laufen und verwendet nur bestes Material zu ihrer Herstellung.

Als Ideal der Verbrennungskraftmaschine hört man häufig die Gasturbine bezeichnen. Bei derselben soll, ebenso wie bei der Wasser- und Dampfturbine, die Gaskraft direkt in rotierende Bewegung umgesetzt werden, so daß alle hin und her gehenden Teile, wie Kolben, Kolbenstangen u. s. w., in Wegfall kämen. Bis jetzt ist es jedoch trotz zahlreicher Patente und Experimente noch nicht gelungen, eine brauchbare Lösung für die Gasturbine zu finden. Aller Voraussicht nach liegt eine solche bei den großen praktischen Schwierigkeiten, welche der Gasturbine entgegenstehen, überhaupt nicht im Bereich der Möglichkeit. Die Hauptschwierigkeit besteht nämlich darin, daß es kein Material gibt, welches bei genügender Festigkeit imstande ist, den hohen Temperaturen, wie sie in einer Gasturbine auftreten, auf die Dauer zu widerstehen. Während beim gewöhnlichen Gasmotor die höchste Temperatur nur kurze Zeit wirksam ist, würden die einzelnen Leit- und Lausradteile der Gasturbine beständig ein und derselben Temperatur ausgesetzt sein. Wollte man nun diese hocherhitzten Teile mittels Wasser kühlen, ähnlich wie den Zylinder und den Verbrennungsraum eines Gasmotors, so würden dadurch große Wärmeverluste entstehen, das heißt, die Gasturbine würde den Brennstoff sehr schlecht ausnutzen, oder, wie man sich technisch ausdrückt, sie würde mit sehr geringem Wirkungsgrad arbeiten.

Abb. 216. Leuchtgasmotor der Gasmotorenfabrik Deutz.

Bei der nunmehr folgenden Besprechung der verschiedenen Verbrennungskraftmaschinen wollen wir die Motoren in der üblichen Weise einteilen in solche für gasförmigen, flüssigen und festen Brennstoff. Genau genommen ist diese Einteilung unlogisch, da, wie schon eingangs erwähnt wurde, die flüssigen und festen Brennstoffe vor ihrer Verwendung doch erst verdampft beziehungsweise vergast werden. Der Motor selbst arbeitet sonach in jedem Fall mit einem gasförmigen Gemisch. Wenn diese Einteilung hier trotzdem beibehalten wird, so geschieht dies nicht nur mit Rücksicht auf größere Übersichtlichkeit, sondern auch deshalb, weil die verschiedenen Brennstoffe doch wesentliche Unterschiede in der konstruktiven Durchbildung der Gesamtanlagen bedingen.

Zu den Motoren für gasförmige Brennstoffe gehört in erster Linie der gewöhnliche Leuchtgasmotor, wie ihn Abb. 216 zeigt. Das Leuchtgas wird in besonderen Gasanstalten durch trockene Destillation (Entgasen) der Steinkohle gewonnen. Es besitzt im Mittel einen unteren Heizwert von 5000 Kalorien. Wird dem Leuchtgas zur Zeit der stärksten Inanspruchnahme der Gasanstalt noch sogenanntes Wassergas (Seite 54 dieses Bandes) beigemischt, so liegt sein Heizwert bisweilen tiefer.

Der Preis des Leuchtgases für motorische Zwecke ist verschieden je nach der Entfernung der Gasanstalt von den Kohlenbezirken. Im Mittel bezahlt man für Motorengas 12 Pfg. pro Kubikmeter ab Gasuhr.

Der Leuchtgasmotor wird mit Rücksicht auf den verhältnismäßig hohen Gaspreis nur für geringere Leistungen verwendet.

Für den Betrieb von Motoren käme sodann noch Wassergas und Azetylengas (Seite 54) in Betracht. Der Betrieb mit Wassergas gestaltet sich um deswillen sehr ungünstig, weil infolge der leichten Entzündbarkeit des Wassergases nur geringe Kompressionen angewendet werden können. Was den Betrieb mit Azetylengas betrifft, so stellt sich derselbe viel zu teuer. Bei den derzeitigen Kosten des Kalziumkarbids sind diese Motoren in wirtschaftlicher Hinsicht nicht konkurrenzfähig.

Während der Leuchtgasmotor an das Vorhandensein einer Gasanstalt gebunden ist, kann der Ölmotor, wie der Motor für flüssigen Brennstoff kurz genannt wird, überall angewendet werden. Ws flüssige Brennstoffe kommen in Betracht Petroleum, Paraffinöl, Benzin, Benzol, Solaröl und Spiritus.

Petroleum wird sowohl als Rohprodukt wie auch in raffinierter Form verwendet. Letztere wird auf dem Wege der Destillation aus dem Rohpetroleum oder der Rohnaphta erzeugt. Der Heizwert des rohen und des raffinierten Petroleums liegt etwas über 10 000 Kalorien.

Das Paraffinöl und das Solaröl sind schwerflüchtige Destillationsprodukte des Braunkohlenteers. Das erstere ist ein sehr dickflüssiges Ol von trübem Aussehen, welches außer zur Krafterzeugung auch zu Schmierzwecken sowie zur Darstellung von Olgas verwendet wird. Der Heizwert dieser beiden Ole liegt etwa bei 10 000 Kalorien.

Das Benzin ist ein leichtflüchtiges Destillat des Rohpetroleums. Sein Heizwert ist der gleiche wie derjenige des Petroleums. Mit Rücksicht auf den starken Benzinverbrauch der Automobil- und Bootsmotoren ist der Benzinpreis im Laufe der letzten Jahre ganz bedeutend gestiegen. Es wird deshalb für ortsfeste Motoren in der Regel eine billigere Sorte, das sogenannte Schwerbenzin, verwendet, dessen spezifisches Gewicht über 0,70 liegt.

Außer dem Benzin gibt es noch eine Reihe von leichter flüchtigen Destillaten des Rohpetroleums, welche jedoch mit Rücksicht auf ihren hohen Preis für die Krafterzeugung nicht in Betracht kommen.

Das Benzol ist ein Brennstoff, der in seinen Eigenschaften große Verwandtschaft mit dem Benzin aufweist, weshalb er von den Laien auch häufig

Siegeslauf der Technik. I.

mit diesem verwechselt wird. Benzol wird bei der Destillation des Steinkohlenteers gewonnen. In der Regel wird für motorische Zwecke eine Art Rohbenzol verwendet, welches einen Heizwert von etwa 9500 Kalorien besitzt. Das Benzol hat gegenüber dem Benzin den Vorzug, daß es im Preise billiger ist als dieses und daß es im Motor weit besser ausgenutzt wird. Das Rohbenzol hat nämlich einen wesentlich höheren Entflammungs- und Siedepunkt als das Benzin und verträgt deshalb eine weit höhere Kompression als dieses. Je höher aber die Kompression eines Motors ist, desto rationeller nützt derselbe den Brennstoff aus.

Spiritus ist eine sehr hochprozentige Alkohol-Wassermischung. Der zur Krafterzeugung verwendete Spiritus wird in Deutschland hauptsächlich aus der Kartoffel gewonnen. Er wird in denaturiertem Zustand verwendet und ist gewöhnlich neunzigvolumenprozentig. Der Heizwert beträgt hierbei etwa 5500 Kalorien.

Die schwerflüchtigen Brennstoffe, wie Paraffinöl, Rohpetroleum, Solaröl und raffiniertes Petroleum, werden heute fast ausschließlich für den Betrieb von Dieselmotoren verwendet. Für den gewöhnlichen Ölmotor kommt nur Benzin, Rohbenzol und Spiritus in Betracht. Es ist zwar auch möglich, Petroleum und Solaröl in dem gewöhnlichen Ölmotor zu verbrennen, jedoch mit sehr geringer Wirtschaftlichkeit. Zudem ist der Betrieb mit Petroleum und Solaröl insofern unangenehm, als infolge der unvollkommenen Verbrennung die Umgebung des Motors durch schlechten Geruch belästigt wird.

Was speziell den Spiritus betrifft, so muß bei den heutigen Preisverhältnissen auch dieser Brennstoff ausscheiden. Es bleibt sonach für uns nur Benzin und Benzol übrig. In der Folge sei nur vom Benzinmotor die Rede, da die Arbeitsweise des Benzolmotors genau die gleiche ist. Sie unterscheidet sich von der des ersteren höchstens dadurch, daß der Benzolmotor mit Hilfe von Benzin angelassen werden muß.

Der Benzinmotor weicht äußerlich dadurch vom gewöhnlichen Gasmotor ab, daß er mit einer Vorrichtung zum Zwecke der Vergasung beziehungsweise

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Abb. 217. Motor für Benzin, Benzol, Petroleum und Spiritus.

Zerstäubung des Benzins ausgerüstet ist. Während man zu diesem Zweck früher meist sogenannte Verdunstungsvergaser anwendete, wird heute allgemein dem Zerstäubungsvergaser der Vorzug gegeben. Die Wirkungsweise desselben ergibt sich ohne weiteres aus

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Abb. 218. Motor für Leuchtgas, Sauggas, Benzin und Spiritus.

dessen Bezeichnung. Beim Saughub des Motors entsteht in der den Zerstäuber umgebenden Rohrleitung ein Unterdrück, demzufolge das Benzin aus einigen feinen Öffnungen der Zerstäuberbrause ausströmt. Diese Öffnungen sind hierbei derart angeordnet, daß das in sehr feinen Strahlen austretende Benzin gegen die Rohrwand trifft. Dadurch zerstäubt sich das Benzin, wird von der durch das Ausströmrohr vorgewärmten Luft mitgenommen und gelangt in Form eines feinen Benzinnebels beziehungsweise Benzindampfes zusammen mit der Verbrennungsluft ins Innere des Arbeitszylinders.

Infolge der leichten Entzündbarkeit des Benzins verträgt der Benzinmotor nur eine geringe Kompression, nützt demnach den Heizwert des Brennstoffes nur schlecht aus.

Mit Rücksicht auf die hohe Feuergefährlichkeit des Benzins wird das Benzinfaß in einem besonderen feuersicheren Raume untergebracht, welcher durch massive Wände von dem Motorenraum getrennt ist. Mit Hilfe einer Flügelpumpe wird jeden Tag so viel Benzin in das Reservoir, welches zweckmäßigerweise auch in den feuersicheren Raum verlegt wird, gepumpt, als zum Betriebe des Motors erforderlich ist. Von dem Reservoir fließt das Benzin durch dünne Leitungen nach dem Zerstäuber. Um ein unbeabsichtigtes Ausströmen von Benzin zu verhindern, ist vor dem Zerstäuber ein kleines Schwimmergefäß mit Schwimmer angeordnet, welches den Benzinstand in der Brause auf konstanter Höhe hält.

Es gibt Motoren, welche so eingerichtet sind, daß sie für den Betrieb mit Leuchtgas, Sauggas, Benzin und Spiritus geeignet sind. Zwei Beispiele hierfür bieten Abb. 217 und 218.

Während die Arbeitsweise des gewöhnlichen Ölmotors sich, abgesehen

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Abb. 219.

Einzylinder-Dieselmotor von 125 Pferdestärken.

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von der erfor-derlichen Zerstäubung des Brennstoffes, in nichts von derjenigen des Leuchtgasmotors unterscheidet, arbeitet der Dieselmotor (Abb. 219 bis 222) einem eigenen Verfahren. Der nach seinem Erfinder, dem Ingenieur Rudolf Diesel, benannte Motor arbeitet zwar im Viertakt, unterscheidet sich jedoch von dem gewöhn-

nach

motor dadurch, daß er mit Selbstzündung arbeitet. Ermöglicht wird dies dadurch, daß der Motor währeud des Saughubes nur reine Luft ansaugt. Beim Kompressionshub wird diese Luft so stark verdichtet (auf etwa fünfunddreißig Atmosphären), daß sie glühend heiß wird und daß der in fein zerstäubter Fornr eingeführte Brennstoff sich von selbst in der Luft entzündet.

Die Arbeitsweise des meist stehend gebauten Dieselmotors (Abb. 219 und 220) ist die folgende: Beim Niedergehen des Kolbens wird Luft durch Ventil E angesaugt. Beim Hochgehen wird die Lust auf etwa fünfunddreißig Atmosphären verdichtet. In der Nähe des Hubendes erfolgt die Einführung des Brennstoffes durch das Brennstoffventil B, und zwar geschieht dieselbe allmählich, derart, daß Temperatur und Druck im Laufe der Verbrennung ziemlich konstant bleiben. Im Gegensatz hierzu findet beim Ottoprozeß während der Verbrennung eine bedeutende Zunahme von Druck und Temperatur statt. Nach erfolgter Einspritzung des Brennstoffes findet der Arbeitshub und nach diesem der Auspuff der Berbrennungsrückstände durch Ventil A statt.

Sehr wichtig ist es beim Dieselmotor, daß der Brennstoff in möglichst fein verteiltem Zustand in den Arbeitszylinder gelangt. Zu diesem Zweck wird ein Siebzerstäuber oder ein Plattenzerstäuber angewendet. Meistens gibt man heute dem letzteren den Vorzug. Bei diesem sind verschiedene Plättchen mit Löchern übereinander angeordnet, derart, daß die einzelnen Löcher gegeneinander versetzt sind. Beim Hindurchtreiben des Brennstoffes durch diese Löcher wird derselbe fein zerstäubt. Zum Hindurchdrücken des Brennstoffes durch den Zerstäuber ins Innere des Arbeitszylinders ist Luft von einer Spannung nötig, welche größer ist als diejenige, welche zu Ende der Kompression im Inneren des Arbeitszylinders herrscht. Die Erzeugung dieser Zerstäuberluft von etwa sechzig Atmosphären Spannung erfolgt mittels einer direkt durch den Motor betriebenen zweistufig arbeitenden Luftpumpe. Die Förderung des Brennstoffes in den Raum vor dem Zerstäuber geschieht mit Hilfe einer Brennstoffpumpe P, welche unter der Einwirkung des Regulators steht. Die Regulierung erfolgt hierbei in der Weise, daß das Säugventil der Brennstoffpumpe mehr oder weniger lange offen gehalten wird, so daß bei geringem Kraftbedarf ein Teil des Brennstoffes in die Saugleitung zurückgedrückt wird.

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Abb. 220. Einzylinder-Dieselmotor von 125 Pferdestärken, Querschnitt.

Die hohe wirtschaftliche Überlegenheit des Dieselmotors über den gewöhnlichen Ölmotor ist darauf zurückzuführen, daß der Dieselmotor mit einer sehr hohen Kompression arbeitet. In den gewöhnlichen Ottomotoren sind derartig hohe Kompressionen nicht möglich, da sonst eine Selbstzündung des Gasluftgemisches durch die Kompressionswärme eintreten würde. Genau genommen müßte der Dieselmotor mit allen Brennstoffen zu betreiben sein. In der Praxis verwendet man jedoch nur flüssige und von diesen nur Paraffinöl und Rohpetroleum, da dieselben sich im Preise am billigsten stellen. Die Verwendung von Teeröl, wie es sich bei der Destillation des Steinkohlenteers ergibt, wird mit Rücksicht auf den bil-

ligen Preis dieses Treibmittels angestrebt, ist jedoch bisher an verschiedenen praktischen Schwierigkeiten gescheitert.

Die von der Luftpumpe erzeugte Preßluft wird gleichzeitig zum Anlassen des Motors nutzbar gemacht.

Es steht außer Zweifel, daß der Wirkungsgrad des Dieselmotors durch Erhöhung der Kompression noch weiterhin verbesserungsfähig wäre. Jedoch stehen der Anwendung von Kompressionen über 35 Atmosphären praktische Bedenken entgegen. Insbesondere sind es Rücksichten auf die Festigkeit des Materials und die Dichtheit des Kolbens, welche eine weitere Erhöhung der Kompression verbieten.

Abb. 221 gibt eine Ansicht von einem Zweizylinder-Dieselmotor von 120 Pferdestärken, während Abb. 222 einen Vierzylinder-Dieselmotor für Schiffszwecke darstellt.

An dieser Stelle sei auch der Motoren von Haselwander, Trinkler und

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Abb. 221. Dieselmotor mit zwei Zylindern von 120 Pferdestärken.

gedacht. Dieselben arbeiten wie der Dieselmotor mit Selbstzündung, suchen jedoch mit einfacheren baulichen Mitteln aus

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ist es die Luft- schinenfabrik Augsburg und Maschinenbaugesellfchast Nürnberg, A.-G. an pumpe, welche    bie Kaiserliche Werft zu Kiel.

dieselben zu vermeiden suchen.

Eine Vorstellung von der vielseitigen Verwendung der Ölmotoren, insbesondere auch für hohe Tourenzahlen, geben die Abb. 223 bis 225.

Die Motoren für festen Brenn st off haben ihre eigene Gaserzeugungsanlage, in welcher das zum Betriebe des Motors erforderliche Kraftgas, auch nach seinem Erfinder Dawsongas genannt, erzeugt wird. Je nachdem dieses Gas unter Überdruck oder Unterdrück erzeugt wird, spricht man auch von Druckgas oder Sauggas. Heute ist das letztere überwiegen) in Gebrauch, weshalb in der Folge nur von diesem die Rede sei.

Das Kraftgas, auch kurzer Hand Sauggas genannt, entsteht, wenn man Luft und Wasserdampf durch einen mit hoher Kohlenschicht gefüllten Schachtofen, den sogenannten Generator, bläst (9(66. 226). Bei geringer Höhe der Brennstoffschicht würde der Brennstoff, wie dies in unseren Zimmeröfen der Fall ist, vollständig zu Kohlensäure verbrannt werden. Infolge der großen

den. Die Beimischung von Wasserdampf zu der Verbrennungsluft hat den Zweck, dieTem-peratur im Generator auf einer geringeren Höhe zu halten. Gleichzeitig wird dadurch eine Verringerung der Temperatur des erzeugten Gases erreicht. Dies ist um deswillen wichtig,

Schichthöhe ist jedoch die Luftzufuhr ungenügend und die Verbrennung somit eine unvollständige.

Brennstoff brennt nur teilweise, und zwar zu Kohlenoxyd. Da dies ein brennbares Gas

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ist, so kann es ohne weiteres für den motorischen Betrieb Verwendung sin-

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Abb. 223. Stehender Bootsmotor für flüssige Brennstoffe.

weil das erzeugte Gas vor der Einführung in den Arbeitszylinder ohnedies abgekühlt werden muß. Durch die Einleitung von Wasserdampf in den Generator hat man daher einen geringeren Abkühlungsverlust.

Der Vorgang in der Generatoranlage (Abb. 226) wickelt sich in folgender Weise ab: Die Luft tritt unten in den Generator ein, passiert die Rostspalten und trifft mit der glühenden Kohle zusammen. Letztere verbrennt zu Kohlensäure, welche ihrerseits im Generator hochsteigt. Auf dem Weg durch die glühenden Kohlenschichten hindurch wird die Kohlensäure durch Abgabe von Sauerstoff an die Kohlen zu Kohlenoxyd reduziert. Der Wasserdampf spaltet

sich infolge der hohen Temperatur in der un-

tersten Glühzone in seine Bestandteile

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Wasserstoff und Sauerstoff. Letzterer nimmt in gleicher Weise wie der Sauerstoff der Luft an dem Verbrennungsprozeß teil, während ersterer den Generator durchzieht und sich mit dem Kohlenoxyd zu einem Gase von höherer Heizkraft, dem Kraftgas, verbindet.

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Abb. 224. Schnellaufender Motor für flüssige Brennstoffe.

Ehe das so erzeugte Gas für den motorischen Betrieb brauchbar ist, muß es noch einen Reinigungsprozeß, verbunden mit gleichzeitiger Abkühlung, durchmachen. Die Reinigung erfolgt hierbei auf nassem und trockenem Wege. Das Gas passiert zuerst einen Wascher, auch Skrubber genannt. Derselbe besteht aus einem stehenden zylindrischen Eisenbehälter, welcher mit Koksstücken gefüllt ist. Vermittels einer im Deckel des Skrubbers angeordneten Brause wird Wasser in fein verteiltem Zustande zugeführt und rieselt an den Koksstücken herab. Das zu reinigende Gas macht den umgekehrten Weg, indem es die Koksfüllung von unten nach oben durchzieht. Dadurch wird es abgekühlt und gleichzeitig von mitgeführten Schmutzteilchen befreit. Vom Skrubber aus wird das Gas in der Regel noch durch einen Trockenreiniger geleitet, welcher in der Hauptsache aus mehreren Schichten Sägespänen, Schlackenwolle oder gepreßter Holzwolle besteht und den Zweck hat, die noch mitgeführten me-

chanischen Verunreinigungen sowie die mitgerissen eit Wasser- und Teernebel zurückzuhalten. Vom Trockenreiniger aus wandert das Gas nach dem Gastopf beziehungsweise nach deni Motor. Je besser das Gas gereinigt ist, desto länger kann der Motor ohne Reinigung im Betrieb bleiben und desto geringerist seine Abnutzung.

Die Gaserzeugung findet während des Saughubs des Motors statt, weshalb man derartigen Anlagen den Namen Sauggasanlagen gegeben hat. Je nach der Belastung des Motors saugt derselbe mehr oder weniger Gas an. Ein größeres Quantum Gas ist also nie vorhanden, da unter dem Einfluß der Steuerung gerade so viel erzeugt wird, als der Motor braucht.

Der im vorstehenden geschilderte Vorgang bezieht sich auf den gewöhnlichen Anthrazitgenerator. Auf die Generatoren für bituminöse Brennstoffe sei weiter unten eingegangen.

Der zur Gaserzeugung erforderliche Wasserdampf wird in einem neben dem Generator angeordneten Verdampfer erzeugt.

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Abb. 226. Schnitt durch eine Generatorgasanlage.

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Verdampfers erfolgt durch die Wärme, welche in dem vom Generator kommenden heißen Kraftgas enthalten ist. Im vorliegenden Fall besteht der Verdampfer aus einer Art Röhrenkessel. Um die Röhren befindet sich das zu erhitzende Wasser, während durch dieselben das heiße Gas zieht. Die Gasmotorenfabrik Deutz und andere pflegen den Verdampfer direkt int Generator unterzubringen, und zwar im Deckel desselben.

Vor dem Eintritt in den Wascher befindet sich ein Schlammtopf mit selbsttätigem Wasserüberlauf, in dem die gröbsten Verunreinigungen abgeschieden werden.

Beim Abstellen und auch beim Inbetriebsetzen der Generatoranlage wird durch Verstellen eines Ventils die Verbindung mit dem Wascher unterbrochen, so daß die Rauchgase des Generators nach dem Passieren des Verdampfers direkt in den über Dach führenden eisernen Kamin entweichen. Zum rascheren Anfachen des Feuers im Generator bei der Inbetriebsetzung dient ein kleiner, von Hand oder durch einen Elektromotor betriebener Ventilator. Ist das Gas brauchbar, was an einer kleinen Probierflamme erkannt wird, so wird durch Umstellen des erwähnten Ventils die Verbindung mit der Reinigung beziehungsweise mit dem Motor hergestellt und letzterer angelassen. Das Anlassen geschieht bei kleinen Motoren von Hand, häufig aber auch mittels Druckluft. Bei größeren Motoren bildet letzteres die Regel.

Da sich in dem Wascher, dem Trockenreiniger sowie der nach dem Motor führenden Rohrleitung nach längeren Betriebspausen Luft ansammeln kann, so ist es vor dem Anlassen des Motors notwendig, daß diese Teile durch Hindurchblasen von Gas gut entlüftet werden.

Die Beschickung des Generators erfolgt von oben, wobei zur Verhinderung des Lufteintritts ein Fülltrichter mit doppeltem Verschluß vorgesehen sein muß.

Je reiner der zur Verwendung gelangende Anthrazit ist, das heißt je geringer sein Gehalt an Bitumen, desto besser ist die Arbeitsweise der Anlage.

Bei stark bitumenhaltigem Anthrazit tritt nach kurzer Zeit eine Verteerung beziehungsweise Verschmutzung der Rohrleitungen und Ventile am Motor ein.

Eine vollständige Ausscheidung des Teers ist nämlich bis heute noch nicht gelungen. Es gibt zwar noch ein besonderes System von Teerabscheidern, welche zwischen Reinigung und Motor eingeschaltet werden, jedoch ist auch deren Wirkungsweise keine vollkommene. Die Ausscheidung der Teerdämpfe erfolgt bei diesen Teerreinigern durch Stoßwirkung. Ist der Anthrazit stark schwefelhaltig, so hat man für eine sichere Entfernung des Schwefelwasserstoffes aus dem Gase Sorge zu tragen, da derselbe die Lebensdauer der inneren Maschinenteile ungünstig beeinflußt. Zu diesem Zweck werden Reiniger verwendet, welche mit Raseneisenerz gefüllt sind. Letzteres muß von Zeit zu Zeit erneuert werden.

Zur Vergasung gelangen außer Anthrazit noch verschiedene andere Brennflösse, wie nichtbackende Steinkohle, Braunkohle, Torf und Koks. Man hat auch schon Rauchkammerlösche, Anthrazitgrus und Koksgms zur Vergasung verwendet. Für Koks können dieselben Generatoren wie für Anthrazit verwendet werden. Für die übrigen Brennstoffe hingegen sind, je nach den besonderen Eigenschaften des betreffenden Brennstoffes, abgeänderte Kon-stMktionen notwendig. Häufig wird hierbei die Braunkohle in Form von Briketts benutzt.

Eine Sauggasanlage von I. Pintsch in Berlin für die Verarbeitung nichtbackender Steinkohle, überhaupt zur Vergasung von teerhaltigen Brennstoffen, zeigt Abb. 227. Die Wirkungsweise derselben besteht darin, daß die

Abb. 227. Sauggasanlage von Julius Pintsch A.-G. in Berlin.

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Generatorfüllung in zwei Zonen eingeteilt wird. Die obere Zone enthält frischen Brennstoff, die untere Zone dagegen enthält nur entgasten Brennstoff. Letztere arbeitet in genau gleicher Weise wie beim Anthrazitgenerator. Die aus bem frischen Brennmaterial entstehenden Destillationsgase steigen hingegen nach oben und werden durch ein Strahlgebläse durch ein Rohr hindurchgesaugt und unter den Rost befördert. Dort treffen die Teergase mit Luft zusammen und werden vollständig zu Kohlensäure und Wasserdampf verbrannt. Beim Aufsteigen dieser Berbrennungsprodukte findet wieder eine Reduktion derselben zu Kohlenoxyd und Wasserstoff statt. Zur Betätigung des Strahlgebläses dient in einem Röhrenverdampfer entwickelter Wasserdampf von etwa 0,1 bis 0,2 Atmosphären Spannung. Die Teergase werden sonach durch Verbrennung mit nachfolgender Reduktion in Gase von permanenter Form übergeführt. Das in dem Generator erzeugte Gas strömt nach dem Verdampfer und passiert von hier aus die Naß- und

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Abb. 228. Schematischer Schnitt durch Braunkohlenbrikett- einen Nürnberger Braunkohlenbrikett- Erreicht wird dies

generator, von dem Querschnitt durchziehendes wassergekühltes Gußstück, welches unten offen ist. Der Generator besitzt im übrigen einen Schüttelrost, damit während des

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generator.

Trockenreinigung. Bei Brennstoffenjüngerer Formation (Braunkohlen, Braunkohlenbriketts, Torf u. s. w.) wird die Verbrennung der Teerdämpfe beziehungsweise deren Überführung in permanente Gase schon in Generatoren mit zwei Feuern, einem oberen und einem unteren, erreicht. Die Gasabsaugung erfolgt hierbei in der Mitte. Ein Beispiel für diese Art von Generatoren

bietet der Niirnberger

Abb. 228 einen schematisch gehaltenen Schnitt wiedergibt. Das Oberfeuer bezweckt die Umwandlung der Teerdämpfe in permanente Gase, während das untere Feuer genau wie bei den gewöhnlichen Anthrazitanlagen arbeitet. Charakteristisch bei dem Nürnberger Braunkohlengenerator ist, daß die Absaugung nicht einseitig, sondern zwecks gleichmäßiger Beanspruchung des Gene-rators zentral erfolgt.

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Betriebs die Asche bequem durchgerüttelt werden kann, ohne die Aschentür zu öffnen. Die durchfallende Asche wird durch Tropfwasser angefeuchtet, um die Staubbelästigung beim Herausnehmen derselben zu vermeiden.

In der Regel kann bei Braunkohlengeneratoren auf die Zuführung von Wasserdampf verzichtet werden, da die Kohle an sich genügend wasserhaltig ist.

Eine Ausführung der Nürnberger Braunkohlengeneratoren zeigt Abb. 229, während Abb. 230 einen Generator für grusförmige Brennstoffe von I. Pintsch darstellt. Abb. 231 und 232 repräsentieren die Nürnberger Gasmaschine,

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Abb. 230. Kleinkoksgenerator von 1000 Pferdestärken der Akt.-Ges. Julius Pintsch in Berlin.

wie sie von der Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg speziell für Generatorgasanlagen gebaut wird.

Wir wenden uns nunmehr zur Besprechung der Großgas-m a s ch i n e n.

Es war vor etwa zwölf Jahren, als man zum ersten Male versuchte, das aus den Gichten der Hochöfen entweichende Gas zum Betriebe von Gasmaschinen zu verwenden. Anfangs strömte dieses Gichtgas unbenützt in die Atmosphäre, bis man darauf kam, dasselbe zum Heizen von Kesseln beziehungsweise zur Erzeugung von Dampf für den Betrieb von Dampfmaschinen zu verwenden. Um das Gichtgas noch vorteilhafter auszunutzen, sollte es in der Folge direkt in Gasmaschinen verbrannt werden. Durch die direkte Verbrennung in der Gasmaschine erreicht man, wie bereits eingangs erwähnt, einen besseren Wirkungsgrad, beziehungsweise man erzielt aus ein und demselben Quantum Gas eine größere Leistung, und zwar kann man annehmen, daß man etwa auf die zweieinhalb- bis vierfache Leistung kommt. Die kleinere Zahl gilt dann, wenn man die Gasmaschine mit einer modernen Heißdampfmaschine mit Kondensation vergleicht. Die größere dagegen bezieht sich auf eine alte Dampfmaschine, welche mit Auspuff arbeitet.

Die ersten Versuche mit Gichtgas wurden an kleinen Motoren ausgeführt. Nachdem sich hierbei die Brauchbarkeit des Gichtgases herausgestellt hatte, entstand der Wunsch, dasselbe nunmehr int großen Stil nutzbar zu machen. Bisher nur für kleinere Leistungen angewendet, sollte der Gasmotor jetzt in Größen gebaut werden, wie solche bisher nur bei Dampfmaschinen üblich waren. Die erste Großgasmaschine in Deutschland wurde von der Berlin-Anhaltischen Maschinenbaugesellschaft in Dessau auf Bestellung des Hörder Bergwerks- und Hüttenvereins gebaut. Es war dies eine 6OOpferdige Zweitaktmaschine, System Oechelhäuser-Junkers, mit zwei Zylindern. Diese Maschine mit ihrer für die damalige Zeit ganz außerordentlichen Leistung kam im Jahre 1898 in Betrieb und soll nach einigen Verbesserungen und Veränderungen noch heute zur Zufriedenheit arbeiten. Nachdem so der endgültige Beweis geliefert war, daß der Großgasmotor für den Betrieb mit Hochofengas geeignet ist, begannen die Gasmotorenfirmen mit großem Eifer den Bau von Großgasmaschinen aufzunehmen. Da sich die Nachfrage nach Großgasmaschinen seitens der Hüttenwerke immer mehr steigerte und auch die Kohlenzechen bestrebt waren, die in ihren Kokereien erzeugten Koksofengase besser als bisher auszunutzen, so wurde der Bau von Großgasmaschinen mit der Zeit auch von Firmen aufgenommen, welche sich vorher nur mit dem

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Dampfmaschinenbau befaßt hatten. Daß natürlich anfänglich große Schwierigkeiten zu überwinden -

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Abb. 232. Schnitt durch eine Nürnberger Gasmaschine von 20 bis 150 Pferdestärken.

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waren und viel Lehrgeld bezahlt werden mußte, liegt in der Natur der Sache. Der Hauptfehler, den unsere Motorenfirmen machten, war der, daß sie glaubten, die Konstruktion der Großgasmaschine von den bisher gebräuchlichen Kleinmotoren ableiten zu können, indem man einfach deren Abmessungen entsprechend vergrößerte. Es hat lange gedauert, bis man diesen prinzipiellen Fehler einsah und sich dazu entschloß, mit

den bisherigen Konstruktionen ganz zu brechen und, in Anlehnung an den Dampfmaschinenbau,-vollständig neue Modelle zu schaffen.

Außer in den Hüttenwerken und Kohlenzechen ist die Großgasmaschine heute noch sehr wenig in Verwendung, doch steht zu erwarten, daß dies mit dem weiteren Ausbau und der weiteren Vervollkommnung der Generatoranlagen anders wird.

Was die Betriebserfahrungen betrifft, welche unsere Hütten und Zechen mit der Großgasmaschine machten, so stimmen dieselben alle darin überein, daß die Hauptforderung für einen ungestörten Dauerbetrieb der Gasmaschine eine sorgfältige Reinigung und Trocknung des Gases sei. Betrachten wir zunächst das Hochofengas. Dasselbe ist durch einen mehr oder weniger feinen Staub verunreinigt, der je nach dem Wassergehalt des Gases mehr oder weniger naß ist. Im allgemeinen hat sich herausgestellt, daß trockener Staub für den Betrieb weniger schädlich ist als nasser Staub, da sich der letztere leichter festsetzt und Störungen hervorruft. Eine gründliche Reinigung des Gases ist aber schon aus dem Grunde anzustreben, weil der mitgeführte Staub wie feiner Schnürgel wirkt und eine rasche Abnutzung der Zylinder und Stopfbüchsen zur Folge hat.

Eine Reinigungsanlage für Hochofengas besteht in der Regel aus einer Reihe von Trockenreinigern und Kühlern beziehungsweise Naßreinigern in Verbindung mit einem oder mehreren Zentrifugalreinigern. Von den Hochöfen wandert das Gas zunächst in die Trockenreiniger, welche meist aus zylindrischen Gefäßen bestehen, in welchen das Gas in rascher Bewegung nach abwärts und in langsamer Bewegung wieder nach aufwärts geführt wird. Im Verlauf dieser Bewegung, insbesondere bei der Umkehr des Gasstroms, scheiden sich die gröbsten Staubteilchen aus. Von den Trockenreinigern wandert das Gas nach den Kühlern, auch Skrubber genannt, in welchen sich das Gas von unten nach oben einem feinen Wasserregen entgegen bewegt und auf diese Weise einmal gekühlt und zum anderen von feineren Staubteilchen befreit wird. Die Skrubber werden teils ohne, teils mit Einlagen (Siebe, Drahtgeflechte, Koks, Holzhorden, wie zum Beispiel in Zschockes Skrubber) ausgeführt. Von dem Skrubber geht das Gas durch den Zentrifugalreiniger, in welchem die eigentliche Feinreinigung stattfindet. Erst durch die Anwendung der Zentrifugalreiniger wurde es möglich, eine befriedigende Reinigung des Gichtgases zu erzielen.

Der erste Zentrifugalreiniger stammte von Zivilingenieur Theisen in München. Er entfernt bis zu einem gewissen Grade die letzten Staubteilchen, sowie den Wasserdampf aus dem Gichtgas. Auch werden Kohlensäure und schweflige Säure, soweit sie in dem Gas enthalten sind, absorbiert. Durch Zufall fand man in Düdelingen, daß sich gewöhnliche Ventilatoren mit Wassereinspritzung ebenfalls zur Gasreinigung eignen. Der Ventilator ist billiger und weniger kraftverzehrend als der Theisenapparat, jedoch auch nicht so wirksam wie dieser. Man hat festgestellt, daß zur Erreichung einer gleich guten Reinigung mindestens zwei Ventilatoren hintereinandergeschaltet werden müssen.

Von den Zentrifugalreinigern wird das Gas noch durch Trockenapparate geleitet. Dies sind große Gefäße mit verschiedenen Holzwollschichten. Auch dienen hierfür weite Gefäße mit Einlagen zwecks Richtungsänderung, sowie auch Gasometer, welch letztere bisweilen schon zum Zweck der Druckregulierung vorhanden sind.

Damit wollen wir das für die Gichtgasmaschine so überaus wichtige

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Gebiet der Gasreinigung verlassen, um uns der Gasmaschine selbst zuzuwenden. Hier ist zunächst festzustellen, daß der gewöhnliche einfachwirkende Viertaktmotor für größere Leistungen zu unförmliche Abmessungen bekommt, weshalb man hier ausschließlich doppeltwirkende Motoren anwendet. Beim doppeltwirkenden Motor arbeitet der Kolben beiderseits, was naturgemäß geschlossene Zylinder zur Voraussetzung hat. Anfänglich — fürchtete man sich vor der Doppelwirkung, weil sie Stopfbüchsen sowie gekühlte Kolben und Kolbenstangen bedingt. Man war der Meinung, daß sich eine betriebssichere Ausgestaltung dieser Teile bei Gasmaschinen nicht erreichen ließe. Diese Befürchtung ist jedoch inzwischen durch die Tatsachen zur Genüge widerlegt worden.

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Abb. 234. Quer- und Längsschnitt durch den Zylinder einer Nürnberger Gasmaschine.

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Die erste Konstruktion einer doppeltwirkenden Gasmaschine stammt von der Gasmotorenfabrik Deutz aus dem Jahre 1902. Bei ihr waren die Ventile zum erstenmal in ähnlicher Weise angeordnet wie bei Ventil-dampfmaschinen, während bei den früheren Konstruktionen die Ventile in den sogenannten Zylinderköpfen untergebracht waren.

Diese Zylinderköpfe bildeten lange ein Schmerzenskind der Gasmotorenkonstrukteure. Infolge der bedeutenden Temperaturunterschiede zwischen der Innen- und Außenwand rissen alle größeren Zylinderköpfe. Begünstigt wurde die Rißbildung durch die bei größeren komplizierten Gußstücken unvermeidlichen Gußspannungen, außerdem aber durch die unsymmetrische Materialverteilung und die starre, unnachgiebige Verbindung der Jnnen-und Außenwand durch die Ventildurchdringuugen und Rippen. Man versuchte dieser Kalamität dadurch zu entgehen, daß man die Zylinderköpfe aus Stahlguß herstellte und sorgfältig ausglühte. Jedoch vergeblich. Immerhin hatten die Stahlgußköpfe den Vorzug, daß sie nach erfolgtem Reißen geschweißt werden konnten und sich in der Folge meist als haltbar erwiesen.

Bei der ersten doppeltwirkenden Gasmaschine der Gasmotorenfabrik Deutz

Siegeslauf der Technik. I.

war der äußere Mantel, der Kühlmantel, in seinem mittleren Teil auf eine gewisse Länge unterbrochen, um die Gußspannungen sowie die im Betriebe auftretenden Wärmedehnungen nach Möglichkeit unschädlich zu machen. Bei fast allen Zylinderkonstruktionen der neueren Viertaktmaschinen ist der Kühlmantel nicht mehr unterbrochen, sondern mit der Laufbüchse zusammengegossen. Um die durch die Gußspannuugen und Wärmedehnungen bedingten Spannungen möglichst gering zu halten, wird der Abstand zwischen Kühlmantel und Laufbüchse möglichst reichlich gewählt.

Die Zylinder bestehen aus Gußeisen und zeigen, wie die Abb. 234 erkennen läßt, völlig

Formen. Sie sind so durchgebildet, daß jegliche Gußanhäufung vermieden ist. Dadurch wird die Gefahr von eins eckigen Wärmespannungen im Guß nach Möglichkeit vermindert. Der erste Zylinder wird mittels großer Zentrier-

symmetrische

Abb. 233 zeigt einen Schnitt durch eine moderne Nürnberger Gasmaschine, wie sie von der Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg hergestellt wird. Diese Maschine ist hinsichtlich ihrer Gesamtanordnung sowohl, als auch bezüglich der Durchbildung ihrer einzelnen Teile vorbildlich geworden. Die Abbildung zeigt einen Längsschnitt durch die Maschine. Dieselbe besteht aus zwei hintereinander (Tandem) angeordneten doppeltwirkenden Zylindern, welche nach dem Viertaktsystem arbeiten. Die Steuerung ist derart eingestellt, daß auf jeden Hub ein Arbeitshub entfällt.

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Das Gewicht der wassergekühlten Kolben und Kolbenstangen wird durch den Kreuzkopf und das mittlere und hintere Gleitstück frei getragen, wodurch die Abnutzung der Zy-

Nürnberger Gasmaschine.

linderundStopfbÜchsen Abb. 235. Stopfbüchse der eine geringere wird, flanschen und zahlreicher Schrauben mit dem Gußrahmen verbunden. Das Zwischenstück, welches den ersten Zylinder mit dem zweiten konzentrisch verbindet, trägt eine Gleitbahn und ist mit einer genügend großen Öffnung versehen, um eine gute Zugänglichkeit des Zylinderinneren ohne Abbauen des Gleitschuhs zu erreicheu. Zur Versteifung des Zwischenstücks dient eine Spannstange aus Schmiedeisen. Die hintere Führung ist an den zweiten Zylinder konzentrisch angeschraubt. Der auf seiner ganzen Länge aufliegende Gußrahmen dient gleichzeitig als Olfang für die Kurbel. Die Kreuzkopfführung ist eine einseitige, um die Zugänglichkeit von Kreuzkopf, Stopfbüchse und Zylinderdeckel zu erhöhen. Die dadurch bedingte Verschwächuug des Rahmens wird durch zwei schmiedeiserne Spannstangen ausgeglichen. Die einseitige Kreuzkopfführung ist hier unbedenklich, da der Hauptdruck der Gasmaschine nach unten wirkt. Ein eventuelles Abheben des Schuhes beim Schalten der Maschine oder beim Versagen einer Zündung wird durch gußeiserne Führungsleisten verhindert. Die Zylinder sind von unten her voll-

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Abb. 236. Fünf Nürnberger Gasmaschinen von je 1200 Pferdestärken für Gichtgas.

ständig zugänglich und werden frei getragen. Eine Unterstützung durch seitliche Füße ist uur am Zwischenstück und an der Hinteren Führung vorgesehen. Die Kolben bestehen aus Gußeisen, die Kolbenstangen aus Nickelstahl oder aus bestem Tiegelgußstahl. Dieselben müssen neben hoher Zähigkeit eine besonders große Härte besitzen, um die Abnützung möglichst gering zu halten. Der Kreuzkopf besteht aus Nickelstahl, um eine hohe Festigkeit mit einer möglichst großen Härte zu vereinigen. Er besitzt nämlich zwei feste Zapfen, an welchen die Schubstangengabel angreift, und ist sonach stark auf Biegung beansprucht. Da es nicht möglich ist, die mit ihm aus einem Stück geschmiedeten Zapfen zu härten, wie dies sonst bei Kreuzkopfzapfen üblich ist, so muß man int vorliegenden Fall gleichzeitig auf möglichst große Härte des Materials bedacht sein. Die Schmierung der Kreuzkopfzapfen erfolgt von der Gleitbahn aus durch den Kreuzkopf beziehungs-

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weise dessen Schuh hindurch. Die Schmierung des Kurbelzapfens erfolgt durch die Lagerzapfen der Kurbelwelle hindurch.

Die Stopfbüchse, vor welcher die Gasmotorenkonstrukteure anfänglich so große Scheu zeigten, ist hier sehr sorgfältig durchgebildet (Abb. 235). Sie besteht, wie dies die Regel bildet, aus zwei Teilen. Der innere Teil enthält gußeiserne Ringe, welche sich selbstspannend gegen die Kolbenstange anlegen, während der äußere Teil aus einer Packung, welche nach allen Seiten hin tunlichst beweglich ish besteht. Ganz außen befindet sich noch eine Weichpackung. Die ganze Stopfbüchse wird im Zylinderdeckel wirksam gekühlt.

Die Reguliemng der Maschine ist eine Präzisionsregulierung und erfolgt durch Änderung der Gaszufuhr, während die Menge des Gemisches die gleiche bleibt. Die Hauptveranlassung zur Wahl der Gasreglung bildete für die Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg der Umstand, daß sich die Gasreglung maschinentechnisch leichter und sicherer durchbilden ließ als die Ge-

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3166. 238. Körtingsche .Hochofengebläse-Gasmaschine.

mischreglung. Das Einlaßventil wird ebenso wie das Auslaßventil zwangläufig durch Wälzhebel betätigt, welche ihrerseits durch Exzenter angetrieben werden. Das doppelsitzige Gasventil wird mittels einer durch Exzenter angetriebenen Freifallsteuerung betätigt, welche unter dem Einfluß des Regulators steht. Das Auslaßventil sowie dessen Gehäuse sind mittels Wasser gekühlt. Die Zündung ist eine Abreißzündung. Sie unterscheidet sich von den gewöhnlichen Abreißzündungen durch das Fehlen des Abreißgestänges, sowie dadurch, daß an Stelle der magnetelektrischen Apparate eine kleine Batterie und zum Abreißen ein Elektromagnet vorgesehen ist. Das Wesentliche der Abreißzündungen besteht darin, daß ein elektrischer Kontakt abgerissen und hierbei ein elektrischer Funke gebildet wird. Das Anlassen einer solchen Maschine erfolgt mit Hilfe von Druckluft, wobei die Pressung der letzteren etwa 20 Atmosphären beträgt.

Abb. 236 zeigt fünf Nürnberger Gasmaschinen von je 1200 Nutzpferdestärken bei 100 Umdrehungen. Dieselben arbeiten mit Gichtgas und dienen zum direkten Antrieb von Gleichstromdynamos. Abb. 237 gibt ein Nürnberger Hochofengebläse von 950 Nutzpferdestärken bei 80 minütlichen Umdrehungen, welches ebenfalls mit Gichtgas arbeitet und pro Minute 860 cbm Luft bei einer Pressung von 0,5 Atmosphären Überdruck liefert. Die Abbildung bringt deutlich die gewaltigen Abmessungen des Gebläses zur Anschauung.

Die größte Leistung, welche bisher pro Zylinder ausgeführt wurde, beträgt 1000 Pferdestärken.

Wie bereits an früherer Stelle angedeutet, wird eine große Zahl von Großgasmaschinen nach dem Zweitaktsystem gebaut. In Betracht kommen in Deutschland fast nur die Systeme von Oechelhäuser und Gebrüder Körting. Der Zweitaktmotor von Oechelhäuser (Abb. 239) arbeitet mit gegenläufigen Kolben, welche sich in einem beiderseits offenen Zylinder bewegen. Der vordere Kolben a arbeitet direkt auf die Kurbelwelle, während der Hintere Kolben b seine Arbeit mittels eines Querhauptes und zweier Umführungsstangen auf die Kurbelwelle überträgt. Man hat sonach eine dreifach gekröpfte Welle notwendig. Der Zutritt von Gas und Luft sowie der Austritt der Verbrennungsrückstände erfolgt durch Schlitze in der Laufbüchse des Zylinders, welche von dem Kolben selbst gesteuert werden. Die Wirkungsweise ist hierbei die folgende: Gegen Ende des Arbeitshubs öffnen sich zuerst die Auslaßschlitze c, durch welche die Verbrennuugsrückstände rasch entweichen, so daß im Inneren des Zylinders etwa die Spannung der Atmosphäre hergestellt wird. Alsdann beginnt der andere Kolben die Schlitzreihe de §u öffnen, durch welche vermittels der Pumpe h Luft in das Innere des Zylinders gepreßt wird. Diese sogenannte Spülluft treibt die Ber-brenuungsrückstände vor sich her nach dem Auspuff und reinigt so den Zylinder von solchen. Nachdem der Kolben auch die zweite Schlitzreihe freigegeben hat, tritt, ebenfalls durch die Wirkung der Pumpe h, das Gas ein. Es beginnt nunmehr die Ladung des Zylinders, welche so lange andauert, bis nach erfolgter Umkehr der Kolben die Schlitze wieder abgedeckt werden. Jetzt findet die Kompression des Gemisches und gegen das Hubende die Entzündung desselben statt. Es folgt dann der Arbeitshub und die Wiederholung des ganzen Vorganges.

Der Oechelhäusermotor hat verschiedene Vorzüge. Dieselben beruhen auf der Anwendung offener Zylinder und gegenläufiger Kolben sowie der

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Abb. 239. Schematische Darstellung einer Oechelhäuserschen Zweitaktmaschine.

Schlitzsteuerung. Infolge der offenen Zylinderkonstruktion hat man keine Stopfbüchsen notwendig und es lassen sich Undichtheiten des Kolbens ohne weiteres feststellen. Durch die gegenläufigen Kolben fällt die Beanspruchung des Maschinenrahmens weg. Auch ist dadurch eine fast vollständige Ausbalancierung der Massen bedingt, so daß auf das Fundament fast keine Massenkräfte entfallen. Die Ladepumpe h wird direkt von dem Querhanpt angetrieben. Der abgestufte Kolben saugt bei i Gas an und drückt dasselbe durch m nach dem Laderaum g für Gas. Die Luft wird bei k angesaugt und durch die Rohrleitung 1 nach dem Laderaum f für die Luft gedrückt. Gas und Luft stehen beim Beginn des Spül- beziehungsweise Ladevorganges unter einem Druck von etwa 0,3 bis 0,4 Atmosphären.

Die Zweitaktmaschine von Körting (Abb. 238) hat geschlossene Zylinder. Abb. 241 stellt einen Längs- und Abb. 240 einen Querschnitt durch den Zylinder dar. Der Auspuff findet durch Schlitze statt, welche vom Kolben selbst gesteuert werden, während für den Eintritt des Gemisches ein Ventil vorgesehen ist, dessen Antrieb durch unrunde Daumen in Verbindung mit Wälzhebeln erfolgt. Der Kolben fällt hierbei ziemlich lang aus. Er muß etwa so lang sein, wie der Hub der Maschine. Die Pumpen für Gas und Luft sind seitlich vom Zylinder angeordnet, wobei die Einrichtung derart getroffen ist, daß immer eine Seite der Gas- und Luftpumpe mit der einen Zylinderseite in Verbindung steht.

Zu bemerken ist, daß bei Zweitaktmaschinen leicht Gasverluste entstehen können, wenn die Füllung des Zylinders zu groß gewählt wird. Man dimensioniert deshalb den Zylinder derart, daß er bei größter Kraftleistung bis höchstens 70 °/o seines Inhalts mit Gemenge gefüllt ist. Damit hängt es auch zusammen, daß die Zweitaktmaschine nicht das Doppelte leistet, wie eine gleich große Viertaktmaschine.

Was die Frage des Systems, ob Zweitakt oder Viertakt, betrifft, so ist festzustellen, daß dieselbe den Gegenstand großer Meinungsverschiedenheiten bildet. Die einen treten für den Zweitakt ein, während die anderen der Ansicht sind, daß die Zukunft ausschließlich dem Viertakt gehöre. Die Er-

_ fahrung hat gelehrt, daß sich die Viertakt-

— Maschine für hohe Umdrehungen, also für den Dynamoantrieb, besser eignet als die Zweitaktma-^    schine. Dagegen hat sich die

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Abb. 240. Querschnitt durch die Körtingsche Zweitaktmaschine.

für die Wahl des Systems ist der Gasverbrauch. Einige

Liter Gas mehr oder weniger pro Pferdestärke spielen auf Hüttenwerken keine Rolle.

dieselbe

Wenn wirklich einmal die Jagd nach dem Liter in Aufnahme käme, so müßte

3166. 241. Längsschnitt durch die Körtingsche Zweitaktmaschine.

wohl in erster Linie bei den Winderhitzern und Kesseln einsetzen,

deren Wärmeverbrauch sich durch eine bessere Gasreinigung noch bedeutend verbessern läßt. Viel wichtiger ist für den Hüttenmann die Betriebsicherheit. Er wird derjenigen Maschine den Vorzug geben, welche unter sonst gleichen Verhältnissen den höchsten Grad von Betriebsicherheit aufweist.

Zum Schlüsse sei noch erwähnt, daß die Großgasmaschine auch auf Kohlenzechen Eingang gefunden hat, wo sie mit Koksofengas betrieben wird, und meist zur Erzeugung elektrischer Energie dient. Das Koksofengas muß hierbei vor seiner Verwendung von den letzten Teerresten sowie von Schwefel und Cyan befreit werden. Besonders wichtig ist bei dieser Reinigung die gründliche Ausscheidung des Schwefels, da derselbe den Zylinder, die Kolbenringe, die Kolbenstange und die Stopfbüchsen angreift.

Der Brennstoffverbrauch der Verbrenn ungskraft-Maschinen ist verschieden, je nach der Güte des verwendeten Brennstoffes und je nach dem System und der Größe des Motors. Bei kleinen Motoren ist der Verbrauch pro Nutzpferdestärke und Stunde höher als bei größeren Motoren. Im nachstehenden sind deshalb immer zwei Grenzwerte angegeben. Der kleinere Wert bezieht sich auf Motoren von größerer Leistung, der größere Wert bezieht sich auf kleine Motoren.

.. 0,45—0,75 cbm . 0,3-0,4 kg

Es beträgt der Brennstoffverbrauch der voll belasteten Motoren pro Nutz Pferdestärke und Stunde bei Leuchtgas motoren Benzinmotoren .

0,23—0,35 kg 0,18—0,23 kg

Spiritusmotoren (OOvolumenproz. Spiritus) 0,4—0,6 kg Benzolmotoren Dieselmotoren

Sauggasmotoren (bei Anthrazitbetrieb) . 0,4—0,55 kg „    (mit Braunkohlenbriketts) 0,6—0,7 kg

Hierzu sei bemerkt, daß bei Sauggasanlagen noch der Brennstoffverbrauch während der Betriebspausen, der sogenannte Abbrand, hinzukommt, sowie derjenige, welcher zum Anheizen des Generators erforderlich ist.

Die hier angegebenen Verbrauchsziffern beziehen sich auf normallaufende Motoren. Schnellläufer weisen einen höheren Verbrauch auf.

3166. 242. Schnitt durch eine Heißluftmaschine.

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Die Heißluftmaschine n beruhen in ihrer Wirkungsweise auf der Ausdehnung, welche die Luft beim Erhitzen erfährt. Man unterscheidet offene und geschlossene Heißluftmaschinen Feuerluftmaschinen. Die offenen Maschinen haben ihren Namen daher, daß die Luft, welche gearbeitet hat, wieder in die Atmosphäre entweicht. Demgegenüber arbeiten die geschlossenen Maschinen mit ein und demselben Luftquantum, welches nur insoweit zu ergänzen ist, als Verluste durch die unvermeidlichen Undichtheiten stattfinden. Die Feuerluftmaschinen endlich sind offene Maschinen, bei welchen die Heizgase allein oder mit Luft gemischt auf den Kolben arbeitsleistend wirken.

Zu einer Bedeutung hat es nur die geschlossene Heißluftmaschine gebracht und auch diese kommt infolge der scharfen Konkurrenz der Berbrennungs-kraftmaschinen heute kaum mehr in Betracht. Ihre Wirkungsweise besteht darin, daß ein bestimmtes Luftquantum bald erhitzt, bald mittels kalten Wassers abgekühlt wird. Beim jedesmaligen Erhitzen dehnt sich die Luft aus und treibt hierbei einen Kolben vorwärts, wodurch Arbeit verrichtet wird. Die erste geschlossene Heißluftmaschine stammt von W. Lehmann. Sie ist von liegender Konstruktion und hinsichtlich ihrer Anordnung eine der vorzüglichsten, weshalb sie es, wenigstens in Deutschland, zur größten Bedeutung gebracht hat.

Sehr anschaulich und verständlich ergibt sich die Wirkungsweise der geschlossenen Heißluftmaschine an Hand der Abb. 242 und 243. Dieselben stellen die von der Eilenburger Eisengießerei und Maschinenfabrik Alexander Monski in Eilenburg nach dem System Rider hergestellte Heißluftmaschine dar, und zwar in Verbindung mit einer Pumpe. Diese Maschine ist von stehender Konstmktion mit oben liegender Kurbelwelle. Auf der rechten Seite liegt der Kraftzylinder, links der Kompressionszylinder, auch Verdränger ge-

nannt. Die Luft im Arbeitszylinder wird durch ein auf dem Rost 3 befindliches Feuer erhitzt, wobei sie sich ausdehnt und den Kolben 5 hochtreibt Beim Niedergehen des Kolbens wird die erhitzte Luft durch den Regenerator 14, worin sie einen Teil ihrer Wärme zurückläßt, nach dem Kompressionszylinder hinübergeschoben, wo sie durch das denselben umgebende kalte Wasser abgekühlt und auf ihr ursprüngliches Volumen zurückgeführt wird. Beginnt sich der Kolben im Kraftzylinder wieder nach oben zu bewegen, so wird die Lust wieder vom Verdränger nach dem Kraftzylinder hinübergeschoben und dortselbst aufs neue erhitzt. Beim Rückweg nach dem Kraftzylinder nimmt die Luft die im Regenerator zurückgelassene Wärme wieder auf. Der Rost ist in der Regel ein gewöhnlicher Planrost. Bisweilen ist er auch als Schüttelrost ausgebildet. Der sogenannte Feuertopf 1 muß aus möglichst feuerbeständigem Material bestehen, da er sich im Betriebe bis auf dunkle Rotglut erwärmt.

die Angabe, daß der Kohlenverbrauch pro Pferdestärke und Stunde 3 kg beträgt.

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dampf Maschine, auch Abwärmekraftmaschine genannt, verdankt ihre Entstehung dem Bestreben, den Wirkungsgrad der Kolbendampfmaschinen durch Ausnützung der im Abdampf enthaltenen Wärme zu verbessern. Nachdem der Dampf in der Kolbendampfmaschine Arbeit geleistet hat,

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Zn den bekanntesten und bewährtesten Heißluftmotoren gehört auch der von G. A. Buschbaum in Darmstadt. Derselbe ist ebenfalls von stehender Konstruktion, jedoch mit unten liegender Welle und Balancier.

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Gebaut werden die Heißluftmaschinen höchstens bis zu 2 Pferdestär- I feit, da sie für höhere Arbeitsleistungen zu große Abmessungen annehmen würden.

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Abb. 243. Heißluftmaschine.

Über den Verbrauch derHeißluft-motoren ist wenig bekannt. Buschbaum macht in seinen Prospekten

muß er dieselbe wieder in dampfförmigem Zustand verlassen. Damit wird der weitaus größte Teil der im Frischdampf enthaltenen Wärme nutzlos in die Atmosphäre beziehungsweise in den Kondensator abgeführt, je nachdem es sich um Auspuff- oder Kondensationsmaschinen handelt. Vorschläge, die im Abdampf der Dampfmaschinen enthaltenen bedeutenden Wärmemengen weiterhin zur Arbeitserzeugnug auszunutzen, sind schon verhältnismäßig alt, wurden aber vielfach als unausführbar angefochten. Die Ergebnisse der wenigen in kleinem Maßstab ausgeführten Versuche entsprachen nicht den gehegten Erwartungen. Erst vor wenigen Jahren wurden durch Professor Josse in Berlin eingehende Versuche an einer nach dem System Behrend-Zimmermann gebauten Abwärmekraftmaschine angestellt und dabei nachgewiesen, daß es technisch möglich ist, Wärme, welche bis jetzt ihrer niederen Temperatur wegen für die Arbeitsgewinnuug verloren ging, sogenannte Abwärme, weiterhin für die Krafterzeugung nutzbar zu machen. Das Ergebnis dieser Versuche hatte die Gründung der Abwärmekraftmaschinengesellschaft m. b. H. in Berlin zur Folge. Diese Gesellschaft erwarb die in Betracht kommenden Patente und beauftragte Professor Josse, durch den Bau und die Untersuchung größerer Maschinen die technische und wirtschaftliche Anwendbarkeit dieser neuen Kraftmaschinen zu erproben. Die erste größere Maschine wurde im September des Jahres 1900 in der Technischen Hochschule zu Berlin in Betrieb gesetzt. Eine zweite Maschine dieser Art von 175 Pferdestärken kam im April 1901 bei den Berliner Elektrizitätswerken zur Aufstellung.

Der Betrieb von Abwärmekraftmaschinen beschränkt sich natürlich nicht nur auf die Verwendung des Abdampfes von Dampfmaschinen. Es können vielmehr auch andere Wärmequellen, wie heiße Abwässer, Schornsteingase u. s. w., die wegen zu geringer Temperatur für die Arbeitserzeugung unbrauchbar sind, zur Ausnützung gelangen. Das Prinzip der Arbeitserzeugung durch Abwärme ist kurz das folgende: Die Abwärme beziehungsweise der Abdampf unserer Dampfmaschinen, auf den sich diese Ausführungen zunächst beziehen, wird dazu verwendet, Flüssigkeiten mit niedrig liegenden Siedepunkten zu erwärmen und zu verdampfen. Diese Dämpfe, welche man auch als Kaltdämpfe bezeichnet, werden dann zum Betrieb einer Maschine verwendet, welche vollständig den Charakter einer gewöhnlichen Kolbendampfmaschine hat. An dieser sogenannten Abwärmekraftmaschine ist höchstens die konstruktive Durchbildung einzelner Teile entsprechend den besonderen Eigenschaften des Kaltdampfes eine andere als bei der Dampfmaschine. Niedrig siedende Flüssigkeiten stehen uns in dem Ammoniak, der schwefligen Säure, der Kohlensäure u. s. w. zur Verfügung. Während der Siedepunkt des Wassers bei 100 Grad Celsius liegt, siedet schweflige Säure bei —10 Grad, Ammoniak bei —39 Grad und Kohlensäure bei —78 Grad Celsius. Die Abdämpfe dieser Flüssigkeiten haben also schon bei 0 Grad Celsius Spannungen von zum Teil erheblicher Größe. Es leuchtet daher ein, daß sich mit den Temperaturen, die der Abdampf von Dampfmaschinen noch besitzt, Kaltdämpfe von sehr hoher Spannung erzeugen lassen.

Bei den bis jetzt von der Abwärmekraftmaschinengesellschaft in Berlin gebauten Maschinen wurde schweflige Säure (SO*) verwendet, hauptsächlich deshalb, weil deren Dampfspannungen bei den in Betracht kommenden Temperaturen innerhalb geeigneter Grenzen liegen.

Es braucht wohl nicht besonders hervorgehoben zu werden, daß die Kaltdämpfe, nachdem sie in der Abwärmekraftmaschine gearbeitet haben, nicht wie der gewöhnliche Wasserdampf in die Atmosphäre ausgepufft werden. Vielmehr werden die 80z-DämPfe mit Hilfe von Kühlwasser wieder zu schwefliger Säure verflüssigt. Nimmt man an, daß die Kühlwassertemperatur 15 Grad beträgt, so entspricht dies einer Spannung der 80*-Dämpfe von 2,87 Atmosphären. Bis auf diese Spannung herab können also die Schwefligsäuredämpfe im Arbeitszylinder der Abwärmekraftmaschine expandieren, wenn durch den Auspuff nicht noch Reibungswiderstände entstehen würden.

Durch das Hinzufügen einer Abwärmekraftmaschine zu einer Dampfmaschine erleiden die Verhältnisse für die letztere keinerlei Veränderung. Die Dampfmaschine arbeitet genau so wie bei gewöhnlicher Kondensation, nur mit dem Unterschied, daß zum Kondensieren des Abdampfes kein Wasser verwendet wird, sondern schweflige Säure. Indem die letztere den Abdampf abkühlt und kondensiert, wird sie selbst erwärmt und verdampft. Der Kondensator der Dampfmaschine ist also hier gleichzeitig Verdampfer beziehungsweise Dampfkessel für die Abwärmekraftmaschine, und zwar entspricht er einem Röhrenkessel. Das Kondensat der Dampfmaschine wird aus dem Verdampfer in der üblichen Weise mittels Pumpen abgesaugt.

Auf den Dampfverbrauch der Dampfmaschine beziehungsweise auf den Kohlenverbrauch derselben hat sonach die Hinzufügung einer Abwärmekraftmaschine keinerlei Einfluß. Was die Spannung der schwefligen Säure im Verdampfer betrifft, so ist dieselbe von dem Vakuum der Dampfmaschine abhängig. Wünscht man zunr Beispiel ein Vakuum von 80 °/o, so haben die 80*-Dämpfe eine Spannung von 10 Atmosphären Überdruck. Die 80*-Dämpfe gehen vom Verdampfer, nachdem sie in demselben etwas überhitzt wurden, nach der Abwärmemaschine, expandieren dort unter Arbeitsleistung und treten dann in einen zweiten Oberflächenkondensator, woselbst sie mit Hilfe von Kühlwasser wieder verflüssigt werden. Die flüssige schweflige Säure wird dann mittels einer kleinen Pumpe in den Verdanipfer zurückbefördert und beginnt ihren Kreislauf aufs neue. Es findet daher, abgesehen von etwaigen Verlusten infolge von Undichtheiten, kein Verbrauch an schwefliger Säure statt.

Was die Abwärmekraftmaschine selbst betrifft, so gleicht sie in ihrer Konstruktion und ihrer Wirkungsweise, wie bereits erwähnt, einer gewöhnlichen Kolbendampfmaschine. Nur muß die Abdichtung der Kolbenstange u. s. w. weit vollkommener sein als bei dieser, damit einesteils Verluste an schwefliger Säure, anderenteils der dadurch bedingte lästige Geruch vermieden wird.

Die Abwärmemaschine kann für sich aufgestellt oder in Verbindung mit der Dampfmaschine ausgeführt werden. Dabei kann die Abwärmemaschine

natürlich auch den Abdampf von mehreren Dampfmaschinen zugleich ausnutzen. Sie stellt in diesem Fall für die Dampfmaschinen gewissermaßen eine Arbeit liefernde Zentralkondensation dar.

Bezüglich der schwefligen Säure ist zu bemerken, daß dieselbe in reinem Zustand die Metalle nicht angreift. Dagegen greift stark luft- und wasserhaltige schweflige Säure die Metalle sehr energisch an. Das Einströmen von Luft in die Räume, in denen sich schweflige Säure befindet, ist mit Rücksicht auf den Überdruck der Schwefligsäuredämpfe nicht möglich. Was den Zutritt von Wasser betrifft, so läßt sich auch dieser vermeiden, da die Technik heute sehr wohl im stände ist, die Dichtungen des Kondensators und Verdampfers so sorgfältig und zuverlässig herzustellen, daß bei gutem Material ein Durchtritt von Wasser ausgeschlossen ist.

Die schweflige Säure beziehungsweise deren Dämpfe besitzen die Eigenschaft, selbstschmierend zu wirken. Die Erfahrung hat gelehrt, daß eine besondere Schmierung des Zylinders nicht erforderlich ist. Bei den Stopfbüchsen hingegen ist eine Schmierung nicht zu umgehen. Dies leuchtet ohne weiteres ein, da ja deren Aufgabe darin besteht, das Durchtreten der 80,,-Dämpfe nach außen zu verhüten, so daß in dem vorderen Teil der Stopfbüchse überhaupt keine schweflige Säure mehr vorhanden sein darf. Aus diesem Grunde muß der vordere Teil der Stopfbüchse mit reinem Mineralöl geschmiert werden.

Trotz vorzüglichster Stopfbüchsenkonstmktion ist ein geringer Austritt von schwefliger Säure nicht ganz zu vermeiden, was sich durch einen leichten Geruch bemerkbar macht.

Zum Schlüsse sei bemerkt, daß die bezüglich der Einführung der Abwärmekraftmaschinen gehegten Hoffnungen sich nicht erfüllt haben, daß diese Maschinen vielmehr bis heute nur in vereinzelten Exemplaren ausgeführt wurden und eine weitere Verbreitung nicht erlangen konnten. Es hängt dies jedenfalls zum Teil mit dem Mißtrauen zusammen, welches man den mit Schweflig-säuredämpsen betriebenen Maschinen allgemein entgegenbringt, sodann aber auch damit, daß beim Bau dieser Maschinen sehr sorgfältig gearbeitet werden mußte und manche Schwierigkeit zu überwinden war. Mit der Einführung der Dampfturbinen erfuhren die Aussichten der Abwärmemaschinen eine weitere Verschlechterung, da die Dampfturbinen im Gegensatz zu den Kolbendampfmaschinen im stände sind, die Luftleere im Kondensator irrt weitestgehenden Maße auszunutzen, so daß der Kondensatorverlust wesentlich verringert wird.

In den vorhergehenden Kapiteln haben wir gesehen, wie der Mensch zunächst seine Muskelkräfte und die der Tiere ausnutzte. Wir sahen alsdann, wie er dazu überging, die in dem Winde und dem Wasser schlummernden Kräfte in Fesseln zu schlagen und wie er, auf vorgerückter Kulturstufe angelangt, den Sohn des Feuers und des Wassers und die in den Brennstoffen enthaltenen Gase sich dienstbar machte. Nunmehr wollen wir beobachten, wie auch des Blitzes heilige Macht sich vor dem Menschen beugen mußte.

VII.

Die elektrische Starkstromtechnik.

a) Die Elektromotoren.

Von Dr. FUbert Neuburger.

einsetzen kann, müssen stets erst Jahre des Probierens und Studierens, Jahre dergetäuschtenHoff-nungen und Mißerfolge vergehen, in denen die wissenschaftlichen Grundlagen, aus welchen der spätere Aufschwung hervorgehen soll, geschaffen werden.

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Die Entwicklung der elektrischen Starkstromtechnik kann man vom Jahre 1879 an datieren, in dem diejenigen Anwendungsgebiete der Starkstrommaschinen geschaffen wurden, welche in ihrer Weiterentwicklung den heutigen Stand dieses Zweiges der Elektrotechnik herbeiführten. Das Jahr 1879 ist es auch, in welchem Werner von Siemens, um den Beginn einer-neuen Epoche zu kennzeichnen, das eben gebrauchte und heute allgemein zur Geltung gekommene Wort „Elektrotechnik" schuf und es zum ersten Male in Sprachgebrauch einführte.

Abb. 244. Magnetinduktion.

Ehe jedoch eine neue Epoche technischer Entwicklung

So war es auch hier, und wenn wir den Gedankengang, der zuletzt zur Entstehung der heutigen Starkstromtechnik führen sollte, bis zu seinen ersten Anfängen zurückverfolgen, so kommen wir bis in das Jahr 1831, das Jahr der Entdeckung der elektrischen Induktion durch F a r a d a y.

Damals schon wußte man, daß jeder elektrisch geladene Körper andere in seiner Nähe befindliche Körper derart zu beeinflussen vermag, daß sie, die vorher unelektrisch waren, nun auch elektrische Ladung annehmen. F a r a d a y übertrug diese von den elektrisch geladenen Körpern genugsam bekannte Erscheinung zum ersten Male auf in Leitern fließende elektrische Ströme. Er fand auf Grund lange fortgesetzter und mühevoll durchgeführter Untersuchungen, daß jedesmal, wenn in einem beliebigen Stromkreise ein elektrischer Strom geöffnet oder geschlossen wird, in einem in der Nähe befindlichen geschlossenen Leiter gleichfalls ein elektrischer Strom entsteht.

Diese Entdeckung verfolgte er weiter, beschrieb sie ausführlich in seinen Researches in Electricity und stellte ihre Gesetzmäßigkeiten bis zu den letzten Konsequenzen fest.

Wir brauchen uns mit diesen rein wissenschaftlichen Forschungen, so außerordentlich groß ihre Wichtigkeit auch ist, hier nicht weiter zu beschäftigen und bemerken nur, daß es die Entdeckung Faradays war, die im Laufe der folgenden Jahre eine ganze Anzahl von Erfindern dazu veranlaßte.

elektrische Maschinen zu konstruieren. Wird eine Drahtspule, das ist eine mit isoliertem Kupfer vielfach spiralig umwundene Rolle, mit einem Galvanometer, das ist einem Instrumente zum Anzeigen des elektrischen Stromes, verbunden und stößt man (Abb. 244) in die Höhlung der Rolle einen Magnetstab rasch hinein, so zeigt die Nadel des Galvanometers durch ihre Bewegung an, daß in dem Augenblick des Stoßes durch die Drahtwindungen der Spule ein rasch vorübergehender

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Abb. 245. Clarkes magnetelektrische Maschine.

Strom hindurchfließt. Man nennt diese Erscheinung die Faradayschü Magnetinduktion. Auf dieser Magnetinduktion beruhten die eben erwähnten Maschinen, die meistens sogenannte maa-netelektrische waren, das heißt sie bestanden aus mehreren sehr großen und kräftigen zusammengesetzten Magneten, über deren Pole ein System von Spulen rasch rotierte. Durch die Annäherung der Spulen an die Magnetpole, die in diesem Falle wie stromdurchflossene Leiter wirkten, wurden in ihnen elektrische Ströme erzeugt, die sich zu einem stärkeren Strom vereinigten, der weitergeleitet und ausgenutzt werden konnte. Unsere Abb. 245 zeigt als Beispiel einer solchen magnetelektrischen Maschine die von Clarke. Die wesentlichsten Teile bestehen in dem Jnduktormagnet A und dem vor diesem sichtbaren, mit zwei Drahtspulen B und Bj ausgestatteten Anker; letzterer wird vielfach auch die „Armatur" der Maschine genannt. Mittels eines von dem Handrade angetriebenen Schnurtriebes wird der Anker in rasche Umdrehung versetzt. Hierdurch werden in den beiden dicht vor den zwei Polen des Magnets vorübergehenden Drahtspulen in gleicher Richtung durch beide Spulen fließende elektrische Ströme induziert, so daß also der Anker bei einer halben Umdrehung einen Strom in der einen Richtung und bei der nächsten halben Umdrehung einen Strom in der entgegengesetzten Richtung in seiner Bewicklung erzeugt. Um nun einen Strom gleicher Richtung in dem äußeren Stromkreise zu erhalten, bringt Clarke noch den Kommutator oder Stromwender g an. Dieser besteht aus einem auf der Ankerwelle angebrachten Zylinder aus isolierendem Material (Holz, Ebonit oder dergleichen), auf dem zwei metallene Sektoren einander gegenüberstehen, aber voneinander isoliert befestigt sind und dabei über den Umfang des isolierenden Zylinders etwas emporstehen. Auf jedem dieser beiden Metallsektoren oder Segmente schleift eine aus Kupferdraht oder Kupferblechstreifen bestehende elastische Bürste a beziehungsweise b und c. Diese Bürsten

sind an einer isolierenden Platte m befestigt und in geeigneter Weise (n) mit den Enden des äußeren Stromkreises pp verbunden.

Diese Maschinen hatten jedoch noch eine Anzahl von Nachteilen; die Ströme fielen nie gleich stark aus, die Magnete erhitzten sich n. s. w.

Eine Änderung trat in dem Momente ein, als Werner Siemens das sogenannte dynamoelektrische Prinzip entdeckte, jenes Prinzip, das die Grundlage der Konstruktion unserer heutigen Dynamomaschinen und Elektromotoren bildet.

Am 17. Januar 1867 hatte Werner Siemens der Berliner Akademie der Wissenschaften eine Abhandlung überreicht, die den Titel trug: „Über die Umwandlung von Arbeitskraft in elektrischen Strom ohne Anwendung permanenter Magnete." Der Titel dieser Schrift, in der das dynamoelektrische Prinzip zum ersten Male niedergelegt ist, sagt eigentlich schon, worauf es sich gründet. Die Worte „ohne Anwendung permanenter Magnete" charakterisieren die Grundlage des Siemens scheu Gedankenganges, der darin besteht, daß man stromerzeugende Maschinen konstruieren könne, ohne dazu Magnete mit ihren schweren und sich erhitzenden Eisenmassen zu ver-weuden, wodurch daun auch die übrigen Störungen, in erster Linie die Unregelmäßigkeit der Ströme selbst, wegfallen.

im Draht zu fließen aufhört. Die Polarität des Eisenstabs und

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ihre Abhängigkeit von der Stromrichtung ergibt sich aus den Abbildungen 246—248. Wenn man eine mit

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Elektromagneten ausgestattete Maschine verwendete, so mußte man zur Erregung dieser Elektromagnete also immer eine Stromquelle, eine galvanische Batterie

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Abb. 246, 247, 248. Magnetisierung durch den elektrischen Strom.

Die schon vor der Entdeckung des dynamoelektrischen Prinzips konstruierten Maschinen enthielten nicht immer permanente Magnete, sondern waren vielfach auch mit Elektromagneten ausgestattet. Ein solcher Elektromagnet besteht aus einem Kern N 8 (2166. 246—248) aus w eich em Eis en,um den ein Draht herumgewickelt ist. Sooft und solange durch diesen Draht ein Strom hindurchfließt, wird das weiche Eisen zum Magnet. Der Magnetismus verschwindet, sobald der Strom haben. Im Laufe der Zeiten liessen diese Batterien stets in ihrer Wirkung nach. Es ergaben sich also aus der Verwendung derartiger Batterien gleichfalls Mißstände aller Art, die ein weiteres Anwendungsgebiet der mit ihnen ausgestatteten Maschinen nicht zuließen.

Das Verdienst von Siemens besteht nun darin, daß er erkannte, daß man Magnetismus in einem Elektromagneten auch auf andere Weise erzeugen und verstärken könne, als es bisher geschehen war. Zur Verstärkung kann der in der Maschine selbst erzeugte Strom dienen, den man nur einfach um die Magnete herumzuleiten braucht, um ihren Magnetismus ständig anwachsen zu lassen. Dies ist ja an und für sich sehr einfach; es taucht aber hier die Frage auf, woher man denn die ersten Stromimpulse nehmen soll, die nötig sind, um die Magnete zu verstärken. Sobald man in der Maschine einmal Strom hat, ist es ja verhältnismäßig leicht, diesen Strom in der eben bezeichneten Weise zur Anwendung zu bringen. Wie soll man aber den Strom selbst erzeugen, ohne einen Magnet, eine galvanische Batterie oder dergleichen zu verwenden?

In Bezug auf die Lösung dieser Frage hat Siemens eine geradezu geniale Idee entwickelt. Er sagte sich, daß infolge des Einflusses des Erdmagnetismus eigentlich in jedem Stücke weichen Eisens bereits ein schwacher Magnetismus vorhanden sein müsse, so daß durch einen schwachen, infolge des Erdmagnetismus vorhandenen Magnetismus bereits ein schwacher Strom entstehen müsse, wenn man einen Ring aus weichem Eisen, der mit einem Draht umwickelt ist, zwischen den beiden Schenkeln eines Hufeisenmagnetes

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dreht. Leitet man diesen schwachen Strom um den Magnet herum, so wird dessen Magnetismus verstärkt und wirkt rückwirkend wieder

verstärkend auf den Jnduk-tionsstrom, und so tritt eine immerwährende gegenseitige Verstärkung ein, bis ein Maximum erreicht ist.

Damit war das Prinzip, auf dem sich die Elektrotechnik

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Abb. 249. Schema der Gramme-Maschine.

entwickeln sollte, gegeben. Man braucht zu dem Betrieb unserer heutigen Dynamomaschinen und Elektromotoren keinerlei Batterien und dergleichen mehr, um sie mit Strom zu speisen. Es genügt ein einfaches Andrehen und innerhalb verhältnismäßig kurzer Zeit ist beim Weiterdrehen der Strom zu seiner vollen Stärke angewachsen.

Eine weitere Vervollkommnung in Bezug auf den Bau der Dynamomaschinen und Elektromotoren rührt von Pacinotti her, der eine Maschine konstruierte, welche die Ursache war, daß später Gramme die sogenannte „Ringarmatur" schuf, die heutzutage einen wesentlichen Bestandteil einer jeden Dynamomaschine bildet. Pacinotti hatte durch seine Konstruktion den Beweis geliefert, daß man die Elektromagnete einer Dynamomaschine so anordnen könne, daß sie einen stets in derselben Richtung fließenden Strom liefern und daß man von den bisherigen Einrichtungen, die dazu dienten, Ströme entgegengesetzter Richtung in gleichgerichtete zu verwandeln, absehen könne. Gramme bildete auf Grund dieser Erkenntnis, von der er jedoch, wie er behauptet, nichts gewußt hat, die sogenannte „Ringarmatur" aus

eine Anordnung des elektromagnetischen Teils der Maschine, in der das P a c i-

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notti sche Prinzip zur praktischen Ausgestaltung Abb. 249 gibt die schematische Anordnung der Grammeschen Maschine. Wie die Pfeile andeuten, werden in der Drahtspirale des im Sinne des Uhrzeigers sich Ring-

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Abb. 260. Gramme-Maschine.

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ankers auf der linken Seite nach innen gerichtete Ströme induziert. Indem nun die einzelnen Windungen der Drahtspirale durch radiale Drähte mit den von der Welle und unter sich isolierten Stäben des Kommutators (hier auch Kollektor genannt) verbunden sind und auf diesen Stäben beiderseits die Sammelbürsten schleifen, wird dem mit diesen Bürsten verbundenen Leitungsdrahte des äußeren Stromkreises ein gleichgerichteter elektrischer Strom (Gleichstrom) zugeführt. Der von der oberen Bürste nach rechts geführte Leitungsdraht ist zuerst um den rechts befindlichen Schenkel des Feldmagnets 8 N von oben nach unten und dann in gleichem Sinne der Bewicklung um den links befindlichen Schenkel dieses Magnet von unten nach oben gewunden. Erst dann wird dieser Leitungsdraht im äußeren Stromkreis weitergeführt. Abb. 250 zeigt die praktische Ausführung der Grammeschen Maschine.

Mit Beginn der Siebzigerjahre des vorigen Jahrhunderts waren alle Grundlagen zur vollkommenen Entwicklung der Elektrotechnik geschaffen, die vom Jahre 1879 an ihren Aufschwung nahm, dem Jahre, in dem die Glühlampe und die Differentialbogenlampe erfunden wurden und die Vorbereitungen zumBau der ersten elektrischen Eisenbahn begannen.

Die seinerzeit von Paci-notti und Gramme konstruierten Dynamomaschinen sind heutzutage natürlich veraltet. Es seien daher hier einige der Haupttypen modernerer Maschinen betrachtet, deren Abarten jedoch so zahlreich sind, daß es unmöglich ist, auf

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Abb. 251. Alte Siemens-Hefnersche Trommeldynamomaschine.

Siegeslauf der Technik. I.

sie alle einzugehen. — Ehe wir jedoch diese Haupttypen besprechen, müssen wir uns einige charakteristische Ausdrücke merken, die an den Dynamomaschinen und Elektromotoren immer wieder auftauchen. So bezeichnet man bei ihnen die Elektromagnete auch als Feldmagnete, da sie die Ursache des Entstehens eines magnetischen Feldes sind. Ihre oft etwas verbreiterten Pole nennt man die Polschuhe. Zwischen ihnen bewegt sich der Ring (Grammescher Ring), der mit Drähten, den sogenannten Jnduktionspi-ralen, umwickelt ist und den man den Anker der Maschine nennt. Der eiserne Ring des Ankers, auf dem die Jnduktionsringe aufgewickelt sind, heißt der Kern der Maschine.

Als Typus einer Dynamomaschine älteren Systems bringen wir in Abb. 251 noch die Hefner-Alteneck sche Maschine. Wir sehen dort rechts und links die beiden Elektromagnete, zwischen denen sich der Anker dreht, und auf dem Anker erkennen wir deutlich die Wicklung. Es ergibt sich so in dieser Maschine der einfachste Typus einer Dynamomaschine. Einfaches Andrehen des Ankers genügt, um in ihm infolge der vorstehend geschilderten Einflüsse einen elektrischen Strom zu erzeugen, der auf dem vor der Maschine sichtbaren Stromsammler oder Kommutator gesammelt und durch Bürsten abgenommen wird, von wo aus er alsdann weitergeleitet werden kann.

Je nach der Art des Stromes, den die Dynamomaschinen liefern, unterscheidet man Gleich st rommaschinen und Wechsel- beziehungsweise Dreh stro mMaschinen. Bei den Gleichstrommaschinen wird ein Strom erzeugt, der nur in einer einzigen und immer derselben Richtung fortfließt; bei einer Wechselstrommaschine hingegen ändert sich die Richtung des Stromes fortwährend. Solche Wechselstrommaschinen sind früher schon mehrfach gebaut worden. Sie wurden jedoch lange Zeit hindurch sehr vernachlässigt und man kam erst dann wieder auf sie zurück, als man einsah, daß sie sowohl für die Beleuchtung wie für die Kraftübertragung das richtige Prinzip darstellen.

Warum die Wechselstrommaschinen für die Kraftübertragung große Wichtigkeit besitzen, haben wir bereits bei Besprechung der letzteren ausführlich dargelegt. Wir haben gesehen, daß es für die Zwecke der Kraftübertragung nötig ist, einen außerordentlich hochgespannten Strom zu besitzen, und daß sich ein solcher mit Gleichstrommaschinen nicht Herstellen läßt, weil man den Gleichstrom nicht zu transformieren vermag. Der Wechselstrom läßt sich durch Transformatoren außerordentlich hoch spannen und dann auf weite Entfernungen fortleiten.

Für die Beleuchtungszwecke hat sich der Wechselstrom im allgemeinen besser bewährt als der Gleichstrom, da bei ihm der Abbrand der Kohlen gleichmäßiger ist. Beim Gleichstrom brennt die eine Kohle, durch die der Strom zufließt, stärker ab als die andere und man muß sie daher dicker machen. Beim Wechselstrom hingegen kann man zwei gleichmäßig dicke Kohlen verwenden und es sind noch weitere Vorteile mit seiner Benutzung verbunden.

Das Wesen des von den Gleichstrommaschinen gelieferten Gleichstroms bedarf wohl keiner weiteren Erörterungen, da es ein Strom ist, der in seinem Leiter einfach in gleicher Richtung fortfließt. Der Wechselstrom hingegen ist komplizierter und er wechselt, wie wir gehört haben, in jedem Momente so und so oft seine Richtung. Im allgemeinen verwendet man in der Technik Wechselströme von fünfzig Perioden, das heißt solche Wechselströme, die fünfzigmal in der Sekunde ihre Richtung wechseltt. Man kann die Periodenzahl der Ströme jedoch bedeutend erhöhen.

Um einen Begriff von den Eigenschaften des Wechselstroms zu bekommen,

betrachten wir uns die

Wechselstrom er

zeugt. Seine Kraft steigt dann allmählich an, untßeib ihren höchsten Betrag zu erreichen und von hier an nach c abzunehmen. Bei c ist der Nullpunkt erreicht und es tritt gleichzeitig die Umkehrung ein. Der Strom hat nun gerade die entgegengesetzte Richtung, er wächst allmählich an bis d, nimmt dann ab bis zum Nullpunkt e, wechselt wieder die Richtung, steigt an bis k u. s. w.

Maschinen, die derartige Ströme erzeugen, nennt man Wechselstrommaschinen, die jetzt jedoch meist in einer besonderen Kombination, als sogenannte Drehstrommaschinen, zur Verwendung kommen, das heißt als Maschinen, die Drehstrom liefern, das ist eine Kombination mehrerer Wechselströme.

beistehend

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Kurve.

Abb. 252. Kurve des Wechselstromes.

In derselben wird bei a der

Während die Dynamo in aschine zur Erzeugung des elektrischen Stroms dient, dienen die Elektromotoren dazu, den bereits vorhandenen elektrischen Strom in Arbeit umzusetzen. Die Konstruktion eines Elektromotors unterscheidet sich von der einer Dynamomaschine im ganzen und großen überhaupt nicht, eine kleine Überlegung wird uns auch sagen, warum dies der Fall ist. Wir haben oben an dem Beispiel der Siemensschen Dynamomaschine gesehen, daß dieselbe aus einem Anker besteht, der sich zwischen zwei Elektromagneten dreht. Der hierbei entstehende Strom dient zur Verstärkung des Magnetismus. Dieser und die Elektromagneten wirken wiederum verstärkend auf den int Anker erregten Jnduktionsstrom. Drehen wir nun bei einer derartigen Anordnung den Anker nicht, sondern verfahren wir umgekehrt, daß wir von außen her einen Strom in die Feldmagnete hineinleiten, so wird deren Magnetismus erregend auf den Anker einwirken und es wird dort ein Strom entstehen. Dieser Strom bewirkt, daß sich infolge besonderer Gesetze des Magnetismus der Anker zu drehen beginnt. Aus dieser Betrachtung folgt also, daß man im Prinzip jede Dynamomaschine auch als Elektromotor be-

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Abb. 253. Schuckertsche sechspolige Gleichstrommaschine.

nutzen kann, wenn man, anstatt den Anker zu drehen, Strom in die Feldmagnete hineinleitet. Ein Elektromotor wandelt also elektrische Kraft in Bewegung

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Dynamomaschine Bewegung in elektrische Kraft verwandelt wird.

Die Maschine selbst bleibt in beiden Fällen dieselbe. Der Unterschied liegt nur darin, daß wir zum Antrieb einer Dynamomaschine noch eine besondere Maschine aufstellen müssen, die die Drehung des Ankers bewirkt, daß wir hingegen bei einem Elektromotor irgend eine elektrische Kraftquelle zur Verfügung haben müssen, aus der wir die zu seiner Inbetriebsetzung nötige elektrische Kraft beziehen.

Ein prinzipieller Unterschied ist also zwischen Dynamomaschine und

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Abb. 254. Wechselstrommaschine der Siemens-Schuckertwerke.

Elektromotor nicht vorhanden. Die Konstruktion ist bei beiden auch so ziemlich dieselbe. In der Technik ist man jedoch insofern einen Unterschied zwischen beiden zu machen genötigt, als der für den Elektromotor zur Verfügung stehende Raum vielfach ein sehr kleiner ist.

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Der Elektromotor, der unter einem Straßenbahnwagen angebracht ist, kann natürlich nicht allzu groß sein, da er sonst außerordentlich viel Platz in Anspruch nehmen würde. Er darf auch nicht zu schwer sein, denn sonst würden ja für seinen Transport solche Mengen von Kraft sich als nötig erweisen, daß von einem rationellen Betrieb keine Rede mehr sein könnte. Bleibt deshalb auch die Konstruktion von Dynamomaschinen imb Motoren prinzipiell die gleiche, so macht man doch die Elektromotoren aus den eben angeführten rein praktischen Gründen leichter und kleiner als die Dynamomaschinen. Auch die Geschwindigkeit, mit der der Anker rotiert, muß bei ihnen eine andere sein als bei dieser, da ja die Natur der vom Elektromotor bedingten Arbeitsleistung die Jnnehaltung ganz be- W sonderer Geschwindig- P keitsgrenzen bedingt. jf>

Es gibt Dynamo- ■

Abb. 255. 4000pferdige Drehstrommaschine der Allgemeinen ElektrizitÄsgesellschaft.

Maschinen, die man ohne weiteres als Elektromotoren benutzen kann. Diese nennt man Triebmaschinen. Sie finden jedoch nur verhältnismäßig selten Verwendung. Meist werden die Elektromotoren je nach dem Zwecke, dem sie dienen sollen, in besonderen Ausführungen hergestellt.

Wie man bei den Dynamomaschinen Gleichstrom-, Wechselstrom- und Drehstrommaschinen unterscheidet, so unterscheidet man auch die Elektromotoren in Gleich ström-, Wechsel ström- und Drehstrom-motoren.

Neben den Maschinen zur Erzeugung der elektrischen Kraft, den Dynamo-

Maschinen, und denjenigen zur Ausnutzung derselben, den Elektromotoren, bedient sich die Elektrotechnik und insbesondere die Starkstromtechnik noch einer Anzahl weiterer Vorrichtungen, die bei einem modernen elektrischen Betriebe wohl selten entbehrt werden können. Es sind dies teils Vorrichtungen zur Umwandlung der elektrischen Kraft, die sogenannten Transformator e n, teils solche zur Aufspeicherung derselben, die A k k u m u l a t o r e n.

Die Wichtigkeit der Transformatoren haben wir schon bei der Besprechung der elektrischen Kraftübertragung kennen gelernt. Sie haben den Zweck, Strom von hoher Spannung und niederer Stromstärke in solchen hoher Stromstärke und niederer Spannung zu verwandeln und umgekehrt. Das Prinzip, auf welchem sie beruhen, ist ein sehr einfaches und geht wieder auf die bereits am Eingang dieses Kapitels erwähnten, 1831 von F a r a d a y entdeckten Gesetze der elektrischen Induktion zurück.

Leitet man durch einen geschlossenen Draht einen elektrischen Strom und befindet sich in seiner Nähe ein anderer geschlossener Draht, so wird in diesem nach dem Gesetze, das wir oben wiedergegeben haben, ein Strom entstehen, sooft man den Strom im ersten Draht öffnet oder schließt.

Da der Strom im zweiten Draht, der Jnduktionsstrom, nur beim Öffnen und Schließen entsteht, so wissen wir auch sofort, warum mau nur Wechselstrom transformieren kann, Gleichstrom hingegen nicht. Der Gleichstrom fließt ununterbrochen, während der Wechselstrom immer von neuem entsteht und vergeht, was einem Öffnen und Schließen gleichkommt.

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Durch die Wahl der Länge unserer Drähte sowie durch die ihrer Dicke haben wir es in der Hand, die Ströme beliebig hoch zu transformieren. Bei einem Transformator nennt man den Draht, durch den der ursprüngliche Strom, der Primärstrom, fließt, die Primärwicklung, und da er um einen eisernen Kern herumgewickelt ist, so nennt man diesen Kern den Primärkern. Um ihn herum ist auf eine Spule der zweite Draht aufgewickelt, der Sekundärdraht. Je weniger Windungen der Primärdraht hat und je dicker er ist und je dünner der Sekundärdraht ist und je mehr Wicklungen er hat. desto höher gespannt wird der aus ihm hervorgehende Strom, der sogenannte Sekundärstrom.

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Abb. 256. Ringförmiger Transformator.

Bei manchen Transformatoren sind viele Kilometer von Sekundärdraht verwendet und man erreicht hierdurch eine außerordentlich

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Abb. 257. Akkumulatorenbatterie.

mait ihn in den Primär-draht hineinsendet und aus dem Sekundärdraht einen induzierten Strom abnimmt, sehr hoch transformieren kann, so kann man umgekehrt auch einen hochgespannten Strom dadurch wieder auf niedrige Spannung bringen, daß man ihn in den Sekundärdraht leitet und aus dem Primärdraht abnimmt. Einen Transformator, bei dem das erstere der Fall ist, nennt man einen Hochspannungstransformator; einen solchen, bei dem das letztere stattfindet, bei dem also hochgespannte Ströme in niedriggespannte verwandelt werden, nennt man einen Niederspannungstransformator. Jede Kraftübertragung arbeitet mit beiden. Der aus der Maschine kommende Strom wird zuerst in einem Hochspannungstransformator in hochgespannten Strom verwandelt, dann fortgeleitet und dann in einem Niederspannungstransformator wieder in niedriggespannte Ströme, wie sie eben zum Betriebe der Elektromotoren verwendet werden können, in sogenannten „Gebrauchsstrom" oder „Arbeitsstrom" umgesetzt. Große Verluste an Strom sind hierbei nicht zu befürchten, da unsere modernen Transformatoren außerordentlich günstige Nutzeffekte aufweisen und in ihnen daher nur sehr wenig Strom verloren geht.

Die Konstruktion eines Transformators ist deshalb im Prinzip eine ziemlich einfache. Er besteht aus einer ans starkem Draht und wenigen Windungen hergestellten Primärwicklung und aus einer Sekundärwicklung, die darum herumgelegt ist und die, wie bereits erwähnt, oft viele Kilometer dünnen Drahtes enthält. Das Ganze wird dann in einen Kasten eingeschlossen, der mit Öl gefüllt ist, das als Jsoliermittel dient und den Zweck hat, Verluste an Strom zu verhindern. Abb. 256 läßt die prinzipielle Einrichtung eines Transformators gut erkennen. Bei diesem früher von der Firma Ganz & Co. in Budapest hergestellten Transformator sind die Primärspulen II' und die Sekundärspulen IIII' auf den aus dünner: Eisendrähten bestehenden Kern als Spulen a und b aus isoliertem dickem und dünnem Kupferdraht abwechselnd nebeneinander aufgewickelt.

Wenn wir vorher sagten, daß man nur Wechselstrom transformieren

könne, so ist dies nur bedingt richtig. Mittels der erwähnten Transformatoren können wir Gleichstrom allerdings nicht transformieren, da dieser, solange er nicht geöffnet und geschlossen, also unterbrochen wird, keine Jnduktionswirkung ausübt und da ja die beschriebenen Transformatoren ausschließlich auf Jn-duktionswirkungen beruhen. Will man jedoch Gleichstrom transformieren, so muß man sich auf andere Weise helfen. Dies geschieht gewöhnlich in der Art, daß man zwei verschiedene Gleichstrommaschinen auf dieselbe Welle aufsetzt. In die Hochspannungsmaschine wird der hochgespannte Gleichstrom hineingeleitet und sie treibt als Elektromotor die Welle an, auf der der Anker der Niederspannungsmaschine aufgebracht ist. Aus dieser geht dann der niedriger gespannte Gleichstrom hervor. Das, was man also beim Wechselstromtransformator durch zwei Drahtwicklungen erreicht, erreicht man bei der Transformation des Gleichstroms durch zwei auf derselben Welle sitzende Gleichstrommaschinen. Von diesen entspricht die Niederspannungsmaschine der Primärspule, die Hochspannungsmaschine der Sekundärspule des Wechselstromtransformators.

In vielen Fällen ist es nötig, den Strom aufzuspeichern. Diesem Zwecke dienen die A k k u m u l a t o r e n, die bereits im Jahre 1850 erfunden wurden, die aber erst 1859 durch Plantsin eine für technische Zwecke brauchbare Form gebracht worden sind.

Ein Akkumulator ist ein galvanisches Element, das sich jedoch von den gewöhnlichen galvanischen Elementen dadurch unterscheidet, daß man in ihm elektrische Ströme aufspeichern und nach Bedarf wieder entnehmen kann. Die gewöhnlichen Akkumulatoren, die sogenannten Bleiakkumulatoren, bestehen aus einem mit reiner verdünnter Schwefelsäure gefüllten Gefäß, in welches eine Anzahl von Bleigittern eingehängt ist, von denen immer je eines mit braunem Bleisuperoxyd, das andere hingegen mit schwammigem Blei an der Oberfläche bedeckt ist. Die ersteren Platten sind die positiven, die letzteren die negativen.

Leitet man in einen derartigen Akkumulator den elektrischen Strom hinein, so gehen in der Schwefelsäure sowohl wie auf den Bleiplatten chemische Umsetzungen vor sich, die nach dem oben kennen gelernten Gesetz von der Umwandlung der Energie auf eine Aufspeicherung von Energie in Form chemischer Stoffe hinauslaufen. Entnimmt man dem Akkumulator Ströme, so tritt eine abermalige Umlagerung der gebildeten chemischen Produkte ein, wobei elektrische Energie frei wird, die so lange aus dem Akkumulator herausgeleitet werden kann, bis ein gewisses Moment des Stillstandes erreicht ist, worauf dann wieder mit der Neuladung begonnen werden muß. Die Akkumulatoren haben sich zu den verschiedensten Zwecken außerordentlich eingebürgert, leider jedoch nicht in dem Maße, wie es wünschenswert wäre. Eine sehr ausgedehnte Verbreitung können sie deshalb nicht erlangen, weil sie infolge des hohen Gewichtes der zu ihrer Herstellung verwendeten Bleiplatten außerordentlich schwer sind und daher ihr Transport große Kosten verursacht.

Will man zum Beispiel ein Automobil, ein sogenanntes Elektromobil, oder einen Straßenbahnwagen mittels Akkumulatoren betreiben, so muß man hierzu eine ziemlich große Batterie verwenden, also ziemliche Mengen von Blei und Schwefelsäure ständig transportieren. Hierdurch vermehrt sich das sogenannte „tote Gewicht" der genannten Wagen und ihre Fortbewegung erfordert einen großen Kraftaufwand. Außerdem kommt noch hinzu, daß die Akkunmlatoren Erschütterungen sehr schlecht vertragen, hierdurch leicht Teilchen des schwammigen Bleies oder des Bleisuperoxyds sich aus den Platten herauslösen, zu Boden fallen und dort Kurzschlüsse verursachen. Unter einem Kurzschluß versteht man in der Elektrotechnik einen Ausgleich elektrischer Spannungen an solchen Stellen, an denen er nicht stattfinden soll. Infolge dieser Umstände haben sich die sogenannten „transportablen Akkumulatoren" nicht diejenige Verbreitung verschafft, auf die man

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Avb. 258. Akkumulatorenraum der Zentralstation Kopenhagen-Gotersgade.

früher gehofft hatte, und der größte Teil der Akkumulatoren wird in Form „stationärer" oder „ortsfester" Akkumulatoren verwendet, im allgemeinen also hauptsächlich überall da, wo sie ruhig stehen können und keiner Bewegung ausgesetzt sind. So betreibt man mit ihnen zum Beispiel kleine Beleuchtungsanlagen, insbesondere auch solche für Eisenbahnen, wo man sie allerdings, da bei ihr die Form des transportablen Akkumulators zur Anwendung kommen muß, jetzt durch kleine aus der Lokomotive oder -auf der Achse der Wagenräder angebrachte Dynamomaschinen zu ersetzen sucht. Unsere Abb. 258 zeigt den Akkumulatorenraum der voll Siemens & Halske A.G. erbauten Zentralstation Kopenhagen-Gotersgade.

Eine sehr wichtige Rolle spielen die Akkumulatoren als sogenannte Pufferbatterien. In der Technik kommt es nämlich sehr häufig vor, daß die zum Betrieb irgendwelcher Maschinenaggregate verwendeten Dynamomaschinen plötzlich große Stromstöße aufzunehmen haben, wobei man unter Stromstoß ein plötzliches starkes Ansteigen der Stromstärke zu verstehen hat. Dies ist zum Beispiel der Fall beim Betrieb von Fördermaschinen, elektri-

Siegeslauk der Technik. I.

scheu Kranen u. s. w., sowie auch bei Beleuchtungsanlagen, wenn plötzlich viele Lampen auf einmal eingeschaltet werden. Dann kommt es vor, daß die Stromstärke der Maschine in einem Moment der ungleichen Belastung mißerordentlich hoch ansteigt, und da dies nach Möglichkeit vermiedet! werden und der Gang der Maschine möglichst gleichmäßig gestaltet werden soll, so schaltet man parallel zu den Maschinen eine Akkumulatorbatterie, die sogenannte Pufferbatterie, die dann den Stromstoß aufnimmt, ein;

Aber nicht nur bei Dynamomaschinen lassen sich mit Hilfe der Akkumulatoren Ungleichheiten ausgleichen, sondern auch in sehr vielen anderen Fällen, insbesondere da, wo keine regelmäßige Betriebskraft zur Verfügung steht.

Nehmen wir zum Beispiel an, in einem landwirtschaftlichen Betriebe sei ein Windmotor aufgestellt, der zugleich die für eine kleine elektrische Beleuchtungsanlage nötige Kraft schaffen soll. Nun weht aber der Wind nicht immer mit gleicher Stärke und manchmal bleibt er ganz aus. Die Dynamomaschine, die durch den Windmotor angetrieben wird, kann deshalb nicht immer und vor allem nicht immer in einer für die Belastung genügenden Weise laufen. Deshalb sieht man bei derartigen Anlagen mit unregelmäßiger oder zuweilen ganz aussetzender Betriebskraft eine Akkumulatorenbatterie vor. Solange der Wind weht, läßt man die Maschine gehen und der durch sie erzeugte elektrische Strom wird in der Akkumulatorenbatterie aufgespeichert, aus der man ihn dann ganz nach Bedarf entnimmt. So hat man, ohne vom Wind abhängig zu sein, stets elektrische Kraft zur Verfügung.

Ähnlich liegen die Verhältnisse bei kleineren, unregelmäßigen Wasserkräften und noch in vielen anderen Fällen, die sich natürlich nicht alle einzeln anführen lassen.

Dynamomaschinen, Elektromotoren, Transformatoren und Akkumulatoren stellen im wesentlichen diejenigen Hilfsmittel dar, durch welche die Erzeugung und Ausnutzung des elektrischen Stromes für Licht- imb Kraftzwecke statthat. Durch sie vermag der Mensch den Strom zu meistern, er vermag ihm jede beliebige Spannung und Stärke zu geben, er vermag sich durch sie unabhängig zu machen von allen Zufälligkeiten der natürlichen Kräfte. Mit ihrer Hilfe kann er den Strom auf weite Entfernungen senden und an anderen Orten als an denen, wo er erzeugt wurde, ausnutzen. Mit Dynamomaschine, Elektromotor, Transformator und Akkumulatorenbatterien sowie mit Schalteinrichtungen der verschiedensten Art sind deshalb auch die meisten elektrischen Zentralen und Kraftübertragungswerke ausgestattet.

Die berühmteste Zentrale der Welt ist die an den Niagarafällen, in der ein vorerst freilich nur sehr geringer Teil der Kraft dieser Fälle zur Ausnutzung kommt, ein Teil, der jedoch immerhin so bedeutend ist, daß es vorerst auf Erden keine zweite Zentrale gibt, die sich in Bezug auf Meuge der gelieferten Kraft mit der an den Niagarafällen zu vergleichen vermöchte. Bei den Anlagen an den Niagarafällen kommt aber noch ein zweiter interessanter Umstand hinzu, nämlich der, daß die Kraft in einer ganz besonders vielseitigen Weise nicht nur am Orte selbst ausgenutzt, sondern auch nach der 42 km entfernten Stadt Buffalo geleitet wird, um bereit Einwohnern Licht und Kraft zu spenden.

Die motorischen Anlagen sind in dem die Wassermotoren behandelnden Kapitel näher beschrieben.

Die Maschinen laufen mit einer Geschwindigkeit von 250 Umdrehungen in der Minute und das Gewicht des Ankers einer jeden derselben beträgt etwa 40000 kg. Der gelieferte Strom ist Wechselstrom, der sich jedoch von dem gewöhnlich gebrauchten Wechselstrom dadurch unterscheidet, daß er eine geringere Wechselzahl aufweist. Während, wie wir oben bei Betrachtung der Wechselstrommaschine gesehen haben, die meisten derselben 50 Wechsel pro Sekunde geben, beträgt die Zahl der Wechsel bei den Maschinen der Niagarafälle nur 25. Jede der aufgestellten Dynamomaschinen leistet 5000 Pferdestärken und da im ganzen zunächst 300 000 Pferdestärken von den Niagarafällen

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Abb. 259. Maschinensaal der Niagarakraftwerke.

ausgenutzt werden sollen, so kann man sich einen Begriff machen, welche gewaltige Zahl von Maschinen dort in nächster Zeit zur Aufstellung kommen wird. Später sollen 625000 Pferdestärken und mit der Zeit alle 7000000 Pferdestärken des Falles industriellen Zwecken dienstbar gemacht werden, wobei es dann mit seiner Schönheit natürlich vorbei ist, da die Wassermassen, anstatt herabzustürzen, schon vorher in die Turbinenschächte abgeleitet werden.

Die Maschinen, die, wie erwähnt, 5000 Pferdestärken leisten, bedürfen zu ihrem Antrieb deren 5150, da bei jeder derselben 150 Pferdestärken allein für die Erwärmung verloren gehen. Wenn sich 150 Pferdestärken in Wärme umsetzen, so ist natürlich der dabei erzielte Wärmebetrag kein geringer. Es sind deshalb, um die Gefahren einer derartig starken Wärmeerzeugung hintanzuhalten, besondere Anordnungen vorgesehen, die teils durch Ventilation, teils durch Wasserkühlung für die Fortschaffung der erzeugten Wärme und die Abwendung der genannten Gefahren sorgen.

Abb. 259 gewährt einen Einblick in eine der großen Maschinenhallen.

Der größte Teil der in den Niagarafällen erzeugten elektrischen Kraft, die

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mit etwa 2400 Volt und über 700 Ampere aus den Maschinen kommt, wird an den Fällen selbst und zwar hauptsächlich in elektrochemischen Betrieben verbraucht. Die elektrochemische Industrie der Niagarasälle hat einen ständigen Bedarf von 50000 Pferdestärken und es werden mit deren

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Hilfe Kalziumkarbid, Chlor, Bleichflüssigkeiten , Karbornn-dum (ein neues Schleifmittel), Ba-ryum,Graphit, Blei, Natrium, chlorsaures Kalium, Salzsäure, Phosphor, weiß, Aluminium u. s. w. hergestellt. Außerdem befinden

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Avb. 260. Fernleitung der Niagarakraftwerke (Ecke).

sich noch Papierfabriken und eine ganze Anzahl sonstiger Betriebe an den Fällen. Es ist eine saubere Fabrikstadt, die hier in außerordentlich kurzer Zeit entstanden ist. Kein Schornstein und kein Ruß zeigt sich, die wir als Merkmale unserer Fabrikstädte zu sehen gewöhnt sind. Die Rolle der Schornsteine vertreten hier die Kanäle, aus denen das zum Betrieb der Turbinen verbrauchte Wasser abfließt.

Ein Teil des an den Fällen nicht verbrauchten Stromes wird in die benachbarten Städte, nach Lockport und insbesondere Buffalo geleitet (Mb. 260), die er mit elektrischer Beleuchtung und elektrischer Kraft zum Betrieb der Straßenbahn und Tausender von Maschinen versieht. Buffalo liegt von den Fällen 42 km entfernt, so daß also hier die Kraft auf eine ziemlich weite Entfernung zu übertragen ist. Zu diesem Zwecke wird der aus den Maschinen kommende Strom transformiert, wozu eine ganze Anzahl von Transformatoren dienen, von denen jeder 1250 Pferdestärken aufzunehmen und auf eine hohe Spannung zu bringen vermag. Zu jeder Maschine von 5000 Pferdestärken gehören also vier Transformatoren. Der Strom wird auf 22 000 Volt gespannt und auf drei dünnen Drähten nach Buffalo geleitet, die frei auf Holzgestängen

auf Porzellanisolatoren befestigt sitzen. Diese Isolatoren müssen natürlich so ausgebildet sein, daß von ihnen aus kein Strom in die Erde abgeleitet werden kann. Die Gefahr hierfür liegt besonders bei nassem Wetter vor, wenn sich die Isolatoren sowie der Haken, an dem sie befestigt sind, und die hölzernen Träger mit Feuchtigkeit überziehen, die bekanntlich einer der besten Leiter des elektrischen Stromes ist. Man hat deshalb zuerst dreifache Porzellanglocken übereinander gestülpt und ist später zu den jetzt allgemein für Kraftübertragnngszwecke benutzten sogenannten Ölisolatoren übergegangen. Es sind dies Porzellanglocken, die unterhalb der Glocke und durch diese geschützt eine Rinne enthalten, die mit Öl gefüllt wird. Da etwaige Feuchtigkeit beziehungsweise Wasser, das sich aus ihr kondensiert, in dieser Rinne zu Boden sinkt, so bleibt immer eine isolierende Ölschicht an der Oberfläche, die jedes Entweichen des Stromes nach der Erde verhindert. Zur Leitung selbst dienen Drähte aus sehr reinem hartgezogenen Kupfer.

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Abgesehen von der Beleuchtung gründet sich die ganze Ausnutzung des Stromes in Buffalo auf die Verwendung von Elektromotoren. Wenn rvir daher dem Strome auf seinem Wege nach Buffalo folgen und dortselbst seine Leistungen ansehen, so bekommen wir ein getreues Bild der vielseitigen Verwendungsarten, deren der Elektromotor fähig ist. Wir würden in Buffalo derartige Elektromotoren von den kleinsten Dimensionen bis zu den größten finden. Es ist natürlich vollkommen unmöglich, das Riesengebiet der Verwendung des Elektromotors auch nur einigermaßen erschöpfend zu behandeln, umsoweniger, da sich ständig neue Anwen-dungsformen und neue Anwendungsmöglichkeiten ergeben.

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Abb. 261. Elektrischer Tischventilator.

Unter den Elektromotoren unterscheidet man zunächst die sogenannten kleinen Motoren, die für Leistungen bis zu 1 Pferdestärke hergestellt werden. Diese dienen zum Betrieb kleiner Ventilatoren (Abb. 261), von Spielzeugen, ferner von kleinen Maschinen, wie zum Beispiel N ä h ma s ch i n en, kleinen Werkzeugmaschinen u. s. w. Man kann einen derartigen Motor entweder

direkt mit der Welle der Maschine, die er antreiben soll, kuppeln oder man kann, wenn dies erforderlich ist, Transmissionen oder Übersetzungen anbringen, durch die eine Regelung der Geschwindigkeit stattfinden kann. Im allgemeinen erfordert die Verwendung des Elektromotors bedeutend weniger Transmissionen oder Übersetzungen als die anderer Antriebmaschinen, weil er außerordentlich hohen Umdrehungsgeschwindigkeiten sich anzupassen vermag. Maschinen, die mit sehr großer Umlaufgeschwindigkeit arbeiten, sind zum Beispiel die Zentrifugen, wie sie unter anderem auch in der Landwirtschaft zum Zentrifugieren der Milch gebraucht werden und wie man sie vielfach in chemischen Fabriken hat, um feste Bestandteile und Flüssigkeiten voneinander zu trennen oder um Flüssigkeiten mit verschieden hohem spezifischem Gewicht zu separieren. Auch Zeutrisugalpumpen sowie manche Arten

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saugern arbeiten mit großer Umlaufgeschwindigkeit.

Bei all diesen Arten von Maschinen kann der Elektromotor direkt auf ihre Welle aufgesetzt werden und man braucht nicht, wie bei anderen Antrieben, noch

Abb. 262. Drehbank mit Elektromotor.

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zuschalten. — Eine außerordentliche Wichtigkeit hat der Elektromotor zum Betrieb von Werkzeugmaschinen aller Art erlangt. Man treibt damit Drehbänke (Abb. 262), Hobelmaschinen, Bohrmaschinen, Schnellpressen (Abb. 263) u. s. w. an. Diese Art der Anwendung ist jedoch auf das Handwerk und die Industrie allein nicht beschränkt, sondern auch die Landwirtschaft macht von ihr ausgiebigen Gebrauch. Immer mehr bürgert sich der elektrische Antrieb von Pumpen, Dreschmaschinen (Abb. 264), Häckselschneidemaschinen, ja sogar Schermaschinen zum Scheren von Schafen u. s. w. ein, und wenn auch bereits im Jahre 1871 ein elektrischer Pflug konstruiert worden ist, so ist doch erst in neuerer Zeit dessen Ausgestaltung mit Hilfe des elektromotorischen Antriebs derart vervollkommnet worden, daß er nunmehr imstande ist, dem Dampfpflug erfolgreich Konkurrenz zu machen. Die Vorteile, die die Verwendung des Elektromotors ganz besonders für die Landwirtschaft zeitigt, kommen in ihr deshalb ganz besonders zur Geltung,

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Abb. 263. Schnellpresse mit elektrischen: Antrieb.

weil bei ihr die Konzentration der Arbeit auf engen Raum, wie wir sie in den Fabriken finden, vollkommen fehlt. Mit einem größeren landwirtschaftlichen Betriebe sind meist zahlreiche weit verstreute Gebäude verbunden, die Felder liegen weit auseinander — kurzum es ist bald hier, bald dort die Verwendung von Kraft nötig. Um ein großes Gebiet mit derselben zu versorgen, genügt eine Zentrale mit einer Anzahl von Leitungen. Die Elektromotoren, die die einzelnen Maschinen antreiben, werden bald hierhin, bald dorthin gefahren und können durch einfaches Anschließen an die vorhandenen Leitungen jederzeit sofort in Betrieb gesetzt werden.

Die Kraftleistungen, die der Elektromotor für die bisher beschriebenen Zwecke vollbringt, sind immerhin ziemlich geringe. Daß er jedoch auch befähigt ist, den gewaltigsten bisher durch Dampf betriebenen Maschinen Konkurrenz zu machen, beweisen die mächtigen elektrischen Krane und zwar sowohl Laufkrane wie Drehkrane, sowie die elektrischen Aufzüge, die jetzt immer mehr Verbreitung erlangen und in denen oft gewaltige Kräfte mit Hilfe des Elektromotors zur Ausnutzung gelangen.

Die einfachste Art des elektrischen Aufzugs (Abb. 265) ist die elektrische

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Abb. 264. Dreschmaschine mit elektrischem Antrieb.

lassen und dann wird durch ihn Strom hindurchgeschickt. Hierdurch wird er magnetisch, zieht die Eisenbarren an, die dann mittels des Krans an den Ort ihrer Be-| stimmung bewegt wer-1 den, wo sie durch ein» I fach es Abstellen des ■ Stromes vom Elektromagnet abfallen und yg liegen bleiben, wenn dieser sich stromlos weiterbewegt.

Winde, die sowohl für Personen- wie für Lastenaufzüge Verwendung findet. Ihre int vollsten Sinne des Wortes „höchsten" Leistungen vollbringt sie wohl in Amerika an den Wolkenkratzern, die jetzt bis zur Höhe von vierzig Stockwerken und darüber aufgeführt werden und bei denen sich turmhoch über der Erde Lagerräume, ja sogar Pferdeställe u. s. w. befinden. Alle die ungeheuren Lasten, die bis in diese schwindelnden Höhen hinausgeschafft werden müssen, fördert der Elektromotor, ebenso wie er auch auf den Schiffen jetzt an Stelle der früheren mit Dampf betriebenen Ankerwindemaschine den schweren Anker aus dem Grund bricht und ihn samt hundert und mehr Metern Kette aufwindet.

Elektrische Krane sind jetzt vielfach aufgestellt und man entladet und beladet mit ihnen Schiffe, Eisenbahnwagen u. s. w. In Eisenwerken bildet man sie vielfach derart aus, daß anstatt der Zange oder des Greifers an ihnen ein Elektromagnet angebracht ist. Dieser wird auf die zu hebenden Eisenmassen niederge

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Auch einzelne Industriezweige, die mit größeren Maschinen arbeiten, wenden sich immer mehr dem Betrieb mit Elektromotoren zu. Hierher gehören in erster Linie die Buchdruckereien und in neuester Zeit die Walzwerke.

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Die glühenden Eisenmassen, die aus dem Hochofen oder sonstigen Ofen der Eisenwerke kommen, werden in den Walzwerken zu Platten oder Stangen ausgewalzt. Hierzu dienen die sogenannten „Wal-zenstraßeu", zwei schwere eiserne Rollen, die so angeordnet sind, daß sie zwischen sich einen immer schmäler

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Mb. 265. Öffentlicher Aufzug in Salzburg.

Spalt oder besonders ausgestaltete, gleichfalls immer schmäler werdende Öffnungen freilassen. • Zum Antrieb

dieser Walzenstraßen hat sich der Elektromotor als ganz besonders vorteilhaft erwiesen und trotzdem zu ihrer Bewegung gewaltige Kräfte nötig sind, bildet sich der elektrische Walzenstraßenantrieb immer mehr zu einer ständigen Einrichtung der Hütten- und Walzwerke aus.

Die Vorteile des Elektromotors gegenüber anderen Motoren bestehen hauptsächlich in seinem geringen Raumbedarf, in seiner bis zu einer gewissen Grenze leichten Beweglichkeit und vor allem in seiner steten Betriebsbereitschaft. Während bei anderen Motoren erst besondere Maßregeln getroffen werden müssen, ehe man sie in Bewegung setzen kann, genügt beim Elektromotor ein einfaches langsames Einschalten am sogenannten Anlasser, um ihn sofort gebrauchen zu können. Hierzu kommt seine schon erwähnte leichte Anpassungsfähigkeit an hohe Umlaufgeschwindigkeiten, seine geringe Reparaturbedürftigkeit und eine Anzahl weiterer Vorteile. Diese Umstände sind es auch, die dem Elektromotor eine große Zukunft versprechen und zwar auf einem Gebiete, das sich jetzt erst in den allerfrühesten Stadien seiner Entwicklung befindet.

Wir meinen hiermit die elektrischen Fernschnellbahnen. Als die Vorläufer derselben können wir die elektrischen Straßenbahnwagen betrachten, bei denen die Verwendung des Elektromotors für Beförderungszwecke zu hoher Vollkommenheit ausgestaltet worden ist. Es handelt sich jedoch hier immer nur um kleinere Motoren und kleine Lasten und vor allem um kleinere Geschwindigkeiten. Die auf der Versuchsstrecke Marienfelde-Zossen seitens der Studiengesellschaft für elektrische Schnellbahnen durchgeführten Versuche haben ergeben, daß man unter Verwendung geeigneter Elektromotoren Geschwindigkeiten bis zu 210 km in der Stunde zu erreichen vermag und daß sich damit neue Aussichten für die gesamte Zukunft unseres Verkehrswesens eröffnen. Noch gibt es verhältnismäßig wenige derartige Fernschnellbahnen: einzelne in Italien, sehr wenige und diese nur auf sehr kurzen Strecken in Deutschland, mehr und darunter eine große Linie in Amerika. Es kann jedoch keinem Zweifel unterliegen, daß mit dem weiteren Ausbau dieser Bahnen der Elektromotor das haupisächlichste Hilfsmittel des zukünftigen Verkehrs werden und das dankbare Objekt des Erfindersinnes bilden wird.

Die Bahnen für ein sieghaftes Fortschreiten des Elektromotors sind also, wie wir gesehen haben, nach den verschiedensten Richtungen hin geebnet.

b) Oie Gefahren des elektrischen Stromes.

Von Dr. 8. 3ellineh.

Die Elektrizität, welche schon Goethe mit Seherblick als „Weltseele" bezeichnete, beherrscht heute in der Tat fast alle Gebiete menschlichen Schaffens: die Fortschritte der Wissenschaft, zumal die Errungenschaften der Chemie, die ungeahnte Ausgestaltung von Bergbau, Hüttenwesen, Stahlfabrikation und Maschinenbau, die vollständige Umwandlung unseres bisherigen Verkehrswesens und der Signalanlagen, die Wohnlichkeit und Bequemlichkeit in unserem Wohnhause u. s. w. Dies alles basiert auf der staunenerregenden

Siegeslauf der Technik. I.

Entwicklung der Elektrotechnik. Und doch stehen wir erst am Beginn eines neuen elektrotechnischen Zeitalters.

Wenn uns auch das alltägliche Leben die enorme Ausdehnung der elektrotechnischen Erzeugnisse und der elektrischen Anlagen, welche die Erdkugel umgürten, vor Augen führt, so sprechen Zahlen eine noch eindringlichere Sprache: so hat zum Beispiel das Deutsche Reich in elektrischen Schwachstromanlagen ein Nationalvermögen von einer Milliarde Mark investiert; die elektrische Starkstromindustrie in Österreich repräsentiert eine Summe von etwa 500 Millionen Kronen, die in Deutschland mehr als zehnfach höher ist!

Trotzdem tagtäglich Millionen von Menschen mit elektrischen Lampen, Motoren und Leitungen umgehen, in Elektrizitätswerken arbeiten und sich der elektrischen Verkehrsmittel bedienen, so ist auffallenderweise die Zahl der sich hierbei ereignenden Unfälle eine verhältnismäßig geringe.

Die Zahl der durch Elektrizität verursachten Unglücksfälle läßt sich nur schätzungsweise bestimmen, da verläßliche Statistiken bisher nicht vorliegen. So kommen beiläufig in Deutschland jährlich nur 250 Verletzungen durch elektrischen Strom (mit 24 Tötungen) vor. In Österreich mit der schwächeren elektrotechnischen Industrie ist die Unfallziffer erheblich kleiner.

So hatten wir in Wien, wo wir den elektrischen Unfällen unser besonderes Augenmerk zuwenden, Gelegenheit zu beobachten im Jahre 1906 25 Unfälle durch elektrischen Strom, von denen drei Personen dem Unfälle sofort erlagen; im Jahre 1907 28 Unfälle (inklusive vier Tote). Dies waren allerdings nur schwerere Fälle, die zur Spitalaufnahme kamen und durch Tage oder Wochen behandelt wurden; die leichten Fälle gelangen oftmals kaum zur Kenntnis.

Und doch wäre es sowohl aus hygienischen Gründen als auch im Interesse der Elektrotechnik wünschenswert, daß jeder einzelne durch Elektrizität verursachte organische oder Materialschaden genau registriert würde; nur auf diese Weise wird es der rastlosen Arbeit der Elektrotechniker, der auf diesem Gebiete berufensten Gesundheitstechniker, gelingen, die gefährlichen Nebenwirkungen der elektrischen Energie immer mehr und mehr auszuschalten. Nicht in letzter Linie bleibt zu beachten, daß so mancher Brandschaden auf elektrischen „Kurzschluß" zurückgeführt wird, während die Untersuchung ergibt, daß dort überhaupt keine elektrische Anlage vorhanden ist.

Wenngleich die Elektrizität prozentual weitaus weniger Opfer fordert, als beispielsweise die Gastechnik — einer reichsdeutichen Statistik zufolge werden jährlich durch Gas bedeutend mehr Menschen getötet und mehr Brände erzeugt als durch Elektrizität —, Dampftechnik und andere moderne Betriebsarten, so erfordern doch die elektrischen Unfälle eine außerordentliche ärztliche Beachtung, und zwar deshalb, weil sie sowohl in klinischer als auch in pathologisch-anatomischer Hinsicht eine Sonderstellung einnehmen und weil sie auch der Hygiene ganz neue Gesichtspunkte eröffnen.

Der elektrische Strom, welcher vom menschlichen Geist beherrscht und mit wunderbarer Präzision in sichere Bahnen gelenkt wird — so müßte zum Beispiel die zum Ausschlagen eines Präzisionsgalvanometers genügende Kraft

durch fast 9000 Millionen Jahre wirken, um die Kraft zu erzeugen, welche eine sechzehnkerzige Glühlampe in einer Sekunde verbraucht —, verläßt mitunter den vorgeschriebenen Weg: in diesem Moment entsteht die Gefahr.

Die Erfahrungen der Unfallpraxis lehren, daß zumeist Leichtsinn und Mangel au Vertrautheit mit den elektrischen Installationen die auslösenden Gefahrenmomente bedingen; als dritter Faktor gesellt sich vorschriftswidrige Installation hinzu; nur in einem Bruchteil der Fälle handelt es sich um Zufälligkeiten, die nicht vorauszusehen oder schwer vermeidbar waren.

Au einer Reihe von Beispielen wollen wir dies weiter unten belegen und dadurch gleichzeitig demonstrieren, daß sich das Gefahrenrisiko des elektrischen Stromes erklecklich verringern läßt.

Vorher sollen noch zwei Hauptfragen erörtert werden:

I. Welcher Strom, respektive welche elektrische Anlage gilt als gefährlich?

II. In welcher Weise äußert sich die Gefährlichkeit?

Die Beantwortung der ersten Frage ist nicht leicht, wenn wir nicht rundweg jede Starkstromanlage als gefährlich bezeichnen wollen. Die Gefährlichkeit einer elektrischen Anlage findet ihren beiläufigen Ausdruck in der Voltzahl; früher wurden Stromspannungen erst von 500 Volt Gleichstrom und 300 Volt Wechselstrom an als gefährlich bezeichnet; nach den Erfahrungen der letzten Jahre müssen wir die Gefährlichkeitsgrenze bedeutend tiefer setzen. Da sich bei einem Unglücksfalle die Berührung einer Gleichstromanlage von nur 65 Volt Spannung schon als tödlich erwiesen hat, so ist es keine überflüssige Vorsicht, wenn wir schon Spannungen von 50 Volt als gefährlich bezeichnen.

Vom Standpunkte der Elektropathologie soll gleich hinzugefügt werden, daß Gleichstrom im allgemeinen gefährlicher ist als Wechselstrom. Die meisten Todesfälle beziehungsweise schweren Unfälle, die wir zu sehen Gelegenheit hatten, ereigneten sich durch Einwirkung von Gleichstrom und dies noch bei relativ niedrigen Spannungen, zum Beispiel 160 Volt und 220 Volt. Im Gegensatze dazu ist die Sterblichkeitsziffer der durch Wechsel- respektive Drehstrom verunglückten Menschen eine relativ geringere. Die Ergebnisse der Tierversuche sprechen ebenfalls für die genannte Auffassung.

Übrigens haben auch technische Untersuchungen dargetan, daß durch vagabundierende Wechselströme keine Schädigungen der Gas- und Wasserleitungsröhren (Korrosionen) und auch keine Veränderungen des Erdreichs entstehen, wie es bei Gleichstrom der Fall ist.

Kommt ein Mensch mit einer elektrischen Anlage, das heißt mit Strom, in Berührung, so hängt die Gefährlichkeit eines solchen Kontaktes nicht allein von der Stromspannung ab; es sind dabei noch andere Faktoren in Betracht zu ziehen. Es wäre sonst unverständlich, warum in einem Falle die Berühmng von kaum 110 Volt Spannung tödlich verläuft, während ein anderes Mal die vier-, fünf-, zehnfache und noch viel höhere Spannung nur lokale Verletzungen an der Berührnngstelle zur Folge hat, oftmals ohne auch nur zu einer Bewußtseinstörung des Betroffenen zu führen.

Der Faktoren, von denen die Gefährlichkeit einer elektrischen Stromanlage in Abhängigkeit kommt, gibt es acht; sie lassen sich in zwei Gruppen teilen: a) die äußeren Unfallsbedingungen, b) die individuellen Umstände.

Zu den ersteren gehören, wie schon erwähnt, in erster Linie die Stromspannung, ferner die Stromstärke, die Zahl der berührten Pole und die Zeitdauer der Berührung.

Was die Stromstärke anlangt, so sei hervorgehoben, daß die Elektrotechniker und nach ihnen auch die Ärzte schon :/io Ampere als lebensgefährlich bezeichnen. Vom Standpunkte der Unfallpraxis muß dieser Auffassung widersprochen werden. Es sind uns Fälle bekannt, wo Menschen von bedeutend geringeren Intensitäten getroffen und sofort getötet wurden, und anderseits stehen in unserer Beobachtung Unfallverletzte, die von weit stärkeren Intensitäten durchflossen wurden und am Leben blieben, ja nicht einmal bewußtlos wurden.

Zu den individuellen Umständen rechnen wir die Stromrichtung, besser gesagt die Stromausbreitung, ferner den Widerstand, den jeweiligen körperlichen Zustand (status somaticus) und schließlich die Tierart, sofern wir hier die Gefährlichkeit auch auf Tiere beziehen.

jf -:j Die Stromausbreitung will besagen, daß der in den menschlichen Körper eintretende elektrische Strom nicht nur im Körperinnern, sondern auch auf der Körperoberfläche seine Ausbreitung nimmt. Eine mit Schweiß oder anderen gutleitenden Flüssigkeiten (zum Beispiel Kochsalzlösung u. s. w.) bedeckte Haut weist dem elektrischen Strome, der geradezu instinktiv den geringsten Widerstand sucht, einen mehr oberflächlichen Weg und läßt nur einen kleinen Stromanteil ins Körperinnere treten. Es ist ohne weiteres klar, daß bei einer solchen Stromausbreitung die Stromrichtung allein oftmals für den Ausgang eines Unfalles von entscheidendem Einfluß sein muß.

Die Mißerfolge der amerikanischen Hinrichtungen (Elektrokution) sind wohl zum Teil auf die Vernachlässigung respektive Unkenntnis dieser Tatsachen zurückzuführen. Man benutzte zur Justisikation elektrische Ströme (Wechselströme von 1500 Volt Spannung), welche auf Grund der Erfahrungen der Unfallpraxis als tödlich zu bezeichnen waren. Die Delinquenten trugen große, mit Kochsalzlösung gut getränkte Hauben respektive Helme als Kopfelektrode, am Kreuz saß die zweite Elektrode. Die von der Kopfelektrode herabrieselnde Salzlösung, vielleicht auch noch der Angstschweiß, gaben dem Strome eine vorwiegend oberflächliche Richtung (Nebenschließung).

Unter den individuellen Faktoren spielt der Widerstand die Hauptrolle: vom Schutzwiderstand, mit welchem jedes Individuum mehr oder weniger ausgestattet ist, wird es abhängen, ob die Berührung eines als gefährlich bekannten Stromes von bösen Folgen begleitet ist oder nicht. Diesen Schutzwiderstand bietet die menschliche Haut, die an verschiedenen Körperstellen durch verschieden große Widerstandsziffern ausgezeichnet ist: so bietet die harte, trockene Sohlenhaut oder die schwielige Hand des Arbeiters Widerstandsziffern von mehreren 100 000 bis 1 Million Ohm, während die Haut des Handrückens, des Gesichtes oder der Bauchhaut durch unvergleichlich niedrigere Ziffern, zum Beispiel. 20 000, 10 000 Ohm und noch weniger, gekennzeichnet ist. Die Haut der Frauen und besonders der Kinder läßt noch geringere Werte erkennen. (Unter 1 Ohm versteht mau den Widerstand einer Quecksilbersäule von 1 mm Querschnitt und 100 cm Länge bei 0 Grad Temperatur.)

Vom Standpunkte der Unsallpraxis bleibt weiter zu berücksichtigen, daß der natürliche Schutzwiderstand des Menschen in den Widerstandsverhältnissen des Fußbodens respektive in der Umgebung (Wasserleitung u. s. w.) der Starkstromanlage einen eventuellen Bundesgenossen findet; das heißt, ist die Unterlage, auf der jemand zur Zeit der Berührung steht, ein schlechter Leiter (Holz u. s. w.), so ist in einem solchen Falle das Risiko bedeutend geringer, mitunter fast Null. Ist hingegen der Fußboden ein guter Leiter, oder ist ein gut ableitender Körper, zum Beispiel ein Gasrohr, Wasserhahn u. s. w., im Bereiche einer Starkstromanlage, dann kann die Berührung schon von ganz niedrigen Spannungen gefährlich werden.

Die weiter unten mitgeteilten Unfälle illustrieren in klarer Weise die erwähnten Verhältnisse. Von diesem Gesichtspunkte aus empfiehlt es sich, zwischen st romsicheren und st romgefährlichen Räumen zu unterscheiden; die letzteren werden von den Elektrotechnikern als „erdschlußgefährlich" bezeichnet. Zu ihnen wären zu zählen alle Räume mit gut ableitenden Fußböden, zum Beispiel Badezimmer, Waschküchen, Kellerräume und überhaupt Räume, in welchen sich die elektrischen Anlagen in unmittelbarer Nähe von anderen mit der Erde in leitender Verbindung stehenden Einrichtungen, wie zum Beispiel Wasserleitungen, Gasröhren, Badeeinrichtungen, eisernen Ofen, Metallspalieren u. s. w. befinden. Hierbei ist noch zu berücksichtigen, daß unsere modernen Bauten, zu denen Beton und Eisen verwendet wird, auch in den höheren Geschossen guten Erdschluß vermitteln können.

Vom psychologischen Standpunkt aus ist es interessant, daß die Gefährlichkeit des elektrischen Stromes — allerdings in gewissen Grenzen — durch bewußte Berührung und durch die auf den elektrischen Schlag geradezu eingestellte Aufmerksamkeit stark herabgesetzt, mitunter sogar vollkommen ausgeschaltet werden kann. Bekannt ist die Mitteilung, daß schlafende Monteure, welche mit stromführenden, blanken Maschinenteilen in Berührung kamen, Verbrennungen erlitten, hierdurch erwachten, sonst aber keinerlei ernsten Schaden davontrugen. In Analogie hierzu wären Tierversuche zu setzen, welche zeigen, daß tief chloroformierte Kaninchen durch Einwirkung von sonst tödlichen Starkströmen keinen Schaden erleiden: im Gegenteil, die infolge tiefer Narkose sterbenden Tiere werden sogar sofort wieder wach.

Der letzte der individuellen Faktoren will uns sagen, daß der elektrische Strom nicht alle Tiere in gleicher Weise bedroht; wenn es schon Menschen gibt, die in ihrer Reaktionsweise dem elektrischen Strom gegenüber sich verschieden verhalten, so treten diese Unterschiede noch deutlicher bei Tieren hervor. Während zum Beispiel Fische, weiße Mäuse, Tauben, Hunde und namentlich Pferde sehr empfindlich sind und einer einmaligen Einwirkung unterliegen — Pferde werden leicht durch Gleichstrom schon von 100 Volt Spannung getötet —, so gelingt es nicht, Frösche oder Schildkröten durch Elektrizität zu töten.

Wenn wir unsere Ausfühmngen zusammenfassen, so erfahren wir, daß die Gefährlichkeit einer Starkstromanlage in erster Linie durch die Größe der Spannung bestimmt ist — wobei Spannungen schon von 50 Volt als untere Gefährlichkeitsgrenze zu gelten hätten —> daß aber noch eine ganze Reihe von äußeren und individuellen Umständen in Rechnung gezogen werden muß, sobald wir darüber ins klare kommen wollen, wann die Berührung eines elektrischen Stromes für den Menschen gefährlich zu werden beginnt.

Wir kommen nun zu der zweiten Hauptfrage: In welcher Weise äußert sich die Gefährlichkeit?

Die unmittelbare Berührung stellt nur eine Form dar, in welcher der elektrische Strom gefährlich werden kann. Wie die Unfallpraxis zeigt, ist die Berührung nicht nur von blanken, stromführenden Metallteilen (zum Beispiel Lampenfassungen), sondern auch von ungenügend isolierten Leitungsstücken mit Gefahr verbunden.

Doch auch tadellos isolierte Leitungsschnüre geben zu Gefahren Anlaß, wenn unvorsichtigerweise damit umgegangen wird, worüber man zum Beispiel in Auslagefenstern Beobachtungen anstellen kann, in denen die elektrischen Leitungsschnüre als Aufhängemittel und dergleichen verwendet werden.

In einem Wohnungszimmer wollte eine Dame ein seidenumsponnenes Leitungskabel, das zu einer Glühlampe führte, mittels einer Heftnadel an einem Wandteppich befestigen. Beim Durchstechen — die Nadel berührte beide Leitungsdrähte — sind alle Lampen im Zimmer erloschen; durch den Kurzschluß, den die Nadel auf erwähnte Weise verursacht hatte, ist die Bleisicherung im Hauptkabel der Wohnung geschmolzen. Daß eine solche leichtsinnige Handlungsweise auch weitere Folgen nach sich ziehen konnte, ist ohne weiteres klar.

Zu der unmittelbaren Gefahr gehört nebst dem Stromübergang durch Berührung noch die F u n k e n b i l d u n g, die bis zu einem gewissen Grade eine betriebsmäßige ist.

An so manchem Schalter unserer elektrischen Wohnungseinrichtungen vermag man, besonders im Dunkeln, im Moment des Ein- und Ausschaltens Funken ziehen sehen. Die Elektrotechnik macht die betriebsmäßige Funkenbildung durch Anwendung verschiedener Vorrichtungen und Apparate, zum Beispiel Olschalter, — zumal in explosionsgefährlichen Räumen, Kohlengruben u. s. w. — unschädlich.

Die in mittelbarer Weise sich äußernde Gefahr des elektrischen Stromes ist in folgenden Punkten gegeben:

a)    Wärmewirkung — Feuersgefahr.

b)    Kurzschlußbildung.

c)    Explosionswirkung.

d)    Elektrochemische beziehungsweise elektrolytische Erscheinungen.

e)    Beeinflussung von Schwachstromanlagen, zum Beispiel Telegraph, Telephon.

f)    Störungen, verursacht durch atmosphärische Einflüsse.

g)    Störungen durch seltene Zufälle im Betriebe.

a)    Erwärmung der elektrischen Anlagen bis zu einem gewissen Grade ist betriebsmäßig; so sind zum Beispiel bei der elektrischen Beleuchtung nur etwa 10 °/o der elektrischen Energie wirklich ausgenutzt, der Rest geht durch Wärmebildung verloren. Leicht brennbare Stoffe, die sich in der nächsten Nähe von elektrischen Anlagen befinden, sind mithin immer der Feuersgefahr ausgesetzt. So mancher Brand entstand dadurch, daß man Transformatoren als Kleiderhaken benutzte, daß man Glühlampen mit Papier, Gazestoffen und ähnlichem drapierte.

b)    Eine besondere Form des Kurzschlusses ist der nicht minder gefährliche Erdschluß; sein Entstehen ist oftmals unvermeidlich. Um die dadurch bedingte Gefahr so viel als möglich zu fesseln, verwendet die Elektrotechnik mit großem Erfolge die sogenannten Stromsicherungen (Bleisicherungen).

c)    Die durch den elektrischen Kurzschluß entstehenden Verbrennungen — der elektrische Lichtbogen ist durch eine sehr hohe Temperatur, bis 2000 Grad Celsius und darüber, ausgezeichnet — geben mitunter zu Explosionen Anlaß; Metalle werden nicht nur geschmolzen, sondern sogar gasförmig verpufft, Porzellanträger fließen ab wie Blei u. s. w.

d)    Die elektrochemischen beziehungsweise elektrolytischen Erscheinungen machen sich vorwiegend irrt Bereiche von Gleichstromanlagen geltend und bestehen in den bekannten Zersetzungen elektrolytischer Körper. In praktischer Beziehung wären die das Erdreich durchdringenden sogenannten vagabundierenden Ströme hervorzuheben. Dies gilt, wie erwähnt, nur für Gleichstrom, denn Untersuchungen haben dargetan, daß durch vagabundierende Wechselströme keine Schädigungen der Gas- und Wasserleitungen (Korrosionen), auch nicht Veränderungen des Erdreichs entstehen.

Die vagabundierenden Gleichströme haben sogar einmal zu Bleivergiftung Anlaß gegeben: das zur Abdichtung von Wasserleitungen verwendete Mennige (Pb₃0₄) wurde elektrolytisch zersetzt, mengte sich als Bleioxyd (PbO) dem Trinkwasser bei, nach dessen Genuß die Erkrankung verursacht wurde; in 10 Litern dieses Wassers wurde Hs dg Blei nachgewiesen.

e)    Schwachstromanlagen sind teils durch direkten Stromübergang (gerissene Drähte), teils durch Jnduktionswirkung gefährdet. Es lassen sich allerdings die Schwachstromleitungen durch die sogenannten Stromsichertmgen

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Abb. 266. Durch den elektrischen Strom verursachte Unfälle, die sämtlich zu verhüten gewesen wären.

und andere Vorrichtungen, zum Beispiel Induktionsspulen, Kondensatoren u. s. w., gegen eine allzu große Beeinflussung schützen.

f)    Zu den atmosphärischen Einflüssen, die zu Gefahren Anlaß geben können, wären außer den Blitzentladungen auch die kleinen unbedeutenden Schneeflocken und Hagelkörner zu zählen; sie sind mit Elektrizität geladen und vermögen durch Berührung von blanken Leitungen zu Überspannungen zu führen.

g)    Zu den Störungen durch seltene Zufälle wären etwa zu zählen:

1.    Annagen eines Wohnungskabels für Leuchtzwecke durch Mäuse und Ratten;

2.    Kurzschluß in einem Anschlußschachte durch eine Schnecke, die sich über beide Pole legte;

3.    Zerstörung des Bleimantels eines in freier Lust ausgehängten Kabels durch Larven der Familie Anthribida (Australien);

4.    Stromübergang durch das Gegenspritzen bei Feuersbrünsten gegen elektrische Stromleitungen, wodurch der das Strahlrohr haltende Mann hie und da ernstlich gefährdet wurde (Erdschluß!). Durch einen solchen Wasserstrahl wird ein elektrischer Schlag vermittelt, wenn die Distanz zwischen einem blanken Hochspannungskabel (zum Beispiel 5000 bis 6000 Volt) und Wasserstrahl 30 cm beträgt; ist das Wasser stark kohlensäurehaltig, so ist sogar die Entfernung von 1 m geeignet, um Schläge zu vermitteln. Bei niedrigeren Spannungen, zum Beispiel 500 Volt, wird erst die Nähe von 7 cm gefährlich.

Als Schutzmittel für den Feuerwehrmann ist entweder strenge, aber

schwer ausführbare Isolation erforderlich, oder noch wirksamer die Erdung des Strahlrohres durch einen Kupferdraht, Eisenkette oder dergleichen.

Zum Schlüsse seien noch einige Beispiele aus der Unfallpraxis illustriert, welche die eingangs erwähnte Tatsache bestätigen sollen, daß die meisten der elektrischen Unfälle teils durch Leichtsinn, teils durch mangelhafte Vertrautheit mit Elektrizität oder durch vorschriftswidrige Installation entstanden sind und alle zu verhüten gewesen wären.

Abb. 2661 bringt einen Unfall zur Anschauung, der sich im Frühjahre 1906 in Wien ereignet hat: ein in der mit Wasser gefüllten Badewanne befind-

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>110 Volt.

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Abb. 267. Lertungs-schema der Kipplampe in Abb. 2661.

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liches Mädchen berührt die Fassung einer sogenannten elektrischen Kipplampe. Das Gewinde der Glühlampe ist stromführend; das Mädchen, welches sich in der durch das Ableitungsrohr mit der Erde in Verbindung stehenden Metallwanne befindet, stellt durch ihren Körper Erdschluß her; die elektrische Lampe (Abb. 267) hing zwischen den zwei ersten Leitern eines sogenannten Fünfleitersystems, dessen letzter Außenleiter geerdet war. Wenngleich die Lampe nur mit 110 Volt Spannung brannte, so ging doch durch den Körper des Mädchens ein Stromstoß von 440 Volt Spannung. Die Glühlampe, welche auf dem Körper des Mädchens im Wasser gefunden wurde, erlosch, als sie aus dem Wasser herausgenommen wurde. Das anfangs rätselhafte Verhalten der Lampe fand darin seine Erklärung, daß in der nur an einem Leiter Hangenden Lampe (die Sicherung 8 im zweiten Leiter war durchgebrannt) auf dem Wege des Körpers und des Absließrohres ein Stromkreis mit dem geerdeten V. Leiter hergestellt wurde.

Abgesehen davon, daß die Lampensassung nicht den technischen Sicherheitsvorschriften entsprach, so sollten in Badezimmern keine so leicht erreichbaren elektrischen Installationen vorhanden sein. Sogar der Ofen und der Wasserleitungshahn standen unter Stromspannung. Das Mädchen fand leider den Tod.

Abb. 266II veranschaulicht einen glücklicher verlaufenen Unfall, den Professor Dr. v. T. in Wien erlitt, als er mit der rechten Hand eine ebensolche Lampenfassung berührte und mit der linken den Arm des Gaslüsters ergriff, auf welchem die elektrische Leitung aufmontiert war. Wenngleich Professor v. T., auf Linoleum stehend, gegen Erde isoliert war, so wurde dennoch durch

Vermittlung des Gaslüsters und der Gasröhren Erdschluß hergestellt. Der Lüster wurde gleich nach dem Unfall „abisoliert". Herr Professor v. T. hat außer einer leichten Bewußtlosigkeit weiter keinen Schaden erlitten.

Abb. 266III führt uns einen Unfall vor Augen, der sich derart ereignete, daß ein Bauarbeiter eine elektrische Bogenlampe aus einem Kellerraume herausheben wollte. Trotzdem die Lampe „ausgeschaltet" war, fiel der Mann, vom elektrischen Strom getroffen, tot zu Boden. Die Lampe war tatsächlich ausgeschaltet, aber nur einpolig (siehe A in Abb. 266III), das heißt sie hing noch an einem stromführenden Draht, war mithin mit der Stromquelle in Verbindung, die durch den Körper des Mannes ihre Entladung zur Erde fand. Vom hygienischen Standpunkte aus ist dem doppelpoligen Ausschalter das Wort zu sprechen.

Abb. 266IV demonstriert einen sehr merkwürdigen Unfall, der einen Bäckerlehrling betraf in dem Momente, als er das Fenstergitter einer Gartenvilla erfaßte und hierbei mit einem Aufschrei leblos zu Boden fiel. Die Untersuchung des anfänglich rätselhaften Falles förderte folgendes zu Tage: Die Gartenvilla war allenthalben von einem hohen Gitternetz umgeben, welches für Efeu und andere Schlingpflanzen als Stütze diente. Das Netz reichte vom Boden bis nahe zum Giebel des Hauses, wo die elektrischen Starkstromleitungen zogen; durch ein loses, von einer früheren Reparatur zurückgebliebenes Drahtstück (D D) wurde leitende Verbindung zwischen dem elektrischen Draht

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Abb. 268.

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und dem Gitternetz hergestellt; der arme Bäckerjunge mußte fremde Nachlässigkeit mit seinem Leben bezahlen, als er das „geladene" Gitter berührte.

Abb. 266 V betrifft einen elektrischen Unfall, der sich dadurch ereignete, daß ein junger Bursche in übermütiger Weise mit einer feuchten Hopfenstange einen blanken Draht berührte, der eine Hochspannung von 5000 Volt

(Drehstrom) führte. Der arme Junge büßte seine Unerfahrenheit mit dem Leben.

Abb. 266 VI skizziert die Art und Weise, wie sich hie und da Unfälle auf der Straße ereignen: ein Telephondraht reißt, fällt auf die elektrische Oberleitung der Straßenbahn und berührt einen Menschen. Der federnde, dünne Siliziumbronzedraht wickelt sich leicht um den Körper des Verunglückten, der nun nicht leicht frei zu machen ist. Am raschesten geschieht dies mittels Durchtrennung des Drahtes. Hierzu dienen verschiedene Scheren und Isolierzangen. Die umstehend abgebildete Isolierzange des Verfassers (Abb. 268) ermöglicht es, sowohl den Verunglückten augenblicklich loszumachen, als auch den Retter selbst genügend zu schützen, und ist dabei leicht zu handhaben.

Die Isolierzange besteht aus zwei Hauptbestandteilen: dem Körper und dem Mantel (B); der letztere ist aus Gummi respektive Leder hergestellt und dient dazu, die operierende Hand vor Kontakt zu bewahren. Noch zweckmäßiger erscheint es, den Mantel durch einen seidengefütterten Lederhandschuh zu ersetzen; in dieser Form wurde auch das verbesserte Modell der Isolierzange ausgeführt.

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Der Körper zerfällt in mehrere Teile: «« sind die Schneiden, denen die Hauptaufgabe, Durchtrennung des gefährlichen Drahtes, zufällt; ß ß sind federnde, an der Innenfläche geriefte Klemmen, die das zentralwärts gelegene, abgezwickte und noch stromführende Drahtende so lange festhalten sollen, bis entweder die Hauptleitung ausgeschaltet oder die Berührung mit dem Tramdraht unterbrochen ist. Das Mittelstück (M) verbirgt den Mechanismus der Zange, der auf der nebenstehenden Figur 4 veranschaulicht ist: es besteht aus zwei doppelarmigen Hebeln, die zusammen eine doppelte Übersetzung zuwege bringen; hierdurch wird mit geringem Kraftaufwand eine ziemlich große Arbeitsleistung erzielt. Bei dieser Zange, deren Hebelarme 60: 9 und 23:14 (in Millimetern) betragen, ist das Produkt dieser Faktoren 23 \

“I die Zahl 11, das heißt die Schneiden («<x) begegnen sich mit einem

Druck von 110 kg, wenn man an den Griffen (7 7) mit 10 kg drückt. Und einen Druck von 10 kg bringt durchschnittlich jeder Mensch mit Leichtigkeit auf. Es ist also auch jeder Telephon- oder Telegraphendraht, der aus Siliziumbronze besteht und 1 hs mm dick ist, bequem durchzuzwicken; es können übrigens auch Drähte bis 4 mm Dicke leicht gefaßt und durch raschen Druck momentan durchgeschlagen werden.

Die Widerstandsmessungen der blanken Teile « «, ß ß gegen die Griffe und das gedeckte Mittelstück (M) wurden mittels des Universalgalvanometers von Siemens ausgeführt und ergaben einen unendlich großen Widerstand (viele Millionen Ohm). In Übereinstimmung damit fiel auch die mittels Starkstrom durchgeführte Jsolationsprüfung aus: erst bei Anwendung von 12 000 Volt Wechselstrom wurde das die Griffe isolierende Hartgummi durchgeschlagen. Da die Isolierzange nur bei Spannungen von 500 Volt (Strom für den Betrieb der Straßenbahn) in Verwendung gezogen werden könnte, so muß die Isolation der Zange als eine unbedingt hinreichende bezeichnet werden.

Die Kleinheit der Zange (14 cm lang) ermöglicht es, daß sie bequem in jedes Kleid gesteckt werden kann; Motorführer, die Feuerwehr, Sicherheitswachleute, Hausportiers an Kreuzungsstellen wären mit solchen Zangen auszurüsten.

Der Zweck der vorliegenden Zeilen ist es, durch rein sachliche Besprechung gewisser Gefahren, die uns die Unsallpraxis der letzten Jahre gelehrt hat, sowohl zur Verminderung der Gefährlichkeit der elektrischen Einrichtungen beizutragen, als auch zur Vervielfältigung und Ausdehnung des elektrischen Betriebes, wo immer nur die wirtschaftlichen Vorbedingungen dafür vorhanden sind.

Dabei darf nie vergessen werden, daß nur eine praktische Belehrung der Schuljugend und eine gründliche Aufklärung der breiten Volksmassen über die Eigenschaften der Elektrizität und die großen Kulturaufgaben der Elektrotechnik es verhüten lam, daß die Segnungen, welche der Elektrizität für die Allgemeinheit entströmen, sich nicht für den einzelnen in ihr Gegenteil verwandeln.

VIII.

Sonstige fDotoren.

Von Seh. fiegierungsrat fftax ©eitel und Dr. Albert Neuburger.

Sehr nahe lag von Haus aus die Benutzung der Schwerkraft zur Leistung motorischer Arbeit. Wir begegnen derselben in weitestgehendem Maße in der Uhrentechnik, wo Gewichte zum Antrieb des Uhrenmechanismus benutzt

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Abb. 269. Kapillarmaschine.

werden. Diese Art des Antriebes wird in dem der Feinmechanik gewidmeten Kapitel des näheren erläutert werden, und zwar zugleich mit dem Antrieb durch Federkraft. Hinsichtlich der letzteren Art des Antriebes sei bemerkt, daß diese unter anderen auch zum Betriebe von Nähmaschinen praktische Verwendung gefunden hat.

Die Erfindung von Motoren, welche die Nutzbarmachung bisher nicht

Nachdem wir in den vorstehenden Kapiteln die wesentlichsten Arten von Motoren besprochen haben, wie sie der Ausnutzung der tierischen Muskelkraft, des Windes, des Wassers, des Dampfes, der Explvsionskraft der Gase, der Elektrizität angepaßt wurden, müssen wir nunmehr noch eine kleine Nachlese halten, denn der menschliche Erfinder-sinn hat versucht, noch einige andere Naturkräfte in Fesseln zu schlagen, und hat auch noch andere als die bisher besprochenen Konstruktionen, so zum Beispiel auf dem Gebiet der Wassermotoren, ersonnen.

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Abb. 270. Die immergehende Uhr des Mechanikers Cox.

besprochener in das Joch geschlagener Naturkräste bezwecken, ist ein vielfach umworbenes Gebiet großer und kleiner Geister gewesen, und zwar mit bisher geringem Erfolge. Als solche abseits von dem bisher betretenen Wege liegende Naturkräfte sind zu nennen: die Kapillarität, der wechselnde Luftdruck, die Sonnen-

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Abb. 271. Mechanismus der Coxschen Uhr.

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Kraft von Ebbe und Flut, die Wellenbewegung des Meeres. Wenngleich der eine oder andere der gemachten Vorschläge auf den ersten Blick den Stempel des Abenteuerlichen an der Stirn trägt, so müssen wir ihrer doch im Interesse der Vollständigkeit gedenken, dann aber auch um deswillen, weil die drohende Erschöpfung der Steinkohlenschätze ihnen die Wege ebnen dürfte.

Abb. 269 stellt eine Maschine dar, zu deren Antrieb die Kapillarkraft Anwendung finden soll. Eine Anzahl von elastischen Bändern ist um zwei übereinander angeordnete Rollen gelegt und taucht unten in Wasser ein. In den Bändern wird das Wasser durch die Kapillarkrast emporgesaugt und soll nun durch sein Übergewicht die Rollen in dem durch die Pfeile angedeuteten Sinne in Umdrehung versetzen. Um die Kapillaritätswirkung auf der emporsteigenden Seite der Bänder aufzuheben, ist hier ein die einzelnen Lamellen trennender Kamm eingeschaltet. Auf diese Weise wird das

Wassergewicht auf dieser Seite vermindert und die auf der anderen Seite befindliche Hälfte der Bänder ist imstande, vermöge ihres Übergewichts die obere Rolle in Drehung zu versetzen.

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Im Gegensatz zu dieser bisher wohl kaum praktisch benutzten Anordnung hat die in den Abb. 270 und 271 dargestellte Ausnutzung des wechselnden Luftdrucks vor hundertfünfzig Jahren praktische Anwendung zum Antriebe sogenannter immergehender Uhren gefunden. Sie rührte von einem Mechaniker namens Cox her und bestand im wesentlichen in einem riesigen Quecksilberbarometer von l¹/* Zentner Quecksilberinhalt. Das Quecksilber befand sich zum Teil in einer im Gestell der Uhr angebrachten Urne, zum Teil in einer kolbenförmigen Steigröhre, welche mit ihrem unteren Ende in die Urne hineinragte. Die Urne und die Steigröhre waren gegeneinander beweglich angeordnet und zwar waren die beim Wechsel des Luftdrucks auftretenden Bewegungen durch ein sinnreiches System von Hebeln derartig gegeneinander ausbalanciert, daß bei steigendem Luftdruck die Urne emporgehoben wurde, bei sinkendem Luftdruck aber abwärts sank. Die Einrichtung war nun des weiteren noch derart getroffen, daß die Uhr, einerlei ob die Urne sich hob oder sich senkte, in ein und derselben Richtung gedreht wurde.

Hundert Jahre später erfand dann der österreichische Ingenieur Fr. v. Loessl einen ebenfalls durch den Luftdruckwechsel angetriebenen Motor zum Betrieb von Uhren; v. Loessl geht in der Weise vor, daß er mit einem starkwandigen Luftbehälter von 500 Liter Inhalt zwei elastische harmonikaartige Blechzylinder verbindet, die sich nach dem Stande des Luftdrucks ausdehnen und zusammenpressen und sich dabei um 10 bis 12 cm verlängern oder verkürzen. Die hierbei auftretende Bewegung wird zum Spannen einer Feder benutzt, welche genügende Spannkraft

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Abb. 272. Autodynamische Uhr, System Loessl.

in sich aufnimmt, um eine Uhr achtzig Tage lang anzutreiben. Abb. 272 stellt in äußerer Ansicht eine solche sogenannte autodynamische Uhr dar.

Seit Jahrhunderten hat man auch schon danach gestrebt, die vollständig kostenlos zur Verfügung stehende Sonnenwärme zil motorischen Zwecken, insbesondere zum Heben von Wasser, zu benutzen. Unsere Abb. 273 und 274 bringen zwei Einrichtungen zur Anschauung, welche Salomon de Caus in seiner im Jahre 1624 erschienenen Schrift „Les raisons des forces mou-vantes“ beschreibt. Bei der in Abb. 273 wiedergegebenen Einrichtung sind vier aus Kupferblech hergestellte kastenförmige Gefäße AB C D nebeneinander aufgestellt und untereinander durch ein horizontales Rohr E verbunden, von welchem senkrechte Rohre in die Gefäße A B C D abzweigen. In der

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Abb. 273. Salomon de Caus' Vorrichtung zum Heben stehender Gewässer vom Jahre 1624.

Mitte des Rohres E ist ein Ventil G angebracht, welches, wenn von unten Druck auftritt, sich nach oben öffnet. Außerdem sind die Gefäße AB GO noch durch ein untenliegendes Rohr P miteinander verbunden; dieses enthält in seiner Mitte ein Ventil H, welches sich ebenfalls nach oben hin öffnet, wenn von unten ein Druck auftritt. Um den Apparat in Tätigkeit zu setzen, werden die Gefäße AB C D etwa bis zu einem Drittel ihres Inhalts mit Wasser gefüllt; hierzu dient die an dem Gefäße D angebrachte Öffnung M. Alsdann wird der Apparat den Strahlen der Sonne ausgesetzt. Die nächste Wirkung ist die, daß die in den Gefäßen A B C D enthaltene Luft aus den Öffnungen 3, 4, 5 und 6 entweicht. Ist dies geschehen, so werden diese Öffnungen luftdicht verschlossen und es beginnt nun unter der Wirkung der Sonnenwärme in den Gefäßen AB C D eine Verdampfung des Wassers. Unter der Wirkung des Dampfdrucks wird das Wasser aus den Gefäßen AB C D in das Rohr E getrieben, um sodann durch das Ventil G aus betn Rohr N in einem springbrunnenartigen Strahl emporzusteigen und aus der Schale 0 in den unteren Behälter I hinabzufallen. Sinkt die Temperatur bei Sonnenuntergang, so kondensiert sich der in den Gefäßen A B G D enthaltene Dampf und der äußere Luftdruck treibt nun aus dem Behälter I durch das Ventil H Wasser in die einzelnen Gefäße, so daß bei Sonnenaufgang das Empordrücken des Wassers von neuem beginnen kann.

Erheblich einfacher ist der in Abb. 274 dargestellte Apparat. Hier sind

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in betn Gestell AB eine Anzahl Brenngläser angebracht, welche die Sonnenstrahlen ans zwei geschlossene Wasserbehälter werfen. Infolgedessen wird das in diesen Behältern enthaltene Wasser in ähnlicher Weise wie bei dem vorbeschriebenen Apparat durch die Rohre C und D einem Springbrunnen zugeführt.

Unsere Kunstbeilage stellt einen der Gegenwart angehörigen, bei Los Angeles in Kalifornien aufgestellten Sonnenmotor dar. Derselbe lehnt sich insofern an den zuletzt beschriebenen de Causschen Apparat an, als er ebenfalls die Wärme der ,    _ __

Sonnenstrahlen gewissermaßen potenziert und konzentriert, j Am einfachsten wäre ja eine solche Potenzierung durch das Brennglas zu erreichen; dies scheitert aber an der Unmöglichkeit, Brenngläser von den erforderlichen großen Abmes- W fangen anzufer- fM tigert. An Stelle eines Brenn-

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motor ein gewaltiger Hohlspiegel in Form eines abgestumpften Kegels benutzt. Dieser Hohlspiegel ist aus über siebzehnhundert kleinen Spiegeln zusammengesetzt, welche so angeordnet sind, daß sie die Strahlen der in der Achse des Spiegels stehenden Sonne sämtlich nach einer Richtung hinwerfen. Nun ist dort, wo die Strahlen hinfallen, ein etwa 4 m langer zylindrischer Dampfkessel angebracht; derselbe ist in unserer Abbildung in der Öffnung des abgestumpften Kegels sichtbar. Der in dem Kessel erzeugte Dampf wird dann einer Arbeitsmaschine zugeführt, um hier die Sonnenwärme in motorische Leistung umzusetzen. Ein großes Uhrwerk bringt den Sonnenmotor andauernd in die richtige Lage zur Sonne, so daß, solange die liebe Sonne ihr Antlitz nicht verhüllt, andauernd Dampf in dem Kessel erzeugt wird.

Die Vorschläge zur motorischen Ausnutzung der gewaltigen in den Wellen

des Meeres, in Ebbe und Flut ruhenden Kräfte rücken immer mehr in den Vordergrund des Interesses ernsthaft denkender Ingenieure.

Jedes hochgelegene Wasserreservoir stellt eine Kraftquelle dar, denn von ihm aus kann man das Wasser bergab laufen lassen und dadurch entweder Wasserräder oder Turbinen in Bewegung setzen; diese wiederum treiben Dynamos an, welche den direkt in nutzbare Arbeit umzusetzenden elektrischen Strom liefern. Ein amerikanischer Erfinder ging von diesem Gedanken aus, nach welchem er bei Portland eine eigenartige Anlage baute. Er bemerkte, daß die Wogen des Meeres mit großer Gewalt an einen steilen Felsen der Küste anprallten, sich hoch an ihm aufbäumten und in einem Bogen, der höher war als der Felsen selbst, ins Meer zurückfielen. Nun bohrte er durch den Felsen einen schief nach oben führenden Kanal, der auf dem Felsplateau in ein Wasserreservoir mündet. Durch ihren eigenen Druck werden die an den Felsen anprallenden Wogen in den Kanal emporgepreßt und füllen das Reservoir. An seiner Mündung ist ein Ventil angebracht, das sich nur in das Reservoir hinein öffnet, damit das Wasser aus diesem nicht durch den Kanal zurücklaufen kann. Dann fließt das angesammelte Wasser in einem künstlichen Bette bergab und treibt hierbei Turbinen an.

Der dieser Anlage zu Grunde liegende Gedanke läßt sich selbstverständlich nur da ausführen, wo die örtlichen Verhältnisse günstig liegen, wo also die Brandung so mächtig ist, daß sie bedeutende Wassermengen durch ihren eigenen Dmck auf ein sehr hochgelegenes Plateau zu fördern vermag.

Man muß da, wo dies nicht der Fall ist, zu anderen Mitteln greifen, für die eine kürzlich an der kalifornischen Küste hergestellte Anlage als vorbildlich gelten kann. Auf den Wogen tanzen dort drei „Schwimmer", große Hohlkörper aus Metall; sie sind an langen Gabeln befestigt, die ihre Bewegungen auf ein Pumpwerk übertragen, welches Meerwasser in ein Reservoir pumpt. Das Wasser fließt aus diesem in der oben beschriebenen Weise bergab. Die so geschaffene Kraftquelle leistet 9 Pferdekräfte.

In ähnlicher Weise hat man auch die Wiederkehr von Ebbe und Flut auszunutzen versucht, indem man die Flutwellen entweder durch ihre eigene Kraft oder mit Hilfe besonderer Vorrichtungen in Reservoiren aufstaute. Natürlich ist die Aufstauung durch eigene Kraft vorzuziehen, weil ja durch die Einschaltung eines Pumpwerkes immer ein Teil der vorhandenen Energie zum Betriebe dieses verwendet werden muß und dadurch verloren geht. Ein Nachteil derartiger Anlagen muß jedoch darin erblickt werden, daß die Höhe des Reservoirs über dem Meeresspiegel niemals eine sehr große sein kann, so daß auch der Druck des zurückfließenden Wassers kein sehr großer wird. Der industriellen Ausnutzung sind hierdurch gewisse Grenzen gezogen. Das Reservoir wird sich zwar bei denjenigen Anlagen, die Ebbe und Flut ausnutzen, mit großer Regelmäßigkeit füllen und entleeren lassen. Bei denen hingegen, bei welchen der Wellenschlag zur Erzeugung von Elektrizität Verwendung finden soll, muß das Reservoir ziemlich groß gemacht werden. Es muß so viel Wasser fassen können, daß auch dann genügend Vorrat zur Auf-

rechterhaltung des Betriebes vorhanden ist, wenn einmal ein paar Tage lang infolge ruhiger See kein Wellenschlag stattfinden sollte. Diejenigen Anlagen erscheinen daher im allgemeinen vorteilhafter, die sich auf der Verwertung von Ebbe und Flut aufbauen, und auch die auf Seite 146 und 185 dieses Bandes genannte, bei Kuxhaven zu errichtende wird nach diesem letzteren Prinzip durchgeführt werden.

Wellenmotor.

Abb. 275.

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Auch Versuche, die Kraft der Meereswellen ohne die Anlage eines Reservoirs auszunutzen, sind gemacht worden. Hierher gehören zum Beispiel Leuchtbojen, wie sie vor einigen Jahren am Ufer von Büsum in Holstein stationiert wurden.

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Abb. 276. Elektrische Leuchtboje bei Büsum in Holstein.

Abb. 275 gibt die innere Einrichtung einer solchen durch einen Wellenmotor betriebenen elektrischen Leuchtboje von Max Göhre wieder. Die unregelmäßig arbeitende Energie der Wellen wird hier zum Heben eines Gewichtes benutzt, welches, nachdem es gehoben ist, fallen gelassen wird, wobei dann die beim Fall frei werdende Energie direkt oder indirekt elektrisches Licht erzeugt. Au der zylindrischen Boje ist ein die Wellenbewegung aufnehmender Ansatz a angebracht, durch dessen Vermittlung die Boje unter der aus- und abwärtsgehenden Bewegung der Wellen um ihre Achse o gedreht wird. Im Innern der Boje ist ein diese Drehbewegung aufnehmendes System von Zahnrädern angeordnet, das durch eine Sperrklinke s veranlaßt wird, sich stets nur in einer Richtung zu drehen. Bei der allmählich immer weiter fortschreitenden Drehung des Zahnrädersystems wird das Gewicht f allmählich gehoben. Hat dieses Gewicht seine höchste Lage überschritten, so folgt es der Schwere und sinkt auf der auderen Seite wieder hinab, hierbei den Anker einer kleinen magnetelektrischen

Maschine betätigend und eine zweiunddreißigkerzige Glühlampe entzündend. Außerdem wird beim Falle des Gewichts f auch eine Glocke I angeschlagen, so daß die Boje auch bei nebligem Wetter ein Warnungssignal abgibt.

Abb. 276 gibt eine derartige bei Büsum in Holstein in Betrieb befindliche Boje in der neuesten Ausführungsform wieder.

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Abb. 277. Wassersäulenmaschine von Reichenbach aus dem Jahre 1817.

Aus dem Deutschen Museum zu München.

Die bisher in diesem Kapitel behandelten Motoren tragen sämt-lich den Stempel des Außergewöhnlichen an der Stirn. Den Schluß dieses Kapitels bilden nun wiederum Motoren, die von praktischer Bedeutung sind, wenngleich auch sie in den letzten Jahrzehnten erheblich an Wert eingebüßt haben. Es sind dieses die sogenannten Wassersäulenmaschinen. Als die durch den Druck des Wasserdampfes und der atmosphärischen Lust betriebene Newcomensche Maschine (vergl. Seite 199 dieses Bandes) erfolgreich zur Leistung mechanischer Arbeit sich in die Praxis eingeführt hatte, da lag es nicht allzu fern, den Dampfdruck durch den Druck des Wassers zu ersetzen. So entstanden fast gleichzeitig um die Mitte des achtzehnten Jahrhunderts in Ungarn, in Deutschland und in England die ersten Wassersäulenmaschinen. Eigentümlich ist, wie bereits angedeutet wurde, diesen Maschinen, daß sie mittels Wasserdruck betriebene Kolbenmaschinen sind, und zwar gibt es solche mit stehendem, liegendem und oszillierendem oder schwingendem Arbeitszylinder. Die Steuerung des Druckwassers vor und hinter den Treibkolben erfolgt in ähnlicher Weise wie bei den Dampfmaschinen durch Schieber, Ventile, Hähne oder kleine Kolben. Diese Maschinen empfehlen sich vorzüglich bei hohen Gefällen von mindestens 16 m und bei kleinen oder mäßigen Mengen von Betriebswasser; ihr Wirkungsgrad beträgt 0,70 bis 0,80. Sie lassen sich nicht allein Zur Erzeugung von auf und nieder oder hin und her gehender, sondern

auch zur Erzeugung von drehender Bewegung verwenden. — Die Wassersäulenmaschine fand in den ersten Jahrzehnten des neunzehnten Jahrhunderts ihre erfolgreichste Ausgestaltung und Anwendung durch den bayrischen Salinenrat Reichenbach. Abb. 277 zeigt eine der Reichenbachschen Wassersäulenmaschinen, die im Jahre 1817 erbaut wurden und bis zum Jahre 1904 dazu dienten, vom Berchtesgadener Salzbergwerk die Sole nach Reichenhall zu befördern.

In der neueren Zeit ist man erfolgreich bestrebt gewesen, Wassersäulenmaschinen für das Kleingewerbe zu schaffen, hierbei Maschinentypen liefernd, die auch mit kleinen Abweichungen sich zum Antrieb durch Druckluft eignen und sich in ihrer konstruktiven Ausgestaltung und Wirkung ebenfalls direkt an die Dampfmaschine anlehnen. Unsere Abb. 278 stellt den sehr verbreiteten Schmidtschen Wassermotor mit oszillierendem Zylinder dar. Der Arbeitszylinder a, in welchem sich der Arbeitskolben b hin und her bewegt, schwingt um die Zapfen r r und oszilliert dabei mit seinem Teile e, der die für die Verteilung des Druckwassers erforderlichen Kanäle I und m enthält, in dem schalenförmigen Körper k. Dieser besitzt die Öffnungen n, i und p, die je nach der Lage des Zylinders a mit einem der Kanäle 1 oder m in Verbindung stehen. Die Kolbenstange c greift an dem Zapfen f der Kurbel g an. h ist das Schwungrad, w ein zur Konstanterhaltung des Wasserdrucks dienender Windkessel. Das zum Antrieb des Motors dienende Wasser tritt bei i herzu und wird nach getaner Arbeit durch das Rohr q abgeführt. Bei der in Abb. 278 dargestellten Lage des Zylinders a tritt das Betriebswasser durch i in den Kanal 1 und treibt den Kolben b von links nach rechts, während das vom vorhergehenden Spiele auf der Gegenseite befindliche Wasser durch m nach n und q abzieht. Bei der entgegengesetzten Lage des Zylinders a tritt i in Verbindung mit m und p mit 1 und das ausgenutzte Betriebswasser tritt links durch 1 und p nach q hin aus.

Schließ! ch bringen wir in Abb. 279 noch einen zum Betriebe mittels flüssigerLuftin Vorschlag gebrachten Motor, und zwar in einer Ausgestaltung für den Antrieb von Motorwagen. In dem Wagenkasten ist ein

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Abb. 278. Schmidtscher Wassermotor.

80 1 flüssige Luft enthaltender Behälter angebracht, der zur Vermeidung von Wärmeverlusten einen Jsoliermantel besitzt. Solange der flüssigen Luft keine Wärme zugeführt wird, steht dieselbe unter ihrem eigenen Druck, der nicht erheblich ist. Soll der Motor in Tätigkeit treten, so muß das Ventil 2 geöffnet werden. Der im Innern des Behälters A herrschende Überdruck drängt sofort einen Strahl flüssiger Luft durch das rechts im Behälter sichtbare Rohr

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Abb. 279. Motor für flüssige Luft.

in das Schlangenrohr B hinüber, welches, unter dem Boden des Wagens liegend, dem bei der Fahrt auftretenden Luftzug ausgesetzt ist. Wenn die flüssige Luft mit einer Temperatur von etwa 140 Grad unter Null in dieses Schlangenrohr B eintritt, so vollzieht sich eine so energische Verdampfung, daß das sich entwickelnde Gas mit einem Druck von 15 Atmosphären in den Zylinder des Motors C übertritt und hier seine Arbeit verrichtet. Um die Leistung der Maschine zu erhöhen, ist es nur nötig, den Hahn 2 etwas weiter zu öffnen, worauf alsbald mehr flüssige Luft austritt und die Leistung der Verdampfungsschlange B entsprechend gesteigert wird. Die Öffnung 1 des Behälters A dient zum Füllen des letzteren.

Hiermit beschließen wir die Besprechung derjenigen Mittel und Wege, welche der nimmer rastende erfinderische Geist der Menschheit ersonnen hat, um die Naturkräfte zu fesseln und sich nutzbar zu machen. — Die Art und Weise, in welcher dies geschieht, ist vielfach abhängig von den jeweilig vorliegenden Zwecken und so werden wir denn in den folgenden Kapiteln noch zahlreichen Sonderformen von Vorrichtungen zur Erzeugung von Wärme, Licht und Kraft begegnen, welche in den vorhergehenden, nur den grundlegenden Formen gewidmeten Kapiteln noch nicht zur Besprechung gelangten.

Die Gewinnung

und Verarbeitung der Rohstoffe.

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Abb. 280. Die Industrie im Schutze der Krone.

Nach einem Gemälde von Professor Hugo Vogel in der Ravens-Galerie zu Berlin.

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Bergbau und Hüttenwesen.

Von Dr. RIbert Neuburger.

|ie Geschichte des Bergbaus und Hüttenwesens bis zu ihren ersten Anfängen zurückzuverfolgen, ist ein Ding der Unmöglichkeit. Eine einfache Überlegung sagt uns jedoch, daß eine Art von Bergbau oder wenigstens ein Vorläufer desselben bereits existiert haben muß, ehe man Metalle kannte, und dieselbe Überlegung läßt uns wenigstens ungefähr ahnen, welche Mineralschätze es wohl gewesen sein dürften, die der Mensch zuerst im Schoße der Erde suchte. Im Kampfe mit der Natur reichten die ihm verliehenen Kräfte nicht aus und so suchte er bald durch Schaffung von Waffen und von Handwerkszeug sich ein gewisses Übergewicht zu schaffen, er suchte durch sie sich seiner Feinde zu erwehren und seine Nahrung zu gewinnen. Die Materialien also, aus denen diese ersten Waffen und Handwerkszeuge bestanden, müssen auch diejenigen gewesen sein, die zuerst als wertvoll erkannt, aufgesucht und gesammelt worden sind. Außer aus Knochen und Holz verfertigten die Menschen einer längst entschwundenen Epoche ihr primitives Gerät hauptsächlich aus gewissen Steinen, in erster Linie aus dem Feuerstein. Dieser Feuerstein ist also sicher eines der ältesten Mineralien, das der Mensch gewann, und man hat ihn zunächst wohl aus anderen Steinen herausgesucht oder am Strande des Meeres aus seichten Gewässern gefischt. Dann aber dürfte man dazu übergegangen sein, gewisse Schichten der Erdoberfläche, die ihn in größerer Menge enthielten, abzulösen und zu zerkleinern, um den wertvollen Stein daraus zu erhalten. Ganz besonders geeignet erwiesen sich hierzu einzelne Vorkommnisse des Feuersteins, wie zum Beispiel diejenigen der Insel Rügen, wo er sich in ungeheuren Mengen in weiche Kreide eingebettet findet, also in einem Muttergestein, das der Zertrümmerung und Abschälung so wenig Widerstand darbot, daß selbst die den anderen und härteren Mineralien gegenüber geradezu hilflosen Menschen der Urzeit damit leicht fertig zu werden vermochten. Daß diese Hypothese von den Uranfängen bergmännischer Gewinnung von Mineralien sehr viel für sich hat, geht daraus hervor, daß man gerade auf Rügen noch vielfach die Überreste von Werkstätten findet, in denen der Feuerstein bearbeitet wurde. In diesen Werkstätten, wo Feuerstein mit Feuerstein seine Zubereitung fand, dürfte man wohl auch zum ersten Male beobachtet haben, daß er beim Schlagen Funken gibt und daß er somit ein wertvolles Mttel zum Feueranmachen darstellt.

Neben dem Feuerstein kommen als die ersten Mineralien, die durch einen primitiven Bergbau gewonnen wurden, noch eine ganze Anzahl weiterer in Betracht, wie zum Beispiel der leicht knetbare Ton, aus dem man Gefäße herstellte, das Salz, das sich an zahlreichen Stellen der Erde findet, die Kreide, der Ocker und sonstige zum Bemalen und Färben geeignete Mineralien oder Gesteine, und endlich alle diejenigen schöngefärbten Materialien, die sich als Schmuck verwenden ließen.

Von den Metallen sind zweifellos gleichfalls diejenigen zuerst aufgesucht und durch einfaches Abgraben sowie Reinigung vom Muttergestein gewonnen worden, die in der Natur in gediegenem Zustande vorkommen, also das Gold, das Silber und vielleicht auch das auf kunstlos zusammengestellten Feuerherden leicht ausschmelzbare Kupfer.

Welches dieser Metalle dem Menschen zuerst bekannt war, läßt sich heute nicht mehr sagen. Der Dichter H e s i o d spricht zwar von einem goldenen, einem silbernen, einem ehernen und einem eisernen Zeitalter, die Zeus nacheinander geschaffen habe, während unterdessen der Mensch allmählich von einem mühelosen Dasein in eine Zeit der Arbeit urb des Leids gelangt sei. Es handelt sich hier aber nicht um eine begründete Überlieferung oder um die Ergebnisse irgendwelcher Forschungen, sondern lediglich um die Ausgeburt einer dichterischen Phantasie und es läßt sich nicht einmal behaupten, daß der Mensch die Metalle in der Reihenfolge kennen lernte, wie sie Hesiod angibt, obschon ja einige Momente dafür sprechen, in erster Linie der Umstand, daß das Gold und das Silber frei und gediegen sich finden, während das Metall des ehernen Zeitalters, die Bronze, erst durch einfache, das Eisen hingegen durch schwierigere Schmelzprozesse gewonnen werden müssen. Daß Gold und Silber vor Bronze und Eisen bekannt gewesen sein müssen, ist, wie bereits erwähnt, als feststehend anzunehmen. Ob aber der Eisenzeit die

Bronzezeit vorhergegangen ist und wieweit beide mit der Steinzeit zusammenfallen, darüber ist man sich heute noch nicht vollkommen klar und es muß zweifelhaft erscheinen, ob es der Forschung jemals gelingen wird, hier Aufklärung zu schaffen. Es ist anzunehmen, daß die Aufeinanderfolge dieser Perioden in verschiedenen Gegenden eine verschiedene war. Von den Tatsachen, die für diese Annahme sprechen, sei als Beispiel erwähnt, daß nordische Bronzen aufgefunden wurden, die mit Stahlwerkzeugen bearbeitet sind.

Die alten Indier müssen bereits eine gut durchgebildete Eisenindustrie besessen haben und es ist sogar anzunehmen, daß diese von dort aus weitere Verbreitung erlangte. Hierauf deutet zum Beispiel der Umstand, daß das Sanskritwort „Ajas" in Beziehungen zu dem altindischen Worte „Ais", aus dem dann später „Eisen" wurde, steht, woraus man schließen darf, daß die indogermanischen Stämme vor ihrer Trennung das Eisen gekannt haben. Bon der altindischen Eisenindustrie sind uns noch einzelne Stücke erhalten, so zum Beispiel die „Kutubsäule" in der Nähe von Delhi, die ein Gewicht von 6000 kg hat und aus ziemlich reinem Eisen besteht, aus Eisen von solcher Reinheit, daß es bis heute in dem feuchtwarmen Klima Indiens nicht rostete. Auch die Ägypter kannten das Eisen und auf ihren buntbemalten Denkmälern unterschieden sie stets die eisernen Waffen dadurch von denen aus ' Bronze, daß sie erstere in blauer Farbe, die letzteren hingegen in roter Farbe darstellten. Auch in Den Gräbern der Etrusker, die bekanntlich vor den alten Römern Italien bewohnten, befinden sich eiserne Waffen und daß die alten Deutschen mit eisernen Spitzen versehene Speere hatten, ist gleichfalls bekannt. Mit vorgeschrittener Kultur steigert sich die Fertigkeit in der Gewinnung und Verarbeitung von Metallen und zwar zuletzt zu so hoher Vollendung, daß es gelingt, riesige Bildsäulen, unter denen die berühmteste der Koloß von Rhodus ist, herzustellen. Allenthalben erstehen Bergwerke, namentlich solche zur Gewinnung von Silber und Gold, sowie von Kupfer und Zinn. Berühmt und in Bezug auf ihre Durchbildung imponierend sind insbesondere die Kupferbergwerke Zyperns, die bereits mit Stollen ausgestattet wurden und in denen sich auch Bentilationseinrichtungen in Form von Luftschächten fanden. Einzelne Bergwerke Griechenlands beschäftigten bis zu sechzigtausend Sklaven, deren Los ein sehr trauriges war. Ihre technische Ausrüstung war von der des modernen Bergmanns nicht sehr viel unterschieden. Sie besaßen Werkzeuge zum Loslösen des Gesteins und Grubenlichter, die aus einer mit Öl gefüllten Tonlampe bestanden. Die Wasserhaltung, worunter man die Entfernung des unter der Erde sich findenden und den Bergbau hindernden Wassers versteht, stand aber in diesen altgriechischen Bergwerken noch auf sehr niedriger Stufe. Man entfernte das Wasser in der Weise, daß man es in Ledersäcken auffing, die dann von Hand zu Hand weitergegeben und an der Oberfläche entleert wurden. In dem Maße, wie das römische Weltreich sich ausbreitete, wurden die Römer Besitzer einer immer größeren Anzahl von Bergwerken, unter denen die berühmtesten die auch heute noch in Betrieb stehenden auf der Insel Elba und dann die Zinnbergwerke Großbritanniens waren. Der Betrieb wurde in der Kaiserzeit genau geregelt und meist einem Prokurator unterstellt. Einzelne Bergwerke befanden sich in den Händen von Pächtern.

Die Art und Weise, wie im Altertum der Bergbau betrieben wurde, schildert uns Plinius sehr anschaulich. Er schreibt: „Man treibt Stollen auf lange Strecken in den Berg, indem man das Innere bei Lampenschein aushöhlt. Da man die Sonne nicht sieht, muß der Schwund des Ols der Lampen das Maß der Zeit angeben und in vielen Monaten sieht man den Tag nicht. Oft setzen sich plötzlich die Spalten und erdrücken die Arbeiter, so daß es bereits weniger tollkühn erscheint, die Perlen und Purpurschnecken aus der Tiefe des Meeres zu holen; so viel gefährlicher haben wir die Erde gemacht. Man läßt deshalb an vielen Stellen Pfeiler stehen, um die Berge zu stützen. Bei den Bauarten stößt man auf festes Gestein, dieses sprengt man mit Feuer und Essig." Unter „Essig", welcher Ausdruck sich bei römischen Schriftstellern öfters findet, ist jedenfalls irgend ein Sprengmittel zu verstehen, so heißt es zum Beispiel auch von Hannibal, daß er bei seinem Übergang über die Alpen die Felsen durch „Essig" entfernt habe.

Die Blüte, in der Bergbau und Hüttenwesen während des Altertums standen, nahm ein ziemlich plötzliches Ende, als durch die Völkerwanderung die während eines Zeitraums von Jahrtausenden geschaffene Kultur plötzlich vernichtet wurde. Ein Aufschwung trat erst dann wieder ein, als die kirchliche Kunst des Mittelalters sich vervollkommnete und als sie, berühmte Meisterwerke schaffend, rückwirkend wieder auf die oben genannten Gebiete menschlicher Tätigkeit ihren befruchtenden Einfluß ausübte. In dem Maße, wie die kirchliche Kunst fortschreitet, wird auch die profane auf eine höhere Stufe der Vollkommenheit gehoben. Der Reichtum wächst und es entstehen in den wohlhabenden Städten kunstvolle Brunnen aus Metall; die Namen einzelner Erz- und Glockengießer erlangen Weltberühnrtheit. Als endlich durch die Erfindung des Schießpulvers Geschütze aus Bronze nötig werden, von denen einzelne, wie zum Beispiel die berühmte „Faule Grete", gleichfalls gewaltige Metallmassen erfordern, da hebt sich infolge der Anforderungen von Kunst und von Kriegstechnik auch der Bergbau und das Hüttenwesen zu einer höheren Stufe der Vollkommenheit.

Hierzu kommt noch ein weiterer Umstand: mit dem Mittelalter zugleich setzt eine eigenartige Bewegung von kulturgeschichtlicher Bedeutung ein. Es beginnt das Zeitalter der Alchimie, eine durch Jahrhunderte hindurch sich erstreckende Epoche, während der man des Glaubens war, daß es eine Substanz geben müsse, den sogenannten „Stein der Weisen", durch die es gelingt, unedle Metalle in edle zu verwandeln. In späteren Zeiten schrieb man diesem Stein der Weisen sogar noch eine ganze Anzahl weiterer wertvoller Eigenschaften zu: man glaubte, daß er Krankheiten heile und das Leben verlängere, ja sogar Unsterblichkeit zu verleihen vermöge. In den Laboratorien (Abb. 281) der Alchimisten brodelte und zischte es in Kolben und Retorten, die merkwürdigsten Substanzen wurden gemengt und zusammengeschmolzen und es gab fast keinen Fürsten oder keinen vermögenden Mann, der sich nicht einen oder gar mehrere Alchimisten angestellt hätte. Der „Stein der Weisen" ist allerdings nicht gefunden worden, aber für das Gebiet des Hüttenwesens hat diese Zeit doch hohe Bedeutung erlangt. Bei den Tausenden und Abertausenden von Versuchen, die man anstellte, um den merkwürdigen Stein hervorzubringen, lernte man die Eigenschaften vieler Metalle kennen, man fand Methoden, um sie aus ihren Verbindungen zu isolieren, man arbeitete Verfahren aus, um sie zu reinigen und durch das Zusammenschmelzen der heterogensten Dinge entstanden neue Metallvereiuigungen, neue Legierungen von merkwürdigen, bis dahin unbekannten Eigenschaften.

So hat die Zeit der Alchimie außerordentlich befruchtend auf das Hüttenwesen gewirkt. Einen neuen Anstoß zu weiterer Vervollkommnung seiner

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Abb. 281. Laboratorium aus dem Zeitalter der Alchimie. Deutsches Museum, München.

Arbeitsverfahren und Methoden erhielt dieses in der Folge durch einen Mann, dessen Tätigkeit gerade in jene Zeit fällt, die in der Geschichte der menschlichen Kultur überhaupt einen Wendepunkt bedeutet, in den Anfang des sechzehnten Jahrhunderts.

Dieser Mann war Georg Agricola, geboren im Jahre 1494 zu Glauchau. Er war von Beruf Arzt und ließ sich zunächst in dem alten, durch seinen berühmten Bergbau ausgezeichneten Städtchen Joachimsthal nieder. Hier war es, wo er sich für Mineralogie und Metallurgie zu interessieren begann, ein Interesse, das ihn bald in derartigem Maße ausfüllte, daß er zum Reformator des damaligen Bergbaus und Hüttenwesens wird, auf welchem Gebiete durch ihn eine neue Ära anbricht.

Wie gewaltig das Auftreten Agricolas für die Entwicklung des Bergbaus und des Hüttenwesens war, vermag man am besten daraus zu ersehen, daß

selbst der Dreißigjährige Krieg, der so viele Werte zerstörte, so viele Kunstfertigkeiten auf immer in Vergessenheit brachte und der auch die Bergwerke, das Hüttenwesen und die Metallindustrie nahezu vernichtete, es nicht vermochte, dasjenige, was Agricola geleistet hat, zu zerstören. Als wiederum Zeiten des Friedens anbrachen, da nahm man die Werke und Bücher Aaricolas her und richtete nach den darin enthaltenen Vorschriften die Bergwerke wieder von neuem ein.

Freilich verfehlten manche Erfindungen, die in der Folgezeit gemacht wurden, nicht, ihren Einfluß auf die Ausgestaltung der genannten Gebiete geltend zu machen. Dies gilt in erster Linie von zweien derselben, nämlich von der des Pulvers und von der der Dampfmaschine.

Bis zur Mitte des siebenzehnten Jahrhunderts arbeitete der Bergmann mit Schlegel und Eisen, wenn er das Gestein losbrechen wollte. Diese alten Wahrzeichen haben sich bis auf den heutigen Tag erhalten, obschon sie längst ihre einstige Bedeutung als „Gezähe", wie man das Handwerkszeug des Bergmanns nennt, verloren haben. Etwa in der Mitte des siebenzehnten Jahrhunderts dürfte es gewesen sein, als man anfing, das Pulver zu Sprengarbeiten in den Bergwerken zu benutzen. Heute hat es ja infolge des Auftauchens neuerer Sprengstoffe gleichfalls seine Bedeutung verloren, aber Jahrhunderte hindurch stellte es ein wichtiges Hilfsmittel des Bergbaus dar.

Auch die Dampfmaschine hat reformierend gewirkt. Eine große Anzahl der ersten Dampfmaschinen wurde in und an Bergwerken aufgestellt, um die darin sich ansammelnden störenden Wassermassen heraufzupumpen.

Hierzu kam, daß man auch auf immer neue Mineralien zu graben begann und daß sich insbesondere der Bergbau auf Steinkohlen in stets steigendem Maße ausbreitete, seit mit der Entwicklung der Industrie die bisher verwendeten Brennmaterialien nicht mehr ausreichten.

Ein weiterer Faktor, der die Entwicklung des Bergbaus und Hüttenwesens ganz beträchtlich förderte, war die allniähliche Sammlung von Erfahrungen und das Interesse, das man ihnen selbst und ihren Hilfswissenschaften entgegenbrachte; infolgedessen entstand in Deutschland die erste Bergakademie zu Freiberg im Jahre 1766; dem Beispiel Deutschlands folgten bald andere Länder nach.

Immerhin waren bis zum Beginn des achtzehnten Jahrhunderts der Entwicklung des Hüttenwesens aus dem Grunde gewisse Grenzen gesetzt, weil eine systematische wissenschaftliche Erforschung der bei der Gewinnung und Läuterung der Metalle stattfindenden Vorgänge ein absolutes Ding der Unmöglichkeit war. Man war ausschließlich auf das Sammeln von Erfahrungen und auf deren Verwertung angewiesen. Ein Beherrschen und Meistern der Sache lag deshalb im Bereiche der Unmöglichkeit, weil sich zu jener Zeit die Chemie, die hauptsächlichste und wichtigste wissenschaftliche Grundlage aller hüttenmännischen Prozesse, auf Irrwegen befand, die hemmend wirken mußten und wirkten.

Diese Irrwege sind gekennzeichnet durch die sogenannte „P h l o g i st o n-

theori e", eine Theorie, die, man kann fast behaupten, die einzelnen Vorgänge gerade in umgekehrter Weise ansah, als sie sich in Wirklichkeit abspielen. Die Phlogistontheorie ging von der Annahme aus, daß ein gewisser Stoff, das sogenannte „Phiogiston", existiere, das bei der Verbrennung entweder als Feuer abgeschieden werde, oder nur teilweise als Feuer, teilweise aber als Ruß. Nach Ansicht der Anhänger dieser Theorie bestehen die Metalle aus dem Phlogiston und aus einem sogenannten „Metallkalk". Der Begründer der Phlogistontheorie, Stahl, spottet sogar darüber, daß Menschen glauben, man könne die unedlen Metalle mit der Zeit verbessern und sie reifer, garer und den edlen Metallen ähnlicher machen.

Erst dem französischen Chemiker L a v o i s i e r blieb es vorbehalten, die damals allgemein anerkannten falschen Ansichten Stahls durch seine Versuche zu entkräften. Sein Verdienst besteht hauptsächlich darin, daß er es war, der eines der heute wichtigsten wissenschaftlichen Instrumente, die Wage, in die Chemie einführte. Durch ihren Gebrauch vermochte er nachzuweisen, daß die Körper beim Verbrennen nicht leichter werden, wie man es nach der Phlogistontheorie annehmen mußte, da ja nach dieser ein Bestandteil, nämlich das Phlogiston, entweicht, sondern daß im Gegenteil beim Verbrennungsprozeß stets eine Gewichtszunahme der Körper eintritt, weil sie sich mit einem Bestandteil der Luft, mit dem 1774 von Priestley und Scheele entdeckten Sauerstoff verbinden. Der „Metallkalk", wie ihn die Anhänger der Phlogistontheorie nannten, ist somit weiter nichts als eine Verbindung des Metalls mit Sauerstoff und man kann aus dem Metallkalk das reine, geläuterte Metall selbst darstellen, wenn man ihm diesen Sauerstoff entzieht. Diese Erkenntnis mußte natürlich befruchtend auf das gesamte Gebiet der Metallgewinnung einwirken. Man ging jetzt nicht mehr einfach in der Weise vor, wie früher, daß man die Metallkalke und Erze mit allen möglichen Mineralien, von denen man durch die Erfahrung wußte, daß sie das gewünschte Metall zu Tage fördern, zusammenschmolz, sondern man untersuchte sehr genau, ob diese Metallkalke und Erze Sauerstoffverbindungen der Metalle seien und wie man ihnen den Sauerstoff zu entziehen und daraus das reine Metall zu gewinnen vermöge.

Der belebende Einfluß, den die durch Lavoisier geschaffene Erkenntnis und der durch sie bewirkte Untergang der Phlogistontheorie ausübten, äußerte sich auch auf dem Gebiete des Hüttenwesens. Allenthalben setzte ein reges Streben, ein neues Forschen auf Grund der Lavoisierschen Verbrennungstheorie ein und es entstanden neue Zweige der Wissenschaft, so in erster Linie die durch Rose so sehr geförderte analytische Chemie, die bei den eben geschilderten Fortschritten des Hüttenwesens von außerordentlich bedeutsamem Einflüsse sich erwies.

Zu diesen günstigen und fördernden Umständen tritt noch ein weiterer hinzu: an der Schwelle des neunzehnten Jahrhunderts wurde durch G a l-l) a nt in Bologna die nach ihm benannte Art des e l e k t r i s ch e n S t r o m s entdeckt und der italienische Physiker Volta konstruierte die Voltasche Säule, jene zur Erzeugung des galvanischen Stroms dienende Vorrichtung, die es ermöglichte, elektrische Kraft von bisher unbekannter Art und Stärke zur Verwendung zu bringen. Damit beginnt der Einfluß der Elektrizität, der sich in Bergbau und Hüttenwesen in verschiedener Weise äußert. Während der Bergbau zunächst noch in den alten Traditionen verharrt, erfährt das Hüttenwesen durch den elektrischen Strom sofort einen gewaltigen Fortschritt. Im Jahre 1807 macht der englische Chemiker D a v y die Entdeckung, daß man Metalle nicht nur nach den alten bisherigen Methoden, also in erster Linie durch Ausschmelzen, zu gewinnen vermöge, sondern daß auch der elektrische Strom ein geeignetes Hilfsmittel zu ihrer Darstellung ist. Davy wurde

so zum Begründer der heute auf dem Gebiete des

Hüttenwesens eine so wich-Rolle spielenden neuen Technik, der„Elek-trometall-

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Abb. 282.

urgie". Eine

Vervollkommnung dessen, was Davy schuf, stellt die Entdeckung des Petersburger Chemikers Jaco-bi dar. Während Davy den elektrischen Strom

auf geschmolzene Materialien einwirken ließ, um daraus die Metalle zu gewinnen, entdeckte Jacobi, daß sich die Metalle unter der Einwirkung der Elektrizität auch aus Lösungen abscheiden. Seine Beobachtung, daß man aus einer Kupfervitriollösung, durch die der elektrische Strom hindurchgeht, reines metallisches Kupfer enthält, bedeutet den Beginn einer neuen Entwicklung des Hüttenwesens, den Beginn der elektrischen Raffination oder Läuterung der Metalle.

Freilich verging noch einige Zeit, ehe es möglich war, die durch Davy und Jacobi geschaffenen Erkenntnisse im großen auszuüben. Dies trat erst ein, als Werner Siemens im Jahre 1867 das sogenannte „d ynamo-elektrische Prinzip" aufstellte, jene so wichtige und bedeutsame Erkenntnis, über welche bereits in dem Abschnitte „Elektrische Starkstromtechnik" das Nötige gesagt ist. Mit der Entdeckung des dynamoelektrischen Prinzips hebt auch für Bergbau und Hüttenwesen eine neue Ara an. Der Bergbau gewinnt an Sicherheit und vermag sich den Erfordernissen eines gesteigerten

Verbrauchs anzupassen.-----

Schlegel und Eisen, die alten Wahrzeichen des Bergmanns, sind es auch, die eine Zeitlang hindurch sein hauptsächlichstes Handwerkszeug, sein „Gezähe", darstellten. Ganz gleich, ob an der Erdoberfläche liegende Lagerstätten abgebaut wurden, ob also in einem sogenannten Tagebau gearbeitet wurde, oder ob in den Tiefen der Erde das kostbare Erz zu brechen waren — Schlegel und Eisen sind fast stets und überall zur Verwendung gelangt.

So weit verbreitet die Kenntnis dieses „Gezähes" ist und so oft es uns als Emblem begegnet, fast ebensooft finden wir es zu Gunsten einer stilvollen Ausgestaltung unrichtig dargestellt. Unsere Abb. 282 gibt eine Darstellung von Schlegel und Eisen in ihrer wirklichen, nüchternen, dem Arbeitszweck angepaßten Gestalt, wie der Bergmann sie benutzt. Schlegel und Eisen wirken als Hammer und als Keil und durch mühsames Klopfen mittels des Hammers auf den Keil wurden jahrhundertelang der Erde ihre kostbaren Schätze entrissen.

Ehe man jedoch so weit war, mußte man wissen, wo sich diese Schätze

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Abb. 283. Bergmann mit Wünschelrute. 'Nach Agricola.

befanden. In vielen Fällen war dies leicht, denn man sah an so manchem Felsen die glänzenden, eingesprengten Goldteilchen zu Tage liegen, man sah die feinverästelten Gebilde des gediegenen Silbers sich hindurchziehen und man erblickte noch eine ganze Anzahl von weiteren Merkmalen dafür, daß hier oder dort ein Metall sich finden müsse. Wo dies aber nicht der Fall war, wo also nicht der bloße Anblick den gewünschten Aufschluß gab, da traten andere Faktoren in Tätigkeit, und zwar in der Hauptsache zwei: die Erfahrung und der Aberglaube.

Besonders der letztere hat stets eine große Rolle gespielt. Der beste Be-weis hierfür ist die Wünschelrute. Sie bestand meist aus einem gegabelten Zweig A (9166. 283) und wurde so in die Hand genommen, daß man die beiden „Ziitken" der Gabel in den Händen hielt, während der Stiel nach vorwärts deutete. Der Schatzgräber hielt sie wagrecht vor sich hin und ging unter allen möglichen, je nach den Zeiten und Orten verschiedenen Beschwörungen das zu untersuchende Terrain ab. Da, wo sich Adern edlen Metalles oder Wasser in der Tiefe finden sollten, deutete die Wünschelrute angeblich nach unten und machte so ihren Träger auf die verborgenen Schätze aufmerksam.

Diese Art der Wünschelrute hat in neuester Zeit eine ganz bedeutende, aber sicherlich erheblich zuverlässigere Konkurrenz erfahren. Es gibt jetzt wirklich eine Wünschelrute, mit der man in der Erde verborgene Metalladern aufzufinden vermag und die auf der Verwendung der elektrischen Wellen beruht. Sie besteht in der Ausgestaltung, die ihr die englischen Ingenieure L. Dass und Alfred Williams gegeben haben, aus zwei langen Stäben, die in geeigneter Entfernung voneinander in das Erdreich gebohrt werden und von deren Spitzen aus man elektrische Wellen durch die dazwischenliegenden Erdschichten sendet. Die über der Erde befindlichen Enden der Stäbe sind mit genauen Meßinstrumenten oder auch Telephonen verbunden, die es ermöglichen, den elektrischen Widerstand, den die Wellen im Innern des Erdbodens finden, sehr sorgfältig zu messen, beziehungsweise durch das Gehör festzustellen. Da die Metalle gute Leiter der Elektrizität sind, so wird der Widerstand dann ein geringerer werden, sobald die Wellen auf eine im Innern der Erde zwischen den Enden der Stäbe befindliche Metallader auftresfeu. Eine Verringerung des elektrischen Widerstands zeigt also an, daß sich au der betreffenden Stelle gediegene Metalle oder metallführende Erze vorfinden müssen, und man kann aus der Größe der Widerstandsänderuug sogar mit einiger Sicherheit nicht nur auf die Tiefe, sondern auch auf die Ausdehnung der Schichten, sowie auf die Natur des Metalls, das sie führen, schließen.

Wo man jedoch glaubt, daß man nicht allzu tief wird herabzusteigen brauchen, um das Gewünschte zu finden, wo man also annimmt, daß sich die gesuchten Mineralien in der Nähe der Erdoberfläche befinden, da „schürft" man, das heißt man legt kleine Gräben oder Gänge an, die eine Untersuchung der in der Nähe der Erdoberfläche befindlichen Schichten bis zu nicht allzu großer Tiefe ermöglichen.

Sind auf diese Weise die „Vorkommnisse" festgestellt, so beginnt die eigentliche bergbauliche Tätigkeit, der „Abbau".

Die einfachste Art desselben ist der T a g e b a u. Jeder Steinbruch stellt sich als ein Tagebau dar und die Tagebaue zum Fördern von Kohlen, wie sie vielfach in England üblich sind, oder zum Fördern von Gold und Diamanten, wie wir sie in Südafrika finden, endlich auch die gleichfalls nicht eben seltenen für Eisenerze unterscheiden sich in Bezug auf die Art des Betriebes im Prinzipe nicht oder nur wenig von einem gewöhnlichen Steinbruch.

Komplizierter als beim Tagebau (Abb. 284) wird das Vorgehen, wenn man in tiefere Erdschichten herabsteigen muß. Wir können uns an dieser Stelle damit begnügen, auf dasjenige zu verweisen, was auf Seite 41 ff. dieses Bandes von der Anlage eines großen Kohlenbergwerks gesagt ist. Die Gefahren, denen der Bergmann bei seiner Arbeit ausgesetzt ist, sind mannigfachster Art. Eine der größten, wenn nicht die größte Gefahr bieten die in den Kohlenbergwerken auftretenden explosiblen Gase, die „schlagenden Wetter". Ihrer verderblichen Tätigkeit begegnet man erfolgreich durch tunlichst weitgehende Ventilation und durch die Benutzung der auf Seite 122 dieses Bandes beschriebenen Davyschen Sicherheitslampe.

Eine weitere Quelle der Gefahr bildet das Anschlagen einer Wasserader, eines unterirdischen Sees oder einer heißen Quelle, deren mit Gewalt hervorbrechende Wassermassen das ganze Bergwerk so schnell ersäufen, daß niemand mehr sich zu retten vermag. Biele Kohlen nehmen beim Lagern

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Abb. 284. Die „Old de Beers"-Diamantmine bei Kimberley. Tagebau.

aus der Luft begierig Sauerstoff an, erhitzen sich hierbei und entzünden sich zuletzt von selbst. Diese Selbstentzündung der Kohle ist die Ursache des Grubenbrandes, der gerade in den letzten Jahren viele Opfer gefordert hat und der selbst dann, wenn er noch abgelöscht werden kann, große Gefahren in sich birgt, weil die bei ihm sich entwickelnden giftigen Gase Schächte, Gänge und Stollen des Bergwerks erfüllen und die Mannschaften, die nicht rechtzeitig fliehen konnten, ersticken.

Ist der Bergmann allen diesen Gefahren entronnen, so bedroht ihn eine andere: der Kohlenstaub setzt sich in seiner Lunge fest und es entsteht die schwarze „Kohlenlünge" des Bergarbeiters. Rechnet man hierzu noch, daß ihm unter der Erde die hauptsächlichsten Lebensbedingungen, das Licht und auch zum Teil die Luft, fehlen, so darf es uns nicht wundern, daß trotz aller

Siegeslauf der Technik. I.

Fortschritte der modernen Technik und der'Hy-giene das Leben des Bergmanns leider auch heute noch meist nur ein sehr kurzes ist.

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Abb. 285. Altes Bergwerk mit Leitern. Nach Agricola.

sprechende Vorsicht geboten ist. Wir merken dies schon beim Ein-fahren. Die Schächte, durch die es hinabgeht, sind überall mit dicken Balken und Brettern beschlagen und abgestützt. An einzelnen Stellen sind sie mit wasserdichter Mauerung, der sogenannten „Senkmauerung", versehen und überall sind noch Vorsichtsmaßregeln aller Art gegen das Mederbrechen von Schichten, das Verschütten von Schächten und Stollen, gegen Wassereinbrüche u. s. tu. getroffen.

Im allgemeinen geschieht das Einfahren stets mittels mechanischer Vorrichtungen, die denjenigen der Lastenaufzüge an Fabrikgebäuden ähneln. In manchen noch altmodisch eingerichteten Bergwerken wird allerdings auch auf Leitern eingestiegen („Leiterfahrt" sAbb. 285]), die senkrecht in die Tiefe führen und von Zeit zu Zeit durch Absätze (Bühnen) unterbrochen sind, an denen die eine Leiter endet und die andere beginnt, so daß man dort kurze Zeit verschnaufen und auch ausweichen kann.

Bei vereinzelten Bergwerken, wie zum Beispiel dem Salzbergwerk in Berchtesgaden, sind Einfahrtsvorrichtungen, die noch sehr primitiv sind: der Einfahrende setzt sich auf das obere Ende einer nach unten führenden schiefen

Ebene und rutscht auf ihr hinab. Von diesen früher mehr als jetzt gebräuchlichen Einfahrten rührt das heute noch zur Tracht der Bergleute gehörige „Bergleder" her, eine kleine Lederschürze, die unterhalb des Rückens getragen wird.

Unsere Abb. 286 stellt eine sogenannte zweitrummige Fahrkunst dar, welche dem Bergmann das mühsame Leiterklettern erspart und von ihm nur ein jeweiliges Hinübertreten von dem einen Trumm zum anderen Trumm fordert. Die Gestänge A und B werden von einer Kraftmaschine abwechselnd auf und nieder bewegt. Das eine Gestänge ist mit Tritten ab c, das andere mit Tritten ß 7 ausgestattet, die beim Hubwechsel der Gestänge sich gerade einander gegenüberstehen, so daß der Bergmann von dem einen Tritt gefahrlos zum anderen übertreten kann. Damit er nicht zwischen den auf und nieder gehenden Tritt eingeklemmt werden kann, sind diese Tritte in ihrem vorderen Teile um lederne Scharniere drehbar. Der Anfahrende tritt zuerst auf die feste Bühne a. und wenn der Tritt a in gleiche Höhe mit ihm gekommen ist, auf diesen über. Mit dem Gestänge A geht er dann bis zum nächsten Hubwechsel bei 1 nieder, wo ihm Tritt ß gegenübersteht, auf den er übersteigt. Nun geht er mit ß zum Hubwechsel 2 nieder und tritt dann auf b und so immer abwechselnd von einem Gestänge auf das andere, von b auf 7, von 7 auf c u. s. w.

Beim Ausfahren erfolgt der Tritt- und Gestängewechsel in umgekehrter Ordnung.

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Abb. 286. Zweitrummige Fahrkunst.

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Abb. 287. Aufwärtsbohren mit Meißel und Schlegel.

tmmmigen Fahrkünste haben den Vorzug, daß sich ihre Gestänge ausbalancieren, so daß nur die lebende Last gehoben zu werden braucht.

An den Seiten der Schächte gehen die Gestänge und Röhren der Wasserhaltung empor, durch die das Wasser in die Höhe geschafft wird, sofern hierzu nicht besondere Schachtanlagen vorgesehen sind, wie dies für die Zwecke der Ventilations- und Wetterführung meist der Fall ist.

’ Wo das Gestein leicht abzulösen ist, da finden ähnliche Arbeitsgeräte Verwendung, wie bei oberirdischen Erdarbeiten. Man kann sowohl Schaufel und Spaten, wie auch die Spitzhacke in Tätigkeit sehen. Im allgemeinen jedoch besteht das hauptsächlichste Verfahren, um das zu gewinnende oder auch das überflüssige Gestein loszubrechen, in der Sprengarbeit. Zu dieser wird jetzt fast ausschließlich Dynamit verwendet, das besondere, sehr sorgfältige Vorsichtsmaßregeln erheischt und für das immer noch kein besserer Ersatz gefunden ist. Man hat zwar eine Zeitlang geglaubt, daß ein Gemenge von Kohlenpulver und flüssiger Luft als gefahrloser Sprengstoff in Bergwerken würde Verwendung finden können. Es hat sich jedoch gezeigt, daß sich dieses Gemenge zu schnell zersetzt, um die gehegten Erwartungen zu erfüllen. So ist seine Anwendung immerhin eine beschränkte geblieben, obschon die flüssige Luft in Bergwerken zu anderen Zwecken Anwendung findet. Man teuft damit ganze Schächte nach dem sogenannten „Gefrierverfahren" ab, wobei man die abzuteufende Stelle zum Zwecke besseren und gefahrloseren Arbeitens gefrieren läßt. Hierzu dienen entweder die bekannten Kälteverfahren oder auch die flüssige Luft.

Die Sprengarbeit erfordert zunächst die Herstellung von Bohrlöchern, in welche die Sprengladung hineingebracht oder, wie sich der Bergmann auszudrücken pflegt, der „Schuß gesetzt" wird. Das Bohren der Löcher erfolgte früher meist mit der Hand (Abb. 287), während man jetzt Bohrmaschinen verwendet, die durch verschiedene Kräfte'angetrieben werden. Verhältnismäßig selten sind jene Systeme, bei denen die Bohrungen durch Drehen einer Kurbel geschehen. Häufiger finden wir pneumatische, also durch Luftdruck angetriebene oder elektrische Bohrmaschinen.

Diese Bohrmaschinen selbst sind entweder sogenannte „Stoßbohr-Maschinen", bei welchen in ähnlicher Weise, wie dies früher mit der Hand geschah, ein Meißel, und zwar fast ausschließlich durch Druckluft, gegen das Gestein gestoßen wird (Abb. 288), während bei den elektrischen Maschinen ein Drillbohrer oder ein mit Fräserkopf versehener Bohrer Verwendung findet. Die Arbeitsteile dieser Bohrer sind aus den härtesten Werkzeugstahlen oder Stahllegierungen hergestellt; bei sehr hartem Gestein kommen auch Diamantbohrer zur Verwendung, bei denen der Bohrkopf aus einer Scheibe besteht, die mit schwarzen Diamanten, sogenannten „Karbonados", besetzt ist.

Das Setzen der Schüsse mit Schwarzpulver ist jetzt wenig mehr in Gebrauch; es kommt fast allgemein das Dynamit in Anwendung. Dieses ist seiner chemischen Zusammensetzung nach Nitroglyzerin, das durch Behandeln von Glyzerin mit konzentrierter Salpetersäure erhalten wurde und das dann von Kieselgur aufgesaugt ist. Der Kieselgur selbst oder die „Diatomeenerde" besteht aus dem Kieselsäurepanzer abgestorbener Mikroorganismen. Er dient dazu, das Nitroglyzerin, das eine ölige Flüssigkeit darstellt und das nur schwer als solche zu verwenden ist, aufzusaugen. Das Gemenge aus Nitroglyzerin und Kieselgur ist das von dem Chemiker Nobel erfundene Dynamit. Es ähnelt in seinem Aussehen geschabten weißen Rüben und wird für die Zwecke der Spreng-

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Abb. 288. Abbau mit einer durch Preßluft betriebenen Stoßbohrmaschine.

arbeit in Form von Patronen verwendet, in denen es in eine Hülle von Pergamentpapier eingeschlossen ist. Eine derartige Sprengpatrone hat das ungefähre Aussehen und die Größe einer längeren Geldrolle. Das Dynamit entzündet sich nicht durch Feuer, wie das Schwarzpulver, sondern lediglich durch Stoß oder Schlag. Man muß also, will man es zur Entzündung bringen, auf die Patrone einen starken Stoß ausüben. Dies geschieht in der Weise, daß man sie zunächst in das Bohrloch hineinschiebt und dann eine Pulverladung daraufsetzt. Wie diese im Laufe des Gewehrs, sobald sie zur Explosion kommt, einen Rückstoß ausübt, so stößt sie auch im Bohrloch rückwirkend auf die dahinterliegende Dynamitpatrone und bringt diese zur Explosion. Um die vor der Dynamitpatrone liegende Pulverladung zu entzünden, bedient man sich eines Zündfadens, der entweder ein Schwefelfaden ist oder in neuerer Zeit aus einem Gemenge von leicht brennbaren Körpern besteht, die mit großer Regelmäßigkeit abbrennen, so daß man genau berechnen kann, welche Zeit vom

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Abb. 289. „Hunde". Nach Agricola.

Entzünden des Fadens bis zur erfolgenden Explosion vergehen wird. Sobald der Faden entzündet ist, wird dies durch ein Signal allen in der Nähe Beschäftigten bekannt gegeben, die dann genügend Zeit haben, sich in Sicherheit zu bringen. Inzwischen brennt der Zündfaden langsam ab und genau zur beabsichtigten Zeit erfolgt der Sprengschuß.

Das abgesprengte Gestein wird, sofern es sich sogleich zur Weiterverarbeitung eignet, wie dies zum Beispiel in manchen Eisenbergwerken der Fall ist, alsbald zu Tag gefördert. Handelt es sich aber, wie bei der Herstellung

Von Stollen und Schächten, um abgesprengtes taubes Gestein, so wird es irgendwo seitwärts, wo es weiter nicht hindert, aufgeschüttet. Es bildet dann hier die sogenannte „Aufschüttung". Da aber, wo es entweder selbst einzelne Erzschichten enthält oder wo durch seine Absprengung solche freigelegt sind, wird das taube Gestein durch eine Reihe mechanischer Arbeiten entfernt, so daß möglichst hochprozentige Erze entstehen. Teilweise geschieht diese Prozedur auch über Tage.

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Schicksal Zola in seinem Roman „Germi-nal" so eingehendgeschildert hat, sind meist in besonderen Ställen unter der Erde unter»

Zur Förderung des Gesteins dienen kleine, niedrige Karren, die man „Hunde" nennt (Abb. 289). Sie werden beladen und auf den Grubenbahnen befördert, indem ein einzelner Hund von einem jugendlichen Arbeiter, dem sogenannten „Hundejungen", gefahren wird. Unsere Abb. 290 zeigt, wie diese Hunde in den Gängen beschränkter Höhe von den Hundejungen befördert werden. Wir sehen, daß der Hund an dem einen Fuße des Hundejungen befestigt ist und von diesem rutschend gezogen wird.

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Abb. 290. Fortbewegung eines „Hundes".

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Oft werden mehrere Hunde znsam-mengehängt und dann durch Pferde gezogen. Diese Pferde, deren

neuen und modern eingerichteten Bergwerken sind sie, ebenso wie die Hundejungen, verschwunden und an ihre Stelle ist die elektrische Grubenlokomotive (Abb. 53 dies. Bds.) getreten, die ganze Züge von beträchtlicher Tonnenzahl mit entsprechender Geschwindigkeit befördert. In einzelnen Bergwerken können wir auch Seil- oder Kettentriebe zur Fortbewegung der Hunde, Abb. 291, antreffen.

Die durch die Stollen und Gänge an die Schächte gefahrenen Ladungen werden hier durch mechanische oder elektrische Aufzüge in die Höhe befördert.

Die durch Absprengen der Gesteinsmassen erhaltenen Gänge, Schächte und Stollen bedürfen ebenso wie ein Tunnel noch besonderer Vorrichtungen, um ein Niederbrechen oder Verschütten zu verhindern. Hierzu dienen entweder Verzimmerungen aus Holz oder solche aus Stein respektive aus Eisen und Stahl. Diese drei verschiedenen Systeme kommen auch, je nachdem es die Natur des einzelnen Bergwerks erfordert, gemischt zur Anwendung.

Kehren wir nun auf die Erde, ans Licht der Sonne zurück, so fallen uns hier eine Anzahl von Einrichtungen auf, die fast an allen Bergwerken die gleichen sind. Wir finden zunächst ein Bureau, von dem aus der Betrieb geregelt wird und das mit allen Teilen der Strecke telephonisch verbunden ist. Hier sind auch, sofern es sich um ein Kohlenbergwerk handelt, Vorrichtungen zur Untersuchung der Grubenluft aufgestellt, die eine ständige Kontrolle des

Gehalts an schlagenden Wettern ermöglichen; es befinden sich hier des weiteren Fernthermometer zum Ablesen der Temperatur in den einzelnen Teilen des Bergwerks und eine ganze Anzahl fort« stigerfürdie Überwachung des Betriebs dienenden Einrichtungen. An den Wänden is t    haben Pläne ihren

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Abb. 291. Stolleneinfahrt mit Förderseilanlage.

blick über die ganze unterirdische Anlage gewähren, und vielfach sieht man hier auch in einem Glaskasten ein plastisches Modell des Bergwerks, in dem die einzelnen Schächte und Stollen durch verschiedenfarbige Schnüre oder Drähte wiedergegeben sind und das uns so recht erkennen läßt, daß das Gewirr dieser einzelnen Verkehrswege hinter dem großer Städte nicht zurücksteht, ja es sogar noch aus dem Grunde übertrifft, weil sich die einzelnen Verkehrsadern oft in Dutzenden von Etagen, die in verschiedenen Verzweigungen untereinander gelagert sind, hinziehen. Eine Ergänzung dieses interessanten Modells bildet eine Mineraliensammlung, in der die geförderten Erze, Gesteinsarten aus den einzelnen Schichten des Werks, besonders prachtvolle Schaustücke und Versteinerungen enthalten sind.

Bei den meisten Bergwerken erblickt man über der Erde eine Einrichtung, die als geradezu typisch und charakteristisch bezeichnet werden kamt. Sie besteht — von einzelnen Abänderungen abgesehen — aus einem Hause, neben dem sich ein hoher eiserner Turnt befindet, der ein in fast fortwährender Bewegung befindliches Rad trägt. Manchmal sind es auch mehrere derartiger Räder. Über sie laufen Stahlseile, die durch den Turm hindttrch settkrecht in die Erde führen. Der Turm ist durch seitlich angebrachte Stützen ans Eisenwerk, die in mächtigen Widerlagern enden, gestützt. Diese Einrichtung ist die sogenannte „S e i l s ö r d e r. u n g" (2166.292), mittels der Menschen und Lasten in den Schächten auf und nieder gezogen werden. Sie wird in der Regel durch Dampf, in neuerer Zeit auch durch Elektrizität getrieben (2166.295).

Die Stahlseile haben oft eine sehr beträchtliche Länge und sind innerhalb der neben dem Turm stehenden Gebäude, die auch die Maschinenanlage enthalten, auf riesige Haspeln aufgewickelt (Abb. 292). An weiteren, für den Betrieb des Bergwerks nötigen Einrichtungen sehen wir die W a s s e r-Haltungen (Abb. 293), eine Art von Pumpenanlagen, die das in einem Teile sich ansammelnde, den Betrieb hindernde Wasser emporschaffen, sowie die zur „Wetterführung" dienenden mächtigen Ventilatoren (Abb. 294), durch die schlagende Wetter und sonstige schädliche Gase aus den Bergwerken entfernt werden und die auch für die Zuführung frischer Luft sorgen. Die Leistungen dieser Ventilariouseinrichtungen sind oft ganz gewaltige.

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Die zu Tage geförderten Erze müssen, ehe sie zur Verhüttung gelangen, erst noch vorbereitenden Verfahren unterworfen werden. Diese Verfahren nennt man die „Aufbereitung". Eine Art derselben hat bereits im Innern der Bergwerke stattgefunden, wo der Bergmann die reicheren, also die stark metallhaltigen Erze von den ärmeren aussortierte und überhaupt seine Arbeit so einrichtete, daß an dem geförderten Gut möglichst wenig taubes Gestein hängt. Das abgeschlagene taube Gestein und ebenso das noch bei der Aufbereitung abfallende wird auf besoudere Haufen geschüttet, die man „Halden" nennt und die oft ziemlich hohe Berge bilden. Daß sich unter ihnen noch so manches wertvolle Material befindet, mag man daraus ersehen, daß früher die kobalt- und nickelhaltigen Mineralien auf die Halde geworfen wurden und daß man erst bann, als man merkte, welcher Wert in ihnen steckte, mit ihrer Weiterverarbeitung auf / diese Metalle begann. Ebenso hat man in Joachimsthal in Böhmen gewaltige Halden angesammelt, die jetzt nach der Entdeckung des Radiums in sachgemäßer Weise weggearbeitet und aufgeschlossen werden, um daraus die kostbaren Radiumsalze zu gewinnen.

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Auch für den Mineralogen bildet die „Halde" stets eine gute Fundgrube, entdeckt er doch auf ihr so manches seltene Mineral, so manchen eigenartigen Kristall.

Im allgemeinen kann man zwischen einer trockenen und nassen Aufbereitung unterschei-

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Abb. 293. Unterirdische Wasserhaltung auf Zeche Neu-Jserlohn A.-G.

den, die beide dasselbe Ziel verfolgen, nämlich einmal die Zerkleinerung der Erze bis zu einem bestimmten für die Weiterverarbeitung geeigneten Grade und dann ihre Anreicherung an wertvollen Bestandteilen. Dieser letztere Punkt ist eigentlich der wichtigste Zweck der Verfahren und man erzielt in Bezug auf ihn oft außerordentliche Erfolge. So ist es zum Beispiel möglich, durch besondere Arten der Aufbereitung Eisenerze mit einem Gehalt von etwa 60 °/₀ Eisenoxyd so anzureichern, daß sie bis zu 93 °/o davon enthalten, so daß sie also fast ausschließlich aus reinem Eisenoxyd bestehen.

Die trockene Aufbereitung ist im wesentlichen ein Zerpochen, Zerstampfen und Zerkleinern der Gesteine mit einer darauffolgenden Sichtung derselben

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nach ihrem Gehalt. Vielfach geht die trockene Aufbereitung mit der nassen Hand in Hand oder in sie über.

Zum Zerkleinern der Erze dient in erster Linie der hauptsächlich zum „Borzerkleinern" benutzte Steinbrecher (Abb. 296), auch Backenquetscher oder Sektorator genannt. Er besteht aus einem festen und einem beweglichen Backen, von dem der letztere schief steht, so daß sich der Zwischenraum zwischen den beiden Backen nach unten hin verkleinert. Mittels Dampfkraft wird der bewegliche Backen c gegen den festen d gedrückt und durch Federn wieder zurückgezogen, wobei die dazwischenliegenden Steine zerbrochen werden und allmählich nach unten sinken. In dem Maße, wie dies geschieht, kommen sie zwischen die engeren Teile der Brechbacken, bis sie endlich unten herausfallen.

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Abb. 295. Elektrisch angetriebene Fördermaschine, ausgeführt von der Allg. ElektrizitätsGesellschaft Berlin.

Eine seit langem in Gebrauch befindliche Vorrichtung zum Zerkleinern ist das Pochwerk (Abb. 297). Es besteht aus einer Daumenwelle, vor der sich die Pochstempel befinden, die in dem Maße, wie die Welle sich dreht, abwechselnd gehoben werden, um dann von selbst auf das zu zerkleinernde Gut niederzufallen.

Moderner als das Pochwerk sind die Kugelmühlen (Abb. 298), mit denen eine äußerst feine Zerkleinerung herbeigeführt werden kann. Sie bestehen aus einer rotierenden Trommel, in welche die Erze hineingeschüttet werden und in denen sich gleichzeitig Stahlkugeln befinden. Durch Drehen der Trommel werden die Kugeln zentrifugal herumgeschlendert und fallen, wenn sie eine gewisse Höhe erreicht haben, wieder nach unten und auf die zu zerkleinernden Materialien. Diese werden durch das Gewicht der rollenden und fallenden Kugeln immer feiner zermalmt.

Zur Zerkleinerung einzelner Erdsorten eignen sich besonders gut die

Walzwerke, die zwei in entgegengesetztem Sinne rotierende Walzen    oder eine feststehende und    eine rotierende

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Walze aus Hartguß enthalten, zwischen denen die zu zerkleinernden Erze aus einer Rinne oder einem Trichter hindurchfallen.

Abb. 296. Steinbrecher.

Sind die Erze durch die eine oder die andere dieser Vorrichtungen    bis    zu    einem    gewissen    Grade    zerkleinert, so    handelt es sich

daninl,    sie    nochmals    nach    ihrer    Größe    zu    sortieren. Hierzu    dienen die so

genannten „Klassierapparate", die vielfach aus einfachen Sieben bestehen.

Diese Behandlung der Erze gibt in vielen Fällen jedoch noch nicht diejenige Gleichheit des Produkts, die für die Weiterführung des Prozesses wünschenswert ist. Es läßt sich mit ihnen zwar eine genaue Sortierung nach der Größe des Korns herbeiführen, nicht aber eine solche nach der Dichte, das heißt also nach beut spezifischen Gewicht der Materialien.

Hierzu dient die sogenannte „Setzarbeit" mittels der „Setzmaschine", die im Prinzipe weiter rnchts ist als ein Schlämmverfahren. Im Wasser sinken die schweren Produkte rascher zu Boden, während die leichteren länger in der Schwebe bleiben respektive durch dasselbe weiter fortgeführt werden.

Die nach der Dichte getrennten Erze werden bei vielen hüttenmännischen Prozessen einer noch weiteren Aufbereitung, der „Konzentration" unterworfen, die weiter nichts ist als ein nochmaliger Schlänimprozeß, dessen Einzelheiten kein besonderes Interesse darbieten, so daß es sich wohl erübrigt, hier darauf einzugehen.

Interessanter sind eine Anzahl neuerer Aufbereitungsmethoden, insbesondere solche durch den Wind, die allerdings nur bei ganz bestimmten Erzen angewendet werden können.

Abb. 297. Erzpochwerk mit zehn Stempeln.

Die Verfahren werden in der Weise ausgeübt, daß man mittels eines Lust-stroms auf die feinzerpochtcn Erze, am besten während sie von einem Sieb herabfallen, bläst. Der Luftstrom führt die leichteren Teilchen mit sich fort, während die schwereren zu Boden fallen. Durch mehrmalige Wiederholung dieser Prozedur lassen sich schwere und leichte Bestandteile

ziemlich gut trennen, insbesondere bann, wenn der Unterschied ihrer spezifischen Gewichte ein großer ist, wie znm Beispiel beim Gold und den Gesteinsarten, in denen es vorkommt.

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Abb. 298. Kugelmühle mit stetiger Ein- und Austragung.

Eine ebenfalls neuere und bei Eisenerzen sehr vielfach angewendete Methode der Aufbereitung ist die sogenannte magnetische, die jetzt fast allgemein in Form der elektromagnetischen Aufbereitung zur Verwendung kommt. Das Prinzip dieses Verfahrens besteht darin, daß man die bis zu einem gewissen Feinheitsgrade zerkleinerten magnetischen Eisenerze an starken Magneten respektive Elektromagneten vorbeifallen läßt. Sie werden hierdurch von der senkrechten Fällrichtung abgelenkt und in dem Maße, wie sie magnetisch sind, mehr oder weniger nach der Richtung des Magneten zu gezogen. Da ihr Magnetismus umso stärker ist, einen je stärkeren Prozentsatz an Eisen sie enthalten, so werden die einzelnen Teilchen also direkt nach ihrem Eisengehalt getrennt. Die am stärksten magnerischeu und daher an Eisen reichsten sammeln sich ziemlich nahe unterhalb des Magneten an; an sie schließen sich nach der anderen Richtung zu die anderen an, und zwar genau in der Reihenfolge, wie ihr Eisengehalt abnimmt, bis zuletzt die vollkommen eisenfreien Gesteinsarten den Abschluß bewirken.

Nach den vorstehenden allgemeinen Vorbemerkungen wollen wir nunmehr in eine Besprechung der Gewinnung der wichtigsten Metalle eintreten.

Eisen.

Unter allen Metallen ist es das Eisen, das aus die Entwicklung unserer Kultur von alters her den größten Einfluß ausgeübt hat. Nur dilrch die Verwendung des Eisens vermochte der Mensch seine heutige Entwicklungsstufe zu erreichen, nur durch sie den gegenwärtigen Zustand technischen Fortschritts zu erzielen. Kein Metall findet eine so ausgedehnte Verwendung wie das Eisen, ja noch mehr: nehmen wir die Produktion aller Metalle zusammen und vergleichen wir sie mit der des Eisens, so finden wir, daß diese einen ganz bedeutend höheren Betrag erreicht, als die der übrigen Metalle.

Die Frage, wann der Mensch das Eisen kennen lernte, wird wohl ewig unbeantwortet bleiben. Manchmal kann man lesen, daß es wohl das Meteoreisen gewesen sei, also ans fremden Weltkörpern stammendes Eisen, das der Mensch zuerst kennen gelernt haben müsse und das er auch zuerst benutzte.

Nichts spricht für die Richtigkeit dieser Annahme und auch Beck, der die Geschichte des Eisens am sorgfältigsten untersucht hat, kann sich ihr nicht anschließen. Ebensowenig läßt sich aus einzelnen Stellen der Bibel, sowie aus den chinesischen Überlieferungen ein Schluß ziehen, wann das Eisen zuerst benutzt wurde.

Sichere Anzeichen für seine Verwendung finden wir erst bei den alten Ägyptern, und zwar wurde in einer der größten Pyraniiden, in der des Cheops, im Jahre 1837 durch den Engländer Hill inmitten einer Steinlage ein Eisenstück gefunden, das zweifellos zu einem Werkzeug gehört hatte. Da die Pyramiden etwa ums Jahr 3000 vor Christi Geburt erbaut wurden, so ist dieses Eiseustück also nahezu fünftausend Jahre alt. Da es, ebenso wie das Meteoreisen, Nickel enthält und da die Ägypter das Eisen als „Metall des Himmels" bezeichnen, so liegt die Vermutung nahe, daß es sich hier um ein Stück bearbeiteten Meteoreisens handle, eine Vermutung, die noch dadurch gestützt wird, daß verschiedene Völker, die es bis vor kurzem noch nicht verstanden, das Eisen aus seinen Erzen auszuschmelzen, derartiges Meteoreisen zu Handwerkszeugen u. s. w. zu verarbeiten pflegten. Außer dem im Jahre 1837 aufgefundenen Eisenstück deuten noch viele Spuren darauf hin, daß die Ägypter jener Zeit das Eisen benutzten: auf ihren Grabdenkmälern sind eiserne Pflugscharen, eiserne Sägen u. s. w. dargestellt, ja einer ihrer Könige führte sogar den Namen „Eisenfreund". Daß sie das Eisen selbst herstellten, ist kaum anzunehmen, wahrscheinlicher ist es, daß es von auswärts, und zwar in erster Linie von Äthiopien, bezogen wurde, wo die damals übliche primitive Art der Eisengewinnung sich noch bis in die Neuzeit herein erhalten hat. Die Erze werden einfach in Gruben mit Holz oder Holzkohlen eingeschmolzen, wobei ein einfaches, aus Tierhaut und Bambus hergestelltes Gebläse zur Erzeugung des nötigen Windes dient. Das ausgeschmolzene Eisen wird nochmals umgeschmolzen und auf einem steinernen Amboß geschmiedet. Diese Art des Schmelzens finden wir noch bei vielen auf niederer Kulturstufe stehenden Völkern und sie dürfte wohl die älteste sein, nach der überhaupt Eisen gewonnen wurde. Die Eisensorte, die hierbei resultierte, würden wir heute als „Schmiedeeisen" bezeichnen und wenn auch im Laufe der Zeiten die Ofen und die Blasebälge verbessert und so mancherlei Erfahrungen gesammelt wurden, so blieben doch das Prinzip der Eisengewinnung einerseits und das erzielte Produkt anderseits dasselbe bis gegen Ende des Mittelalters, wo man weitere Fortschritte machte.

Alle alten Völker des Orients kannten das Eisen, und wenn wir zum Beispiel die Bibel studieren, so fallen uns zahlreiche Stellen auf, die vom Eisen handeln, wie zum Beispiel: „Und Salomo sandte zu Huram, dem König von Tyrus, und ließ ihm sagen: Sende mir nun einen weisen Mann zu arbeiten mit Gold, Silber, Erz, Eisen, rotem Purpur, Scharlach und blauem Purpur." (2. Chronika 2, 6 bis 9.) „Es hat das Silber seine Gänge und das Gold, das man läutert, seinen Ort. Eisen bringet man aus der Erde und aus den Steinen schmelzet man Erz." (Hiob 28, 1 bis 6.)

Die alten Deutschen benutzten zur Gewinnung des Eisens wahrscheinlich zuerst offene Herde und später Gruben oder Rinnen, denen sich niedrige Schachtöfen anschlossen. Im dreizehnten Jahrhundert tritt insofern eine Änderung ein, als man die Schächte dieser niedrigen Öfen erhöhte und dadurch denjenigen Ofen schuf, der auch heute noch die Grundlage unserer Eisenindustrie bildet: den Hochofen.

Mit der Einführung des Hochofens beginnt eine neue Ära.

Der Anlaß zur Einführung der Hochöfen dürfte wohl in dem Umstand zu suchen sein, daß man die Hitze der Feuer erhöhen wollte, um ein rascheres Ausschmelzen zu erzielen. Man glaubte dies am besten dadurch zu erreichen, daß man die Blasbälge vergrößerte, die zuletzt so groß wurden, daß sie mit der Hand nicht mehr bewegt werden konnten. So ging man denn dazu über, mechanische Gebläse einzurichten, zu deren Antrieb Wasserräder dienten. Mit der Verwendung eines derartig mächtigen Gebläses ging natürlich die Vergrößerung des Ofens Hand in Hand und so entstand allmählich der Hochofen. Das Eisen, das er lieferte, war Roheisen oder Gußeisen, also ein ganz anderes Produkt als das, das man bisher in den Rinnen oder Luppen, also aus Riun- oder Luppfeuern, wie der technische Ausdruck lautet, erzielt hatte. Diejenigen, die es zuerst ausschmolzen, dürften mit seinen Eigenschaften wohl wenig zufrieden gewesen sein. Es ließ sich nicht mehr wie das bisher erzielte Eisen schmieden. Was lag näher, als daß man dieses scheinbar unbrauchbare Produkt noch einmal in den Ofen warf, daß man es noch einmal umschmolz? Erst durch das abermalige Schmelzen wurde es schnüedbar, und als man rnerkte, daß es sich zwar nicht von vornherein schmieden, wohl aber gießen ließ, da begann ein neuer Abschnitt in der Entwicklung der Eisenindustrie.

Zum Antrieb der größeren Gebläse der Hochöfen verwendete man zunächst Wasserkräfte und so kam es, daß zur Zeit der Einführung des Hochofens die Eisenindustrie auswanderte: früher schmolz man die Erze einfach da, wo sie sich fanden, jetzt war dies nur dann möglich, wenn dort gleichzeitig eine genügende, zum Betriebe der Gebläse geeignete Wasserkraft zur Verfügung stand.

Ein weiteres charakteristisches Moment für die neue Richtung der Entwicklung der Eisenindustrie sind die aus ihr hervorgegangenen Produkte: neben Schmiedewaren kommen jetzt auch Gußwaren auf den Markt, hauptsächlich Gebrauchsgegenstände, vor allem eiserne Ofen, später auch Geschirre aller Art und sogar Kanonen und Kanonenkugeln.

Daneben schmilzt man das Gußeisen für bestimmte Zwecke in Schmiedeeisen um, das man jetzt in so großen Stücken herzustellen versteht, daß die Kraft des Menschen nicht mehr genügt, um sie zu bearbeiten. Man greift also auch hier zur Verwendung der Wasserkraft. Auf diese Weise kommt es zum Bau der ersten Eisenhämmer, der Vorläufer der Dampfhämmer.

In dieser Weise repräsentiert sich uns die Eisenindustrie vom Beginn des sechzehnten bis zum Ende des achtzehnten Jahrhunderts, wo wiederum

ein neuer Abschnitt der Entwicklung anhebt. Die Dampfmaschine ist erfunden und zu ihrem Betriebe benutzt man die Steinkohle. Was liegt näher, als daß man diese anstatt der bisher benutzten Holzkohle in die Eisenindustrie einführt und daß man auch von der Dampfmaschine entsprechenden Gebrauch macht? Abermals wandert die Eisenindustrie aus, wenigstens da, wo die bisher verwendete Wasserkraft sich nicht mehr als konkurrenzfähig erweist: die Steinkohlenreviere werden nunmehr der Sitz der Erzeugung und Verarbeitung des Eisens, in erster Linie diejenigen, in denen gleichzeitig auch Eisenerze vorkommen. Eine erfolgreiche Konkurrenz wird erst mit der Entwicklung des Verkehrs möglich, wenn man Erze aus überseeischen Ländern in crzarme und kohlenreiche Reviere zu schaffen beginnt. Heute, wo Deutschlands Eisenproduktion diejenige Englands erfolgreich bedroht, wird nach einer Statistik von Weisbrod über die Hälfte der in Deutschland verarbeiteten Erze aus dem Ausland, aus Schweden, Spanien und Rußland, eingeführt. Wir verarbeiteten in dem letzten Jahre, aus dem eine zusammenfassende Statistik vorliegt, in Deutschland für 50 Millionen Mark inländische und 60 Millionen Mark ausländische Erze.

Die Steinkohle, deren Verwendung im Hochofen sowie zum Betriebe der im Hüttenwesen benutzten Dampfmaschinen den neuen Umschwung hervorbrachte, mußte sich freilich erst ihren Platz erringen. Am Ende des achtzehnten Jahrhunderts zweifelte man daran, daß sie sich für den Hochofenbetrieb eigne, und es mußte erst eine neue Zusammensetzung der Beschickung dieser Ofen gesunden werden, ehe man günstige Resultate erzielte. Ein Hüttenrevier aus jener Zeit bot, insbesondere während der Nacht, einen malerischen Anblick dar, den uns Peter Rosegger in einer seiner Erzählungen so treffend geschildert hat. Als kleiner Knabe nimmt ihn sein Vater mit in die Stadt. Noch in finsterer Nacht stehen sie ans und wandern über das Gebirge. Da plötzlich sehen sie int Tale ein Flammenmeer. Haushoch züngelt die Lohe empor und ein dichter, phantastisch beleuchteter und von grellen Blitzen durchzuckter Qualm lagert um das Ganze: es ist das Hüttenrevier von Mürzzuschlag, in das sie hinabsteigen.

Heute freilich sieht das Hüttenrevier anders ans. Die Kohle ist teurer geworden. Da heißt es denn sparen und weil man erkannt hat, daß in den malerisch lodernden Flammen, die aus dem Hochofen emporschlagen, Unmengen wertvoller brennbarer Gase vollkommen nutzlos verloren gehen, so überdeckt man jetzt den Hochofen mit einer Haube und sammelt diese Gase, um mit ihrer Wärme die Gebläseluft vorzuwärmen und um sie teilweise unter die Dampfkessel zu leiten, wo sie angezündet zur Erzeugung des Dampfes dienen, der diese Gebläseluft durch den Ofen hindurchpreßt. Noch vorteilhafter hat es sich erwiesen, die Gase in Gaskraftmaschinen auszunutzen, die jetzt bis zu mehreren Tausenden von Pferdestärken, also in riesigen Dimensionen, hergestellt werden.

Diese Ersparnis vermag eine neue Wandlung nicht hin'anzuhalten: der Preis der Kohle wird ständig steigen und schon sieht man sich nach neuen,

billigeren Kraftquellen um. Man hat sie in den großen, noch unausgenutzten Wasserkräften der Erde gefunden und hofft auch die Moore, die bisher nur wenig ausgebeutet wurden und die einen außerordentlichen Vorrat von Energie in sich bergen, gleichfalls in den Dienst der Eisenindustrie stellen zu können. Nach den alten Methoden, also dadurch, daß man Gebläse und Eisenhämmer damit antreibt, geht dies freilich nicht. Wollte man in dieser Weise vorgehen, so würde es ja weiter nichts als einen Rückschritt bedeuten. Die Ausnutzung dieser Kräfte wird sich vielmehr in anderer Weise anbahnen, und zwar mit Hilfe derjenigen Form der Energie, die unserer modernen Zeit ihren charakteristischen Stempel aufdrückt, mit Hilfe der Elektrizität. Die außerordentliche Hitze des elektrischen Lichtbogens oder die hohen Temperaturen, die dann entstehen, wenn der elektrische Strom durch eine Widerstandsmasse hindurchgeht, sie sind es, die bereits in einer Anzahl von Eisenhüttenwerken Verwendung finden und mittels deren man Eisensorten von hoher Vollkommenheit und Legierungen neuer Zusammensetzung und von bisher unbekannten, wertvollen Eigenschaften gewinnt. So dürste denn vielleicht bald wieder eine neue, wenigstens teilweise Auswanderung der Eisenindustrie stattfinden, eine Auswanderung in die Gebiete der großen Wasserkräfte und der riesigen Moore, und es dürfte dort eine neue Art der Eisengewinnung und Eisenveredlung ihre Triumphe feiern: die durch Elektrizität! Aber auch in den alten Revieren wird man aus den überschüssigen Hochofengasen, die in so zahlreicher Menge zur Verfügung stehen, daß eine vollkommene Ausnutzung auch unter den Dampfkesseln bisher nicht möglich war, Elektrizität erzeugen und damit Eisen gewinnen.

Außer dem Meteoreisen kommt metallisches Eisen auf Erden überhaupt nicht vor. Der größte Teil der Eisenerze stellt Verbindungen des Eisens mit Sauerstoff dar. Er besteht aus sogenannten Eisenoxyden. Von diesen Eisenoxyden ist das eisenreichste der M a g neteis e n st e i n, der bis zu 73 Prozent Eisen enthält und eben infolge dieses hohen Eisengehalts magnetisch ist. Dieser Magnetismus ist ein so großer, daß er sich oft auf weithin zu erkennen gibt. Wir in Deutschland besitzen leider ziemlich wenig von diesem kostbaren Eisenerz und die Sorten, die wir besitzen, sind nicht so reich an Eisen, wie die anderer Länder. Sie enthalten oft kaum 50 Prozent Eisenoxyd. Hingegen findet sich der Magneteisenstein in sehr reichlichen Mengen in Schweden und er wird von dort in großen Massen ausgeführt, insbesondere auch nach Deutschland.

Viel häufiger als die eisenreichen Magneteisenerze sind dasRoteisen-erz und das Brauneisenerz. Ihre Namen haben sie daher, weil sie, wenn man damit über ein Stück unglasierten Porzellans wegstreicht, einen roten beziehungsweise braunen Strich hinterlassen. Ein scharfer Übergang zwischen ihnen existiert jedoch nicht. Roteisenerze enthalten bis zu 70 Prozent Eisenoxyd, während die Brauneisenerze ärmer daran sind. Je ärmer nun das Erz an Eisenoxyd ist, desto bräunlicher respektive gelbbrauner wird der Strich und so finden wir Übergangsstufen, von denen man nicht genau

Siegeslauf der Technik. I.

sagen kann, ob man sie als Roteisenerz oder Brauneisenerz bezeichnen soll. Im allgemeinen bezeichnet matt jedoch als Brauneisenerz ein Erz, das außer Eisenoxyd noch Wasser enthält.

Beide Erze finden sich in verschiedenen Gegenden Deutschlands und sie bilden die Grundlage der deutschen Eisenindustrie, wobei allerdings der Brauneisenstein die wichtigere Rolle spielt. Besonders im Westen Deutschlands wird er vielfach verhüttet und zwar ist es dort ein „Minette" genannter Brauneisenstein, der aus Luxemburg eingeführt wird. Diese „Minette" besteht aus einzelnen kleinen Körnchen, so daß sie etwa so aussieht, wie ein vergrößerter Fischrogen. Derartige Brauneisensteine, die in kugel-, ei- öder bohnenförmigen Gebilden sich finden, nennt man auch Bohnerze, Oolithe, sowie, da sie sich aus Sumpfrasen absetzen, Rasenerze.

Neben diesen Rot- und Brauneisenerzen ist es noch ein weiteres Erz, das man in Deutschland zur Eisengewinnung verwendet, das Sp ateis en-erz oder der Spateisenstein. Er ist kein reines Eisenoxyd, sondern eine Verbindung von Eisenoxyd mit Kohlensäure. Seiner chemischen Zusammensetzung nach stellt er kohlensaures Eisenoxyd oder Eisenkarbonat dar. Dieser Spateisenstein wird hauptsächlich in Thüringen in der Nähe von Saalfeld gefunden, sowie in einzelnen Teilen Bayerns, ferner im Siegerlande, in Westfalen u. s. w.

Neben diesen hauptsächlichsten Vorkommnissen des Eisens gibt es noch eine Anzahl von geringerer Wichtigkeit. Besonders bemerkenswert ist noch eine Verbindung des Eisens mit dem Schwefel, der S ch w e f e l k i e s. Er eignet sich nicht zur Verhüttung, da, wie wir später sehen werden, ein Gehalt an Schwefel dem Eisen schlechte Eigenschaften verleiht. Man kann ihn jedoch indirekt dadurch zur Eisendarstellung geeignet machen, daß man den Schwefel entfernt. Dies geschieht durch Abrösten, das heißt durch Erhitzen an der Luft.

Ehe wir nun dazu übergehen, den Prozeß der Eisengewinnung aus den Erzen selbst zu betrachten, müssen wir uns darüber klar werden, was denn eigentlich geschehen soll, das heißt welche chemischen Prozesse dabei vor sich gehen. Diese sind nun ziemlich einfacher Natur. Wir haben gehört, daß die zur Verhüttung kommenden Erze durchweg Verbindungen des Eisens mit Sauerstoff sind. Will man also reines Eisen gewinnen, so ist es nur nötig, den San er st off zu entfernen. Hierzu gibt es ganz vorzügliche Mittel und als bestes die Kohle, die wir für die vorliegende Betrachtung ihrer chemischen Zusammensetzung nach als reinen Kohlenstoff ansehen können. Sie verbindet sich, wenn sie an der Luft erhitzt wird, außerordentlich leicht mit dem Sauerstoff und es entstehen hierbei zwei gasförmige Produkte: das Kohlenoxyd und das Kohlendioxyd. Das erste ist eine Verbindung von einem Atom Kohle mit einem Atom Sauerstoff, so daß ihm die chemische Formel CO zukommt, das letztere eine Verbindung von einem Atom Kohle mit zwei Atomen Sauerstoff: CO.,. Erhitzt man ein mit Kohle gemischtes Eisenerz, indem man Luft zubläst, so verbindet sich der

Sauerstoff zunächst mit der Kohle, es entsteht Kohlenoxyd, das nunmehr dem Eisenerz den Sauerstoff entzieht und damit Kohlendioxyd bildet, während das reine Eisen zurückbleibt. Der Prozeß der Eisengewinnung ist also im Grunde ein außerordentlich einfacher und dies dürfte auch die Ursache gewesen sein, weshalb, wie wir gesehen haben, schon die ältesten Völker das Eisen darzustellen verstanden. Ganz so einfach, wie es auf den ersten Blick scheint, ist die Sache allerdings doch nicht und zwar aus dem Grunde, weil die Eisenerze sowohl wie die Kohle nie ganz rein sind. Sie enthalten noch Beimengungen verschiedener anderer Stoffe, unter denen wir nur den Phosphor und den Schwefel nennen wollen. Wenn es nicht gelingt, diese bis zu einem gewissen Grade zu entfernen, so bekommt das Eisen schlechte Eigenschaften: es wird für die technische Verwendung unbrauchbar. Ein Hüttenmann muß also die Mischungen immer so zusammensetzen, daß er auch genau das Produkt erhält, das er wünscht. Hierzu gibt ihm die chemische Analyse die Hilfsmittel an die Hand. Er wird jedes Erz, das er zu verhütten übernimmt, ebenso wie jede Kohle vorher genau chemisch untersuchen und sich aus den Ergebnissen dieser Untersuchungen berechnen, welche Zusätze er noch verwenden muß, um ein gutes Endprodukt zu erzielen.

Die Erze selbst sucht man ja durch die Methoden der Aufbereitung, die wir schon oben kennen gelernt haben, möglichst zu reinigen, und man bemüht sich insbesondere, alles taube Gestein zu entfernen. Ganz gelingt dies jedoch niemals, wenigstens nicht durch die mechanischen Aufbereitungsversahren. Man muß deshalb zu chemischen Mitteln greifen, um alles, was im Eisen nicht gewünscht wird, beiseite zu schaffen. Der beste Weg hierzu ist der, daß man Stoffe zugibt, die sich mit allen denjenigen verbinden, die man entfernen will. Solche Stoffe nennt man „Zuschläge". Bei der Darstellung des Eisens handelt es sich, außer um die Entfernung des Schwefels und Phosphors, hauptsächlich um die Kieselsäure, die in den kieselhaltigen Erzen vorhanden ist. Da sie sich leicht mit Kalk verbindet, so verwendet man Zuschläge von Kalk.

Die Materialien, die wir, um Eisen zu gewinnen, brauchen, stellen sich auf Grund der vorliegenden Betrachtung also folgendermaßen dar: 1. Eisenerze, die das Eisen mit Verbindung von Sauerstoff und Verunreinigungen enthalten. 2. Kohle in Form von Koks, die den Sauerstoff aufnimmt. 3. Zuschläge und zwar Kalk, der die Verunreinigungen aufnimmt und mit ihnen eine vom Eisen leicht zu trennende Masse, die sogenannte „Schlacke" bildet. Diese Schlacke ist spezifisch leichter als das geschmolzene Eisen. Sie schwimmt daher in allen Öfen, in denen wir sie erzeugen, auf dem Eisen.

Die Vorrichtung, in der das Eisen aus dem Erz erschmolzen wird, die die Grundlage unserer gesamten Eisenindustrie bildet, ist der Hochofen. Er ist, wie wir bereits oben anführten, etwa um die Wende des dreizehnten Jahrhunderts aus dem niedrigen Schachtofen dadurch entstanden, daß man den Schacht immer höher und die Gebläse immer mächtiger machte. Mit der Zeit sind dann an beiden, nämlich an den Öfen, wie an den Gebläsen bedeut-

same Verbesserungen vorgenommen worden. An den letzteren insbesondere die, daß man den Wind nicht mehr kalt in den Hochofen einströmen ließ, sondern daß man ihn erhitzte, und zwar, wie wir gleichfalls schon erwähnten, unter Verwendung der aus dem Hochofen abströmenden heißen Gase. Die Erhitzung des Windes wurde im Jahre 1829 von dem englischen Hütteningenieur James Neilson erfunden, der hierdurch bereits eine beträchtliche Ersparnis an Brennmaterialien erzielte. Seitdem hat man gelernt, den Wind in besonderen Vorrichtungen, den sogenannten „Winderhitzern", derartig stark zu erhitzen, daß er mit etwa 800 Grad Celsius in die Hochöfen eintritt. In neuester Zeit wird der Wind auch noch vorgetrocknet.

Der Hochofen trägt heutzutage seinen Namen mit vollem Recht; denn er hat int Laufe der Zeiten eine wirklich beträchtliche Höhe erreicht. Es gibt, wie unsere Kunstbeilage erkennen läßt, derartige Öfen, die 30 m und darüber hoch sind, die also schon mit Kirchtürmen in Konkurrenz zu treten vermögen. Die Einrichtung eines älteren Hochofens wird uns am besten an Hand einer Durchschnittszeichnung klar (216b. 299). Der Hohlraum des Ofens besteht aus zwei abgestumpften Kegeln, die mit ihrer breiten Grundfläche aneinandergesetzt sind. Der größere Kegel bildet den oberen Teil, der kleinere den unteren Teil des Hochofens. Den oberen Teil n des Hochofens nennt man die „Gicht". Dieses Wort ist eine altüberlieferte und in der Bildung verdorbene Form, die sich von „Geben" ableitet; sie bedeutet also den Teil, von dem aus die Beschickung zu„gegeben" wird. Die breiteste Stelle b des Hochofens ist da, wo die beiden Kegel mit ihrer Grundfläche aneinanderstoßen. Sie führt den Namen „Kohlensack". Zwischen Kohlensack und Gicht befindet sich der Schacht a. Unterhalb des Kohlensackes da, wo sich der Ofen nach unten zu verengt, ist die „Rast" c. Der Schacht a ist aus drei Schichten feuerfester Steine gemauert und hat Füllungen, das heißt mit schlechten Wärmeleitern ausgefüllte Zwischenräume. 21n die Rast schließt sich unten das Gestell an, welches die znr Zuführung des Gebläsewindes dienenden sogenannten „Formen" d enthält, die die Mündung der Gebläseleitung i darstellen. Den unteren Teil des Gestelles unterhalb der Formen d bildet der Herd e, der vorn durch den Wallstein f begrenzt wird, so daß zwischen diesem und dem Tümpelblech o ein Vorherd offen bleibt. Während des Schmelzens fließt nun die aus dem Eisen sich abscheidende Schlacke ununterbrochen über den Wallstein ab, während sich das flüssige Roheisen in dem Herde ansammelt. Hat das Eisen hier eine gewisse Höhe erreicht, so kann es durch Öffnung einer besonderen Abstichvorrichtnng abgelassen werden. Der Öfenschacht ist nach außen hin von einem pyramidenförmigen Mantel, dem Ranhgemäuer, umgeben; m ist der sogenannte Gichtmantel. Dieser besaß eine Tür, durch welche die Gichtwagen zur Gicht geschoben wurden, um ihren Inhalt in das Innere des Öfens zu entleeren.

Die Abb. 300 und 301 stellen Hochöfen moderner Form dar.

Ist ein Hochofen einmal angeheizt, so bleibt er Jahre hindurch ununterbrochen int Betriebe. Reparaturen im Jnnenraum vermeidet man nach

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Möglichkeit. Wenn sie sich jedoch als unumgänglich notwendig erweisen, so muß man hierzu den Ofen ausgehen und abkühlen lassen und dann findet eine gründliche Revision und Reparatur des Ofeninnern statt. Hierauf folgt allmähliches Wiederanheizen. Die während dieser Zeit ruhende Verzinsung des in dem einzelnen Ofen angelegten außerordentlich hohen Kapitals macht jede derartige Reparatur sehr kostspielig.

Verfolgen wir nun die Art und Weise des Betriebes an einem modernen Hochofen! Zu diesem Zwecke begeben wir uns zunächst hinauf auf die Höhe seiner Gicht, aus der früher, wie wir bereits erwähnten, die Flammen hoch emporschlugen. Später wurde sie mit einer schließenden Haube überdeckt, um den Regen abzuhalten, der zu Explosionen im Ofeninnern zu führen vermochte, wenn durch ihn größere Wassermassen hineingelangten, und um die

Gichtgase zu sammeln und abzuleiten. Die Haube konnte mittels eines Flaschenzuges emporgehoben werden, was stets dann geschah, wenn die Beschickung zugegeben werden sollte. Nach dem Emporziehen der Haube schwenkte man ein kleines, mit glühenden Kohlen gefülltes Becken über die

durch die derArbeiter, der das Einfüllen der Beschickung besorgte, Gefahr lief, betäubt zu werden. Jetzt sieht die Gicht eines modernen Hochofens etwas anders aus. Sie be-

sitzt einen sogenannten „doppelten Gichtverschluß", bei dem jedes Entweichen der Gase während des Zugebens der Beschickung, des sogenannten „Gichtens", zur vollkommenen Unmöglichkeit wird (2166.300

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Abb. 299. Alter Holzkohlenhochofen.

Gicht, um die daraus entströmenden Gase zu entzünden, die viele Giftstoffe enthalten, und 301). Auch das Kohlenbecken ist weggefallen und Arbeiter sind entbehrlich geworden. Die einzelnen Karren, die die Beschickung enthalten, werden durch mechanische, aus 2166. 301 ersichtliche, schräg ansteigende Anfzugsvor-richtungen in die Höhe gezogen und kippen dort von selbst um, wobei sie ihren Inhalt in einen Einsülltrichter k (2166. 300) entleeren, durch den er in einen über der Gicht befindlichen abgeschlossenen'Raum b, fällt. Dann schließt sich der Einfülltrichter und nun erst öffnet sich der eigentliche Gichtverschluß d, durch den die Beschickung ins Ofeninnere gelangt. Das „Gichten" findet also unter vollkommenem Luftabschluß statt. Unterhalb der Gicht führen Rohre von gewaltigen Dimensionen aus dem Hochofen heraus. Sie dienen dazu, die heißen Gichtgase abzuleiten.

Im Innern des Ofens unterliegt die Beschickung verschiedenen Umwandlungen und je nach der Art dieser Umwandlungen kann man sich den Ofen in verschiedene Zonen eingeteilt denken, in deren jeder ein besonderer,

ganz bestimmter Prozeß vor sich geht. Im obersten Teil, wo die niedrigste Temperatur herrscht, wird die Beschickung vorgewärmt. Man nennt diese Zone deshalb die „Vorwärmezone". In der darunterliegenden, die etwa bis zum Kohlensack reicht, gibt das Eisenoxyd des Erzes seinen Sauerstoff ab, es wird reduziert, und man nennt diese Zone deshalb die „Reduktionszone". An der Reduktion sind die im Hochofen gebildeten reduzierenden Gase, in erster Linie das Kohlenoxyd beteiligt und es finden hier Umsetzungen zwischen diesen Gasen und der Beschickung statt, die oft ziemlich komplizierter Art sind. Je weiter die Beschickung im Hochofen nach unten gelangt, desto höher wird die Temperatur, der sie ausgesetzt ist. In der Rast steigt sie schon bis auf etwa 1600 Grad an und es findet hier die Kohlung des Eisens statt, das heißt dieses nimmt nun etwas Kohlenstoff auf, der sich in geschmolzenem Eisen sehr leicht löst. Die leichte Löslichkeit des Kohlenstoffs in heißem geschmolzenem Eisen bildet ja auch die Grundlage der Versuche zur Herstellung künstlicher Diamanten. Die Zone, in der Kohlenstoff im Eisen gelöst wird, führt den Namen „Kohlungszone", unter der sich die „Schmelzzone" angliedert, in der Eisen und Schlacke vollkommen geschmolzen werden, um sich dann infolge ihrer verschiedenen Schwere zu trennen. Diese Trennung kann man sich genau so vorstellen, wie sich Öl und Wasser trennen. Geschmolzenes Eisen und geschmolzene Schlacke sind ja ebenfalls zwei Flüssigkeiten, von denen die leichtere auf der schwereren schwimmen muß. Die getrennten Flüssigkeiten sammeln sich im Gestelle an.

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Abb. 300. Doppelter Gichtverschluß.

Nachdem wir die Gicht verlassen und uns über die im Innern des Hochofens stattfindenden Vorgänge klar geworden sind, begeben wir uns an seinen unteren Teil, um zu sehen, was hier geschieht. Zunächst bemerken wir an der Rückseite der in den Ofen hineinführenden Windrohre kleine Öffnungen, die es uns ermöglichen, einen Blick ins Ofeninnere zu werfen und uns von

der darin herrschenden Glut einen Begriff zu machen. Wir blicken gerade auf diejenige Stelle, wo der Kohlenstoff, der beim Hochofenbetriebe in Form von Koks zugegeben wird, der Verbrennung durch den etwa 800 Grad heißen Wind unterliegt und wo aus ihm Kohlenoxyd entsteht, das dann oben in der Reduktionszone das Erz reduziert. Durch diese Reduktion entsteht reines Eisen, sogenannter „Eisenschwamm", der dann später in der unter der Reduktionszone liegenden Kohlungszone, wie wir bereits gehört haben, Kohlenstoff aufnimmt und Roheisen bildet.

Am unteren Teil des Hochofens bemerken wir auch die beiden Abstichöffnungen, die für das Eisen und die für die Schlacke. Die für das Eisen ist durch einen Tonpfropfen verschlossen, während aus der anderen ständig Schlacke abfließt, von der sich dem Rauminhalt nach stets bedeutend mehr bildet als Roheisen. Das Abstechen des Eisens erfolgt in genau vorher zu berechnenden Zwischenräumen. Vor dem Abstechen sind einige Vorbereitungen nötig. In erster Linie muß ein Bett für das herausfließende flüssige Roheisen geschaffen werden. Die ganze vor der Abstichöffnung gelegene Bodenfläche ist mit feinem Sandgemenge bedeckt, in das in bestimmter Anordnung Rinnen oder Kanäle gegraben werden, die sich von einer Hauptrinne aus systematisch verzweigen (Abb. 302). Ist alles wohl vorbereitet, so erfolgt der Abstich. Zu btefetn Zwecke wird mit einer außerordentlich langen eisernen Stange der Tonpfropfen in den Ofen hineingestoßen, worauf sich sofort unter lebhaftem Funkensprühen ein mächtiger

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Abb. 301. Hochofenanlage zu Duquesne.

Strahl weißglühenden flüssigen Eisens aus der Abstich-öfsnung ergießt. Wie ein Bach aus lauterem Feuer; unter ständigem Funkensprühen fließt er in die Hauptrinne und von dieser aus in ihre einzelnen Verzweigungen.

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mit Asbesthandschuhen und sonstigen Schutzmitteln gegen die Hitze und das Verbrennen versehen sind, springen geschäftig hin und her, um dem feurigen Eisenstrom die richtigen Bahnen zu weisen, indem sie bald hier ein neues Bett eröffnen, bald dort Sand auswerfen u. s. w. Der Eisenstrom läßt in kurzer Zeit an Mächtigkeit nach, die in den Rinnen angesammelten flüssigen Eisenmassen erstarren allmählich, ihre Farbe geht in Hellrot und dann in Dunkelrot über, hier und da bilden sich auf ihnen schon dunkle, undurchsichtige Krusten und bald ist der Raum vor dem Hochofen eine einförmige dunkelgraue Masse, die nur durch die von ihr ausstrahlende Hitze verrät, daß unter der erstarrten Decke noch Gluten schlummern. Wenn sich der Abstich seinem Ende zuneigt, so wird eine neue Eisenstange mit einem Tonpfropfen (dem Ton ist Kohle zugemengt) versehen und im richtigen Moment in die Abstichöffnung hineingestoßen. Ist diese verschlossen, so geht der Hochofenprozeß bis zum nächsten Abstich wieder unverändert weiter.

Die Schlacke stellt sich uns in erstarrtem Zustande als eine blasige, grünliche Masse von muschligem Bruch dar. Früher warf mau die Schlacke weg oder man zerkleinerte sie und benutzte sie dann zum Beschottern von Chausseen. Heute läßt man sie vielfach noch heiß in kaltes Wasser einlaufen, wodurch sie in ein Pulver zerfällt, das als Zement Verwendung findet.

Unser Blick richtet sich nochmals empor zur Gicht des Hochofens und fällt hier auf die mächtigen, bereits oben erwähnten Rohre, welche die Gichtgase ableiten. Diese Gichtgase bestehen in der Hauptsache aus dem Kohlenoxyd, das nicht zur Reduktion des Erzes Verwendung fand und von dem stets ein Überschuß vorhanden sein muß, also mehr, als man zur Reduktion des Eisens braucht, weil es sonst nicht möglich wäre, im Hochofen die richtige Hitze zu bekommen. Man muß also auch beträchtlich mehr Kohlen verbrennen, als für den Prozeß selbst nötig ist, um die gewünschten Temperaturen zu erzielen. Neben diesem Kohlenoxyd findet sich in den Gichtgasen die Kohlensäure, die sich dadurch aus dem Kohlenoxyd gebildet hat, daß es den Sauerstoff der Erze aufnahm. Ferner enthalten die Gichtgase beträchtliche Mengen von Stickstoff, der mit dem Wind in den Hochofen geblasen wurde. Bekanntlich besteht die atmosphärische Luft aus 79 Raumteilen Stickstoff und 21 Raumteilen Sauerstoff. Im Hochofen wird der Sauerstoff zur Verbrennung der Kohle, also zur Bildung des Kohlenoxyds, verwendet, der Stickstoff hingegen strömt mit den Gichtgasen ab. Teilweise allerdings verbindet er sich im Ofen selbst mit dem Kohlenstoff und es entstehen so Cyanverbindungen, deren Vorhandensein die Ursache des eigenartigen Geruches der Hochofengase ist. Wo sich nämlich aus irgend einer undichten Leitung oder an den Apparaten, in die sie später geleitet werden, Gas entströmt, nehmen wir deutlich den eigenartigen, an bittere Mandeln erinnernden Geruch der Blausäure, die ja eine Cyanverbindung ist, wahr.

Die Gichtgase werden meist durch mehrere Leitungen abgesaugt und teilweise, wie wir schon gehört haben, unter die Dampfkessel geleitet und dort verbrannt oder in Großgasmaschinen, die zum Betriebe der Gebläse dienen,

zur Erzeugung von Arbeit benutzt. Einen anderen Teil verwendet man, um die Gebläseluft auf die nötige hohe Temperatur zu bringen. Zu diesem Zweck leitet man sie in die sogenannten „Winderhitzer", große aufrechtstehende und fast bis zur Höhe des Hochofens emporragende Zylinder, die oben mit einer kugelförmigen Haube bedeckt sind und stets zu mehreren zusammenstehen. In Abb. 301 sind diese Winderhitzer zwischen dem Schornstein und dem Hochofen sichtbar. Sie sind innen mit Steinen ausgemauert, die gegeneinander versetzt sind und zwischen denen die Luft, die erwärmt werden soll, hindurchzieht. In ihnen werden die noch heißen Hochofengase angezündet und ver-

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Abb. 302. Vor dem Hochofen.

brannt, wodurch die Wände der Wärmekammern erhitzt werden, so daß sie gewissermaßen als Speicher für die Wärme, als Wärmeakkumulatoren, wirken. Läßt man nun den Wind durch einen solchen Winderhitzer hindurchströmen, so nimmt er hierbei die hohe Temperatur von 800 bis 900 Grad an.

Um den Wind durch die Winderhitzer und durch den Hochofen hindurchzupressen, sind ganz beträchtliche Kräfte nötig. Es dienen hierzu Gebläsemaschinen, die von mächtigen Dampf- oder Gasmaschinen angetrieben werden. Diese letzteren wieder werden mit dem Dampf gespeist, zu dessen Erzeugung ein Teil der aus der Hochofengicht entströmenden Gase gedient hat. In den Kapiteln, in welchen die Dampf- und Explosionsmotoren behandelt sind, sind solche gewaltige Gebläsemaschinen auf S. 227, 259 und 260 zur Anschauung gebracht.

Mit den Hochofenwerken ist meist noch eine Kokerei verbunden, in welcher der zur Beschickung nötige Koks erzeugt wird. Außerdem kommen wir auf unserem Rundgange durch ein solches Werk stets an mächtigen Stapeln von fertigem Roheisen vorbei, die in ähnlicher Weise wie ein Holzstoß aus einzelnen, auf der einen Seite flachen, auf der anderen hingegen etwas gemndeten, länglichen Stücken zusammengesetzt sind. Die Stücke Roheisen, deren Form eine ganz besonders charakteristische ist und beim Erkalten des abgestochenen Eisens in den entsprechend geformten Rinnen entsteht, nennt man „Masseln" oder „Gänse".

Betrachten wir uns, wozu wir eine Lupe benutzen, eine solche „Massel" etwas genauer, nachdem wir sie vorher auseinandergeschlagen haben. Wir bemerken dann deutlich, daß sie aus zwei Hauptbestandteilen zu bestehen scheint, von denen der eine metallisch glänzt, während der andere dunkle, eingesprengte Teilchen darstellt. Der metallisch glänzende Bestandteil ist das Eisen, die dunklen Splitter sind der vorher in demselben gelöst gewesene, aber später wieder ausgeschiedene Kohlenstoff, der sogenannte Graphit. Analysieren wir eine Massel, so finden wir, daß sie außer diesem ausgeschse-denen Graphit noch weiteren Kohlenstoff, und zwar im Eisen gelöst, enthält. Das Roheisen ist also kohlenstoffhaltig, und zwar sind es zwei Sorten von Kohlenstoff, die wir zu unterscheiden haben, den gelösten und den ausgeschiedenen. Die Menge des letzteren bedingt die Farbe des Roheisens, weißes, halbiertes und graues Roheisen.

Wir haben gehört, daß sich der Kohlenstoff in heißem geschmolzenen Eisen löst: alles im Handel vorkommende Eisen enthält Kohlen st off. Reines, absolut kohlenstofffreies Eisen ist nur sehr selten aufzutreiben und wird in der Technik überhaupt nicht verwendet. Man kann es durch Glühen von Eisen in einem Strom von Wasserstoffgas erhalten oder indem man Eisen aus Lösungen durch den elektrischen Strom abscheidet. Das ersterwähnte Eisen spielte früher im Arzneischatze eine gewisse Rolle und wurde in den Apotheken unter dem Namen Ferrum e hydrogenio reductum vorrätig gehalten. Das letztere hingegen wird vielleicht in der zukünftigen Technik einmal eine Rolle spielen, nachdem die amerikanischen Elektröchemiker Burgeß und Hambuechen einen Weg gezeigt haben, auf dem es vielleicht möglich sein dürfte, es in größeren Mengen zu erhalten. Von diesen vollkommen reinen und absolut kohlenfreien Eisensorten an läßt sich dem Eisen jeder beliebige Gehalt an Kohlenstoff geben, bis hinauf zu 5°jo. Wir können also Eisen mit 1, mit 2, mit 2¹/*, mit 3³/4°/o u. s. w. Kohlenstoff darstellen. Je nach dem Kohlenstoffgehalt, den wir ihm verleihen, ändert es aber seine Eigenschaften. Man kann im allgemeinen den Satz aussprechen, daß ein Eisen für die Technik umso minderwertiger wird, je höher sein Kohlenstoffgehalt ansteigt. Dieser Satz gilt freilich nur im allgemeinen, denn für gewisse Zwecke ist ein bestimmter mehr oder minder großer Gehalt an Kohlenstoff unbedingtes Erfordernis.

Der wesentlichste Umschlag in Bezug auf die Eigenschaften des Eisens liegt gerade bei der Hälfte derjenigen Menge von Kohlenstoff, die es überhaupt aufzunehmen vermag, also bei 2,5°/o. Eisen, das mehr Kohlenstoff

enthält, läßt sich nicht mehr schmieden und führt die Bezeichnung „Roheisen". Es ist dies diejenige Sorte, die aus dem Hochofen kommt. Eisen mit weniger als 2,5°/o Kohlenstoffgehalt ist schmiedbar und wird als Schmiedeisen, Fluß-eißen, Schweißeisen oder Stahl bezeichnet, je nachdem bei ihm die einen oder die anderen Eigenschaften mehr vorherrschen, die wiederum mit dem Kohlenstoffgehalt in engem Zusammenhang stehen.

In dem Maße also, wie der Kohlenstoffgehalt abnimmt, nimmt im allgemeinen die Schmiedbarkeit z u, in gleichem Maße wird das Eisen aber auch schwerer schmelzbar. Roheisen läßt sich also verhältnismäßig leicht schmelzen, Stahl hingegen, worunter man ein Eisen versteht, das in der Praxis zwischen 0,5 und 1,5°/« Kohlenstoff enthält, bedeutend schwerer. Die hauptsächlichste Eigenschaft des Stahles ist die, daß er sich härten läßt, das heißt, daß er, wenn man ihn erhitzt und dann plötzlich durch Eintauchen in kaltes Wasser abschreckt, an der Oberfläche eine große Härte annimmt, die ihn zur Herstellung von Werkzeugen ganz besonders geeignet macht. Erhitzt man den gehärteten Stahl von neuem und läßt man ihn nun langsam erkalten, so verliert er seine Härte wieder.

Wir ersehen also aus vorstehenden Ausführungen, daß der Kohlenstoff im Eisen eine sehr wichtige Rolle spielt und daß von ihm die Eigenschaften des Eisens in erster Linie abhängen. Allerdings ist diese Rolle früher etwas überschätzt worden und man hat in neuerer Zeit erkannt, daß es nicht der Kohlenstoff allein ist, wie man bisher annahm, der die Eigenschaften des Eisens im wesentlichen bedingt, und daß auch die anderen noch darin enthaltenen Elemente, wie zum Beispiel das Silizium, das Mangan, der Schwefel, der Phosphor u. s. w., nicht unter allen Umständen in dem Maße bestimmend auf die Qualität einwirken, wie man glaubte. Freilich sind sie von hervorragendem Einfluß und ein Gehalt an Schwefel oder Phosphor, der gewisse Grenzen übersteigt, kann ein sonst gutes Eisen vollkommen unbrauchbar machen. Während man aber bislang die Eigenschaften des Eisens ausschließlich nach seinem Gehalt an den genannten Elementen beurteilte, kam man im Laufe der jüngsten Jahre zu der Erkenntnis, daß dieses Verfahren nicht richtig ist. Es zeigten sich nämlich an einzelnen Eisensorten, in erster Linie am Stahl, zuweilen Eigenschaften, die durch seinen Gehalt an diesen Elementen nicht erklärt werden können. So kommt es zum Beispiel vor, daß unter tausend Gewehrläufen, die aus demselben Stahl angefertigt sind, ein einziger springt, trotzdem die chemische Zusammensetzung bei allen ganz genau die gleiche ist. Es hat sich nun gezeigt, daß auf die Eigenschaften des Eisens auch seine Struktur, das heißt die Gestalt und Anordnung der kleinsten Kriställchen, aus denen es besteht, von hervorragendem Einfluß ist. Diese Erkenntnis hat zum Entstehen einer neuen Wissenschaft, der „Metallographie", geführt, die noch in vollster Entwicklung begriffen ist und von der wir noch so manche bedeutsame Aufschlüsse erhoffen dürfen. Sie geht in der Weise vor, daß sie an den zu untersuchenden Eisensorten Schlifflächen herstellt und diese dann nach besonders ausgebildeten Methoden unter bestimmter Beleuchtung mit sehr starken Mikro-skopen, die eine über tausendfache Vergrößerung ermöglichen, betrachtet. Durch die Fortschritte der Metallurgie ist man zu der Einsicht gelangt, daß zwei Eisensorten von derselben chemischen Zusammensetzung und insbesondere von demselben Kohlenstoffgehalt nicht immer die gleichen Eigenschaften besitzen müssen, sondern daß sie sich, wenn ihre kleinsten, nur unter dem Mikroskope zu erkennenden Teilchen verschiedenartig sind, gleichfalls sehr verschiedenartig zu verhalten vermögen.

Wie wir beim Roheisen verschiedene Sorten zu unterscheiden vermögen, so auch beim Schmiedeisen, unter das auch der Stahl zu rechnen ist. Wir unterscheiden in der Hauptsache zwei Klassen von Schmiedeisen, das „Schweißeisen" und das „Flußeisen". Das Schweißeisen unterscheidet sich vom Flußeisen in der Hauptsache dadurch, daß es schlackenhaltig ist, während dieses sich schlackenfrei darstellt. Ebenso unterscheiden wir in entsprechender Weise auch Schweißstahl und Flußstahl.

Alles schmiedbare Eisen wird aus Roheisen hergestellt. Direkt aus den Erzen erzeugt man heutzutage derartiges Eisen überhaupt nicht mehr, es ist jedoch nicht ausgeschlossen, daß es einst infolge der elektrischen Methoden gelingen wird, den Prozeß der Erzeugung schmiedbaren Eisens direkt aus den Erzen in einem Zuge erfolgreich in die Hüttentechnik einzuführen. Früher allerdings war es anders. Da erhielt man mit den von uns schon beschriebenen primitiven Einrichtungen, also einfachen Rinnen und Herden, in denen man die Erze mit Kohle zusammenschmolz, direkt schmiedbares Eisen. Diese Methoden genügten, als man das Eisen zu weiter nichts brauchte, als zu Speerspitzen, kleinen Handwerkszengen u. s. w. Heutzutage jedoch, wo man Träger und Schienen von so und so vielen Metern Länge oder mächtige Schiffswellen oder große Panzerplatten aus Schmiedeisen herstellt, kann man sich nicht mehr der Gewinnung desselben aus den Erzen und in kleinen Mengen, sowie unter Verwendung von Holzkohle, die dazu unbedingt nötig ist, bedienen, sondern man muß den Prozeß in zwei Teile zerlegen, indem man zuerst Roheisen im Hochofen fabriziert und dieses dann in Schmiedeisen umwandelt.

Wollen wir daher aus Roheisen Schmiedeisen erhalten, so müssen wir einen Teil des Kohlenstoffs entfernen. Da dieser sich leicht mit dem Sauerstoff verbindet, so ist es zur Gewinnung des Schmiedeisens nur nötig, das Roheisen in erhitztem Zustande mit Sauerstoff, also mit Luft, zu behandeln, um daraus Schmiedeisen zu erhalten. Dies geschieht durch die sogenannten Frischprozesse, unter denen einer von besonderer Bedeutung ist, der P u d d e l Prozeß. Zum Puddeln des Eisens bedient man sich eines besonders konstruierten Ofens, in dem Roheisen eingeschmolzen wird, das sich hierbei mit einer Schlacke bedeckt. Diese verhindert den Zutritt der Luft, also des Sauerstoffs, zum Eisen und muß deshalb von der Oberfläche entfernt werden, was durch das Puddeln geschieht, eine eigenartige Rührarbeit, die mittels langer, vorn mit Haken versehener Stäbe in der Weise ausgeführt wird, daß der Arbeiter dabei Luft in das Eisen hineinrührt. Das Puddeln

erfordert sehr geübte Arbeitskräfte, die gairz genau wissen, wann genug Luft in das Eisen eingerührt ist und wann es Zeit ist, damit aufzuhören, da man sonst Gefahr läuft, durch einen zu großen Luftüberschuß zu viel Kohlenstoff zu oxydieren und ein Eisen von unerwünschten Eigenschaften zu erhalten. Ist der richtige Moment erreicht, so wird die Eisenmasse zu einzelnen Stücken zusammengerührt, zu Klumpen, die man „Luppen" nennt. Die Schlacke wird entfernt und dann werden die Luppen unter dem Dampfhammer in passende Stücke geformt. Es gibt auch Puddelöfen, die mit maschinellen Einrichtungen zum Puddeln versehen sind. Ein solcher ist in unserer Abbildung 303 dargestellt. Die Stangen g werden dabei mittels einer durch die Exzenterscheibe h k bewegten Hebelvorrichtung f, b, d, e hin und her bewegt und puddeln den Inhalt des Ofens.

Dieser Puddelprozeß wurde um die Mitte des vorigen Jahrhunderts durch das Bessemern in den Hintergrund gedrängt, so benannt nach seinem Erfinder, dem englischen Hüttenmann Henry Bessemer. Mittels des Bessemerns kann man in einem Zeitraum von 20 bis 28 Minuten 100 bis 200 Zentner Roheisen in Stahl umwandeln, eine Menge, zu deren Verarbeitung früher unter Anwendung des umständlichen und schwierigen Pud-delprozesses anderthalb Tage nötig waren.

Der Bessemerprozeß besteht darin, daß durch das heiße geschmolzene Roheisen Luft hindurchgeblasen wird. Hierdurch oxydiert sich der Kohlenstoff und es bildet sich kohlenstofffreies Eisen. Da man solches nicht wünscht, sondern ein Eisen von ganz bestimmtem Kohlenstoffgehalt, so gibt man zu dem kohlenstofffreien Eisen dann noch so viel Prozent Kohlenstoff hinzu, als man darin haben will. Dieses Zugeben von Kohlenstoff nennt man „Nachkohlen". Bessemer hat es ganz im Anfang nicht angewendet, es wurde erst später erfunden und stellt somit eine Verbesserung des ursprünglichen Bessemerprozesses dar.

Das, wie man sieht, im Grunde sehr einfache Verfahren des „Bessemerns" wird in nicht minder einfachen Apparaten ausgeführt, die man wegen ihrer eigenartigen, birnenartigen Gestalt „Bessemerbirnen" nennt. Eine solche Birne besteht aus einem riesigen eisernen, mit einem feuerfesten Jnnenfutter versehenen Kessel, dessen charakteristische Form aus den Abb. 304 und 305 zur Genüge hervorgeht. Er besitzt oben eine Öffnung und ruht auf zwei in der Richtung seiner Mittelachse befindlichen Lagern, so daß er um sie gedreht werden kann. Das Drehen des schweren Kessels mit seinem schweren eisernen Inhalt geschieht mittels hydraulischer Vorrichtungen. Der Boden der Bessemerbirne läßt sich abnehmen und enthält eine Anzahl von Öffnungen, durch die man von unten her Wind in sie hineinblasen kann. Dieser Wind tritt durch eine besondere Rohrleitung zu, die erst in der Richtung der Querachse der Birne verläuft und dann nach unten umbiegt. Sie mündet in den unterhalb der Winddüsen befindlichen Windkasten.

Soll nun aus Roheisen Stahl gemacht werden, so wird es zunächst in einem besonderen Ofen, dem Kupolofen, eingeschmolzen. Der Kupolofen

(in unserer Abb. 305 rechts sichtbar) steht in der Nähe der Bessemerbirne und kann mit ihr durch eine mit feuerfestem Material ausgefütterte Rinne verbunden werden. Ist das Roheisen geschmolzen, also vollständig flüssig, so wird die Birne um ihre Mittelachse gedreht, so daß sie gewissermaßen auf dem Rücken liegt und ihre Mündung nach oben steht. Es wird dann der Kupolofen durch die erwähnte Rinne mit ihrer Mündung verbunden und abgestochen. Das flüssige Roheisen fließt in die Birne ein und es muß nun, damit es beim Aufrichten derselben nicht in die Winddüsen eindringt und sie verstopft, der Wind angelassen werden, der in ähnlicher Weise wie beim Hochofen durch Gebläse eingepreßt wird. Während des Anlassens des Windes wird die Birne aufgerichtet,' sie steht dann vollkommen senkrecht.

Nun beginnt ein Schauspiel, das zu den schönsten gehört, welche die moderne Technik überhaupt kennt, und das einen Vorwurf darstellt, dessen sich schon zahlreiche Maler bemächtigt haben. Der mit großer Gewalt

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Abb. 303. Puddelofen mitPuddel- | Maschine. |

durch die aufrechtstehende Birne und durch die darin befindliche Eisenmasse hin-dnrchgepreßte Wind strömt oben durch die Öffnung, durch die vorher das Eisen eingelassen wurde, wieder ab. Zunächst wird hierbei sein Sauerstoff oxydiert, so daß lediglich heißer Stickstoff in Form glühenden Gases entweicht. Je weiter aber der Prozeß vorschreitet, desto heißer wird der Inhalt der Birne und während vorher nur Eisen und Silizium u. s. w. oxydiert wurden, beginnt bei einer bestimmten Temperatur die Oxydation des Kohlenstoffs, so daß aus der Mündung der Birne nunmehr nicht nur Stickstoff, sondern auch Kohlenoxyd und Kohlendioxyd entweichen. In diesem Moment setzt nun das prächtige Schauspiel ein. Durch die lebhafte, im Innern der Birne vor sich gehende Oxydation gerät der Inhalt ins Wallen und Brodeln, der Gasstrom reißt Eisen- und Schlackenteile mit sich, die in Form eines prachtvollen Feuerwerks und in Gestalt von Tausenden und Abertausenden von glühenden Funken und Sternen aus der Mündung entweichen. Durch die Gewalt des gepreßten Windes werden sie weit in die Luft hinaufgewirbelt, und es kommt bei einzelnen Birnen vor, daß die Feuererscheinnngen bis zu einer Höhe von 10 und 15 m sich erheben, von wo dann ein dichter Schwarm glühender Funken und Sterne niedersprüht. Immer gewaltiger wird das Schauspiel, um dann plötzlich ziemlich rasch nachzulassen. Wenn nämlich aller

Kohlenstoff oxydiert und verbrannt ist, so fällt die Ursache der genannten Er-scheinungen und damit diese selbst fort. Während die geschilderten Vorgänge vor sich gehen, beziehungs-weise gegen das Ende derselben, wird die Flamme, die aus der Mündung der Bessemerbirne entströmt, durch einen kleinen, in der Tasche tragbaren Spektralapparat beobachtet. Man kann durch ihn genau feststellen, wann die Linien des glühenden Mangans und des glühenden Kohlenstoffs aus dem Spek-tmm entschwinden, wann also die Eisenmasse kein Mangan beziehungsweise keinen Kohlenstoff mehr enthält. Ist das ,Eisen vollkommen kohlenstofffrei, so wird die Birne geneigt und die Menge an Kohlenstoff zugegeben, die man im Endprodukt zu erhalten wünscht, es wird „nachgekohlt". Dies geschieht, indem durch die Öffnung der geneigten und wieder auf dem Rücken liegenden Birne stark kohlenstoffhaltige Eisenlegierungen hineingeworfen werden. Dann wird die Birne wieder aufgerichtet, noch einmal kurz hindurchgeblasen und hierauf der fertige Stahl ausgegossen. Zu diesem Zwecke neigt man die Birne noch mehr, als dies beim Einlaufenlassen des Eisens geschah. Vielfach wallt der heiße Stahl hierbei so heftig, daß er nicht ruhig ausfließt. Man beruhigt ihn dadurch, indem man noch einige Stückchen Aluminium hineinwirft — ein im Eisenhüttenwesen vielfachgebrauchtes Hausmittel.

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Abb. 304. Bessemerbirne.

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Abb. £05. Bessemerwerk.

Den fertigen Stahl läßt man in bestimmten Formen aus-laufen, die auf einer

durch einen Motor bewegten drehbaren Bühne aufgestellt sind und von denen eine nach der anderen unter die Mündung der Birne gebracht wird. Diese Formen führen in der Technik den Namen „Koqnillen"; in ihnen erkaltet der Stahl zu viereckigen Blöcken. Soll er jedoch zugleich gegossen werden, so läßt man ihn nicht in Koqnillen, sondern in eine große Gießpfanne einlaufen, die dann rasch über die Gnßformen gefahren wird. Der Guß muß mit größter Beschleunigung hergenommen werden, da der Stahl sehr rasch erkaltet, „einfriert", wie der technische Ausdruck lautet, und sich dann nicht mehr gießen läßt. Ist der Stahl ans der Birne ansgegossen, so wird diese noch etwas weiter geneigt, um auch die Schlacke ans ihr zu entfernen. Sie ist dann zur Aufnahme neuen Roheisens und zur Wiederholung des Prozesses bereit.

Wir haben in vorstehenden Zeilen nichts über die Art der Ansfütternng der Birne gesagt, weil es nötig ist, dieser eine besondere kurze Betrachtung zu widmen. Bessemer fütterte seine Birne mit einem qnarzhaltigen Futter ans. Der Quarz kann im chemischeil Sinne als eine Säure angesehen werden und man nennt daher ein derartiges Futter ein „saures" Futter. Mit einem solchen Futter ist es jedoch absolut unmöglich, den Phosphor ans dem Eisen zu entfernen und man erhält bei seiner Verwendung stets einen phosphorhaltigen Stahl von ziemlich schlechten Eigenschaften. Bessemer war deshalb genötigt, möglichst phosphorfreies Roheisen, das ans den nicht allzu häufigen phosphorarmen Erzen gewonnen wurde, zu verwenden. Hierdllrch war der allgemeinen Verwertung seines Verfahrens natürlich eine Grenze gezogen, bis es später einem anderen hervorragenden Hüttenmann namens Thomas gelang, durch eine sehr einfache Maßregel die Erzeugung eines phosphorarmen oder phosphorfreien Stahls in der Bessemerbirne zu ermöglichen. Diese Maßregel besteht darin, daß er anstatt des sauren Futters ein basisches anwandte, also ein Futter ans einem Material, dessen Hauptbestandteil Kalk ist. Dieses Futter bewirkt, daß der Phosphor ans dem Eisen in Form von phosphor-saurem Kalk in die Schlacke geht. Die Verwendung des basischen Futters macht einige kleine Abänderungen des Prozesses nötig und ist deshalb von ganz außerordentlichem Wert, weil man dadurch jetzt auch in der Lage ist, phosphorhaltiges Roheisen in guten Stahl überzuführen.

Die phosphorhaltige Schlacke wurde früher weggeworfen, bis man sich darauf besann, daß ja der Phosphor ein äußerst wertvolles Pflanzennährmittel darstellt. Man versuchte deshalb die Verwendung der ans den Bessemerbirnen abfallenden Schlacke in der Landwirtschaft anzubahnen, indem man sie, um die Phosphorsänre löslicher zu machen, ausschloß, das heißt mit Säure behandelte. Man hatte hiermit jedoch keinen Erfolg, bis es sich herausstellte, daß ein derartiges Ausschließen überhaupt nicht nötig ist und daß man das Futter nur fein zu pulvern und auf den Äckern auszustreuen braucht, um eine ganz vorzügliche Phosphordüngung zu bewirken. Die ans den Bessemerbirnen abfallende Schlacke, die nach dem Erfinder des basischen Futters „Thomasschlacke" genannt wird, wird jetzt fein gepulvert und kommt in diesem

Zustande unter dem Namen „Thomasphosphat" oder kurzweg „Thomasmehl" in den Handel. Sie stellt ein außerordentlich wertvolles Düngemittel dar.

Ein weiterer sehr wichtiger Prozeß zur Überführung des Roheisens in Stahl ist das Siemens-Martin-Verfahren. Erfunden ist dasselbe von den Gebrüdern M a r t i n in Sereuil (Frankreich), lebensfähig aber wurde es erst durch die Siemenssche Regenerativfeuerung, denn diese ermöglichte erst die Erzielung der erforderlichen hohen Hitzegrade. Abb. 306 stellt einen Siemens-Martin-Ofen im Schnitt dar. Wir erblicken dort in dem oberen Teile der Abbildung den eigentlichen Schmelzofen in Gestalt eines wannen- oder muldenförmigen Ofens. Unterhalb desselben sind die Siemensschen Regeneratoren oder Wärmespeicher angebracht. Es sind dieses große Hohlräume, in denen (in der Abbildung nicht dargestellt) Ziegelsteine netzförmig aufgebaut sind. Das Wesentliche dieser Regeneratoren besteht nun darin, daß ihnen die Abhitze des Schmelzofens zugeführt wird, so daß sich das steinerne Netzwerk hoch erhitzt. Über dieses hocherhitzte Netzwerk läßt man dann die zur Verbrennung erforderliche Verbrennungsluft streichen, ehe sie in den Schmelzraum übertritt, eine Maßnahme, durch welche früher niemals erreichbare Hitzegrade erzielt werden. Die Überführung des Roheisens in kohlenstoffärmeres oder -reicheres Schmiedeisen erfolgt in der Weise, daß man demselben Zusätze von entsprechender Zusammensetzung zuführt und in dem Ofen zusammenschmilzt. Das fertige Metall wird aus dem Ofen in Gußpfannen von blockförmiger Gestalt (Abb. 307) abgestochen, um später im Walzwerk weiter verarbeitet zu werden.

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Abb. 306. Siemens-Martin-Ofen.

Neben Roheisen und Stahl werden in den Hüttenwerken noch eine Anzahl weiterer Produkte dargestellt, Eisenlegierungen, die wegen ihrer besonderen Eigenschaften in der Technik mannigfache Verwendung finden. Bor allem besitzen sie eine größere Härte als gewöhnliches Eisen und Stahl. Sie dienen deshalb in der Hauptsache zur Herstellung von Werkzeugen, die eine besondere Härte besitzen müssen, also zum Beispiel von Drehstählen, Bohrern u. s. w. Die Herstellung dieser Legierungen geschieht durch Zusatz der Metalle, mit denen das Eisen legiert werden soll, oder ihrer Verbindungenwährend eines der vorgenann-

Siegeslauf der Technik. I.

ten Prozesse. Man erzeugt aus diese Weise Chromstahl, Wolframstahl, Uranstahl, Vanadiumstahl u. s. w., kurzum eine große Anzahl bort Produkten. Auch legiert man in neuester Zeit vielfach mehrere der genannten Metalle gleichzeitig mit Eisen und so gibt es zum Beispiel einen Uran-Vanadiumstahl.

Wir haben in den vorstehenden Zeilen bereits daraus hingewiesen, daß sich int Eisenhüttenwesen insofern jetzt eine Wandlung zu vollziehen beginnt, als man zur Herstellung von Roheisen und in erster Linie von Stahl und ganz besonders wieder von feineren Stahlsorten die Elektrizität zu verwenden begann. Es unterliegt keinem Zweifel, daß die Methoden der elektrischen Eisendarftellung ein neues und sehr aussichtsreiches Gebiet des Eisenhüttenwesens der Neuzeit darstellen.

Der erste, der die ungeheure wirtschaftliche Bedeutung der Eisenerzeugung mit Hilfe des elektrischen Lichtbogens beziehungsweise der Elektrizität richtig erkannte, war Werner Sientens. Despretz hatte in einem am 17. Dezember 1849 in der französischen Akademie der Wissenschaften gehaltenen Vortrage ausgeführt, daß man durch Einschließen des elektrischen Lichtbogens in einen Tiegel aus feuerfestem Material einen Ofen erhalten könne, der sich infolge der in ihm herrschenden Hitze ganz besonders gut für die Durchführung technischer Prozesse eignen müsse. Diese Idee griff Siemens wieder auf. Schon vorher hatte er die Ansicht ausgesprochen, daß es mit der Zeit gelingen müsse, alle Metalle auf elektrischem Wege darzustellen.

Er veranlaßte seinen Bruder Wilhelm Siemens, mit Versuchen zu beginnen. Dieser erhielt in den Jahren 1878 und 1879 in England eine Anzahl von Patenten auf Verfahren zur elektrometallurgischen Darstellung des Eisens. Einen durchschlagenden Erfolg hatten aber diese Verfahren nicht. Wilhelm Siemens benutzte bei seinen Versuchen einen Kohlentiegel, in den er Erz, Kalk und Kohle hineinpackte, also genau dieselbe Mischung, die auch beim Hochofenbetriebe Anwendung findet. Außerdem erzeugte er den elektrischen Lichtbogen zwischen zwei Kohlenelektroden, das heißt zwei Stäben aus Kohle, denen der Strom aus einer Dynamomaschine zugeleitet wurde. Gerade der Bestandteil, der vermieden werden muß, wenn eine gute Eisensorte entstehen soll, nämlich die Kohle, war also in überreichem Maße vorhanden, sie fand sich im Tiegel, in der Mischung und endlich in den Elektroden. Da sich nun der Kohlenstoff in geschmolzenem Eisen äußerst leicht auflöst, so darf es uns nicht wundernehmen, daß die Erzeugnisse, die Wilhelm Siemens erhielt, sehr stark kohlenstoffhaltig waren. Die enorme Hitze des in einem allseitig geschlossenen Tiegel brennenden elektrischen Lichtbogens ergab zwar in einer Hinsicht den gewünschten Erfolg: das Erz schmolz und aus ihm schied sich Eisen ab, ohne daß es, wie dies im Hochofen der Fall ist, notwendig gewesen wäre, große Mengen heißer Luft mittels besonderer Gebläse einzublasen, um die nötige Schmelztentperatur zu erzeugen; diesem einzigen Erfolge stand aber ein Mißerfolg dreifacher Art gegenüber: einmal war, wie gesagt, das erzeugte Produkt außerordentlich stark kohlenstoffhaltig und deshalb vollkommen wertlos; dann hatten sich große Mengen der teuren

Kohlenelektroden im Eisen aufgelöst, wodurch der Gestehungspreis dieses wertlosen Produktes ein ziemlich hoher wurde, endlich aber war die Schlacke, die sich ja bei der Eisengewinnung stets bilden muß und die infolge ihres leichten spezifischen Gewichts auf dem geschmolzenen Metall schwimmt, zwischen die beiden Kohlenelektroden eingeschaltet. Da sie dem Durchgänge des Stromes einen hohen Widerstand entgegensetzte, so waren bedeutende Strommengen nötig, um diesen Widerstand zu überwinden. Mit dem erhöhten Stromverbrauch stiegen aber die durch den Elektrodenverschleiß schon sowieso beträchtlich angewachsenen Gestehungskosten abermals und so war der Mißerfolg ein durchschlagender: ein teures und technisch wertloses Erzeugnis!

Wir haben die Ursachen dieses Mißerfolges mit Absicht etwas ausführlicher behandelt, da nur ihre genaue Kenntnis uns ein klares Bild von dem Zustandekommen der späteren Erfolge zu geben vermag.

Der Beginn des neuen Jahrhunderts brachte die Lösung des vielgesuchten Problems, und zwar — eine in der Geschichte der Technik durchaus nicht seltene Erscheinung — gleich in mehrfacher Weise! Nicht weniger als drei Erfinder, jeder einer anderen Nationalität angehörend, jeder auf anderem Wege vorgehend, jeder aus einem anderen Berufe hervorgegangen, konnten

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Abb. 307. Martinswerk der Firma Krupp in Essen.

int Laufe des Jahres 1900 den Erfolg ihrer Bemühungen verkünden. Diese Pioniere der Elektrometallurgie des Eisens und Stahls sind der damalige Hauptmann, jetzige Major im italienischen Geniekorps ErnestoStassano, dessen Verfahren unter anderem in den königlichen Schmelzwerken zu Turin ausgeübt wird und dort zur Herstellung von Artilleriegeschossen, Panzerplatten u. s. w. dient, ferner P a u l H ö r o u l t, der Direktor der Aluminiumfabrik zu La Praz in Savoyen, und endlich der schwedische Ingenieur Kjellin, der ein schon früher von Ferranti angegebenes Verfahren technisch ausgestaltete.

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Höroult bezeichnet den 12. Dezember 1900 als den Geburtstag der elektrischen Eisenindustrie, da er ^    an diesem

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Abb. 308. Heroults elektrischer Ofen für Stahlerzeugung.

gleiche Zeit erhielt jedoch auch Stas-sano das erste zufriedenstellende Erzeugnis und

in dem Kjellinschen Versuchsbetriebe zu Gysinge in Schweden wurde bereits am 18. März 1900 elektrischer Stahl erzeugt.

Nach den drei Verfahren von Stassano,. Höroult und Kjellin wird in den Anlagen, in denen sie gegenwärtig in Betrieb stehen, vorerst nur ein sogenannter Raffinations- oder Läuterungsprozeß durchgeführt, das heißt es wird das aus dem gewöhnlichen Hochofen kommende Roheisen in teuer bezahlte Stahlsorten bester Qualität umgewandelt. Wie Versuche, insbesondere solche, die Höroult in Kanada in Gegenwart einer Regierungskommission durchgeführt hat, zeigen, gelingt es auf elektrischem Wege auch, Roheisen oder Stahl direkt aus den Erzen zu gewinnen, und ebenso hat Stassano vor einem Sachverständigen des deutschen Patentamts gezeigt, daß er in seinem Ofen aus den Erzen in einem einzigen Prozeß direkt vorzüglichen Stahl zu erzeugen vermag. Trotzdem dürften die Methoden des Verschmelzens von Erzen in elektrischen Ofen zunächst nur für überseeische Länder in Betracht kommen, die keine eigene Eisenproduktion haben und in denen billige Wasserkräfte, welche die Grundlage der Ausgestaltung einer solchen zu bilden vermögen, in hinreichender Menge zur Verfügung stehen. In Europa begnügt man sich zunächst noch mit dem oben gekennzeichneten Raffinationsprozeß, weil dieser im allgemeinen so rentabel ist, daß ein Bedürfnis nach weiterer Ausdehnung der elektrischen Verfahren auf die Erzverhüttung vorerst noch nicht vorliegt — wenigstens so lange nicht, als ein Wettbewerb wasserreicher Gegenden des Auslandes nicht fühlbar wird.

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Abb. 309. Elektroden für Stahlerzeugung.

Von den drei genannten Verfahren sucht jedes auf eine andere Weise die Fehler, die Siemens und seine Nachfolger machten, zu vermeiden. Stassano, der seine Methode in einer Versuchsanlage zu Darfo am Lago d'Jseo in Oberitalien ausarbeitete, bildete seinen ersten Ofen dem gewöhnlichen Hochofen nach, nur mit dem Unterschiede, daß er da, wo im unteren Teile desselben heiße Luft eingeblasen wird, um die nötige hohe Temperatur zu erzeugen, Kohlenelektroden anbrachte, zwischen denen ein mächtiger elektrischer Lichtbogen von etwa 1 m Länge spielte. Er erhielt zunächst dasselbe ungünstige Resultat wie seine Vorgänger und baute deshalb seinen Ofen mehrmals um. Ohne auf di e Einzelheiten der Kon-struktion desselben näher eingehen zu wollen, sei nur erwähnt, daß bei dem jetzigen aus feuerfestem und nicht kohlehaltigem Material bestehenden Ofen der Lichtbogen über dem geschmolzenen Metall und der Schlacke spielt. Er kommt also mit beiden überhaupt nicht in Berührung und die Verschmelzung erfolgt durch die auf den engen Ofenraum konzentrierte und allerseits von den Ofenwänden zurückgestrahlte enorme Hitze. Die im Innern des Ofens herrschende Temperatur schätzt Stassano selbst auf etwa 2000 Grad. Dent Abbrennen der Elektroden wird dadurch vorgebeugt, daß sie mit Wasser gekühlt werden. So verringert sich der Elektrodenverschleiß außerordentlich, trotz des starken, zur Erzeugung des Lichtbogens verwendeten Wechselstroms, der bei einer Spannung von 170 Volt mit 2000 Ampere in den Ofen eintritt. In Italien sind vorerst noch, ehe sich die Industrie dieses vor einem technischen Aufschwung stehenden Landes weiterentwickelt haben wird, sowohl die zur Erzeugung der Elektrizität dienenden Wasserkräfte wie auch die Arbeitskräfte außerordentlich billig. Hierzu kommt, daß das glückliche Land sowohl auf der Insel Elba wie int Val d'Aosta, ferner bei Kap Calamita, im Tal von Camonica, im Val Trompio u.s.w.

Eisenerze von ganz hervorragender Reinheit besitzt. Infolge des Zusammenwirkens aller dieser günstigen Umstände vermochte Stas-sano die Tonne vorzüglichen Qualitätstahls direkt aus den Erzen zum Preise von etwa 75 Mark zu erschmelzen. Stas-sano hat inzwischen das Verfahren und seine Öfen mehrfach verbessert und übt die Fabrikation in Turin aus.

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Abb. 310. Kjellins Ofen für elektrische Stahlerzeugung.

Lehnte sich Stassano bei seinen ersten Versuchen an den Hochofen an, so machte Höroult das gewöhnliche Bessemerverfahren zum Ausgangspunkt seiner Experimente. Er sah jedoch ein, daß man bei elektrischen Verfahren überhaupt ohne jede Gebläseluft auskommt, und jetzt besteht sein Ofen aus einem birnenförmigen Gefäß a, in das von oben zwei bewegliche Elektroden b b senkrecht hineinragen (9(66. 308). Zwischen den unteren Enden dieser Elektroden und dem Metall befindet sich die auf dem Metallbade schwimmende Schlacke, die also das Metall vor jeder Berührung mit den Kohlenelektroden und damit vor der Aufnahme von Kohlenstoff aus diesen schützt. Es entstehen zwei Lichtbogen: von jeder Elektrode ausgehend einer, der senkrecht nach unten gegen das Metall- und Schlackenbad hinspielt und beide hoch erhitzt. Die Zusammensetzung und die Dicke der Schlackenschicht werden so reguliert, daß der durch sie entstehende Widerstand und damit der Stromverbrauch nicht allzu sehr anwachsen. Die Hitze des Lichtbogens läutert das Metall von seinen Verunreinigungen. Abb. 309 zeigt zwei Elektroden, die in den Stahlwerken Rich. Lindenberg, Remscheid, zur Gewinnung feinsten Werkzeugstahles dienen.

Vollkommen verschieden von diesen beiden Verfahren ist das Kjellins, dem ein außerordentlich genial durchgearbeiteter, allerdings schon vorher von Ferranti angeregter Gedanke zu Grunde liegt, und bei dem weder ein Flammenbogen noch Elektroden zur Verwendung gelangen. Infolgedessen kann auch niemals eine Kohlenstoffaufnahme aus den letzteren stattfinden. Senden wir durch einen elektrischen Leiter, wie es die Metalle sind, von dünnem Querschnitt einen Strom hindurch, so gerät der Leiter ins Glühen. So wurden früher, ehe die Kohlenfäden aufkamen, dünne Platindrähte in die Glühlampen eingeschmolzen, die durch den hindurchgeschickten Strom glühend und damit zu Lichtspendern wurden. Auf dieser Tatsache beruht das Kjelliusche Verfahren. Im Mauerwerk seines Ofens befindet sich eine dünne und schmale Rinne, die mit dem zu läuternden Eisen, sowie etwas Erz und den notwendigen Zuschlägen gefüllt und dann mit Deckeln bedeckt wird. In ihr wird durch elektrische Induktion ein starker Wechselstrom erzeugt, durch den das einen geringen Querschnitt aufweisende Metallbad, das also in diesem

Falle die Stelle des Fadens in der Glühlampe vertritt, ins Glühen gerät. Hierbei erfolgt die Läutemng des Eisens, die — von einzelnen besonderen Einzelheiten abgesehen — im ganzen und großen nach den Grundsätzen verläuft, wie wir sie eben beim Höroultschen Verfahren beschrieben haben. Unsere Abb. 310 zeigt uns den Schnitt eines Kjellinschen Ofens und wir sehen hier die schmale kreisförmige, mit Deckeln b bedeckte Rinne a, in der sich das Eisen befindet, das durch den hindurchgeschickten Strom zum Glühen gebracht wird. Das zweite Bild (Abb 311) führt uns an den oberen Teil des Ofens.

Entsprechend dem allgemeinen Aufschwung der Technik in allen ihren Zweigen ist auch die Eisenindustrie irrt jüngsten Jahrzehnt ganz beträchtlich angewachsen. Deutschland nimmt unter den Eisen produzierenden Ländern der Welt gegenwärtig die zweite Stelle ein.

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Allenthalben entstehen neue Werke, und zwar jetzt auch an Stellen, wo Eisenerze überhaupt nicht vorkommen.

Abb. 311. Auf der Arbeitsgalerie des Kjellinschen Stahlwerkes zu Gysinge.

Dies wird dadurch ermöglicht, daß etwa die

Hälfte aller in Deutschland verarbeiteten Erze aus dem Auslande, insbesondere aus Schweden, Spanien und dem Kaukasus eingeführt wird. So hat vor einigen Jahren der Fürst Henckel von Donnersmarck in der Nähe von Stettin das Hochofenwerk „Kraft" errichtet und damit in bahnbrechender Weise gezeigt, daß sich die Eisenhütten vollkommen frei von den Gegenden der Erzvorkommnisse zu machen vermögen. Weitere Eisenwerke in der Nähe der Meeresküste sind das Hochofenwerk „Emden" und das erst kürzlich dem Betrieb übergebene Werk „Lübeck". Die Erze kommen über das Meer und die Kohlen werden gleichfalls auf dem Wasserwege hintransportiert. So ist es denn nicht ausgeschlossen, daß die ganz besonders in Deutschland so außerordentlich vorgeschrittene Eisenindustrie in Zukunft sowohl an örtlicher und produktiver Ausdehnung, wie auch durch die technischen Verbesserungen, wie wir sie in vorstehenden Ausfüh-rungeit geschildert haben, an Vollkommenheit immer mehr gewinnen wird!

Gold.

Das Gold ist, wie Abraham a Santa Clara treffend sagte, „aller Metallen hochanschnlicher Fürst".

Alles deutet darauf hin, daß schon die Urvölker das Gold kannten und in den alten Sagen, mögen sie noch so weit zurückgehen, finden wir Mitteilungen über das Gold.

Nach Diodor soll sich der Ertrag der ägyptischen Bergwerke zur Zeit des Königs Ramses II. auf etwa 2660 Millionen Mark nach heutigem Gelde belaufen haben. Mit Gold wurde in jenen Zeiten teilweise verschwenderisch umgegangen.

Nur ein Volk gibt es, von dem behauptet wurde, daß es das Gold nicht gekannt habe, die alten Germanen. Von ihnen schreibt Tacitus: „Gold und Silber sind ihnen versagt." Daß diese Angabe aber nicht richtig sein kann, geht schon daraus hervor, daß auch die alten germanischen Heldensagen — es sei nur an das Nibelungenlied erinnert — das Gold kennen und daß gerade der Reichtum einzelner germanischer Länder es war, insbesondere der des kelüschen Landes, der die Römer zur Eroberung reizte.

Am Rhein gab es zahlreiche Goldwäschereien, die Mosel, die Schwarza, die Isar, der Inn, die Salzach, die Donau u. s. w. lieferten Gold. Daneben blühte ein reicher Goldbergbau, dessen Hauptsitz Böhmen und Schlesien waren, sowie der Nordrand der Alpen, das Fichtelgebirge, einzelne Teile des Harzes, Thüringens u. s. w.

Die Geschichte einzelner dieser Goldbergwerke läßt sich bis ins achte Jahrhundert zurückversolgen. Die Einbrüche der slawischen Völkerschaften, die Kriege, die Deutschland verwüsteten, und unter ihnen der furchtbarste, der Dreißigjährige, führten allmählich dazu, daß der Goldbergbau Deutschlands fast vollständig aufhörte.

Desto mehr begann der Goldbergbau in jenen Ländern Europas zu blühen, die vom Dreißigjährigen Kriege verschont geblieben waren, sowie in Brasilien, in Peru, in Chile und in einer ganzen Anzahl sonstiger, hauptsächlich spanischer Gebietsteile. Aber auch hier folgte auf eine Periode der Blüte die Zeit des Verfalls, so daß die Goldproduktion Amerikas um die Mitte des vorigen Jahrhunderts von derjenigen Rußlands übertroffen wurde. Im Jahre 1848 wurden im Sande des Sakramentoflusses in Kalifornien Goldkörnchen entdeckt und heute noch liefert Kalifornien die Hälfte der gesamten Goldproduktion Amerikas, deren Wert sich pro Jahr auf über 400 Millionen Mark belaufen dürfte.

Nach Amerika sind gegenwärtig Australien und Afrika als die goldreichsten Länder anzusehen, von denen ersteres über 300 Millionen Mark, letzteres für etwa 250 Millionen Mark an Gold fördert. Die Goldfelder Australiens wurden etwas vor denen Kaliforniens, nämlich im Jahre 1841, entdeckt. Die Goldfelder Südafrikas sind noch ziemlich jung, man weiß erst seit dem Jahre 1866, daß dort Gold vorkommt. Die eigentlichen Golddistrikte, die am Witwatersrande liegen, sind vom Jahre 1883 an erschlossen worden.

Im Jahre 1896, also zu jener Zeit, als die politischen Verwicklungen in Afrika begannen, gewann Transvaal für rund 172 Millionen Mark Gold, davon entfielen auf den Witwatersrand gut 155 Yz Millionen Mark.

Die zuletzt bekannt gewordenen größeren Goldvorkommnisse der Welt sind die Lager von Klondyke in Alaska, deren Ausbeutung seit dem Jahre 1897 in die Wege geleitet ist. Ihre Höchstproduktion fällt in das Jahr 1899, wo für 65 Millionen Mark Gold gefördert wurde. Seitdem geht die Ausbeute langsam zurück.

In der Natur findet sich das Gold fast durchweg gediegen und nur ganz vereinzelte Vorkommnisse sind bekannt, wo es mit anderen Elementen, in erster Linie mit Tellur, verbunden ist. Das gediegene Gold enthält jedoch stets noch andere Metalle, hauptsächlich Silber, mit dem es sich überhaupt sehr viel zusammenfindet. Sitzt das Gold noch eingesprengt in dem ursprünglichen Gestein, so nennt man es B e r g g o l d. In dem Maße, wie dieses Gestein verwittert, fallen die darin befindlichen Goldkörner heraus und werden dann durch das Wasser des Regens und der Flüsse fortgeschwemmt. Derartiges, an sekundärer Lagerstätte auftretendes Gold bezeichnet man als W a s ch g o l d oder als Seifengold. Große Goldklumpen kommen nur sehr selten vor und schon Stücke von 5 oder 6 kg Gewicht gehören zu den größten Raritäten. Der größte bis jetzt bekannte Goldklumpen stammt aus Westindien und hatte ein Gewicht von 1350 kg.

Neben den modernen, außerordentlich gut durchgearbeiteten Methoden der Goldgewinnung stehen auch noch die ältesten und primitivsten im Gebrauch. Die Sage vom Argonautenzug und dem Goldenen Vlies deutet auf eine uralte Methode zur Gewinnung von Gold, die auch heute noch in einzelnen Gegenden ausgeübt wird. Man läßt den goldführenden Sand über die Häute

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Siegeslauf der Technik. I.

von Schafen oder Kühen weglaufen. Zwischen den Haaren sammeln sich dann die feinen Goldkörnchen an und auch das Goldene Vlies dürfte aus nichts weiteres hindeuten als auf derartige zur Goldgewinnung dienende Felle, die in Kolchis benutzt wurden. Der Zug Jasons stellt sich somit als eine Expedition von Goldsuchern dar.

Eine etwas verbessertere Methode ist die gewöhnliche Art der Goldwäscherei, ein Schlämmverfahren (Abb. 312). Da das Gold schwerer ist als die es umgebenden Körper, so sinkt es im Wasser auch am ehesten zu Boden und die Wäscherei besteht nun darin, daß man den goldhaltigen Sand mit Wasser aufschwemmt und dann, am besten auf einer geneigten Ebene, Goldkörner und Sandkörner getrennt sich absetzen läßt. Gröbere Gesteine müssen zuvor zerkleinert werden, wozu die primitiv arbeitenden Völker und Goldsucher Hämmer, Mörser und dergleichen benutzen, während in den großen Goldminen, wie wir sie in Südafrika am Witwatersrand finden, Stampfmühlen zur Anwendung kommen, in denen das Gold in Mörsern zerstampft wird. Einzelne Negerstämme schöpfen den goldhaltigen Sand mit Kürbisschalen und waschen ihn dann mit strömendem Wasser aus. Eine Verbesserung des primitiven Verfahrens bedeutet die „P sann e", diese besteht in einem Holzgefäß, in welches der goldführende Sand geschöpft wird. Die Pfanne wird in fließendem Wasser geschwenkt, wobei die leichteren Sandteilchen vom Wasser weggeführt werden, während sich das schwerere Gold in der Mitte absetzt. Bei den kali-

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Abb. 313. Goldwäscher bei der Arbeit mit der „Wiege".

formschön Goldsuchern und ebenso bei den jetzt in Alaska arbeitenden steht vielfach die sogenannte „Wiege" im Gebrauch, die in Abb. 313 dargestellt ist. Wir sehen einen quadratischen hölzernen Kasten, auf dem oben ein flacher Einfülltrichter aufgesetzt ist, dessen unterer Boden aus einem Sieb besteht. An der Seite des Kastens befindet sich eine Öffnung, unterhalb deren eine schiefe Ebene sich anschließt, die mit einigen Querleisten versehen ist. Der unterste Teil der schiefen Ebene ist mit einem Brettchen abgeschlossen, in das runde

Löcher eingebohrt sind. Das Ganze steht auf zwei Schaukelbrettern, welche so angebracht sind, daß die Schwingungen um die Längsachse des Apparates stattfinden. Das aufgeschüttete Gut geht mit dem Wasser zusammen durch das Sieb hindurch, das die gröbsten Teile zurückhält. Das nachträglich aufgegebene Wasser schwemmt die leichteren Sandpartikelchen weg und endlich bleibt Gold und schwerer Sand liegen, die von Zeit zu Zeit herausgekratzt und getrocknet werden.

Man hat zu anderen Verfahren gegriffen, die vor dem Arbeiten mit der

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Abb. 314. Aus den Goldminen bei Johannesburg: Hydraulischer Abbau.

Wiege doch immerhin den Vorteil darbieten, daß die Goldgewinnung ganz beträchtlich schneller geht. Zu diesen Verfahren gehört der sogenannte „h y-draulische Abbau" der Golderze (Abb. 314). Man verführt dabei in der Weise, daß man gegen die goldführenden Geröll- und Schutthalden einen kräftigen Wasserstrahl richtet, der diese gewissermaßen auswäscht. Die gröberen Teile bleiben liegen und die feineren Goldkörner nebst dem feineren Sand werden durch den Druck des Wassers aufgewirbelt, von ihrer Lagerstätte weggeführt und kommen in eine in der Mitte des in Arbeit befindlichen Abbaufeldes gelegene, schief nach unten geneigte Rinne, die meist aus Holz oder Pflasterung oder aus Zement hergestellt ist. Aus dieser Rinne hat man früher, und zwar aus den unten sich ansammelnden Massen, die Goldkörner herausgelesen. Aber auch hier gehen die feinsten Goldteilchen, die man wegen ihrer Kleinheit oder deswegen, weil sie zu fest im Gestein sitzen, nicht mehr auf mechanischem Wege gewinnen kann, verloren. Man verbindet deshalb mit dem hydraulischen Abbau eine Art chemischer Gewinnungsmethode des Goldes.

Diese Methode ist der bereits von Plinius erwähnte sogenannte „A m al-gamationsprozeß". Das Gold verbindet sich mit dem Quecksilber sehr leicht zu einer Legierung, dem sogenannten Goldamalgam; das Quecksilber stellt also gewissermaßen ein Lösungsmittel für das Gold dar. Erhitzt man das Goldamalgam, so destilliert das Quecksilber ab und das Gold bleibt zurück. In Kalifornien sowohl wie am Witwatersraude und am Ural hat

man nun mit dem hydraulischen Abbau gleichzeitig den Amalgamationsprozeß verbunden, indem man die oben erwähnte Rinne mit etwas Quecksilber beschickte. Das Amalgam wird von Zeit zu Zeit aus der Rinne entfernt und durch Destillation zerlegt. Hiezu verwendet mau Retorten, in denen das Gold zurückbleibt, während das Quecksilber überdestilliert, um von neuem zur Amalgamation Verwendung zu finden.

Der hydraulische Abbau ist in jüngster Zeit in einzelnen Golddistrikten direkt verboten worden, weil bei ihm die tieferliegenden Wäschereien infolge des von oben herabgeschwemmten Gerölles versanden.

In den Gegenden, wo die Goldgräberei seitens größerer Gesellschaften betrieben wird, arbeitet sie natürlich als Großbetrieb und die Methoden sind dort vorzüglich durchgebildet. Am Witwatersrand zum Beispiel wird der Amalgamatiousprozeß so sorgfältig ausgeführt, daß die nach ihm behandelten Gesteine nur noch 0,0003 % Gold — also eine ganz verschivindend kleine Menge enthalten.

Bei der Aufbereitung wird das Fördererz, von dem man mit der Hand

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, das taube Gestein abge-! lesen hat, ans einen Schüt-! telrost gestürzt, durch den die kleineren Erzstücke hin-dnrchfallen. Die über zwei Zoll großen Stücke gleiten in Steinbrecher oder Mörsermühlen (Abb. 315), um dort zerkleinert zn werden. Das zerkleinerte Erz geht durch selbsttätige Aufgabevorrichtungen in die Pochwerke, wo es zn

Abb. 315. Stampftnühle mit je fünf Stampfen und Mörsern Pochmehl zerstoßen Und

und den davorliegenden Kupferplatten.

zugleich einem Amalga-mationsprozesse unterworfen wird. Der Pochprozeß ist zur Zeit fast durchweg ein nasser, doch werden in letzter Zeit auch Versuche mit trockenem Pochen gemacht, wobei die Amalgamation wegfällt. Das Erz wird so sein gepocht, daß es durch ein die Anstrittsöfsnnng des Pochtroges schließendes Drahtsieb von vierhundert bis tausend Maschen ans den Quadratzoll (engl.) ansfließen kann.

Zugleich wird, um das freie Gold des Erzgntes zu amalgamieren, in den Pochtrog von Zeit zu Zeit Quecksilber gegossen. Etwa 20 % des Amalgams bleiben im Pochtroge am Siebe und an zwei Knpferplatten hängen. Die übrigen 80 % fließen mit der Pochtrübe durch das Sieb ans die Amalgamier-tische, die in der Breite der Pochsätze vor diesen stehen und 27s bis 3 m lang sind. Über diese mit Quecksilber bestrichenen und teilweise mit galvanisch versilberten Knpferplatten belegten Amalgamiertische fließt die Pochtrübe

langsam und läßt das anhaftende Amalgam zurück. Die Amalgammassen werden periodisch abgekratzt, gemahlen und mit weiterem Quecksilberzusatz verflüssigt und geläutert, durch Pressen von dem überschüssigen Quecksilber getrennt und in Retortenöfen zerlegt.

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Das so gewonnene Gold enthält noch Kupfer,

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Abb. 316. Der Goldschläger.

Aus Abraham a Santa Claras „Etwas für Alle" 1699.

Silber und Eisen und wird deshalb unter Zusatz von Borax oder Salpeter in Graphittiegeln eingeschmolzen, wobei die meisten Unreinlichkeiten in die Schlacke übergehen. Die von den Amalgamier-tischen abfließende Pochtrübe enthält in den gröberen und feineren und ganz feinen Eisenkiesteilchen noch Gold. Um dieses zu gewinnen, wird die Trübe konzentriert, das heißt es werden die gröberen Teilchen aus Schüttelsieben und dergleichen von den feineren getrennt und als „Concentrates“ weiter verarbeitet.

Diese „Concentrates“ werden in oxydische Erze verwandelt und nach Plattners Chlorationsprozeß weiter verarbeitet, indem durch Chlorgas lösliches Chlorgold gebildet und das Gold aus der Lösung durch Eisenvitriol gefällt wird.

Die von den Konzentrationsapparaten ablaufenden Rückstände heißen „tailings“. Sie enthalten noch merkliche Mengen Gold und werden ebenfalls weiter konzentriert. Die von den Tailings abgesonderten lehmigen, tonigen, feinsten und leichtesten Teile heißen „slimes“. Die Tailings werden lufttrocken in Filterbottiche eingetragen und das Gold durch schwache Cyankaliumlösung aus ihnen extrahiert. Aus der durch das Filter austretenden Goldlösung wird das Gold entweder nach dem Mac Arthur Forrestprozeß durch Zink gefällt, der Goldschlamm mit Borax u. s. w. in Tiegeln eingeschmolzen und zur Abscheidung des Zinkgehaltes raffiniert oder nach dem Siemens-Halskeprozesse elektrolytisch gefällt. Auch die Entgoldung der „slimes“ auf diese Weise zu erreichen, ist bereits in einigen Fällen dadurch gelungen, daß man sie noch weiter abschlämmte oder in Filtern abdrückte.

Bei dem elektrolytischen Fällungsprozeß kommt die goldhaltige Cyankaliumlösung in aus Eisen angefertigte Bottiche. In diese werden Eisenbleche hineingebracht, die mit dem positiven Pol der Elektrizitätsquelle, also der Dynamomaschine, verbunden sind. Durch sie tritt der Strom in die Bottiche ein, sie dienen als „Anoden". Ihnen gegenüber stehen Bleibleche, die mit dem Strome verbunden sind, die sogenannten „Kathoden". Statt dieser Bleibleche kann man auch Bleischnitzel verwenden. Geht nun der elektrische Strom durch die Eisenbleche in die Goldlösung, so zersetzt er diese. Es scheidet sich Gold aus, das durch den Strom nach den Kathoden, also an die Bleibleche oder Bleischnitzel geführt wird und sich dort ansetzt, während sich aus dem Cyankalium Ätzkali und Berliner Blau bilden, von denen das erstere in die Lösung geht, während das letztere sich an den eisernen Anoden festsetzt. Das Gold schlägt sich auf den Bleikörper in Form eines dünnen, aber festen Metallgusses nieder. Die Bleikörper werden alle Monate einmal herausgenommen und dann zu Barren verschmolzen, die auf einen sogenannten Treibherd kommen, wo das Blei durch Einschmelzen unter Luftzutritt sich in Bleioxyd verwandelt und auf diese Weise vom Gold getrennt wird. Das Bleioxyd wird dann wieder in Blei umgewandelt und timt neuem zur Ausfüllung des Goldes verwendet.

Das reine Gold ist zu weich, als daß man es ohne weiteres zur Herstellung von Münzen, Schmucksachen u. s. w. verwenden könnte. Man legiert es deshalb in der Regel mit Kupfer, und zwar verwendet man für Münzen Gold, dem 10°/° Kupfer zugesetzt sind. Der Goldgehalt von Goldwaren wird in Tausendsteln angegeben. Steht zum Beispiel auf einer Uhr 800, so bedeutet dies, daß die zur Herstellung des Gehäuses verwendete Goldlegierung in 1000 Teilen 800 Teile Gold und 200 Teile Kupfer enthält. Vielfach hört man auch noch den Ausdruck „samtig". Es ist dies eine alte Bezeichnung für den Feinheitsgrad von Goldwaren, bei der das reine Gold als 24karätig bezeichnet wurde. Der Ausdruck 14karätig bedeutet, daß auf 24 Teile der Legierung 14 Teile Gold treffen.

Das Gold gehört zu den sogenannten edlen Metallen, das heißt zu denjenigen, die durch Säuren und andere Stoffe entweder gar nicht oder nur sehr schwer angegriffen werden. Es ist in starkem Grade polierfähig und zeichnet sich vor allem durch seine außerordentliche Dehnbarkeit aus. Diese Dehnbarkeit ist so groß, daß man es für die Zwecke des Vergoldens zu sehr dünnen Blättchen auszuschlagen vermag (Abb. 316), die so dünn sind, daß sie das Licht mit grüner Farbe durchscheinen lassen. Die Goldschlägerei ist eine besonders in Mittelfranken in Bayern m höchster Blüte stehende uralte Industrie. Dünne Goldblättchen werden zwischen die sogenannten Goldschlägerhäutchen, die aus dem Blinddarm des Rindes gefertigt sind, eingelegt und dann mit einem schweren Hammer so lange geschlagen, bis sie die außerordentliche Dünne von 0,0001 mm erreicht haben. Das Schlagen geschieht mit der Hand und alle Versuche, Maschinen dafür zu konstruieren, sind bisher gescheitert, weil keine Konstruktion den elastischen Schlag des durch den Arm geschwungenen Hammers wiederzugeben vermag. Unsere Abb. 316 entstammt der Moralschrift „Etwas für Alle"

Abraham a Santa Claras. Der Verfasser ist übrigens in der deutschen Literaturgeschichte dadurch bekannt, daß Schiller ihn wegen seiner possenhaften Redeweise als Vorbild des Kapuziners in „Wallensteins Lager" benutzt hat. In neuester Zeit ist es dem französischen Chemiker Moissan gelungen, das Gold zu verdampfen und den Dampf wieder p festem Gold zu kondensieren.

Silber.

Auch das Silber ist schon seit uralten Zeiten bekannt, doch dürfte die Kenntnis von ihm kaum so weit zurückreichen, wie die vom Golde — schon aus dem Grunde nicht, weil es in größeren Mengen und besonders dann, wenn es nicht gediegen zu Tage tritt, schwerer zu gewinnen ist. Im Altertum bestanden in

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Abb. 317. Silberniinen bei Aspen, Colorado.

fast allen Ländern Silberbergwerke, die so viel Silber lieferten, daß zeitweise sogar eine Überproduktion eintrat. Die Art und Weise, wie in alten Zeiten in den silberproduzierenden Ländern, unter denen das hauptsächlichste Spanien war, das Silber gewonnen wurde, ist nicht ganz klar. Es geht jedoch aus den Werken des Plinius hervor, daß man das mit anderen Metallen in natürlichen Legierungen vorkommende Silber durch eine Art T r e i b a r b e i t von ihnen abschied, indem man diese Metalle einer oxydierenden Schmelzung unterwarf. Plinius schreibt: „Was zuerst aus dem Ofen herausfließt, heißt Stannum (eigentlich Zinn, in diesem Falle aber Blei), der zweite Ausfluß ist Argentum. (Silber)." Diese Stelle deutet aus einen Treibprozeß hin.

Die Methoden der alten Silbergewinnung sind ebenso wie die Stätten des alten Silberbergbaues während der Stürme der Völkerwanderung großenteils verloren gegangen. Damals dürfte auch das in Deutschland befindliche Silberbergwerk, von dem Tacitus berichtet, verloren gegangen sein. Zuerst scheint man in Böhmen, im Harz und in einzelnen Teilen Sachsens wieder

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Abb. 318. Alter Silbertreibofen. Nach Agricola.

Silber gewonnen zu haben, und zwar im zehnten Jahrhundert. Nach der Entdeckung Amerikas wurden dann aber gewaltige Mengen von Silber aus den reichen amerikanischen Silbergruben (Abb. 317) importiert, Mengen, die so groß 'waren, daß sie zeitweilig für den europäischen Silberbergbau eine große Konkurrenz darstellten. Auch nach der Wiederaufnahme der Silbergewinnung scheint man, wie aus den Schriften von Agricola hervorgeht, hauptsächlich ein Treibverfahren verwendet zu haben, bei dem man das Silber mit Blei legierte und dann das Blei abtrieb. Agricola berichtet, daß man zur Treibarbeit offene Herde benutzte, auf denen ein Holzfeuer brannte und daß die Luft, die den zum Oxydieren des Bleies nötigen Sauerstoff lieferte, entweder durch den natürlichen Zug, oder mit Hilfe von Blasebälgen zugeführt wurde (Abb. 318).

Das Silber findet sich in den verschiedenartigsten Verbindungen. Zunächst kommt es als gediegenes Silber in draht- und moosförmigen Gebilden, sowie in einzelnen Kristallen vor. Nicht minder verbreitet wie das reine gediegene Silber sind die Silberlegierungen, unter denen zunächst das Silberamalgam zu erwähnen ist, eine Legierung des Silbers mit Quecksilber von verschiedener Zusammensetzung. Weitere Silberverbindungen sind das Hornsilber, seiner

Der hauptsächlichste und wichtigste unter allen zur Silbergewinnung im Betriebe stehenden Prozesse ist das sogenannte „Verbleien" des Silbers, also jenes Verfahren, das bereits die Alten angewendet zu haben scheinen und das auch in den Bergwerken des Mittelalters im Betriebe stand. Das Verbleien wird in der Weise ausgeführt, daß man die Erze, und zwar in erster Linie silberreiche Erze, in eine Bleisilberlegierung überführt, aus der man dann das Blei auf dem Wege des A b t r e i b e n s, also durch oxydierendes Schmelzen entfernt. Die Bleisilberlegierung nennt man „Werkblei". Zu seiner Herstellung geht mau in der Weise vor, daß man die reichen Silbererze unter Zugabe gewisser und nach der Natur der Erze verschiedener Zusätze, die den Zweck haben, einzelne Bestandteile der Erze in sich aufzunehmen, mit Blei zusammenschmilzt, oder daß man sie in geschmolzenes Blei eindrückt, was am einfachsten auf dem Treibherde selbst geschieht. Dieser Treibherd (Abb. 319) ist ein Herd i, der oben durch eine bewegliche Haube n (Treibhut) geschlossen und so eingerichtet ist, daß die Flammen sowie ein kräftiger Luftzug von w über r nach f über den Inhalt hinwegziehen. Hierbei bildet sich, indem sich der Sauerstoff der Luft mit dem Blei verbindet, eine Bleisauerstoffverbindung, die sogenannte „Bleiglätte". Bei m sind Schaulöcher angebracht, während mit z das Fundament des Ofens bezeichnet ist. In vielen Werken benutzt man jedoch zur Herstellung der Bleisilberlegierung, des Werkbleies, besondere Ofen und bringt erst das in Blei gelöste Silber auf den Treibherd. In diesem schmilzt die gebildete Bleiglätte und fließt über den Herd ab.

chemischen Zusammensetzung nach eine Verbindung von Silber mit Chlor, die Schwefelverbindung Silberglanz, das dunkle Rotgültigerz, eine Silberantimonschwefelverbindung, das lichte Rotgültigerz, eine Silberarsenschwefelverbindung, das Sprödglaserz, der Kupsersilberglanz u. s. w. Es gibt fast kein Metall, mit dem das Silber nicht zusammen vorkäme und mit dem es nicht die verschiedenartigsten Mischungs- respektive Verbindungsverhältnisse einginge.

„blickt" gewissermaßen aus ihr heraus, weshalb „Blicknennt.

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Das spezifisch schwerere Silber sammelt sich unterhalb der Bleiglätte an. Wenn die Arbeit des Ab-

Abb. 319. Neuer Silbertreibofen. *

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treibens einige Zeit im Gange ist, so erscheint plötzlich das hellglänzende Silber unter der abfließenden Bleiglätte. Es

Siegeslauf der Technik. I.

einen älteren Treibofen nach Agricola bor, der nach dem vorstehend Gesagten ohne weiteres verständlich ist. Der im Vordergrnnd sitzende Mann ißt Bntter als Mittel gegen Bleivergiftnng.

Das Abtreiben lohnt sich jedoch nur dann, wenn das Werkblei einen gewissen Prozentsatz an Silber enthalt, der mindestens 0,03% betragen muß. Sinkt der Silbergehalt unterhalb dieses Prozentsatzes herunter, so muß man, ehe man zur Treibarbeit schreitet, das Werkblei „anreichern". Hierzu gibt es zwei Prozesse: das sogenannte „Pattinsonieren", erfunden im Jahre 1833 von Pattinson, und das „Parkessieren", erfunden im Jahre 1842 von Karsten und Anfangs der Fünfzigerjahre des vorigen Jahrhunderts von Parkes wieder aufgenommen. Der erste Prozeß beruht darauf, daß das Blei geschmolzen und dann wieder gekühlt wird. Enthält die Bleisilberlegierung nicht mehr als 2% Silber, so scheiden sich Bleikristalle ab, während das silberreichere Blei noch geschmolzen bleibt. Die Kristalle von Blei werden abgeschöpft und dann der Prozeß wiederholt. Dies geschieht so oft, bis das Endprodukt auf etwa 2% Silbergehalt angereichert ist. Das mehrfache Umschmelzen, das nötig ist, bis man diesen Prozentgehalt erreicht, macht das Verfahren zu einem kostspieligen; infolgedessen ist es immer mehr durch das des Parkessierbns verdrängt worden, das heutzutage fast überall in Anwendung steht. Bei diesem wird in das in eisernen Kesseln geschmolzene Werkblei geschmolzenes Zink angerührt. Das Zink entzieht dem Blei das Silber fast vollständig und sammelt sich auf der Oberfläche als sogenannter „Zinkschaum" an, eine Legierung, die fast alles Silber und geringe Mengen von Blei, sowie auch etwa vorhandenes Kupfer und Gold enthält. Das Zink wird in einzelnen Posten eingetragen (im ganzen etwa 1 bis 2% des Werkbleis) und der Zinkschaum wird nach jedesmaliger Abkühlung abgehoben. Der erste Schaum enthält alles etwa vorhandene Gold und Kupfer und heißt deshalb „Gold- und Knpferschaum". Er wird auf sogenanntes „güldisches" Silber verarbeitet, das heißt auf Silber, das noch vom darin enthaltenen Gold geschieden werden soll. Der zweite Schaum ist der sogenannte „Reichschaum", weil er noch ziemlich viel Silber enthält. Die dann folgenden Schäume heißen „Armschaum" und sind zur direkten Verarbeitung auf Silber nicht mehr geeignet, man setzt sie bei der Entsilberung von neuem wieder zu. Das zurückbleibende Blei, das sogenannte „Armblei", wird nach der Methode von Cordnrie entzinkt, indem man es auf Rotglut erhitzt und Wasserdampf hindurchleitet, wodurch sich Zinkoxyd bildet, das auf der Oberfläche schwimmt und entfernt wird. Nun kommt es darauf an, das Silber zu gewinnen, was ans dem Kupferschaum, wie bereits erwähnt, durch Scheidung, aus dem Reichschaum hingegen nach verschiedenen Methoden geschieht, die alle den Zweck haben, das Zink zu entfernen. Das Zink kann nach diesen Methoden entweder in eine Schlacke übergeführt oder abdestilliert oder durch Wasserdampf oxydiert werden.

Sehr arme Silbererze lassen sich nicht in Werkblei überführen und man muß daher andere Methoden anwenden, um aus ihnen das Silber zu gewinnen. Diese Methoden kommen aber auch bei reicheren Erzen überall da in Anwendung,

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Abb. 320. Patioprozeß.

wo sich in der Nähe der Silbererze nicht genügende Mengen von Bleierzen finden oder wo es an Brennmaterialien mangelt. Unter ihnen ist der Amalga-mationsprozeß der wichtigste. Das Silber löst sich ebenso wie das Gold leicht in Quecksilber auf und auch ein Teil seiner Verbindungen wird durch Quecksilber unter Bildung von Silberamalgam zersetzt. Man geht nun entweder direkt vor, was insbesondere bei Erzen geschieht, die gediegenes Silber enthalten, indem man sie auf einer Mühle zerkleinert und dabei Quecksilber zufügt. Hierbei bildet sich aus dem Silber und Quecksilber das Amalgam. Nach anderen Prozessen werden die zerkleinerten Erze in einem Kessel mit kupfernem Boden in kochender Kochsalzlösung amalgamiert, ein Verfahren, das angewendet wird, wenn die Erze Chlorsilber (Hornsilber) oder ähnliche Verbindungen enthalten, die durch das Kupfer des Kessels zersetzt werden. Ein anderer Prozeß ist der Patioprozeß oder die Haufenamalgamation (Abb. 320), ein Verfahren, das hauptsächlich in Südamerika im Betriebe steht. Das im Wasser angerührte und zu einem feinen Brei zermalmte Erz wird auf einem gepflasterten Hof (das spanische Wort für Hof ist „Patio") aufgeschüttet und einige Tage liegen gelassen. Dann wird Kochsalz zugegeben und Maultiere treten das Gemenge kräftig durch, um der Luft Zutritt zu allen Teilen desselben zu verschaffen. Am dritten Tage wird Kupfervitriol oder gerösteter Kupferkies zugegeben und dann das Quecksilber „inkorporiert". Das Gemenge wird nun monatelang durchgetreten, bis die Amalgamation eine vollständige geworden ist. Der Brei wird in einer ausgemauerten Grube einem Schlämmprozeß unterworfen und das Amalgam vom überschüssigen Quecksilber abgepreßt, durch Destillieren des Amalgams

wird das Silber vom flüchtigen Quecksilber getrennt. Erlauben die Verhältnisse die Durchführung eines Amalgamationsprozesses nicht, so gewinnt man das Silber durch Extraktionsprozesse, bei denen es in lösliche Form übergeführt und aus der Lösung entweder als Metall oder als Schwefelsilber gewonnen wird. Zum Auslaugen verwendet man in der Hauptsache verdünnte Schwefelsäure oder bei gerösteten Erzen, bei denen sich das Schwefelsilber schon so wie so in schwefelsaures Silber verwandelt hat, heißes Wasser (Ziervogelprozeß oder Wasserlaugerei). Man kann aber auch die Erze nach dem Prozeß der Kochsalzlaugerei von Augustin mit Kochsalz abrüsten und das entstandene Chlorsilber mit kühler Kochsalzlauge ausziehen oder auch durch unterschwefelsaure Salze oder Cyankalium. Das so gewonnene Silber wird wieder mit Blei verschmolzen und in der bekannten Weise abgetrieben. Das goldhaltige Silber scheidet man vom Gold ab, indem man es mit Salpetersäure oder Schwefelsäure behandelt, die beide das Silber, nicht aber das Gold lösen.

Das Silber gehört gleichfalls zu den edlen Metallen und steht in Bezug auf Polierfähigkeit dem Golde nicht nach; es ist jedoch härter und fester als dieses. Seine Farbe ist so eigenartig weiß, daß es nicht gelingt, durch Legierungen das gleiche Aussehen zu erzielen. Beim Schmelzen an der Stift nimmt es Sauerstoff auf, der beim Erstarren unter Spratzen, das ist unter Auswurf von Silberkügelchen, entweicht. Am Spratzen erkennt man die eingetretene „Feine". Im Gegensatz zu Gold löst es sich in Salpetersäure und Schwefelsäure. Das salpetersaure Silber, der sogenannte „Höllenstein", wird in der Medizin als Ätzmittel verwendet. Durch organische Substanzen wird das Silber aus seinen Lösungsmitteln gefällt und einzelne derselben fällen es auf blanken Flächen, wie zum Beispiel auf Glas in Form eines schönen Spiegels. Diese Eigenschaft hat Liebig dazu benutzt, um zuerst ein Verfahren zur Herstellung von Silberspiegeln auszuarbeiten. Alle Salze des Silbers werden durch das Licht verändert und manche zeichnen sich durch außerordentliche Lichtempfindlichkeit aus. Diese Eigenschaft bedingt den außerordentlichen Wert gewisser Silberpräparate für photographische Zwecke. Ebenso wie gewisse Verbindungen gegen das Licht, so ist das metallische Silber gegen Schwefelverbindungen sehr empfindlich. Es verbindet sich sehr leicht mit dem Schwefel zu schwarzem Schwefelsilber. Dies ist der Grund für die bekannte Tatsache, daß silberne Gegenstände an der Luft, die ja stets geringe Mengen von Schwefelwasserstoff enthält, so leicht schwarz werden. Aus dem zitronensauren Silber kann man sogenanntes „kolloidales" Silber herstellen, eine Art von Suspension feinster Silberpartikelchen, die in neuester Zeit in der Medizin eine große Rolle spielt.

Platin.    :1

Wann das Platin bekannt geworden ist, hat sich mit Sicherheit bis jetzt aus dem Grunde noch nicht feststellen lassen, weil es wegen seiner dem Silber ähnlichen Farbe früher zweifellos sehr oft mit diesem verwechselt worden ist. Scheffler stellte bei seinen in den Abhandlungen der schwedischen Akademie der Wissenschaften vom Jahre 1755 veröffentlichten Untersuchungen fest,

daß sich das Metall in Königswasser löst und unter Beihilfe von Arsenik geschmolzen werden kann. Der Name Platin rührt von dem spanischen Worte „Plata" gleich Silber her. Der Berliner Chemiker Marggrasi der Entdecker des Zuckers in der Zuckerrübe, stellte das Metall aus seinen Lösungen in schwammförmigem Zustande dar. Sein Schüler Achard, der Begründer der Zuckerrübenindustrie, schuf 1784 die ersten Gefäße aus Platin. Graf Sickingen teilt in seiner 1782 in Mannheim erschienenen Abhandlung „Versuche über Platina" zuerst mit, wie man daraus Blech und Draht herzustellen vermag. Im Jahre 1819 wurden im Ural große Mengen des kostbaren Metalles aufgefunden. Damals begann, angeregt durch diese Entdeckungen, die wissenschaftliche Erforschung des Ural, die an die Namen Alexander v. Humboldt, Fürst Leuchtenberg u. s. w. geknüpft ist, von denen der letztere den berühmten großen Platinklumpen nach Deutschland brachte, der heute noch das wertvollste Stück der Mineraliensammlung der Akademie zu München darstellt. (Während der Drucklegung dieses Manuskriptes wurde er gestohlen.) Döbereiner in Jena entdeckte im Jahre 1824 die Eigenschaft des Platinschwammes, in seine Poren Gase einzuschließen, was ihn dann zur Konstruktion des nach ihm benannten Döbe-reinerschen Feuerzeuges veranlaßte. Wie sehr man sich damals allerseits bemühte, ein Stückchen des kostbaren Metalles zu erhalten, ergibt sich aus der bekannten aber verbürgten Anekdote, wonach Goethe das erste vom Kaiser von Rußland an Döbereiner gesandte Stück Platin einfach behielt und es seiner Privatsammlung einverleibte. Als sich Döbereiner bei Karl August über den allmächtigen Staatsminister und seine Willkür beklagte, schrieb dieser zurück: „Was der alte Esel einmal hat, gibt er doch nicht mehr her. Ich verschaffe Ihnen neues Platin."

Bis zur Einführung des Knallgasgebläses, das zuerst 1847 angewandt wurde, war man nicht imstande, die zum Schmelzen des Platins erforderlichen Hitzegrade zu erzielen und man war daher darauf angewiesen, Platingegenstände aus Platinschwamm zu verfertigen, den man zusammenpreßte, ausglühte und dann hämmerte und walzte. Etwa ums Jahr 1850 begann man mit der Einrichtung von Platinschmelzereien, die mit Knallgasgebläsen arbeiteten.

Fast alles in der Industrie wie in der Wissenschaft und Technik verwendete Platin stammt aus Rußland und kommt vom Altai und Ural.

Das Platin findet sich an den genannten Lagerstätten entweder in Form von kleinen Körnern, die ähnlich wie die Goldkörner im Geröll und Sand vorkommen, oder in Form größerer, in das Gestein eingesprengter Klumpen, die oft ein ziemlich beträchtliches Gewicht erreichen.

Die Art und Weise, wie die Platinfunde auf reines Platin verarbeitet werden, gleichen in manchen ihrer Stadien sehr der Goldgewinnung. Auch hier findet zuerst ein Waschen respektive Schlämmen des platinführenden Sandes statt, wobei in ähnlicher Weise wie beim Golde zunächst eine Trübe hergestellt wird, die auf hölzeruen Waschrinnen zur Verarbeitung kommt. Hierbei findet auch eine Trennung des leichteren Goldes vom schwereren Platin statt. Nach der Beendigung des Wasch- respektive Schlämmprozesses

bleibt aus der Trübe das Platin in Form von Körnern zurück. Diese Körner stellen kein reines Platin dar. Einesteils enthalten sie noch, teils mechanisch beigemengt» Gold und Magneteisenerz, anderseits ist das, was man als Platin bezeichnet, eigentlich kein solches, sondern eine Legierung desselben mit einer weiteren Reihe von Metallen, die gewöhnlich unter dem Sammelnamen „Begleitmetalle" des Platins zusammengefaßt werden, da sie immer mit ihm in Gemeinsamkeit vorkommen. Diese Metalle sind das Iridium, das Osmium, das Rhodium, das Palladium und das Ruthenium. Es handelt sich nun darum, das Platin von seinen Begleitmetallen, die zum Teil selbst sehr wertvoll sind, sowie vom Golde zu trennen. Zu diesem Zwecke wird das Platinerz zunächst in Königswasser aufgelöst; dann wird ans der mehrmals eingedampften und wieder aufgenommenen Lösung durch Salmiak das Platin in Form von Platinschwamm ausgefüllt. Der Schwamm wird zu Kugeln gepreßt, geglüht und gewalzt oder direkt im Knallgasgebläse eingeschmolzen. Nach der Abscheidung des Platins werden aus der zurückbleibenden Lauge die Begleitmetalle ausgefällt. Auch der Weg der Elektrolyse steht in manchen deutschen und nordamerikanischen Platinrafsinerien in Anwendung, um eine Scheidung der verschiedenen edlen Metalle herbeizuführen.

Das Platin findet wegen seiner außerordentlich wertvollen Eigenschaften eine sehr mannigfaltige Verwendung in Wissenschaft, Industrie und Technik. Für wissenschaftliche Zwecke werden zahlreiche Apparate daraus hergestellt, die bestimmt sind, hohe Temperaturen auszuhalten, denn das Platin schmilzt erst bei 1769 Grad. Es hat die Eigenschaft, sich mit Kohlenstoff zu einer Legierung zu verbinden, und deshalb muß man sich hüten, Platingerätschaften in rußigen Flammen zu erhitzen, da sie hierdurch sehr rasch zerstört werden. Ebenso ist auch die Verwendung von Königswasser in Platingefäßen zu vermeiden. Wegen seiner außerordentlichen Beständigkeit gegen atmosphärische Einflüsse stellt man aus Platin feine Gewichte her. Das Normalmeter, das im „Bureau des longitudes“ zu Paris aufbewahrt wird und auf das alle Staaten, die metrisches Maß- und Gewichtsystem eingeführt haben, ihre Vergleichsmaßstäbe beziehen, besteht aus einer Legierung von Platin und Iridium. In der Technik dient das Platin zum Konzentrieren starker Säuren, die jedes andere Metall angreifen würden; so benutzt man in der Schwesel-säureindustrie große, sehr kostbare Platinschalen, um hochkonzentrierte Säure herzustellen. Eine wichtige Rolle spielt es in der Beleuchtungsindustrie, wo die ersten Glühlampen feine Platindrähte enthielten. Jetzt wird noch die Zuführung zum Kohlenfadenbügel aus Platin hergestellt. Die Gasselbstzünder bestehen aus Platinschwamm, dessen bereits von Döbereiner entdeckte Eigenschaft, den Sauerstoff in seinen Poren aufzuspeichern, dazu verwendet wird, um das aus dem Brenner ausströmende Gas zur Entzündung zu bringen. Im Juweliergewerbe wird gleichfalls Platin sehr vielfach verwendet.

Auch die Begleitmetalle des Platins finden in ähnlicher Weise wie dieses selbst Verwendung, vor allem das Iridium, das noch schwerer schmelzbar ist

als das Platin, und das Osmium, das in neuester Zeit zur Herstellung von Metallfadenlampen, der Osmium- und Osramlampen, eine große industrielle Bedeutung erlangt hat. Der Preis des Platins und seiner Begleitmetalle ist infolge der verhältnismäßig geringen Produktion und des anderseits ständig wachsenden Bedarfs im Laufe der letzten Jahre ganz außerordentlich angestiegen.

Quecksilber.

In den ältesten Quellen, nämlich in den altägyptischen Inschriften, in der Bibel, in der Ilias und Odyssee u. s. w. ist das Quecksilber nicht erwähnt, doch kannte man damals zweifellos schon seine Verbindungen, vor allem den Zinnober, der als Farbe und Schminke verwendet wurde. Die ältesten Nachrichten über das Quecksilber stammen etwa aus dem Jahre 300 vor Christi Geburt, die über den Zinnober sind noch älter. Schon in diesen alten Nachrichten wird durch den Namen aus die Eigenart des Quecksilbers hingewiesen. Griechisch wird es als uSpäp-ppo?, also als Wassersilber bezeichnet, das heißt als ein Körper, der die Farbe und das ungefähre Gewicht des Silbers mit den Eigenschaften des Wassers verbindet. Die Römer nannten e§ „Argentum vivum“, das heißt lebhaftes Silber, während der deutsche Name Quecksilber aus Quicksilber entstanden ist, also gleichfalls frisches, lebhaftes Silber bedeutet.

Es ist wahrscheinlich, daß man zuerst in Spanien Zinnober gewann und daß man hierbei das Quecksilber kennen lernte, das sich dort gediegen vorfindet. Nicht ausgeschlossen erscheint auch die Wahrscheinlichkeit, daß man durch verschiedene mit dem Zinnober vorgenommene Experimente die Gewinnung des Quecksilbers aus diesem lernte — doch das sind alles nur Vermutungen. Die ersten bestimmten Beschreibungen von einer Quecksilberdarstellung, die freilich auch noch recht mangelhaft sind, rühren von Dioskorides und Vitruv her. Aus ihnen geht hervor, daß man das Quecksilber durch Glühen von Zinnober gewann. Daß dieses das Gold auflöst, hat man gleichfalls schon in sehr früher Zeit gewußt. Sieht man von dem Gebrauch des Zinnobers zu Farbe und Schminke ab, so beginnt die eigentliche Blütezeit der Verwendung des Quecksilbers im Mittelalter mit den alchimistischen Bestrebungen. Die Alchimisten nahmen an, daß das Quecksilber derjenige Teil der Körper sei, der sich in der Hitze verändert, verflüchtigt. Raymundus Lullus nennt deshalb den Weinstein vegetabiles Quecksilber. Andere Alchimisten allerdings sind wieder anderer Ansicht und so erkennt zum Beispiel Jsidorus seine metallische Eigenschaft und beschreibt es mit dem Silber zusammen. Bon Raymundus Lullus rührt die Methode her, es durch Hindurchpressen durch Leder von seinen Verunreinigungen zu befreien. Jahrhundertelang tobte der Streit, ob das Quecksilber ein Metall sei oder nicht; erst als Braune 1759 in Petersburg beobachtete, daß das Quecksilber durch Kälte fest wird, und als Cavendish 1783 diese Beobachtung bestätigte, wurde die metallische Natur des Quecksilbers leicht erkannt.

Das Quecksilber hat von jeher in der Heilkunde eine bedeutende Rolle gespielt. Schon Dioskorides erwähnt seiner als Heilpräparat, doch ging seine

Verwendung als solches verloren, als sich der berühmte Arzt Galen dagegen aussprach. Einzelne allerdings benutzten es trotzdem, so zum Beispiel Rhazes, der am Beginn des zehnten Jahrhunderts die Quecksilbersalbe erfindet, und Arnoldus Villanovanus, der richtig erkennt, daß Quecksilbersalbe Hautkrankheiten heilt, und der des weiteren feststellt, daß nach längerem Gebrauch derselben Speichelfluß eintritt. Ein lauter Streit der Ärzte erhob sich gegen Ende des siebzehnten Jahrhunderts für und gegen das Quecksilber, dem erst durch Paracelsus ein Ende gemacht wird, der entschieden für die Verwendung desselben eintrat und dessen Autorität es gelang, sogar die innerliche Anwendung des Quecksilbers durchzusetzen. Noch viel länger dauerte es, bis man über die Zusammensetzung der Quecksilberverbindungen, in erster Linie des Zinnobers, genauere Kenntnisse erlangte. Das Quecksilber selbst wurde unterdessen fleißig in der Metallurgie zur Herstellung von Metallegierungen und zur Behandlung von Metallen nach dem Amalgamationsverfahren angewendet.

Die Hauptbergwerke waren von alters her die spanischen, die im Jahre 1525 an das berühmte Geschlecht der Fugger in Augsburg übergingen, in deren Besitz sie bis 1645 blieben. In Deutschland wurde wahrscheinlich ums Jahr 1400 und zwar in Roßwalde in der Rheinpfalz ein unbedeutender Quecksilberbergbau eröffnet. Neben den spanischen Bergwerken zu Almaden nahmen hauptsächlich die zu Jdria in Krain einen außerordentlichen Aufschwung, deren Eröffnung im Jahre 1497 stattfand. Sonst sind noch die im Jahre 1848 entdeckten kalifornischen Erzlager zu nennen, die beträchtliche Mengen von Zinnober und Quecksilber liefern.

Das hauptsächlichste Mineral des Quecksilbers, das auch der Ausgangspunkt für die hüttenmännische Darstellung dieses Metalls ist, ist der Zinnober, welcher fast stets von gediegenem Quecksilber begleitet ist, das jedoch nur in sehr geringer Menge in Form einzelner Tröpfchen in das Muttergestein eingesprengt sich findet. Der Zinnober ist seiner chemischen Zusammensetzung nach Schwefelquecksilber und enthält etwa 86% Quecksilber. Um aus dem Zinnober das Quecksilber zu gewinnen, genügt ein einfaches Abrösten, das heißt ein Erhitzen an der Luft. Hierbei verwandelt sich der Schwefel des Schwefelquecksilbers in schweflige Säure, die sich verflüchtigt, während gleichzeitig das freigewordene metallische Quecksilber verdampft und sich nach dem Erkalten zu der bekannten Flüssigkeit kondensiert. Diese Methode ist schon uralt; bei ihr ist aber die Zersetzung des Zinnobers immer nur eine unvollkommene und in den oberen Teilen der Rösthaufen kondensiert sich Quecksilber, das verloren geht. Man ist deshalb fast überall von diesem Verfahren abgekommen und wendet jetzt solche an, bei denen der Zinnober in vollkommenerer Weise zersetzt wird. Dies läßt sich durch Mischen mit einem Metall oder mit sonstigen Stoffen, die sich mit dem Schwefel verbinden, erreichen. Man mischt jetzt den Zinnober entweder mit Eisen oder mit gebranntem Kalk, die beide entschwefelnd auf ihn wirken, indem sich Schwefeleisen oder Schwefelkalzium bildet, während das in Freiheit gesetzte Quecksilber abdestilliert. Um die sich entwickelnden Dämpfe zu verdichten, sind an den Qfen, in denen die Zersetzung des Zinnobers statt-findet, Kondensationsvorrichtungen angebracht, die sich auch deshalb als nötig erweisen, weil die Dämpfe des Quecksilbers außerordentlich giftig sind. Trotz dieser Kondensationsvorrichtungen ist ein Verlust an Quecksilber und ein Verdampfen in die Umgebung niemals ganz zu vermeiden; es kommen daher, obschon jetzt die Kondensationsvorrichtungen mit den Ofen zusammen ein vollkommen geschlossenes System darstellen, immer noch ständige Erkrankungen der Arbeiter vor. Etwa 6°/o des Metalldampfes gehen verloren. In neueren Ofen, die jetzt in Kalifornien und Italien im Gebrauch stehen und die unter Verwendung sogenannter „Röhrenkondensatoren" arbeiten, ist der Verlust ein geringerer und beträgt nur 4 bis 5%. Das kondensierte Metall bedarf, ehe man es in den Handel bringt, noch einer besonderen Reinigung von mechanischen Verunreinigungen. Deshalb wird es einer abermaligen Destillation unterworfen und dann durch Leder hindurchgepreßt. Der Versand erfolgt in schmiedeisernen Flaschen, welche die Handelseinheit darstellen. Ihr Gewicht ist ein verschiedenes: das der spanischen Flasche beträgt 34,5 kg, die kalifornische, russische und italienische wiegt 34,7 kg, die mexikanische 34,05 kg.

Man hat auch verschiedene Methoden vorgeschlagen, um das Quecksilber aus nassem Wege, also ohne Erhitzung zu gewinnen. Bon diesen Methoden, die in hygienischer Beziehung bedeutend vorteilhafter sind als die oben beschriebene Destillationsmethode, ist jedoch bis jetzt keine im großen zur Ausführung gelangt.

Die Verwendung des Quecksilbers ist eine außerordentlich vielseitige, in erster Linie die für physikalische und meteorologische Instrumente, wie Barometer und Thermometer. Eine besondere Anwendungsart ist die zum Betriebe der Quecksilberluftpumpen, welche sich als die besten Pumpen zur Herstellung luftleerer Räume erwiesen haben und zum Beispiel in der Glüh-lampensabrikation zum Auspumpen der Birnen Verwendung finden. Bei der Quecksilberluftpumpe wird ein Gefäß vollkommen mit Quecksilber gefüllt und dann entleert. Da sich das Quecksilber außerordentlich gut den Gefäßwänden anschmiegt und jede Spur Luft verdrängt, so gelingt es auf diesem Wege, sehr hohe luftleere Räume herzustellen. Auch in der Elektrotechnik spielt es eine Rolle, indem man es in kleinen Näpfchen zum Schließen der Ströme, sowie zum Umkehren derselben benutzt. Die außerordentliche Bedeutung, die dem Quecksilber für das Hüttenwesen und zwar für die Amalgamationsprozesse zukommt, ist weiter oben schon mehrfach eingehend gewürdigt worden. Auch die Medizin bedient sich des Quecksilbers, das früher bei Darmverschlingungen sogar innerlich gegeben wurde, da man hoffte, daß es durch seine Schwere die richtige Lage der Eingeweide wieder herstellen würde. Der Arzneischatz kennt zahlreiche Quecksilberpräparate, vor allem Salben und Quecksilbersalze, darunter als die wichtigsten Sublimat und Kalomel. Auch in der Zahnheilkunde wird das Quecksilber zur Herstellung der sogenannten Amalgamplomben verwendet. Eine bedeutsame Rolle spielte es lange Zeit in der Spiegelindustrie, wo die Zinnbelegung der Spiegel unter Verwendung einer Zwischenschicht von Quecksilber auf das Spiegelglas aufgebracht wurde. Schwere Erkrankungen, denen die Arbeiter dieser Industrie ausgesetzt waren, haben dazu geführt, daß jetzt in fast allen Kulturstaaten die Fabrikation von Silberspiegeln eingeführt ist. Die Eigenschaft des Quecksilbers, sich mit verschiedenen Metallen zu Legierungen, den sogenannten Amalgamen zu verbinden, ist die Ursache seiner Verwendung in einer ganzen Anzahl weiterer Industriezweige, von denen wir hier als Beispiel nur die Feuervergoldung erwähnen wollen.

Kupfer.

Das Kupfer ist so lange bekannt, daß einzelne Forscher sogar die Behauptung aufstellen, es müsse das erste Metall gewesen sein, das der Mensch überhaupt kennen und zu bearbeiten lernte, denn die ältesten Gerätschaften aus der Bronzezeit enthalten schon Kupfer. Die Bibel berichtet, daß schon vor der Sündflut Kupfer verarbeitet wurde, daß „Tubalkain geschickt im Bearbeiten des Erzes" war, wobei unter „Erz" Kupfer gemeint ist, denn dieses führt bei den alten Völkern vielfach die Bezeichnung „Erz". Bon allen Metallen eignete es sich auch am besten, um auf einer niederen Kulturstufe stehenden Völkern als Hilfsmittel zu dienen; es läßt sich durch einfaches Erhitzen seiner über die ganze Erde verbreiteten Erze ausschmelzen und dann leicht bearbeiten, hämmern und dehnen, so daß auch primitive Werkzeuge und Hilfsmittel genügten, um ihm jede gewünschte Form zu geben.

Schon in den Pfahlbauten der Schweiz und im Norden, in Dänemark und Skandinavien finden sich Geräte aus Bronze, so daß man wohl annehmen darf, es müsse, weil in diesen Ländern Kupfererze nicht vorkommen, bereits frühe ein Handel mit diesem Metall bestanden haben, der wohl hauptsächlich von den Phöniziern unterhalten wurde. Als die spanischen Eroberer am Ende des fünfzehnten und am Beginn des sechzehnten Jahrhunderts in Westindien weiter vordrangen, da fanden sie gleichfalls bei Völkerschaften, die das Eisen noch nicht kannten, Geräte, Waffen u. s. w. aus Kupfer. Alte Inschriften auf den Pyramiden geben uns die Sicherheit, daß die Ägypter schon fünftausend Jahre vor Christi Geburt das Kupfer verwendet haben. Wie weit die Kunst, das Kupfer zu läutern, schon damals gegangen ist, mag man daraus ersehen, daß man einerseits in Ägypten Halden findet, deren Schlacken ziemlich kupfer-frei sind, und daß anderseits Schliemann in Troja Kupfergefäße ausgegraben hat, deren Feingehalt an Kupfer bis zu 99% beträgt. Auch der Name Kupfer scheint schon ein ziemlich alter zu sein. Die alten Schriften sprechen von XäXxo?, womit dasjenige Erz oder Metall gemeint ist, das auf Chalkis auf Euböa gefunden wurde und womit man anfangs sowohl das Kupfer wie das Erz bezeichnete. Später, in römischer Zeit, war der Hauptfundort für die Kupfererze die Insel Cypros und man bezeichnete das von dort kommende Metall mit dem mit Chalkos gleichbedeutenden Wort „aes“, eine Bezeichnung, die mindestens ebenso alt ist, wie die für „Chalkos". Zur näheren Kennzeichnung der Herkunft setzte man den Namen des Fundortes bei und sprach von aes cyprium, woraus dann später Cuprum und hieraus Kupfer, Copper u. s. w. geworden ist. Das einzige Volk, das nicht zuerst das Kupfer verwendete, scheinen die alten Deutschen gewesen zu sein. Trotz der vielseitigen Verwendung des Kupfers war es nach der Völkerwanderung in einzelnen Teilen Europas ziemlich verschwunden. Erst im zehnten Jahrhundert wurden die ersten Kupferbergwerke wieder eröffnet, die Bewaffnung blieb jedoch eine eiserne und die alten, vor der Völkerwanderung im Gebrauch gewesenen Bronze- und Kupferwaffen kamen nicht mehr auf.

Die vielfache Verwendung des Kupfers im Altertum mußte natürlich auch bald zu einer weitgehenden Kenntnis seiner Eigenschaften führen. Schon fünfhundert Jahre vor Christi Geburt verstand man Glasflüsse durch Zusatz von Kupfer verschiedenartig zu färben und es scheint auch, daß man schon frühe auf diese Weise künstliche oder falsche Edelsteine fabrizierte, wenigstens berichtet Diodor im ersten Jahrhundert vor Christo, daß man in den Kupferschmieden Smaragde herstellte. Alte farbige Gläser, die in neuer Zeit vielfach analysiert wurden, weisen oftmals einen Kupfergehalt auf. Die Fabrikation künstlicher Edelsteine, das heißt also gefärbter Glasflüsse, scheint ein wertvolles Geheimnis der Alchimisten gewesen zu sein. Man findet in ihren Schriften Andeutungen darüber, daß man Glas mit Kupfer grün färben könne, und Ray-mundus Lullus gibt sogar ein Rezept an, wie man unter Zusatz von Kupferlegierungen Smaragde zu fabrizieren vermöge. Auch rote Gläser hat man mit Hilfe von Kupfer herzustellen verstanden, wobei der rotfärbende Bestandteil Kupferoxydul war. Plinius schreibt von einem „blutroten" Glas und er empfiehlt den Zusatz von Eisen zum kupferhaltigen Glase, damit die schöne rote Farbe besser hervortrete. Kunckel, der Erfinder des Rubinglases, schreibt in seinem „Laboratorium Chymicum", daß man, um dem Glase eine schöne Röte zu verleihen, Kupfer und Weinstein zusetzen müsse. Als Kunckel sein Rubinglas entdeckt hatte, das unter Verwendung von Gold bereitet wurde, scheint die Kunst, Glas durch Kupfer rot zu färben, allmählich verloren gegangen zu sein. Die Mosaikkünstler Italiens allerdings verwendeten zur Herstellung ihrer roten Mosaiksteine Schlacken von den Kupferhalden. Da auch die aus dem Jahre 1679 datierende Erfindung Kunckels, Rubinglas herzustellen, verloren ging, so gab es am Ende des achtzehnten und am Beginn des neunzehnten Jahrhunderts eine Zeit, in der man die schönen Gläser, wie sie sich unter Verwendung von Kupfer und Gold herstellen lassen, überhaupt nicht mehr zu fabrizieren vermochte. Erst im Jahre 1828, als Engelhardt Methoden zur Bereitung derartiger Gläser auffand, begann man wieder Glas mit Kupferoxydul rot zu färben. Die Verfahren Kunckels wurden erst 1888 von Rauter in Ehrenfeld bei Köln wieder von neuem aufgefunden.

Auch die chemischen Eigenschaften des Kupfers hat man im Zeitalter der Alchimie in weitem Maße kennen gelernt. Es wurden eine ganze Anzahl von Lösungen dargestellt und ihre Eigenschaften erforscht, mau verstand es, dem Kupfer durch Anlaufenlassen verschiedene Färbungen zu geben und durch Erzeugung von Schwefelverbindungen dunklere Tönungen desselben hervorzubringen.

Die Verbesserung der Verkehrsverhältnisse hat in der Gegenwart dazu geführt, daß den größten Teil der Kupferproduktion gegenwärtig Rußland und Nordamerika an sich gerissen haben. Bon allem auf der Erde verarbeiteten' Kupfer liefert Rußland allein 90% und große deutsche Firmen, wie zum Beispiel die Firma Siemens & Halske, besitzen in Rußland Kupfergruben.

Große Mengen gediegenen Kupfers kommen am oberen See in Nordamerika vor, wo gewaltige Klötze von einem Gewicht bis zu 30001 (11 = 1000 kg) gefunden werden. Auch sonst findet sich gediegenes Kupfer an zahlreichen Stellen der Erde, in Europa jedoch in ziemlich geringer Menge. Das meiste Kupfer wird aus dem weitverbreiteten Mineral Kupferkies gewonnen, einer Kupfereisenschwefelverbindung, ferner aus dem Kupferglanz, dem Kupfererz, dem Malachit, der Kupferlasur, dem Rotkupfererz u. s. w.

genes Kupfer verwendete.

einfach das taube Gestein - mittels grober Werkzeuge I wegschlug und daß man dann die so gewonnenen Kupferklumpen und -adern durch Hämmern in die gewünschte Form brachte. Hierfür

jf spricht ins-jjj besondere || der Um-W stand, daß

Wie man im grauen Altertum das Kupfer aus seinen natürlichen Verbindungen durch die verschiedenartigsten Schmelz- und Läuterungsprozesse in reinem Zustande herstellte, ist uns nicht bekannt. Der Gedanke ist nicht

sich in den kupfernen

Mb. 321. Steinröstschachtofen, (-stz nat. Größe.)

der Han jj zu weisen, jjj daß man J > damals ÜSt überhaupt nur gedie-

Gegenständen aus ältester Zeit, sowie in denjenigen, die bei den Naturvölkern benutzt wurden, immer noch kleine Silberteilchen eingeschlossen finden, die bei einem Schmelzprozesse mit dem Kupfer zu einer Legierung hätten zusammenschmelzen müssen.

Einen Begriff von den ersten primitiven Schmelzmethoden bekommen wir, wenn wir die Art und Weise betrachten, wie in einzelnen entlegenen Gegenden Kupfererze ausgeschmolzeu werden. In Indien zum Beispiel wird das Erz noch heute roh gepocht und dann mit Kuhmist zu Briketts geformt. Diese werden an der Sonne getrocknet und in kleinen Öfen unter Luftzutritt, der unter Verwendung von Blasebälgen möglichst inteüsiv gemacht wird, eingeschmolzen. Nach etwa zwölf Stunden ist das Metall ausgeflossen, das freilich noch sehr unrein ist. Man bläst dann so lange Luft zu, bis sich die meisten Verunreinigungen oxydiert haben und auf dem geschmolzenen Kupfer einen Schaum bilden, der abgeschöpft wird.

Die meisten und wichtigsten Erze des Kupfers enthalten Schwefel und außerdem noch Arsen, Antimon und sonstige begleitende Bestandteile. Die große

Verwandtschaft des Kupfers zum Schwefel macht es unmöglich, das Kupfer etwa in der Weise zu gewinnen, daß man den Schwefel einfach während des Schmelzprozesses an ein anderes Element bindet: man muß ihn, ebenso wie bei der Verwendung schwefelhaltiger Eisenerze, zunächst in einem Röstprozeß zum größten Teil entfernen. Bei diesem Röstprozeß (Abb. 322) verflüchtigen sich auch das Arsen und das Antimon in Form von Oxyden. Erze, die das Kupfer an Kohlensäure gebunden enthalten oder die sonstige kohlensäurehaltige Bestandteile führen, werden durch bett Röstprozeß von der Kohlensäure befreit, die in gasförmiger Form als Kohlendioxyd entweicht. Bei richtiger Röstung bleibt ein Röstgut zurück, das noch einen Teil des Schwefels und Eisens, sowie Bestandteile der Gangart und verschiedene Oxyde und schwefelsaure Salze enthält. Um diese Bestandteile zu entfernen, schließt sich nunmehr ein reduzierendes Schmelzen, das Erz- oder Rohschmelzen, an, bei dem schlackenbildende Zuschlüge Verwendung finden.

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Abb. 322. Nöstanlage für Kupfererz.

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Das Kupfer verbindet sich mit dem noch im Röstgut vorhandenen Schwefel und bildet damit eine Verbindung, das sogenannte Kuprosulfid. Es entsteht der sogenannte „Rohstein", der neben diesem Kuprosulfid noch Schwefeleisen enthält. Um das in dem „Rohstein" enthaltene Kupfer und Eisen zu scheiden, erfolgt ein zweites Rösten und reduzierendes Schmelzen, das je nach Bedarf wiederholt wird.

Abb. 323. Konverter älteren Systems zum Verblasen von Kupserstein.

Man erhält auf diese Weise den Konzentrations- oder Spurstein, der dann durch Röstung und

Reduktion auf Schwarzkupfer verarbeitet wird. Das Schwarzkupfer wird durch einen Raffinierungsprozeß in reines Kupfer übergeführt.

Man verwendet sowohl zum Rösten wie zum Behandeln des Kupfersteins teils Schachtöfen (Abb. 321), teils Flammöfen der verschiedenartigsten Konstruktionen. Ganz besonders hat sich das Verblasen des Kupfersteins in der Bessemerbirne bewährt, das zuerst im Jahre 1880 durch Manhes eingeführt wurde. Diese Birne (2166.323) unterscheidet sich von der in der Stahlbessemerei verwendeten dadurch, daß die zur Einführung der Gebläseluft dienenden Düsen nicht am Boden liegen, sondern seitwärts auf der einen Seite. Die eingeblasene Luft oxydiert die Sulfide und man erhält ein Schwarzkupfer von vorzüglicher Qualität.

Um reines Kupfer zu erhalten, verwendet man am besten den elektrolytischen Prozeß. Das durch ihn gewonnene sogenannte „Elektrolytkupfer" zeichnet sich durch ein besonders gutes Leitvermögen für die Elektrizität aus. Es gibt eine ganze Anzahl Verfahren zur Elektrolyse von Rohkupfer, respektive Kupferstein, die in der Hauptsache darauf beruhen, daß in mit Blei ausgelegten Holzbottichen dünne Bleche aus Feinkupfer den Strom ableiten. Der zu raffinierende Kupferstein, respektive das Rohkupfer, wird als Stromzuleitung, als sogenannte „Anode" a in Abb. 324 in die Lauge, mit der die Bottiche H gefüllt sind, eingehängt. Je nach Bedarf wird während des Durchganges des Stromes Luft durch die Bäder hindurchgeblasen, um die Lauge in ständiger Bewegung zu erhalten. Die Llnode löst sich allmählich und das in ihr enthaltene Kupfer schlägt sich an der „Kathode" k, den Blechen aus Feinkupfer, als Elektrolytkupfer nieder. Man hat sich auch vielfach bemüht, das Kupfer

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aus elektrolytischem Wege abzuscheiden, doch sind diese Bemühungen bis jetzt von einem durchschlagenden Erfolge nicht gekrönt gewesen.

Abb. 324. Kupferelektrolysierzelle mit sämtlichen Elektroden und mit Laugenzirkulationsvorrichtung.

Unter den Eigenschaften des Kupfers ist zunächst seine schöne rote Farbe anzuführen, große Politurfähig-

feit und ziemliche Beständigkeit gegenüber den atmosphärischen Einflüssen. Das Kupfer besitzt auch einen schönen Klang, sowie große Härte und Festigkeit und läßt sich dabei zu sehr feinen Drähten und Blechen verarbeiten. Beim Erhitzen nimmt es schöne Anlauffarben an, beim Glühen wird es schwarz, bei Behandeln mit Säure grünlich, beim Behandeln mit Schwefelverbindungen bräunlich bis schwarz, so daß es sich in verschiedenartigster Weise färben läßt, was ihm einen außerordentlichen Wert für Herstellung von galvanoplastischen Waren, Bronzen, Schmuckgegenständen, Dekorationsstücken u. s. w. verleiht. Eine Eigenschaft, die ihm mangelt, ist die Gußfähigkeit und es müssen daher alle Gegenstände aus Kupfer entweder durch Treibarbeit oder durch Pressen, Stanzen, sowie auf galvanoplastischeni Wege hergestellt werden.

Ebenso wertvoll wie das Kupfer selbst sind seine verschiedenen Legierungen. Es legiert sich mit den meisten Metallen, insbesondere mit Zink, Nickel, Silber, Gold u. s. w. Die Gold- und Silbermünzen enthalten 10% Kupfer und die deutschen „Nickelmünzen" nicht weniger als 75% davon. Die Legierung mit Zink ist das Messing, das je nach seinem Gehalt an Kupfer als Tombak, Rotguß, Gelbguß und Weißguß bezeichnet wird; die Legierungen mit Zinn und eventuell noch weiteren Metallen nennt man „Bronzen". Beide lassen sich in ähnlicher Weise wie das Gold zu äußerst dünnen Blättchen aus-schlagen, dem sogenannten „unechten Blattgold". Weißmetall ist eine Zinn-kupserlegierung, bei der das Zinn vorherrscht.

Von der Geschützgießerei bis zur Galvanoplastik, von der Elektrotechnik bis zum Kunstgewerbe, überall wird das Kupfer gebraucht und es gibt nur noch ein Metall, das ihm in der Vielseitigkeit der Verwendung überlegen ist, das Eisen.

Blei.

Schon in alten Zeiten war das Blei ein vielfach verwendetes Metall, mit dem ein lebhafter Handel getrieben wurde. Freilich scheint sich sein Gebrauch erst allmählich eingebürgert zu haben, denn man kann deutlich verfolgen, wie sich der bei den ältesten Völkern des Orients, sowie bei den Ägyptern nach geringem Verbrauch allmählich steigerte, um zur Zeit von Christi Geburt eine außerordentliche Ausdehnung zu erreichen. Aus Kypri-anka, wo in den dortigen Bleibergwerken nicht nur das Blei gewonnen, sondern auch die Bleischlacken nochmals ausgeschmolzen wurden, sind heute noch etwa zwei Millionen Tonnen Schlacken aus altrömischer Zeit vorhanden. Das Gewicht des abgefallenen Gesteins beläuft sich auf über hundert Millionen Tonnen und nicht weniger als etwa vierzig Millionen Tonnen wiegen noch vorhandene Pfeiler, die zur Stütze der Gruben gedient haben. Diese Zahlen sprechen deutlich für die Größe des Verbrauchs an Blei im Altertum, der alle möglichen Gegenstände umfaßte.

Man machte aus Blei schon frühzeitig Wasserleitungsröhren in der Weise, daß man Bleibleche zusammenbog und ineinandersalzte; später wurden diese Röhren gelötet. Ferner gab es Münzen und Medaillen, sowie Siegel aus Blei; wie früher bei uns, bis seine Verwendung hierzu verboten wurde, so hat man auch bei den alten Römern Kinderspielsachen aus Blei gegossen. Ebenso war das Geschoß, das der Schleuderer im Kampfe benutzte, aus Blei. Man verwendete dieses Metall ferner, genau wie bei uns, dazu, um Verankerungen von Bauwerken durch Ausgießen in den Steinen zu befestigen; ja, die Ähnlichkeit der. Anwendung ging sogar so weit, daß man, ebenso wie jetzt, an den Angelschnüren kleine Bleigewichte anbrachte. Zahlreiche Gegenstände des täglichen Hausgebrauchs wurden aus Blei gemacht: Schüsseln und Fässer und Blätter von Notizbüchern, die gleichfalls, soweit sie nicht aus Wachs hergestellt waren, aus Blei gefertigt wurden, in das man dann die Notizen eingravierte. Auch die Verbindungen des Bleis waren bekannt: die Mennige als Schminke, das Bleiweiß gleichfalls als solche, sowie als Heilmittel und Malerfarbe u. s. w. Es wurde bereits beim Kupfer darauf hingewiesen, daß man bei den Römern zwischen Blei und Zinn nicht scharf unterschied, wenigstens bezeichnete man beide mit demselben Namen als „plumbum“ und als „stannum“ und deshalb läßt sich heute aus den alten Schriften nicht mehr genau feststellen, welches Metall in bestimmten Fällen gemeint ist. Auch bei den Alchimisten spielte das Blei eine gewaltige Rolle. Es besitzt ein sehr hohes Gewicht und dies führte zu der Vermutung, daß es mit dem gleichfalls sehr schweren Golde in nahen Beziehungen stehen müsse und daß es nur geringer Umwandlungen bedürfe, um daraus Gold zu machen. Sein niedriger Schmelzpunkt, der es für Operationen aller möglichen Art sehr geeignet machte, war den Alchimisten gleichfalls sehr erwünscht und so finden wir dann das Blei unter den Hilfsmitteln alchimistischer Tätigkeit an hervorragender Stelle. Die Kenntnis, die die Alchimisten von seinen Eigenschaften erlangten, wurde nicht immer in guter Weise ausgenutzt. Der sogenannte „Bleizucker", eine Verbindung des Bleis mit Essigsäure, diente wegen seines süßen Geschmackes schon frühe dazu, um saure Weine zu „verbessern". Schon bei den Römern verwandte man mit Vorliebe zur Weinbehandlung bleierne Gefäße und um die Wende des sechzehnten Jahrhunderts wurde es ein allgemeiner Gebrauch, mehrere Pfund Blei in die Weinfässer zu legen, um den Geschmack zu versüßen. Später setzte man direkt Bleiglätte zu.

Die Bleibergwerke sind über die ganze Welt verbreitet, die ersten deutschen Gruben sind schon von den Römern betrieben worden. Sie verfielen wie der ganze deutsche Bergbau infolge der Völkerwanderung, wurden jedoch sehr früh, zum Teil schon im siebenten Jahrhundert, wieder aufgenommen. Zu ihrer Ausbeutung mag nicht nur der Bedarf an Blei selbst, sondern auch der Umstand wesentlich mit beigetragen haben, daß viele Fundstätten des Bleis zugleich solche des Silbers sind. Bleierze gibt es in Hülle und Fülle, wenn man als solche alle diejenigen Mineralien bezeichnet, in denen Blei vorkommt. Von ihnen sind aber nur sehr wenige zur Gewinnung des Bleis geeignet und unter diesen wenigen ist das wichtigste der Bl ei glanz, jenes Mineral, das vielfach auch silberhaltig ist. Der Bleiglanz ist eine Verbindung von Blei mit Schwefel und enthält 86,6% Blei und 13,4% Schwefel. Er ist leicht zu erkennen, da er eine dem Blei ähnliche, dunkelgraue, ins Schwärz-

liche spielende Farbe besitzt, stark glänzt und in sehr schönen und oft sehr großen Würfeln kristallisiert.

Von den weiteren zur Gewinnung des Bleis geeigneten Mineralien kommen nur noch zwei in Betracht, nämlich das Bleivitriolerz oder schwefelsaure Blei, das durch die Verwitterung des Bleiglanzes entsteht und sich überall da findet, wo dieser vorkommt, und des weiteren das Weißbleierz oder der Cemssit, das kohlensaure Blei, welches gleichfalls ein Zersetzungsprodukt des Bleiglanzes darstellt. Diese beiden Mineralien sind jedoch gegenüber dem Bleiglanz, wenigstens in Deutschland, von untergeordneter Bedeutung. Neben diesen Erzen wird auch die bei verschiedenen Hüttenprozessen abfallende Bleiglätte noch auf Blei verarbeitet.

Die Gewinnung des Bleis aus seinen Erzen, in erster Linie aus dem Bleiglanz, ist ein ziemlich kompliziertes Verfahren, das sich in Bezug auf Mannigfaltigkeit der bei ihm vorzunehmenden Prozesse den Gewinnungsmethoden des Kupfers an die Seite stellt, weil das Blei fast stets gemengt mit zahlreichen anderen, oft sehr wertvollen Metallen sich vorfindet. Man geht in der Weise vor, daß man, ähnlich wie man beim Kupfer aus dem Erz erst ein Zwischenprodukt, den Kupserstein, herstellt, so auch hier zuerst ein unreines Blei, das sogenannte „Werkblei" gewinnt, welches noch mit Gold, Silber, Kupfer und sonstigen Metallen vermengt ist.

Dieses Werkblei wird nach zwei Methoden erhalten, nämlich durch die Niederschlagsarbeit und durch die Röstarbeit.

Die zur Gewinnung des Werkbleis dienende Niederschlagsarbeit besteht darin, daß der Bleiglanz unter Zusatz von Eisen einer Schmelzung unterworfen wird. Hierbei verbindet sich der Schwefel mit dem Eisen zu Schwefeleisen und das Blei wird in Form von Werkblei frei. Zur Ausführung des Prozesses dienen jetzt meist hohe Schachtöfen, wobei passende Zusätze beigegeben werden, um die Bildung einer Schlacke herbeizuführen.

Da das Werkblei durch Röstarbeit gewonnen wird, kann man zwei Methoden unterscheiden: die sogenannte Röstreaktion und die Röstreduktion. Bei der ersteren werden die Erze nur teilweise geröstet, wobei das Schwefelblei teils in Bleioxyd und teils in schwefelsaures Blei übergeht. Wenn man diese beiden bei höherer Temperatur dann aufeinander einwirken läßt, so bildet sich Blei, während der Schwefel in Form der flüchtigen schwefligen Säure entweicht. Bei der Röstreduktion hingegen wird einfach bei Luftzutritt geröstet, wobei der Schwefel als schweflige Säure sofort ganz entweicht, während sich das Blei mit dem Sauerstoff der Luft zu Bleioxyd verbindet; dieses wird dann mit Kohle zu Werkblei reduziert.

Zu den noch im Werkblei enthaltenen Metallen gehören vor allem das Silber, ferner Eisen, Zink und manchmal auch Nickel. Als weitere darin enthaltene Stoffe sind zu erwähnen: Arsen und Antimon, das das Blei hart macht, sowie Kupfer, das, wenn es nicht vollständig entfernt wird, die Schönheit der Bleifarben, also zum Beispiel des Bleiweißes, der Mennige u. s. w., sehr beeinträchtigt. Ebenso werden auch die Bleigläser, aus denen sogar künst-

Siegeslauf der Technik. I.

liche Edelsteine und künstliche Brillanten gemacht werden, trübe und unschön, wenn das zu ihrer Herstellung verwendete Metall noch Kupfer enthält. Im allgemeinen geht man jetzt in der Weise vor, daß man das Werkblei zunächst abtreibt, das heißt in großen Flammöfen erhitzt, während die Luft darüber wegstreicht. Hierbei verwandelt es sich in Bleioxyd, in die sogenannte Bleiglätte, auch kurzweg Glätte genannt, während die edleren Metalle der Oxydation widerstehen. Die Bleiglätte läßt man abfließen und sie wird dann entweder geglüht, wobei sich in ihr enthaltene Oxyde des Antimons oder Arsens verflüchtigen, oder sie wird mit Kohle niedergeschmolzen, wobei sich unter Bildung von Kohlenoxyd und Kohlensäure Blei abscheidet. Diesen letzteren Prozeß des reduzierenden Schmelzens mit Kohle nennt man „Glättfrischen" und das erhaltene Produkt „Frischblei".

Diese Prozesse sind umständlich und kostspielig. Man hat deshalb schon früh versucht, den elektrischen Strom zur Bleigewinnung nutzbar zu machen, und zwar wollte man zuerst den Bleiglanz direkt in Blei umwandeln. Die Versuche sind jedoch insofern nicht erfolgreich gewesen, als es bisher nicht gelungen ist, aus Bleiglanz auf elektrochemischem Wege durch einen direkten Prozeß Blei zu erhalten. Hingegen ist ein anderer Erfolg zu verzeichnen, der darin besteht, daß man nach einem von Salom erfundenen Verfahren aus dem Bleiglanz mit Hilfe der Elektrizität wenigstens technisch wertvolle Bleiverbindungen darzustellen vermag, in erster Linie Bleiglätte, Bleisuperoxyd und Mennige. Das Verfahren besteht darin, daß man zunächst elektrolytisch Wasserstoff erzeugt, diesen zur Reduktion und zur Gewinnung des Bleis verwendet und daß man dann hieraus die genannten Produkte darstellt. Auch aus dem Werkblei vermochte man trotz vielfacher Versuche, die bereits im Jahre 1854 durch Becquerel begonnen und seitdem ununterbrochen fortgesetzt wurden, auf elektrischem Wege niemals Blei zu gewinnen, bis es im Jahre 1905 dem amerikanischen Elektrometallurgen Betts gelang, durch Auflösen des Werkbleis in Kieselflußsäure nicht nur eine Raffination desselben auf Blei mit Hilfe des elektrischen Stromes, sondern auch eine sehr vollständige Trennung von allen übrigen Metallen zu erzielen.

Das Blei besitzt auf frischen Schnittflächen eine weiße Farbe, die sich jedoch ebenso wie der Glanz bald verliert. Das „Anlaufen" des Bleis an der Luft wird der Bildung eines eigenartigen Suboxyds zugeschrieben. Blei wird von reinem Wasser nicht angegriffen, geht aber bei Gegenwart von Kohlensäure und Wasser in kohlensaures Blei über. In Salpetersäure löst es sich leicht, in Salzsäure und Schwefelsäure nur außerordentlich schwer. Diese letztere Eigenschaft ist es, die es zu einem wichtigen Faktor in der Schwefelsäurefabrikation macht, wo man die großen Räume, in denen die Bildung der Säure vor sich geht, die sogenannten „Bleikammern" vollkommen mit Bleiplatten ausschlägt. Da es leicht schmilzt, lassen sich diese Platten ohne jedes Lötmittel einfach zusammenschweißen. Auch zum Eindampfen der Schwefelsäure werden bleierne Pfannen verwendet, in denen die Verdampfung bis zu einem gewissen Konzentrationsgrad fortgesetzt wird; da stark konzentrierte

Säure das Blei angreift, so wird die Säure dann zur vollständigen Beendigung der Konzentration in Platinpfannen übergeführt.

In der Elektrotechnik spielt das Blei gleichfalls eine große Rolle, ist es doch das Material, aus dem die Akkumulatorenplatten hergestellt werden, die aus einem Bleigerüst bestehen, das mit Bleiverbindungen bedeckt ist (siehe das Kapitel Elektromotoren). Alle Versuche, leichte Akkumulatoren herzustellen, das heißt solche, bei denen das Blei durch andere, leichtere Metalle ersetzt ist, haben bisher, wenngleich immer wieder diesbezügliche Mitteilungen durch die Presse gehen, zu einem durchschlagenden Erfolge nicht geführt.

Es gibt eine ganze Anzahl von Bleiverbindungen, die als Maler- und Anstreichfarben verwendet werden, darunter das Bleiweiß, die Mennige (rot), das Chromgelb (chromsaures Blei) u. s. w. Das essigsaure Blei wird in der Medizin als Goulardsches Wasser zur Herstellung kühlender Umschläge angewendet. In der Glastechnik wird das Blei nicht nur zur Herstellung künstlicher Edelsteine, sondern auch zur Fabrikation optischer Linsen für Mikroskope und Fernrohre verwendet, da bleihaltige Gläser sich durch ein besonders großes Lichtbrechungsvermögen auszeichnen. Auch die stark glänzenden Glasuren auf Töpferwaren sind unter Verwendung von Blei gewonnen, die Verwendung derartiger bleihaltiger Geschirre ist jedoch durch Reichsgesetz untersagt.

Das gewöhnliche Blei ist sehr weich. Für gewisse Zwecke, insbesondere zur Herstellung der modernen Geschosse für Jnfanteriegewehre, ferner für Buchdruckerlettern u. s. w. ist es notwendig, ein härteres Blei zu verwenden. Dieses technisch sehr wertvolle und nützliche „Hartblei" läßt sich ohne viele Mühe durch einen Zusatz von Antimon oder Wismut zum Blei herstellen.

Zinn.

Sowohl in der Bibel, wo ein Wort „Bedil" vorkommt, das als Zinn gedeutet wird, wie in den ältesten Überlieferungen der Griechen, wo von xaaoiTepo? die Rede ist, wie auch in den ältesten Schriften der Römer finden sich Ausdrücke, die von manchem als „Zinn" angesprochen werden, bezüglich deren aber andere wieder der Ansicht sind, daß ein anderes Metall, nämlich das Blei, gemeint sei. Ausgeschlossen ist es jedoch nicht, daß man das Zinn schon früh kannte, denn da, wo es sich findet, ist es auch leicht zu erhalten, so daß nur ein ziemlich niedriger Kulturzustand dazu gehörte, um seinen Wert zu erkennen und es sich dienstbar zu machen. Hexodot spricht von den Zinn-inseln, den „Kassiteriden", und auch Plinius schreibt, daß das Zinn teurer sei als Blei und daß es aus den Kassiteriden im Atlantischen Ozean geholt werde. Was nun unter den „Kassiteriden" oder den Zinninseln zu verstehen ist, darüber ist man sich gleichfalls noch nicht einig. Tatsache ist, daß die Phönizier das Zinn von den britischen Inseln holten und damit einen lebhaften Handel trieben; auch die erwähnte Stelle im Plinius, daß die Kassiteriden im Atlantischen Ozean lägen, deutet auf Großbritannien hin. Andere aber wollen aus der indischen Bezeichnung für das Zinn, „Kastira" oder „Kasdir", schließen, daß die Zinninseln in Indien gelegen haben. Allmählich begann sowohl aus

Indien wie aus Großbritannien ein regelmäßiger Handel mit Zinn, dem sich später ein solcher mit den Produkten der spanischen Zinnbergwerke anschloß. Dieser Zinnbergbau Spaniens ging zur Zeit des Eindringens der Mauren unter; seine Spuren finden sich aber noch heute.

Die Verhältnisse der Zinngewinnung, wie wir sie im Altertum finden, sind int großen und ganzen bis auf den heutigen Tag dieselben geblieben. Die Hauptproduzenten für das Zinn sind England, respektive Cornwall (2166. 325 und 326) und Indien. Das, was aus anderen Ländern kommt, ist unbedeutend. In Deutschland wird nur sehr wenig Zinn gewonnen, obschon man jetzt zum Beispiel in Hamburg überseeische Erze zu verhütten beginnt. Im allgemeinen herrscht gegenwärtig ein großer Mangel an Zinn, und man sucht auf der ganzen Welt nach neuen Lagern dieses Metalles. Man hat auch in Australien solche entdeckt, die jedoch für die Weltproduktion vorerst nicht in Betracht kommen. Der große Mangel an Zinn hat dazu geführt, daß das Metall auch aus Weißblechabfällen und alten Konservenbüchsen wiedergewonnen wird, eine Industrie, die in Deutschland und England in Blüte steht.

Die Darstellung des Zinns erfolgt ausschließlich aus dem Zinnstein, dem

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Zinndioxyd, das sich entweder als „Werkzinnerz" an seinen , ursprünglichen Lagerstätten oder als „Seifenzinn" an sekundären Lagern, an denen angeschwemmt wurde, findet.

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Um aus diesem Zinnstein Zinn zu gewinnen, muß dieser umständlichen Aufbereitversahren unterworfen werden, die den Zweck haben, den Gehalt an Metall zu erhöhen und einen Teil der schädlichen Begleitstoffe zu entfernen. Die übrige Arbeit ist ziemlich einfacher Natur: der angereicherte Zinnstein wird mit Kohle einem reduzierenden

3166.325. 600 Meter unter Tage in einem Zinnbergwerk von Cornwall. Niederschmelzen UN-

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Abb. 326. Vorsichtiger Gesteinsausbruch in einem Zinnbergwerk von Cornwall.

terworfen, wozu man in Deutschland hauptsächlich Schachtöfen, in England hingegen Flammöfen verwendet und wobei man schlackenbildende Zusätze beigibt. Man erhält so das sogenannte Rohzinn, das noch einmal einem besonderen Reinigungsverfahren unterworfen wird.

In Deutschland werden gegenwärtig in einem Jahre 30 000 bis 40 000 Weißblechabfälle, also Schnitzel aus Klempnereien, Stanzereien, Blechwarenfabriken, sowie Konservendosen u. s. w. auf Wiedergewinnung des Zinns verarbeitet und daraus 900 bis 1000 t Zinn wiedergewonnen. Das Verfahren ist ein rein elektrolytisches und beruht auf der Tatsache, daß sich das Zinn in Natronlösung unter Einwirkung des elektrischen Stromes zu Zinnoxydhydrat oxydiert, welches dann von dem überschüssigen Alkali zu zinnsaurem Natron gelöst wird. Der durch diese Lösung hindurchgehende elektrische Strom scheidet das Zinn an der Kathode elektrolytisch ab, während das Eisen mit den mechanischen Verunreinigungen zurückbleibt. Das abgeschiedene Zinn ist noch schwammig und wird eingeschmolzen. Das entzinnte Weißblech, das sogenannte „Schwarzblech", ist ein sehr wertvolles Produkt und wird an Hüttenwerke verkauft, die daraus verschiedene Eisen- und Stahlsorten herstellen.

Das Zinn zeichnet sich durch seine schöne Farbe aus, infolge deren es schon früh zur Herstellung von Münzen und Schmuckgegenständen verwendet wurde. Im Mittelalter und bis herab zu unserer Zeit bildete es ein wertvolles Material zur Herstellung von Gerätschaften für den Haushalt, wie zum Beispiel von Tellern, Schüsseln, Bechern, Kannen u. s. w. Das moderne Zinn kann dem alten nicht an die Seite gestellt werden. Altes Zinn zeichnet sich dadurch aus, daß es umso heller und glänzender wird, je öfter man es reinigt. Viele alte

Zinngefäße besitzen den Glanz und die Schönheit des Silbers. Das Zinn besteht aus einzelnen mikroskopisch kleinen Kriställchen. Hiervon kann man sich überzeugen, wenn man eine Zinnstange oder einen Gegenstand aus Zinn zu biegen versucht. Daun reiben sich die Kriställchen mit eigenartigem Geräusch aneinander, es wird das sogenannte „Zinngeschrei" hörbar. Das Zinn läßt sich walzen? ausschlagen und gießen, es ist beständig gegen Luft und Wasser. Mit anderen Metallen bildet es sehr schöne Legierungen, zum Beispiel die Bronzen. Von diesen Legierungen werden manche, wie zum Beispiel das Britanniametall, zu Luxusgegenständen sowie zur Herstellung von Löffeln, Gabeln u. s. w. verarbeitet; andere wieder, wie zum Beispiel das Weißmetall, dienen in der Techrük zur Herstellung von Lagern für Maschinenteile u. s. w. Viele Metalle lassen sich verzinnen, was dadurch geschieht, daß man sie erhitzt und geschmolzenes Zinn mit Hilfe von weichen Lappen oder Putzwolle auf ihrer Oberfläche verreibt, das darauf haften bleibt. In der Hauptsache verzinnt man kupferne Gefäße, was bereits zu den Zeiten des Plinius bekannt war, und Eisen.

Zink.

Sehen wir von unverbürgten Überlieferungen ab, so beginnt die Geschichte des Zinks als Metall im sechzehnten Jahrhundert, wo die ersten Werke zu seiner Gewinnung bei Goslar angelegt wurden. Damals war es auch, wo einzelne holländische Schiffe das Metall aus China und Indien brachten, um es an die Alchimisten zu verkaufen, die gerne dessen Abnehmer waren, verband es sich doch mit dem Kupfer zu einer Art von neuem Metall, das dem Golde außerordentlich ähnlich sah.

Schon lange ehe man das Zink selbst darzustellen lernte, bediente man sich seiner, allerdings vollkommen unbewußt. Der spanische Galmei wurde schon zur Zeit des Aristoteles verwendet, um das Kupfer goldähulich zu färben, das heißt, in die Sprache unserer Zeit übersetzt, um daraus Messing zu gewinnen, das eine Legierung von Kupfer und Zink ist. Dieser unbewußte Gebrauch des Zinks zur Herstellung von Messing hat sich durch die Jahrhunderte hindurch erhalten und später begann man auch Zinkvitriol zu gewinnen — immer ohne bei den mannigfachen zur Darstellung dieser beiden Produkte nötigen Operationen das Zink selbst zu entdecken. Erst 1716 wies der Alchimist Kunkel darauf hin, daß das Zink ein im Galmei enthaltenes Metall sein müsse, das das Kupfer in Messing verwandelt. Nahezu hundertundsünfzig Jahre lang war eine Anlage bei Goslar, die durch Erasmus Ebner aus Nürnberg geschaffen wurde, das einzige Werk, wo man in Deutschland Zink in geringen Mengen gewann. 1725 wurde dann in Europa die erste größere Anlage zur Gewinnung von Zink durch Henkel eingerichtet und etwa fünf Jahre später setzte auch in England die Fabrikation ein, wo Isaak Lawson die erste Zinkhütte errichtete. Die Methode, nach der die Anlage arbeitete, hatte ein Engländer von China herausgebracht; sie bestand in der Hauptsache im Abrösten der Zinkblende und Destillieren des Zinks. Erst im Jahre 1746 stellte der Berliner Chemiker Marggraf das Metall zum ersten Male aus

dem Galmei, dem kohlensauren Zink dar. 1809 nahm Dony ein Patent auf einen Ofen zur Verarbeitung des Galmeis auf Zink und dann setzten die Bestrebungen ein, das Zink aus diesem Mineral zu gewinnen. Diese Bestrebungen hielten bis zur Mitte des vorigen Jahrhunderts vor, wo man zur Zinkblende als Rohmaterial für die Zinkgewinnung überging. Im Jahre 1805 entdeckten die englischen Ingenieure Habson und Sylvester, daß man das sehr spröde Metall nur auf etwa 100 Grad zu erhitzen brauche, um seine Eigenschaften derart von Grund aus zu verändern, daß man es walzen kann. Damit begann eine Wertschätzung des Zinks, die eine ständig aufsteigende Entwicklung der Zinkindustrie im Gefolge hatte, eine Entwicklung, für die um die Mitte des vorigen Jahrhunderts durch den Aufschwung der Elektrizitätsindustrie eine neue Blüteperiode anbrach, brauchte man doch in fast allen galvanischen Elementen Zink und stieg doch der Bedarf an seinen Legierungen in dem Maße, wie sich die Elektrotechnik entwickelte.

Die beiden wichtigsten Mineralien, aus denen das Zink heutzutage gewonnen wird, sind die Zinkblende und der Galmei, die erstere ihrer chemischen Zusammensetzung nach Schwefelzink, der letztere kohlensaures Zink. Die hauptsächlichsten Lagerstätten der Zinkblende, an denen fast durchweg auch große Mengen von Galmei vorkommen, befinden sich in Deutschland im Harz und im Erzgebirge, sowie in Schlesien, Westfalen, Rheinland u. s. w., und diesem Umstand ist es auch zuzuschreiben, daß in Bezug auf die Zinkproduktion Deutschland unter allen Ländern der Erde an erster Stelle steht.

Außer der Zinkblende und dem Galmei kommt für die Zinkgewinnung höchstens noch das Kieselzinkerz in Betracht, das jedoch fast nur in Amerika verarbeitet wird. Bei der Darstellung des Bleis und des Kupfers, sowie des Eisens setzt sich in den Ofen, ebenso wie bei der Schweselsäurefabrikation, bei der ja bekanntlich Schwefeleisen abgeröstet wird, der sogenannte „Flugstaub" ab, auch Ofenbruch genannt, der in der Hauptsache aus Zink nebst einer Anzahl weiterer flüchtiger Metalle besteht. Auch dieser Ofenbruch stellt ein wertvolles Material zur Zinkgewinnung dar.

Um das Zink zu gewinnen, geht man in der Weise vor, daß man aus dem Rohmaterial, also aus der Zinkblende oder dem Galmei, zunächst ein Oxyd darstellt. Dieses läßt sich bei der Zinkblende durch Rösten erreichen, das allerdings unter besonderen Vorsichtsmaßregeln und in besonders konstruiertem Ofen vorgenommen werden muß, um die Bildung von Zinksulfat (Zinkvitriol) möglichst zu verhüten und um anderseits eine möglichst weitgehende Entfernung des Schwefels zu erzielen. Einfacher gestaltet sich die Überführung des Galmeis in das Oxyd, da er nur gebrannt zu werden braucht, um aus ihm die Kohlensäure zu entfernen und Zinkoxyd zu erhalten. Dieses Zinkoxyd wird dann mit Kohle gemengt und erhitzt. Hierbei bildet sich Kohlenoxyd, respektive Kohlendioxyd (Kohlensäure) und metallisches Zink, das abdestilliert wird. Zur Vornahme der Reduktion durch Kohle dienen entweder Muffeln (schlesischer Prozeß) oder Röhren (belgischer Prozeß) oder Tiegel (englischer Prozeß). Das durch Destillation gewonnene Zink muß noch einer Reinigung durch Umschmelzen unterworfen werden. Man läßt es mehrere Tage im geschmolzenen Zustande stehen, wobei sich die fremden Metalle abscheiden und je nach ihrer Schwere entweder zu Boden sinken (wie das Blei), oder an der Oberfläche schwimmen, wo man sie abschöpfen kann. Nach dem Abschöpfen der spezifisch leichteren Metalle von der Zinkoberfläche wird das Zink selbst von dem am Boden sitzenden Blei abgeschöpft.

Sobald man das Zink auf 200 Grad erhitzt, wird es wiederum spröde und zwar derartig spröde, daß man es pulverisieren kann. Die verschiedenartigsten Legierungen, von denen in erster Linie das Messing, der Tombak, das Neusilber u. s. w. erwähnt seien, werden aus Zink gewonnen. Man überzieht damit Eisenblech, um es vor dem Rosten zu schützen, und so sind zum Beispiel die eisernen Telegraphendrähte mit einer Zinkschicht überzogen. Eine große Rolle spielt das Zink außerdem auch im graphischen Gewerbe, wo man aus ihm Klischees für Druckzwecke als Ersatz der teuren Holzbildstücke anfertigt und wo Zinkplatten für den sogenannten Zinkdruck vielfache Verwendung finden.

Nickel und Kobalt.

Die Namen „Nickel" und „Kobalt" sind mit der Geschichte unserer Kenntnisse von der Natur dieser beiden Metalle aufs engste verknüpft. Der abergläubische Bergmann, dessen Phantasie sein unterirdisches Reich mit sonderbaren Wesen aller Art, mit Heinzelmännchen, Gnomen u. s. w. bevölkerte, schlug so manchmal eine Erzader an, die er ob ihres herrlichen Glanzes für ein wertvolles Metall hielt. Wenn dann alle Bemühungen, daraus ein Metall zu gewinnen, fehlschlugen, so warf er das ihn neckende Erz wohl auf die Halde und rief ihm das Schimpfwort „Nickel" nach, ein Wort, das in vielen Gegenden Deutschlands heute noch einen boshaften Menschen bezeichnet. Auch das Wort „Kobold", aus dem später „Kobalt" entstand, war eine Bezeichnung, die der irregeführte Bergmann dem Erze gab, das ihm seiner Meinung nach Kobolde als kostbar erscheinen ließen, um ihn dann desto bitterer zu enttäuschen. Manche wollen das Wort „Nickel" auch von „Nikolaus" herleiten, worunter man gleichfalls eine Art Heinzelmännchen zu verstehen hätte, das die Bergleute neckte.

Das Erz, welches zur Entstehung der Namen Kobalt und Nickel Anlaß gegeben hat, war das Kupfernickelerz, das bereits 1694 von Hiärne erwähnt wird. Die richtige Unterscheidung zwischen Kobalt und Nickel wurde durch Cronstedt eingeleitet, der 1754 aus dem Kupfernickel ein Metall isolierte, das er „Nickel" nannte. Er wies auch darauf hin, daß das Nickel keine Legierung sei, sondern, wie er sich ausdrückte, ein „Halbmetall".

Lange Zeit wußte man mit dem Nickel nichts Richtiges anzufangen, obschon aus alter Zeit einzelne Münzen bekannt sind, die Nickel enthalten, und obschon aus China eine Legierung nach Europa gebracht wurde, das sogenannte „Packfong" oder „Weißkupfer", in der Engström 1776 Nickel nachwies. Der eigentliche Schöpfer der Nickelindustrie ist E. A. Geitner in Schneeberg, der 1823 das Argentan oder Neusilber erfand, eine schöne weiße Legierung aus Kupfer, Nickel und Zink, die immer ihr schönes Aussehen behält, niemals gelb wird und sich im Laufe der Zeiten eine ausgedehnte Verbreitung in der ganzen Welt erworben hat. Ein weiterer Aufschwung der Nickelindustrie fällt mit der Einführung der Nickelmünzen zusammen, die jedoch nur 25 Prozent Nickel enthalten. Der erste Staat, der Nickelmünzen einführte, war die Schweiz, deren Münzen jedoch noch Zink enthielten. Sie prägte bereits im Jahre 1850 Nickelmünzen, die zwar bald wieder eingezogen wurden, die jedoch den ersten Anstoß zur Schaffung derartiger Münzen gaben. Vom Jahre 1857 an, wo Nordamerika Nickelmünzen einführte, folgten allmählich die anderen Staaten. Einen abermaligen Anstoß und in der Folge eine weitergehende Vergrößerung erhielt die Nickelindustrie, als man aus der schon zu Ende des achtzehnten Jahrhunderts bekannt gewesenen Tatsache, daß sich das Nickel mit Eisen legiere, für die Praxis wichtige Folgerungen zu ziehen begann. Man entdeckte, daß diese Eisennickellegierung sehr widerstandsfähig ist, und stellte bereits 1888 in Frankreich Panzerplatten aus Nickelstahl her, die jedoch noch sehr mangelhaft waren. 1890 wurde ein verbesserter, nur wenig Nickel enthaltender Nickelstahl in der amerikanischen Marine eingeführt, nachdem man erkannt hatte, daß in einem solchen ein allzu hoher Nickelgehalt schädlich wirkt.

Auch die Nickelindustrie hat ebenso wie die des Zinks ihren Hauptsitz in Deutschland, wo sowohl im sächsischen Erzgebirge, wie in Schlesien, wie im Siegerland u. s. w. Nickelgmben und Nickelwerke sich befinden.

Da Kobalt und Nickel immer zusammen vorkommen und daher die Reindarstellung dieser beiden Metalle auf eine Trennung derselben voneinander hinausläuft, so ergibt sich die Notwendigkeit, sie auch hier zusammen zu behandeln. Das wichtigste aller Nickel- und Kobalterze ist das Kupfernickelerz, auch Rotnickelkies genannt, der etwa 44 Prozent Nickel und Kobalt enthält. Als weiteres wichtiges Erz schließt sich der Weißnickelkies, eine Nickelarsenverbindung, also eine Speise (die Arsenverbindungen nennt man in der Mineralogie „Speisen", ebenso wie man die Schwefelverbindungen „Blenden" nennt) an. Er enthält etwa 28 Prozent Nickel und Kobalt. Im Auslande werden auch die Nickelverbindungen der Kieselsäure auf Nickel verarbeitet. Auch die nickelhaltigen Speisen, also Arsenverbindungen, die bei den Prozessen zur Gewinnung des Bleis, Kupfers und Silbers abfallen, sind ein wichtiges Material zur Nickelgewinnung. Die vorgenannten Erze enthalten in überwiegendem Maße Nickel, sind jedoch mehr oder minder kobalthaltig. An Kobalterzen, also an solchen, deren Hauptbestandteil das Kobalt ist, hie aber sämtlich wiederum Nickel führen, sind zu erwähnen der Speiskobalt, eine Kobaltarsenverbindung und der Glanzkobalt, eine Kobaltarsenschwefelverbindung.

Die Gewinnung des Nickels und Kobalts erfolgt in der Hauptsache aus den arsen- oder schwefelhaltigen Mineralien, die zunächst abgerüstet werden, worauf ein Schmelzen unter Schlackenbildung erfolgt. Das Produkt dieses Verschmelzens ist bei Verwendung schwefelhaltiger Erze ein Nickelstein, also ein Gemenge, das neben Nickel und Schwefel noch Kobalt, Eisen, Kupfer, Wismut u. s. w. enthält oder eine Nickelspeise, bei der anstatt des Schwefels Arsen vorhanden ist und in der sich gleichfalls die übrigen Verunreinigungen

und Begleitmetalle finden. Man röstet und schmilzt diese Steine oder diese Speisen nun so lange und so oft nacheinander, bis zuletzt die Vemnreinigungen sich teils verflüchtigt haben, teils in die Schlacke gegangen sind und bis zuletzt eine Nickelsauerstoffverbindung, das Nickeloxydul, übrig bleibt, die allerdings noch nicht ganz rein ist, sondern immer noch Kupfer, Blei, Eisen u. s. w. enthält. Man löst es deshalb in Salzsäure oder Schwefelsäure und entfernt aus dieser Lösung durch eine Anzahl chemischer Prozesse alle Verunreinigungen. Zuletzt trennt man Nickel und Kobalt durch Zusatz von Chlorkalk, wodurch sich das Kobalt in Form einer Sauerstoffverbindung ausscheidet, während das Nickel noch in Lösung bleibt, aus der es dann gleichfalls ausgeschieden und reinigenden Schmelz-, Lösungs- und Fällungsprozessen unterworfen wird.

Das Nickel ist ein Metall von schöner, eigenartiger, fast silberweißer Farbe, das sich hämmern, walzen und zu Draht ziehen läßt. Das Nickel spielt in der Galvanoplastik eine große Rolle und viele Gegenstände aus anderen Metallen werden, um sie vor dem Einfluß der Luft zu schützen und um ihnen ein schönes Ansehen zu verleihen, auf galvanischem Wege mit Nickel überzogen. Das Nickel ist ebenso wie das Eisen magnetisch und bildet mit einer großen Anzahl von Metallen Legierungen. Der Nickelstahl ist noch dadurch besonders interessant, daß er neben dem geschmolzenen Quarz der einzige bekannte Körper ist, der einem allgemein anerkannten Naturgesetz widerspricht. Bekanntlich dehnen sich alle Körper in der Wärme aus, während sie sich in der Kälte zusammenziehen; eine Ausnahme macht lediglich neben dem geschmolzenen Quarz der 36prozentige Nickelstahl, der sich in der Wärme zusammenzieht und in der Kälte ausdehnt, ein Verhalten, dessen Ursachen trotz vielfacher Forschungen noch nicht ergründet sind.

Das Kobalt zeichnet sich vor dem Nickel durch einen noch schöneren Glanz aus, sowie dadurch, daß es gegenüber den Einflüssen der Atmosphäre und schwefelhaltiger Gase noch widerstandsfähiger ist als dieses. Wichtig sind seine Verbindungen, unter ihnen in erster Linie die sogenannte „Smalte", ein aus kieselsaurem Kali und kieselsaurem Kobalt bestehendes Glas, das als blaue Farbe benutzt wird. Die Kobaltverbindungen sind die wichtigsten Materialien zur Herstellung blauen Glases und ihre Eigenschaft, Glasflüsse blau zu färben, war bereits den alten Ägyptern bekannt. Sie spielen deshalb in der Glashüttenindustrie, sowie in der Glasmalerei, in der Emaillefabrikation u. s. w. eine äußerst wichtige Rolle. Die löslichen Kobaltsalze sind im feuchten Zustande blaßrot, im trockenen blau, eine Eigenschaft, infolge deren man sie zur Herstellung sympathetischer Tinten benutzt, deren Schriftzüge in gewöhnlichem Zustand nicht lesbar sind und erst beim Erhitzen mit blauer Farbe erscheinen. Auch zur Konstruktion gewisser Sorten von Hygrometern werden diese besonderen und interessanten Eigenschaften der Kobaltsalze benutzt.

Aluminium.

Man mag über Napoleon III. als Menschen und als Regenten denken wie man will, zweifellos steht fest, daß die Technik und insbesondere die Entwicklung

der Chemie ihm unendlich viel zu danken haben. So ist denn neben vielen anderen auch der erste Anstoß zur Darstellung und Verwendung des Aluminiums in größeren Mengen auf seine direkte Anregung zurückzuführen. Allerdings kannte man das Metall Aluminium schon früher. Schon die Alchimisten hatten vermutet, daß in dem Alaun, dessen Kenntnis in das achte Jahrhundert nach Christi Geburt zurückreicht, eine eigenartige Erdart vorhanden sein müsse. Der Alaun wurde schon im Altertum viel verwendet; man unterschied davon verschiedene Arten und Plinius gibt Methoden an, um echten Alaun neben gefälschtem erkennen zu können. Um die Mitte des fünfzehnten Jahrhunderts wurden bereits verschiedene Alaunwerke errichtet nnd um die gleiche Zeit erkannte man auch, daß der Alaun Schwefelsäure enthalte. Es gab verschiedene Vorschriften, um schwächere und stärkere Säuren daraus darzustellen. Welches aber war die „Erde", an die diese Säure im Alaun gebunden war? Jahrhundertelang wogte der Streit hin und her; einige glaubten, es sei eine kalkhaltige Erde, andere wieder nahmen an, daß es dieselbe „Erde" sei, die sich auch im Tone findet, und erst Marggraf gelang es irrt Jahre 1754 nachzuweisen, daß die im Alaun enthaltene Erde von der Kalkerde ganz verschieden ist, daß sie andere Salze bildet und daß sie aus dem Salmiak das flüchtige Laugensalz (worunter wir hier das Ammoniak zu verstehen haben), nicht austreibt. Damit war zwar eine richtige Erkenntnis geschaffen, aber die „Erde" selbst und das in ihr enthaltene Metall hatte man immer noch nicht zu isolieren verstanden. Im Jahre 1826 hat der dänische Chemiker Oerstedt in Kopenhagen zuerst das Aluminiumchlorid hergestellt, das er durch Kaliumamalgam zersetzte. Hierbei erhielt er ein weißes, zinnähnliches Metall, das wahrscheinlich Aluminium gewesen sein dürfte. Er war sich dieser Entdeckung wohl kaum bewußt, denn als eigentlicher Entdecker des Aluminiums gilt Wähler, der im Jahre 1827 Aluminiumchlorid mit Kalium zersetzte und hierbei das Aluminium selbst in Form eines Pulvers erhielt. Im Ansang schenkte man dem neuen Körper wenig Aufmerksamkeit und Wähler selbst wurde durch andere Arbeiten davon abgezogen. Erst irrt Jahre 1836 nahm er die Versuche wieder auf und es gelang ihm im Jahre 1847, Aluminium in festen Stücken zu erhalten. Sein Verfahren bestand darin, daß er den Dampf von Aluminiumchlorid durch eine Platinröhre schickte, in der metallisches Kalium oder Natrium in einem Schiffchen erhitzt wurden. Auch durch Eintragen von Kaliummetall in einen mit Aluminiumchlorid gefüllten Tiegel vermochte er das Aluminium darzustellen. 1854 zersetzte Bunsen ein geschmolzenes Gemenge von Aluminiumchlorid und Kochsalz durch den elektrischen Strom und erhielt so zum ersten Male Aluminium auf dem Wege der Schmelzflußelektrolyse. Im gleichen Jahre war es, als sich Napoleon III. für die Aluminiumdarstellung zu interessieren begann und dem französischen Chemiker Saint Claire Deville reiche Hilfsmittel zur Verfügung stellte. Saint Claire Deville arbeitete irrt allgemeinen nach der Wöhlerschen Methode, bei der er jedoch statt des teuren Kalium das Billigere Natrium benutzte. Dieses billige Natrium bildete die Grundlage der nun einsetzenden französischen Aluminiumindustrie. Es wurde zuerst in Javel eine Fabrik errichtet und dann

eine zweite in Nanterre, der weitere Betriebe folgten. 1855 wurde auf der Pariser Weltausstellung zum ersten Male ein großer Block Aluminium oder „Silber aus Lehm", wie damals die Zeitungen begeistert schrieben, ausgestellt. Der erste Gebrauchsgegenstand, den mau aus dem neuen Metall verfertigte, war eine Kinderklapper für den Prinzen Sulu, den Sohn Napoleons. Dann begann man weitere Gegenstände auf den Markt zu bringen: Schmucksachen, Fingerhüte, Becher, Nadelbüchsen, Stockknöpfe u. s. w. Eingehende Versuche mit Aluminium wurden in der französischen Armee gemacht. Einzelne Regimenter erhielten Säbelscheiden daraus, bei anderen wurden die Musikkorps mit Alu-miniuminstrumenten ausgestattet, und auch Trinkbecher, Feldflaschen, Kochkessel, Zeltstäbe u. s. w. verfertigte man aus dem neuen Metall. Bald aber mußte man erkennen, daß das Aluminium Eigenschaften besaß, die es zur Verwendung für die gedachten Zwecke nicht brauchbar erscheinen ließen. Derartiger Eigenschaften waren es hauptsächlich drei: zunächst der Umstand, daß es an der Luft in Bälde seinen Glanz verlor, dann der weitere, daß die in Aluminiumgefäßen aufbewahrten Getränke und Nahrungsmittel einen Tongeschmack annahmen, und endlich der Mißstand, daß das Metall sich nicht löten ließ und daß man daher immer zu Vernietungen und ähnlichen umständlichen Verfahren greifen mußte. Man sah ein, daß die geringe Haltbarkeit an der Luft und der Geschmack davon herrührten, daß das Aluminium nicht rein genug war und daß man daher zunächst danach streben mußte, reineres Metall zu gewinnen.

Noch während der von zahlreichen Chemikern mit Eifer verfolgten Bestrebungen, reineres und billigeres Aluminium darzustellen, setzte diejenige Methode ein, der die Zukunft gehören sollte, die elektrische, und zwar sollte die in das Jahr 1867 fallende Entdeckung des dynamoelektrischen Prinzips durch Werner Siemens auch die Ursache des Umschwunges der Aluminiumindustrie werden. Der erste Betrieb, der zur Abscheidung des Metalles den elektrischen Strom benutzte, wurde tut Jahre 1883 in Hemelingen bei Bremen errichtet, wo nach den Patenten von Grätzel gearbeitet wurde. 1885 elektro-lysierten E. H. und A. H. Cowles geschmolzene Tonerde und stellten auf diese Weise Aluminiumlegierungen her. Der eigentliche Großbetrieb wurde jedoch durch Heroult, Minet, Hall und vor allem Kiliani geschaffen.

Die modernen Verfahren zur Aluminiumdarstellung unterscheiden sich nur in ihren Details; tut Wesen sind sie die gleichen und beruhen darauf, daß Aluminiumoxyd durch den elektrischett Strom zersetzt wird, wobei sich das Aluminium in metallischer Forni abscheidet. Da die Patente auf fast alle in Betrieb stehenden Verfahren schon längst erloschen sind, so suchen die wenigen existierenden Aluminiumfabriken die Fabrikation dadurch für sich zu monopolisieren, daß sie ihre Arbeitsmethoden mit dem Schleier eines scheinbar undurchdringlichen Geheimnisses zu umhüllen suchen. In Wahrheit sind jedoch die Grundsätze bei allen Fabriken identisch und schon lange bekannt.

Das Aluminium ist eines der verbreitetsten Elemente und kommt in geradezu unzähligen Verbindungen auf der Erde vor, von denen die Tonerde für die

Aluminiumdarstellung die wichtigste ist. Die Tonerde, die zur Aluminiumdarstellung dient, führt den Namen Bauxit, worunter verschiedene Mineralien Zu verstehen sind, die ihrer chemischen Zusammensetzung nach Aluminiumoxyd, also Tonerde mit verschiedenem Wassergehalt darstellen. Der Bauxit wird vor der Verarbeitung auf Aluminium verschiedenen Reinigungsverfahren unterworfen und dann mit Kryolith vermengt, der als Flußmittel dient. In geschmolzenem Kryolith löst sich der Bauxit auf. Das Verfahren der Aluminium-gewinnung besteht nun darin, daß in einen eisernen Kasten, der innen mit Kohlenplatten bekleidet ist, der Kryolith eingetragen und dann durch den Strom geschmolzen wird, worauf der Zusatz der Tonerde stattfindet. Diese löst sich, wird durch den Widerstand glühend und dann durch den hindurchgeschickten Strom zersetzt. Das Aluminium scheidet sich am Boden ab.

Das Aluminium ist ein Metall von außerordentlich schönem Glanze, schönem Klange und zinnweißer Farbe. Es zeichnet sich durch seine große Leichtigkeit aus: sein spezifisches Gewicht beträgt nur 2,56. Die Fehler, die ihm früher infolge seines Mangels an Reinheit anhafteten, hat man zu vermeiden gelernt und man stellt jetzt Aluminium von sehr hohem Reinheitsgrade dar. Allerdings ist das im Handel vorkommende Aluminium immer noch nicht ganz rein, es enthält noch ungefähr 0,1 Prozent Verunreinigungen, in der Hauptsache Eisen und Kieselsäure. Diese geringen Spuren von Verunreinigungen bewirken, daß es mit der Zeit an der Luft doch immer noch seinen Glanz verliert. Man kann diese letzten Spuren von Verunreinigungen zwar entfernen, ihre Entfernung gestaltet sich aber so umständlich und kostspielig, daß dadurch der Preis des Aluminiums wieder eine Höhe erreichen würde, der einen Handel unmöglich macht. So begnügt man sich denn, ein Aluminium zu fabrizieren, dessen Reinheitsgrad etwa 99,9 beträgt. Das Aluminium wird wegen seiner großen Leichtigkeit zu den verschiedenartigsten Gebrauchsgegenständen verarbeitet und hat sich auch in der Technik ein großes Anwendungsgebiet erworben. Man erleichtert durch Verwendung desselben die Helmbeschläge, Feldflaschen, Eßgeschirre und das Gepäck des Soldaten, man verwendet es bei Juwelierarbeiten, mau macht Maschinenteile daraus, die leicht sein müssen u. s. w. Die Schwierigkeit, daß es sich nicht löten ließ, ist heutzutage überwunden; es gibt jetzt eine ganze Anzahl von Verfahren zum Löten dieses Metalles. Ebenso läßt es sich galvanisch mit den verschiedenartigsten anderen Metallen überziehen, mit denen es auch Legierungen der mannigfachsten Art bildet. Unter diesen ist besonders die Legierung mit Kupfer, die Aluminiumbronze, zu erwähnen, die eine schöne goldähnliche Farbe besitzt und dabei sehr leicht ist. Sie wird deshalb insbesondere in der optischen Industrie sehr viel verwendet, wo man Gestelle für Brillen, Zwicker u. s. w., sowie Fassungen für die Linsen optischer Instrumente daraus verfertigt.

So groß auch das Verbreitungsgebiet ist, das sich das Aluminium heute erworben hat, so muß es doch klein erscheinen gegenüber der zukünftigen Verbreitung, die diesem Metalle aller Wahrscheinlichkeit nach noch bevorsteht. Diese Verbreitung ist durch die Entwicklung der Luftschiffahrt und der Motoren-

industrie bedingt. Die Rolle des leichten Motors für die Luftschiffahrt ist eine heute allgemein anerkannte, und nachdem Graf Zeppelin gezeigt hat, daß das Aluminiumgerüst seines starren Luftschiffes diesem letzteren Eigenschaften verleiht, die gegenüber anderen Systemen weitgehende Vorteile in sich schließen, kann nicht mehr daran gezweifelt werden, daß das Aluminium eine wichtige Grundlage zukünftiger technischer Entwicklung darstellt. In der Tat haben bereits die Aluminiumfabriken auch begonnen, Wasserkräfte in weitestem Umfange zu erwerben und sich zu vergrößern, um imstande zu sein, dem vorauszusehenden vergrößerten Bedarf der Zukunft Rechnung zu tragen.

II.

Die Verarbeitung der Metalle.

Von Dipl.-dng. H. Stern.

Einleitung.

Wort und Werkzeug sind die Ausgangsstellen und Grundlagen unserer Kulturentwicklung. Bisher ist ihr Anteil in der Regel recht ungleich eingeschätzt worden. Das Wort ist dabei mehr zu Wort gekommen und erst in neuester Zeit hat man hinter aller Kulturentwicklung dem Gei st desWerk-z e u g s sein Recht gegeben. Aber nur vereinzelt wagen sich diese Stimmen hervor und im allgemeinen gefällt man sich noch besser in der Auffassung, daß die Technik den Menschen in letztem Sinne zum Sklaven der Maschine mache, zur Maschine selber: Die Technik „entpersönlicht", raubt die „Individualität". Die Einführung der Maschine „entgeistigt", heißt es immer wieder und als Beweismittel wird die Maschine angeführt, an der der Arbeiter völlig interesselos immer wieder dieselbe Handreichung verrichtet. Dieses Beispiel wird verallgemeinert und die Technik ist abgeurteilt. Dabei ist aber vergessen, daß der Arbeiter hier falsch gesehen ist; denn die stumpfen Handreicher sind schon recht selten geworden und wo wir sie noch finden, da sind es Leute, die vielleicht gestern noch drückendere und gröbere Arbeit getan haben und mit dieser Arbeit in die erste Stufe der Handwerker aufrücken. Oder wo eine noch so mechanische Verrichtung notwendig ist, wie bald wird der Schritt gemacht sein, auch dies den Maschinen zu überlassen. Dann aber „als rein automatische Maschinen" erfordern sie zu ihrer Beobachtung, zur Instandhaltung der Werkzeuge, zur ständigen Kontrolle der mit großer Geschwindigkeit produzierten Arbeitsstücke, zur Einstellung und Einrichtung der komplizierten Einzelteile mehr als einen stumpfen Sklaven, sie fordern eine weit entwickelte Intelligenz. Es ist ein Grundirrtum, der Maschine vorzuwerfen, daß sie die menschliche Individualität unterdrücke. Die Maschine kann nie Menschliches, Individuelles ersetzen, sondern nur mechanische Tätigkeit. Dabei wird vielleicht eine erworbene mechanische Geschicklichkeit überflüssig, eine Individualität wird aber nicht unterdrückt, sondern im Gegenteil befreit! Auf allen Gebieten nimmt die Mchchine dem Menschen die schwere körperliche Tätigkeit ab und macht ihn damit frei für menschenwürdigere geistige Arbeit. Je mehr sich die Maschine entwickelt, umsomehr hört der Mensch auf, Maschine zu sein; dem abgeschlossenen Maschinellen tritt das abgeschlossene Menschliche gegenüber. Es wächst der Mensch mit seinen höheren Zwecken. Wir werden bei Betrachtung der Metallbearbeitung Gelegenheit haben, immer wieder die Entlastung des Menschen sich entwickeln zu sehen, wie die groben Arbeitsformen durch feinere ersetzt werden, wie zu der mechanischen Tätigkeit die geistige hinzukommt. Und indem wir dem Gei st des Werkzeugs in seiner Entwicklung nachgehen, werden wir sehen, wie er den Menschen zum Aufstieg führt, wie die Maschine immer mehr Maschine, der Mensch immer mehr Mensch wird! — als Ziel und Erfolg der Technik!

„T e ch n i k" ist in weitestem Sinne „allem Wollen eine materielle Form geben". Der erste Ausdruck des Wollens ist in der Technik die Zeichnung. In ihr legt der Techniker seine Gedanken nieder und gibt ihnen die Form, in der sie verwirklicht, „materialisiert" werden können. Der schöpferische, schaffende Ingenieur muß sich zuerst ein Bild von dem Gegenstand machen, und er geht weiter und macht es wirklich durch die Zeichnung. Aber schon im Niederlegen der ersten Striche umdrängen ihn unzählige Rücksichten auf die Verwirklichungsmöglichkeit, denn das Bild, das er macht, soll nicht als solches allein wirken, es soll als Arbeitsplan in den Fabrikbetrieb geschickt werden und es soll ein Gegenstand darnach gemacht — neu geschaffen werden. Deshalb bedarf es von vornherein der Berücksichtigung aller durch Stoff, Herstellung und Verwertung gegebenen Faktoren und schon die Außerachtlassung eines Gesichtspunktes rächt sich am ausgeführten Gegenstand. Die Technik muß wahr sein, hat Eyth einmal ausgeführt; denn jedes Vergehen an ihr rächt sich selbst. Es ist also für die Ausführung eines Gegenstandes bestimmend, was er bei seiner späteren Verwendung auszuhalten hat, und es ist bestimmend, wie er, um diesen Zweck ganz zu erfüllen, auf einfachste und billigste Art hergestellt werden kann. Beide Gesichtspunkte haben auf Größe und Formgebung Einfluß. Eine Kette, die 3000 kg trägt, braucht weniger stark zu sein als eine Kette für 10 000 kg. Eine Säule aus Gußeisen wird anders aussehen müssen als eine solche aus Walz- beziehungsweise Schmiedeisen. Wie sie aussehen muß in dem einen oder anderen Material, muß der entwerfende Ingenieur wissen; „er muß wissen, wie etwas gemacht werden kann" und darf der Werkstatt, der die Umsetzung seiner Zeichnungen in Eisen und Stahl obliegt, nichts Unmögliches zumuten. Dieser ganze Apparat muß sich so vor dem geistigen Auge des schöpferischen Ingenieurs entrollen und muß, bevor dieser den ersten Strich gemacht hat, die Gedanken in bestimmte Bahnen drängen, so daß sie sich schon bei ihrem ersten Auftauchen als Bürger der technischen Welt aufweisen. Und jede neue Phase der Entwicklung rollt wieder neu die Frage auf, wie die Gedanken sich in diese Welt schicken. Wenn die Formel versagt — wenn irgend eine neue fremde Einrichtung bedingt wird —, dann muß die Findigkeit einsetzen und dem breitspurigen Rad einen neuen Weg

bahnen. Alle diese Gedankenarbeit, diese stete Wechselwirkung bort Gedanken, Stoff und Zweck, das Neuerschaffen, — das Anlehnen, Zurückgreifen auf Ähnliches und Erprobtes, das Bedenken, — Berechnen und Gestalten ist Konstruieren — die Tätigkeit des Konstrukteurs, unter der sich leider der Laie meist nichts vorstellen kann. Konstruieren ist der Weg born Gedanken mit der Vorstelluttg des Zweckes zu seiner Festhaltung als Zeichnung, die das Gebilde zur Zweckerfüllnng nach Form, Größe und Stoff ausführbar festlegt. Von ihr nehmen die Bearbeitungsmethoden und Herstellungsarbeiten ihren Ausgang und zwar so, daß fast an jedem technischen Erzeugnis die ganze Reihe der Bearbeitungssysteme zur Anwendung kommt, wie es später an verschiedenen Beispielen dargestellt werden soll, nachdem die Formgebungsund Bearbeitungsmethoden und Einrichtungen im einzelnen besprochen sind. —

Das Gießen.

Unter „Gieße n" versteht man das Eingießen flüssigen Metalls in eine entsprechende Form, deren Gestalt das Metall beim Erstarren annimtnt und behält. Es sind also zwei Hauptarbeitsvorgänge zu unterscheiden: das Formen und das G i e ß e n. Der Ausgangspunkt für die Form ist wieder die Zeichnung. Nach ihr macht der Schreiner meist aus Holz ein Modell, das ein getreues Abbild des anzufertigenden Gegenstandes darstellt. Das Modell wird in einen besonders zusammengesetzten Formsand oder Formmaterial so eingebettet, daß alle Vertiefungen von Sand ausgefüllt werden. Wenn dann das Modell entfernt wird, bleibt eine entsprechende Vertiefung bestehen, in die das verflüssigte Metall gegossen wird. Für jeden neuen Abguß niuß nach dem Modell eine neue Form gemacht werden; man bezeichnet daher diese Formen als verloreneFormenim Gegensatz zu festen Formen aus Eisen, Stahl, Messing oder Guß, die meist nur für leicht schmelzbare Metalle zur Anwendung kommen.

Die einfachste Art der Sandformerei ist die H e r d f o r m e r e i. Auf dem Fußboden der Gießerei wird ein Sandhaufen ausgebreitet, in den man das ModellN eindrückt, bis es überall von Sand umgeben ist, wie Abb. 327 zeigt. Der Sand wird dann ringsum, besonders am Rand bei b, festgestampft und so abgestrichen, daß er mit der Modell-kante abschneidet.

Bei a wird ein Ein

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gußkanal angeschnitten, durch

den

das

Eisen in die Form gegossen wird. Durch

einen eingeschraubten Handgriff d kann das Modell vorsichtig senkrecht nach oben herausgezogen, werden. Es ist klar, daß nach diesem Verfahren nur Gegenstände, die an einer Seite ausgestattet sind, also mit einer ebenen Fläche, wie Platten, Stäbe u. s. tv., hergestellt werden können, so daß das Gebiet der

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Abb. 327. Herdform einer Platte.

Herdformerei von vornherein sehr eingeschränkt ist.

Abb. 328. Einformen eines runden Deckels.

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Das allgemeiner zur Anwen-dung kommende Verfahren ist die Kastenformerei. Die Form wird hier durch zwei oder nrehrere aufeinanderpassende Rahmen A und B (Abb. 329) gebildet. Das

Abb. 329. Einformen eines runden Deckels.

abzuformende Stück, zum Beispiel ein runder Deckel E, wird auf eine Holzplatte gelegt und der Unterlasten A darauf gesetzt (Abb. 328). Es wird dann Formsand aufgeschüttet, der ganze Kasten vollgestampft und der über die Kastenränder hervorragende Sand abgestrichen. Nun wird der Unterlasten mit der Holzplatte umgedreht und der Oberkasten B so darauf gesetzt, daß seine Stifte in die Ösen eingreifen. Der Oberkasten ivird daim ebenfalls mit Sand ausgeschüttet und dabei der Holzpflock C, wie aus Abb. 329 ersichtlich, mit eingestampft. Er wird später aus dem vollge-stampsten Kasten herausgenommen und ergibt so die Eingußöffnung für das flüssige Metall. Außerdem müssen noch, um der Luft den Austritt zu gestatten, sogenannte Windpfeifen D vorgesehen werden. Der Oberkasten wird mm vorsichtig und durch die Stifte gerade geführt abgehoben und mit der Unterseite nach oben auf den Boden gesetzt. Im Unterlasten wird noch der Einlaufkanal ausgeschnitten und das Modell kann nun vorsichtig, nachdem es durch leichtes Gegenllopfen etwas gelockert ist, herausgehoben werden. Dann wird mit einen» entsprechenden Werkzeug, wenn nötig, die Form nachgebessert, mit Kohlenstaub eingestaubt und der Oberkasten wieder aufgesetzt, so daß die Form, die je nach dem Form-niaterial noch getrocknet wird, zum Gießen fertig ist.

Abb. 330.

Modell einer Büchse.

Die wenigsten Maschinenteile oder Gußstlicke sind nun wie das angeführte Beispiel so einfach gestaltet, daß sie sich ohne besondere Umstände sozusagen direkt im Sand abdrücken lassen. Wenn die Wandungen Nischen, Löcher oder Vorsprünge aufweisen, kompliziert sich sofort das Verfahren. Es ist klar, daß sich nur die äußere Oberfläche eines Gegenstandes in der Form wiedergibt.

Wenn das betreffende Stück Hohlräume besonderer Gestalt oder

Siegeslauf der Technik. I.

Löcher besitzt, müssen hierfür besondere „Kerne" in die Form eingelegt werden. Das einfachste Beispiel ist das Abformen einer gewöhnlichen Büchse. Das aus zwei halbrunden Hälften bestehende Modell Abb. 330 hat die Form eines Zylinders, der an den beiden Stirnseiten kurze zylindrische Ansätze A von dem inneren Durchmesser der Büchse, sogenannte Kernmarken, trägt. In der Form entstehen also an Stelle der Kernmarken runde Ausnehmungen, die dem „Kern" zur Auflage dienen. Der Kern wird unabhängig von der Form in einem sogenannten K e r n k a st e n hergestellt. Der Kernkasteu ist hier ein

zweiteiliger

Kastett

(Abb. 331), in jeder Kasten-hälfte einerhalbruu-den Ausneh-

mige Höhlung wird mit

Formsand angefüllt und so der Kern gemacht. Der Kern muß

Die Abb. 331. Kernkasten für den zylindrischen Kern einer immer eine Büchse.

mit

solche Festig-

mung. walzenför-

keit haben, daß er aus dem Kernkasten herausgenommen und in die Form eingelegt werden kann. Man stampft deshalb Eisendrähte oder -stäbchen in die Kerne mit ein oder bildet bei komplizierteren Kernen ein ganzes, der Form sich anpassendes Drahtgerippe. Bei geraden und einfachen Kernstücken genügt die Auflage an beiden Enden wie bei der Büchse, bei gebogenen oder anders geformten Kernen müssen besondere Kernstützen dem Kern einen Halt geben und die Hohlräume, die er mit der Formwandung bilden soll, sichern. Der gebogene Kern eines Rohrkrümmers würde sich beispielsweise in der Mitte auf die untere Form aufsetzen oder durch den Druck des flüssigen Metalls nach oben gehoben werden. An beiderlei Absichten muß er durch Kernstützen, nagelähnliche Distanzstückchen mit beiderseitigen Köpfen, am besten aus dem zu gießenden Metall, gesichert werden.

Das flüssige Metall ist ein williger Stoss, es füllt entgegenkommend die verschiedenartigst gestalteten Formen aus, nur muß ihm die Form überall freien Weg lassen. Die Frage des Gießens ist also immer zuerst eine Frage des richtigen Formens. Und wenn auch der Techniker auf leichte Formarbeit nach Möglichkeit Rücksicht nimmt, indem er die Flächen des Modells konisch gestaltet, so daß sie leicht aus dem Sand herauszuheben sind, indem er möglichst glatte Ober- und Innenflächen bildet und entbehrliche Profilierungen und Ansätze vermeidet, immer kann er nicht der Formarbeit Zugeständnisse machen und besondere Verhältnisse, die Vermeidung zu vieler Einzelteile u. s. w., führen oft zu recht komplizierten Gußstücken, in denen eine ganze Reihe von Kernen und Kernstücken ineinandergeschachtelt werden müssen. Wandstärken von 4 und 5 mm müssen dabei mit Sicherheit herauskommen. Zu solchen Arbeiten gehört eine geschickte und sichere Hand und es ist interessant zu sehen, wie behutsam die Former ihre Kerne behandeln, wie ihr ganzes Gefühl damit rechnet, daß sie „auf Sand gebaut" haben und daß der ganze Bau mit allen seinen Winkelgängen feststehen muß, denn nur wenige Sandkörnchen, die sich lösen, ein Kern, der sich zur Seite neigt, führen ein vollständiges Mißlingen des Gußstückes herbei. Solche Aufgaben stellt die Technik in Fülle; denken wir nur an das Abgießen von Dampfzylindern mit Schieberkasten, von Dampfmaschinenrahmen, von kleinen Motorzylindern für Explosionsmotoren, von Gehäusen für alle Arten von Maschinen u. a. m. Aber auch das Kunst-gewerbe gibt der Formerei manche Unbequemlichkeit, denn hier fehlt der fürsorgliche Techniker, der schon beim Entwurf die Gießereibedürfnisse berücksichtigt. Der Kunstguß kann naturgemäß vielfach keine Zugeständnisse an die Formereitechnik machen. Die Formtreue ist hier Alleinzweck und es geht schlechterdings nicht an, die Nase einer Denkmalsfigur aus Gießereirücksichten zu verbreitern. Der Former muß die Grundform respektieren und zusehen, wie er sich mit ihr abfindet. Das Hauptaushilfsmittel ist die Anwendung von Kernstücken, wie sie immer verwendet werden, wo seitliche Profilierungen, tiefliegende oder übergearbeitete Stellen oder Unterschneidungen an Modellen vorkommen, die ein Ausheben des Modells nicht zulassen, ohne die Form zu verletzen oder ganze Stücke auszubrechen. Man schneidet zu diesem Zweck an der betreffenden Seite aus der Form eine Höhlung aus, so daß die ganze Verzierung seitlich freiliegt. Dann formt man ein ballenartiges Stück seitlich an, läßt jedoch so viel Spielraum, daß es noch seitlich abgezogen werden kann. Das „Kernstück" wird dann vor Herausnahme des Modells zuerst weggezogen und behutsam zur Seite gelegt. Nun kann das Modell ohne Schwierigkeit herausgehoben werden. Das Kernstück wird schließlich wieder an seine Stelle in die Form gesetzt, der Hohlraum, der noch verblieben war,

ausgefüllt, so daß jenes fest in die Form gedrückt werden kann, und die Form fertig gemacht. In ausgedehnterem Maße bedarf solcher Kernstücke zur Herstellung figürlicher Gegenstände, wie zum Beispiel einer Relief-

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man

Abb. 332. Form einer Münze mit Reliefbüste.

büste (Abb. 332). Die ganze Begrenzungsfläche des Kopfes wird hier durch zehn Kernstücke a bis k gebildet, am Munde, dem Auge und den Haaren liegen weitere zehn Kernstücke 1 bis u. Über diesen Kernstücken wird dann die weitere Form aufgestampft, die also nur den noch frei gebliebenen Teil des Reliefs abformt. Beim Abheben des Formkastens bleiben die Kernstücke am Modell haften und müssen einzeln abgezogen und in die Haupt-form an die richtige Stelle eingesetzt werden. Die Kernstücke werden

selbstverständlich befestigt und die Berührungsstellen so gut als möglich verstrichen. Es bleiben trotzdem Fugen besteheir, die sich im Guß als sogenannte Nähte kenntlich machen. Der Kenner findet sie sofort heraus; besonders an den sogenannten imitierten Bronzen, bei denen sie meist schlecht entfernt sind, sind sie deutlich erkennbar. Die Gußform für eigentlichen Figurenguß besteht vollständig aus Kernstücken, für die die Hauptsorm nur noch die Auflage bildet. Die Kernsti'ickarbeit ist immer mühsam und schwierig und es wäre falsch, ihre Anwendung zu übertreiben. Es ist aus Herstellungsrücksichten oft bequemer, einzelne Teile der Figur abzutrennen, separat zu gießen und später an das Gußstück anzuflicken. Abgetrennte Arme und Beine, Kopf und Rumpf sind in der Kunstgießerei alltägliche Grausamkeiten, die aber dem also Behandelten den Weg zur Unsterblichkeit nur erleichtern.

Ein brauchbares Form material muß bildsanr sein, das heißt, es muß sich leicht in die durch das Modell bestimmte Form bringen lassen, es darf bei der Schmelztemperatur des zu gießenden Metalls nicht schmelzen, an dem Gußstück „anbrennen" oder durch das fließende, flüssige Metall angegriffen werden. Es niuß ferner d u r ch l ä s s i g sein, das heißt, es niuß genügend locker oder porös bleiben, um die beim Gießen mitgerissene Lust oder die entstehenden Gase durchtreten zu lassen, dabei aber widerstandsfähig genug bleiben, um bei dem Druck des flüssigen Metalls seine Form zu bewahren. In diese Aufgabe teilen sich die Grundstoffe Quarzsand und Ton. Ton ist bildsam, aber undurchlässig, Quarzsand ist durchlässig, aber nicht bildsam. Ihre Mischung gibt den rechten Grundton. Nach der Zusammensetzung unterscheiden wir Formsand mit 92 % Quarzsand und etwa 5 % Tonerde, Masse mit 85 % Quarzsand und 10 % Tonerde und Lehm. Das am häufigsten verwendete Formmaterial ist der Formsand. In der Regel wird er in verschiedener Zusammensetzung gebraucht; stärker tonhaltiger, sogenannter fetterer Sand wird als obere Schicht auf das Modell gestreut, mit m a-gerem Formsand wird dann die Form ganz aufgefüllt. Die Sauberkeit des Gusses ist jeweils von der richtigen Sandmischung und Feuchtigkeit abhängig, für die es keine allgemeine Regel gibt. Die richtige Aufbereitung des Sandes — das Mahlen, Mischen und Durcharbeiten und die Herstellung eines gleichmäßigen Materials — ist, besonders für Maschinenformerei, eine der wesentlichsten Grundlagen. Hier entscheidet die praktische Erfahrung und das Gefühl des Gießers.

Der feuchte und bildsame Formsand ist meist nicht ausreichend luftdurchlässig, weshalb die meisten Formen vor dem Gießen erst getrocknet werden müssen, damit der Ton luftdurchlässig wird. Es muß also umso stärker getrocknet werden, je tonhaltiger der Formsand ist. Transportable Gußformen werden hierzu in besondere Trockenkammern gebracht; für größere Gußformen bringt man transportable Trockenvorrichtungen, im einfachsten Fall Kokskörbe, unter die Formen. Das gleiche gilt für Sandkerne, die auch starker Trocknung bedürfen.

M a s s e hat vor deni Formsand größere Bildsamkeit und höhere Feuer-

wirb aus freier Hand mittels Schablonen und Meß-werkzeugenhergestellt. Da- / bei wird der Lehm nicht j wie der Formsand aufgestampft, sondern mit Wasser zu dünnem /

festigkeit voraus, deshalb findet sie für schwierig auszuhebende Stücke, für Herstellung des Stahlformgusses Anwendung. Die Behandlung deckt sich ganz mit der des Formsandes.

Den höchsten Grad der Bildsamkeit besitzt der L e h m. Er verlangt jedoch eine vollständig von der bisher geschilderten Formerei abweichende Verarbeitung, die umständlicher und teurer ist. Deswegen werden die Lehmformen nur dort verwendet, wo Sand- und Masseformen nicht brauchbar sind. Das ist zum Beispiel beim Kunstguß häufig der Fall. Die vielen Kernstücke sind im bildsamen Lehm weniger empfindlich und zerbrechlich als in Formsand. Meist wird Lehm ganz ohne Modelle geformt und die Gußform

Auf einem Fundament wird eine senkrechte Achse \ aufgestellt, um die, der l\ Glockenform sich nähernd, aus Lehmziegeln der Kern aufgebaut \ wird. Darauf wer-\ denmehrereSchich-\ ten Lehm aufgetragen, bis die durch die Scha-\ blone gegebene \ Form des Kerns vorhanden ist. Die Schabloneist, wie aus der Abb. 333 er

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Brei angerührt und / aufgestrichen. /

Die Lehmformerei ist die älteste Formmethode. /

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Abb. 333. Form einer Glocke.

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Sinn klassi- farnni i sches Beispiel dafür istderGlok-k e n g u ß.

um die Achse drehbares profiliertes Brett, mittels dessen der Lehm in die richtige Form gebracht wird. Auf die geglättete Form wird dann eine weitere Schicht n von der Stärke der Glocke— das sogenannte „Hemd" oder der Mantel — aufgetragen und darüber schließlich der Außenmantel r gebildet. Jede einzelne Formschicht wird nach dem Aufträgen getrocknet; der Mantel wird noch mit Stäben und Reifen versteift. Der fertiggestellte Mantel muß vorsichtig abgehoben werden, was durch eine auf das Hemd aufgetragene dünne Jsolierwachsschicht bereits vorbereitet wurde. Dann wird das Hemd losgelöst und der nochmals getrocknete Mantel wieder aufgesetzt. An Stelle des Hemdes entsteht jetzt ein Spielraum, der die eigentliche Gußform, aus der sich der metallene Kern herausschälen soll, bildet. Wohl! nun kann der Guß beginnen!

Das Beispiel des Glockengusses hat uns zur sogenannten Schablonenformerei geführt, die auch in der Sandformerei ausgedehnte Anwendung

Brett wird an einem Kurbelarm befestigt und erzeugt bei seiner Bewegung um die Achse die Umrisse des zu formenden Stückes, des Rades oder der Seilscheibe oder der Zylinder, ^-

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Abb. 334. Zahnräderformmaschine.

findet. Sie ist überall durchführbar, wo es sich wie bei der Glocke um runde, symmetrische, sogenannte Rotationskör-

per handelt, für die dann mit sehr einfachen Mitteln eine gute Form gemacht werden kann. Zur Herstellung bedarf es nur eines Brettes, dessen Rand dem Profil des zu formenden Gegenstandes entsprechend zugeschnitten ist. Das

Ringe, Walzen u. s. w. Auch die äußeren Umrisse von Zahnrädern können mit Schablonen geformt werden; die Ausbildung der Zähne wird dann mit einer besonderen Maschine (Abb. 334) vorgenommen. Zur Ausbildung der Zähne dient ein Modellstück, das nur zwei bis drei Zähne darstellt und das mittels des drehbaren Armes über den ganzen Umfang gedreht werden kann, so xWZ daß sich immer die Zähne aneinandersetzen.

Ein Arbeitsvorgang kommt der „M e ch a n i s i e r u n g" entgegen, wenn er eine stets wiederholende, immer gleichartige Arbeit bezweckt. Dieser Bedingung entspricht die Formarbeit, deren Wesen Formverschiedenheit

ist, ganz und gar nicht und es ist darin der Grund zu suchen, daß die Formmaschinen erst verhältnismäßig spät und noch immer nicht in sehr ausgedehntem Maße in die Gießerei eingezogen sind. Wenn die Formverschiedenheit eine an sich gegebene Tatsache ist, so muß die Maschinenarbeit die aller Formarbeit gemeinsamen Handgriffe herausgreifen und ihre Durchführung vereinfachen und beschleunigen. Ein derartig gemeinsamer und sich immer wiederholender Vorgang ist das Abheben der Form, den auch die einfachste Formmaschine zum Gegenstand hat. Der wesentlichste Unterschied

von der Handformerei _

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besteht außer dem erwähnten Abheben in der Anwendung einer Mode l l p l a t t e. Es wird hier nämlich nicht ein Modell zum Aufstampfen verwendet, sondern eine Platte mit reliefartigen Erhöhungen, die der in die eine Kastenhälfte gehörigen Modellform entsprechen. Auf diese Weise können eine ganze Reihe kleinerer, in großer Anzahl anzufertigenden Teile zu einer Formplatte vereinigt werden. Man erspart dabei also die Gruppierung der losen Einzelmodelle, man erspart die Herstellung der Ein-gußkanäle, da diese sich    '

Abb. 336. Abhebeformmaschine.

gleich an der Platte befinden, und man hat ein schnelleres Arbeiten, weil Ober- und Unterkasten mit solchen Modellplatten geformt werden. Bei der einfachen Abhebefornzmaschine (Abb. 336) ist die Modellplatte auf dem Tisch ausgeschraubt. Ein Fußtritt auf den aus der Abbildung ersichtlichen Hebel bewegt das Kreuzstück unter dem Tisch nach oben, zugleich vier an den Enden befindliche Stifte, die durch Löcher der Formplatte bis auf den unteren Rand des Formkastens durchgreifen und die den fertig aufgestampften Kasten abheben. Hier kann also mit einer Platte nur immer eine Kastenhälste aufgestampft werden; man geht daher weiter und bildet die Modellplatte doppelseitig aus, so daß sie nach oben gerichtet den Oberkasten, nach unten die Formhälfte des Unterkastens repräsentiert. Die Platte wird dabei drehbar gelagert, so daß der aufgestampfte Oberkasten

nach unten geschwenkt wird und dann auf der Rückseite der Platte des Unterkastens aufgestampft wird. Dann bewegt man die Formplatte nach oben, bis sie sich von dem unten liegenden Kasten abhebt, nimmt den Kasten fort, wendet wieder, setzt einen neuen Kasten auf, stampft auf, hebt ab u. s. w. Eine noch günstigere Arbeitsweise ist dadurch zu erzielen, daß man den Kasten aus der Ober- und Unterseite mit Halbsormen versieht und die Kasten zu Etagen in beliebiger Anzahl aufeinander setzt. Dabei bildet also die obere Seite jedes Rahmens mit der unteren Seite des darüberliegenden eine komplette Gießform. Ein gemeinschaftlicher Einguß führt von oben bis unten durch alle Kasten, so daß durch einen einzigen Trichter sämtliche Formen auf einmal gegossen werden. Auf diese Weise werden vorzugsweise flache Stücke, die in großen Mengen gebraucht werden, wie Herdringe, Verzierungsstücke, Gaskochherde geformt. Abb. 335 zeigt, wie in Etagenguß hergestellte Herdringe aus der Form kommen. Der in der Mitte durchgehende Stab ist der Einguß, von dem aus das Eisen den einzelnen Ringen durch kurze Eingüsse zufließt.

Wir sehen, daß sich durch die Anwendung der Formplatte und des Abhebeverfahrens bereits eine wesentliche Beschleunigung des Formvorganges erzielen läßt. Die Maschineninvasion geht aber weiter, beansprucht noch das Recht der Kraftleistung für sich und ersetzt das Aufstampfen von Hand durch Pressen der Form mit hydraulischen oder pneumatischen Preßkolben, die daun auch noch selbsttätig das Abheben der Form bewirken. Eine derartige Maschine stellt Abb. 337 dar, aus der die Ausführung der Modellplatte und die damit hergestellten Gußstücke deutlich zu erkennen sind. Der Arbeitsvorgang ist besser an Hand der schematischen Schnittzeichnung (Abb. 338) '    ' r ,v F M eeeeew». einer Universalform-

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Sand gefüllt und das Steuerventil geöffnet,wodurch sich der Preßkol-ben K mit Wagen Wund Formkasten Fx nach oben bewegt, wobei er die Wendeplatte und den Kasten F mitnimmt, bis dessen Sandfüllung gegen die Gegenplatte G gepreßt wird, werden

Kasten durch die Klammern h mit der Platte fest verbunden, das Steuerventilum-gestellt, wodurch der Kolben zurücksinkt. Der dabei mit zurückgehende Kastenkomplex kommt auf die Stellringe s zur Auflage und kann dann gewendet werden, damit der leere Kasten nach oben kommt, wo er ebenfalls mit Sand gefüllt und gepreßt wird. Nach erfolgter Pressung wird der untere Kasten von der Wendeplatte losgekuppelt, so daß der heruntergehende Kolben ihn nach dem Aussetzen der Wendeplatte auf die Stellringe mitnimmt, also von der Modellplatte abhebt. Hieraus wird die Wendeplatte wieder gedreht und wie vorher weitergepreßt, so daß stets beim Aufgang des Kolbens ein Kasten gepreßt, beim Medergang ein Kasten abgehoben wird.

Hiermit sind also der Formmaschine fast alle Operationen überliefert, die sie mit großer Gleichmäßigkeit und Gleichartigkeit ausführt, die gewissermaßen schon zu weit gehen und vielfach das ausgleichende Gefühl des Formers vermissen lassen, der „ab- und zugeben" kann. Das Modell wird eben unerbittlich aus dem Sand gezogen und wenn es sich nicht willig löst, muß der Sand mitgehen. Aus diesem Grund sind nur leicht aushebbare Formen so zu verarbeiten; ganz senkrechte Flächen, wie zum Beispiel der dünne Radkranz einer Riemenscheibe, lassen sich nicht sauber herausziehen. Diesen Übelstand beseitigt das sogenannte Durchzugverfahren, bei dem das an sich bewegliche Modell in die Formplatte zurückgezogen wird, wobei also die Formränder an der Platte gehalten werden und deshalb nicht beschädigt

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Abb. 338. Reuthers Universalformmaschine mit hydraulischem Preßkolben.

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Abb. 339. Riemenscheibenformmaschine.

werden können. Abb. 339 zeigt eine Riemenscheibenformmaschine. Der heraustretende Radkranzring kann durch Drehung am Handrad in den Tisch zurücktreten, so daß er die aus den aufgeklappten Formkasten ersichtliche glatte und saubere Ringfläche hinterläßt. Das Verfahren bedingt allerdings umständlichere Modellausbildung; es ist daher nur für Teile, die in großen Mengen gebraucht werden — wie Zahnräder, Roststäbe, Geschirre, Waggonräder, Granaten, Flanschen und Röhren — am Platze.

Ganz in Maschinenarbeit einsangen läßt sich die Formarbeit doch nicht und der bedächtigen und überlegenden Handarbeit bleibt immer ein großes Feld. Immerhin bringt auch hier die maschinelle Kraftleistung Erleichtemng und Steigerung der Leistungsfähigkeit, wie beispielsweise durch die Anwendung

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des „ Preßluftstampfers" der Deutschen Niles-Werkzeugmaschinenfabrik, Ober-schöneweide-Berlin (Abb. 341), der Maschinenarbeit vollbringt, ohne die führende Hand zu entbehren.

Was wird nun in allen diesen Formen gegossen? Am meisten G u ß-eisen. Es wird der Gießerei als graues oder weißes Roheisen in sogenannten Masseln geliefert und in besonderen Kupolöfen (Abb. 340) geschmolzen. Ein solcher Ofen besteht ans einem unteren Teil, dem Herd, an den sich ein zylindrischer Teil, der Schacht, und ein sich verjüngender Teil, die Esse, anschließt. In den Schacht werden von oben abwechselnd Kohle und Eisenstücke eingefüllt und von unten Wind eingeblasen. Das geschmolzene Eisen sammelt sich auf der Herdsohle und wird von Zeit zu Zeit in Gießpfannen abgelassen.

Daraus werden dann die Riemenscheiben und Dampfzylinder, Kolben, Rahmen,

Schwungräder, Säulen,

Walzen, Maschinengestelle,

Heizkörper, Ofen, Herde,

Rohre u. s. w. gegossen und man würde gerne die Anwendung des gegenüber anderen Formgebungsarbeiten doch einfachen Gießverfahrens noch erweitern, wenn das Gußeisen andere Widerstandsfähigkeit hätte.

Abb. 341. Anwendung des Preßluftsandstampfers.

Dies hat aber nur sehr bescheidene Festigkeitseigenschaften aufzuweisen, die es für viele Zwecke der Technik nicht brauchbar machen und denen allein der stärkere „Stahl" genügt.

Ein Mittel, die Qualität des Gußeisens zu'verbessern, „stahlähnlicher" zu machen, ist das sogenannte Tempern oder Glühfrischen. Das Verfahren beruht darauf, einem Gußstück aus Roheisen den Kohlenstoff zu entziehen, es damit zu einem kohlenstoffärmeren, schmiedeisenähnlicheren Material zu machen. Zu diesem Zweck werden die Gußstücke in sauerstoff-abgebenden Substanzen (gepulvertem Eisenoxyd) einem andauernden Glühen ausgesetzt, wodurch der vorher spröde Gegenstand schmiedbar wird. Das vor etwa zweihundert Jahren von Röaumur erfundene Verfahren hat große Vervollkommnung erfahren und ermöglicht die Herstellung dünnwandiger stahlähnlicher Gußstücke, wie sie in großer Mannigfaltigkeit verwendet werden.

Will man hier das Material nachträglich weicher machen, so gibt es anderseits Verwendungsgebiete, die besondere Härte verlangen. Hierzu dient ein Verfahren, das sich darauf gründet, daß Roheisen bei plötzlichem Erstarren weiß, das ist hart wird. Man gießt dazu das Eisen in Formen, die an den zu härtenden Stellen aus Metall bestehen, das dem flüssigen Metall rasch die Wärme entzieht und es dadurch abschreckt und hart macht.

Noch höheren Qualitätsforderungen ist nur durch direktes Vergießen von schmiedbarem Eisen zu genügen. Erst AlfredKrupp gelang es 1851, einen 2000 üZ-Stahlblock aus dem Tiegel zu gießen; den eigentlichen Stahl-g u ß verdanken wir dem ehemaligen Leiter des Bochumer Vereins Jakob Meyer aus Dünningen. Heute wird der Flußstahl aus Siemens-Martinöfen

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Abb. 342. Stahlgießerei.

oder den Bessemerbirnen ähnlichen Konvertern vergossen. Als Formmaterial dient wegen der höheren Schmelztemperatur nur Masse; infolge der größeren Zähflüssigkeit ist kein so sauberer oder ganz dünnwandiger Guß

möglich. Abb. 343 und 344 gewähren uns einen Einblick in die Stahlgießerei der Aktiengesellschaft der Eisen- und Stahlwerke vorm. Georg Fischer, Schafshausen, während Abb. 342 die Kruppsche Stahlgießerei veranschaulicht. Einen kleineren, aber immerhin bedeutenden Anteil an Gußmaterial bilden die Metalle: Messing (die Kupfer-Zinklegierungen), die Bronzen (Kupser-Zinnlegierungen) und neuerdings Aluminium, das in geeigneter Legierung verhältnismäßig hohe Festigkeiten aufweist. Lagerschalen aus Bronzen, Armaturen aus Messing und Rotguß, Beschlagteile, Zierleisten, Kunstgegenstände sind alles bekannte Erscheinungen. Auf das Gießereiverfahren haben sie, abgesehen von besonderen in der Natur des Stoffes begründeten Rücksichten, keinen wesentlichen Einfluß; wir können alles aus der Sand-, Hand- und Maschinenformerei direkt übertragen.

„Wenn die Glock' soll auferstehen, muß die Form in Stücke gehen!" Das ist das Los der „verlorenen" Formen. Die Kasten werden nach dem Erstarren des Metalles ausgeklopft und das aus Feuer und Eisen geborene Stück aus dem Sand herausgeschält. Da kommt es nun nicht lachend, sauber

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Abb. 343. Arbeiten am Konverter einer Stahlgießerei.

und blitzblank zur Welt — nein, es ist noch in hohem Maße mit dem Zeichen ' seiner erdgeborenen Herkunft, mit Sand verunreinigt, äußerlich an den Flächen und innerlich, wo in den Hohlräumen tapfere und standhafte Sandkerne ihren Platz ausfüllten und das vorwitzige flüssige Metall zurückwiesen. Es müssen daher alle Gußstücke, bevor sie weiterer Verarbeitung zugänglich gemacht

werden, gereinigt, geputzt werden. Sie werden dazu mit Drahtbürsten und Werkzeugen von Hand gereinigt oder sie werden durch einen scharfen Sandstrahl angeblasen, wodurch aller anhängende Sand wegfliegt, oder sie kommen in rotierende Trommeln, in denen die Stücke durcheinander fallen, sich gegenseitig stoßen und reiben und sich so blank scheuern. Oder sie kommen

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Abb. 344. Blick in eine Konverter-Stahlgießerei.

in Säurebäder, die die Verunreinigungen besonders in schlecht zugänglichen Kanälen auslaugen. Etwa noch anhaftende Vorsprünge werden dann abgefeilt oder an Schleifsteinen abgeschliffen. Dabei wird das Gußstück auf eventuelle Fehler geprüft, die gesunden Stücke weitergegeben und die fehlerhaften ausgeschieden oder zurückgestellt, wenn ein nur unbedeutender Formfehler durch Schweißen beseitigt oder unschädlich gemacht werden kann.

So werden die Maschinenteile geschaffen, die als Gehäuse und Gestelle dem Bau seinen Umriß und seine Hauptgestaltung geben. Sie können ihren Weg dann zur weiteren Verarbeitung und Zusammenfügnng mit anderen Organen nehmen, die alle sich als dienende Glieder nach dem Gedankengang und den Plänen ihres Schöpfers zur fertigen Maschine zusammenfügen.

Das Schmieden und pressen.

„Man muß das Eisen schmieden, so lang' es warm ist." Diese Grundregel des Schmiedens hat es zu sprichwörtlicher Popularität gebracht, ein Beweis, daß der Arbeitsvorgang als allgemein bekannt vorausgesetzt werden darf. Wer hat nicht schon einmal gelegentlich einen Schmied bei der Arbeit gesehen.

Jnr schlechtesten Falle im Theater den Waffenschmied Siegfried, der vor unseren Augen Rötung, das neidliche Schwert, schmiedet und damit den Amboß in zwei Stücke trennt, eine Leistung, die bei technisch geschulten Zuschauern eher schlechtes Amboßmaterial als die Riesenkraft Siegfrieds demonstriert. Hier ist also für exakte technische Auslegung nicht viel zu profitieren und wie immer in der Oper, wo die Begriffe fehlen, stellt zur rechten Zeit der Ton sich ein und belebt melodisch die Hammerschläqe des schlechten Schmieds!

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Abb. 345. Wand-schmiede-seuer. (Querschnitt.)

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Das Schmiedehandwerk in seiner einfachen Ausübung bedarf nur geringer Hilfsmittel: Schmiedefeuer, Amboß, Hammer und Zangen. Die geläufigste Form des Schmiedefeuers ist das Wandfeuer (Abb. 345). Wir sehen an die Wand des Gebäudes angebaut einen gemauerten Herd, der oben die Feuergrube zur Aufnahme der Kohlen hat. Das Feuer wird durch den angedeuteten Windfang mit Gebläseluft durch einen Blasebalg oder einen Ventilator angefacht, die Feuergase strömen durch den über der Grube befindlichen Rauchfang in den Schornstein. Vor dem Feuer steht der Löschtrog zum Ablöschen der erwärmten Schmiedestücke. Das Schmiedefeuer hat in dieser Form oder freistehend als sogenanntes Rundfeuer (Abb. 346) dem Wandel der Zeit getrotzt und fast alle Verbesserungsabsichten gingen an ihm vorüber, ein Beweis, daß es seinen Zweck nicht schlecht erfüllt hat und daß man an seine Mängel gewöhnt war. Erst neuerdings hat man wieder erkannt, daß die Herde mit den großen Rauchfängen doch recht umfangreiche, raumsperrige Gebilde sind, die die Werkstatt verdunkeln und immer mit Rauch und Ruß erfüllen. Diese Übelstände sind durch die modernen Schmiedefeuer mit unterirdischer Rauchabsaugung beseitigt (Abb. 347).

Auch wenn derartige Feuer in größerer Anzahl aufgestellt werden, bleibt die Schmiede übersichtlich, wie man es für jede andere Arbeitsstätte als selbstverständlich voraussetzt.

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Das im Schmiedefeuer auf Glühhitze erwärmte Werkstück wird beim Schmieden durch Schläge bearbeitet; der Amboß dient als Unterlage, der Hammer als Werkzeug.

Die Formveränderung kann in verschiedener

größert werden. Man wendet es an, um an Stangen die Enden zu verdicken, um Köpfe anzustauchen u. s. w. _ Im allgemeinen sucht man die be-

Weise vorgenommen werden. Das„Strek-k en" oder Ausschmieden bezweckt, ein Stück zu verlängern,

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sein Quer-schnitt ver-ringert wird. Das

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dabei unter ständiger Wendung mit dem Hammer bearbeitet. Die entgegengesetzte Wirkung hat das „Stauche n".

Das Stück soll verkürzt, der Querschnitt dabei ver-

Eisenstück leicht möglich ist und der Schmiedetechnik große Formabweichungen gestattet. Durch kleine Hilfsmittel wie in den Amboß gesetzte Dorne oder Formhilfsstücke erleichtert man sich die^ Arbeit. Zum „A b h a u e n" eines Stückes dient ein „Schrotbeil", mit dem das auf den Amboß gelegte Werkstück abgeschlagen wird, oder ein beilartig geformtes Stück wird in ein Loch

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Abb. 347. Modernes Schmiedefeuer mit unterirdischem Rauchabzug.

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Ausstrecken eines dickeren Stückes, als durch Auftauchen eines dünneren zu erreichen. Sehr wichtig für die Schmiedearbeit ist das „Biegen", das mit dem

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In der Regel werden für ein Schmiedestück die verschiedenen Methoden kombiniert; es wird zuerst vielleicht an einem Ende ausgestreckt, das Ende umgebogen, ein Kopf daran gestaucht, das dickere Ende mit dem Schrotbeil gespalten und die Enden senkrecht auseinander gebogen; dann hat man eine Art Wandhaken geschmiedet. Es ist Sache der Erfahrung, die Operationen so aufeinander folgen zulassen, daß die schließliche Form am schnellsten erreicht wird. Immer ist es eine elementare Schmiederegel, mit möglichst wenig Erhitzungen des Werkstückes auszukommen, denn jede neue Anwärmung bringt Zeitverlust, verteuert also die Arbeit und verschlechtert sie vielleicht noch, denn zu häufige Erwärmungen können das Material ruinieren.

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Abb. 349. Riemenfallhammer.

Schmieden gehört zu jenen Arbeiten, die schnelles Zugreifen erfordern; man muß eben das Eisen schmieden, so lange es warm ist! Der Schmied darf kein säumiger, langsamer Arbeiter sein; flink, gewandt in seinen Bewegungen, rasch in seinen Dispositionen, stark in seinen Schlägen. An diesem Zusammenwirken liegt es, daß die Schmiedearbeit so viel Anziehendes für uns hat, daß sie sozusagen zum Symbol der Arbeit überhaupt gemacht wird. Es ist die ursprünglichste Handarbeit, die harte Stoffe nach ihrem Wollen formt, die rechte Allegorie für den Staatsmann, dem man gern den Schmiedehammer in die Hand gibt; das „Glück-Schmieden" bildet ein Symbol für die Lebensbeherrschung — das „Reime-Schmieden" für die Wortformgebung.

Im kleinen und für Sonderzwecke verlangt das Schmieden persönliche

Siegeslauf der Technik. I.

Betätigung, hoch ausgeprägte individuelle Geschicklichkeit — im großen ganzen aber ist es nur die rohe Formgebungsarbeit durch Hammerschläge, die umso besser sind, je stärker sie sind. Da hat natürlich die Maschinenarbeit wieder ihr naheliegendes Recht reklamiert, und da das Schmieden ein seit Tausenden von Jahren bekannter Arbeitsprozeß ist, zählen die durch Maschinenkraft angetriebenen Schmiedehämmer mit den Mahlgängen und Pumpen zu den ältesten Arbeitsmaschinen. Wie vielfach in der Technik, ist auch der Maschinenhammer aus der direkten Übertragung des Handhammers hervorgegangen. Was ist auch naheliegender, als den Hammerstiel eines großen Hammers an einem Ende drehbar zu lagern und den Stiel am Schwanzende oder in der Mitte durch eine Daumenwelle zu heben und frei fallen zu lassen? Das ist die Grundform der Stielhämmer (Abb. 348), die die Stille der einsamen Gebirgsschmieden mit ihren Schlägen erfüllten. Sie wurden meist durch ein langsam bewegtes Wasserrad angetrieben, dessen Welle in die Schmiede hineinragte. Auf dieser Welle saßen die Hebedaumen — nockenförmige Ansätze — die beim Drehen den Hammerstiel faßten und, sich vorüberdrehend, ihn fallen ließen.

Der Hauptübelstand dieser Hämmer besteht darin, daß die Hammerbahn nur beim Aufschlagen mit der Amboßbahn parallel liegt, so daß an einem zwischengelegten Schmiedestücke keine parallele Flächen entstehen. Um das zu erreichen, mußte der Hammer senkrecht von oben auf den Amboß treffen, also sich nicht mehr um einen Drehpunkt schwingen, sondern sich in einer Führung auf und ab bewegen. Der eigentliche Hammerkopf muß also hier in die Höhe gehoben werden und fällt dann frei herab. Das Anheben kann wieder durch Daumen wie beim Stielhammer geschehen; damit würde man aber die hier gegebene Möglichkeit einer größeren Fallhöhe nur schlecht ausnutzen können. Eine naheliegende Lösung ist es, den Hammerbär, wie man das Fallgewicht nennt, an einem Riemen über einer oben am Führungsgestell angebrachten Rolle entweder von Hand oder durch eine Winde, mit der der Riemen aufgewickelt wird, in die Höhe zu ziehen und den Hammerbär wieder frei zu geben, sobald die Verbindung der Rolle mit dem Antrieb gelöst wird. Bei einer anderen Ausführungsform (Abb. 349) wird die oben liegende Riemenrolle selbst durch Transmission angetrieben. Wenn man nun an dem freien Ende des Riemens kräftig zieht, so entsteht zwischen Riemen und Rolle eine solche Reibung, daß der Bär gehoben wird. Sobald man den Zug entsprechend mindert, daß die Reibung nicht mehr zur Mitnahme genügt, kann man den Hammer frei in beliebiger Höhe schwebend erhalten und ihn im gegebenen Moment, in dem man den Riemen ganz freigibt, herabfallen lassen. Beim Herunterfallen wird dann das freie Riemenende nachgezogen, hindert dadurch den freien Fall und nützt sich durch Schleifen auf der drehenden Rolle erheblich ab. Man hat diesen Übelstand in verschiedener Weise durch Abheben des Riemens von der Rolle aufgehoben oder man verwendet an Stelle des Riemens eine Holzstange, die mit dem Bär fest verbunden ist und zwischen zwei Reibrollen durchläuft. Werden die von der Maschine angetriebenen Rollen an die Stange

angepreßt, so heben sie die letztere infolge der auftretenden Reibung hoch. Hebt man die Anpressung auf, indem man eine Rolle von der Stange abhebt, so fällt der Bär herunter.

Es läßt sich noch eine ganze Reihe von Lösungen für Hämmer, die von einer Transmissionswelle aus angetrieben werden, auszählen. Man hat den Hammerbär zwangläufig mit Exzentern verbunden, so daß er sich wie der Kreuzkopf einer Dampfmaschine fortgesetzt auf und ab bewegt, und arbeitet dann, indem man das Schmiedestück dem horizontal hin und her gehenden Hammerkopf entgegenhält. Man bezeichnet diese Art Hämmer als Schmiedemaschinen (Abb. 350). Ihr Gebiet sind kleinere leichte Arbeiten; sie sind flinke Zuschläger und es bedarf einer gewissen Geschicklichkeit und Gewandtheit, die raschen Schläge dieser beweglichen Klopfgeister in richtiger Weise aufzufangen und zur Wirkung zu bringen.

Aber alle diese Mittel genügen nur für kleinere Arbeiten, und als die Aufgaben der Industrie wuchsen, da versagte der durch die Maschine angetriebene alte Stielhammer. Die neuen Aufgaben gingen „über seine Kraft". James N a s m y t h war es, der in der Not, als man von ihm eine Schiffswelle von den damaligen Rekorddimensionen von 60 cm Durchmesser und 22 Fuß Länge verlangte, den Geist des Dampfes zur Schmiedearbeit zitierte. Zwar hatte Watt schon an die Verwendung des Dampfes gedacht, sein Patent aus dem Jahre 1784 zeigt aber einen gewöhnlichen Stielhammer, dessen Stiel mit dem Balancier einer Dampfmaschine auf und ab schwingt. Nasmyth hatte

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sich born Stielhammer endgültig losgesagt und dachte an die direkte Hebung des Hammerbärs durch den Kolben eines Dampfzylinders. Seine durch die schon erwähnten äußeren Umstände inspirierte Idee zeigt uns die Originalskizze Nasmyths (Abb. 351), ein Dokument über die Entstehung einer Erfindung, wie wir wenige besitzen. Wir sehen, daß über der Führung des Hammerbärs ein Dampfzylinder aufgestellt ist, dessen Kolbenstange direkt mit dem Hammerbär verbunden ist, so daß der Hammerbär in die Höhe gehoben wird, wenn Dampf unter den Kolben tritt. Der erste Dampfhammer kam erst nach mehrerer: Jahren zur Ausführung, nachdem schon Schneiderin Creuzot, angeregt durch die Nasmythsche Zeichnung, einen Dampfhammer gebaut hatte. Zu den ersten Versuchen diente ein auf einem Holzgerüst angebrachter alter Dampszylinder und es gelang, einen Bär von 2000 Pfund 4 Fuß hoch zu heben und mächtige, bisher nicht gekannte Schläge auf die glühenden Blöcke herabzuschicken.

Durch ein Ventil ließ man den Dampf so lange in einen Zylinder eintreten, bis der Hammerbär in die gewünschte Höhe gehoben ward, und durch Auslassen des Dampfes gab man den Hammerblock zum Fallen frei. Zunächst wurde diese Steuerung durch einen Hebel von dem Arbeiter bedient. Es bedurfte dabei großer Geschicklichkeit und Aufmerksamkeit, um auf diese Weise regelmäßige Schläge auszuführen. Die Wirkungsweise war noch nicht imponierend und Max Maria von Weber erzählt, daß die ersten Interessenten im März 1843, die Eigentümer des Eisenwerks zu Low Moor, davon sehr enttäuscht waren, und als sie John Nasmyth sagten, daß sie ihre Banknoten wieder mitnehmen würden, sprang er erregt aus und rief: „Legen Sie sie beiseite und noch zehnmal mehr dazu und sie sollen doch nicht ausreichen, uns den Tribut zu bezahlen, den wir von Ihnen noch erheben werden." Nasmyth hatte damit viel versprochen, aber nicht zu viel! In fieberhafter Tätigkeit gab sich das ganze Werk an die so gestellte Aufgabe und schon nach fünf Monaten mußten die Eigentümer der Low Moor-Werke die mit Bedauern wieder mitgenommenen Banknoten für einen Dampfhammer mächtigster und vollkommenster Leistung einsenden. Aus dem unbeholfenen Geschöpf war ein Dampfhammer geworden, der dem Druck einiger Finger gehorchend auf und ab schnellte, auf halbem Wege umkehrte oder den Eisenblock nur berührte, kurzum dem leisesten Winke willig und spielend gehorchte. Dem Cheftechniker Wilson war der große Wurf der „automatischen Steuerung" gelungen, von der Crawdon, der Mitinhaber des Werkes zu Patricoft, sagte: „Die Erfindung hatte keine Kindheit, sie trat mit voller Wirkungskraft ins Leben, wie ein Produkt jahrelanger Studien und Erfahrungen."

Dieses Beispiel zeigt uns so recht instruktiv, wie der gutmütige Riese Dampf hier wieder die schwere Arbeit übernommen hat und der Mensch diese Mesenkraft spielend beherrscht, ganz von schwerer körperlicher Tätigkeit entlastet, nur „denkt und lenkt", seine ganze Aufmerksamkeit nur darauf konzentriert, daß er im rechten Moment und in richtiger Weise die ihm gehorchenden Kräfte wirken läßt. Die Beherrschung und Lenkbarkeit geht hier so

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Abb. 351. Originalskizze zu dem Dampfhammer von James Nasmyth.

Aus Malschoß, „Entwicklung der Dampfmaschine".

weit, daß zu ihrer Demonstrierung Arbeiter gelegentlich ihren Kopf auf den Amboß gelegt haben und vor den entsetzten Zuschauern den Hammerbär auf und ab spielen ließen, ohne daß ihre Nase berührt wurde!

Im Prinzip ist diese automatische Steuerung so eingerichtet, daß ein Anschlag am Hammerbär einen anderen Anschlag an einer Steuerstange trifft und damit beispielsweise beim hochgehobenen Hammer das Dampfauslaßventil öffnet, so daß der Hammer herabfällt. Durch den je nach der Dicke des Shückes in anderer Höhe erfolgenden Aufschlag wird eine am Hammerbär gelagerte Klinke ausgelöst und damit auch das Auslaßventil geschlossen

Abb. 352. Dampfhammer.

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und das Einlaßventil geöffnet. Es tritt also wieder Dampf unter den Kolben. Durch Verstellung der Höhenlage der Anschläge hat man es in der Hand, die Hubhöhe des Hammers, je wie die Arbeit

es erfordert, beliebig einzustellen.

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Der Nas-mythhammer ist einfachwirkend.

Dampf wird der Hammerbär gehoben und fällt durch sein Gewicht auf das Schmiedestück herab. Um die Wirkung zu erhöhen, war es naheliegend, das Herabfallen des Hammerbärs noch durch über den Kolben tretenden Dampf zu b eschleunigen. Man nennt diese Konstruktion mit Oberdampf doppeltwirkend. R. D a e l e n hat diese Wirkung dadurch erreicht, daß er den unter dem

findlichen Dampf, nachdem der Kolben gehoben war, übertreten ließ. Da H bei seinem pH Hammer eine sehr starke Kolbenstange in ■ Anwendung kam, war die Druckfläche auf die noch BP freibleibende

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Ringfläche unter dem Kolben kleiner als die obere, ganz zur Wirkung kommende Kolbenfläche, so daß also ein Überdruck nach unten eintrat, der den Hammerschlag bedeutend verstärkte. Die Steuerung war so eingerichtet, daß man auch ohne Oberdampf arbeiten konnte, wenn leichtere Stücke geschmiedet werden sollten.

So wuchs das Werkzeug mit seinen größeren Zwecken und erhielt die aus Abb. 352 und 353 ersichtliche Form. Aber auch das so bearbeitete Material

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Abb. 354. Fassonschmreden.

Aus der Werkzeuggußstahlfabrik von Felix Bischofs in Duisburg.

nahm unter der erdrückenden Wucht der Hammerschläge andere Gestalt an. Für die erste Periode ihrer Wirksamkeit waren die Dampfhämmer ein willkommenes Mittel, um Flußeisenblöcke durch das Verschmieden zu dichten und die Schlacke auszutreiben, zur Herstellung schwerer Schweißeisenpakete, für die die leichten Stielhämmer nicht ausreichten. Davon hat die fortgeschrittene Hüttentechnik dem Hammer wieder einen Teil abgenommen, weil sie gelehrt hat, schon durch den Guß selbst dichte und schlackenfreie Blöcke zu erzeugen, die keiner weiteren Bearbeitung bedürfen. Ihre Hauptaufgabe, die eigentliche Schmiedearbeit als Formgebungsarbeit, ist dadurch nur noch mehr zum Ausdruck gekommen. Damit sind aber auch die Anfordemngen an die Formgebung gewachsen und die Erkenntnis immer weiter gedmngen, daß die Formgebung, die durch das Schmieden erreicht wird, bei der weiteren Verarbeitung erspart wird. Sauberes Schmieden in endgültiger Form ohne nennenswerte Nacharbeit war die Grundforderung. Man ist ihr dadurch näher gekommen, daß man für das herzustellende Schmiedestück eine Form aus Stahl machte und ein vorgeschmiedetes Stück Eisen so in diese Form, „das Gesenk", schlug, daß es ihre Gestalt ganz annahm. Wir sehen, das „Gesenkschmieden" hat Ähnlichkeit mit dem Gießen, nur daß hier die Form

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Abb. 355. Herstellung von Gesenkschmiedestücken (Schraubenschlüssel und Doppelhebel).

aus Stahl gemacht ist und daß nicht flüssiges, sondern glühendes, plastisches Material in die Form gepreßt wird. Diese Unterscheidungen bedingen aber auch die speziellen Verwendungsgebiete. Es ist einleuchtend, daß eine in einen Stahlblock eingearbeitete, gravierte Form eine mühsame und kostspielige Arbeit ist, die erst rentabel wird, wenn die Aufwendung sich auf eine große Anzahl Schmiedestücke verteilt. Die Gesenkschmiedearbeit ist ganz ein Kind der Massenfabrikation, durch die sie erst lebensfähig geworden ist. Durch ihre Anwendung hat wiederum die Schmiedearbeit an Formfreiheit unendlich gewonnen und ermöglicht so die Herstellung von Teilen, die für Handschmiedearbeit fast unmöglich sind. Die Fabrikationsschwierigkeit verlegtsich dann ganz von der Schmiede nach der Werkzeugmacherei. Dieser ist wie dem Modelltischler nur die Zeichnung gegeben, nach der sozu-

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Abb. 356. Preßanlage.

Aus der Werkzeuggußstahlfabrik von Felix Bischofs in Duisburg.

sagen der „Kernkasten" gemacht werden muß. Aber nicht aus dem leicht zu bearbeitenden Holz, aus hartem Stahl muß die Form mühsam herausgeschnitzelt werden. Das Gesenk besteht in der Regel ebenso wie die Gießformen aus Oberteil und Unterteil. Um gleichmäßige Dicke zu erhalten, läßt man die Gesenkränder aufeinander treffen, muß dann aber in der Mitte Zwischenraum zum Entweichen des überschüssigen, durch das Schlagen herausgequetschten Materials abgeben. Dadurch entsteht dann um das Schmiedestück ein blech-

dicker Ansatz, ein Grat, der durch Ausstanzen entfernt wird (Abb. 354 und 355). Während früher nur kleinere Stücke: Fahrrad-, Nähmaschinenteile, Schlüssel, Werkzeuge u. s. w. im Gesenk geschmiedet wurden, bekommt durch die fortschreitende Spezialisierung und Massenfabrikation die Gesenkarbeit immer größere Ausbreitung im Lokomotivbau, Automobilbau, Werkzeugmaschinenbau und allgemeinen Maschinenbau und findet für immer größere Stücke Anwendung.

Diese Arbeitsmethode macht die Schmiedearbeit zur bequemen Maschinenarbeit, die ein Produkt von bisher nicht gekannter Korrektheit der Dimensionierung und Sauberkeit der Form liefert. Kein Wunder, daß man immer weitergehende Aufgaben in dieser Weise zu lösen suchte. Neben den Dampfhämmern kommen noch kleinere, flinke, automatisch arbeitende Luftdruckhämmer, die wie die Friktionshämmer von der Transmission angetrieben werden und durch Zwischenschaltung eines Luftdruckzylinders eine äußerst feinfühlige Steuerbarkeit erhalten, in Anwendung. Fortgesetzt steigerte sich auch das Verlangen nach immer größeren Schmiedestücken mit den gewaltigen Schöpfungen der Neuzeit, den großen Schnelldampfern, den vieltausendpferdigen Kraftmaschinen u. s. w. Da kam man auch mit dem Riesendampfhammer nicht mehr aus. Mit 3000 Zentnern war man bis an die Grenze des Möglichen gegangen; die dabei geweckten Klopfgeister waren so mächtig, daß sie die ganze Umgebung erschütterten. Und ihre Schläge waren wieder nicht mächtig genug, um den Stahlblock bis in seinen innersten Kern zu erschüttern. Da kam es, wie oft im Leben. Den tobenden, unruhigen, polternden Riesen übertraf der ruhige, bedächtige, starke Arbeiter. Den weitausholenden Arm, der dröhnend aufschlug, übertraf die eiserne Faust,

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bittlich in den Eisenblock ein« grub und nicht losließ und sich durchsetzte, bis ihr Wille erfülltwar. Wo der wild dreinschlagende Hammer aufhörte, war der ruhigeDruckder Schmiedepresse ersolg-reich(Abb.356); statt 50 t Bärgewichtkamen Preßdruckebis 15 000 t =

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300000 Zentner (Abb.357) zur Wirkung.

Abb. 358. Schmiedepreffe.

Im Prinzip ist die Wirkungsweise sehr einfach. Der Kolben eines hydraulischen Zylinders ist mit dem Druckstempel verbunden. Sobald Wasserdruck auf den Kolben wirkt, treibt er ihn nach unten, ans das untergelegte Schmiedestück. Wir sehen in den Abb. 357 und 358 die mächtigen Kolben, die aus dem Querhaupt hervortreten und den in den vier Ecksäulen geführten Stempel tragen. Das Preßwasser kann durch eine Pumpe, die direkt auf den Preßzylinder wirkt, geschaffen werden. In diesem Fall muß für jede Presse eine Pumpe vorhanden sein. Wenn mehrere Pressen in Frage kommen, ist es dann einfacher, die einzelnen Pressen von einem Akkumulator aus zu betreiben. Ein solcher Akkumulator besteht aus einem Zylinder, in dem ein mit Gewichten belasteter Kolben sich auf und ab bewegen kann. Das von der Pumpe gelieferte Wasser bleibt also infolge der Gewichtsbelastung unabhängig von der Pumpenleistung immer unter gleichem Druck. Ein drittes Verfahren ist noch durch Anwendung einer Dampfpumpe und kombinierter Dampf- und hydraulischer Wirkung möglich, da auf diese Weise eine große Regulierfähigkeit der Preßwirkung möglich ist. Es liegt in der Natur der Preßarbeit, daß ebenso wie die auszuführenden Arbeiten auch die Arbeitsvorgänge und erforderlichen Kraftwirkungen verschieden sind. Wir bedürfen also immer einer Regulier-barkeit des Preßdruckes. Es kann dies durch Anwendung mehrerer Druckkolben

ausgeführt werden, indem man je nach Bedarf alle oder nur einen Teil der Kolben zur Wirkung kommen läßt und die anderen ganz ausschaltet. Man kann auch, wenn man mit Akkumulatoren arbeitet, den Wasserdruck verändern, indem man die Gewichtsbelastung des Akkumulators ändert, ein Verfahren, das ziemlich umständlich ist und auch seine Wirkung auf alle an den Akkumulator angeschlossene Pressen erstreckt. Praktisch begnügt man sich daher häufig mit dem Drosseln des Wasserdrucks durch einen Hahn, was wohl einen Energieverlust bedeutet, aber die einfachste Regulierungsmöglichkeit gewährt.

Eine größere Freiheit in der Anpassung an die verschiedenen Betriebsbedürfnisse gewährt, wie schon erwähnt, das dampfhydraulische Verfahren, wie es bei einer 2000 t-Presse derKalkerWerkzeug-maschinenfabrik Breuer, Schuhmacher & Co. A.-G. (Abb. 359) angewandt ist. Hier erfolgt die H e b u n g des in vier starken Ecksänlen geführten Preßstempels durch die zu beiden Seiten angebrachten, oben hervorragenden Zylinder durch Dampf, der unter die Kolben der Zylinder tritt. Wir sehen im Bilde die aus den Zylindern heraustretenden Kolbenstangen, die zu beiden Seiten zwischen den Ecksäulen durchgehen und mit dem Stempel verbunden sind. Nach Hebung des Stempels wird an dem seitlich ausgestellten sogenannten Dampfdruckübersetzer umgesteuert, der Dampf entweicht, der

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Stempel senkt sich durch sein Gewicht und in den mittleren Wass erdruckzylinder, aus dem der mittlere Kolben hervortritt, fließt aus dem Wasserdruckübersetzer Wasser nach. Erst wenn der Stempel das Werkstück erfaßt hat, tritt durch Weitersteuerung Dampf unter den Kolben der Dampspumpe des Dampfdruckübersetzers und fördert Dmckwasser in den Zylinder. Die sparsame Arbeitsweise tritt klar zu Tage, das Dmckwasser kommt nur zur eigentlichen Arbeitsleistung zur Wirkung, jede Kraftvergeudung ist also beseitigt. Durch entsprechende Regulierung des Dampfzutritts zu der Pumpe läßt sich die Spannung des Druckwassers in der gewünschten Weise verändern.

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Abb. 360. Gußstahlblock int Gewicht von 70600 kg.

Mit seinen höheren Zwecken wächst das Werkzeug und weiter wachsen mit dem Werkzeug wieder die Zwecke. Der Gußstahlblock von 70 000 kg (Abb. 360) zeigt, was man diesen Riesen zum Beißen geben darf! Die Möglichkeit der einfachen Erzeugung so hoher Preßdrücke und die Anwendung des ruhig und genau wirkenden hydraulischen Drucks hat zu einer Reihe neuer Arbeitsverfahren geführt und manche verblüffenden Ergebnisse sind durch die Mobilmachung so großer hydraulischer Drücke entstanden. Es sei zum Beispiel auf das Härmet verfahren zum Pressen flüssigen Stahls verwiesen, das durch die in Abb. 361 dargestellte vierfache hydraulische Preßanlage von je 1250 t Druck illustriert wird. Das Verfahren bezweckt, die durch die Erstarrungsvorgänge in der Kokille entstehenden Hohlräume am oberen Blockende und in der Blockmitte dadurch zu beseitigen, daß die äußere Schale entsprechend der Abkühlung zusammengepreßt wird. Die mit flüssigem Stahl gefüllte Kokille wird auf einem Wagen (Abb. 362) in die Presse gefahren und sofort durch die Einwirkung des unteren Stempels mit 350 Atmosphären die erstarrende Stahlmasse in die kegelförmige Kokille hineingetrieben, wodurch eine den ganzen 35 t-Block durchdringende Verdichtung erzielt wird.

Nach dem vollständigen Erstarren, das noch durch Wasserberieselung beschleunigt wird, wird der Block durch den oberen Stempel herausgehoben.

Aus der Anwendung hoher Drücke beruht auch das eigenartige Dicks ch e Patent, Preßverfahren zur Herst ellung profilierter Me talllei st e n. In eine hydraulische Presse wird eine auf Rotglut erhitzte Metallpatrone eingesetzt. Am Ende ist der Patronenzylinder mit einer Stahlmatrize verschlossen, die eine dem herzustellenden Profil entsprechende Ausnehmung besitzt. Mittels sehr hohen hydraulischen Drucks wird das Material durch die Matrizenöffnung getrieben, so daß eine profilierte Leiste entsteht. Die auf

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Abb. 361. 4fache hydraulische Preßanlage für 12501 Druck zum Komprimieren von flüssigem Stahl.

diese Weise gepreßten Leisten besitzen eine durchaus saubere und glatte Oberfläche und bedürfen fast keiner Nacharbeit. Es lassen sich so auch sehr kompliziert ausgebildete Profile, deren Herstellung durch Walzen oder Ziehen nicht möglich ist, pressen, jedoch nur Metalls, die in heißem Zustand plastisch sind, zum Beispiel Deltametall, Kupfer, Zink und Aluminium.

Die vorteilhaften Eigenschaften des Preßwassers, besonders seine Unzusammendrückbarkeit, die leichte Anordnungsmöglichkeit von Preßkolben und Preßzylindern an allen Arten Maschinen führen zuimmer erweiterter Anwendung und in immer steigendem Maße tritt an Stelle der Hamm er Wirkung der ruhige Preßdruck. Sogar das früher fast unantastbar scheinende Gebiet

des Handhammers zum Nieten hat der hydraulische Druck erobert und sich durch seine größere und raschere Wirkung fast allgemein Eingang verschafft.

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Unter Nieten versteht man die Verbindung plattenförmiger Körper durch einen Nietbolzen, dessen Enden durch Aufstauchen so verbreitert werden, daß der Bolzen die Arbeitsstücke fest zusammenhält. Gewöhnlich ist das Niet vor dem Gebrauch schou mit einem Kopf versehen, während der zweite zum Befestigen dienende Kopf, der „Setzkopf", erst gebildet wird, wenn der Nietnagel in das Loch gesteckt ist. Dann wird das Niet an einem Ende durch Gegenhalten unterstützt und ant anderen herausstehenden Schaftende durch feste Ham-merschläge der Kops angestaucht und durch einen entsprechend geformten Stem-pel in saubere rutidliche Form gebracht.

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Avb. 362. Harmetpresse.

Aus der Zeitschrift des.Vereins deutscher Ingenieure.

Die gleiche Arbeit, die-hier eine Reihe fester Schläge mit dem Zuschlaghammer erfordert, wird durch den Wasserdruck mit einer Stempelbewegung geleistet. Das meist zangenartig gestaltete, nach mehreren Richtungen drehbar gelagerte Werkzeug (Abb. 363 und 364) hat an einer Seite einen festen Stempel, der die Rolle des „Gegenhalters" spielt, während der gegenüberliegende Stempel, der den Nietkopf andrückt, durch einen hydraulischen Kolben betätigt wird.

Man hat also nur das Druckwasser einzulassen und der Stempel bewegt sich vorwärts und drückt mit gleichmäßig wirkender Kraft den Nietkopf an. Das dröhnende Hämmern des Kesselschmiedes ist in eine lautlose Arbeit verwandelt, die spielend leicht von statten geht und die für Nietverbindungen erforderliche Gleichmäßigkeit besitzt. Wie sehr die Industrie aus der Anwendung der Nietmaschinen profitiert, wird überzeugend klar, wenn man nur einmal die Anzahl der Nieten eines Brückenträgers oder eines Kessels überblickt. Bei den schon geschilderten Vorgängen des Druckwassers konnte ein anderes Preßmittel schwer aufkommen und die durch Druckluft betriebenen Nietpressen haben nur langsam Verbreitung gefunden, obwohl sie vor dem Druckwasserbetrieb eine Reihe erheblicher Vorzüge voraus haben.

Der hohe Wasserdruck erfordert sehr sorgfältig hergestellte Rohrleitungen, die steter Überwachung bedürfen und wegen der Gefahr des Einfrierens gute Umkleidung bedingen. Das Dichthalten der Rohre und Maschinenteile verursacht vielfach Schwierigkeiten, auch ist die Rückleitung des Betriebsmittels erforderlich. Der letztgenannte Umstand fällt natürlich bei Druckluft weg, da man die verbrauchte, das heißt entspannte Luft entweichen läßt und damit noch eine zweckdienliche Lüftung erzielt. Überhaupt wird die ganze Anlage wesentlich einfacher, was für den Luftdruckbetrieb für viele Anwendungsgebiete bestimmend ist. Die Anordnung der Wasserdrucknietmaschinen, bei denen der Kolben direkt auf den Nietstempel wirkt, findet auf Luftdrucknietmaschinen fast keine Übertragung, da man meist mit geringeren Drücken arbeitet, die zur direkten Wirkung auf den Nietkolben nicht ausreichen. Man schaltet deshalb zwischen Arbeitszylinder und Nietstempel noch eine mechanische Übertragung, meist einen Kniehebel ein, der also dann den Stempel bewegt. Die äußere Gestellform bleibt aber die gleiche wie bei den Wasserdruckapparaten.

führt werden kann, der die Arbeit der Hand direkt übernimmt und den Arbeiter, indem er 700 bis 1200 Schläge in der Minute ausführt, nur noch mit der Führung des Werkzeugs beauftragt.

Wir sehen, wie der Arbeitsvorgang des Pressens zu ganz voneinander abwei-

Obgleich die Nietmaschine in dieser Form transportabel ist, kann man mit ihr noch nicht allen Nietstellen bei den vielfach komplizierten Trägern und Kesseln beikommen und muß dann immer wieder zum Handhammer zurückkehren.

Eine Aushilfe auch -

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chenden Zwecken dient. BeidemVer-schmieden und Verdichten des Materials kommt nur die

Abb. 363. Luftdruckkniehebelnietmaschine der Deutschen Niles-Werkzeugmaschinen-sabrik Oberschöneweide-Berlin.

zusammenquet-

für diese Fälle bildet der D r u ck- jPf luftnietham-mer, dessen schon jgip auf Seite 79 gedacht ist und der wie die gewöhnliche Nietmaschine in Bügelform oder ähnlich wie der Druckluft-sandstampser ausge-schende Wirkung zur Geltung, beim Schmieden als Formgebungsarbeit handelt es sich um begrenztere Preßwirkung, die sich mehr der Prägung, einer anderen Modifikation der Pressung, nähert. Dieser Mannigfaltigkeit der Arten, dem Formen, Drücken, Ausquetschen, Zusammendrücken und Verdichten entsprechen die verschiedenen Maschinenarten. Für leichtere Arbeiten mit geringerer Druckwirkung setzt man natürlich nicht die hydraulische Riesenkraft in Bewegung, man begnügt sich mit Pressen, die wie die kleineren Hämmer

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Abb. 364. Transportable in drei Ebenen drehbare hydraulische Nretmaschine.

oder jede Arbeitsmaschine an die Transmission angeschlossen werden. Die Kunstbeilage zeigt die typische Form der vielgebränchlichen „Spindelpressen". Der Stempel wird durch eine Spindel bewegt, die ihren Antrieb durch die große Friktionsscheibe erhält. Je nachdem von den auf der horizontalen Antriebswelle sitzenden senkrechten Scheiben die linke oder rechte an die Spindelscheibe angepreßt wird, wird die Spindel nach rechts oder links gedreht und dadurch der Stempel auf oder ab bewegt. Die Steuerung erfolgt durch Verschiebung der ganzen Antriebswelle mittels des Handhebels.

Für noch leichtere Verrichtungen für Prägearbeiten und überall, wo es mehr auf Schnelligkeit als auf Druck ankommt, finden Exzenter- und Hebelpressen Verwendung.

Durch die Anwendung des Preßdrucks an Stelle der Hammerwirkung wurde die grundsätzliche Arbeitsweise nicht verändert. Immer haben wir wieder zweiteilige Preßformen, die nur bestimmte aushebbare Gestaltungen zulassen, immer haben wir mit Abnützen, mit dem Springen und mit teuer herzustellenden Matrizen zu rechnen. Alle diese Übelstände beseitigt das Hu bersche Hochdruckpreß- und -prägeverfahren, denr der originelle Einfall zu Grunde liegt, das Arbeitsstück in den Preßzylinder selbst einzusetzen und es durch die direkte Wirkung des allseitigen Wasserdruckes gegen eine Matrize zu pressen. Wir haben also keinen gerade geführten und einseitig wirkenden Preßstempel; das zusammengedrückte Wasser selbst ist

Liegeslauf der Technik. I.

Stempel und es ist klar, daß so eine auf die ganze Fläche sich gleichmäßig verteilende Druckwirkung entsteht. Infolgedessen können auf diese Weise auch an Hohlkörpern die verschiedensten Formänderungen gemacht werden. Um beispielsweise einen Metallbecher oder eine Feldflasche mit einer Reliefzeichnnng zu versehen, wird der Körper mit einer Metallform umgeben, die die Zeichnung als Vertiefung enthält. Durch den hohen Flüssigkeitsdruck wird dann das Metall des Bechers oder der Flasche in alle Vertiefungen der Form gedrückt, so daß sich die Zeichnungen mit allen Feinheiten abprägen. Die Preßformen sind einfache Platten oder Formstücke mit den Vertiefungen oder Erhöhungen, die in dem Arbeitsstück abgeformt werden sollen. Die Form (Abb. 365 a) wird auf das Arbeitsstück aufgelegt und die Fuge so verkittet (Abb. 365 b), daß kein Wasser zwischen Form und Arbeitsstück eindringen kann. So wird die Feldflasche in den Preßzylinder eingesetzt und der Wasserdruck wirkt im Innern auf die dünne Aluminiumwand, die nach dem Relief durchgedrückt wird (Abb. 365 c). Auch auf die äußere Wandung drückt das Wasser, kann aber hier keine Veränderung hervorrufen, da der gleiche Druck von innen wirkt. Die Preßformen haben also nicht wie beim sonstigen Pressen den ganzen Arbeitsdruck aufzunehmen, sondern nur die Beanspruchung des durchgedrückten Metalls, dem sie eine höhere Widerstandsfähigkeit entgegenstellen müssen. Bei so geringer gleichmäßiger Beanspruchung brauchen die Preßformen nicht gehärtet zu sein, es können auch andere Materialien als Stahl, zum Beispiel Glas, Porzellan, galvanische Niederschläge aus Kupfer, Bronze u. s. w. verwendet werden. Bei den zur Anwendung kommenden Preßdrücken bis 10 000 Atmosphären können die meisten Materialien kalt zum Fließen und Einpressen in die Form gebracht werden. Wenn es die Umstände erfordern, kann aber auch warm gepreßt werden; dann muß aber als Preßmittel statt Wasser heißer Sand verwendet werden.

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Abb. 365 a.

Preßform einer Feldflasche.

Abb. 365 d.

Die aufgelegte und verkittete Form-

Für die Ausübung des Verfahrens ist also eine hydraulische Presse für hohen Arbeitsdruck nötig, Aber auch diese Maschine baut sich verhältnismäßig einfach auf, weil der Preßzylinder nur als Behälter dient, in den die Gegenstände mit ihren Preßformen versenkt werden. Es sind also alle Grund-

bedingungen für eine weitgreifende Anwendung gegeben.

das Aufpressen von Metallmänteln, Formänderungen an Rohren, Formstücke für Fahrradfabrikation, Kesselverbindungsstücke, alle Arten Hohlwaren und Blechkörper.

Die Mannigfaltigkeit der Arbeitsmöglichkeiten bei dieser „a l l s ei t i g e n Pressung im Raum" ist fast nicht zu erschöpfen. Was

Alle Arten Hohlkörper, Rohre, Becher,

3(66.365 c. Die fertig gepreßte Flasche.

Flaschen können an beliebiger Stelle oder im ganzen Umfang mit Verzierungen versehen und direkt gebrauchsfertig gepreßt werden. Neben diesen Kunstformen sind zahllose industrielle Anwendungen möglich, zum Beispiel die Hand des Arbeiters nicht vollbrachte, macht hier der Wasserdruck spielend. Wenn der Hammer als potenzierte Faust angesprochen wird, so kann man die Wasserteilchen, die hier wie unzählige feinfühlige Bildhauerfinger kneten und formen, als einenoch höhere Potenz der menschlichen Hand bezeichnen!

Das Schweißen.

Die Schmiede- und Preßarbeiten, wie sie bisher betrachtet wurden, bewirken lediglich die Formänderung eines Eisenstückes, das unter dem Schlag des Hammers oder dem Druck der Presse „gestreckt, gestaucht und gebogen" wird. Das „Schweißen", das sich, zunächst als Schmiedearbeit betrachtet, an die Kette dieser elementaren Arbeitsvorgänge anschließt, bezweckt das Zusammen fügen zweier Schmiede st ücke. Die bis zur Weißglut erhitzten Stücke werden zusammengelegt und verbinden sich unter den Schlägen des Hammers oder dem Druck der Presse zu einem festen Ganzen. Das Zustandekommen einer festen Verbindung erfordert die Berührung metallisch reiner Flächen. Es wird dies durch Bestreuen mit einem sogenannten Schweißpulver, einer leicht schmelzbaren Substanz wie Sand, Glas oder Borax erreicht, das auf der Oberfläche einen schützenden Überzug bildet, der die Flächen rein erhält. Von wesentlichem Einfluß.auf die Verbindung ist auch die Ausbildung der Kante, die eine zur Verbindung passende Form haben muß. Man unterscheidet dabei das S t u m p f s ch w e i ß e n, bei dem die gerade abgeschnittenen Kanten einfach zusammengedrückt werden, das Überlapptschweißen, bei dem die Enden übereinandergelegt werden, wodurch eine festere Verbindung als beim Stumpfschweißen erzielt wird.

Die Verbindung ist nur für solche Metalle möglich, die schweißbar sind, die die Eigenschaft haben, sich in starker Hitze unter Druck zu verbinden; Schmiedeisen, Stahl, Kupfer, Nickel und Platin besitzen diese höchst schätzenswerte Fähigkeit, die praktisch für Eisen und Stahl am meisten zur Anwendung kommt. Die Hitze, bei der das Schweißen gut von statten geht und von deren Berücksichtigung der Erfolg abhängt, ist bei Schmiedeisen die Weißgluthitze, bei Stahl die Rotgluthitze. Es erfordert eine gewisse Geschicklichkeit, besonders beim Schweißen von Schmiedeisen mit Stahl, die Erwärmung richtig zu treffen. Bei zu starker Erhitzung verbrennt das Eisen, bei zu geringer Erwärmung tritt keine richtige Verbindung ein. Hier müssen also das geübte Auge und die geübte Hand des Arbeiters ausgleichend wirken.

Es ist ohne weiteres einleuchtend, daß die Möglichkeit des Schweißens eine weitere Freiheit der Formgebung gestattet. Teile, die infolge ihrer komplizierten Gestaltung nicht in einem Stück geschmiedet werden können, werden als zwei einzelne Schmiedestücke hergestellt und zusammengeschweißt. Andere Teile müssen an bestimmten Stellen scharfe harte Flächen, Messer-oder Auflageflächen haben; sie können aus angeschweißtem Stahl gemacht werden. Dazu kommen noch alle die Teile, die überhaupt nur durch Schweißen herzustellen sind, deren bestes Schulbeispiel die Herstellung eines Ringes aus einem Stück Flacheisen bildet. Hier ist es der natürliche Vorgang, daß man den Ring in die gewünschte Kreissorm biegt und die Enden durch Schweißen verbindet. Man braucht sich nur den Ring verbreitert zu denken und er wird zum Rohr. Damit haben wir die Grundmethoden der Rohrfabrikation erklärt. Ein langer gerader Blechstreifen wird in Rohrform zusammengebogen und der offenbleibende Schlitz seiner ganzen Länge nach verschweißt. Diese Arbeitsmethode zur Herstellung stumpfgeschweißter Rohre, sogenannter Gasrohre, hat sich in ihrem Grundgedanken bis auf den heutigen Tag erhalten. Nur bewirkt man das Zusammendrücken der Schweißnaht anstatt durch Hämmern von Hand mit Maschinenhammer und Ziehen durch eine sich verjüngende Ringform. Dabei wird der Blechstreifen nicht erst vorgebogen, sondern sogleich auf der Ziehbank in die rohrähnliche Form gebracht.

An Stelle der stumpfen Schweißnaht kann auch die widerstandsfähigere überlappte Schweißung Anwendung finden. Für diese überlappt-geschweißtenRohre werden die Kanten der Blechstreifen entsprechend abgeschrägt, so daß sie bei ihrer Zusammenbiegung schrägwinklig Übereinandergreifen. Die Schweißfuge erhält dann in einem schnellaufenden Walzwerk ihre Verbindung. Die auf die ganze Rohrlänge durchgehende Längsnaht scheint immer zum Aufreißen zu neigen, auch ist durch das Ziehverfahren eine geringe Länge der Rohre bedingt. Diese Ilbelstände beseitigt das „Spiral-rohrschweißverfahren", das Geh. Baurat Heinrich Ehrhardt in Deutschland eingeführt hat. Hierbei werden die Rohrblechstreifen lockenförmig aufgewickelt, so daß die Schweißnaht keine gerade Linie, sondern eine umlaufende Spirale bildet. Wir werden diesen Verfahren noch bei der Besprechung der Fabrikation der Röhren begegnen.

In zweifacher Beziehung — den Arbeitsvorgängen folgend — ist die Vervollkommnung der Schweißverfahren vor sich gegangen. Zum Ausüben der Hammerschläge hat man sich des Schmiedehammers und der Presse bedient und für häufig vorkommende Arbeiten, wie das Schweißen von Bandagen u. s. w.,

besondere schnell arbeitende Exzenterpressen oder andere ähnliche mechanische Hilfsmittel gebaut. Einen weitergehenden Einfluß auf die Entwicklung hat die Art der Erhitzung gehabt. Im einfachsten Falle erfolgt sie im Schmiede-feuer. Für kleinere Werkstücke, für Stangen und Stäbe und dergleichen ist dieses Hilfsmittel ausreichend. Aber alle fabrikatorische Anwendung, das Schweißen größerer Stücke, ist mit dem Schmiedefeuer schwer durchführbar und man bedurfte anderer Erhitzungsgelegenheiten, durch die zum Teil die Schwcißarbeit überhaupt eine Umänderung und Erweiterung erfahren hat.

Die nächste Steigerung des Koks- oder Kohlenfeuers war der Flammofen oder die Wassergasfeuerung, aus der sich die Wassergasschweißung entwickelt hat. Hier kommt bereits die Flamme zu dem Werkstück. Das sogenannte Wassergas, das, wie schon früher ausgeführt, durch Überleiten von Wasserdampf über glühende Kohlen erzeugt wird, wird mit komprimierter Luft mittels besonderer Brenner verbrannt und damit das Werkstück meist von beiden Seiten gleichzeitig angewärmt. Die Schweißstelle wird auch hier wieder durch Pressen oder Hämmern verbunden. Wir erreichen also auf diese Weise eine sehr intensive und bequeme Anwärmung der Schweißstelle auch bei großen, unhandlichen Stücken; ferner entsteht durch die Wassergasflamme keine Verunreinigung und Oxydation der Schweißstelle, so daß von einem Flußmittel abgesehen werden kann. Die Wassergasschweißung hat besonders für Schiff- und Kesselbauzwecke große Verbreitung gefunden; einer allgemeineren Verwertung für viele Zwecke steht hier die besondere Aufstellung des Gaserzeugers und Gasbehälters mit verhältnismäßig großen Anlagekosten im Wege.

Die Erzeugung hoher Temperaturen und die Konzentrierung der Wirkung auf gegebene Stellen weist auf die Anwendung der E l e k t r i z i t ä t hiip die auch schon frühzeitig zum Schweißen herbeigezogen wurde. Das erste Verfahren stammte von B e n a r d o s, der schon 1866 die hohe Temperatur des Lichtbogens zum Schweißen ausnutzte. Die Anordnung erfolgt so, daß die in regelbarem Abstand über der Schweißnaht vorbeigeführte Kohle den einen Pol, das Werkstück selbst den anderen Pol bildet. Es entsteht also an der Übergangsstelle von der Kohle zum Werkstück der Lichtbogen, der die aneinanderstoßenden Kanten zum Schmelzen bringt. Das Verfahren hat den Nachteil, daß durch die Kohle eine Kohlung der Schweißstelle eintritt und die Schweißnaht glashart, also spröde macht. Aus diesem Grunde hat S l a v i a n o f f die bewegliche Kohle durch einen Eisenstab ersetzt. Das abschmelzende Eisen diente gleichzeitig zum Ausfüllen der Schweißnaht. Das ist auch nicht in allen Fällen erwünscht, vielmehr soll die Erhitzung und Metallzufuhr stets nach Bedarf reguliert werden können. Dieser Bedingung entspricht das von Dr. Zerener angegebene Verfahren am vollkommensten. Er benutzt zwei stromführende Kohlen, die er wie bei einer Flammenbogenlampe in spitzem Winkel oder parallel zueinander stellt, so daß an der Übergangsstelle ein frei nach unten hängender Lichtbogen entsteht, der noch durch einen Magneten abgelenkt wird, so daß er wie eine Stichflamme benutzt werden kann. Die

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Abb. 366. Zwölfzöllige Rohre mit für die Schweißung angelegtem Klemmapparat.

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und leicht Fehlstellen entstehen können. In anderer Weise leistet der elektrische Strom bei dem Thomsonschen Widerstandsverfahren Schweißarbeit. Die Wirkung beruht darauf, daß man das Schweißstück, zum Beispiel zwei stumpf aneinandergestoßene Stäbe, in einen Wechselstromkreis einschaltet. Dann entsteht an der Berührungsstelle ein hoher Widerstand, durch den die Schweißstellen in Schweißhitze kommen und aneinanderschmelzen. Die Einfachheit des Verfahrens hat der Widerstandsschweißung eine große Verbreitung verschafft. Speziell kleinere Massenartikel werden in besondere Maschinen eingehängt und können schneller und müheloser als bei jedem anderen Verfahren geschweißt werden.

Mit verhältnismäßig einfachen Mitteln ermöglicht das G o l d s ch m i d t-

sche Thermitverfahren die Erzeugung hoher Temperaturen und dadurch die Herstellung von Schweißverbindungen, die mit anderen Ver-

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fahren kaum durchführbar „Thermit" besteht aus einer Mischung von Eisenoxyd und zerkleinertem Aluminium und hat die Eigenschaft, einmal entzündet, in sich selbst bei Temperaturentwicklung von etwa 3000 Grad

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weiter zu brennen. Dabei scheidet sich das Metall als flüssiges Eisen aus und es entsteht als Schlacke Aluminiumoxyd oder Korund. Durch Abbrennung der Erwärmungsmasse Thermit entstehen also zwei

Abb. 368. Schienenschweißung auf der Strecke.

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Abb. 369. Schematische Darstellung des Verschweißens von Schienen.

eine hohe Temperatur erzeugt und es wird flüssiges Eisen hergestellt. Von beiden Wirkungen kann entsprechender Gebrauch gemacht werden. Handelt es sich zunächst darum, nur die im Thermiteisen und der Schlacke aufgespeicherte Wärme zur Schweißung zu verwerten, so wird die feuerflüssige Erwärmungsmasse über die Berührungsstelle gegossen, während gleichzeitig durch Pressen oder Klemmen der Schweißenden die Schweißung erfolgt. Wenn beispielsweise zwei Rohrstücke aneinandergeschweißt werden sollen, so müssen die Stoßflächen zunächst aufeinandergepaßt und gereinigt werden. Dann werden die Rohre durch einen Klemmapparat fest gegeneinandergepreßt (Abb. 366) und unverrückbar in ihrer Form gehalten. Es wird nun um die Berührungsstellen der Rohre eine Form gelegt, die die untere Hälfte hufeisenförmig umgibt und nach oben als Gießöffnung frei ausläuft (Abb. 367). Nachdem die Rohre so zur Schweißung vorbereitet sind, werden in einen Spezialtiegel einige Löffel Thermit eingefüllt, darauf etwas Entzündungsgemisch gestreut, das durch Einstecken eines Sturmstreichholzes entzündet wird. Dann wird Thermit nachgefüllt und sofort, nachdem alles Thermit verbrannt ist, die feuerflüssige Masse in die Form gegossen. Die heiße Masse, von der zuerst die Schlacke ausfließt und eine Schutzschicht gegen die schmelzende Wirkung des nachfließenden Eisens bildet, teilt schnell dem Rohrstück die Schweißhitze mit. Nach deren vermutlichem Eintreten müssen die Rohrstücke durch Anziehen der Zugschrauben etwas gegeneinandergepreßt werden, wodurch der zur Schweißung erforderliche Druck entsteht.

Nach dem Erkalten nimmt man die Form ab und kann die an der Schweißstelle haftende Masse durch Abschlagen leicht entfernen.

Dieses Verfahren, bei dem nur die Wärmewirkung des Thermits zur Geltung kommt, tritt hinter der meist gebräuchlichen Anwendungsform, die sich auch die Ausscheidungdesflüssigen Eisens zu nutze macht, zurück. Man verfährt dann so, daß man die ganze Thermitmenge auf einmal in den sogenannten automatischen Tiegel — ein unten verschlossener Spitztiegel — schüttet, und erreicht damit, daß nach dem Entzünden aus der unteren Öffnung zuerst flüssiges Eisen ausfließt, mit dem Werkstück verschmilzt uud so eine Art Schuh an der Vereinigungsstelle bildet.

Diese Ausführungsart kommt vor allem bei der Verschweißung ,von Schienen _ _

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Abb. 370. Gebrochener Hintersteren des holländischen Dampfers „Doftjce".

in Anwendung. Die gereinigten, stumpf aneinander gestoßenen Schienenenden werden mit einer zweiteiligen Form uni-geben, die einen seitlichen Einlaufkanal hat. Das Thermit befindet sich in dem darüber aufgestellten Spitztiegel, dessen Ausflußöffnung durch ein Eisenplättchen verschlossen ist. Nach Anzünden Thermits brennt

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Abb. 371. Form und Tiegelanordnung für die Schweißung des gebrochenen Hinterstevens des holländischen Dampfers „Oostzee".

der Tiegelmhalt in wenigen Sekunden ab und das flüssige Eisen sammelt sich am Boden. Wenn dann das Verschlußplättchen am Trichterende durch die heraussteheude Stange (9166. 369) nach oben gestoßen wird, ergießt sich die Masse in den Einlaufkanal, schweißt die Schienenenden zusammen und bildet außerdem eine sesteFußlasche aus Thermiteisen (9166.368). Die Schienenschweißung bietet besondere Vorteile für elektrische Straßenbahnen, bei denen das Schienennetz zur Stromrückleitung dient. Durch die Schweißung wird eine fast ununterbrochene Rückleitung geschaffen und Spannungsabfall in den Leitungen, sowie die Entstehung von

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Abb. 372.

Ausgeführte Schweißung am holländischen Dampfer „Oostzee".

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Abb. 373. Autogene Wasserstoff-Sauerstoffschweißung. Aus der Zeitschrift des Vereins deutscher Ingenieure. Siegeslauf der Technik. I.

i Außerdem werden durch die geschweißte Zusammenfügung die Stöße an den Übergangsstellen der Schienenenden beseitigt und damit die Schienen und das rollende Material geschont. Die Einfachheit der leicht transportierbaren Hilfsmittel macht die Anwendung des Verfahrens überall möglich, bedingt nicht einmal die Demontage der betreffenden Organe. Aus diesem Grunde hat sich die Thermitschweißung für Reparaturen an gebrochenen Maschi-

Abb. 374. Schnitt durch einen Sicherheitsmischbrenner von Dräger.

nenständern, an Schiffsteilen u. s. w. als sehr vorteilhaft erwiesen. Abb. 370—372 zeigen die Reparatur eines gebrochenen Hintersteven des holländischen Dampfers „Oostzee". Wir sehen in Abb. 370 den gebrochenen Steven, in Abb. 371 die Form und Tiegelanordnung für die Schweißung und in Abb. 372 den geheilten Steven.

So läßt sich das Thermitverfahren für alle Arten Reparaturen an dem Schiffskörper, an Zahnrädern, an Wellen, an Stahlfassongußstücken verwenden und ist schon in manchem Notfall ein willkommener Retter gewesen. Immerhin ist seine Anwendung nur für eine allerdings größere Reihe von Spezialzwecken geeignet, es ist nicht eigentlich ein Fabrikationsverfahren geworden. In diesem Sinne wächst sich die in neuester Zeit in Aufnahme gekommene autogene Schweißung aus. Zur Erzeugung der hohen Temperatur wird hierzu wieder die alte Wasserstoff-Sauerstoffflamme, das Knallgas, herangezogen. Sie hat lange in der Industrie keine ausgedehnte Anwendung gefunden, weil die Schwierigkeit der Gaserzeugung im Wege stand, wie überhaupt die Auf-

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Abb. 375. Verschiedene Schweißungen.

stellung besonderer Gaserzeu

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Abb. 376. Anschmelzen eines Stahlblocks.

Abb. 377. Moment des Durchschmelzens auf der entgegengesetzten Seite.

gungsapparate zurSchweißung unerwünscht ist. Hier sind leicht transportable handlicheAppa-rate erforderlich. Diesen Bedingungen kam die chemische Industrie durch Verkauf des vielfach als Nebenprodukt gewonnenen Wasserstoffs in handlichen Stahlflaschen und durch rationelle Sauerstofferzeugung nach dem Luftverflüssigungsverfahren von Linde jetzt entgegen und hat dadurch der Wasserstoff-Sauerstoffschweißung neue Grundlagen gegeben. An Stelle von Wasserstoff kommt auch Azetylen in Anwendung. Die einfache Erzeugungsart des Azetylens aus Kalziumkarbid verlangt ebenfalls nur einfache Apparate, die man vielfach umso lieber in Kauf nimmt, weil die Azetylen-Sauerstoffflamme höhere Temperatur als die Wasserstoffflamme hat. Mau nennt die Schweißung autogen oder selbstzeugend, weil durch die Gas-Sauerstoffflamme das Metall au der Schweißstelle so zum Schmelzen gebracht wird, daß die zu verbindenden Stellen „v o n selb st", das heißt ohne Flußnüttel oder Hammerschläge zusammenlaufen. Die Hilfsmittel zu dieser Schweißung sind also außerordentlich einfache: zwei Stahlflaschen für verdichteten Wasserstoff und Sauerstoff, zwei Regulierventile, um die Gase unter gleichem Druck austreten zu lassen, und als eigentliches Werkzeug der „Brenner" oder das Schweißrohr (Abb. 374). Der Brenner hat die Aufgabe, die Gase so zu mischen, daß sie möglichst hohe Berbreuuuugs-temperatur haben, ohne in den Brenner zurückzuschlagen. Dem entspricht man durch einen Überschuß

an Wasserstoff, der die Zündgeschwindigkeit herabsetzt, und verändert durch auswechselbare Mundstücke den Austrittsquerschnitt so, daß die Austrittsgeschwindigkeit immer größer als die Zündgeschwindigkeit bleibt. Abb. 374 zeigt den Sicherheitsmischbrenner von Dräger. Durch die beiden getrennten Rohre treten die Gase ein und strömen durch die schrägen Kanäle 1 in den Mischraum 2 und durch das Mischrohr zu dem auswechselbaren Mundstück 3. Will man beispielsweise eine Längsnaht an einem Rohr schweißen, so leitet man die Flamme, die eine Temperatur von etwa 1900 Grad besitzt, langsam über die Blechkanten, die sich, da sie durch die Erhitzung flüssig werden, ohne irgendwelche weitere äußere Einwirkung zu einem Stück verbinden (Abb. 375 Fig. a). Dickere Rohre werden an den Schweißkanten etwas abgeschrägt, so daß sich eine Rinne bildet, die ein in die Flamme gehaltener Metalldraht durch Abschmelzen ausfüllt (Abb. 375 Fig. b). Abb. 375 Fig. c zeigt die Einschweißung eines planen Bodens, Fig. d eines nach außen, Fig. e eines nach innen gekrampten Bodens, Fig. f die Stumpfschweißung eines Flansches.

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Die Verwendung der Wasserstoffschweißung erstreckt sich naturgemäß nur auf geringe Materialstärken, Blechdicken bis zu 15 mm. Aber in diesen Grenzen, über die die Azetylen-Sauerstofsschweißung mit Temperaturen bis 3600 Grad noch hinausgeht, steht ihr ein großer Anwendungsbereich offen. Außer der schon erwähnten Herstellung von Rohrleitungen lassen sich alle Arten Fassonstücke damit machen; es ist weiter damit ein einfaches Hilfsmittel zur Ausbesserung von Gußfehlern an Gußstücken u. s. w. gegeben. Das Verfahren ist einfach zu handhaben, die Ausführung ist billig —kein Wunder, daß sich das autogene Schweißen rasch eingeführt hat

leicht Schmelzwirkung hervorruft, legt aber auch die Möglichkeit nahe,

und fort- -

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gesetzt neuen Boden gewinnt.

Abb. 378.

Hcmdschneidapparat.

Die bequem zu lenkende Gas-

diese lokale Schmelzwirkung auch zum Durchschmelzen — zum Abtrennen von Stücken zu verwenden. Dazu reicht aber die Tiefenwirkung der gewöhnlichen autogenen Schweißflamme nicht aus und es mußte ein Mittel gefunden werden, sie zu vergrößern. Die bekannte Erscheinung, daß Metalle im Sauerstoffstrom lebhaft verbrennen, zeigte den Weg. Wenn wir dem geschmolzenen Eisen Sauefftoff zuführen, tritt eine lebhafte Verbrennung ein. Nun entwickelt das Eisen bei seiner Verbrennung eine fünftausendmal so große Wärmemenge als die gleiche Wasserstoffmenge und diese außerordentliche Wärmemenge bringt die daneben gelagerten Metallteilchen zum Schmelzen, so daß sie irrt Sauerstoffstrom verbrennen. Auf diese Weise pflanzt sich ohne eigentliche Heizflamme die Verbrennung mit großer Intensität fort

und überwindet Tiefen, bei der die Schweißflamme an sich wirkungslos wäre.

Abb. 379. Durchschneiden einer Blechtafel mit dem Handschneidapparat.

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Man hat zuerst dieses Verfahren dazu angewandt, um verstopfte Abstichlöcher an Hochöfen durchzuschmelzen.

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Es ist der gleiche Vorgang, der sich durch das Durchschmelzen eines Loches in einem 14/2 m dicken Eisenblock demonstrieren läßt. Man verwendet dazu zwei ineinander gesteckte Rohre, von denen das äußere zur Zuführung von Heizgas, das innere zur Sauerstoffzuführung dient. Zunächst wird durch Heizgas und Sauerstoff an der Stelle, an der das Loch gebrannt werden soll, die Schmelzung eingeleitet (Abb. 376). Nach Beginn der Schmelzung wird der Heizgasstrom unterbrochen und nur noch reiner Sauerstoff zugeblasen, der die Durchschmelzung fortführt. Der Druck des Sauerstoffs wird dabei fortgesetzt gesteigert, so daß die geschmolzenen Eisenmassen in einem Funkenregen fortgeblasen werden (Abb. 377). Der ganze Vorgang ist in fünfundvierzig Sekunden durchgeführt, ein Zeitraum, der so gering ist, daß dem Block gar keine Zeit bleibt sich zu erwärmen, und man kann das wirkungsvolle und überraschende Bild sehen, daß auf den Eisenblock gelegter Schnee trotz des Durchschmelzprozesses in nächster Nähe unverändert bleibt.

Damit war dem „Schneid ver-fahren" ein Weg gewiesen.

Abb. 380. Autogen geschnittene Spirale.

Es war nun die weitere Aufgabe, dem Sauerstoffstrahl eine solche Form und Pressung zu geben, daß die Schmelzzone scharf begrenzt wird und die Schmelzflächen ein absolut glattes Aussehen erhalten. Es wurde dies durch entsprechende Konstruktion der Brenner erreicht. Die Chemische Fabrik Griesheim-Elektron verwendet hierzu beispielsweise einen Brenner, dem durch eine zentrale Düse der Sauerstoff, durch eine Ringdüse das

Heizgas zugeführt wird. Der Brenner richt bei dem Handschneidapparat (Abb. 378) auf einem kleinen

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Abb. 381. Aus einem Rohr ausgeschnittene Spiralen.

zweiräderigen Wagen, um eine sichere Gradführung zu schaffen. Durch die untere Leitung mit Hahn 1 wird das Heizgas: Sauerstoff-Wasserstoff, durch die obere Leitung mit Hahn 2 Sauerstoff zugeführt.

Um eine Blechtasel durchzuschneiden, setzt man den Brenner an das Ende der Tafel (Abb. 379) und läßt durch das Heizrohr Heizgas zuströmen, bis das Schmelzen beginnt. Dann gibt man Sauerstoff zu und führt den Apparat, mit dem Fortschreiten des Schmelzvorganges Schritt haltend, über das Blech. Es ist natürlich nur eine Frage der Brennerführung, jede Form des Schnitts hervorzubringen; man kann eine saubere Spirale aus einem Stück Blech schneiden (Abb. 380) und man kann ein Rohr in zwei Spiralen zerlegen (Abb. 381). Es sind ganz ungewohnte Geschwindigkeiten, mit denen hier ein Werkzeug in Eisen seine Spuren zeichnet, und die Technik hat für so flinke Arbeiter wohl Verwendung, umsomehr, als die Arbeit, zu der wenig Hilfsmittel notwendig sind und die keine Werkzeugabnutzung kennt, billiger kommt als die gewohnten Arbeitsmethoden, das Sägen oder Fräsen. Ein Mannloch von 1 m Durchmesser ist für eine Mark autogen zu schneiden, während dies sonst ungefähr das Dreifache kostet.

Der geschmolzene Schnitt ist glatt (Abb. 382) und es soll durch Untersuchungen erwiesen sein, daß die Wärmewirkung nur etwa y* mm von der Schnittstelle aus in das Metall eindringt und keine Gefügeveränderung herbeiführt.

Es steht danach in Aussicht, daß sich dem neuen, noch in der Entwicklung begriffenen Verfahren ein großer Wirkungskreis eröffnet, zum Beispiel zum Ausschneiden der im Kesselbau vorkommenden Öffnungen der Flammrohrlöcher, überhaupt zu allen Blecharbeiten, als Rohrabschneiden, zum Schneiden von Profileisen, von

Abb. 382. Handschnitt an 130 mm starkem Eisen.

Rahmen und Platten, zum Abtrennen von Gußtrichtern oder zum Zerkleinern schwerer Platten für den Schrotthandel.

Abb. 383. Autogener Schneidapparat mit mechanischer Brennerführung.

So „spielt" man heute mit dem Feuer und benutzt seine wohltätige Macht als Präzisionswerkzeug, Schueidinstrument mit großer Behendigkeit und Leistungsfähigkeit. In vier bis sechs Minuten ist 1 m Blech abgeschnitten. Um korrektere Wirkung zu erzielen, werden zur Führung der Brenner Spezialwerkzeuge fintiert und man arbeitet heute intensiv an der konstruktiven Durchbildung der Schneidapparate (Abb. 383) für den Gebrauch in Werkstätten und Montage. Hierbei kommt überall der

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Grundgedanke des transportablen Werkzeugs, das zu dem Arbeitsstück kommt, zur Durchführung. Es wird natürlich wesentlich an der konstruktiven Durchbildung liegen, ob die Apparate im praktischen Gebrauch sich bewähren und ob die Hand des Arbeiters das neue Spiel mit dem Feuer richtig zu leiten weiß.

Auf jeden Fall eröffnet sich hier der Metallbearbeitung ein neues aussichtsreiches Feld und die Flamme, als Präzisionswerkzeug gezähmt und verwendet, ist ein neuer Ausdruck für das technische Können der Gegenwart.

Das flöten.

In einem kleinen Handbuch, das Metallarbeiterlehrlingen etwas von den Geheimnissen der Praxis verraten soll und das sich den für technische Werke ungewöhnlichen Ehrgeiz leistet, jedem Kapitel ein selbstgedichtetes Motto vorauszuschicken, wird dem Löten der köstliche Zweizeiler vorangestellt:

„Ein dreifach Hoch dem Löten,

Es hilft aus allen Nöten."

Damit ist die Verwendungsgelegenheit gezeichnet, für die das Löten in erster Linie populär ist: Das Löten als Flickarbeit, als Helfer in der Not. In der Beziehung verdient also das Löten die oben ausgesprochene Ehrung. Der

Maschinenbauer aber kann in das stimmungsfreudige Hoch nicht ohne weiteres einstimmen. Er hat gegen das Löten irrt allgemeinen und irrt speziellen ein Vorurteil, er Pflegt es nur mit Vorsicht zu genießen, weil es für ihn eigentlich keine sogenannte Festigkeitsverbindung ist, das heißt keine Verbindung, der uneingeschränkt dasselbe zugemutet werden kann, als den zu verbindendeit Gegenständen selbst. Das spricht natürlich nur insofern gegen das Löten, als es zur Auswahl der Verwendungszwecke mahnt. Das Löten ist in erster Linie ein Arbeitsverfahren für Installateure für Gas- und Wasserleitungen, für elektrische Installationen zum Verbinden der aneinandergesetzten Drähte u. s. w. Die Blechspielwaren, die Reiter, Menschen und Tiere mit den scharfen Profilen an den zusammenstoßenden gestanzten und gedrückten Blechseitenteilen, sind ohne Löten unmöglich.

Wir schaffen beim Löten eine feste Verbindung zweier Metallstücke durch ein in niedriger Temperatur schmelzbares Metall oder eine Legierung, das Lot. Es ist für die Lötverbindung erforderlich, daß die Festigkeit des Lots mit der des Metalls übereinstimmend ist. Ferner ist erwünscht, daß die Farbe sich nicht sehr unterscheidet, damit das Aussehen des Stückes durch das Löten nicht zu sehr beeinträchtigt wird.

Die Vereinigung durch Löten kann nur eintreten, wenn das Lot zum Schmelzen gebracht wird und das Arbeitstück an den Verbindungsstellen auf die Temperatur des geschmolzenen Lotes erhitzt wird. Man muß ebenso wie beim Schweißen die Lötstellen zunächst reinigen und durch ein Flußmittel — Aufträgen von Kolophonium, Stearin oder Chlorzink, das sogenannte Lötwasser — einen gegen Oxydation schützenden Überzug schaffen. Man unterscheidet nach der Schmelzbarkeit das leicht schmelzbare „W eichlot" oder Zinnlot (Blei- und Zinnverbindungen) u. s. w., und das harte, schwerer schmelzbare „H a r t l o t", Schlaglot, wie zum Beispiel für Eisenlötung: Kupfer, Messingfeilspäne u. s. w.

Beim Weichlöten genügt es, die mit Lötwasser bestrichenen und mit Lot belegten Gegenstände in die Flamme einer Spirituslampe oder eines Gasbrenners zu halten. Um die Wärme an einer bestimmten Stelle zu konzentrieren, kann man das bekannte „Blasrohr" verwenden. Man befestigt die meist nur kleineren Lötobjekte auf einem Holzkohlenstück und bildet durch Blasen in eine Spiritusflamme eine Stichflamme, die auf das Lötstück gerichtet wird. Die größte Anwendung hat diese alte Methode für Gold- und Silberarbeiten. Für das Weichlöten ist der Lötkolben das dominierende Lötwerkzeug. Er besteht aus einem meist hammerkopsartigen Kupferstück, das an einem eisernen Stiel mit hölzernem Handgriff angebracht ist. Der Kolben wird im Feuer oder über einer Flamme erwärmt, dann wird mit seiner vorderen scharfen Seite, nachdem er heiß genug ist, ein Stückchen Lot aufgenommen und auf die Lötnaht aufgestrichen, über die die Kolbenbahn entlang gezogen wird, bis sie ihre Wärme den Lötfugen mitgeteilt hat und das aufgetragene Lötzinn gleichmäßig verteilt ist. Wenn viele Lötungen auszuführen sind, ist das Erwärmen des Lötkolbens lästig und zeitraubend und man hat daher Lötkolben

mit Erhitzungsflammen gebaut. Bei den sogenannten Gaslötkolben wird Gas und Druckluft durch zwei getrennte Gummischläuche zur Mischung in dem hohlen Stiel zugeführt. Bei den Benzin- oder Ligroinkolben dient der Griff als Flüssigkeitsbehälter, aus dem der Brennstoff aus einer Düse vergast, sich mit Luft mischt und eine Stichflamme bildet, die das meist auswechselbare Kupferstück erhitzt.

Zum Löten mit dem schwerer schmelzbaren Schlaglot ist die Wärme des Lötkolbens nicht mehr ausreichend, man muß wieder zur direkten Flamme zurückkehren. Das Lot wird auf die zu verbindenden Metallstücke gebracht und mit ihnen oberflächlich zusammengeschmolzen. Der höheren Temperatur halten auch die für das Weichlot genannten Flußmittel nicht stand; man verwendet fast ausschließlich zerstoßenen Borax, der mit dem fein zerteilten Lot vermengt wird. Zur Erwärmung kann wie beim Weichlöten für kleinere Stücke das Blasrohr dienen oder sie kann auf offenem Herd, mit der Lötlampe oder im geschlossenen Lötofen erfolgen.

Beim Hartlöten wird das Lötstück ganz mit Kohlen bedeckt und die Hitze durch Wedeln mit einem Fächer gesteigert. Sobald das Lot zu schmelzen beginnt, werden die Kohlen entfernt und der Gegenstand herausgenommen.

Beim Löten mittels Gebläse wird das Lötstück auf den mit Holzkohlenstücken angefüllten Tisch gelegt und der Wirkung der Stichflamme ausgesetzt. Wenn es sich um große Stücke oder schon montierte Leitungen handelt, muß die Flamme zu dem Stück kommen, was mit Handlötlampen, die in weitestgehender Benutzung stehen, oder auch mit transportablen Lötapparaten geschieht.

Für Massenlötungen bietet der geschlossene durch Gas oder Kohle geheizte Ofen wesentliche Vorteile. Die in großer Zahl gemeinsam zu lötenden Gegenstände, zum Beispiel eine Anzahl Fahrradrahmen, werden mit Lot bestrichen, im Oberfeuer angewärmt und im Unterfeuer fertig gelötet. Da das Löten nur unter dem Einfluß der Hitze erfolgt, ist es erforderlich, nach Eintritt der Schmelzung die Lötobjekte rasch herauszunehmen.

Für viele Lötungen, besonders beim Auflöten von Teilen auf Rohre, wenn die Lötstellen schlecht zugänglich sind, wendet man das T a u ch v ersah r e n an. Man taucht dann die zusammengesteckten Stücke einfach in geschmolzenes Lot ein, das in besonderem Ofen-flüssig erhalten wird. Das flüssige Lot füllt dann die ganzen Fugen aus und bewirkt beinr Erkalten eine feste Verbindung der Teile, die so in höchst einfacher Weise zu stände kommt.

Das Walken und Zielen.

Eisen „walzen" — ausrollen wie Kuchenteig — man hat schon bei der einfachen Vorstellung das Gefühl, daß es hierzu starker Mittel bedarf. Sie standen erst zur Verfügung, als die Materialverarbeitung schon einen gewissen Entwicklungsgrad erreicht hatte. Bis in den Anfang des achtzehnten Jahrhunderts war der Hammer das maßgebende Machtmittel, dem sich das Eisen beugte. Bleche wurden damals noch durch Hämmern ausgestreckt.

Siegeslauf der Technik J.

Die ersten Walzwerke haben wie die alten Stielhämmer durch Wasserräder ihren Antrieb erhalten, zur größeren Bedeutung führte sie erst die Verwendung der Dampfmaschine. Dem Charakter der starken, gewaltsamen Arbeit entsprechend entwickelte sich die robuste, mitunter sogar primitive Walzenzugmaschine. Man verlangte zunächst nur nach der starken Maschinenkraft und stellte Kraft und Sicherheit über alles. Man sah nur auf physische Kraft, auf zwei starke Arme und vergaß darüber lange alle sonstigen Qualitäten. Erst die Neuzeit hat die Walzenzugmaschine mit den Errungenschaften des modernen Dampfmaschinenbaues ausgerüstet, hat dem bisher ungestraft geduldeten großen Dampfverschwender den sparsamen Geist der genau rechnenden Industrie unserer Tage eingehaucht und die modernen Riesenwalzenzugmaschinen mit 20 000 Pferdestärken präsentieren sich in den, sagen wir, gewohnten Umgangsformen des allgemeinen Maschinenbaues.

Der Vorgang des Walzens besteht darin, daß ein Eisenblock oder Stab von zwei in einem Ständer gelagerten, in entgegengesetzter Richtung angetriebenen Walzen erfaßt und durchgezogen wird. Dabei wird der Körper, der eine größere Dicke als der Walzenabstand hat, auf das Maß des Walzenabstandes herabgedrückt und hauptsächlich in die Länge gestreckt. Wir erreichen also dasselbe wie bei dem Ausstrecken unter betn Hammer, aber wir erreichen es besser, denn die Arbeit des Hammers erfolgt nur schrittweise mit wiederholtem Erhitzen des Werkstückes in einzelnen Schlägen, die sich aneinanderreihen und

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Abb. 384. Duo- Reversierwalzwerk.

kaum eine über die ganze Länge gleichbleibende Formveränderung erzeugen. Das Walzwerk verrichtet dagegen diese Arbeit ununterbrochen, in einem Zuge oder „Stich". Das Stück wird über der ganzen Länge gleichmäßig durchgewalzt. Aber ebensogut wie das einmalige Schmieden noch nicht zur endgültigen Form ausreicht, genügt auch ein einmaliger Durchgang durch die Walzen

Querschnitts-änderung ist praktisch begrenzt durch die Widerstandsfähigkeit der Walzen; auch würde das in glühendem Zustand nicht allzufeste Material dabei einfach auseinandergerissen werden.

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Abb. 385. Triowalzwerk.

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infolgedessen stets mit einem wiederholten Durchgang durch die Walzen zu rechnen und es liegt in der Natur der Sache, daß diese Wiederholungen möglichst schnell aufeinander folgen müssen, damit das Werkstück nicht zu sehr abkühlt und häufiger Nacherwärmung bedarf.

Ein einfaches Walzwerk mit nur zwei parallelen Walzen, ein sogenanntes Duowalzwerk würde dieser Bedingung nicht ganz entsprechen, denn hier müßte das durch die Walze durchgelaufene Stück nach jedem Durchgang über die Oberwalze auf die Vorderseite des Walzwerkes zurückbefördert werden. Um diesen nutzlosen Rückweg zu vermeiden, ist es naheliegend, die Drehrichtung der Walzen umzukehren, so daß das Arbeitstück auch auf seinem Rückweg die Walzenpaare durchläuft. Man nennt diese Vorrichtungen Reversierwalzwerke (9.(66. 384). Die gleiche Wirkung erreicht man bei den sogenannten Triowalzwerken (9lbb. 385) dadurch, daß man drei Walzen übereinander anordnet und das Werkstück auf dem Hinweg durch Unter- und Mittelwalze, auf dem Rückweg durch Mittel- und Oberwalze zurücklaufen läßt. Man hat dabei gegenüber den Reversierwalzwerken den Vorteil, daß die Antriebsmaschine stets in gleicher Richtung weiterlaufen kann und daß man bei An-wendung eines starken Schwungrades zur Llufspeicherung der Arbeit in den Leerlaufpausen mit geringerer Maschinenstärke, also billigerer Maschine auskommt. Dagegen ist der Nachteil vorhanden, daß das Walzgut nach seinem Durchgang auf die Höhe der Oberwalze gehoben werden muß. Für schwere Stücke, deren Hebung Schwierigkeiten macht, wird daher das Reversierwalzwerk vorgezogen; sonst hat das Triowalzwerk größere Verbreitung.

Die Formänderung des Arbeitsstückes wird durch entsprechende Form der Walzen erreicht. Soll der Block oder das Eisenstück nur ausgestreckt werden, zu Platten und weiter zu Blechen ausgewalzt werden, so gibt man

den Walzen glatte, zylindrische Form. Der Weg vom Block zum Blech kann mit einem Walzendurchgang nicht gemacht werden, es sind dazu eine ganze Reihe „Stiche" nötig, die ganz allmählich den Querschnitt zur Breite Herabdrücken. Man erreicht dies dadurch, daß man die in dem Ständer verstellbaren Walzen nach jedem Durchgang einander mehr nähert, bis ihr Abstand der gewünschten Blechdicke entspricht. In der Regel wird dieser ganze Walzvorgang nicht von einem Walzenpaar allein bewerkstelligt, sondern man verteilt ihn auf mehrere, zwei bis vier nebeneinander aufgestellte Walzgerüste, die sogenannte Walzen-straße (Abb. 386 und 391). Bei dünnen Blechen ist die Abnahme der Dicke nach jedem Stich gering und durch Walzenverstellung nicht mehr durchführbar. Man hilft sich damit, daß man eine größere Anzahl Bleche zusammenlegt und gemeinsam durchwalzt. Jede Walzennachstellung verteilt sich dann auf alle Bleche und führt für das einzelne Blech zu einer geringeren Dickenabnahme.

Hier besteht also die Formänderung nur in dem Ausbreiten des Materials, dem Ausrollen wie Kuchenteig. Für die meiste Anwendung des Walzverfahrens kommt die Möglichkeit einer gleichzeitigen Querschnittsprofilierung

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Abb. 386. Walzenstraße (Vorderseite).

in Betracht. Dazu müssen die Walzen selbst anstatt mit glatter Mantelfläche mit umlaufenden Furchen, den sogenannten „Kalibern" versehen sein. Die Walzen haben dann eine Reihe nebeneinanderliegender Vertiefungen, die sich stufenweise der beabsichtigten Querschnittsform nähern. Je nach Art des Profils ist auch hier wieder eine ganze Reihe von Durchgängen erforderlich, um vom quadratischen Block zur gewünschten Profilform zu kommen. Die einzelnen Stufen verteilen sich über die verschiedenen nebeneinanderliegenden Walzenpaare einer Walzenstraße und wenn diese alsdann noch nicht ausreicht, auf eine oder mehrere weitere Walzenstraßen. Die Arbeitsweise geht dann so vor sich, daß das weißglühende Eisenstück zunächst gegen das größte Kaliber gestoßen wird; die Walzen erfassen es und ziehen es durch. Das zuletzt herauskommende Ende wird mit Zangen gefaßt und der Stab über die obere Walze zurückbefördert, so daß es das nächste Kaliber, am gleichen Ende beginnend, durchläuft. Auf diese Weise werden alle die bekannten Stabeisen formen ausgewalzt: das Vierkanteisen in übereck liegenden Profilen, die auch die Übergangsformen zum Rundeisen bilden, das Flacheisen in sogenannten geschlossenen Kalibern. Die Oberwalze hat bundartige, ringförmige

Ansätze, die in entsprechende Ausnehmungen der Unterwalze eingreifen und einen rechteckigen Walzraum begrenzen. So entstehen alle die als Stabeisen sozusagen populären Formen: das U-Profil und Doppels-Eisen, das Winkeleisen und U-Eisen, das ^-Profil und die Eisenbahnschiene. In Abb. 387 und 388 ist der Entstehungsgang von U-Eisen und Winkeleisen aus dem viereckigen Stab erkennbar, der ganz dem Grundgesetz der allmählichen Anpassung folgen muß, wenn er den plumpen Viereckstab zu höheren Formen umschaffen will. Und dieWalzwerktechnik hat wirklich dieMetallverarbei-tung zu höheren Formen geführt. Sie gibt uns das Profilmaterial, das unsere Häuser und Türme stützt, sie gibt uns die Mittel zu den gewaltigen Brückenbauten, die sich weitausholend über breite Ströme spannen. Erst mit Hilfe des Walzverfahrens gelang es, dem viereckigen Stab allen toten und faulen Stoff von den breiten Schenkeln zu ziehen und daraus leichte, schlanke und starke, tragsame Profile zu schaffen, mit denen man den Spannungsverteilungen eines Brückenträgers, wie Oechelhäuser einmal treffend sagte, mit „brutaler Offenheit" nachgehen kann. Der Zweck tritt hier klar zu Tage. In dem entschiedenen Beschränken auf das Notwendigste, in diesem Sichbeschränkenkönnen liegt aber der Geist unserer Zeit, der Fortschritt im Kampf über den Stoff, der Sieg über die Materie, von der wir nur so viel nehmen, als es der Zweck bedingt, und deren sich gern aufdrängende Massen wir mit starker Hand zurückweisen.

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Abb. 387. Walzwerk für T=@it"en.

Mit etwa dem achten Teil der Masse wird bei dem Eiffelturm die doppelte Höhe der ehrwürdigen Cheopspyramide erreicht. „Während die Pyramide," führt Oechelhäuser weiter aus, „sich mit ihrer riesigen Grundfläche an der Erde anzuklammern scheint, hat der Eiffelturm gleichsam die Erdenschwere abgeschüttelt und schwingt sich auf seinen vier weit ausladenden, mit Bogen verbundenen Füßen leicht in die Lüfte." Man vergißt leicht, wenn man die endgültigen Ausdrucksformen der Technik sieht, welchen Quellen der Geist der Zeit ent- ___

strömt, und wir müssen das Eisenwalzwerk mit seinen eminenten

Abb. 388. Walzwerk für Winkeleisen.

Fortschritten in das Geheimnis der großen „Eisenwerdung" einschließen. Im Hüttenwerk, in der Gießerei, in der Schmiede und im Preßwerk, dort sind die Quellen, aus

denen dem modernen Menschen die Baustoffe zufließen, mit denen er die Erde „einrichte t".

In einem Walzengerüst oder einer Walzenstrecke wird nun nicht immer das gleiche Profil gewalzt. Die Mannigfaltigkeit der Profilformen, der stets wechselnde Bedarf, die Änderungen in der Nachfrage bedingen häufigen Arbeitswechsel. Dann werden die betreffenden Profilwalzen aus der Walzenstraße herausgehoben und durch andere Walzen ersetzt. Um diesem stets zeitraubenden Walzenwechsel zu entgehen, hat man für die stets am meisten gebräuchlichen Profilformen, das Flacheisen, ein einstellbares Kaliber geschaffen. In gleicher Weise wie die obere und untere Fläche durch horizontale Walzen, begrenzt man die seitlichen Kanten des Flacheisens durch zwei senkrechte Walzen.

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Abb. 389. Universalwalzwerk.

Und ebenso wie man die Dicke durch Walzenverstellung der Horizontalwalzen verändern kann, läßt sich die Breite durch den Walzenabstand der senkrechten Walzen einstellen. Man kann also alle Querschnittsformen des Flacheisens ohne Walzenwechsel auf diese Weise herstellen. Ein übersichtliches Bild der Gesamtanordnung eines solchen sogenannten Universalwalzwerkes zeigt Abb. 390 nach einer Ausführung von R. Daelen. A A sind die horizontalen Walzen, die untere Walze liegt fest und die obere wird mittels Stellschrauben, welche von der Querwelle Q aus gleichzeitig gedreht werden können, nach jedem Durchgänge der unteren Walze nähergerückt. Da die Oberwalze im Laufe des Arbeitsganges eine ziemlich erhebliche Verstellung

erfahren muß, sind die Zwischenstücke K, welche die Bewegung der liegenden Walzen von den Antriebsrädern C aus übertragen,

hinreichend lang ausgeführt. Seitwärts der liegenden Walzen sind die beiden stehenden Walzen B aufgestellt; diese erhalten ihren Antrieb durch die Kegelräder E F bort der Welle W aus, auf welche die Bewegung von dem Zahnrade C der Oberwalze mittels des Zwischenrades D und des Getriebes G übertragen wird. Diese stehenden Walzen B können seitlich verstellt werden; zu diesem Zwecke wird sowohl das Fußlager a wie das Halslager b jeder Walze durch eine Schraubenspindel verschoben, sobald die beiden Schrauben jeder Walze mittels der Kurbelwelle c durch zwei Schrauben ohne Ende d um den gleichen Betrag gedreht werden. Damit bei der Verschiebung der Walzen die Antriebsübertragung nicht gestört wird, sind die Getriebe F mittels Nut und Feder aus die Betriebswelle W verschiebbar. Bei L (Abb. 390 links) wird der zu bearbeitende Stab eingeführt und gelangt also zunächst zwischen die liegenden Walzen A und dann zwischen die stehenden Walzen B. Abb. 389 stellt ein von Sack G. m. b. H. in Rath bei Düsseldorf erbautes Universalwalzwerk dar.

■ )Hüttenwerk und Walzwerk müssen sich immer in die Hände arbeiten und ihre'Arbeitsmethoden müssen sich ihren Einrichtungen anpassen. Die Blöcke und' Barren können beispielsweise sehr dick gegossen werden und werden

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Abb. 390. Universalwalzwerk.

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Abb. 391. Walzenstraße (Rückseite).

dann in Blockwalzenstraßen vorbereitet und erst danach in Vor- und Fertigwalzen ausgewalzt. Oder man kann auch die Blöcke weniger dick gießen und gleich in Vor- und Fertigwalzwerken weiter bearbeiten.

Das Walzwerk ist durch die Art seiner gleichmäßigen Arbeit so recht als Maschinenarbeit gekennzeichnet und die Entwicklung zieht auch hier mit der steten Forderung nach Leistungssteigerung alle verfügbaren Mittel herbei.

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Abb. 392. Blockwalze mit Rollgang.

Das in unserer Kunstbeilage wiedergegebene Menzelsche Eisenwalzwerk vergegenwärtigt uns die Einrichtung um die Mitte des neunzehnten Jahrhunderts. Das Anpacken und Breitrollen des widerspenstigen Eisens mit unerbittlicher Maschinenkraft, das flinke, starke Zufassen der Arbeiter, die mit ihren Zangen das Eisenstück den Walzen abnehmen, überhaupt die gespannte und angestrengte Tätigkeit, die sich von der wuchtigen Maschinenarbeit ringsum ausbreitet, sind ein lebhaftes Bild der Arbeit, die sich in einem Walzwerk abspielt und für dessen Schönheit Menzel ein seiner Zeit weit vorauseilendes Verständnis fand. Aber das Bild zeigt uns auch die Unvollkommenheit der damaligen Verhältnisse. Wir sehen, wie die Arbeiter mit Mühe und Not den aus der Walze herauskommenden Block auf eine Karre laden, die von Hand geschoben den Block zum nächsten Walzengerüst bringt. Das moderne Walzwerk verwendet Rollgänge <Abb. 392), eine Reihe hintereinander angeordneter, durch Elektromotoren angetriebene Rollen, die den Block selbsttätig in die Walzen hineinschieben und herausnehmen. Und man setzt weiter diese ganzen Rollgänge wieder auf querverschiebbare Wagen, mit denen sie vor

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Das Eisenwalzwerk. 9tac$), dem Gemälde von A. von Menzel.

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Mit Genehmigung der Photographischen Gesellschaft in Berlin.

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das seitlich danebenstehende Walzengerüst gefahren werden können, oder man hebt mittels der Rollgänge das Walzgut beim Triowalzwerk zur Höhe der Oberwalze. Auch für den Transport der Stahl- und Eisenblöcke von dem Wärmeofen werden besondere Hebemaschinen angewandt, die wie große Schmiedezangen den Block erfassen und zu den Walzwerken bringen. Damit ist der beschwerliche und mühsame Handlangerdienst, wie er im Menzelschen Bild zu erkennen ist, ganz ausgeschaltet und auf die jederzeit dienstbereiten wuchtigen Schultern der Maschiuenkräfte abgewälzt. Erst die Einführung des elektrischen Betriebes hat diese spielende Beweglichkeit in die Hantierungen der Hüttenwalzwerke gebracht. „So beherrscht beispielsweise," führt Kämmerer einmal aus, „ein einziger Manu mit sanftem Druck auf den Steuerhebel den großen Stahlwerkskran und schwingt dessen schlanke Glieder zu raschen Bewegungen, so daß sie ohne Zutun eines Handlangers den gewaltigen, glühenden Stahlblock ergreifen und lautlos durch die Luft schwingen."

Mit der Dienstbarkeit so williger und tüchtiger Hebemaschinen konnte man an weitere Freiheiten denken. Weil das Auswechseln der Walzen noch immer zu viel Zeit erforderte, hat man für häufig zu wechselnde Profile, um

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Abb. 333. Drahtwalzwerk.

die Sache kurz zu machen, das ganze Walzeugerüst au den Kran gehängt und zur Seite gestellt, während man ein anderes Walzengerüst mit fertig eingelegten Walzen an seine Stelle setzt. Inzwischen können bei dem weggestellten Walzengerüst die Walzen für die nächste Schicht eingesetzt werden.

Die schnellarbeitenden Hebemaschinen gewähren auch insofern Vorteile, als mit der Abkürzung der Transportzeit auch die Abkühlung der Blöcke ver-

Abb. 394. Scheibenräderwalzwerk.

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Abb. 395. Vorgepreßtes Scheibenrad.

Ausgewalztes Scheibenrad.

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ringert wird, und es ist infolgedessen vielfach möglich, in einer Hitze durchzuwalzen. Eine weitere Fabrikationsverbilligung und Vereinfachung wird noch dadurch erzielt, daß es gelang, die aus den Gußformen kommenden, noch hellrot glühenden Blöcke ohne weitere Nacherhitzung zu verwalzen. Die direkte Verarbeitung ist ohne weiteres nicht möglich, weil das flüssige Metall nicht gleichmäßig erkaltet. Während es an der Oberfläche zuerst eine feste Kante bildet, bleibt der Kern noch längere Zeit weich und flüssig. Würde man den Block in diesem Zustande verwalzen, so wiirde das flüssige Metall aus dem inneren Kern herausgequetscht werden und der Block würde aufreißen. Um eine gleichmäßige Durchwärmung der Blöcke zu erreichen, kam John Gjeers auf den Gedanken, die Blöcke in enge Gruben in dem Boden der Hütte einzusetzen. Nach einiger Zeit hat sich die überschüssige Wärme des Blockinnern der schon stärker erkalteten Außenseite mitgeteilt und der Block ist dann innen und außen gleich warm und jetzt walzfähig. Wenn fortgesetzt wieder neue Blöcke in die sogenannten „D u r ch w e i ch u n g s g r u b e n" eingesetzt werden, bleiben die Wände in steter Glut; es ist keine weitere Nachheizung erforderlich. Die Anheizung der Gruben erfolgt durch extra angewärmte Gußblöcke. Das Verfahren ist natürlich nur dann anwendbar, wenn das Hüttenwerk von den: Walzwerk nicht so weit, entfernt liegt, daß bereits auf dem Transport eine allzu starke Abkühlung eintritt. Man wird natürlich überall, wo es geht, die Einrichtung so treffen, um sich die hier gebotene Möglichkeit einer Wärmeersparung zu sichern. Der starke Konkurrenzkampf

der Walzwerke hat auch hier die Betriebsleiter sparen gelehrt. Man ist von den dampffressenden Walzenzugmaschinen zu den sparsam arbeitenden Tandem-Mehrfachexpansionsmaschinen übergegangen. Man hat weiter in der Verteilung der Arbeiten und der Stiche neue Vorteile gesucht und gefunden. Die Verteilung in Vorwalzen, Mittel- und Fertigwalzen läuft darauf hinaus, die Walzarbeit zu einer möglichst kontinuierlichen zu gestalten. Jeder Stillstand und Leerlauf ist hier, wo so große Apparate, so starke Maschinen stillstehen, eben ein umso größerer Verlust.

Das „Sich-in-die-Hände-Arbeiten" der einzelnen Walzengerüste kommt

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Abb. 396. Bandagenwalzwerk.

beim Drahtwalzwerk (Abb. 393) besonders anschaulich zum Ausdruck. Hier wird nämlich der Stab hauptsächlich in die Länge gezogen und er kommt bereits mit beträchtlicher Länge aus der aus mehreren Gerüsten bestehenden Vorstrecke. In der Fertigstrecke wird nun das Stabende sofort, nachdem es das erste Kaliber verlassen hat, in das nächstfolgende zurückgesteckt, so daß es schließlich schlangenartig eine ganze Reihe Kaliber durchläuft, wie es die Abb. 393 erkennen läßt. Wir sehen, daß hier der Draht, nachdem er das erste Gerüst verlassen hat, eine Schleife beschreibt und in dem nächsten wieder gefaßt wird. Auf diese Weise ist es möglich, selbsttätig den Durchlauf zu bewerkstelligen, was die verhältnismäßig große Anzahl von Walzgerüsten rechtfertigt. Das

dargestellte Walzwerk hat die respektable Schichtproduktion von 80- bis 90 000 kg, das ist etwa 600 km 5 mm-Draht.

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Naturgemäß sind auch hier für Spezialzwecke Spezialeinrichtungen erforderlich.

Man hat beispielsweise besondere Walzwerke , mit denen vorgepreßte Räder ausgewalzt werden (Abb. 394 und 395).

2166.397. Mannesmann-Walzwerk.

Das Rad wird mit seiner Nabe auf einen Dorn gesteckt und die kegeligen Walzen so angedrückt, daß sie von beiden Seiten die Scheibenflächen flachwalzen und einen Rand andrücken, der durch eine zwischen den Antriebswellen der Kegel-walzen befindliche zylindrische Scheibe zu einem glatten Felgenkranz ausgewalzt wird.

Man hat weiter besondere Bandagenwalzwerke (Abb. 396), mit denen die Bandagen für Eisenbahnräder gewalzt werden. Aus einer geschmiedeten runden Scheibe wird zunächst ein Loch unter dem Hammer herausgestanzt, so daß eine ringförmige Scheibe entsteht. Diese Scheibe wird dann zwischen zwei Walzen wie ein Gummiring in die Länge gezogen und es entsteht so ein großer nahtloser Ring. Um die vorgearbeiteten Scheiben besser in die Walzen einführen zu können, sind letztere fliegend, das ist nach einer Seite freitragend gelagert.

Auf dem gleichen Grundgedanken baut sich das EhrhardtscheVer-fahren zur Herstellung schwerer nahtloser Rohre und Kesselschüsse auf. Ein glühender Stahlblock wird durch einen in der Längsrichtung eingetriebenen Dorn gelocht und, nachdem er auf die gewünschte Länge ausgezogen wurde, der Boden durchgestoßen. Der so entstehende Zylinder wird auf die Oberwalze eines Walzwerks aufgeschoben und zu einem Zylinder oder Rohr des gewünschten Durchmessers und der gewünschten Wandstärke ausgewalzt. Es können auf diese Weise alle Arten schwerer Hohlzylinder, Geschosse, Flammrohre, Kanonenrohre, dickwandige Stahlrohre u. s. w. hergestellt werden. Es ist klar, daß die Walzlänge dieser Stücke an sich beschränkt ist, da sie immer über die Walze geschoben werden müssen. Eine größere Freiheit gewährt in dieser Beziehung das Mannesmannsche Rohrwalzverfahren. Das Rohr wird aus einer vollen runden Stange E dadurch erzeugt, daß man die hocherhitzte Stange durch drei schiefgestellte konische Walzen F hindurchgehen läßt. Das an der Außenseite liegende, infolge der Erwärmung leicht verschiebbare Material wird dabei über den Kern der Stange weggezogen,

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der Stange sozusagen das Fell abgezogen und so eine nahtlose Röhre gebildet (9(66. 397). Das Arbeitstück wird dabei vorwärts geschoben und zugleich gedreht und, um eine

Das Walzverfahren wird sehr häufig durch das Zieh-verfahren abgelöst. Beide ergänzen sich vielfach und ersetzen einander. Beim Ziehen wird das Werkstück von einer Zange erfaßt und durch eine sich trichterförmig verjüngende Öffnung — das Zieheisen —

glatte Innenfläche zu erhalten, über einen glatten Dorn hinweggewalzt. Das Walzverfahren gewährt also hier die Möglichkeit, die massive Stange oder den Block zu dünnwandigen, nahtlosen Röhren auszuziehen, die für die höchsten Drücke ausreichende Widerstandsfähigkeit besitzen. Aber auch die aus Blechstreifen zusammengebogenen Rohre, an die größere Festigkeitsansprüche gestellt werden, erhalten durch das Walzwerk erst den sicheren Zusammenschluß der Naht. Die abgeschrägten Übereinandergreifenden Kanten des zusammengerollten Rohrstreifens, die auf Schweißwärme erhitzt sind, gehen durch ein Walzwerk, dessen Walzen die Gestalt von Scheiben mit halbkreisförmigem Kaliber haben, so daß Ober- und Unterwalze das ganze Rohr umfassen und durch den beim Durchgang ausgeübten Druck die Kanten verschweißen. Damit das Rohr nicht glatt gepreßt wird und zusammenknickt, wird es mit Asche oder Quarzsand ausgefüllt, oder es wird zur besseren Einhaltung des inneren Durchmessers über einen festen birnenförmigen Dorn hinweggewalzt.

Abb. 399. Herstellung eines Tretkurbellagers für Fahrräder durch Ziehen.

(9166. 398) gezogen, so daß es auf den Querschnitt des Durchgangsloches verkleinert wird. Das Ausstrecken erfolgt also tatsächlich durch ein „in die Länge ziehen", etwa wie eine Gummischnur in die Länge gezogen werden kann. Wie aber die Gummischnur reißt, wenn sie auf zu große Länge ausgedehnt werden soll, so läßt sich das betreffende Metall auch nicht ungestraft beliebig auseinanderzerren. Wieder muß man stufenweise vorgehen.

Durch entsprechende Gestaltung der Höhlung des Zieheisens kann man eine Profilierung der Werkstücke bewirken. Auf diese Weise werden Gesimsleisten, Beschlagschienen u. s. w. durch Ziehen hergestellt. Die Werkstücke nehmen dann genau die Profilform des Zieheisens an. Alle ausgewalzten Rohre werden zur Fertigstellung nochmals nachgezogen, wodurch sie genau den gewünschten Durchmesser, der mittels des Walzens nicht ganz eingehalten werden kann, erhalten. Bei stumpfgeschweißten Rohren dient der Durchgang durch das Zieheisen dazu, durch Verkleinerung des Rohrdurchmessers im trichterförmigen Ziehen den Schlitz zu schließen und die Schweißfugen aufeinander zu pressen. Nach dem Ehrhardtschen Verfahren hergestellte gewalzte, nahtlose Zylinder können auf der Ziehbank zu dünnwandigen Rohren ausgezogen werden.

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Abb. 400. Drahtgrobzug.

Aus der Zeitschrift des Vereins deutscher Ingenieure.

Eine instruktive Anwendung des Ziehverfahrens'ist beispielsweise das aus einem Rohrstück angefertigte Tretkurbellagergehäuse eines Fahrrads. Es handelt sich darum, die Flanschen für die vom Tretkurbellager ausgehenden Rahmenrohre aus dem Rohr herauszuarbeiten. Dazu wird zunächst das Rohr unter der Stanze mit den in Abb. 399 links erkennbaren Ansätzen versehen. Das so vorgearbeitete Stück kommt in die Ziehbank, in der durch jeden Rohransatz ein entsprechender Dorn durchgezogen wird, bis alle Öffnungen auf das erforderliche Maß aufgeweitet und herausgezogen sind (Abb. 399 rechts). Im großen spielt sich ein ähnlicher Vorgang unter der Ziehpresse beim Küm-peln von Kesselböden (Abb. 401) ab.

Am meisten kommt naturgemäß das Ziehen bei der D r a h t f a b r i k a t i o n zu seinem Recht. Der vom Walzwerk gelieferte Draht, der zu dünneren Sorten verarbeitet werden soll, wird einem wiederholten Ziehprozeß unterworfen. Die Einrichtung einer einfachen Ziehbank zeigt Abb. 400. Von dem Abwickelhaspel wird das Drahtende abgezogen, etwas zugespitzt, damit es durch das Loch im Zieheisen, das etwas kleiner als die Drahtstärke ist, durchgesteckt werden kann. Das so durchgeschobene Ende wird von einer kleinen Zange erfaßt, die an einer kurzen Kette an der Ziehtrommel angebracht ist. Wird nun die Ziehtrommel durch den Kegelräderantrieb in Bewegung gesetzt, so wird der Draht nachgezogen und auf die Trommel abgewickelt. Soll der Draht auf noch kleineren Durchmesser, als er jetzt erhalten hat, gebracht werden, so muß er durch weitere Zieheisen mit immer abnehmendem Querschnitt der Ziehlöcher gezogen werden. Da dieser Vorgang mit der einfachen Ziehbank sehr umständlich und zeitraubend ist, wendet man dann Ziehbänke an, bei denen der Draht gleichzeitig mehrere Zieheisen durchläuft. Man kann diese Zieheisen nicht einfach hintereinander anordnen und den Draht glatt hindurchziehen, denn der Draht streckt sich nach jeder Ziehung, würde also zwischen dem Eisen eine Schleife bilden. Man schaltet deshalb zwischen den einzelnen Zieheisen Seilrollen ein, deren Durchmesser entsprechend der Streckung zunehmen.

Für stärkere Drähte hat es sich am vorteilhaftesten erwiesen, die Ziehrollen hintereinander anzuordnen und jede einzeln anzutreiben. Für dünnere Drähte, etwa von 2 mm auf 0,5 mm, kann man dagegen Stufenscheiben mit gemeinsamem Antrieb anwenden. Die Ziehwerkzeuge sind des öfteren auch durchbohrte Diamanten, die, um eine gleichmäßige Abnutzung herbeizuführen, fortgesetzt gedreht werden. In ähnlicher Weise werden Drähte bis ⁴/ioo mm auf dem sogenannten Feinzug gezogen.

Die Entwicklung der Elektrotechnik hat den Drahtbedars in ganz beispielloser Weise gesteigert und notgedrungen haben sich die Drahtziehverfahren damit ganz zur Massenfabrikation ausgewachsen. Alle neuen Gestaltungsformen

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der Technik verschieben Form und Art der Baustoffe. Zahllose Walzwerke haben die 800000 km Eisenbahnschienen geschaffen, die heute die ganze Erde umspannen. Ans Millionen von Kilometern Kupferdraht, den die Ziehbänke geliefert haben, streckt der elektrische Strom seine Fühler in das Land, über die Meere und Berge, Kraft, Licht, Wärme, Rede und Wort übertragend. Und schon zeigen sich neue Formen, die die Arbeitsmethoden, an der so viele findige Köpfe geschaffen haben, beiseite schieben. Das Automobil eilt auf schienenlosen Wegen durch die Welt und der unbändige Feuergeist der Technik hat den Menschen den Weg durch die Luft gezeigt. Der elektrische Strom schüttelt die Erdenschwere, die ihn an den Kupferdraht bannt, ab und bringt nur von Kraftwellen geführt Botschaften von Land zu Land: der Siegeslauf der Technik, der Triumph über die Erdenschwere, über Stoff und Masse!

Das Drehen und Dohren.

Das Rad ist das Symbol der Technik. Wenn wir für alle Ausdrücke und Arbeitsformen der Technik eine Gemeinsamkeit suchen, so finden wir sie am besten in der Drehbewegung. Das Rad — der auf Rädern laufende Wagen, hervorgegangen aus dem bergabrollenden Baumstamm, hat die erste Leistung^ steigerung der Menschheit gegeben: es ist der Ursprung des ganzen Räderwerkes unseres Zeitalters der Technik. Und auch der Übergang der Metallverarbeitung zur Maschinenarbeit ging über die Drehbewegung, deren Urform die Töpferscheibe ist, aus der nur durch

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konstruktive rungen die „Drehbank" umgeschaffen wurde. Auch sie ist „uralt", wird doch sogar ihre Erfindung einem Enkel des D ä-

Abb. 402. Patronendrehbank nach Leonardo da Vinci.

Aus Beck, Beiträge zur Geschichte des Maschinenbaues.

dalus zugeschrieben. Die ursprüngliche Gestalt war sehr einfach. Das Gestell hatte zwei gegenüberliegende kegelförmige Spitzen, von denen eine beweglich war und verschoben werden konnte, so daß das Werkstück zwischen den Spitzen drehbar einzuspannen war. Um das Werkstück wurde eine Schnur geschlungen, mittels der es durch Hin- und Herziehen der Schnürenden in Umdrehung versetzt wurde. Aus Abb. 402 ist diese Anordnung nach einer Skizze von Leonardo da Vinci erkennbar. Die Schnur ist oben mit einer Bogensehne, unten mit einem Fußtrethebel verbunden. Nun war also nur noch dem sich drehenden Werkstück ein scharfes Stahlmesser — der „Stichel" — zu nähern und das Abdrehen begann. Je nach der Tiefe, mit der man das Werkzeug vorschob, drang es in das Material ein, eine umlaufende Furche erzeugend. Ließ man das Messer bis nach der Mitte eindringen, so wurde das Werkstück, der Stab durchgeschnitten, durchgedreht. Bewegte man dagegen den Stichel parallel mit der Achse nach der Seite, so mußte er eine glatte, zylindrische Fläche erzeugen.

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Abb. 403. Leitspindeldrehbank.

In dieser einfachen Form hat sich die sogenannte Spitzendrehbank bis in unsere Zeit erhalten. Für Holzbearbeitung kommt man mit den genannten Organen noch aus. Hier wird das Werkzeug nur frei von Hand geführt und findet nur auf einer Auflageplatte seinen Halt. Es ist einleuchtend, daß die ganze Korrektheit der Dreharbeit dann von der Führung des Werkzeugs abhängig ist und daß es hierzu großer Geschicklichkeit und, bei harten Metallen, auch erheblicher Kraftanwendung bedarf. Es war daher naheliegend, dem Werkzeug eine feste, verschiebbare Führung zu geben und das gleichmäßige Weiterschieben durch eine Schraubenspindel zu bewirken. JosephBramah hat 1794 zuerst nachstellbare Führungen und Schrauben zur Bewegung des Werkzeugs angewendet. Heute fehlt keiner Drehbank der sogenannte „Selbstzug" und wir können an Abb. 403 erkennen, wie sich aus der Urform das Gebilde entwickelt hat, das wir jetzt als eine „Drehbank" ansehen. Auf dem stark aus-

der Art der Arbeit, antreiben kann. Sie trägt am Ende die Planscheibe, die BfPüt zum Mitnehmen des Werkstücks dient und in deren Mitte sich eine Körnerspitze befindet, der auf

gebildeten Gestell, dem Drehbankbett, befindet sich links das Rädervorgelege, das mit fünf Stufenscheiben die Antriebspindel mit verschiedenen Geschwindigkeiten, je nach

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Siegeslauf der Technik. I.

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der anderen Drehbankseite die Körnerspitze des sogenannten „Reitstocks" gegenübersteht. Damit man Werkstücke verschiedener Länge zwischen den beiden Spitzen einspannen kann, ist der Reitstock auf dem Drehbankbett, das oben glatte, genaue Führungsflächen hat, verschiebbar. Die Körnerspitze selbst kann durch das hinten befindliche Handrad zur genaueren Einstellung vor- und zurückbewegt werden. Zwischen Reitstock und Spindelkasten sehen wir den sogenannten „Support" oder Werkzeugschlitten, der zur Aufnahme des Werkzeugs dient. Er greift mit Vertiefungen über entsprechende Führungsflächen des Drehbankbettes, auf dem er dadurch schlittenförmig verschiebbar ist. Wir sehen in Abb. 404 einen abgenommenen Support, der sich mit seinen beiden Außenleisten auf die beiden Wangen des Drehbankbettes auflegt. In dem Querstück ist in schwalbenschwanzförmigen Führungen ein Schlitten quer verschiebbar; seine Bewegung erfolgt durch eine querliegende Schraubenspindel an dem vorn sichtbaren Handrad. Aus dem Support baut sich noch ein kleiner, wieder längs verschiebbarer Schlitten auf, der die Klemmvorrichtung zur Befestigung des Werkzeugs trägt. Das Werkzeug hat also danach Führungen für Längs- und Querbewegung und es bedarf nur noch der selbsttätigen Einleitung dieses Vorschubs durch die Maschine selbst. Im einfachsten Falle dient hierzu eine längs des Betts angeordnete Spindel, die vom Spindelstock aus angetrieben wird. Durch ihre Drehung wird eine auf ihr befindliche Mutter und damit der Tisch hin und her bewegt. Die dabei für die Fortbewegung sehr in Anspruch genommene Spindel ist bald der Abnutzung unterworfen, so daß sie für die feineren Arbeiten, wie das Gewindeschneiden, keine genügend genaue Arbeit mehr liefert. Man wendet deshalb meist zwei Vorschubeinrichtungen an. Die Bewegung des Supports leitet man von der sogenannten „Zugspindel" ab, die bei der Drehbank der Abb. 403 mittels Riemen durch dreifache Stufenscheiben mit verschiedenen Geschwindigkeiten angetrieben wird. Mit ihr dreht sich ein verschiebbares Rad, mit dem ein weiteres Rad im Eingriff steht und die Bewegung aus ein anderes Zahnrad vermittelt, das in eine unter der Tischplatte

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Abb. 405. Leitspindeldrehbank aus dem sechzehnten Jahrhundert.

Aus Beck, Beiträge zur Geschichte des Maschinenbaues.

Längs- und Querzug sind konstruktiv in der sogenannten „Schloß-platte", die schürzenartig von dem Support herabhängt, vereinigt, so daß nach außen nur die Schaltgriffe sichtbar werden. So sehen wir das Handrad für die Ver-

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Abb. 406, Norton-Drehbank.

schiebung von Hand, Griffe zur Einschaltung des selbsttätigen Vorschubs, nach innen, außen, rechts oder links und eine Einrückung für das Gewindeschneiden, wozu die schon erwähnte besondere Leitspindel vorhanden ist. Durch den gleichmäßigen Längsvorschub, den der Schneidestahl durch die Leitspindel erhält, erzeugt er auf dem Werkzeug einen Gewindegang. Je schneller der Weiterschub des Drehstahls erfolgt, umso größer wird die Steigung des Gewindes. Man hat es also durch langsamere oder schnellere Drehung der Leitspindel in der Hand, verschiedene Gewinde herzustellen. Die verschiedenen Drehgeschwindigkeiten werden durch Einschaltung entsprechender Räderübersetzungen, zu denen der rechts im Bilde erkennbare Rädersatz dient, erreicht. Die Methode, mittels eines vorhandenen Gewindes ein anderes Gewinde zu schneiden, läßt sich bis ins sechzehnte Jahrhundert zurückführen. Abb. 405 zeigt die für heutige Begriffe etwas veraltete Form einer solchen Drehbank zum Schneiden von Schrauben. Die obere Antriebswelle wird durch den mittleren Schnurlauf in hin und her gehende Bewegung versetzt. Dadurch dreht der rechts liegende Schnurlauf die in einem Holzrahmen gelagerte Schraube (die Leitspindel) und bewegt eine Mutter vorwärts, mit der der von unten angedrückte Stichel verbunden ist. Auf diese.Weise wird auf dem durch den links befindlichen Schnurlauf angetriebenen Werkstück eine Schraube angeschnitten. Man könnte kaum eine anschaulichere Darstellung finden, um das Prinzip der „Leitspindeldrehbank" zu erläutern; hier sehen wir die Idee in ihrer ursprünglichen Form verkörpert mit den Mitteln ihrer Zeit.

Um schnell arbeiten zu können, muß sich die Maschine von dem Einfluß der Geschicklichkeit des Arbeiters zum Teil frei machen. Dazu hat sie den entscheidenden Schritt durch die selbsttätige Führung und den Vorschub des Werkzeugs getan. Sie muß weiter die Möglichkeit einer raschen Anpassung an die verschiedensten Werkstücke bieten. Der zu bearbeitende Gegenstand muß in kürzester Zeit auf der Planscheibe der Maschine aufgespannt werden können;

man hat dazu eine Reihe schnell zu bedienender Spannvorrichtungen geschaffen. Um vorteilhaft, das heißt mit der für den gegebenen Fall größten Geschwindigkeit zu arbeiten, ist es weiter erforderlich, die Schnittgeschwindigkeit der Natur des Stückes anzupassen. Ein weicherer Rohstoff, zum Beispiel Messing, kann naturgemäß schneller bearbeitet werden als der härtere Stahl, kleinere Stücke erfordern bei einer Umdrehung weniger Schneidarbeit als Stücke großen Durchmessers, die langsameren Gang der Drehbank verlangen. Es wurde schon erwähnt, daß durch Anwendung verschiedener Antriebsriemenscheiben, die zu sogenannten Stufenscheiben (Abb. 403) vereinigt sind, für die Geschwindigkeit der Arbeitsspindel, also des zu bearbeitenden Werkstücks, verschiedene Geschwindigkeitsstufen gegeben sind. In der Regel kommt noch ein Zahnrädervorgelege dazu, das die Anzahl der Geschwindigkeiten verdoppelt. Ist dann noch eine doppelte Geschwindigkeit des Deckenvorgeleges vorhanden, so sind bei vierfacher Stufenscheibe für die Antriebswelle sechzehn Ge-

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Abb. 407. Innenansicht des abgenommenen doppelten Wechselräderkastens der Norton-Drehbank.

s ch w i n d i g k e i t s st u f e n möglich. Die weitere Anpassung liegt in der Geschwindigkeitsregulierung des Vorschubs, der Werkzeugbewegung, die bei der einfachen Leitspindeldrehbank durch verschiedene Räderübersetzungen des Zugspindelantriebs erreicht wird. Das Heraussuchen, Abnehmen, Einsetzen und Einstellen der einzelnen sogenannten Wechselräder ist eine höchst unerwünschte, zeitraubende Arbeit und man hat daher Drehbänke gebaut, die den Wechsel der Vorschubgeschwindigkeit durch einen Handgriff ermöglichen. Es sind dann alle für die Herstellung der verschiedenen Vorschubgeschwindigkeiten erforderlichen Räder in einem am Drehbankbett angebrachten Räderkasten untergebracht, wie es in Abb. 406 der Hendey-Norton-Drehbank zu erkennen ist. Durch Verstellen des an dem vorderen Räderkasten außen links befindlichen Hebels in verschiedene Anschläge kann die nach dem Haupträderkasten durchgehende Welle mit drei verschiedenen Geschwindigkeiten angetrieben werden, in der Innenansicht des abgenommenen Wechselräderkastens (Abb. 407) die untere

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ihr ist ein kleines Zahnrad verschiebbar, das durch ein ebenfalls verschiebbares Zwischenrad mit den zwölf verschieden großen, aneinandergereihten Wechselrädern, die auf der Leitspindel sitzen, in Eingriff gebracht

werden kann. Die verschiedenen Stellungen sind nun außen am Räderkasten durch zwölf Schlitze markiert und festgelegt, so daß durch Bewegung des Handhebels in einen dieser Einschnitte der betreffende Geschwindigkeitswechsel vollzogen wird. Zusammen mit den drei Wechseln am vorderen Räderkasten sind auf diese Weise für jede Geschwindigkeit der Arbeitsspindel insgesamt sechsunddreißig Geschwindigkeiten der Leitspindel ohne jedes Umstecken von Wechselrädern zu erzielen!

Die Drehbank in dieser Ausbildung ist in gewissem Sinne Universalwerkzeug. Die verschiedenartigsten Teile können darauf bearbeitet werden und je nach den Zwecken nimmt sie andere Gestalt an. Sie wird in die Länge gezogen zur Bearbeitung von Wellen und dergleichen; sie wird kurz, schwer und gediegen, soll sie Gegenstände mit geringer Breite und großem Durchmesser, Räder, Riemenscheiben, abdrehen.

Wir sehen in Abb. 408, wie eine Riemenscheibe auf einer solchen „Plandrehbank" bearbeitet wird.

Mit der Güte und Vervollkommnung der Bank wuchs uatürlich auch die Genauigkeit der Arbeit, die Gleichartigkeit der Arbeit. Die herkömmlichen Maßwerkzeuge waren der Zollstock und der Zirkel, der einfache Taster und die Schublehre. Für Präzisionsarbeit, die mit Genauigkeiten von hioo bis

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Abb. 408. Plandrehbank.

²/i oo mm rechnen muß, konnte man bei diesen Werkzeugen nicht stehen bleiben. Man verbannte zunächst alle einstellbaren Maßgeräte und gab dem Arbeiter feste Schablonen oder Lehren in die Hand. Um mtrt die Grenzen, innerhalb welcher sich die Abweichungen praktisch bewegen dürfen, ein- für allemal festzulegen, ist man zmn System der sogenannten Toleranz- oder Grenzlehren übergegangen. Eine derartige Grenzlehre (Abb. 409) besteht aus zwei vereinigten Lehren, von denen die eine um einen Bruchteil größer, die andere um ebensoviel kleiner als das verlangte Maß ist. Welle und Lager passen also zusammen, wenn die weite Seite der Rachenlehre über die Welle geht, während der enge Rachen auf der Welle hängen, der dickere Dorn vor dem Loch stehen bleiben muß. Mit bemerkenswerter Selbstverständlichkeit führt

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Abb. 410. Revolverdrehbank.

so das System der Grenzlehren einen b e st i m m t e n Genauigkeitsgrad unerbittlich in eine Werkstatt ein.

Um ein Werkstück fertig zu stellen, kann man nur in den seltensten Fällen ohne Umspannen und Umwechseln des Werkzeugs auskommen. Man braucht einen anderen Stahl, um die Lauffläche einer Riemenscheibe abzudrehen, als um das Loch in der Nabe auszubohren. Vielgestaltete Körper erfordern eine ganze Reihe verschiedener Werkzeuge, also ebenso häufiges Umspannen und Unterbrechen der Arbeit. Solche Zeitverluste konnten natürlich nicht geduldet werden, es galt, eine Einrichtung zu schaffen, mit der mit verschiedenen Werkzeugen eine Bearbeitung bis zu ihrer Vollendung ohne Umspannen oder Abstellen der Maschine durchgeführt werden konnte. Die Lösung brachte der „Revolversupport". Das Oberteil des Supports ist als drehbarer Körper ausgebildet und nimmt in seinem Umfang die Werkzeuge für die verschiedenen

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Abb. 411. Gisholt-Nevolvcrdrehbank mit Spezialwerkzeugen zur Bearbeitung von Geschoßkörpern.

Arbeitsoperationen, zum Schruppen, das ist Vordrehen, zum Schlichten, das ist Fertigdrehen, zum Bohren, Gewindeschneiden, Abstechen u. s. w. auf. Wenn also die Arbeit mit einem Stahl vollendet ist, wird der Support zurückgezogen und um einen entsprechenden Winkel gedreht, so daß das nächstfolgende Werk? zeug in die Arbeitsstellung kommt. In der Regel vollzieht sich der Stahlwechsel, also die Drehung des Revolverkopfes, selbsttätig durch das Zurückschieben des Supports, wobei auch von selbst der Revolverkops in der betreffenden Stellung verriegelt wird. Wir sehen eine solche Revolverbank in Abb. 410. Das Vor-

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und Zurückschieben des Revolverkopfes erfolgt durch das rechts sichtbare Drehkreuz. Hier ist der Revolverkopf horizontal und dreht sich um eine vertikale Achse, bei anderen Konstruktionen dreht er sich um eine horizontale Achse. Abb. 411 veranschaulicht die Bearbeitung eines Geschoßkörpers auf einer Gisholt-Revolverdrehbank.

Die Verwendungsfähigkeit dieser Maschine ist noch wesentlich eingeschränkt. Sie kann mit ihren Vorrichtungen immer nur eine in Form, Art, Größe und Gestaltung begrenzte Anzahl von Gegenständen verarbeiten.

Daher gab man sich auch damit nicht zufrieden und schuf Maschinen, die auch den Werkzeugwechsel vollkommen ohne jede menschliche Beihilfe vollziehen. Einen solchen Ganzautomaten zeigt Abb. 412. Hier wird nur der Rundstab in die Bank hereingeschoben und die Maschine schnitzelt, solange der Vorrat reicht, die betreffenden Teile davon ab. Abb. 413 zeigt in schematischer Darstellung die Herstellung einer Fahrradnabe in sechs Operationen. In Abb. 414 sehen wir den drehbaren Revolverkopf und die seitlichen Fassonstähle in der

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Abb. 413. Werkzeugeinstellungen bei der Herstellung einer Fahrradnabe auf der automatischen Revolverdrehbank in sechs Operationen.

Profilierung der Fahrradnabe, die zur äußeren Bearbeitung dienen. Diese Maschine verrichtet ihre Arbeit mit einer gewissenimponierenden Selbständigkeit. Man denkt willkürlich an die bekannten Reklamescherzbilder, wo der Hase in die Maschine springt und der Hut fällt heraus. Die Eisenstange wird in die

Abb. 414. Werkzeugeinstellungen bei Herstellung einer Fahrradnabe auf der automatischen Revolverdrehbank.

Maschine gegeben und die fertigen profilierten Teile fallen heraus, ohne daß ein Handanrüh-ren nötig ist.

Die Maschine vollbringt so eine ihr vorgeschriebene Leistung,

Rohrpost-botschaft

ohne Führung ein kompliziertes Schienennetz durchläuft oder wie ein Torpedo einen vorgeschriebenen Weg beschreibt, wie die Walze einer Spieluhr bestimmte Töne anschlägt. Auch der Automat enthält eine Art Walze oder Schienennetz in sich, das hier den Gang des Werkzeugs genau vorschreibt und damit ohne äußere Beihilfe einen gegebenen Gegenstand erzeugt. Zunächst nur einen einzigen, der durch die Einrichtungen festgelegt ist. Dabei bleiben wir ^---

also immer wieder bei einer rein mechanischen Leistung, deren Vollkommen-

heit allerdings Un-über-

eingeweihte rascht. Wenn man aber der geschickten Maschine menschliche Fähigkeiten andichtet, beleidigt man nur den Menschen, der sehr arm wäre, wenn sein Vollbringen mit einer solchen mechanischen Tätigkeit abgeschlossen wäre! Um die Ma-

schine zu neuen Formen zu führen, muß

Abb. 415. Karusselldrehbank der Deutschen Niles-Werkzeug-maschinenfabrik Oberschöneweide-Berlin.

man ihr andere Wege vorschreiben, ebenso wie die Spieluhr andere Stücke spielt, wenn eine andere Walze eingesetzt wird. Es liegt die Möglichkeit, eine größere Anzahl von Gegenständen mit der Maschine zu schaffen, natürlich vor, sie ist aber immerhin verhältnismäßig begrenzt, sie ist und bleibt nur ein talentvoller Diener des Menschen, der alle seine Mitarbeiter und Helfer heute auf diesen Bollkommenheitsgrad automatischer Arbeitsleistung zu bringen sucht.

Bei den bisher betrachteten Drehbänken war die Spindel horizontal gelagert und ebenso erfolgte die Einspannung der Werkstücke. Es ergibt sich diese Anordnung aus der natürlichen Forderung, das Werkstück in Bedienungshöhe zu halten und sie bleibt vollberechtigt, wo die Längenausdehnung überwiegt und die Einspannung zwischen den Spitzen stattfinden kann. Bei der Planbank (Abb. 408) aber bringt diese Anordnung immer ein verhältnismäßig schwieriges Ausrichten des in der Schwebe hängenden Gegenstandes in vertikaler Richtung mit sich. Man hat sich nun die Arbeit des Aufspannens dadurch erleichtert, daß man die Plan scheibeliegend anordnete. Sie bildet damit einen runden Tisch, auf den das Werkstück einfach aufgelegt und bequem aufgespannt werden kann, da es sich von selbst auf der Tischplatte gerade auflegt. Die Platte dreht sich um ihre senkrechte Achse wie ein Karussell — daher hat mau diesen Drehbänken den Namen Karusselldrehbänke (Abb. 415) gegeben.

Bei aller Dreharbeit steht grundsätzlich das Werkzeug fest und das

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W e r k st ü ck d r e h t s i ch. Dieser Arbeitsvorgang ist u m k e h r-b a r, wir können ebensogut das Werkstück feststehen lassen und das Werkzeug in Bewegung setzen. Wir werden dies nicht beim A b-drehen eines Stückes tun, denn es wäre umständlich, den Drehstichel um einen abzudrehenden zylindrischen Körper fortgesetzt herumlaufen zu lassen, wir können es aber vorteilhaft so machen, wenn wir einen Gegenstand ausbohren wollen. Auf der Drehbank lassen wir dabei den Drehstahl in den sich drehenden Körper eindringen; wenn sich diese Operation anschließend an andere ohne Umspannen ausführen läßt, werden wir auch das Ausbohren der Drehbank überlassen. Im allgemeinen erscheint es jedoch kaum einladend,

ein schweres Stück extra aufzuspannen, um ein vielleicht kleines Loch an irgend einer Stelle zu bohren, es ist vielmehr natürlicher, den sich drehenden Stahl, den Bohrer, in das stillstehende Werkstück eindringen zu lassen. Um Löcher herzustellen, gibt es eine Reihe von Spezialbohrmaschinen. Die gebräuchlichste Form der gewöhnlichen sogenannten Säulenbohrmaschine zeigt Abb. 416. Der Antrieb erfolgt von dem unteren Vorgelege auf die oben

Abb. 417. Freistehende Radialbohrmaschine.

gelagerte horizontale Welle, die durch Kegelradübersetzung die senkrechte Bohrspindel antreibt. Das Werkstück wird auf den auf der Säule verschiebbaren Tisch aufgesetzt und in das Futter der Bohrspindel der betreffende Bohrer von dem Durchmesser des Loches eingesteckt. Damit der Bohrer in das Werkstück einbringt, vordringt, muß er außer seiner Drehbewegung noch vorgeschoben werden. Aus diesem Grunde ist die ganze Arbeitspindel verschiebbar in einer Hülse geführt. Die Hülse trägt eine Zahnstange, in die ein Zahnrad eingreift, bei dessen Drehung sie auf- oder abbewegt wird. Das Zahnrad wird durch weitere Räderübertragung entweder von Hand bewegt oder man bringt es mit der Bohrspindel in Verbindung. Dazu dient die aus der Abb. 416 erkennbare Stufenscheibe auf der Bohrspindel, die eine entsprechende Stufenscheibe auf einer senkrechten Welle antreibt und damit den selbsttätigen Vorschub des Bohrers vermittelt. Wir sehen, daß bereits wenig Kunst oder Können mehr nötig ist, um ein Loch zu bohren. Der Durchmesser des Loches ist durch das Werkzeug gegeben, man wählt für ein 10 mm-Loch einen 10 inin-Bohrer und der bedienende ungelernte Arbeiter hat nur dafür zu sorgen, daß der Bohrer an der richtigen Stelle in das Stück eindringt und daß die Geschwindigkeit der Bohrspindel der Lochgröße und der Materialhärte entspricht. Hierzu kann er den Gang der Bohrmaschine mit den Stufenscheiben und den Zahnrädervorgelegen regulieren.

Der Punkt, an dem in ein Maschinenteil gebohrt werden soll, wird gewöhnlich durch einen Körnerschlag, einen Schlag mit einem kegelförmig zugespitzten Stahlbolzen, markiert, wodurch dem Bohrer ein Ansatz gegeben ist. Das bedingt, daß die Löcher vorher markiert werden müssen, wobei kleine Abweichungen nicht ausgeschlossen sind. Die moderne Werkstattpraxis macht sich deshalb wieder von den Maßabweichungen des Anreißens frei und setzt

das zu bohrende Stück in einen Kasten, in dem es durch Anschläge und Anpassung an seine Form immer die gleiche Lage einnehmen muß. An der Stelle, wo ein Loch gebohrt werden soll, ist in der Kastenwandung eine gehärtete Stahlbüchse eingesetzt, deren Bohrung der herzustellenden Bohrung gleicht, so daß sie dem Bohrer als Führung dienen kann; der Arbeiter hat also nur das Maschinenteil in den Kasten einzusetzen und den Bohrer in die betreffenden Bohrstellen einzuführen. Dann kommt unwandelbar sicher das Loch an die gleiche Stelle.

Dabei ist allerdings Voraussetzung, daß die zu bohrenden Stücke tatsächlich gleiche Gestaltung haben. Wenn der Ansatz oder das Auge an dem Guß- oder Schmiedestück versetzt ist, wird das Loch einseitig. Mit von vornherein schlechten Guß- oder Schmiedestücken kann auf keine Massenfabrikation eingegangen werden, diese breitet die Forderung der Gleichar tigkeit über den ganzen Fabrikationsgang. Ihr von Eile beflügelter Schritt stolpert über jede Abweichung und erzwingt sich seine schnurgerade Bahn einer unerbittlichen Präzisionsarbeit, die schnell und gut sein muß!

Eine Arbeit, die so einfach ist wie das Bohren, muß mit größter Schnelligkeit verrichtet werden, nicht lange darf das Stück auf dem Bohrtisch verweilen und während dieser Zeit müssen ihm möglichst alle erforderlichen Bohrlöcher „beigebracht" werden. Das hat zur Vermehrung der Bohrspindeln, zur Konstruktion der mehrspindeligen Bohrmaschinen geführt, bei denen entweder die Bohrspindeln nebeneinander angebracht sind, wenn Löcherreihen, wie oft in Blechen oder Trägern, eingebohrt werden sollen, oder die Bohrspindeln kreisförmig zueinander gelagert sind, um Kreisflächen, Flanschen, Räder u. s. w. mit auf einem Lochkreis gleichförmig verteilten Löchern zu versehen.

Soweit wird also die Bohrmaschine mit den Stücken, die man auf ihren Tisch setzt, in höchst anständiger Weise fertig, ihr Bereich sind die kleineren Arbeiten. Für schwere Werkstücke, bei denen man zufrieden ist, wenn man sie an die Bohrstelle gebracht hat, bedarf man einer Maschine, die mit größerer Bewegungsfreiheit den Stücken zu Leibe rückt und gestattet, sie ohne Umspannen an den verschiedensten Stellen anzubohren. Dieses Prinzip verkörpert die sogenannte Radialbohrmaschine (Abb. 417). Ein um eine senkrechte Säule drehbarer, weitausgreifender Arm bestreicht die ganze Grundfläche, so daß die an dem Ausleger verschiebbare Bohrspindel das Werkstück an allen Seiten leicht anbohren oder anzapfen kann. Die Bewegungsfreiheit der Bohrspindel erhöht man noch dadurch, daß man dieselbe auch noch schräg einstellbar macht, so daß unter jedem Winkel gebohrt werden kann. Vornehmlich bleiben natürlich die senkrechten Löcher die hauptsächlichste Verrichtung. Für horizontale Löcher und Bohrungen tritt die Horizontalbohrmaschine in Wirksamkeit. Ihr Wirkungsbereich ist verhältnismäßig groß, da sehr viele Maschinengehäuse liegende Bohrungen, Lager für durchgehende Wellen — man denke nur an Dampfmaschinenrahmen, an Dampfturbinen u. s. w. — aufweisen.

Für sehr große Stücke, für Kessel, Panzerplatten u. s. w., kommt man

mit den leichteren Bohrvorrichtungen zum schwereren Gegenstand und verschraubt sie mit diesem, während sie ihren Antrieb durch eine Gelenkwelle von der Transmission oder durch einen Elektromotor erhalten. Neuerdings haben überhaupt die transportablen Bohrmaschinen besonders für Montagezwecke vielfach Einführung gefunden. Die elektrische Bohrmaschine und die Lnftdruckbohrmaschine hat auf der Baustelle oder in der Montagehalle die langweilige Bohrknarre fast ganz beseitigt. Einst haben die alten Kunstmeister ihre Windmühlen und Mahlstühle fast ganz an der Baustelle zurechtgezimmert. Heute kommen die Maschinenteile in fertigen Komplexen zur Baustelle und wo ein Loch für eine Nietverbindung oder Verschraubung fehlt, da drängt sich gleich die wachsame und ehrgeizige Bohrmaschine vor, ihr gutes Recht auf diese mechanische Arbeit reklamierend. Jedem das Seine!

Das fiobeln, Fräsen und Schleifen.

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Kreis und gerade Linie beherrschen die Formen der Technik: rund oder gerade soll alles sein! Danach erhalten die „f o r m g e b e n d e n" Werkzeugmaschinen ihre Bestimmung und Wirksamkeit. Der Kreisbewegung wird, wie wir gesehen haben, die Drehbank gerecht. Die gerade Linie, beziehungsweise die ebene Fläche entstammt der Hobelmaschine. Die Hobelbewegung ist in ihrer Grundart als hin und her gehende Bewegung wohlbekannt. Auf einer hin und her gehenden Tischplatte wird der zu hobelnde Gegenstand aufgespannt. Seine Kante trifft dabei auf einen zugeschärften Stahl, der beim Weiterschreiten des Werkstücks unerbittlich in der Tiefe, in der seine Schneide angefaßt hat, einen Span abhebt. Wenn er am Ende des Werkstücks angekommen ist, kehrt der Tisch um, läuft zurück und wiederholt bei seinem Vorwärtsgang den Arbeitsvorgang, indem er den danebenliegenden Span abnimmt. Wir haben also wieder wie bei der Drehbank zwei Bewegungen für die Arbeitsverrichtung: das Hin- und Hergehen des Tisches und damit des zu hobelnden Werkstücks und die Querbewegung, den Vorschub des Hobelstahls, der, von rechts nach links weiterschreitend, die ganze Fläche bestreicht. Der für fast alle Arten und Größen gewohnte Aufbau ist aus Abb. 418 erkennbar. Auf einem Maschinenbett ist in

keilförmigen Führungen die Tischplatte beweglich. Sie erhält ihren Antrieb durch die rechts oben im Bilde ' erkennbare Riemenscheibe, deren Welle mit Zahnrädern eine an der unteren Tischseite befindliche Zahnstange bewegt. Die Riemenscheibe ist dreiteilig und nur der mittlere Teil ist mit der Welle verbunden, die beiden äußeren Teile laufen lose und werden durch einen offenen und gekreuzten Riemen in entgegengesetzter Richtung bewegt. Je nachdem also der innere oder äußere Riemen auf die mittlere, die sogenannte Festscheibe verschoben wird, dreht sich die Welle und damit der Tisch nach der einen oder anderen Seite. Beim Vorwärtsgang muß also der offene Riemen auf der Festscheibe laufen, beim Rückwärtsgang der gekreuzte, so daß für jede Richtungsänderung eine Riemenverschiebung erforderlich ist. Das besorgt die Hobelmaschine selbsttätig. Am Tisch befinden sich, wie aus der Abbildung zu erkennen ist, verstellbare Anschläge, von denen der hintere, wenn der Vorwärtsgang beendigt ist, an einen Hebel anstößt und diesen mitnimmt. Diese Hebelbewegung wird durch Gestänge auf die riemenführende Gabel übertragen, die infolgedessen den jetzt auf der Festscheibe laufenden Riemen nach der Losscheibe und den vorher auf der Losscheibe laufenden Riemen auf die Festscheibe bringt und damit auch die Änderung der Bewegungsrichtung des Tisches vollzieht. Der Tisch wandert nun nach rückwärts, bis der vordere Anschlag den neuen Platzwechsel der Riemen veranlaßt und wieder Vorwärtsbewegung stattfindet. Die Anschläge sind wie erwähnt einstellbar, damit die Größe der Tischbewegung dem gerade zu bearbeitenden Stück entspricht, also unnützer Weg vermieden wird. Zu beiden Seiten des Bettes erheben sich zwei Ständer, die einem Querträger zur Führung dienen, damit dessen Höhenlage dem jeweiligen Werkstück entsprechend verändert werden kann. Auf dem Querträger ist der eigentliche Support, der Werkzeughalter, quer verschiebbar angebracht. Die Querverschiebung des Supports führt den eigentlichen Arbeitsvorgang weiter. Im Unterschied zu den Drehbänken und Bohrmaschinen kann hier jedoch der Vorschub nicht allmählich erfolgen, sondern vor Beginn jedes neuen Arbeitsganges muß der Stahl weitergerückt werden.

Abb. 419. Shapingmaschine.

Die Hobelmaschine leistet nur bei einer Bewegungsrichtung Arbeit, nur bei der relativen Vorwärtsbewegung des Hobelstahls, die Rückwärtsbewegung ist nutzloser Leergang, ist Arbeitspause. Die Bestrebungen, die Leistungsfähigkeit der Hobelmaschine zu steigern, haben naturgemäß zuerst an diese Schwäche angeknüpft und die verlorene Rückgangszeit zunächst einzuschränken gesucht.

Das einfachste Mittel war, die Rückgangsgeschwindigkeit zu vergrößern: fast alle Maschinen bedienen sich dieses Mittels und führen den Tisch drei- bis fünfmal so schnell zuriick, als sie ihn vorschieben. Der zu weitgehenden Erhöhung der Rücklaufgeschwindigkeit sind aber praktische Grenzen dadurch gesetzt, daß sich die Umsteuerung der zu sehr beschleunigten Tischmasse nicht mehr stoßfrei vollzieht und daß dem bei dem Arbeitshub sich erwärmenden Hobelstahl keine Zeit mehr zur Abkühlung bleibt. Diese Gesichtspunkte führten dazu, von einer weiteren Beschleunigung des Rücklaufs abzusehen, vielmehr den Rücklauf selbst als Arbeitshub zu verwerten. Es ist dazu erforderlich, den Hobelstahl nach dem Borwärtsgang um 180 Grad zu drehen, daniit er seine Schneide auch beim Rückwärtsgang dem entgegenkommenden Werkstück zuwendet. Diese Anordnung hat schon Whitworth vor vierzig Jahren gebaut; die Arbeitsgeschwindigkeit bleibt dabei aber immer durch die eintretende Erwärmung des Hobelstahls beschränkt. Besser sind in der Beziehung die Vorrichtungen, die für die Rückgangsarbeit einen anderen Hobelstahl verwenden.

Der Arbeitsvorgang der Hobelmaschine ist ebenso wie der der Drehbank umkehrbar. Es spricht nichts dagegen, das Werkstück stillstehen und den Hobelstahl die hin und her gehende Bewegung machen zu lassen.

Es spricht sogar die Tatsache dafür, daß die Massendrücke bei der Bewegung schwerer Werkstücke und des schweren Tisches hier fortfallen.

Abb. 419 zeigt die Normalform der gebräuchlichen Shaping- oder Feilmaschine.

Die Riemenscheibe arbeitet auf einem Rädervorgelege, das die Bewegung auf den beweglichen Schlitten, den „Stößel", überträgt. Am Ende des Stößels sehen wir den Support, der den Hobelstahl aufnimmt. Die Schaltbewegung erfolgt durch Querverschiebung des Tisches.

Das Anwendungsgebiet der Stoßmaschine beschränkt sich auf kleinere Stücke, für deren Bearbeitung das bequeme Aufspannen, die gute

Beobachtung des Arbeitsvorganges wesentliche Vorteile bieten.

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Die in Abb. 421 dargestellte Vertikal st oßmaschine unterscheidet sich von der gewöhnlichen Shapingmaschine nur dadurch, daß der Stößel eine auf und ab gehende Bewegung macht. Sie dient hauptsächlich

zum Stoßen -

von Keilnuten

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in Räder, Riemenscheiben u. s. w. und zum Bearbeitensenkrechter und gerader Flächen.

An der

Abb. 421. Vertikalstoßmaschine.

hin und her gehenden Bewegung mit ihrem nutzlo-senAtemholen

findet die Technik nun aber keinen Geschmack. Sie verlangt für ihre Diener Beständigkeit in der Arbeitsleistung, ununterbrochene Tätigkeit und gewährt in dieser Beziehung nur ungern Vorrechte. So ist sie bei der Hobelarbeit zur Herstellung ebener Flächen nicht stehen geblieben und hat in der sogenannten F r ä s a r b e i t ein Verfahren geschaffen, das wieder den soliden Grundprinzipien kontinuierlicher Arbeit gerecht wird.

Der Fräser ist ein kreisendes Werkzeug mit vielen Schneidezähnen, ähnlich wie eine Kreissäge (Abb. 420). In der größeren Anzahl der Schneidezähne liegt bereits eine Überlegenheit gegenüber dem einschneidigen Hobelstahl, denn bei dem Fräser verteilt sich die Schneidwirkung auf alle Zähne, die nacheinander zur Wirkung kommen, also viel geringere Erwärmung erfahren und infolgedessen größere Schnittgeschwindigkeit zulassen. Die Schneidwirkung des Fräsers läßt sich nun — als weiterer Vorsprung vor dem Hobelstahl — auf die ganze zu bearbeitende Platte ausdehnen. Der Hobelstahl vollzieht seine Arbeit durch aufeinanderfolgende Gänge, wobei er nach jedem Gange weitergeschoben wird. Der Fräser greift die Platte in ihrer ganzen Breite an und hat nach einem Gang über die Länge die ganze Fläche bearbeitet. Zu dieser Arbeit bedient man sich der einfachen Fräsmaschine (Abb. 422). Auf die durch die Stufenscheibe angetriebene Spindel wird der walzenförmige Fräser aufgesteckt und das Werkstück durch die Tischplatte vorgeschoben, bis der Fräser einen Arbeitsgang vollendet hat. Die Einrichtungen für die Änderung der Spindelgeschwindigkeit für den selbsttätigen Vorschub der Schaltung u. s. w. sind ähnliche wie bei den anderen Werkzeugmaschinen.

Die Überlegenheit der Fräsarbeit über die Hobelarbeit ist bereits beim Planfräsen recht wesentlich. Sie tritt noch mehr hervor, wenn anstatt der geraden Flächen profilierte Flächen erzeugt werden sollen. Diese können ohne jede Komplikation genau wie gerade Flächen mit einem entsprechend profilierten Fräser bearbeitet werden. Die Fräser können dabei aus einem Stück hergestellt werden oder sie können aus einzelnen Teilen — sogenannte Satzfräser — zusammengesetzt werden.

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Abb. 422. Einfache Fräsmaschine der Wanderer-Fahrradwerke, Schönau bei Chemnitz.

Es ist schon daraus erkennbar, daß der Fräsarbeit ein weites Anwendungsgebiet eröffnet ist. Die Grundidee, mit gezahnten Scheiben, Walzen, Kegeln, Schnecken Arbeit zu verrichten, läßt fast für alle Bearbeitungsfälle eine Fräsmöglichkeit zu. Einen Teil dieser Möglichkeiten gewährt die Universalfräsmaschine (Abb. 423). Sie unterscheidet sich von der einfachen Fräsmaschine dadurch, daß die Tischplatte drehbar gelagert ist und zur Aufnahme des Werkstücks eine Teilvorrichtung und einen Reitstock besitzt. Wenn man auf die Frässpindel einen Zahnradprofilfräser spannt, zwischen Teilvorrichtung und Teilrad das Zahnrad, so kann man zunächst einen Zahn herausfräsen. Man verstellt dann dies Zahnrad mit Hilfe der eingeteilten Scheibe um den der Zähnezahl entsprechenden Kreisbogen und fräst dann den nächsten Zahn. Bei schräg gestelltem Tisch könnte man das Zahnrad mit schrägen Zähnen versehen oder man könnte ans einem vorgedrehten Bohrer Spiralen ausfräsen. Dabei müßte wieder der Tisch schräg gestellt werden, das Werkstück mit dem ganzen Tisch in dieser Richtung verschoben und zugleich

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Siegeslauf der Technik. I.

das Stück gedreht werden. Es greifen also hier verschiedene Bewegungen zusammen, die die Konstruktion der selbsttätigen Schaltmechanismen naturgemäß komplizieren.

Die allgemeine Verwendbarkeit der Universalfräsmaschine hat ihr große Verbreitung verschafft und macht sie auch für kleinere Werkstätten rentabel. In größeren Betrieben kommen wieder die Spezialmaschinen zu ihrem Recht. Die wunderbar einfache Art des Zahnradfräsens hat zu besonderen Zahnradfräsmaschinen geführt. Abb. 424 stellt eine sinnreiche Maschine zur Herstellung von Schneckenrädern von I. E. Reinecker, Chemnitz, dar. Der Fräser wird hierbei von vornherein auf den richtigen Achsenabstand eingestellt und von der Seite in Richtung seiner Achse in das Schneckenrad eingeführt, so daß die Schnecke richtig in Eingriff kommt und eine theoretisch richtige Abwälzung erzeugt.

In der Technik ist keine einseitige Entwicklung denkbar. Die überall auftretende Forderung nach höheren Geschwindigkeiten, nach Anpassung der Schnittgeschwindigkeit an die Betriebsverhältnisse verlangte gebieterisch sauber

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-, geschnittene,

räuschlos laufende jmH    o    Zahnräder, bei denen

die Kraftübertragung 4H|r""T    sich nicht in nutzloser

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flanken verliert. So nutzen die genau aus dem Vollen gearbeiteten Zahnräder wieder rückwirkend dem

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Werkzeugmas chinen-bau, der zur Variation der Schnittspin-delgeschwin-digkeiten von Rädergetrieben wieder ganz überraschen-

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brauch macht, und sie haben im ganzen Maschinenbau, wo man für größere Kraftüber-

tragung die lästigen, lärmmachenden , meist unbearbeiteten Zahnräder gemieden hatte, wieder neuen Glauben für die Sache der Zahnräder erweckt. Ohne die genau gefrästen Zahnräder wäre

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triebekasten einesMotor-wagens denkbar, der mit Rädchen von 20 mm Breite und

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Durchmesser unbesorgt 20 bis 30 Pfer-

Abb. 424. Schneckenradsräsmaschine.

bestärken überträgt. — Die Fräsmaschine hat auch nach ihrer Bestimmung und nach den mit ihr auszuführenden Arbeiten verschiedene Gestalt angenommen. Außer der Anordnung mit horizontal liegender Frässpindel werden vertikale Fräsmaschinen gebaut, die, wie Abb. 426 zeigt, in ihrem Aufbau der vertikalen Stoßmaschine oder betn kleinen Maschinenhammer ähneln. Sie kann zu sehr mannigfaltigen Arbeiten, wie Fräsen von Nuten, von Flächen und Führungen, benutzt werden.

Um schweren Maschinenteilen ohne öfteres Umspannen beizukommen, verwendet man Fräswerke, die im Aufbau der Hobelmaschine gleichen und mit mehreren Frässpindeln, die zugleich an verschiedenen Stellen angreifen können, ausgerüstet sind.

Mit der Arbeit des Planfräsens, des Nutenfräsens, des Zahnradfräsens, die eine wesentliche Steigerung der Leistungsfähigkeit und Mannigfaltigkeit der Formgebung brachte, hat sich die sieghaft vordringende Fräsarbeit nicht zufrieden gegeben. Sie merkte die Möglichkeit, auch runde Teile mit ihren vielschneidigen Werkzeugen anzufassen, die dazu langsam um ihre Achse rotieren, während sie mittels Fräser von entsprechender Form an ihrem äußeren Umfang oder innen bearbeitet werden und durch eine Umdrehung des Werkstücks auf die gewünschte Form kommen. Abb. 425 zeigt uns das Fräsen eines kleinen Arbeitsstückes mittels Profilfräser. Auf Abb. 427 werden die innere Kranzfläche und die Rippen bearbeitet.

Es können auf diese Weise auch komplizierte Formen, wie sie Abb. 428 an verschiedenen Beispielen demonstriert , hergestellt werden. Gerade bei diesen Teilen ist der Vorteil der Fräsarbeit besonders einleuchtend, da derartige Teile vollständig „maschinenfertig" und unabhängig von der Handgeschicklichkeit des Arbeiters geliefert werden. Dem Arbeiter, der dabei immer eine größere

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neu bedienen kann, ist hier jeder Einfluß auf die Formgebung genommen. Sie ist ganz in das Werkzeug verlegt , das in beliebigen Wiederholungen in unabänderlicher Gleichheit produziert.

2166. 425. Nundsräsen eines Arbeitsstückes.

Die Fräsarbeit hat bei ihren Eroberungen fast in

alle Methoden der mechanischen Bearbeitung eingegriffen und wesentlich an der Steigerungsfähigkeit unserer modernen Maschinenindustrie mitgewirkt. Wir sind heute in der Entwicklung noch nicht so weit vorgeschritten, um alles auf seinen Platz verweisen zu können, und es werden abschließende Urteile in der Beziehung in absehbarer Zeit kaum gefällt werden können. Ist doch gerade auf dem Gebiet der Metallverarbeitung alles im Fließen und die ganzen Wellen des stürmischen Wettbewerbs auf allen Gebieten schlagen an dieses Ufer, laufen an dieser Stelle aus und bringen aus dem offenen Meere der Daseinsstürme stets die Forderung an das Land: Billiger, rationeller fabrizieren!

Es ist kein Wunder, daß ein Teil der gequälten und stets nach Hilfe sinnenden Ingenieure sich freudig für die aufkommende Fräsarbeit begeistert hat, und es ist natürlich, daß man dabei über das Ziel schoß. Die so freudig aufgegriffene

Fräsarbeit brachte aber bald Enttäuschungen, die eigentlich kommen mußten. Der Fräser bot als Werkzeug eine neue Aufgabe und seine Herstellung machte lange viele Schwierigkeiten. Es kam oft vor, daß die mit vieler Mühe hergestellten Fräser nach Beginn der Arbeit sprangen und daß das verhältnismäßig teuere Werkzeug nochmals angefertigt werden mußte. Dazu kam noch, daß den stark anpackenden, durchgreifenden, vielschneidigen Fräserwerkzeugen die Maschinen nicht gewachsen waren, daß häufig Brüche der    1

Antriebs- und Steuerungsteile vorkamen oder Verbiegungen, die die Genauigkeit

der Fräsarbeit beein- _

Abb. 426. Vertikalfräsmaschine.

trächtigten. Über allen diesen unaufhörlichen Schwierigkeiten verloren auch die „Frässchwärmer", wie Möller treffend sagte, ihre Geduld und viele sagten sich — wieder über das Ziel schießend — ganz von der Fräsarbeit los. Diese Enttäuschungen sind vielfach heute noch nicht vergessen und sind daran schuld, daß man sich in manchen Betrieben eigensinnig der Fräsarbeit verschließt.

Man hat früher gerne die Fräsarbeit der geringeren Genauigkeit bezichtigt, doch hat man längst, seit mau gelernt hat, genaue Fräser herzustellen, diesen

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Qualitätsmangel widerlegt. Wohl besteht aber ein grundsätzlicher Unterschied in der Wirkungsweise. Der vielschneidige Fräser ist forscher als ein einschneidiger Hobelstahl. Er greift das Material mit allen seinen Zähnen durchgreifender und härter an. Es tritt aus diesem Grund eine stärkere Erwarmung der Arbeitsstücke ein, die Wucht des schneidigen Fräsers erschüttert sie und löst die Materialspannungen aus, so daß sich die Stücke durch die Bearbeitung verziehen, schief werden und so die Korrektheit beeinträchtigt wird. Ans diesem Grund wird viel-

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Schrupparbeit verwendet, durch die die Hauptmaterialwegnahme schnell und billig besorgt wird. Die endgültige Fertigbearbeitung, das Schlichten, übernimmt der Hobelstahl mit seiner sanfteren Klinge. Die zurückgedrängte Hobelmaschine hat sich übrigens noch nicht mit dieser Position befreundet und ihre Bestrebungen, mit mehreren Stählen, mit Ausnutzung des Rücklaufs zu arbeiten, sollen ihre Wiedergeltendmachung herbeiführen. In das Gebiet der Dreherei _

ist die Fräsmaschine nicht ebenso erfolgreich herein-

gebrochen. Der Schnelldrehstahl hat hier die Lei- ----! :Ki

stungsfähigkeit schon in so hohem Maße gesteigert, ⁸    " 1;-

Abb. 428. Rundfräsen einer Kupp- fach die Fräsarbeit nur als Vorarbeit, als lungsmuffe und Schnurscheibe.

Abb. 430. Schleifen

eines hinterdrehten in vielen Gießereien allgemein eingeführt, daß alle Stücke Fräsers mittels kegelförmiger

Schmirgelscheibe. Besprechung des Gußputzens hervorgehoben wurde. — Bei

die Vollkommenheit der Revolverbänke und Automaten hat die Handarbeit bereits so zurückgedrängt, daß hier das Vordringen schwerer war. In der Abb. 429. Schleifen eines ge-Massenfabrikation profilierter Teile war es erfolg- rieften Fräsers mittels topfreich. Trotzdem hat die „Rundfräserei" der Dreh- önm9er Schmirgelschcibe. bank in vielen Betrieben noch kein Gebiet entrissen, wenn auch ihre weitere Verbreitung für die ihr zukommenden Arbeiten immerhin nur eine Frage der Zeit ist. Die Genauigkeit der Fräsarbeit ist von der Beschaffenheit des Fräsers, der ja auch sormgebend und maßbestimmend ist, ganz abhängig. Es ist deshalb die erste Fräserpflicht, das Werkzeug stets in Stand und scharf zu halten und übermäßige Beanspruchungen, die vorzeitige Abnahme der besten Schneidekräfte bewirken, zu verhindern. Es hat sich deshab vielfach das Verfahren eingebürgert, den Gußstücken ihre härteste oberste Schicht durch Beizen mit Säure oder durch Abblasen im Sandstrahlgebläse zu nehmen. Dadurch hat mau überhaupt der Gießerei etwas strenger auf die Gußstücke gesehen und die Ansprüche an die Gußputzerei gesteigert. So ist es schon

vor dem Abliefern abgeblasen werden, wie dies schon bei

der intensiven Arbeit des Fräsers bleibt natürlich das Stumpfwerden auch bei seiner Schonung nicht aus und das Nachschärfen muß nach bestimmter Zeit unbedingt erfolgen. Mit der Einführung der Schmirgelscheiben, die das Schleifen nach dem Härten ermöglichen, ist der Fräser überhaupt erst lebensfähig geworden.

Je nach der Art des Fräsers sind grundsätzlich zwei Schleifmethoden zu unterscheideu. Bei den mehr sägenartigen sogenannten gerieften Fräsern verwendet man allgemein eine topfartig geformte Scheibe, die die Zahnkante gerade nachschneidet (Abb. 429). Bei den sogenannten hinterdrehten Fräsern, die gleich breite, von: Umfangskreis nach innen abfallende Zähne haben, wird mit einer kegelförmigen Scheibe die Vorderfläche des Profils nachgeschliffen (Abb. 430). Sobald die Fräserprofillücke spiralig gewunden

ist, muß das Werk- -——---

zeug natürlich während des Schleifens eine entsprechende Drehung erfahren.

Abb. 431. Universalrundschleifmaschine, eingestellt zum Schleifen eines Vollzylinders.

Diese Arbeitsvorgänge sind ähnlich wie die Herstellung des Fräsers selbst und sie können auch auf ähnlichen Maschinen ausgeführt werden. Die Uni-versalwerkzeug-fchleifmaschinen entsprechen in ihrem Aufbau der Universalfräsmaschine.

In gewissem

Sinne ist die Schmirgelscheibe als Werkzeug eine höhere Potenz des Fräsers. Wenn wir uns vorstellen, daß die Zähne immer kleiner werden und ihre Anzahl immer wächst, so bleibt schließlich nur eine Art Rauhigkeit wie bei der Oberfläche der Schmirgelscheibe' übrig. Es könnte also der Fräser einer Rundfräsmaschine durch eine sich drehende Schmirgelscheibe ersetzt werden und es würde ein R u n d s ch l e i f e n des betreffenden Stückes stattfinden. Die Metallverarbeitung hat diese Möglichkeit nicht übersehen und die Rundschleifmaschine (Abb. 431) ist ein erfolgreicher Konkurrent der Drehbank geworden. Das Schleifverfahren hat die Steigerung nach Seite der Präzision erweitert und es hat sich die Praxis herausgebildet, die Drehbank, Ausbohrbank, Hobelbank lediglich zum Vorarbeiten, zum „Schruppen" oder „Ausschroten" zu verwenden und die endgültige feine Schlichtarbeit, die bisher in Feilen und Abschmirgeln auf der Drehbank bestand, der Schleif-

Maschine zu überlassen. Es istim guten Maschinenbau heute bereits selbstverständlich , alle laufenden Maschinenteile, Kurbel-

3166.432. Universalrundschleifmaschine, eingestellt zum Schleifen eines Hohlzylinders, mellenzapfen, Zylinder, Kolbenringe, Kolbenbolzen u. s. w. auf Hochglanz zu schleifen.

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Abb.433. Automatische Walzenschleifmaschine.

Der Bewegungsmechanismus der Schleifmaschine hat mit drei unabhängigen Antrieben zu rechnen: dem Antrieb des Werkstücks, dem Antrieb der Schleifvorrichtung, des Schmirgelrades, und dem Borschubmechanismus. Es ergibt zwei grundsätzlich voneinander verschiedene Anordnungen, je nachdem zum Vorschub die Schmirgelscheibe oder der schlittenartig bewegliche Tisch mit dem Werkstück dient. In Abb. 431 sehen wir die Anordnung bei einer Maschine der letzteren Art, die für kleinere Ausführungen fast allgemein gebräuchlich ist. Wir können das zwischen den Spitzen eingespannte Werkstück erkennen, an dem auf der hinteren Tischseite die Schmirgelscheibe angreift. Mit einer kleinen Variation ist die Maschine auch zum Ausschleifen von Hohlzylindern, Büchsen u. s. w. verwendbar. Es wird, wie Abb. 432 zeigt, vor dem Schleifbock ein kleines Lager-böckchen ausgeschraubt, das an seiner Spindel ein kleines Schmirgelscheibchen trägt, das in die Höhlung der Büchse eingeschoben werden kann. Das Prinzip des wandernden Schlittens und des feststehenden Tisches vertritt die Landis-Rundschleifmaschine, die sich infolgedessen viel kürzer und gedrungener baut.

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Diese Rundschleifmaschinen dienen, wie die drehbankähnliche Ausbildung schon andeutet, hauptsächlich zur Herstellung von langen Maschinenwellen, Kolbenstangen, Drehbankspindeln, Wagenachsen u. s. w. Für viele

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Spezialarbeiten sind, sobald ausreichende Beschäftigung vorliegt, auch hier Spezialmaschinen konstruiert worden. Man hat besondere Walzenschleifmaschinen (Mb. 433 und 434), die sich der Größe und Länge der zu bearbeitenden Walzep anpas

sen. Man hat besondere Ausschleifmaschinen für Zylinder, bei denen die das Schleifrad tragende Welle exzentrisch drehbar ist und auf die verschiedenen Durchmesser mit ¹‘n oo mm Genauigkeit eingestellt werden kann.

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3166.435. Planschleifmaschine.

Ersetzt hier die Schmirgelscheibe überall den Drehstahl, so steht ihr in Bezug auf den Hobelstahl die gleiche Aufgabe, wenn auch nur in beschränkterem Maße, zu. Die Zahl der sauber auslaufenden Geradflächen kommt quantitativ kaum den laufenden Rundflächen gleich. Die Figur, die dieser Werkzeugaustausch von Hobelstahl und Schmirgelscheibe abgibt, verleugnet die Herkunft von der Hobelmaschine nicht. An dem Querträger sind an verschiebbaren Schlitten die Schleifsteine angebracht und machen damit aus der Hobelmaschine die Planschleifmaschine (Abb. 435 bis 437). Für kleinere Arbeiten kann hierzu auch die Universalschleifmaschine verwendet werden, wenn man als Vorschubbewegung allein die hin und her gehende Tischbewegung wie beim Planfräsen in Anspruch nimmt.

Der Entwicklung des Schleifverfahrens wurden erst durch die Herstellung der künstlichen Schleifsteine die neuen Wege eröffnet. Der früher verwendete Quarzstein, der allgemein als Schleifstein bekannt ist, bot die Schwierigkeit der Zurichtung der rohen Steinblöcke und schränkte danach die Freiheit in der Formgebung von vornherein ein. Bei dem natürlichen gewachsenen Material war nie die vollständige gleichmäßige und gleich harte Gefügebeschaffenheit vorhanden, wie sie die subtile Schleifarbeit, die mit Bruchteilen von ’/ioo mm rechnet, verlangt. Das Aushilfsmittel bot sich in Schmirgel oder Korund, der in größter Härte und Schneidfähigkeit auf der Insel N a x o s vorkommt. Zur Herstellung wird der Schmirgelstein sein zermahlen und unter Beimengung

eines Bindemit-    —

tels — wie Magnesit, Schellack, Leim, Gelatine oder Pflanzenöle — unter hohem Druck in die gewünschte Form gepreßt. Je nach den: Mischungsgrad von Bindemittel und

Schmirgel, nach der Korngröße des Schmirgels und nach dem beim Pressen aufgewendeten Druck erhalten die Schmirgelräder verschiedene Härteabstufungen, die sie für diesen oder jenen Zweck brauchbar machen. Der Erfolg der Schleisarbeit hängt naturgemäß ganz wesentlich von der richtigen Wahl des Härtegrades der Schleifscheibe ab, ein Umstand, der vielfach übersehen wird und dann zu falscher Anschuldigung der Schleifarbeit führen kann.

Wird hierbei die Schleifmaschine sozusagen zur letzten „Bearbei-tungsinstan z", nach der höhere Genauigkeitsansprüche nicht mehr gestellt werden können, so ist sie absolut nicht auf diese Spezialität des Schlichtens und Polierens einzuschränken. Man hat nach dem Vorbild der Amerikaner die Schleifmaschinen kräftiger gebaut und man hat vor allem den Schmirgelscheiben bisher nicht gekannte Dimensionen gegeben. Wenn man damit etwa an eine Welle herangeht, dann ist die Materialmenge, die die Schmirgelscheibe in eilendem Gang hinwegfegt, direkt imponierend, s Schlesinger gibt für eine Norton-Schleifmaschine die Spanabnahme mit 20 bis 30 kg pro Stunde an, eine Leistung, die an diejenige von den stärksten Fräsmaschinen und Drehbänken bald heranreicht. Die hierbei zur Verwendung kommenden Schmirgelsteine haben allerdings etwa */* m Durchmesser und 4 bis 5 cm Breite. Nach Ludwig Löwe & Co. werden dabei gegenüber dem Drehen Zeitersparnisse von 30 bis 90 Prozent erzielt! Trotzdem hat sich die Schleifmaschine für Schrupparbeiten noch wenig eingeführt und es besteht in der Industrie noch keine rechte Stimmung für sie, so daß kaum ihre überraschende Ausbreitung in absehbarer Zeit zu erwarten ist. Der vielzitierte Satz „Schleifen ist billiger als Drehe n", ist auf Schrupparbeit angewendet vorerst noch mit einiger Vorsicht zu genießen. Man muß vor allem bei der Gegenüberstellung bedenken, daß die Schleifbänke für schwere und grobe Schrupparbeit teuere Spezialmaschinen sind, deren Ausnutzung in vielen Betrieben kaum möglich ist. Man muß, um sich vor Überraschungen zu bewahren, weiter daran denken, daß die Schmirgelscheibe in den hier vorkommenden Größen ein teueres Instrument ist und daß die Schleifdiamanten zum Nachschleifen eine Ausgabe für sich bilven. Dazu kommt noch, daß die Größenleistung der Maschine mit einem entsprechenden Kraftverbrauch verbunden ist. Das sind alles Momente, die nach dem heutigen Stand der Praxis noch kein abschließendes Urteil zulassen.

Wir können aber auch, ohne die Schleifmaschine für grobe Arbeiten in Anspruch zu nehmen, mit der Entwicklung dieser Maschinengruppe und dieses Arbeitsverfahrens vollauf zufrieden sein. Mit ihm hat der pwderne Maschinenbau erst die Präzision, die Genauigkeit annehmen können, die heute sein Stolz und die Grundlage seiner Leistungsfähigkeit ist. Das biedere Wort des alten zünftigen Handwerkmeisters: „Was lange währt, wird gut" hat seine Richtigkeit und Geltung verloren. Kurz gesagt liegt der große, bewundernswürdige Erfolg des ganzen Maschinenzeitalters, des Siegeslaufes der Technik, in der Zusammenfassung, Paarung und Vereinigung der beiden scheinbar widerstrebenden Kräfte: Qualität und Schnelligkeit!

Die Verschönerungsarbeiten und die ftoontage.

Die Grundregel für das Aussehen einer Maschine läßt sich auf eine sehr einfache Formel bringen: „Eine Maschine soll glatt und sauber aussehen." Die Korrektheit der zusammenarbeitenden Organe muß auch in dem äußeren Ansehen ihren überzeugenden Ausdruck finden. Es gab eine Zeit, die der Maschine falsch angewandte Ornamentik aufdrängte, um sie äußerlich ansehnlicher zu machen. Wir haben diese Zeit, da auch die Maschine öffentlich nur in Toilette auftrat, die ihre Natur verdeckte, überwunden. Die Formgebung kennt nur das Gebot der Zweckmäßigkeit, und wie im Leben die nützliche Gestaltung sich meist mit der Schönheit deckt, so hat der Maschinenbaustil unserer Zeit auch das Recht der Naturwahrheit für sich proklamiert. In dieser Beziehung brauchen also die Verschönerungsarbeiten nicht mehr dem Maschinenbau zu Hilfe zu kommen und ihn mit einer verunstalteten Toilette zu versehen. Sie haben vielmehr nur noch den Zweck, die bereits in bestimmter Formgebung und Gestaltung geschaffenen Teile zu reinigen, zu glätten, zu schützen und zu färben.

Für viele bearbeitete Teile, für Handgriffe, Armaturen, Hähne, Oltropf-gläser ist vollständig blanke Oberfläche gebräuchlich. Es muß dann nach der Bearbeitung noch das sogenannte Polieren des Stückes vorgenommen werden. Es besteht in einer Glättung der Oberfläche bis zur Glanzerzeugung. Die Beseitigung der Rauhigkeit erfolgt durch Abschleifen mit immer feiner werdenden Schleifmitteln in pulverförmiger Form. Für das Vorschleifen steht wieder der Schmirgel an erster Stelle, es kommen aber auch andere mineralische Substanzen wie Bimsstein, Feuerstein, gepulvertes Glas, Sand u. s. w. zur Anwendung. Für die höchste Politur dürfen nur sehr zart angreifende Mittel, wie gebrannter ungelöschter Kalk, Eisenoxyd, Kreide, Graphit und andere, zur Wirkung kommen. Man bedient sich dieser Substanzen so, daß man sie mit Wasser, Weingeist oder Ol zu einem dünnen Teig anmacht, den man im einfachsten Falle auf ein Stück Leder, Filz oder Holz aufträgt und damit das Stück glänzend reibt. Die Wirkung ist intensiver, wenn der betreffende Gegenstand auf der Drehbank eingespannt werden kann. Im Großbetrieb verwendet man besondere mit Schleifmaterial versehene runde Scheiben, die wie Schleifsteine in schnelle Rotation versetzt werden und gegen die das zu polierende Stück angedrückt wird.

Anstatt die Oberfläche durch Abschleifen zu glätten, kann man auch durch Niederdrücken mittels eines glatten Werkzeugs die Rauhigkeiten beseitigen, etwa wie wir Stanniolpapier mit der Nagelsläche glätten. Praktisch wird dieses „Glattwalzen" nur für kleinere Flächen weicher Metalle, Kupfer, Silber, Gold u. s. w. verwertet.

Ein einmal blank gemachter Maschinenteil stellt mit dieser Beschaffenheit die Forderung, stets blank gehalten zu werden. Es gilt für den modernen Maschinenbauer die Regel, diese blanken Teile mit weiser Mäßigung an der Maschine zu verteilen, damit das Bedienungspersonal durch das Putzen zu vieler Teile nicht von seiner Hauptaufgabe, der Instandhaltung der arbeitenden und laufenden Organe, zu sehr abgelenkt wird, oder die blanken Quälgeister, wenn ihrer zu viele sind, überhaupt nicht putzt. Wo aber mit verständiger Sparsamkeit an den durch die Funktionen dazu bestimmten Stellen blanke Teile vorhanden sind, da muß unter allen Umständen ihre Blankerhaltung verlangt werden. Sie bilden dann sogar einen ziemlich zuverlässigen Prüfstein für die Gewissenhaftigkeit und Gründlichkeit des Heizers oder Maschinisten. Das blinkend saubere Maschinenhaus mit blinkenden Maschinen ist der Stolz jedes Maschinenwärters, der Sinn und Liebe für seine Maschine hat. Lange kann ja die Unordentlichkeit nicht ungerächt bleiben, denn die Maschine, die in allen Arbeitsprozessen zur Präzision erzogen ist, kann nur in Reinheit leben. Auch in diesem Sinne geht von der vollkommenen modernen Maschine der Geist der Korrektheit, Genauigkeit und Pünktlichkeit aus und alle, die in der Industrie leben und mit offenen Augen sehen, wissen, daß dieser Geist den Industriearbeitern immer mehr in Fleisch und Blut übergeht und daß das Zusammenleben und -arbeiten von Mensch und Maschine auch hierin seine heilsame Wirkung nicht verleugnet.

Die Maschine soll also mit blanken Teilen keinen unvernünftigen Aufwand treiben. Das starke Können soll sich in bescheidenem Gewand präsentieren. Die Charakteristik des Ganzen soll den Gesamteindruck ausmachen. Man vermeidet deshalb überhaupt die Bearbeitung, wo es nicht die Funktion der Maschine verlangt, und gibt den nicht bearbeiteten Teilen ein gleichmäßiges Aussehen durch Anstreichen und Lackieren. In der Regel geht dem Anstreichen das sogenannte „Spachteln" voraus, ein Grundieren mit Leimfarbe und Glätten der Oberfläche durch wiederholtes Abschleifen mit Bimsstein. Das Anstreichen und Lackieren kann so manchen Schönheitsfehler der Gießerei verdecken, allzuviel Recht soll sich jedoch der Anstrich nicht anmaßen und soll nie so dick auftragen, daß er auffällt! Man soll immer noch die wahre Natur des Guß- oder Schmiedestückes erkennen können. Man verwendet heute fast ausschließlich der Naturfarbe des Gußeisens ähnliche dunkle, grauschwarze Lackierungen, wie sie dem soliden Arbeitskleid der Maschine auch am meisten zukommen. Nur die landwirtschaftlichen Maschinen leisten sich rote und grüne Töne, mit denen sie sich in die Farbenfreudigkeit der landschaftlichen Umgebung mischen.

Neben der äußerlichen Wirkung hat der Farbanstrich den tieferen Zweck, die betreffenden Eisenteile vor Ro st zu schützen. Bekanntlich überzieht sich das Eisen unter dem Einfluß der Feuchtigkeit der Luft mit einer Oxydschicht, dem Rost, die immer weiter frißt und die Struktur des Eisens schließlich ganz zerstört. Die Rostverhütung ist also für eiserne Bauten und Maschinen ein Gebot der Selbsterhaltung. Wo nicht also des Aussehens wegen ein Farb-überzug die Eisenfläche nach außen abschließt, überzieht man sie des Rostschutzes wegen mit Farbanstrichen und geeigneten Überzügen. Für vorübergehende Wirkungen bedient man sich des Einölens und Einfettens, haltbarer sind Überzüge von Firnis, Lack, Leinölfirnis mit Mennige u. s. w. Gas- und

Wasserleitungsrohre werden durch Eintauchen in heißen Teer innen und außen mit einem schützenden Überzug versehen.

Bon größerer Haltbarkeit und Widerstandsfähigkeit sind Emailleüberzüge. Die Emaille besteht aus geschmolzenen, leicht schmelzbaren Glassätzen, denen zur Färbung Metalloxyde beigemengt werden. Die Emaille wird zu einem Brei angerührt, auf die Gegenstände aufgetragen und in Ofen eingebrannt, indem man sie bis zum Schmelzen erhitzt.

Ein sehr verbreitetes Rostverhütungsmittel bilden noch die Metallüberzüge, die als einfachstes Verfahren durch Aufschmelzen aufgetragen werden. Wie beim Löten muß dann das aufzutragende Metall bei einer Temperatur schmelzen, bei der das andere Metall noch fest bleibt. Wir können auf diese Weise Eisen, Kupfer, Messing mit Zinn und Zinküberzügen versehen. Nach dem Reinigen der Oberfläche durch Beizen wird der zu verzinnende Gegenstand einfach in das geschmolzene Metall eingetaucht. In großem Maßstabe erfolgt diese Verzinnung bei Blechen, die als sogenannte „Weißbleche" in den Handel kommen. Für ordinärere Arbeiten finden in gleicher Weise verzinkte Bleche Anwendung. Ebenso wird Eisendraht verzinnt, verzinkt und verkupfert.

Schließlich sind noch die verschiedenen, auf chemischen Reaktionen beruhenden Metallniederschläge, beispielsweise das Verkupfern durch Eintauchen in eine Kupfersalzlösung, und die in neuerer Zeit immer mehr auch zur Verzinkung aufkommenden galvanischen Methoden zu erwähnen. Handelt es sich darum, sehr haltbare Metallüberzüge zu schaffen, die bei Gebrauchsgegenständen sich nicht abgreifen, so empfiehlt sich das direkte Auflegen und Auflöten dünn ausgewalzten Bleches, das sogenannte Plattieren. Das Verfahren, das vollständige Handarbeit verlangt, ist verhältnismäßig mühsam und teuer und kann deshalb nur für besondere Gelegenheiten in Betracht kommen, zum Überziehen von Handgriffen, bei denen galvanische Überzüge sich zu rasch abnützen, zum Bermessingen und Vernickeln von Teilen, die aus Festigkeitsrücksichten aus Stahl oder Eisen bestehen müssen und die aus gewissen Gründen doch metallisches Aussehen zeigen sollen.

Aus hunderten Maschinenschlünden kommen die Einzelteile hervor, die sich zur ganzen Maschine vereinigen. Es ist die neuartige Aufgabe der modernen Fabrikleitung, durch ihre Organisation das richtige Zusammentreffen der Einzelteile zu regeln. Der ganze Betrieb arbeitet wie eine Kette von Bauarbeitern, die sich gegenseitig die Steine zuwerfen. Und wachsame Geister müssen überall zusehen, daß die Kette nirgends abreißt und, wenn sie abreißt, andere Wege erschließen, daß immer allen Baustellen der Stoff in der Art, Form, Menge zugeführt wird, wie sie ihn brauchen. Die Vorstellung der Arbeitsvorgänge, die in dem hier gegebenen Raum Anspruch auf Erschöpfung machen kann, läßt ahnen, wie das bunte Wirken aller Kräfte in Form und Maß gebracht wird, läßt verstehen, daß, wenn es köstlich gewesen ist, es Mühe und Arbeit war, freudige Mühe und freudige Arbeit für alle, die das „Wunder der Eisenwerdung" einmal erkannt haben, die aus dem sinnvollen Spiel und Zusammenwirken von Menschen und Maschinen die Sinfonie der Arbeit hören.

III.

praktische Beispiele aus der Verarbeitung der fDetalle.

Die Dinge, die unsere Industrie aus Metallen erstellt, zählen nach Legionen. Vielfach wird sich bei gewissen Sondergebieten der Technik Gelegenheit bieten, auf bestimmte Fabrikationen näher einzugehen. In dem nachstehenden Kapitel soll indes die Herstellung einer Reihe von Gegenständen behandelt werden, die im täglichen Leben, sowohl im privaten wie im öffentlichen, eine große Rolle spielen und deren Erzeugungsweisen eine Fülle interessanter technischer Details darbieten. Wohl jeder von uns hat eine Uhrkette und trägt auch diverse Geldmünzen in der Tasche. Über die Fabrikation dieser Dinge dürfte indes nicht allzuviel bekannt sein. Der Glockenschlag spielt in unserem Leben eine gewichtige Rolle, gleichviel ob es sich um des Dienstes ewig gleichgestellte Uhr oder um die feierlichen Klänge der Kirchenglocken handelt. Das metallene Rohr ist in unserem technischen Leben unentbehrlich geworden. Durch Röhren beziehen wir unser Trinkwasser und das Gas unserer Beleuchtungsanlagen. Durch Röhren strömt der heizende Dampf in unsere Zimmer und durch Röhren wird unsere Korrespondenz mit Hilfe von Druckluft mit Kurierzuggeschwindigkeit von einer Poststation zur anderen geblasen. Die Nadel setzt uns in den Stand, uns gegen die Unbilden der Witterung durch wärmende Kleider zu schützen und die Panzerplatte trotzt den mörderischen feindlichen Geschossen. Schließlich ist jeder von uns nur allzu oft genötigt, sein Leben und seine Gesundheit der Eisenbahn anzuvertrauen, deren Sicherheit nicht zum wenigsten von der unbedingten Zuverlässigkeit der tragenden und gleichzeitig arbeitenden Teile, der Radsätze abhängt. Die Fabrikation aller dieser Dinge, die nach den verschiedensten Verfahren aus den verschiedensten Rohmetallen erstellt werden, soll daher im folgenden näher besprochen und erläutert werden.

Oie Fabrikation der Ketten.

Von Rans Dominik.

Die eigenartigen Gebilde der Glieder- oder Ringketten gehören zu dem ältesten Besitztum der Menschheit. In den Gräbern prähistorischer Zeiten finden wir bereits gut ausgeführte goldene Schmuckketten und aus sprachlichen Gründen dürfen wir annehmen, daß unsere Vorfahren die Ketten bereits aus der alten asiatischen Heimat mit nach Europa brachten. Als die ersten Europäer in die Südsee zu den dort noch im Urzustände lebenden Kindern einer glücklichen Natur kamen, fanden sie auch dort aus Blättern und Blattstielen zusammengesteckte Schmuckketten, ganz ähnlich denen, die die Kinder des zivilisierten Europa in ihren Spielen zu fertigen pflegen. Ein Dichter könnte wohl erzählen, wie Blätter und Blumen zur Kette gewunden wurden, wie dann das gleißende Gold zu den Menschen kam und der goldene Schmuck an Stelle der lebendigen blühenden und duftenden Kette trat und wie das finstere eiserne Zeitalter die Kette nicht nur als Schmuckstück, sondern auch als traurige Fessel kennen lernte.

Die Schmuckkette brauchte verhältnismäßig geringe Kräfte aufzunehmen und ihre Herstellung war daher ziemlich einfach. Man schlug in den ältesten Zeiten bereits das Edelmetall drahtartig aus, wickelte diesen Draht in dicht nebeneinander liegenden Windungen um irgend einen Stab und führte nun in der Längsrichtung des Stabes einen Schnitt aus, so daß die eben gewickelte Drahtspirale in Form einzelner Ringe auseinanderfiel. Die Ringe wurden ineinandergeschoben und einfach vollends zusammengedrückt. So entstand eine einfache Ringkette, die freilich keine sonderliche Tragkraft besaß. Bei stärkerem Zuge bog sich der eine oder andere Ring auf und die Sache ging auseinander.

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Trotzdem werden aber schlechtere Schmuckketten, namentlich die billigen Talmisachen, noch heute in dieser Weise hergestellt und bereiten ihrem Träger sattsam Ärger und Verdruß. Der erste Fortschritt bestand darin, daß man die einzelnen Kettenringe an den Stoßstellen zulötete, eine recht mühselige Arbeit, die nun aber auch Ketten von ziemlicher Festigkeit ergab.

Der Schmuckkette folgte die Kette als Fessel, folgte weiterhin die technische Kette zur Aufnahme gewaltiger, nach Hunderten und Tausenden von Zentnern zählender Kräfte. An Stelle des Goldes trat hier. das Eisen, an Stelle der Lötung die Schweißung. Je weiter sich die Technik durch die Jahrhunderte entwickelte, ein desto wichtigeres Maschinenelement wurde auch die Kette. Zu den alten Kettenzügen traten die Kettenbahnen, die Kettenschleppanlagen der Bergwerke, die Ketten der Kettenschleppschiffahrt und schließlich die Ketten der modernen Krane und Dampfschiffe. Auch die Feinmechanik, die Uhrmacherei und dergleichen benutzten die Kette und gewisse ganz moderne Erscheinungen, wie zum Beispiel Fahrrad und Automobil, sind ohne Kettenübertragung überhaupt kaum denkbar. Bei einem derartig gesteigerten und verschiedenartigen Bedarf mußte auch die Fabrikation selbst mannigfache Formen annehmen. In der Tat kennen wir heute eine Fülle verschiedener

Abb. 438. Wicklung und Trennung der einzelnen Kettenglieder.

Kettenformen und wir können in der Hauptsache etwa die folgenden Gruppen unterscheiden: nämlich Ketten mit geschweißten Ringen, Ketten mit hakenartig ausgebildeten offenen Gliedern, sogenannte Blechketten, bei denen die Schweiß- oder Lötstelle in eigenartiger Weise vermieden wird, und endlich aus dem Bollen gearbeitete Ketten, die keine Schweißstellen und trotzdem geschlossene Ringe besitzen.

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Abb. 439. Formgebung des Eisenstabes.

Die Fabrikation der erstgenannten Gruppe zeigt wiederum verschiedene Formen der Ausführung vom einfachen Handbetrieb bis zur Benutzung recht komplizierter maschineller Einrichtungen. Die Fabrikation von Hand nimmt ihren Ausgang von einem passenden Rundeisen. Dieses wird in zweckmäßigen Längen abgeschlagen, so daß jede Länge später ein Kettenglied ergibt. Die einzelnen Stücke werden rotwarm gemacht und über dem Amboßhorn bl-förmig

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gebogen. Nun beginnt die eigentliche Kettenfabrikation. Das einzelne U-förmige Stück wird in einem besonderen mit Koks oder Gas beheizten Feuer an den offenen Enden auf Schweißhitze gebracht, dann durch den vorangehenden Ring geschoben. Nun werden die beiden offenen Enden mit dem Hammer verschweißt und in einem Gesenk wird die ganze Schweißstelle in hellrot warmem Zustande auf einen sauberen runden Querschnitt abgeschmiedet.

St.u.E. 142.

Dieses alte Verfahren von Hand findet zunächst eine Vereinfachung und Beschleunigung, indem man die einzelnen offenen Glieder nach dem bereits erwähnten Wickelverfahren herstellt. Eine kräftige Maschine wickelt das handwarme Rund-eisen auf einen stählernen Dorn,

so daß dicht nebeneinanderliegende kreisrunde Windungen entstehen. Die so gebildete Spirale wird bort dem Dorn abgezogen und in einer kräftigen Maschinenschere in einzelne Ringe zerschnitten. Unsere Abb. 438 veranschaulicht die Herstellung der Spiralen, wie auch das Zerschneiden ans der Schere. Die Schweißung muß dann freilich in der üblichen Weise von Hand erfolgen, wenn man nicht auch hierzu besondere Schweißpressen oder elektrische Schweißmaschinen benutzen will. Bei der bisher beschriebenen Art der Fabrikation gibt es in jedem Falle in jedem Kettenglieds eine stumpfe durch die ganze Ringdicke hindurchgehende Schweißstelle. Wenngleich nun die Schweißstelle theoretisch wenigstens ebenso fest wie das ungeschweißte Eisen sein soll, so hat die Praxis doch gezeigt, daß Schweißstellen gelegentlich die Ursache von Kettenbrüchen gewesen sind, und die moderne Technik war daher bestrebt, Kettenformen zu finden, bei denen auch eine weniger zuverlässige Schweißstelle nicht gleichbedeutend mit einer Schwächung der ganzen Kette ist. Mau erreichte dies, indem man das einzelne Kettenglied aus einem dünneren Flacheisen in ähnlicher Weise zusammenbog, wie etwa die bekannten Springringe für Schlüsselbunde zusammengelegt sind. Abb. 439 zeigt schematisch eine derartige Falzung des Eisens zu einem neuen Kettenringe. Nach dem Verfahren von Lelong wird nun in einer besonderen Maschine (siehe Abb. 440) der bereits auf volle Schweißhitze gebrachte Flacheisenstab in dieser Weise springringartig in den vorhergehenden Ring der Kette eingeschäkelt und dann sofort in einer Schweißpresse zu einem runden Vollring verschweißt. Da hier also die Schweißnaht wie der Schlitz in einem Schlüsselspringring verläuft, können selbst kleine Fehlstellen in derselben keinen Schaden tun. Eine Schweißpresse nach der Ausführung der Firma Beche & Groß in Hückeswagen arbeitet dabei mit Schweißgesenken von der in Abb. 441 dargestellten Art. Wirsehen hier den letzten noch in Schweißhitze befind-

Abb. 441. Matrizenhämmer.

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Abb. 442. Grundriß und Aufriß der zur Wicklung dienenden Vorrichtung.

Siegeslauf der Technik. I.

liegen, in die Kette einge-schäkelteu Ring. Von beiden Seiten treten nun unter gewaltigem Druck die beiden Gesenke oder Matrizenhämmer gegen diesen letzten Ring, verschweißen ihn, treten ein wenig zurück, während Walzen, die in den furchenartigen Aussparungen der Matrizenhämmer sitzen, den kreisrunden Ring ein wenig weiter drehen, so daß beim nächsten Zusammengehen der Matrizen auch dasjenige Stück des Ringes, welches bisher in dem vorhergehenden Ringe steckte, ordnungsgemäß verschweißt wird. Die Art und Weise, in welcher der schweißwarme Flacheisenstab in den vorhergehenden Kettenring eingeschäkelt wird, veranschaulicht Abb. 442. Es ist hier deutlich erkennbar, wie vier Walzen den Ring aus dem Eisenstab s von außen her zusammenbiegen. Es sind dies die Walzen c, e, f, g, während die Jnnenwalze d und der vorangehende Ring k die inneren Gegenlager bilden. Mit Hilfe dieser Walzen wird der Ring im Laufe weniger Sekunden vollkommen eingezogen, so daß er noch in voller Schweißhitze unter die Schweißpresse kommt. Die geschilderten Maschinen arbeiten im allgemeinen recht schnell. Beispielsweise kann die in Abb. 443 dargestellte Giraudsche Kettenschweißmaschine täglich viertausend Glieder von 7 mm Eisenstärke schweißen.

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Abb. 443. Kettenschwcißmaschine.

Die Schweißstelle erfordert bei den bisher beschriebenen Ketten besondere Arbeitszeit und besondere Arbeitsvorrichtungen. Für manche Zwecke wählt mau daher die einfache Hakenkette (Abb. 444), bei welcher die Kettenglieder gewissermaßen ineinander gehakt sind. Die Anordnung findet sich häufig bei Schmuckketten, wird aber auch für maschiueutechuische Zwecke des öfteren benutzt. Eine sehr geschickte Vermeidung der Schweißstelle besitzt die Blechkette, die beispielsweise bei den Schwarzwälderuhreu ganz allgemein zum Tragen der Gewichte benutzt wird. Wie Abb. 445 zeigt, sind die einzelnen Glieder hier aus gestanztem Blech zusammengefaltet, so daß die beiden Blechöhre des vorangehenden Gliedes den Ring bilden, durch welchen daun das folgende Glied hindurchgezogen wird, um nun ebenfalls mit seinen beiden Ohren zusammengelegt zu werden. Das hier geschilderte Prin-Abb. 444. tzakmkette. zip der Blechkette gestattet ver-

schiedene Formen der Ausführung. In jedem Falle hat aber die Maschine auch hier die Handarbeit fast vollkommen verdrängt (siehe Abb. 446).

Abb. 446. Auf der Maschine angefertigte Stahlkette.

Die einzelnen Kettenteile werden aus einem Blechstreifen ausgeschlagen, sofort geformt, geprägt und fertig gemacht, so daß bei solchen Maschinen tatsächlich auf der einen Seite ein Blechstreifen hinein- und auf der anderen Seite die fertige Kette hinaustritt, und zwar mit einer Geschwindigkeit von vielen Metern in der Minute.

Nun bietet sich noch ein anderes Mittel, die Schweißstelle zu vermeiden. Man hat wohl öfter gesagt, daß in jedem Marmorblock das herrlichste Bildhauerwerk der Vergangenheit oder Zukunft stecke und daß nur der richtige Mann kommen müsse, um das Überflüssige von dem Block herunterzuschlagen. Ebenso sicher steckt in jedem massiven Eisenbarren eine wunderschöne nahtlose Kette und man kann sie gewiß auch mit Leichtigkeit erhalten, sofern man nur über die nötigen Mittel und Maschinen verfügt, um das überflüssige Eisen in schneller und billiger Weise fortzuschaffen. In welcher Weise dies nun zum Beispiel bei dem sogenannten Kettenwalzverfahren geschieht, erläutern die folgenden Abbildungen (Abb. 447 und 448). Die Fabrikation geht hier von einem Eisenbarren oder einer Eisenschiene von x-förmigem Querschnitt aus. Die vier Flanschen dieses x-förmigen Querschnittes werden zwischen Gesenkwalzen in der Weise, wie Abb. 448 das zeigt, in rotwarmem Zustande derartig angegriffen, gestanzt, geprägt und gewalzt, daß aus dem Eisenbarren die

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Abb. 447. Der Entwicklungsgang einer gewalzten Kette.

I: > Tie Abbildung läßt deutlich erkennen, wie die beiden rechtwinklig zueinander stehenden Gliederreihen der Kette aus dem Material heraustreten. |§§ Wie bei jedem Walzverfahren passiert der Mc-tallbarren dabei eine An-

zahl von Walzen hintereinander, von denen jede folgende die Auswalzung fortsetzt, so daß später nur noch ganz dünne Blechstege zwischen den einzelnen Gliedern übrig bleiben. Diese werden in besonderen Stoßmaschinen oder auch von Hand mit dem Meißel fortgeschlagen, der Grat wird mit der Feile entfernt und die Kette ist fertig. Abb. 447 zeigt die verschiedenen Stadien dieser Fabrikation. Wir sehen zunächst die eiserne Profilschiene, dann die gewalzte Kette, dann dieselbe Kette, nachdem eine Stanzmaschine die Blechverbindung der einzelnen Glieder bestmöglich entfernt hat, und endlich dieselbe Kette, nachdem auch die letzten Blechstege weggebrochen oder weggekreuzt worden sind. Die Kettenwalzen haben einen gewaltigen Kraftverbrauch, liefern aber dafür auch schwere Ketten von 26 mm Ketteneisendicke mit einer Geschwindigkeit von 4 bis 6 m Kettenlänge in der Sekunde.

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Abb. 448.

Walzvorgang bei Klattes Kettenwalze.

Die vierte und in der Technik sehr wichtige Gruppe der Ketten bilden 'die Gelenkketten, von denen Abb. 449 einige Ausführungen veranschaulicht. Sie werden aus einzelnen gestanzten stählernen Seitenbacken und Kettenbolzen zusammengesetzt. Die bekannteste Form der Gelenkkette ist wohl die Fahrradkette. Je nachdem die Bolzen frei liegen oder mit besonderen rollbaren zylindrischen Mänteln besetzt sind, pflegt man Block- oder Rollenketten zu unterscheiden. Dies Prinzip der Gelenkkette findet in erheblich vergrößerter Ausführung auch für die Kraftübertragungen bei Automobilen Anwendung. Es kommt ferner aber auch in ganz großer Ausfühmng für die Kettenzüge der schwersten

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Kräne mit Tragkräften von vielen hundert Tonnen zur Benutzung. Links in der Abb. 449 findet sich eine Art hakenförmiger Ausbildung der einzelnen Glieder der Gelenkkette. Dabei ist die Tragkraft entsprechend verringert. Immerhin werden auch diese Ketten für manche Zwecke gewählt und das Prinzip hat besonders bei der Konstruktion der sogenannten Ketten-

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Abb. 450. Kettenfabrikationsmaschine.

roste Anwendung gefunden, jener Dampfkesselroste für automatische Feuerungen, bei denen die ganze Rostfläche in Form eines endlosen Bandes ausgebildet ist und unter fortwährender Mitnahme von frischem Feuerungsmaterial stetig von der Feuertüre nach der Feuerbrücke zu vorrückt; vergl. Seite 76. Abb. 450 zeigt eine moderne Kettensabrikationsmaschine für derartige Gelenkketten.

Alles in allem gibt die Kettenfabrikation ein überraschend mannigfaches Bild nicht nur der Fabrikationsmethoden, sondern auch der Fabrikate selbst. Wir brauchen nur auf der einen Seite eines jener goldenen Venezianer Kettchen zu betrachten, bei denen auf 1 cm 38 Glieder kommen und von denen der laufende Meter nur 1,4 g wiegt und uns daneben die Ankerkette der „Mauretania", des neuesten Riesendampfers der Cunardlinie, zu vergegenwärtigen, bei welcher jedes einzelne Glied ungefähr fünf Zentner wiegt.

Die Fabrikation der fßün^en und Medaillen.

Von Rans Dominik.

Wir wissen, daß man verhältnismäßig früh dazu überging, den neuen Werkstoff, das Metall, als allgemeinen Wertmesser und als Zahlungsmittel zu benutzen. Schnell hatte man ja den großen Wert des Metalles erkannt und auch herausgefunden, daß es dem früher als Zahlungsmittel benutzten lebendigen Vieh gegenüber erhebliche Vorteile bot. Ein Gespann Ochsen bildete eine unangenehme Belastung des Portemonnaies. Es mußte dauernd geweidet und behütet werden, während ein Pfund Silber oder Bronze keinerlei derartige Ansprüche stellte. So erinnert heute nur noch der Name an die alten

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Verhältnisse (lateinisch ipeens, das Vieh, und pecunia, das Geld), während die Metallwährung in Europa die alte Naturalienwährung seit langem verdrängte. Ursprünglich wurde das Metall einfach nach dem Gewichte gewertet. Von vorhandenen Metallbar-reu hackte man die nötige Anzahl von Pfunden oder Loten herunter. Infolgedessen gehörte zu jeder Zahlung eine Wiegeschale und ein Satz zuverlässiger Gewichte. Man denke nur an den Gallierfttrsten Brennus vor Rom und an die Wage, in deren einer Schale die eisernen Gewichte der Gallier lagen, während die Römer alles vorhandene Gold in die andere packten. Solche Zahlungsweise war umständlich und gab auch leicht zu Mißhelligkeiten Veranlassung. Sehr bald kam man daher von Staats wegen dazu, die einzelnen Metallstücke gewissermaßen amtlich zu eichen, ihnen einen bestimmten Wertstempel auszuprägen. Damit wurde aus dem formlosen Metall die Münze. Noch heute finden wir diese verschiedenen Perioden der Währung nebeneinander. Noch heute zahlt der Kaffer oder Hottentotte für ein Weib so und so

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Abb. 451. Der Münzer.

Aus Abraham a Santa Claras „Etwas für Alle" 1699.

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Abb. 452. Kaltsägemaschine.

viel Hammel oder Büffel. Noch heute hackt der chinesische Kaufmann von einer Silberstange das Metall lotweise herunter, um damit nach der Wagschale seine Lieferanten zu befriedigen, zahlt der Goldgräber in Goldstaub nach Unzen und daneben blüht in den zivilisierten Staaten eine hochentwickelte Technik in der Herstellung von Münzen und Medaillen.

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Abb. 453. Reduzier- und Graviermaschine.

Grundsätzlich wird man bei der Herstellung von Münzen die Fabrikation durch Guß und diejenige durch Prägung von Hand (Abb. 451) oder mittels Prägepressen zu unterscheiden haben. So war zum Beispiel der größte Teil der alten römischen und griechischen Bronzemünzen gegossen. In der Neuzeit hat man dagegen das Gießverfahren völlig verlassen und stellt die Münzen ausschließlich durch Prägung her. Betrachten wir nun den Hergang der Fabrikation in einer modernen Münze. Nehmen wir an, es solle eine neue Münze, zum Beispiel ein neues Zwanzigmarkstück geprägt werden. Zunächst sind mehrere Künstler zu einem Wettbewerb aufgefordert worden und haben ihre Entwürfe eingereicht. Eine bestimmte Form ist gewählt worden und von dieser müssen nun die Prägestempel hergestellt werden. Zu dem Zweck wird die Münze, zum Beispiel die Frontseite eines Zwanzigmarkstückes, von dem Künstler in wesentlich vergrößertem Maßstabe, zum Beispiel mit einem Durchmesser von 30 cm, in sauberem Gipsmodell angefertigt. Von diesem Gipsmodell wird eine Sandform genommen und in dieser ein sauberer Abguß in Gußeisen erstellt.

Abb. 454. Prägemaschine.

Jetzt haben wir also das Vorbild des Zwanzigmarkstückes in hartem Eisen und in Form einer schweren Scheibe von 30 cm Durchmesser. Weiter handelt es sich nun darum, ein getreues verkleinertes Abbild dieses Modelles auf die Stirnfläche eines Zylinders aus gutem

des Hebelwerkes befestigter Gravierstichel ahmt alle Bewe

Prägestahl zu gravieren. Hierzu dient die Graviermaschine. Mit einer kräftigen Metallkaltsägemaschine (siehe Abb. 452) wird zunächst von einer kräftigen Stange besten Prägestahls ein Stück von etwa 5 cm Länge abgeschnitten. Dies kommt in einen Glühofen, wird hier bis zur Weißglut erwärmt und dann ganz langsam abgekühlt, so daß der Stahl möglichst weich wird. Nun wird er auf die Drehbank gebracht und an seinen beiden Stirnflächen völlig eben gedreht. Ferner wird der zylindrische Körper an der einen Stirnfläche noch etwa 1 cm weit genau auf den Durchmesser des natürlichen Zwanzigmarkstückes abgedreht. So vorbereitet, kommt das Stück in die Graviermaschine. Diese enthält ein nach dem Prinzip des Storchschnabels arbeitendes Hebelwerk. Über das gußeiserne Vorbild gleitet nach allen Punkten und Richtungen eine feine Tasterrolle. Ein an anderer Stelle

selben Vertiefungen und Erhöhungen. Nun nimmt der Künstler den Stempel noch einmal vor und überarbeitet ihn mit dem Stichel auf etwaige kleine Fehler. Dann wird

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der Stempel gehärtet und nun ist die sogenannte Patrize fertig. Zum Prägen der Münze brauchen wir ja aber ein negatives Abbild dieser Patrize,

gungen der Tasterrolle entsprechend verkleinert nach und gräbt dabei das getreue Abbild des Modelles auf den Stempelstahl ein (siehe Abb. 453).

Ist die Arbeit vollendet, so zeigt dieser Stahl das genaue Abbild tf des zu prägenden |

Abb. 455. Rändelmaschine.

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eine sogenannte Matrize. Die Matrize muß Erhöhungen haben, wo das Zwanzigmarkstück Vertiefungen erhält und umgekehrt. Sie wird von der Patrize selbst durch Prägung gewonnen. Ein zweites Stück vorbereiteten weichen Stempelstahles wird mit der Stirnseite gegen die harte Patrize gelegt und beide Stücke zusammen kommen unter eine hydraulische Presse, die mit mehreren 100 000 kg darauf drückt. Dabei entsteht, nötigenfalls nach mehrmaliger Wiederholung des Vorganges, ein getreuer Abdruck der Patrize, die Matrize. Nun wird auch diese gehärtet, und nachdem die Matrizen für beide Seiten der Münze hergestellt sind, kann man an die Prägung denken.

Hierzu ist freilich eine gehörige Vorbereitung des Münzmetalles notwendig. In besonderen Schmelzöfen wird das Gold niedergeschmolzen und durch entsprechenden Kupserzusatz auf den vom Münzgesetz vorgeschriebenen genauen

Feingehalt von Gold und Kupfer gebracht. Zur Vermeidung von Verlusten wird das Metall in Graphittiegeln mit einer starken Decke von Kohlenstaub geschmolzen. Es folgt das Ausgießen in schmale längliche Streifen, die sogenannten Zainen. Diese kommen nun unter ein Walzwerk und werden zu Goldblechen von ganz bestimmter Dicke ausgewalzt. Die nächste Fabrikationsstufe

Durch die bisherigen Vorgänge ist das Gold aber sehr hart geworden. Daherkommen die Scheibchen in einen Glühofen, werden dort bis auf Rotglut erwärmt und dann

führt uns zu den Stanzmaschinen, die aus den Gold

blechen runde Scheibchen von der Größe der Zwanzigmarkstücke ausstanzen. Dabei wandern die übrig bleibenden Teile

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zum Erkalten gebracht. Es folgt eine kurze Beizung , um alle

des Bleches natürlich, sorgfältig gesammelt , in die Schmelze zurück.

Spuren von Oxydbildung, von Glühspan zu entfernen. Dann gelangen die Scheiben zu einer geradezu genial konstruierten Wage. Scheffelweise werden sie oben in einen Trichter geworfen. Die Wage führt jedes einzelne Stück auf die Wiegeschale. Diejenigen Stücke, die das vorschriftsmäßige Gewicht haben, fallen in einen besonderen Kasten und werden gleichzeitig gezählt. Diejenigen dagegen, die zu leicht sind, kommen in einen anderen Kasten, und diejenigen, die zu schwer sind, in einen dritten.

Abb. 456. Konfirmationsmedaille.

Scheibe wird in die Prägemaschine (Abb. 454) gebracht und mit jedem Schlag entsteht ein fertiges Zwanzigmarkstück, dem nur noch die Randprägung fehlt. Für die Herstellung der Randprägung, wie sie die Goldstücke haben, oder auch für die einfache

Die leichten Scheiben müssen in die Schmelze zurück, die zu schweren werden mit Hilfe des Schabers auf das richtige Gewicht gebracht.

Nun kann die eigentliche Prägung beginnen.

Scheibe um

Rändelung der Silbermünzen dienen besondere Rändelmaschinen (Abb. 455), die den Rand der einzelnen Münze gleichzeitig ein wenig aufstauchen und mit der Devise oder der Rändelung versehen. Danach endlich ist unser Goldstück fertig und kann nun, nochmals verbucht und gewogen, den Weg zur Bank und weiter ins Publikum antreten.

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Abb. 457. Hochzeitsmedaille.

Genau nach betn gleichen Verfahren werden die Silber-, Nickel- und Kupfermünzen hergestellt und es ist bemerkenswert, daß eine einzelne Prägemaschine dabei bis zu 25000 Münzen am Tage liefern kann. Neben den Münzen unterscheiden wir auch Medaillen, münzenartige Gebilde, die zur Erinnerung an irgendwelche bedeutenden Zeitereignisse geprägt werden, aber im Gegensatz zu den Münzen keinerlei Kurswert besitzen. Bereits im Mittelalter stand die Medaillenkunst auf hoher Stufe. Während die Münze für den täglichen Massenverbrauch arbeitet und bei der Größe ihrer Produktion dem einzelnen Prägestück keine weitere Aufmerksamkeit widmen kann, ist die Medaille recht eigentlich ein Erzeugnis der Kunst geblieben. Aus dem Mittelalter sind uns wunderbare Präguitgen überkommen, bei denen jedes einzelne Stück noch vom Künstler nachziseliert wurde. Aber auch unsere Zeit leistet auf dem Gebiete der Medaillenkunst Erfreuliches, wie die umstehenden Abb. 456 und 457 zur Genüge dartun. Während ja die Münzprägung stets ein Hoheitsrecht des Staates ist, steht die Medaillenprägung auch den Privaten offen und so wird es begreiflich, daß sich Kunst und Künstler hier besonders frei bewegen können.

Die Rerftellung der ©locken.

Von Ticms Dominik.

Jahrhunderte hindurch umwebte ein gewisser Nimbus das Gewerbe des Glockengießers. Man braucht nur au die Glocke von Schiller und an die versunkene Glocke Gerhard Hauptmanns zu denken, um die ganze Mystik, die mit Glocken und Glockenspielen verbunden ist, wieder aufleben zu sehen. Und dennoch ist die Glocke, deren Klänge in dem Hauptmannschen Schauspiel die heidnischen Erd- und Wassergeister vertreiben, selbst eine altheidnische Erfindung. Bereits im Gottesdienste der alten Ägypter finden wir Glocken und der Kaiser Augustus ließ im Jupitertempel ein Glockengeläut anbringen. Gerade deswegen wollten die ersten Christen von den Glocken nichts wissen, sondern verabscheutet: sie geradezu als heidnische Symbole und erst sechs Jahrhunderte später, nachdem die Erinnerungen an das klassische Heidentum gründlich verblaßt waren, kamen Glocken in den christlichen Kirchen zur allgemeinen Einführung.

In der allerersten Zeit verwendete man aus Eisenblech geschmiedete und genietete Glocken, deren Klattg begreiflicherweise sehr viel zu wünschen übrig ließ. Sehr bald kam man daher zum Glockenguß und etwa vom siebenten bis zum neunzehnten Jahrhundert dominierte die Bronzeglocke (Abb. 458). Das Glockengut oder die Glockenspeise bestand aus einer Mischung von 80 Teilen Kupfer und 20 Teilen Zinn, die im Ofen zu einer Bronze zusammengeschmolzen wurden. Man brachte^zunächst das Kupfer bei rund 1000 Grad zum Fließen und führte dann das sehr viel leichter schmelzbare Zinn in den Ofen ein. Bereits vorher war in der Nähe des Ofens im Boden der Gießerei, der Formgrube oder Dammgrube, die Glockenform erstellt worden. Im Erdreich war eine beträchtliche Arbeitsgrube ausgehoben worden. Auf deren Boden hatte man aus porösem Mauerwerk einen kegelartigen Kern errichtet, der ungefähr dem Hohlraum der Glocke entsprach. Über diesen gemauerten Kern wurde eine

Lehmschicht gebracht und mit einer Holzschablone genau dem inneren Glockenhohlraum entsprechend abgedreht (bergt auch Abb. S. 405). Nun wurde das Ganze sorgfältig getrocknet. Danach brachte man über den Kern fetten Formsand in der Stärke der Glockenwände und modellierte, zum Teil ebenfalls unter Zuhilfenahme drehbarer Schablonen, aus diesem Sand die Glocke selbst mit allen ihren Emblemen und Verzierungen. Nachdem dies Glockenmodell fertig war, wurde es in gebräuchlicher Weise mit feinem Kohlenstaub, Lyko-podium u. s. w. eingestäubt und es wurde nun auf dies Modell wieder eine kräftige Schicht eines recht bindigen Formsandes mit starkem Lehmzusatz gebracht. Nachdem der Sand eine gewisse Festigkeit erlangt hatte, kam wohl das schwierigste Stück Formarbeit. Es handelte sich jetzt darum, diesen etwa fußstarken Überzug in Form ein«

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Abb. 458. Alle Glockengießerwerkstatt.

Aus Abraham a Santa Claras „Etwas für Alle" 1699.

' seiner gut zusammenpassender Platten sorgfältig abzuheben, dann das Formsandmodell selbst vom Formkern zu entfernen und nun die abgehobenen äußeren Formstücke wieder derartig über dem Kern zusammenzusetzen, daß zwischen dem Kern und der wieder aufgesetzten äußeren Form ein Luftraum bestehen blieb, der die genaue Gestalt der zu gießenden Glocke besaß. War dies gelungen, so ging man weiter daran, die äußere Form auch von außen her ganz vorsichtig in massiven Sand einzubauen, damit sie später nicht durch den Druck des eingegossenen flüssigen Metalles auseinandergetrieben werden konnte. Bei diesem Einbauen mußten verschiedene Luftröhren angelegt werden, um ein gleichmäßiges Einströmen des Metalls und ein sicheres Entweichen aller in der Form enthaltenen Luft zu gewährleisten. War dies geschehen, so war die Form vollendet und der eigentliche Guß konnte beginnen. Nachdem das Glockengut in rechtem Flusse war, ließ man es durch das Zapfenloch des Ofens in Erdrinnen strömen, in denen es feurigen Schlangen vergleichbar zur Form eilte, um diese zu füllen. War der. Guß vollendet, so mußte man bei größeren Glocken Tage, ja Wochen verstreichen lassen, um ihnen Zeit zu allmählicher und gleichmäßiger Abkühlung zu gewähren. Dann wurde

die Form abgebaut und die Glocke stieg an das Licht des Tages. Es folgte die notwendige Bearbeitung, das heißt die Entfernung aller Gußzapfen und etwaiger Kanten, die sich an den Stoßstellen der äußeren Formstücke gebildet hatten, und vielfach wurde auch die ganze Glocke von Künstlerhand nachziseliert.

Die Kunst des Glockengießers bestand aber nicht nur in der vollkommenen Beherrschung der Guß- und Formtechnik selbst, sondern auch in der Fähigkeit, den Ton und die Klangfarbe der Glocke vorher zu berechnen, denn nur so war es ja möglich, ein harmonisches Geläut mehrerer Glocken zusammenzubringen. Innerhalb gewisser Grenzen konnte man sich hier freilich durch nachträgliche Bearbeitung des Glockenkörpers helfen. Irrtümlich ist dagegen die Ansicht, daß besondere Metallzusätze, speziell solche von Silber, den Ton der Glocken verbessern. Die Praxis hat gezeigt, daß die Glockenbronze von 80 % Kupfer und 20% Zinn den besten mit Bronze überhaupt erzielbaren Klang gibt. Erst in der allerneuesten Zeit ist es gelungen, in dem Gußstahl einen vollwertigen Ersatz für die Bronze zu finden.

Der Bochumer Verein für Bergbau uud Gußstahlfabrikation in Bochum hat sich bereits seit einer Reihe von Jahren die Herstellung von Stahlgußglocken zur Aufgabe gemacht und denselben nach erfolgreicher Überwindung anfänglichen Widerstandes weitgehende Verbreitung gesichert. Es darf heute als feststehend gelten, daß die Stahlgußglocken den Bronzeglocken hinsichtlich der Festigkeit und der Widerstandsfähigkeit gegen Schadenfeuer oder Stürze aus der Höhe weit überlegen sind. Ein

Stab Glockenstahl von einem Quadratmillimeter Durchschnitt reißt erst bei einer Zugkraft von 58 kg. Auch die große Zähigkeit des Stahls verleiht den Stahl-

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Abb. 459. Herstellung der Formen der Gußstahlglocken.

glocken eine lange Lebensdauer. Wenn man bedenkt, wie Gußstahl in Anspruch genommen wird, wenn aus ihm ein Konstruktionsteil einer modernen Maschine hergestellt wird, welche Festigkeit von einer Stahlschiene, von einem Stahlreifen, einer Stahlachse gefordert wird, dann wird man begreifen, daß die bloße oftmalige Berührung eines Klöppels gegen die Glockenwand gar nicht in Betracht kommt. Im Jahre 1872 stürzten anläßlich des Brandes der Kirche

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Abb. 460. Bearbeitung der Gußstahlglocken.

der ^deutsch-reformierten Gemeinde in St. Petersburg Gußstahlglocken aus einer Höhe von ungefähr 63 m auf das Granitpflaster der Straße herab, wo sie mehrere Tage in den Brandtrümmern lagen; sie wurden dann hervorgeholt und, da sie ganz unversehrt waren, im neuerbauten Turme wieder ausgehängt, wo sie heute noch läuten. Als jedoch im Juni 1905 der Glockenturm des Doms in Fulda brannte und eine 30 Zentner schwere Bronzeglocke aus einer Höhe von ungefähr 10 bis 15 m herabstürzte, zersprang sie sofort.

Angestellte Proben ergaben, daß es fast nicht möglich ist, größere Gußstahlglocken durch Schlagen mit Hämmern zu zersprengen. Als eine Glocke wegen einiger Unvollkommenheiten im Gusse und im Tone umgegossen werden sollte, versuchte man, sie probeweise in Stücke zu schlagen; nachdem aber vier Schmiede mit sechzehnpfündigen Hämmern 180mal, mit fünf» undzwanzigpfündigen 480mal und schließlich mit vierzig- beziehungsweise fünfundvierzigpfündigen 200mal hingeschlagen hatten, ohne daß die Glocke auch nur den geringsten Sprung aufwies, gab man die Versuche auf. Dabei wird auch den Stahlglocken voller und schöner Ton nachgerühmt, insbesondere sollen sie sich wegen ihres kräftigen Tones für verkehrsreiche Städte und große, zerstreut liegende Gemeinden eignen. Das Bochumer Werk hat auch in den letzten Jahren zahlreiche und schöne Geläute für die Hauptstadt des Deutschen Reiches geliefert und eines der schönsten Geläute Berlins, das der Lutherkirche im Westen, ist aus Stahlguß, ebenso das der Kaiserin-Augusta-Gedächtnis-oder Gnadenkirche im Jnvalidenpark, aber auch noch andere. Im ganzen hat das Bochumer Werk in den letzten fünfzehn Jahren allein nach Groß-Berlin etwa fünfzig Geläute geliefert. Unsere Abb. 459 und 460 gewähren einen Einblick in die Fabrikation der Gußstahlglocken.

So liegen also beim Glockenguß ähnlich wie einst bei der Geschützfabrikation Bronze und Stahl zur Zeit in hartem Konkurrenzkampf und es ist noch nicht abzusehen, zu wessen Seite sich der Sieg endgültig neigen wird. Auf der ganzen Welt aber ertönen tagaus tagein Hunderttausende von großen und kleinen Glocken und heute wie vor tausend Jahren bildet die Glockengießerei einen wichtigen und hochbedeuteuden Teil der Metallindustrie überhaupt.

Dis Fabrikation der Achsen und stader der Eisenbahnfahrzeuge.

Von fians Dominik.

Die Herstellung durchaus betriebsicherer Eisenbahnräder und Achsen hat der Hüttenindustrie geraume Zeit zu schaffen gemacht. Der heutige komplette Eisenbahnradsatz besteht aus drei Teilen, nämlich aus der Achse selbst, aus bett

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Abb. 461. Hammerwerk.

beiden Rädern und aus den Bandagen der Räder oder Radreifen. Alle diese Teile sind gewaltigen Beanspruchungen durch Zug, Druck, Biegung und Stoß ausgesetzt. Dazu kommt bei den Radreifen noch die unvermeidliche Abnutzung, die es erforderlich machte, für diese Reifen auswechselbare Konstruktionen zu finden. Als die Eisenbahntechnik ihren Anfang nahm, stand die allgemeine Maschinenbaukunst und die Materialienkunde noch auf einer ziemlich niedrigen

Stufe. Man kannte allenfalls die Elastizitätsgrenze und die Bruchgrenze eines Körpers für bestimmte Belastungen und, sofern die Konstruktion nur etwa mit einem bestimmten Bruchteil der Elastizitätsfestigkeit beansprucht wurde, galt sie als zuverlässig. Nun ist aber gerade der Eisenbahnradsatz ein ungemein wichtiges Organ. Brüche daran bedeuten fast stets Katastrophen schlimmster Art und besonders früh ging die Technik daran, hier das Allerbeste und Betriebsicherste zu schaffen.

Bereits gelegentlich früherer Ausführungen bei den Ketten haben wir die

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Abb. 462. Bandagen-Zentriervorrichtung.

Schweißstelle als ein nicht unbedingt zuverlässiges Konstruktionsmittel kennen gelernt. Zum Beginn der Eisenbahntechnik mußte man indes die Radreifen aus einem eisernen Stab durch Schweißung herstellen. Der Stab wurde gebogen, so daß er einen Ring bildete, seine beiden Enden wurden verschweißt und dann wurde er vollends zur Bandage ausgearbeitet. Die Praxis zeigte, daß solche Reifen nicht unbedingt zuverlässig waren, daß die Schweißstellen gelegentlich rissen. Es ist das große Verdienst von Alfred Krupp, hier Abhilfe geschaffen zu haben. Krupp erstrebte die Herstellung sowohl von zylindrischen, wie von ringförmigen Stahlkörpern, das heißt von Kanonenrohren und Radreifen ohne jede Schweißung, und er hat dies Ziel tatsächlich erreicht. Der weißwarme Stahlblock wird unter einem besonderen Dampfhammer zunächst zu einem runden zylindrischen Körper ausgeschmiedet, einem Körper, der zunächst noch einem Mühlstein ohne Loch gleicht. Sowie jedoch ein kompaktes, immer noch weißwarmes derartiges Schmiedestück vorliegt, kommt es unter einen zweiten Hammer mit dornartiger Hammerbahn, der in diesen Mühlstein das Loch schlägt (3166. 461). In wenigen Sekunden ist auch dieser Vorgang vollendet und ein kleiner, sehr starkwandiger Ring verläßt den Hammer, um in dem auf Seite 459 dargestellten Walzwerk in die Radreifenform übergeführt zu werden. Den immer noch hellrot warmen Reifen bringt man sofort auf die im Mittelgrunde unserer Abb. 462 sichtbare Zentriervorrichtung, in welcher er eine genau kreisrunde Gestalt erhält und nun erkalten darf. So wird hier in einer einzigen Hitze und im Zeitraume weniger Minuten aus einem formlosen Gußstahlblock der fertige Radreif aus dem Vollen hergestellt. Er besitzt keinerlei Schweißnaht. Dagegen hat das Material durch die komprimierende und veredelnde 3lrbeit der Hämmer und Walzen den denkbar höchsten Festigkeitsgrad erreicht. Die Radreifen benötigen nun nur noch einer Bearbeitung auf der Drehbank und können dann auf den Rädern befestigt werden. Diese Befestigung erfolgt allgemein durch Schrumpfung. Der Radreifen wird auf seiner Innenfläche derartig ausgedreht, daß seine Öffnung im Durchmesser etwa 2 bis 3 mm kleiner ist als das Rad. Es wäre also zunächst nicht möglich, das Rad in den Radreifen hineinzustecken. Nun legt man den Reifen auf eine Art von flachen! Herd, auf dem er von allen Seiten von blau brennenden Gasflammen bespült wird. Binnen kurzem hat er eine Temperatur von 300 und mehr Grad Celsius angenommen und dadurch eine solche Ausdehnung erfahren, daß man jetzt das Rad bequem hineinhängen kann. Über den eingesenkten Radstern pflegt man dann in eine besonders eingedrehte Nut des Radreifens noch einen Springring zu setzen und schließlich den Stahl der Bandage über diesem mit schweren Hammerschlägen zusammenzutreiben. Nach der 3lbkühlung hat der Radreifen naturgemäß wieder das Bestreben zu schrumpfen, sich zusammenzuziehen und sitzt daher mit gewaltigem Druck unverrückbar auf dem Rade fest.

Auch für die Eisenbahnachse muß allerbestes Material verlangt werden. Dagegen ist die Formgebung hier verhältnismäßig einfach. Das stählerne Gußstück kommt unter den Dampfhammer oder auch unter die hydraulische Schmiedepresse und wird hier mit gewaltigen Schlägen und starken Drucken zur Form der 3lchse ausgestreckt und schließlich in Gesenken völlig fertiggeschmiedet. Das Material ist auch hier ein erstklassiger Stahl. In neuester Zeit versucht man es mit Erfolg, an Stelle des Kohlenstahles andere Stahlarten, insbesondere solche mit geringen Nickel-, Chrom-und Vanadiumzusätzen zu wählen.

Wie alle anderen Materialien erfahren auch die Eisenbahnachsen bei ihrer Abnahme durch die Eisenbahnverwaltungen eine gründliche Prüfung. Selbstverständlich wird jede einzelne 3lchse auf ihre gute Beschaffenheit hin besichtigt. Ferner wird aber aus jeder größeren Lieferung eine einzelne 3lchse nach Belieben ausgesucht und gewaltigen Beanspruchungen bis zur Zerstörung unterworfen. Dabei unterscheidet man Fallproben, bei denen die 3lchsen aus einigen 20 m Höhe auf eine Granitplatte geworfen werden, Biegeproben, bei denen die 31chsen in besonderen Maschinen mit ungeheurer Gewalt zusammengebogen werden, Schlagproben, bei denen sie Schläge bestimmter Gewichte, die aus bestimmten Höhen herabfallen, aushalten müssen. Ferner werden aus den derartig zerbrochenen Achsen noch einzelne Probestäbe herausgearbeitet und diese dann wiederum in den Zerreißmaschinen auf Zugfestigkeit, in anderen Maschinen auf Torsionsfestigkeit und in noch anderen Vorrichtungen auf Vibrationsfestigkeit geprüft. Nur wenn die Probeachse allen Anforderungen genügt, wird die Lieferung angenommen. Es besteht daher für die Praxis die bis zur Gewißheit gesteigerte Wahrscheinlichkeit, daß alle Achsen aus denkbar bestem Material fehlerfrei hergestellt sind.

Zur Vervollständigung des Radsatzes fehlen uns nun noch die Räder selbst, die auf der Achse sitzen und auf ihrem Umfange die Radreifen tragen. Ihre Fabrikation ist am mannigfaltigsten. Grundsätzlich können- wir Stern- und

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Abb. 463. Schmelzbau und Formerei.

Scheibenräder unterscheiden. Die Sternräder zerfallen wieder in geschweißte und in gegossene Räder. Das Rad besteht hierbei aus der Nabe, welche die Achse umfaßt, von dieser gehen die Speichen aus, welche den Radstern bilden und an ihren äußeren Enden die Felge tragen, auf die später die Bandage aufgezogen wird. Dagegen fehlen bei den Scheibenrädern die einzelnen Speichen. Von der Nabe aus breitet sich der Werkstoff in Form eines scheibenartigen Bleches gleichmäßig aus und die Felge ist in Gestalt eines verdickten Randes aus demselben Blech gebildet.

Ein Teil der Sternräder, nämlich die Räder der Lokomotive und häufig auch diejenigen des Tenders, werden aus Stahl gegossen. In der Formerei (siehe Abb. 463) werden in großen runden zweiteiligen Formkästen die Modelle solcher Räder in geeignetem Formsand eingeformt. Kräftige Kräne nehmen dann die obere Hälfte des Formkastens ab, heben das Modell aus dem Formsand heraus, setzen die obere Kastenhälfte wieder auf und nun ist die Form zum

Siegeslauf der Technik. I.

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Abb. 464. Putzraum.

Eingießen fertig. Schon naht sich ein anderer Kran, der eine große Pfanne voll weißglühenden, flüssigen Stahles trägt. Ein besonderer Flaschenzug wiri> bedient, die Pfanne neigt sich und in gleichmäßigem dünnen Strahle fließt der Stahl in die Form. Aus einzelnen Luftröhren entweichen bläuliche Flammen. Jetzt tritt auch in diesen Röhren der weißwarme Stahl zu Tage. Die Form ist gefüllt. Der Kran wandert zur nächsten Form und in schneller Folge werden hundert und mehr Räder gegossen. Etwa vierundzwanzig Stunden läßt man die Formen ruhig stehen, dann werden sie aufgemacht und das Rad entsteigt seiner Gruft. Wieder greifen die Kräne zu und bringen es in die Gußputzerei (Abb. 464). Hier werden mit Werkzeugmaschinen und von Hand die Ansätze, die durch die Eingußöffuung und die Luftröhren entstanden sind, entfernt. Der noch anhaftende Sand wird mit harten Stahldrahtbürsten völlig abgekratzt und dann ist das Rad im groben fertig, es kann in die Werkzeugmaschinenabteilung wandern, um hier innen und außen abgedreht und zum Aufsetzen aus die Achse fertig gemacht zu werden.

Im allgemeinen verbinden wir mit dem Worte Guß die Vorstellung von etwas Sprödem und wenig Widerstandsfähigem. Wir denken dabei leicht an unser gewöhnliches Gußeisen, das wie Glas zerspringt, wenn wir es etwa auf harte Steine werfen. Dieser Stahlguß verhält sich aber ganz anders. Über sein Verhalten gibt die Abb. 465 von Materialproben am besten ein Bild. Da finden wir Räder, die unter dem Einfluß schwerer Schlaggewichte zusammengestaucht und gebogen sind, ohne auch nur irgendwo einen Riß oder Bruch zu zeigen. Wieder an anderen Rädern hat man die Felge mehrfach aufgeschnitten. Dann sind die einzelnen Speichen pfropfenzieherartig ver-

Abb. 465. Deformierte Radsterne und Radscheiben.

dreht worden und sie haben diese Behandlung ebenfalls ohne Bruch und Riß ertragen. Die gegossenen Sternräder (Abb. 466) sind also außerordentlich zähe, widerstandsfähige und elastische Gebilde und wohl geeignet, nicht nur die einfache Beanspruchung durch den Wagendruck, sondern auch noch die andere nicht minder große durch das Triebwerk und die Kurbelzapfen der Maschine aufzunehmen. Daher eben finden wir sie vornehmlich unter Lokomotiven und Tendern, während für die Wagen im allgemeinen die leichteren und billigeren geschweißten und geschmiedeten Räder verwendet werden.

Das geschweißte Sternrad wird in der Hauptsache aus Stabeisen erstellt, und zwar werden die einzelnen Speichen zickzackförmig gebogen. Auf einem

besonderen Hammer wird die Radnabe

in Form eines zylindrischen Stückes vorgeschmiedet und im Ofen noch einmal auf Schweißhitze gebracht. Dann kommt sie ebenso wie die an den Enden

schweißwarm gemachten Speichen unter eine besondere hydraulische Presse,

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Abb. 466. Stahlgußradstern.

deren Gesenke die Form des zu erstellenden Rades haben. Nabe und Speichen werden in das untere Gesenk gelegt, das obere geht unter gewaltigem Druck nieder und in wenigen Sekunden sind Nabe und Speichen zu einem Ganzen verschweißt. In ähnlicher Weise wird

jetzt dieHelge aus einem Stabeisen gebogen. Die Felge und der Umfang des bisher fertiggestellten Rades kommen von neuem auf Schweißhitze. Wieder arbeitet die Presse und das fertige, durch die Gesenke völlig sauber abqeschmiedete Rad verläßt die Presse.

Unsere Kunstbeilage nach einem in der Villa Borsig in Berlin-Moabit befindlichen Gemälde von Paul Meyerheim führt uns zurück in die Zeit, wo dem Schmied noch nicht die modernen Hilfsmittel zu Gebote standen und er aus zahlreichen Einzelteilen das Lokomotivrad kunstvoll zusammenschweißen mußte.

In anderer Weise vollzieht sich die Herstellung der Scheibenräder. Sie erinnert beinahe ein wenig an die Verfertigung der Radbandagen. Auch hier

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Abb. 467. Satzachsendreherei.

wieder beginnt die. Fabrikation mit einem Stahlblock, der unter der Schmiedepresse allmählich zylindrisch ausgearbeitet, wie ein Eierkuchen in die Breite getrieben und in der Mitte gelocht wird. Unter wechselnden Gesenken vollzieht sich dieser Arbeitsvorgang und in einer Hitze entsteht aus dem weißwarmen Block das Rad. Über das Walzen dieser Räder vergleiche man Seite 460.

Nun haben wir die drei Teile des Eisenbahnradsatzes, nämlich die Achse, das Rad und die Bandage. Das Zusammensetzen beginnt mit dem Aufbringen der Räder auf die Achse. Die Stellen der Achse, auf welche die Räder kommen sollen, werden ganz schwach konisch abgedreht (Abb. 467). Ebenso werden die Nabenlöcher der Räder selbst sorgfältig ausgedreht und zwar um ein erhebliches Stück zu eng, so daß sie an sich nicht auf die Achse gehen würden, daß sich das konische Loch des Rades vielmehr mit seinem weiteren Ende nur ein wenig über

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Das Schmieden eines Lokomotivrades.

Nach einem in der Villa Borsig in Berlin-Moabit befindlichen Gemälde von Paul Meyerheim.

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Abb. 468. Aufpressen eines Lokomotivradsatzes.

das dünnere Ende der konisch abgedrehten Achse bringen läßt. Nun aber kommt das Ganze in die hydraulische Presse (Abb. 468). Mit Zehntauseuden und Hunderttausenden von Kilogrammen drückt diese auf die Radnabe und schiebt das Rad mit unwiderstehlicher Gewalt auf die Achse. Einmal derartig aufgekeilt, sitzt das Rad unwiderruflich fest und das zweite wird nun auf der anderen Seite nach demselben Verfahren aufgebracht. Jetzt ist der bandagenlose Radsatz fertig. Er kommt nun von neuem in die Drehbank und dann werden die Radfelgen für die Aufnahme der Radreifen abgedreht und ferner die Achsenschenkel, welche

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Abb. 469. Fertige Satzachsen.

später die Lager der Wagen tragen und sich in diesen drehen sollen, auf das Sorgfältigste abgedreht, abgeschliffen und poliert. Es folgt das Aufbringen der Radreifen, das bereits geschildert wurde, und nun ist der Radsatz fertig (Abb. 469), er kann unter den Wagen gebracht werden und seine Reise beginnen. Damit verläßt er den Ort seiner Entstehung und ist den deformierenden und zerstörenden Kräften des Betriebes preisgegeben. Wohl besteht die Bandage aus gutem Stahl, aber auch die Schienen sind hart. Beide unterliegen daher im Zusammenspiel der Abnutzung. Während diese aber bei den Schienen sich auf Hunderte von Kilometern verteilt und daher an der einzelnen Stelle gering ist, trifft sie bei der Bandage wieder und immer wieder dieselben Stellen. Und dann kommt eine Station. Krachend schlagen die gußeisernen Bremsklötze gegen die Radreifen, daß die hellen Funken sprühen. Zwar werden die weichen gußeisernen Bremsklötze dabei am allermeisten mitgenommen, aber auch der Radreifen muß daran glauben. So darf es nicht wundernehmen, wenn ein Radreifen nach etwa 30 000 km so weit mitgenommen ist, daß er unbedingt von neuem in die Werkstatt muß. 30 000 km aber sind nicht viel. Das ist etwa fünfzigmal die Strecke Berlin—Köln und selbst, wenn ein Wagen diese Fahrt jeden Tag in einer Richtung nur etwa einmal macht, muß er etwa alle sechs Wochen in die Werkstatt zum Abdrehen der Achsen. Dann kommen sie von neuem auf die Drehbank und wenigstens 1 cm des Radreifenmaterials wird vom Drehstahl fortgenommen, um ein neues sauberes Bandagenprofil zu erhalten. So geht es drei-, viermal, dann ist die Bandage zu schwach geworden und kann nicht weiter abgedreht werden. Wieder kommt die Achse in die Werkstatt, aber nicht mehr auf die Drehbank. Ein Arbeiter beginnt mit einem Kreuzmeißel vom Umfange her einen Schlitz in die Bandage zu meißeln. Jetzt ist er beinahe hindurch und schon springt der Reifen, der ja mit gewaltiger Schrumpfung auf dem Rade saß, klingend auseinander. Der eben 5 mm breite Schlitz klafft plötzlich mehr als 1 cm. Bald ist die Bandage nun völlig entfernt und die Achse wandert in die Werkstatt, um neue Radreifen zu erhalten. Nach kaum einem halben Jahr haben die alten Bandagen ihre Karriere hinter sich und wandern von neuem in den Schmelzofen. Im Eisenbahnbetriebe sind einzelne Wagen und Lokomotiven mehr als sechzig Jahre im Verkehr geblieben. Auch Achsen und Räder haben Jahrzehnte überdauert. Der Radreifen aber ist der kurzlebigste aller Konstruktionsteile. Er wird im Betriebe am schärfsten mitgenommen und muß schon nach wenigen Monaten zu dem großen Jungbrunnen aller Stahl- und Eisenwaren, zum Schmelzofen zurück.

Die Verstellung der Nadeln.

Von Dipl.-Nng. tX Stern.

Die Nadelfabrikation ist in mehrfachem Sinn für uns ein Schulbeispiel. Die Nadel genießt als Gebrauchsgegenstand Popularität und findet so allgemeine Verwendung, daß man eigentlich annehmen sollte, es wäre eine müßige Sache, über ihre Herstellung und Entstehung zu reden. Noch

ist aber die Erkenntnis nicht durchgedrungen, daß wir den Entstehungsgang der Dinge, die uns täglich „durch die Finger gehen", eigentlich kennen sollten. Das technische Wissen ist ja für den durchschnittlich Gebildeten noch „außer Konkurrenz". Die Technik ist eine Insel, welche zwar mitten im Strome des Lebens liegt, an der aber die meisten Passagierdampfer vorbeigehen, weil zu wenige noch das Bedürfnis haben, dort zu landen. Es ist die A u f g a b e unserer Zeit und damit des vorliegenden Werkes, dieser Erkenntnis Geltung zu verschaffen und dem Begriff der allgemeinen Bildung die Technik einzuverleiben.

Hierfür ist die Nähnadel ein Schulbeispiel. Sie ist es aber auch noch in geschichtlicher, technischer und kultureller Beziehung. Die Erfindung der Nadel reicht bis in die Anfänge der Kultur zurück. Der Jäger, der seine Kleider oder Bekleidungsstücke aus den Fellen der erlegten Tiere gemacht hat, war schon vor das Bedürfnis gestellt, mehrere Felle zu vereinigen. Und wie er die Sehnen dazu verwendete, die Felle über den Schultern festzuhalten, verwandte er sie auch dazu, die Felle zu verbinden, indem er sich aus den Knochen der Tiere scharfe Splitter fertigte, mit deren Hilfe er die Sehnen durch das weiche, feuchte Fell zog. Die damit gegebene prinzipielle Form und Wirkungsweise der Nadel hat in den Jahrtausenden, die seitdem verstrichen sind, keine Änderung erfahren.

Aber Material und Herstellung wechselten und änderten sich mit den Mitteln jeder Zeit und die ganze Geschichte technischer Entwicklung von der primitivsten Handarbeit zur selbsttätigen Maschinenarbeit können wir am Beispiel der Nadel durchmessen.

Der Knochensplitter des Jägers wurde bald von einer aus Kupfer gehämmerten Nadel abgelöst, wie sie auch noch die Griechen und Römer verwendeten. Erst später kam man zur Verarbeitung von Eisen, dem als letzte Steigerung der Stahl folgte.

Heute ist gezogener Stahldraht der Ausgangspunkt der Nadelsabrikation.

das Zerschneiden der Ringe in Stücke von doppelterNadel-länge, in die sogenannten „Schäfte". Eine

Er wird von der

Abb. 470. Das Richten der Schäfte.

Drahtzieherei in der Stärke der herzustellenden Nadeln in Ringen geliefert.

selbsttätige

Die erste Arbeit ist Maschine liefert täglich etwa 500 000 Stück. Die Schäfte haben noch keine vollständig gerade Form, weshalb sie zunächst gerichtet werden müssen. Man hat dazu ein sehr einfaches Verfahren, das immer einem ganzen Bündel zugleich die Richtung gibt. Man zwängt nämlich etwa 5000 Nadeln in zwei eiserne Ringe, die sie wie Serviettenringe umgeben und glüht sie in dieser Fassung über einem Holzkohlenfeuer aus. Dann wird in einer Richtmaschine das Nadelbündel ausgerollt. Wie Abb. 470 zeigt, dient zur Aufnahme der Nadeln d ein Kasten, der so profiliert ist, daß die die Nadeln zusammenhaltenden Ringe c in entsprechenden Nuten des Bodens geführt werden. Wird nun der verschiebbare

Deckel, das Streicheisen b, das in gleicher Weise Vertiefungen für die Ringe hat, hin und her geschoben, so rollt er das Nadelbündel d zwischen Bodenfläche und Deckelfläche, wodurch sich die zwischen den geraden Flächen zusammengedrückten Schäfte gegenseitig ausrichten und der noch anhaftende Glühspan beseitigt wird. Die Schäfte sind jetzt reif zum Zuspitzen. Das wurde früher von Hand so gemacht, daß ein Arbeiter zwischen Daumen und Zeigefinger eine Anzahl Schäfte (etwa 20 Stück) faßte und die Schäfte dabei hin nnd her rollend gegen einen schnellaufenden Schmirgelstein hielt. Trotzdem die Arbeit ziemliche Geschicklichkeit forderte, war sie von sträflicher Einförmigkeit, von der die automatische Schleifmaschine die fleißigen und geschickten Hände, die etwa 25 000 Schäfte pro Tag anschliffen, ablöste. Das Prinzip der automatischen Spitzenschleifmaschine erläutert Abb. 471. Wir sehen hier über einem rillenförmigen Schleifstein A eine Kautschukrolle B mit schrägstehender Achse. Diese Rolle erfaßt die ihr von einer schiefen Ebene zurollenden Nadeln c und führt sie über die Schleifsteinrille weg. Infolge des Weiterschubs dreht sich also die schräg über die Rille laufende Nadel, so daß der Schleifstein eine gleichmäßig kegelförmige, schlanke Spitze anschleift.

Abb. 471.

Nadelanspitzmaschine.

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Abb. 472. Stampfmaschine.

Die langsam sich drehende Kautschukrolle ersetzt also das Hin- und Herrollen zwischen dem Daumen und Zeigefinger, der rasch laufende Schleifstein schleift in der Achse der sich drehenden Nadel die Spitze an. Alle Schäfte müssen mehrmals durch die Maschine laufen, da sie an beiden Enden angespitzt werden müssen. In einer Stunde erhalten etwa 30 000 Nadeln die Spitze, mit der sie ihre Rolle im Leben spielen müssen. Nun wendet sich die Bearbeitung den beiden anderen Nadelenden, das heißt der Mitte zu. Der noch immer doppelte Schaft wird in seiner Mitte blank geschliffen und in einer fein ausgearbeiteten Stahlmatrize zur Ausbildung der beiden Nadelöhre breitgestampft, die Form des Öhres vorgebildet und die Furche eingepreßt, die von dem Loch nach dem Nadelende geht. Auch diese Arbeit wird von der „Stampfmaschine" (Abb. 472) ohne weitere Beihilfe geleistet. Aus dem Trichter H

der Maschine wird jeder Nadelschaft von gefurchten Scheiben J einzeln aufgenommen und auf Winkelhaken L abgelegt. Dort schiebt ihn ein von der Maschine bewegtes Plättchen gegen einen festen Anschlag, so daß er seitlich in die richtige Lage vor die Matrize B zu liegen kommt und der Stempel D durch einen kräftigen Stoß die Prägung vollzieht. Der Stempel geht dann wieder zurück und der Schaft wird durch eine besondere Vorrichtung herausgeworfen.

Abb. 473. Mittenschleifen der aufgereihten Schäfte.

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In einer weiteren Operation erfolgt darauf das Durchstoßen des Loches. Die Schäfte werden der Lochmaschine überantwortet, die sie wieder aus dem Trichter mittels gefurchter Scheiben entnimmt und sie zwei endlosen Transportbändern, auf denen sie mit ihren beiden Enden aufliegen, zuführt. Die Schäfte werden bis zu einem Anschlag weiterbefördert und an der so markierten Stelle durch einen Stempel mit zwei Zäpfchen gelocht. Beim Rückgang des Stempels verschwindet auch der Anschlag und gibt dadurch die Weiterführung des Schaftes auf dem Transportband frei. Auch hier hinterläßt das Stampfen und Stanzen einen Grat, der durch Abschleifen beseitigt werden muß. Man macht sogleich von den eben entstandenen Löchern Gebrauch, indem man durch beide Ohre Drähte zieht, also die Schäfte aufreiht, auf eine Unterlage bringt und durch zwei quer darüber gelegte Schienen festspannt. Die freiliegenden Mitten können dann von einem Schleifstein bestrichen werden (Abb. 473). Bei dieser Behandlung bildet das Aufreihen der Nadeln eine recht mühselige Arbeit, die nicht recht in die Maschinenarbeit hineinpaßt. Man hat sich deshalb davon freigemacht und eine kontinuierlich arbeitende Schleifmaschine zu dieser Verrichtung berufen. Die Wirkungsweise der Maschine ist, wie Abb. 474 zeigt, so, daß die gefurchte Walze b die Schäfte aus dem Trichter a entnimmt und bei c dem über Rolle e und die Leitrollen f laufenden Transportbänderpaar d übergibt. Die Bänder wälzen dann die Nadeln über den Schleifstein h, wobei diese in der Mitte abgeschliffen werden und nach g herausfallen.

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Abb. 474.

Mittenschleifmaschine.

c.

Damit sind die Arbeitsvorgänge vollendet, die an den Nadelzwillingen zusammen vorgenommen werden können. Ihre Entwicklung ist so weit vorgeschritten, daß die Trennung vollzogen werden kann.

Sie erfolgt durch Brechen der zum

Siegeslauf der Technik. I.

Abschleifen des Stampfgrates aufgereihten Schäfte, aus denen jetzt zwei Reihen Nadeln entstehen, die nun allein den Weg zur Vollendung weitergehen. Sie gehen zunächst wieder zu Schleifsteinen, die ähnlich wie die in Abb. 474 dargestellte Mittenschleifmaschine die scharfkantige Bruchstelle glätten und stumpf abrunden. Ein weiteres Glättungsbedürfnis zeigen noch die Nadellöcher selbst, die durch das Stanzen scharfkantige und rauhe Ränder haben. Da man den kleinen Löchern nicht recht mit Werkzeugen beikommen kann, hilft man sich in origineller Weise dadurch, daß man die Nadeln auf einen gespannten, dünnen, gehärteten, kantigen oder rauhen Draht aufreiht und in rasch schwingende Bewegung versetzt. Durch das Hin-und Herrutschen schleifen sich die Ohre ohne weitere Beihilfe glatt aus.

Das kleine Werkzeug hat jetzt in seiner Form alles, was es zu seinen Verrichtungen braucht. Die Spitze ist angeschliffen, das Ohr ist gelocht. Nur

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Abb. 475. Scheuermaschinen.

weist das Material uoch nicht die richtige Beschaffenheitauf. Als man noch Eisendraht zur Nadelfabrikation verwendete, mußten die Nadeln zementiert werden. Man packte sie in einen Topf mit Holzkohle ein und setzte sie

einem etwa zehnstündigen Glühen aus. Nach dem Erkalten wurden die Nadeln aus dem Kohlenstaub herausgenommen und nach nochmaligem Richten geglüht und schnell in Tran oder Öl geworfen, wodurch die Oberfläche hart wurde. Bei Stahldraht kommt der Einsatzprozeß, der durch die Kohlenstoffaufnahme die oberflächliche Verstählung bewirkt, in Wegfall. Die Nadeln werden einfach in Eisenblechkasten auf Rotglühhitze erwärmt und in Öl abgeschreckt. Durch diese plötzliche Abkühlung werden sie spröde, weshalb ihnen durch nachfolgendes sogenanntes „Anlassen" wieder eine gewisse Zähigkeit erteilt werden muß. Es ist dabei wesentlich, daß der richtige Härtegrad der Nadel erreicht wird, weshalb man sich besonderer einfacher Hilfsmittel bedient, um auch die Anlaßtemperatur einzuhalten. Man hat früher die Nadeln in einer Pfanne mit Schmalz langsam erhitzt, bis das Schmalz geschmolzen war. Heute erhitzt man die Nadeln in einem Ölbad während bestimmter Zeit auf die vorgeschriebene Temperatur.

Das Härten und Anlassen hat wieder als Nebenwirkung die äußerliche

Glätte der Nadel beeinträchtigt, so daß sich als letzte Operation ein gründliches Glätten und Polieren notwendig macht. Wie beim Richten läßt man ein ganzes Massenaufgebot sich zugleich diesem Prozeß aussetzen. Etwa 200000 bis 500 000 Nadeln werden in mehreren Reihen nebeneinander in grobleinenen Tüchern mit feinem Schmirgel zusammengerollt und fest in Pakete verschnürt und unter die Scheuermaschinen gebracht. So werden diese Ballen in größerer Anzahl ans einer festen Unterlagsplatte (Abb. 475) durch hin und her bewegte Bretter gerollt und dabei scheuern sich die Nadeln gegenseitig

blank. An die Glätte

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der Nadeln werden

große Ansprüche gestellt und nicht mit einer

— Scheuerprozeß vollendet. Nach etwa zehn-] stündiger Bearbeitung — wird die Rolle geöffnet, Arbeitsperiode ist der Abt. 476. Gleichlegen der Nadeln, die Nadeln werden gereinigt und wieder aufs neue mit Schmirgel verpackt und dieser Prozeß etwa zehnmal bis zur vollständigen Glättung wiederholt.

Die Fabrikation ist damit vollendet und die Nadel muß jetzt im Massenaufgebot der Rolle entnommen und in „Handelsform" übergeführt werden. Dabei muß sie sich zunächst, sozusagen im Vorübergehen einen prüfenden Blick gefallen lassen, der feststellt, ob ihre Glieder auch gerade gewachsen sind. Mit geschickter Hand lassen die Sortiererinnen die Nadeln auf eine Platte rollen und greifen nach kurzem Überblicken die krummen Exemplare heraus. Die Nadeln liegen nun noch, wie sie aus den Bündeln gekommen sind, mit der Spitze nach der einen oder anderen Seite und müssen zur Verpackung gleichlaufend gelegt werden. Man bringt sie auf eine Platte, deren Dicke der halben Nadelhöhe entspricht, und schiebt mit einem Lineal die ganze Nadelreihe über die Kante der Platten hinaus. Die Nadeln, deren Ohr nach vorn zeigt, kippen dann, da dieses Ende schwerer ist, über die Kante um und werden durch einen weiteren Anstoß mit dem Lineal auf die tiefere Tischplatte, wie es Abb. 476 punktiert andeutet, umgekippt, so daß also sämtliche Nadeln mit der Spitze nach vorn liegen. Die Nadelkolonne muß nun weiter noch auf ihre Größe ausgerichtet werden. Es dient hierzu eine Maschine, die die Nadeln wieder mittels einer eingekerbten Walze aus einem Trichter einzeln aufnimmt, weiterträgt und an Abstreifbleche abgibt. Diese Abstreifbleche stehen in verschiedenen, sich immer mehr der Walze nähernden Abständen, so daß das am weitesten abstehende nur die am meisten hervorragende, also die längste Nadel aufnimmt, das nächste Abstreifblech die nächstkürzere u. s. w. Von der Maschine werden sie sogleich den Packmaschinen zugeführt, die auch automatisch die Nadeln in bestimmter Anzahl in die „Briefe" einlegen und einschlagen.

Mit der durch Zeit und Gebrauch geheiligten Form der Nadel hat die Maschinennadel gebrochen. Der besondere Arbeitsvorgang hat die Gegenfüßler zusammengebracht, das Nadelöhr nach der Spitze verlegt und dem anderen Nadelende eine Verdickung zur Befestigung an der Nadelstange der Nähmaschine gegeben; eine Rinne vom Öhr über den Nadelschaft dient betn Faden zur Führung. Diese Formabweichungen weisen der Fabrikation andere Wege. Das dicke Schaftende ist bestimmend für die Drahtstärke, die zur Verwendung kommen muß. Von diesem verhältnismäßig dicken Draht wird der eigentliche Nadelschaft abgedreht, die Spitze breitgeschlagen und die Rinne wird angefräst. Alle anderen Operationen sind ähnlich wie bei den gewöhnlichen Nähnadeln.

Wesentlich einfacher gestaltet sich die Herstellung der gewöhnlichen Stecknadel, die entsprechend ihrer vergänglicheren Wirkung keine so weitgehende Präzisionsbehandlung erfährt. Das Stampfen und Lochstanzeu kommt hier ganz in Wegfall und der Arbeitsvorgang beginnt mit dem Auftauchen des Kopfes an dem der Stauchmaschine zugeführten Drahtende eines Drahthaspels. Es erfolgt dann selbsttätig das Abschneiden auf die Nadellänge und die Weitergabe an die Schleifmaschine zum Zuspitzen.

Die Nadelfabrikation ist ihrer Natur nach keine vollständig automatische Arbeit, die sich in einer Maschine aus dem Zwischensabrikat machen läßt. Es reihen sich eine ganze Anzahl verschiedener Vorgänge aneinander, die an verschiedenen Maschinen in verschiedener Gruppierung ausgeführt werden. So kommt es, daß eine Nadel immer etwa zwei Wochen gebraucht, bis sie den ganzen Fabrikationsweg durchlaufen hat. Die stetig erweiterte Einführung von Maschinen rückt auch hier die Operationen immer näher aneinander und beseitigt immer mehr die menschlichen Hände, deren ganzes Können hier stets nur auf quantitative Leistung hinauslief. Etwa hundert Hände mußte eine gute Nadel früher passieren. Hier hatte also die Maschinenarbeit sogar die PflichtderAblösung. Wenn sie zum Teil nur langsam von manchen Arbeitsvorgängen Besitz nahm, so lag dies in der Eigentümlichkeit des Gegenstandes begründet, nämlich in der Feinheit der Nadel. Das dünne, kleine Ding bietet so recht keine Handhabe zum Anfassen, es sind nur ganz minimale physische Arbeitsleistungen möglich, die nicht nach Maschinenkraft verlangen; es dürfen überhaupt nur ganz kleine, sozusagen behutsame Wirkungen auftreten, sonst ist die Nadel bald von der Maschine ruiniert. Hier war also eine Differenzierung nach der Seite der Feinfühligkeit notwendig und diese besondere Aufgabe einer maschinellen, auf automatische Wirkung übertragenen Behandlung bildet ebenfalls ein Schulbeispiel.

Die Verstellung der Röhren.

Von fians Dominik.

Einen wesentlichen Zweig der Metallformkunst stellt die F a b rikation von Röhren und Rohren aller Art dar. Das Vorbild des Rohres war dem Menschen seit langer Zeit durch die belebte Natur selbst, durch die hohlen Zweige gewisser Pflanzen oder die hohlen Röhrenknochen der Tiere gegeben. Bereits die primitive Technik unzivilisierter Völker benutzte das Rohr, wie es die Natur bot, zu mancherlei Zwecken. Es mag nur au die hölzernen Blasrohre verschiedener wilder Stämme erinnert werden. Auch für die ältesten

Wasserleitungen kamen hölzerne Rohre zur Anwendung. Bereits in vorchristlicher Zeit gingen die kühnsten Wasserleitungsbauer, die Römer, jedoch schon dazu über, in ausgedehntem Maße Bleirohre für ihre Anlagen zu verwenden. Reste derartiger Rohre wurden vielfach gefunden und lassen die älteste Rohrtechnik wohl erkennen. Dabei muß freilich zugestanden werden, daß diese nicht weit her war. Selbst aus einem so weichen und plastischen Material wie dem Blei konnten die Römer noch keine richtig kreisrunden oder nahtlosen Rohre herstellen. Sie fabrizierten ihre Röhren, indem sie ein zweckmäßig zugeschnittenes Stück Bleiblech über eine passende Stange in Rohrform zusammenklopften und die dabei entstehende Naht ziemlich roh verlöteten. Derartige Rohre hielten wenig Druck aus und mußten daher bei der Benutzung sorgfältig in Mörtel gebettet oder einzementiert werden.

Seit jenen alten Zeiten hat die Technik der Röhrenfabrikation indes erhebliche Fortschritte gemacht und gegenwärtig stellen wir Röhren aus den verschiedensten Werkstoffen und in den verschiedensten Größen nach mannigfachen Arbeitsverfahren her. Begonnen bei dem haarfeinen Osmiumröhrchen, welches den Glühfaden der Osmiumlampe bildet, und aufgehört bei den gewaltigen Betonröhren moderner Bewässerungs- und Kanalisationsanlagen, führt diese Technik über fast sämtliche Metalle, wie Blei, Bronze, Stahl und Eisen.

daß die Über

lappungen zusammen nur wenig mehr als die ein«

Grundsätzlich werden wir dabei Rohre mit Naht und nahtlose Rohre unterscheiden können. Betrachten wir zunächst die Fabrikation der schmiedeisernen Rohre mit gerader Längsuaht. Eine besondere Schere schneidet aus einer Blechbahn einen langen Streifen, eine sogenannte Platine, aus, dessen Breite derart bemessen ist, daß er rund aufgewickelt ein Rohr von dem gewünschten Umfange gibt und daß die Bleche sich außerdem noch um einen bestimmten Betrag an der Naht überlappen. Auf einer Hobelmaschine werden nun die Längsränder dieses Blechstreifens schräg angeschnitten, so Abb. 477. Tütenförmiges Zusammenbiegen einer Platine, fache Blechdicke besitzen. Jetzt wird das Blech an der eiyen Seite angewärmt und tütenförmig zusammengebogen (Abb. 477). Dann kommt es in einen Glühofen und wird der ganzen Länge nach, die je nach der Rohrlänge zwischen 2 und 5 m schwankt, auf helle Rotglut erwärmt. Nachdem die Erwärmung vollendet ist, packt ein Arbeiter das Blech an dem tütenförmig zusammengedrehten Ende und schiebt es in ein vor dem Ofen stehendes Walzenpaar. Die beiden Walzen haben je eine halbkreisförmige Rinne, so daß eine runde Öffnung vom Durchmesser des gewünschten Rohres entsteht. In diese wird die Tüte eingeführt. Sehr schnell ziehen nun die Walzen das 'rotwarme Blech durch die Öffnung hindurch und biegen es dabei genau rund und rohrförmig zusammen, so daß die beiden Enden sich richtig überlappen. Das

derart vorgeformte Rohr kommt nun in einen Schweißofen, in dem es ans helle Schweißglut erwärmt wird. Sobald dies eingetreten ist, packt es ein Arbeiter am vorderen Ende mit einer Hohlrnndzange und führt es zwischen zwei vor dem Ofen stehende Walzen, die den vorhin geschilderten durchaus entsprechen. Hier aber befindet sich in dem kreisförmigen Raum zwischen den Walzen W ein polierter Stahldorn D von der Dicke des inneren Rohrdurchmessers (Abb. 478). Der Dorn ist auf einer kräftigen Stahlstange 8 befestigt, die ihrerseits in einem Standbock fest eingespannt ist. Wiederum ziehen nun die Walzen das schweißwarme Stück schnell in sich hinein. Gleichzeitig preßt aber der Dorn von innen gegen die Rohrwände und so wird die Naht unter starkem Druck geschweißt. Zischend und sprühend eilt das weißglühende Stück durch die Walzen. Gleichzeitig ertönt ein an Flintensener erinnerndes Geknatter, welches wahrscheinlich von dem Heranspressen der dünnflüssigen Schlacken herrührt. Nach dem Durchgänge ist die ganze Naht fest verschweißt, aber noch einmal kommt das Rohr in den Schweißofen und wandert, um 60 Grad um die Längsachse verdreht, noch einmal durch die Walzen, um vollkommen rund I

und in allen ^-----

Teilen gleich wandstark zu werden.

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Abb. 478. Röhrenwalzwerk mit Stahldorn.

Derartig hergestellte Rohre besitzen eine große Festigkeit. Für Rohre geringerer Festigkeit, jum Beispiel für Gasrohre, verwendet man an Stelle der überlappten die stumpfe Schweißnaht. Die Bleche werden in ähnlicher Weise wie bei den vorher beschriebenen Rohren vorbereitet, doch ist keine besondere Blechbreite für die Überlappung vorgesehen und die Blechränder stoßen, wie gesagt, stumpf zusammen. Nachdem das vorgerollte Rohr auf Schweißhitze gebracht worden ist, wird es mit der Schleppzange durch das Kalibereisen einer Ziehbank gezogen, das heißt durch eine runde Öffnung in einer Stahlplatte, durch welche das Rohr gerade noch recht stramm hindurchgeht. Ein innerer Dorn ist dabei nicht vorgesehen. Der Druck des Zieheisens genügt, um alle Schlacke auszupressen und eine sichere Schweißnaht herzustellen.

Für Rohre besonders hoher Festigkeit zieht man an Stelle der einfachen Längsnaht die Spiralnaht vor. Es ist ja bekannt, daß man zum Beispiel einen langen Papierstreifen von etwa 1 Zoll Breite und mehreren Metern Länge so über einen Stock spiralig aufwickeln kann, daß ein langes Rohr entsteht. In ähnlicher Weise wird das Spiralrohr auf besonderen Maschinen aus einem langen, passend vorbereiteten Blechstreifen hergestellt. Der Blechstreifen wird auf den Maschinentisch aufgelegt und nun arbeitet die ganze Anlage vollkommen

selbsttätig weiter und aus einer Öffnung der Maschine tritt das fix und fertig geschweißte Rohr heraus. Der Vorgang ist dabei der folgende. Zwei Walzen fassen den Streifen und wickeln ihn über einem zylindrischen Formstück um eine Spirale, das heißt um eine volle Umdrehung auf. hören die Walzen mit ihrer Bewegung auf. Kräftige Wassergasflammen bespülen die Naht und bringen sie auf Schweißhitze und mechanische Hämmer verschweißen diederartig erwärmte Naht. Dann setzt das Spiel der Walzen wieder ein und die nächste Spirale wird gewickelt, erhitzt und geschweißt.

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Abb. 479.

Hydraulische Presse sür Bleirohrfabrikation.

So geht es in schneller Folge weiter und das fertige Rohr verläßt die Maschine. Die bisher geschilderten Arbeitsverfahren bezogen sich auf Eisen und Stahl. Bei der Herstellung von Rohren aus Messing oder Kupfer wird ähnlich verfahren, doch tritt hier natürlich an die Stelle der Schweißung die Hartlötung.

Gegenüber den Rohren mit Naht stehen nun die nahtlosen Rohre. Man fertigt sie für Gas- und Wasserleitungszwecke aus Gußeisen, indem die Rohrformen nach den allgemeinen Regeln der Gießereitechnik vorbereitet und einfach ausgegossen werden. Das plastische Blei gestattet dagegen eine andere Form der Bearbeitung. Hier werden die Rohre mit Hilfe einer hydraulischen Presse ähnlich gespritzt, wie die Nudeln mit der Nudelspritze (Abb. 479). Die hydraulische Presse wirkt mit ihrer Kolbenstange D auf einen anderen Zylinder B, in welchem die Dornstange H eingebracht ist. Unter dem Einflüsse des hydrau-

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lischen Druckes kann die Kolbenstange D mit unwiderstehlicher Gewalt in dem Zylinder B vorgeschoben werden. Ddr vordere Deckel R dieses Zylinders trägt nun eine Ausflußdüse von der lichten Weite des äußeren Rohrdurchmessers und im Zylinder selbst ist ein Dorn derartig befestigt, daß er der lichten Weite, das heißt

dem inneren Hohlraum des zu spritzenden Rohres entspricht. Durch die mittels Bügelanschlusses b zu verschließende Öffnung a wird geschmolzenes Blei in den Zylinder B eingegossen, bis er völlig gefüllt ist. Die Einfüllöffnung a wird geschlossen und der Zylinder nur gerade so viel mit Gasflammen beheizt, daß sich das Blei in jenem eigentümlichen dickbreiflüssigen Zustande befindet, in den es kurz vor dem Erstarren eintritt. Nun tritt die hydraulische Presse in Tätigkeit und mit ziemlicher Geschwindigkeit schießt das Bleirohr aus dem Mundstück bei R hervor. Es erstarrt im Momente des Austrittes, so daß das feste und widerstandsfähige Rohr sofort auf große Rohrtrommeln aufgewickelt werden kann. Derartige Bleirohre werden in sehr verschiedenen Durchmessern, vom starken Wasserleitungsrohr bis zu dem feinen Rohr für pneumatische Klingeln, gespritzt.

Etwas anders ist das Arbeitsverfahren beim kalten Prozeß (9166. 480). Hier kann der mit der Dornstange B aus einem Stück hergestellte hydraulische Kolben A aus betn hinten offenen Zylinder C völlig herausgezogen werden. In den Zylinder wird dann ein massiver Bleiblock eingebracht, der vorher auf einer Drehbank nach der Zylinderform genau abgedreht war. Sobald nun der Block im Zylinder ist, wird der Kolben wieder eingebracht und beginnt nun mit einem Druck von vielen hundert Zentnern zu wirken. Unter dem Einflüsse dieses Druckes tritt einmal eine erhebliche Erwärmung des Bleies ein und ferner gelangt es in einen plastischen Zustand und auch hier tritt ein sauberes fertiges Rohr zwischen Düse und Dorn heraus. Eine Spezialität der Bleirohrfabrikation bildet die Umkleidung der elektrischen Kabel mit einem dichten Bleimantel-. Hier werden im großen und ganzen dieselben Vorrichtungen, wie vorhin beschrieben, benutzt. Die Bleipresse ist indessen derart angeordnet, daß an Stelle des Dorns das zu ummantelnde Kabel selbst tritt. Es wird durch ein Rohr von hinten her in die Presse geführt, verläßt dies Rohr erst wenige Millimeter vor der Düse und tritt, mit einem sauberen festen Bleimantel umpreßt, aus der Düse heraus. Der Vater der gesamten Elektrotechnik, Werner Siemens, kann denn auch als der Erfinder dieser Rohrspritzpressen gelten. Er kon-

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Abb. 481. Pilgerschrittwalzwerk.

fintierte zunächst bereits im Anfange der Fünfzigerjahre eine Guttaperchapresse, in welcher ein blanker Kupferdraht in der geschilderten Weise mit Guttapercha umpreßt wurde. Später übertrug er das Verfahren auf die Herstellung von Bleiummantelungen und schließlich wandte man es auch für die Herstellung einfacher Bleirohre an.

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Abb. 482. Nahtloses Mannesmannstahlrohr als Telegraphenmast.

Ein besonders interessantes Kapitel der Rohrfabrikation überhaupt bedeutet die Her- D stellung nahtloser Schmiedeisenrohre, das unlöslich mit dem Namen Mannesmann verknüpft ist. Die Arbeitsweise des Verfahrens ist bereits in dem die Walzwerke behandelnden Kapitel auf Seite 460 besprochen. Wie bei allen bedeutsamen Erfindungen, so hat auch hier die technische Legende ihre Fäden gesponnen und es wurde erzählt, daß der Erfinder keineswegs durch tiefgründige Überlegungen, sondern durch Zufälligkeiten zu seiner Entdeckung gekommen sei. Er solle bei Tische häufig Brot zwischen den Fingern geknetet haben und dabei solle bei bestimmten Schräg-stellungen der Finger jedesmal ein hohles Rohr entstanden sein. Es ist begreiflicherweise fchw er, d erartige Erzählung en auf ihre Wahrh eit zu prüfen. Tatsächlich kann man aber mit sehr einfachen Mitteln einen ähnlichen Versuch machen. Wenn man einen weichen homogenen Stoff, zum Beispiel ein Stück weichen Bleistiftradiergummis der mürben Sorte, nimmt und sich daraus eine kurze Stange schneidet, so kann man einen ähnlichen Effekt erzielen. Legt man diese Gummistange auf den Tisch und beginnt mit einem schräg zu ihrer Längsachse stehenden Lineal den Gummi zu walzen, wobei man das Lineal gleichzeitig in der Richtung der Stangenachse zu verschieben versucht, so tritt der ganze Kern der Stange nach wenigen Sekunden heraus und man erhält ein vollkommenes Gummirohr. Das Verfahren ist dem Mannesmannschen nicht ohne weiteres vergleichbar, aber wenigstens in seinen Wirkungen ähnlich. An wissenschaftlichen Erklärungen des Verfahrens haben sich viele versucht, ohne daß jedoch bis heute eine allgemein befriedigende Lösung gefunden wäre.

Als das Mannesmannverfahren in seiner verblüffenden Einfachheit auftauchte, versprach man sich davon eine Umwälzung der gesamten Rohrtechnik. Inzwischen hat sich jedoch gezeigt, daß die Hoffnungen vielfach zu hoch gespannt waren. Gegenwärtig wird das geschilderte Verfahren tatsächlich nur noch für die Fertigstellung nahtloser Kupfer- und Messingrohre benutzt, für

Siegeslauf der Technik. I.

die es ganz besonders geeignet erscheint. Bei Eisen wird es dagegen nur noch zur Vorlochung der Blöcke oder Stangen angewandt. Dagegen erfolgt die endgültige Fertigstellung der eisernen Mannesmannrohre nach dem ebenfalls von den Mannesmannwerken ausgebildeten Pilgerschrittwalzverfahren (Abb. 481). Die beiden Walzen A und B drehen sich beständig in entgegengesetzter Richtung, an den einander zugekehrten Seiten also in gleichem Sinne, wie durch die Pfeile angegeben. Die Walzen sind etwa von m bis n mit gleichmäßigem und von n bis r mit steigendem Kaliber ausgestattet. Die Aussparungen a der Walzen dienen dazu, das Rohr für eine drehende und geradlinig fortschreitende Bewegung frei zu geben. In der gezeichneten Stellung geben die Walzen bei geringer weiterer Drehung das Rohr frei, dasselbe folgt nebst Dorn D der von der Kurbel I mit Zapfen i hervorgerufenen Bewegung des Hebels h nach links (Rückwärtsbewegung) und wird gleichzeitig durch Handrad 8 oder eine mechanische Vorrichtung um einen angemessenen Winkel gedreht. Bei dem weiteren Drehen der Walzen A und B wird das Rohr durch dieselben wieder nach rechts geholt. Das gleichmäßige Kaliber m bis n der Walzen erfaßt dabei zunächst den rechten, schwächeren Teil des Abb. 483. Das Ehrhardtsche Rohr bei der nächsten Rohres und kalibriert diesen, während das stet» weit nach links bewegt wird, als vor der vorhergegangenen Walzenumdrehung. So macht das Rohr bei jeder Walzenumdrehung einen Schritt vorwärts nach rechts und jedesmal tritt ein weiteres, kalibriertes Stück Rohr aus dem Bereiche der Walzen heraus, während das noch unbearbeitete Ende des Rohres entsprechend weiter in die Walzet: vorrückt. Der Dorn D macht stets dieselbe Hin- und Rückwärtsbewegung, während das Rohr sich unter dem Einflüsse der Walzen mehr vor als zurück bewegt. Diesem allmählichen Vorschreiten des Rohres entsprechend, schiebt sich dasselbe über den Dorn hinweg. Dies Verfahren wird für Rohre von 30 bis 150 mm lichter Weite benutzt. Unsere Abb. 482 stellt ein zu 's Gravenhage aufgestelltes nahtloses Mannesmannstahlrohr als Telegraphenmast dar.

gende Kaliber n bis r ein weiteres Stück des Rohres konisch verwalzt. Bei diesem Rechtsschiebendes Rohres gleitet die Zahnstange k im Sinne des Pfeiles mit einem oder mehreren Zähnen über die Klinke g hinweg, weil das Rohr schon von den Walzen nach rechts geschoben wird, wenn die Kurbell dentzebel h oben noch nach links bewegt, beziehungsweise ihn noch nicht gleich schnell nach rechts folgen läßt. Die Folge davon ist, daß das

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Verfahren der Röhrenfabrikation.

Rückwärtsbewegung um ein Geringes weniger

Bon dem Geheimen Baurat Ehrhardt ist ein eigenartiges Verfahren zur

Lochung der Blöcke angegeben worden. In einen kräftigen Zylinder M von der Lichtweite D wird ein viereckiger rotglühender Eisenblock B eingebracht und durch den Stahldorn P aufgetrieben (Abb. 483). Dabei ist der Kraftaufwand verhältnismäßig gering, da der viereckige Block in dem Hohlzylinder Platz znm Ausweichen findet. Der vorgelochte Block wird dann nach verschiedenen Verfahren weiter ausgewalzt oder ausgezogen.

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Wie bereits erwähnt, findet das Mannesmannverfahren auch für Kupfer-und Messingrohre Anwendung. Daneben aber und ferner auch im Anschluß an das Mannesmannverfahren ist das Ziehen der Kupfer- und Messingrohre zu erwähnen. Das vorgewalzte Rohr oder aber auch ein gegossener Hohlzylinder aus Kupfer oder Messing wird am einen Ende konisch zugeschärft und nun der Reihe nach durch die immer enger werdenden Löcher eines Zieheisens geholt. Nach ein bis zwei Ziehungen muß das Rohr erwärmt werden, um ihm die Härte zu nehmen. Nach diesem Verfahren ist es möglich, die Rohre beliebig weit auszuziehen, wobei Durchmesser, Wandstärke und lichte Weite eine gleichmäßige Verringerung erfahren, während das Rohr entsprechend an Länge gewinnt. Für besondere Zwecke, znm Beispiel für die Rohre der Kraftwagenkühler, wird vielfach an Stelle des runden ein anders geformter Querschnitt, zum Beispiel ein solcher in Gestalt eines vielzackigen Sternes, gewählt, um für einen bestimmten Rohrquerschnitt eine möglichst große Kühlfläche zu erhalten. Auch dabei vollzieht sich der Prozeß des Ziehens ohne Schwierigkeiten. Auf einer der letzten Automobilausstellungen zu Berlin waren derartige gezogene Rohre in den verschiedensten Querschnittsformen vertreten. Insbesondere wurde auf mehrere Röhrchen aufmerksam gemacht, die bis auf Borstenstärke, das heißt bis auf einen äußeren Durchmesser von etwa !/* mm ausgezogen waren und dennoch eine gute durchgehende lichte Weite bewahrt hatten. Es findet eben tatsächlich eine ganz gleichmäßige Streckung und Verlagerung des Materials beim Ziehen statt. Als ein deutlicher Beweis dafür mag der Versuch eines bekannten Physikers gelten, der dahin ging, einen möglichst feinen Draht aus Platin zu erstellen. Er setzte zu dem Zweck einen feinen Platindraht von x/* mm Stärke in die Mittelachse einer zylindrischen Gußform von etwa 25 mm lichter Weite und goß diese mit geschmolzenem Silber aus, so daß er also einen Silberzylinder von25mm Durchmesser erhielt, in welchem ein Platindraht vom fünfzigsten Teil dieses Durchmessers steckte. Dann begann er diesen Zylindör zunächst auszuwalzen und ferner durch immer feinere Zieheisen zu holen, bis schließlich aus dem Zylinder ein feiner Silberdraht von etwa ’/ie mm Durchmesser geworden war. Dieser Draht mußte theoretisch immer noch eine Platinseele vom fünfzigsten Teil des Durchmessers, also von einem x/soo mm Durchmesser besitzen, der von einem silbernen Röhrchen gewissermaßen ummantelt war. Um den Platindraht freizulegen, wurde der Draht nun in Salpetersäure gebracht, das Silber löste sich und der unendlich feine Platindraht trat unzerrissen und mit überall gleichmäßigem Kaliber zu Tage. Leider läßt sich dieser Kunstgriff seiner Kostspieligkeit nicht allgemein in der Technik anwenden. Er

Zum Schlüsse mag die chemische Fabrikation von Röhren erwähnt werden. Sie kommt einmal in der Glühlampenfabrikation zur Anwendung, woselbst die feinen Osmiumschläuche der Auerlampen auf einem löslichen Draht hergestellt und nachher von eben diesem durch die Lösung getrennt werden. Das Osmium wird dabei aus seinen Verbindungen auf dem Drahte niedergeschlagen. Ganz ähnlich ist das Verfahren der Elmores Metallaktiengesellschaft zur Herstellung kupferner Rohre. In einem elektrolytischen Kupsersulphatbad ist ein Metalldorn horizontal in Glaslagern gelagert, welcher andauernd rotiert. Eine Schicht metallischen Kupfers auf dem Boden wird mit dem positiven Pol einer Dynamomaschine verbunden und bildet die Anode, während der umlaufende Dorn mittels Schleifbürsten mit dem negativen Pol des Dynamo in Verbindung steht und als Kathode dient. Eine größere Anzahl Bottiche wird in einer Reihe aufgestellt und elektrisch hintereinander geschaltet. Der Strom tritt bei der Anode des ersten Bottichs ein, geht durch die Flüssigkeit über in den Dorn und von hier durch die Schleifbürsten zur Anode des zweiten Bottichs. In dieser Weise durchläuft er alle Bottiche und wird dann durch eine Leitung zur Dynamo zurückgeführt. Mit der Bottichreihe parallel läuft in einem Kanal unter dem Fußboden entlang eine Transmission, welche mittels Riemen und Gelenkketten die Dorne in den Bottichen antreibt. Neben jedem Bottich ist außerdem ein Schlitten angebracht, welcher von der Transmission — parallel zu dem Metalldorn im Bottich — hin und zurück geschoben wird. An diesem Schlitten ist ein gußeiserner Arm befestigt, der in den Bottich hinein bis aus den Dorn ragt und als Halter eines Glättwerkzeuges dient. Letzteres besteht aus einem prismatischen Achatstück, welches durch eine Feder oder ein Gewicht auf das im Entstehen begriffene Rohr gepreßt wird. Da das Achatstück sich parallel zum Dorn hin und her bewegt und dieser rund läuft, so beschreibt dasselbe auf dem entstehenden Rohr eine Schraubenlinie. Die Fortbewegungsgeschwindigkeit des Schlittens ist so geregelt, daß das Glättwerkzeug in derselben Zeit einmal hin und zurück bewegt wird, in welcher die Stärke der Rohrwandung um etwa hg« mm wächst. Es werden somit alle Moleküle des niedergeschlagenen Kupfers glattgestrichen, so daß sich ein kristallinisches Gefüge nicht bilden kann. Gleichzeitig bewirkt das Glättwerkzeug eine Verdichtung des Materials und damit eine Steigerung der Festigkeit.

könnte sonst bei der Fabrikation metallischer Lampensäden gute Dienste leisten.

Die Verstellung der Panzerplatten.

Von Dipl.-3ng. 11. Stern.

Die Technik hat dem Menschen WerkzeugundWaffen gegeben, damit er sich sein Reich auf Erden begründe. Das Werkzeug bot ihm die Möglichkeit, seine Lebensbedürfnisse zu befriedigen, sich Unterkunft und Wohnung zu schaffen; mit dem Werkzeug „Waffe" schützte er den errungenen Besitz gegen feindliche Angriffe. Da aller Besitz ohne Sicherheit nur geringen Wert

hat, mußte sich von selbst die Entwicklung in erster Linie der Waffe zuwenden. Macht ging vor Recht, Macht war Recht; die stärkste Faust war der stärkste Wille. So hat die Waffentechnik vor der übrigen Entwicklung immer eine Voreilung und hat mit tatsächlich zwingender Gewalt zum Fortschritt, zu neuen Möglichkeiten getrieben. Es war eine ungeheure Voreilung, als der Mensch die Explosionskraft als Waffe anwendete, und mit Recht verehrt die Welt in dem, „der das Pulver erfunden hat", den großen, seiner Zeit weit vorausgreifenden Geist. Erst Jahrhunderte später hat sich der Maschinenbau der Explosionskräfte angenommen, die heute in den Gasmaschinen, in den

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Abb. 484. Walzen einer Panzerplatte.

Automobilmotoren die zeitgemäßesten Erscheinungen des Kraftmaschinenbaues darstellen. Und es ist nicht ausgeschlossen, daß die nächste Zeit wieder auf die gewaltige Kraftkonzentration des Pulvers zurückgreift und ihr ein neues praktisches Anwendungsgebiet eröffnet. Ebenso aber, wie die Waffentechnik lange vor der Zeit sich die Explosionskräfte dienstbar gemacht hat, ist sie auf allen Gebieten vorurteilsfrei, sagen wir direkt „fortschrittssüchtig" vorgedrungen. Der Zweck, ohne Einschränkung durch materielle und wirtschaftliche Rücksichten, war der einzige Gebieter. So konnte sich die Technik ganz ausleb en und daher kommt es, daß das A u ß e r o r d e n t l i ch e, das ins riesenhafte Gesteigerte auf keinem Gebiet so breiten Raum einnimmt, eine so führende Rolle spielt als in der Waffentechnik. Und aus innerer Notwendigkeit mußte dieses Große und Außerordentliche Allgemeingut werden. Nirgends ist die internationale Wirkung der Technik so greifbar deutlich wie hier. Vom Stand

der Technik war die Möglichkeit des B e st a n d e s der Nation direkt abhängig. Mit wachsamen Augen sah man deshalb auf die Fortschritte anderer Nationen, mit Ängstlichkeit hütete man die neuen Errungenschaften.

Im Kampf stehen sich Angriff und Verteidigung gegenüber. Der Angriff hat sich mit Hilfe der Explosionskräfte zu furchtbarer Gewalt ausgewachsen. Er hat mit dem Fortschritt der Technik den Sieg über den Raum proklamiert. Das Wurfgeschoß — der fernhintreffende Pfeil — das moderne Geschütz — lassen die Wirkung in immer weitere Fernen schweifen. Aus 20 km — auf 4 Wegstunden — dehnt das Geschütz seinen Machtbereich. Der Angriff steht im Zeichen der Geschwindigkeit. Um ihn abzuwehren, muß die Verteidigung „M affe" entgegenstellen. Der Schild hat sich zur Panzerplatte ausgewachsen. Ihrem Entstehungsgang wollen wir in großen Zügen nachgehen.

Die Notwendigkeit der Schiffspanzerung hatten die Erfahrungen, die der Krimkrieg (1854) brachte, überzeugend demonstriert. Man half sich zunächst mit schweißeisernen Platten, die unter dem Hammer auf 11cm Dicke ausgeschmiedet wurden. Für die damaligen Geschoßwirkungen genügte die Widerstandsfähigkeit der Platten und sie widerstanden bei der Beschießung von Kinburn erfolgreich den russischen Granaten.

In der Waffentechnik gibt es aber kein Stehenbleiben, kein dauerndes Gleichgewicht. Die abweisende Wirkung der Panzerplatten mußte wieder zur Verschärfung der Geschoßwirkung aufreizen und mit chr mußte die Verstärkung der Panzerplatten wieder Schritt halten. Der nächste Schritt führte zu größeren Plattendicken und zur Anwendung des Walzverfahrens (Abb. 484) an Stelle des ungleichmäßig arbeitenden Schmiedehammers. Aber er führte nicht sehr weit, denn mit der größeren Plattendicke nahm, infolge der nicht mehr

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3166. 485. Beschossene Siickelstahlplatte (Borderseite).

so ganz intensiven Durcharbeitung beim Walzen, die Zähigkeit ab, so daß die Platten oft schon beim ersten Schuß sprangen.

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Abb, 486. Beschossene Nickelstahlplatte (Rückseite).

Nächstliegende Ausweg war nun die Rückkehr zu dünneren Platten, die man dann mit Holzzwischenlagen in größerer Anzahl verwendete.

Bei diesem Aushilfsmittel konnte man nicht stehen bleiben und es kamen in den Siebzigerjahren zwei neue Verfahren in Aufnahme. S ch neide r L C o. in Creuzot zog die einfache Schlußfolgerung, daß, wenn dünnere Platten nicht mehr genügen und dickere Platten nicht mehr die gleiche Durcharbeitung ermöglichen, man eben für die dünne Platte ein widerstandsfähigeres Material wählen müsse. Er ging daher sofort zur massiven Stahlplatte über und beschritt damit bereits den Weg, auf den die Entwicklung wieder zurückkam. Eine reine Freude gewährte aber die Stahlplatte noch nicht. Sie hatte nicht die Zähigkeit der Schweißeisenplatte und neigte zur Rißbildung, wodurch ihre ganze innere Widerstandsfähigkeit in Frage gestellt wurde. Es ist daher natürlich, daß man einen Zwischenweg einschlug. Es galt, die Zähigkeit der Eisenplatte mit der Widerstandsfähigkeit der Stahlplatte zu vereinigen. So entstand die sogenannte Kompoundplatte, deren Kern aus zähem Eisen gebildet wurde, auf den als Außenseite eine harte Stahlschicht aufgeschweißt war. In der Verbindung lag die begreifliche Schwierigkeit. Bei dem von dem englischen Ingenieur A. Wilson herrührenden Verfahren wird heißer Flußstahl auf eine hellrotglühende Schweißeisenplatte aufgegossen.' Man erzielte tatsächlich auf diese Weise eine bedeutend größere Widerstandsfähigkeit der Platten, die sich aus diesem Grund sehr schnell eingeführt haben. In Deutschland wurden in der Dillinger Hütte zuerst Kompoundplatten hergestellt, denen man besonders gute Verschweißung der Eisen- und Stahlschicht nachrühmte. Darin lag nämlich ein bleibender Unsicherheitsfaktor, denn bei schlechter Verschweißung wurde durch den Geschoßanprall die Stahlschicht abgeblättert und die weiche, verwundbare Eisenschicht bloßgelegt. Schneider hielt daher unentwegt an seinen massiven Stahlplatten fest. Durch Einführung einer Oberflächenhärtung — Abschrecken in einem Ölbad und darauffolgendes Erwärmen bis zu einer bestimmten Temperatur — erhöhte er ihre Widerstandsfähigkeit, so daß sie den

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Abb. 487. Beschossene einseitig gehärtete Nickelstahlplatte (Vorderseite).

Kompoundplatten vollständig gleichwertig gegenüberstanden. Die Entscheidung zu Gunsten der massiven Platte wurde erst durch die weitere Verwendung von N i ck e l st a h l herbeigeführt. Im Nickelstahl fand sich ein Material von wesentlich höherer Festigkeit und Zähigkeit, wodurch das Eindringen der Geschosse wieder erschwert wurde. Auch hier hat die Entwicklung verschiedene Stadien durchlaufen. Zunächst war man von der hohen Zähigkeit des Nickelstahls befriedigt und verwendete die aus Siemens-Martinöfen gegossene und ausgewalzte Platte in ihrer natürlichen Härte. Abb. 485 und 486 zeigen eine solche beschossene Nickelstahlplatte, deren große Zähigkeit durch die rosettenförmigen Umrandungen an den Schußstellen und die Ausbeulungen auf der Rückseite demonstriert wird. Bei der Beschießung kamen vier Kmppsche Stahlpanzergranaten und eine Hartgußgranate von 360 kg Gewicht zur Verwendung. Die vier Stahlpanzergranaten drangen 485, 490 und 500 mm in die 400 mm starke Platte ein, erzeugten die aus Abb. 486 erkennbaren Ausbeulungen von 85, 95 und 105 mm und wurden dann zurückgeworfen und zerbrachen. Die Hartgußgranate zersplitterte dagegen beim Treffen und schweißte sich mit ihrem Kopf — wie aus Abb. 485 erkennbar ist — in der Platte fest. Die Platte blieb trotz dieser gewaltigen Beanspruchung rißfrei. Eine schmiedeiserne Platte hätte nahezu die d o p p e l t e Stärke haben müssen, um die gleiche Widerstandsfähigkeit aufzuweisen.

Nach dem bereits von Schneider beschrittenen Weg versah man dann die weiche Stahlplatte mit oberflächlicher Härtung durch Eintauchen der glühenden Platte in Wasser. Hierbei zeigte sich der Übelstand, daß durch das Eintauchen der heißen Platte eine solche Dampfbildung entstand, daß die abschreckende Wirkung abgeschwächt wurde. Tresidder begoß deshalb die

Platte durch ein System von Brausen mit unter starkem Druck auftreffendem Wasser, das die Dampfblasen durchdrang, wodurch also eine sehr intensive und gleichmäßige Härtung erzielt wurde.

Getreu dem Vorbild des Maschinenbaus, dem ja auch diese Härtung entlehnt ist, schritt man im weiteren, bis jetzt letzten Stadium der Panzerplattenfabrikation zur Härtung der Oberfläche durch einen Zementierungsprozeß, um auf diese Weise den höchsten Grad der erzeügbaren Härtung zu erreichen. Im System ist man damit wieder zur Wirksamkeit der Kompoundplatte zurückgekehrt, nur daß der zähe Kern und die harte Schale hier „aus einem Guß" stammen, bei dem die Veränderung der Oberfläche durch nachträglich hineingetragenen Kohlenstoff bewirkt wurde. Der Amerikaner Harvey, der sich zuerst mit dem Zementierungsprozeß an die Panzerplatte gewagt hat, übertrug die Methode des allgemeinen Maschinenbaus. Er bedeckte die fertig bearbeitete Platte mit einer Schicht gepulverter Kohle und setzte sie in einem Ofen einem mehrere Wochen währenden Glühprozeß aus. Hierdurch geht der Kohlenstoff in die Oberfläche der Platte über und erzeugt eine etwa 5 bis 15 mm tief gehende allmählich verlaufende Härteschicht. Ein nachfolgendes Ausglühen und Vergüten korrigiert wieder die durch das Zementieren veränderte Gefügebeschaffenheit bis zum gewünschten Zähigkeitsgrad, wonach die eigentliche Härtung durch Abschreckung mittels Brausen nach dem bereits erwähnten Tresidderverfahren erfolgt.

Zur gleichen Zeit hat die Firma Krupp, die ebenfalls die Panzerplattenfabrikation aufgenommen hatte, ein anderes Zementierungsverfahren angewendet, bei dem die Bekohlung durch Leuchtgas vor sich ging. Sie beruht auf der Erscheinung, daß Leuchtgas bei starker Erhitzung reinen Kohlenstoff ausscheidet. Demnach werden zwei Platten in einem Abstand von 20 bis 30 cm in einem Ofen gelagert und an den Seiten durch Ummauerung abgedichtet. In die Zwischenräume wird dann das Leuchtgas eingeführt, das eine gleichmäßige, tief eindringende Kohlung herbeiführt.

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Die Vergütung Härtung wird wieder in der schon angedeuteten Weise vorgenommen.

Die Widerstandsfähigkeit der gehärteten Kruppschen Nickelstahlplatte über

traf die einer schmiedeisernen Platte um das vierfache, die der Harveyplatte um etwa 25 Prozent. Es war natürlich, daß man im Ausland den damit erzielten Vorsprung der Kruppschen Panzerplatte mit Erstaunen aufnahm und den Wunsch hegte, sich durch Versuche davon zu überzeugen, um danach selbst das Recht auf Ausübung des Verfahrens zu erwerben. Im August 1896 fand infolgedessen im Beisein der Vertreter englischer und französischer Werke eine Beschießung einer 35 und einer 37 cm dicken Platte statt. Das Beschießungsergebnis war ein glänzendes und bewies einwandfrei den gewaltigen Fortschritt, der durch das Kruppsche Verfahren erzielt worden war. Die ausländischen

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Abb. 489. Kruppsche 106 t-Panzerplatle.

Werke konnten sich der Notwendigkeit, diesen Fortschritt auch für sich anzuwenden, nicht verschließen und erwarben von den Kruppschen Werken das Ausführungsrecht. Auch in amerikanischen und russischen, italienischen und österreichischen Werken erkannte man seine Überlegenheit und schritt zur Lizenznahme und Einführung. In Abb. 487 und 488 sehen wir eine beschossene 300 mm starke, gehärtete Nickelstahlplatte. Die ziemlich stark mitgenommene Vorderseite (Abb. 487) zeigt die Spuren von fünf Schüssen, und zwar drei Schüsse aus einem 30 cm- und zwei Schüsse aus einem 23 crn-Geschütz. Die verwendeten Geschosse waren Stahlpanzergranaten. Die beiden letzten 23 cm-Schüsse würden eine 855 mm-schrniedeiserne Platte oder eine 570 mm-

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Abb. 490. Herausheben einer 130 t-Panzerplattenbramme.

Stahlplatte glatt durchschlagen haben, während die Nickelstahlplatte sämtliche Geschosse zertrümmerte, ohne einen durchgehenden Sprung zu erhalten. Charakteristisch ist das Aussehen der Treffstellen mit ihren muschelförmigen Abblätterungen. Die Rückseite (Abb. 488) zeigt die Trefferbeulen der beiden 23 oin-Schüsse, die sich als kreisförmige Umrahmung abheben, ohne nach irgend einer Seite eine Rißbildung einzuleiten. Die Unverletzbarkeit der ge-

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Abb. 491. Niederlegen der Bramme auf den fahrbaren Herd eines Wärmeofens.

härteten Nickelstahlplatte hat einen verblüffenden Grad erreicht. Der Zug ins Riesenhafte und Außerordentliche, der in diesen Kampf- und Abwehrmitteln verkörpert ist, begleitet auch den Entstehungsweg der Panzerplatten. Etwas so Außerordentliches, etwas so unerbittlich Vollkommenes gibt die Technik nicht ohne große, mühsame Arbeit. Man darf bei den gewaltigen Größen, die die Panzerplatten angenommen haben, nicht vergessen, welche unausbleiblichen Tücken ein solcher Fabrikationsgang mit sich bringt. Es ist nicht ganz einfach, mit diesen Riesen und Riesenmassen fertig zu werden. Welche Schwierigkeiten bietet allein der Guß der gewaltigen Eisenmassen, welche Möglichkeiten von Schwierigkeiten eröffnet der weitere Bearbeitungsprozeß und wie leicht kommt es vor, daß im letzten Stadium beim Härten und Vergüten verborgene Spannungen sich auslösen und die Platte zerreißen.

Ein prachtvolles Demonstrationsobjekt, das uns zugleich die Grenzen des Erreichten vorführt, war die von Krupp auf der Düsseldorfer Ausstellung 1902 ausgestellte 106 t-Platte von 13 m Länge, 3,4 m Breite und 30 cm Dicke (9166. 489). In 9166. 490 sehen wir, wie der gegossene 130 t schwere Gußblock von 4,3 m Länge, 3,8 m Breite und 1 m Dicke aus der Gußform herausgehoben wird. In 9(66. 491 ist der Eisenfelsen auf den fahrbaren Herd eines Wärmeofens niedergelegt und zeigt sich in seiner ganzen gigantischen Größe. Solche Riesen müssen natürlich auch mit Riesenwerkzeugen behandelt werden, wovon uns die Biegepresse (9(66. 492) einen guten Begriff gibt. Das Biegen muß vor dem Härten vorgenommen werden, da eine Formänderung der harten Platte nicht möglich ist. Die nachfolgende Härtung läßt besonders bei gebogenen Platten ein Verziehen oder Reißen befürchten. Aus diesem Grunde werden geformte Panzerstücke direkt in ihrer endgültigen Gestalt aus Stahlguß gegossen und keinem weiteren Walzverfahren unterworfen. Es ist diese Herstellungsart von vornherein dann geboten, wenn die Form der Stücke, wie zum Beispiel bei Panzerkuppeln, keinen Walzprozeß zuläßt. Natürlich können auch Platten durch direktes Gußverfahren hergestellt werden und stehen in ihrer Widerstandsfähigkeit der gewalzten Platte kaum nach.

Die Panzerplatten werden immer durch eine größere Anzahl Panzerbolzen an der Schiffswand befestigt. Diese Panzerbolzen (auf Abb. 486 zu erkennen) sind an beiden Enden mit Gewinde versehen. Das eine äußere Ende trägt einen Vierkant, um das Bolzenende von hinten in die Platte einschrauben zu können. Das Schraubengewinde tritt nur etwa 80 bis 100 mm in die Platte ein, so daß die Härteschicht nicht verletzt wird und keine Schwächung der Platte entsteht. Der Schaft des Bolzens ist etwas eingezogen, um absichtlich in ihm die schwächste Stelle zu schaffen, so daß bei einem eventuellen Abreißen nicht das Gewinde abreißt. Der Bolzen wird auf der Schiffswand durch starke Sechskantmuttern gehalten.

Panzerplatten bilden naturgemäß eine große tote Belastung des Schiffskörpers, die man nach Möglichkeit herabzudrücken sucht, damit die Tragfähigkeit des Schiffes und die übrige Ausrüstung, der Kohlenvorrat und die eigentliche „Nutzlast" — die Geschütze — nicht so sehr eingeschränkt werden

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Modell eines Küstenforts mit Panzerturm für zwei 28 em-Kanonen.

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müssen. Wenn auch hier „Wirkung vor Deckung" geht, so ist die Wirkung eine so furchtbare, daß man es als nutzlose Selbstaufopferung bezeichnen müßte, ohne ausreichende Panzerung einen Kampf aufnehmen zu wollen. Aus diesem Grunde greift die Panzerung immer weiter um sich. Neben den Schlachtschiffen mit vollständigem Schutz der Seitenwände, der Türme und Kasematten und des Panzerdecks erhalten heute alle kleineren Kreuzer Panzerschutz. Die

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Adb. 492. Panzerplatte unter der Biegepresse.

Geschütze, die nicht hinter Panzerwänden stehen, werden mit Panzerschildern versehen, damit sie sich niemals ungedeckt dem Feuer preisgeben.

Auch bei Küstenbefestigungen kommt der Panzerschutz immer mehr zur Anwendung. Hier, wo es weniger auf die Gewichtsersparnis ankommt, hat sich der Grusonsche Hartgußpanzer aufs beste bewährt. In unserer Kunstbeilage sehen wir das Modell eines Küstenforts mit einem Panzerturm für

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Abb. 493. Montage der Kuppel eines Panzerturms für zwei 28 eru-Kanonen.

zwei 28 oiu-Kanonen. Die gewölbten Platten mit den Schießscharten werden stumpf aneinander gesetzt und nur lose durch zwischen die Fugen eingelegte eiserne Dübel gehalten. Abb. 493 zeigt das Anbringen der Kuppel eines derartigen Panzerturms.

In der Waffentechnik hat sich die Technik ausgelebt. Wenn man heute das Erreichte überblickt, so hat man unbedingt das Gefühl, daß hier die freigelassene Entwicklung in der Tat weit gekommen ist, so weit, daß ihr zu tun kaum mehr viel übrig bleibt. Die Durchschlagskraft der Geschosse ist kaum mehr größerer Steigerung fähig. Die Mittel, die Panzerplatten zu verbessern, nähern sich der Erschöpfung. Und auch wirtschaftlich grenzt es aus Ungeheuerliche, wenn mau bedenkt, daß ein 40 eoa-Geschütz nach einer ganz beschränkten Anzahl von Schüssen verbraucht ist, ein Umstand, der die Kriegführung immer mehr zur Kapitalsrage macht. Aber so weit mußte die Technik es bringen, um dem Friedensgedanken Platz und Raum zu verschaffen.

Uunstschmieclearbeiten.

Von Seh. ftegierungsrat fDax Seite!.

Der Schmiedearbeit wohnt eine eigenartige Doppelnatur bei. Dem Laien erscheint sie als der Inbegriff schwerster und rohster Tätigkeit und auch der biedere Schmied wird leider nur allzu oft unter diesem einseitigen Gesichtswinkel bewertet. Abraham a Santa Clara, dessen Buche „Etwas für Alle" (Würzburg 1699) wir unsere Abb. 494 entnehmen, nimmt mit Recht die

Jünger der edlen Schmiedezunft warm in Schutz, indem er treffend sagt: „Dann weil das Hufs-Eisen einen so harten Kopfs hat, so kan der Schmid nicht höff-lich damit umgehen.

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Abb. 494. Der Schmied.

Aus Abraham a Santa Claras „Etwas für Alle" 1699.

Diese Leuth seynd früh und spach bei der harten Arbeit und gibt es wenig Feyern beym Feuer; es ist sich höchst zu verwundern, daß so wenig aus ihnen angebrannt seynd, indem doch ihnen so manche Funken auf die Stirn fliegen; daß sie schwach und rußig seynd, gereicht ihnen zu keiner Unehr, weil solches vielmehr ein Zeichen ihres großen Fleiß, und kann gar wohl unter eynem schwachen Hemmd eyn weißes Gewissen verborgen seyn. Sie können auch allerley schöne Lehren fassen auch in ihrer rußigen Werkstatt, zum Exempel: die Danckbarkeit von dem Blaß Balg, denn weyl man diesem den Bauch anfüllt, so ist er danckbar darum, und blaset deßwegen dem Schmid das Feuer an . . ." Trotz der Grobheit und Schwere seiner Arbeit kann der Schmied, wenn in seiner Brust der göttliche Funke künstlerischer Auffassung glüht, die herrlichsten Gebilde schaffen. Wie dem rußigen Hephästos die Göttin der Schönheit sich als Gattin gesellte itttb wie dem Tubalkain, dem

Abb. 495. Kunstschmiedearbeiten des „Schlangenschmieds von Welsberg", Peter Dörner.

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(Ilias XVIII. 468. 469.)

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Abb. 496. Schmiedeiserne Tür aus dem Jahre 1611.

Erfinder des geschmiedeten Schwertes, die Naama (die Liebliche) als Schwester zur Seite stand, so steht neben der im Dienste der Alltäglichkeit schaffenden Schmiede-t e ch n i k die auf hoher künstlerischer Warte stehende Schmiede-k u n st am Amboß. Aus den Sagen des griechischen Altertums tönt uns der Ruhm der Kunstfertigkeit des göttlichen Schmieds Hephästos entgegen, der auf Bitten der Thetis dem Achilleus neue Waffen zum Kampfe schmiedet:

Wandt in das Feuer die Bälg' und hieß sie mit Macht arbeiten.

Tubalkain, der Sohn des Lamech, streckte als erster das Metall kunstvoll Zum Schwert aus, das sogleich den Gegenstand der Poesie, des ersten Schwertliedes, bildete:

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Abb. 497. Beweglicher Wandarm.

Aus „Deutsche Kunst und Dekoration", Tarmstadt.

Ada und Zilla, höret meine Rede!

Ihr Weiber Lamechs, merket, was ich sage!

Ich habe einen Mann erschlagen für meine Wunde Und einen Jüngling für meine Beule;

Kain soll siebenmal gerächt werden.

Aber Lamech siebenundsiebeuzigmal.

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Abgesehen von diesen ältesten Repräsentanten der edlen Zunft der Kunstschmiede reicht im allgemeinen das Streben nach künstlerischer Verarbeitung des Schmiedeisens nur etwa tausend Jahre zurück. Erst zu damaliger Zeit wurdeit die Vorbedingungen für eine solche Verarbeitung allmählich erfüllt.

Abb. 498. Türgitter.

Aus „Deutsche Kunst und Dekoration", Darmsiadt.

Als im Laufe des sechzehnten Jahrhunderts Eisenhämmer entstanden, welche aus den Erzen nicht sofort fertige Gegenstände ausschmiedeten, sondern ein weiterer Verarbeitung fähiges Zwischenprodukt, da war die Gelegenheit geboten, von diesen Härnmern Eisen zu beziehen, welches zu Stücken oder zu Blechen vorgear-

Siegeslauf der Technik. I.

beitet war und für künstlerische Zwecke weiter verarbeitet werden konnte. Die damalige Zeit kannte aber noch nicht das Walzwerk, das Bleche von den verschiedensten Abmessungen und Stäbe verschiedensten Querschnitts zu liefern imstande war. Und so sehen wir in den Erzeugnissen der damaligen Kunstschmiede das von Hand ausgeschmiedete Rundeisen und das Rankenwerk als fast ausschließliche, überwiegende Bestandteile.

Abb. 496 gibt als ein Zeugnis der schon damals auf hoher Stufe stehenden Kunstfertigkeit die aus dem Jahre 1611 stammende Gittertür der Bünaukapelle

der Kirche in Lauenstein in Sachsen.

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Als Gegenstücke, welche der neuesten Zeit angehören, bringt die Abb. 495

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Abb. 499. Schmiedeisernes Gittertor aus der ersten Hälfte des achtzehnten Jahrhunderts.

einige Erzeug-nissedes„Schlan-genschmieds von Welsberg" Peter Dörner. Das Hauptmotiv dieses der Jetztzeit angehörigen Künstlers bildet der Schlangenleib. Auch unsere Abb. 497 und 498 stellen Erzeugnisse unserer modernen Schmiedekunst dar, und zwar in Ausführungen von K. König in München nach Entwürfen von Richard Riemer-schmid in München. Eine wesentliche Förderung erfuhren die Kunstschmiede, als es gelang,

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Joly-Trepve mit Kunstschmiedegeländer in emem Warenhaus.

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vierkantige quadratische Stäbe aus flach ausgeschmiedeteu breiten Schienen auszuschneiden und in Walzwerken zu glätten. Diese Technik blühte besonders in Belgien und befruchtete alsbald das französische Kunsthandwerk, das dank der Prachtliebe seiner Könige und Edelleute reiche Gelegenheit fand, sich zu betätigen. Unsere Abb. 499 bringt als klassisches Beispiel der Kunstfertigkeit der französischen Schmiede der ersten Hälfte des achtzehnten Jahrhunderts das schmiedeiserne Gittertor des erzbischöflichen Palais zu Sens.

Unsere Kunstbeilage stellt eine höchst graziöse und doch überaus sichere eiserne Treppe des Eisenwerks Joly in Wittenberg dar.

Je weiter sich die Technik des Walzens entwickelte, umsomehr trug sie zur Vollendung der Technik der Kunstschmiede bei. In letzter Linie sind aber alle die herrlichen Erzeugnisse des Kunstschmiedes abhängig von dessen individueller Begabung, die dann in der Beherrschung des spröden Stoffes zum sichtbaren Ausdruck gelangt. Bei dem von uns bereits genannten Schlangenschmied von Welsberg ist auf eigenartige Weise durch einen Zufall der Sinn für künstlerische Ausgestaltung des Eisens geweckt worden, nämlich dadurch, daß ein Bauer ihm einen alten „Pfannknecht", ein Gestell, das am Herde aufgestellt wird, um Pfannen und Töpfe zu tragen, zur Reparatur brachte. Mit unermüdlicher Ausdauer glühte, klopfte und bog Peter Dörner an Probestäben so lange, bis er endlich darauf kam, wie der alte Meister das Eisen behandelt haben mußte. Allgemein gültige Regeln lassen sich hier nicht geben, hier muß vielmehr der göttliche Funke, der in der Brust des Künstlers ruht, die Glut des Schmiedefeuers ergänzen und in die richtigen Bahnen lenken.

IV.

Oie fDetallindujtrie im Leben der Völker.

Von Seh. Itegierungsrat fDax Seitel.

In den vorhergehenden Kapiteln mit ihren zahlreichen Unterabschnitten haben wir die Entwicklung dargelegt, welche die Metallindustrie unter der Führung gottbegnadeter Geister, die die Forderungen ihrer Zeit erkannten und dieser vorauseilten, zurückgelegt hat.

Wiederholt ist hier und da bereits an geeigneter Stelle hervorgehoben worden, welche bahnbrechenden Erfolge die eine oder die andere grundlegende Neuerung auf dem Gebiete der Gewinnung und der Verarbeitung der Metalle gezeitigt hat. Diese Angaben beschränkten sich aber auf einen kleinen Kreis, nur auf das gerade besprochene engere Gebiet erfinderischer und gewerblicher Tätigkeit.

Der Zweck der folgenden Zeilen ist, in Ergänzung jener Angaben z u-sam men fassend die hohe Bedeutung zu würdigen und darzutun, welche die auf dem weiten Gebiete der Metallindustrie errungenen technischen Erfolge für die übrigen Zweige der Technik und das Leben der Völker besitzen.

Diese Erfolge verkörpern sich nicht nur in der Tatsache, daß die die Metallindustrie mit Erfolg betreibenden Völker die übrigen Völker an Kultur und

Wohlstand weit überragen, sondern auch in einer tiefgreifende;! Veränderung der zwischen den einzelnen Völkern bestehenden handelspolitischen Verhältnisse.

Nun liegt die Frage sehr nahe, ob denn nicht auch andere Zweige der Technik, andere Arten der Nutzbarmachung der von der gütigen Mutter Natur uns zur Verfügung gestellten Rohstoffe gleichermaßen einen Anspruch auf Würdigung ihrer Leistungen haben.

Diese Frage ist zu Gunsten der Metallindustrie zu verneinen.

Wohl kann das den Erdball umspannende Schienennetz sich rühmen, die Völker der Erde einander genähert und zu friedlichem Wettkampf vereint zu haben, die Schranken, welche die Ströme und Gebirge errichtet hatten, beseitigt zu haben. Wohl kann die Buchdruckerkunst, die edle „schwarze Kunst", für sich das Verdienst in Anspruch nehmen, eine der größten Wohltäterinnen der Menschheit geworden zu sein, indem sie die Niederlegung und den Austausch der geistigen Errungenschaften ermöglichte. Noch zahlreiche andere Zweige der Technik, deren Siegeslauf dieses Buch schildert, können in ähnlichem Maße Anspruch auf Anerkennung erheben. Keiner aber derselben kommt an Bedeutung der Metallindustrie gleich und sie alle stehen in letzter Linie auf den Schultern dieses besonderen Zweiges der Technik und sind von diesem zum Teil erst ins Leben gerufen und ohne ihn überhaupt nicht denkbar.

Kapp sagt in seinen „Grundlinien einer Philosophie der Technik" treffend: „Hammer, Beil, Messer, Meißel, Bohrer, Säge, Zange sind primitive Werkzeuge, gewissermaßen die ,Werk-Werkzeuge', die u r-erstenBegründerderstaatlichenGesellschaftundihrer Kultur." Welchem Zweige der Technik verdanken wir aber die Ausbildung dieser Werkzeuge zu demjenigen Grade der Vollendung, der den Stolz der Gegenwart und die Grundlage unserer gesamten gewerblichen Tätigkeit bildet? Welcher Stoff kommt für die Herstellung derselben überhaupt noch in Betracht außer den Metallen? Welcher Technik verdanken wir diese „Werk-Werkzeuge"? Der Technik der Gewinnung und Verarbeitung der Metalle, die wir füglich als die „Technik der Techniken" benennen können.

Die Ahnenreihe der von dem Menschen für die Schaffung seiner Werkzeuge benutzten Stoffe beginnt mit dem Holz und setzt sich dann in dem Horn und den Knochen der Tiere fort, um über den Stein hinaus in der Bronze und im Eisen und Stahl zu enden, im Eisen und Stahl, denen kaum noch ein anderer Stoff zu widerstehen vermag.

So erscheint es denn wohl gerechtfertigt, am Schlüsse des den Siegeslauf der Metallindustrie kündenden Kapitels einen Rückblick und einen Ausblick zu halten über das, was die Menschheit aus der Entwicklung der Metallindustrie im Lauf der Jahrhunderte gewonnen hat und täglich noch gewinnt.

Daß uns die Verwertung der edlen Eigenschaften der Metalle das moderne Werkzeug, und zwar das Werkzeug, wie es sein muß, soll es gewerblich verwertbare Produkte erzielen, gebracht hat, haben wir soeben gesehen. Ein Schritt nur trennt uns von der Maschine. Auch diese ist in ihren zahl-

losen im Dienste der Kultur stehenden Ausgestaltungen ein Kiitd der Metallindustrie, ohue diese nicht denkbar.

Als ein Maßstab für die erhöhte Bedeutung, welche die Maschine nach der Erfindung der Dampfmaschine gewann, kann die Behandlung dienen, welche technische Einrichtungen in der Karikatur fanden. Die Erwartungen wurden immer höher und höher gespannt und forderten in ihrer Übertreibung die Reaktion in Gestalt der Karikatur heraus. Unsere Abb. 500 gibt nach Feldhaus eine auf die Überschätzung der Dampfmaschine gemünzte humorvolle Karikatur wieder.

Den Laien wird es in Erstaunen versetzen, wenn wir ihm mitteilen, daß „die Maschine" dasselbe Schicksal hat, wie „die Erfindung", von der wir auf Seite 6 dieses Bandes berichteten, daß sie bislang noch keine allgemein befriedigende Definition ihres Begriffes gefunden habe. Es möge uns gestattet sein, einige der von hervorragenden Gelehrten und Fachleuten gegebenen Erklärungen des Begriffs „Maschine" hier folgen zu lassen.

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Die Umwandlung der Werkzeuge in Maschinen vollzog sich in durchschlagendem Maße gegen die Wende des achtzehnten und neunzehnten Jahrhunderts, als die Dampfmaschine ihren Siegeszug begann.

Abb. 500. Mäuse fangende Dampfmaschine.

Aus dieser Zeit stammt folgende Erklärung des Begriffs „Maschine" und zwar ist dieselbe in der im Jahre 1802 von Krünitz herausgegebenen ökonomisch-technologischen Enzyklopädie gegeben: „Maschine, aus dem Französischen ,Machine' und dies aus dem Lateinischen ,Machina‘, bedeutet eigentlich ein jedes künstliches zusammengesetztes Ding ohne Leben oder eigene Bewegung. In engerer Bedeutung, ein solches zusammen-gesetztes Ding, eine Absicht durch dasselbe zu erreichen; ein Werkzeug, zum Beispiel die Tabacksmaschine zum Tabackrauchen, wo der Rauch, ehe man ihn in den Mund bekommt, erst durch reines Wasser geht, die Teemaschine u. s. w. In einer anderen Einschränkung ist die Maschine ein künstlich zusammengesetztes und mit einer obgleich nicht eigenen Bewegung versehenes Ding. Das Weltgebäude, eine Uhr und so fort sind dergleichen Maschinen..."

Eine Fußnote besagt dann noch wörtlich: Herr Adelung merkt noch an: „Da die Zusammensetzung und die darin gegründete Bewegung in diesem Worte der herrschende Begriff ist, so siehet man bald, daß das lateinische Machina mit allen seinen griechischen Ahnen ein Seitenverwandter von unserem Zeitwort machen ist, sofern es verbinden und sich bewegen bedeutet."

Poppe definiert in seinem im Jahre 1819 herausgegebenen technologischen Lexikon die Maschine wie folgt: „Maschinen heißen alle diejenigen Vorrichtungen, wodurch wir vorteilhafte Bewegungen hervorzubringen imstande sind."

Nach R e u l e a u x ist eine Maschine eine Verbindung von widerstandsfähigen Körpern, welche so eingerichtet ist, daß mittels ihrer mechanische Naturkräfte genötigt werden können, unter bestimmten Bewegungen zu wirken.

Beck definiert die Maschine wie folgt: „Eine Maschine ist eine künstliche Verbindung widerstandsfähiger Körper, welche zur Verrichtung einer bestimmten mechanisch-technischen Arbeit dient und zu diesem Zweck so eingerichtet ist, daß durch sie mechanische Kräfte genötigt werden können, unter bestimmten Bewegungen zu wirken."

Nach v o n H o y e r ist die Maschine eine Verbindung von Körpern, welche mit bestimmter gegenseitiger Beweglichkeit ausgestattet sind und durch Aufnahme motorischer Kraft zu bestimmten mechanischen Arbeitsleistungen befähigt werden.

Budde sagt in seiner „Allgemeinen Mechanik" (1891): „Maschinen sind Vorrichtungen, welche einem Punkt, einer Linie u. s. w. zweckmäßige Bewegungen vorschreiben, mit anderen Worten: Maschinen sind physische Mittel zum Vorschreiben von Bedingungen."

Das Deutsche Wörterbuch von Sanders (1863) gibt folgende Erklärung des Begriffs „Maschine": „Eine Vorrichtung, ein Werkzeug, namentlich ein zusammengesetztes künstliches Werk, wodurch etwas hervorgebracht wird, was ohne solche Anwendung nicht, oder doch nicht so sicher, so leicht, so geschwind möglich wäre — im engsten technischen Sinne solche Vorrichtung nur, insofern damit eine Bewegung, Kraft und Zeit sparend, hervorgebracht wird."

Meyers Konversationslexikon hat die Reuleauxsche Begriffsbestimmung angenommen.

B r o ck h a u s' und Pierers Lexika geben andere Definitionen. Ersteres versteht unter Maschine jede Vorrichtung, welche die Übertragung der Wirkung einer Kraft vermittelt. Letzteres bezeichnet als Maschinen solche Vorrichtungen, mit welchen Bewegungen, das ist eine Ortsveränderung oder eine Gestaltsveränderung, an einem Körper hervorgebracht, also überhaupt eine Arbeit oder eine mechanische Leistung vollbracht wird. Hiermit wollen wir diese kleine Blumenlese der Definition eines unser modernes Leben beherrschenden, an Wichtigkeit und Vielseitigkeit kaum von einem zweiten Gegenstände erreichten Begriffes beschließen.

Wiederholt ist bei der Besprechung einzelner Maschinen das Verhältnis des Menschen zu der Maschine gewürdigt worden. Der Kampf der Meinungen darüber, welcher Art der Einfluß sei, den die Einführung der Maschine auf die Menschheit gehabt hat, ist bis auf den heutigen Tag noch nicht mit Einstimmigkeit entschieden. Von den ersten Tagen an, wo die Maschine ihren Siegeszug begann, haben berufene und unberufene Federn über diesen Gegenstand langatmige Abhandlungen geschrieben. Zunächst befiel weiteste Kreise die Furcht, daß Tausende fleißiger Hände durch die billigere, schnellere und gleichmäßigere Maschinenarbeit beschäftigungslos werden würden.

Schon Montesquieu hatte, bevor man von dem Beginn des Zeitalters der Maschinen sprechen konnte, in seinem im Jahre 1748 erschienenen „Esprit des Loix“ sich wie folgt vernehmen lassen: „Die Maschinen, deren Gegenstand darauf abzielt, Kunst und Mühe abzukürzen, sind nicht immer nützlich. Wenn das Werk, das die Fabrik verfertigt, schon einen geringen Preis gilt und derselbe sowohl demjenigen, der die Ware gemacht hat, als dem, der sie kauft, zuträglich ist, auch beide ihre Rechnung dabei finden, so würden die Maschinen, welche die Handarbeit ersparten oder die Zahl der Arbeiter verringerten, nicht anders als schädlich sein; denn man würde vielen Händen die Beschäftigung entziehen, viele Leute außer Verdienst und Brot bringen."

Ein warmer und begeisterter Vorkämpfer erstand der Maschine in der Person I. C. S ch e d e l s. Mit Recht wies dieser schon gegen Ende des achtzehnten Jahrhunderts auf die Erfahrungen hin, welche man in England und auch in Deutschland, hier besonders in der Umgegend von Elberfeld, gemacht hatte. Im Jahrgang 1795 des „Journals für Fabrik, Manufaktur u. s. w." ließ er sich wie folgt aus: „Das Mehrste, so hier (in Elberfeld und Barmen) zu sehen ist, kam erst durch die Fabriken hinzu und diese Anstalten haben ihren Wohlstand, ihre Ausnahme künstlichen Maschinen zu danken. Ich sehe also diesen neuerschaffenen Ort als einen redenden Beweis an, daß unbesonnene Menschenfreunde sehr irren, wenn sie Maschinen aus dem Grunde verwerfen, weil sie Menschen das Brot entziehen sollen. Hier fanden dies Brot nun tausend Menschen, deren kaum hundert von einer Arbeit leben könnten, welche nur erst Maschinen so erheblich, als sie der-mahlen ist, gemacht haben. .. . Man nehme den Fabriken heute ihre Maschinen und morgen sind die Tausende brotlos, die Produkte verschwinden mit den Maschinen unddieGegendwirdsicherwie-derum zu einer menschenleeren Wüsteney."

Ein nicht minder begeisterter Vorkämpfer der Maschine war C a r l y l e: „Hast du einmal," so ruft er aus, „mit gesunden Ohren das Erwachen Manchesters am Montagmorgen, Schlag halb sechs Uhr gehört? — Das Losstürmen seiner tausend Fabriken, wie das Dröhnen der Flut im Atlantischen Ozean; das Summen von zehntausend mal zehntausend Spulen und Spindeln --es ist vielleicht, wenn du es richtig verstehst, erhaben wie ein

Niagarafall oder noch erhabener".

Hiermit verlassen wir das Verhältnis der Metallindustrie zu der Maschinentechnik und begnügen uns mit der Feststellung, daß alle die aus dem Schoße der Erde ans Tageslicht geförderten Metalle vereint dazu beitrugen, die Maschinentechnik auf diejenige Höhe zu bringen, welche die Maschine zur

Beherrscherin und Wohltäterin unseres Zeitalters gemacht hat. Unter allen Metallen aber steht an führender Stelle das starke Geschwisterpaar Stahl und Eisen.

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Abb. 501. Das Kollegium Karolinum zu Braunschweig in seiner ältesten Gestalt.

Bevor wir uns einer weiteren Würdigung der Metallindustrie zuwenden, wollen wir noch einige interessante Folgeerscheinungen schildern, die sich an den Beginn des Zeitalters der Maschine anknüpfen. Den Vorsprung, den England durch seinen Reichtum an Kohlen und Eisen vor den Ländern des Kontinents hatte und auf den wir noch näher eingehen werden, konnte von diesen nur dadurch eingeholt werden, daß Pflanzstätten technischer Bildung, die Vorläufer der heutigen technischen Hochschulen, errichtet wurden.

Der Ruhm, die ä l t e st e technische Hochschule der Welt zu sein, gebührt der „Carolo-Wilhelmina", der Herzoglicher: technischen Hochschule zu B r a u n s ch w e i g, die bereits im Jahre 1745 durch den feinsinnigen Herzog Karl, den Schwager Friedrichs des Großen, errichtet wurde. Unsere Abb. 501 und 502 geben zwei Ansichten dieser Hochschule in ihrer ältester: Gestalt. Der eigentliche Begründer dieser

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ältesten Bildungs-|| statte der Jünger der je Technik war der geist-I reiche Abt I e r u s a-|| lern, dessen Sohn als 8 junger Rechtsbeflis-gS jener zu Wetzlar frei» lg willig aus dem Leben H schied und Goethe als B Vorbild zu „Werthers I Leiden" diente. Als 1 Beispiel für den wei-■ ter: Blick Jerusalems I lassen wir hier einige Stellen aus den: Be-8 richt folgen, den er 3166.502. Hofraum des Kollegium Karolinum zu Braunschweig. ar: der: Herzog Karl

richtete, als er den Auftrag erhalten hatte, für die neuartige Lehranstalt einen Platt zu entwerfen.

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Abb. 503. Die technische Hochschule zu Danzig.

„Das Publikum," so führt Jerusalem aus, „hat einmal gewissen Wissenschaften besondere Vorzüge eingeräumt; und wir Gelehrten, die wir diesen wichtigen Ehrentitel uns dadurch erworben haben, sind seit undenklichen Jahren in dem Besitze, uns einbilden zu dürfen, als wenn wir allein die Stützen der menschlichen Gesellschaft wären und daß außer unseren vier Fakultäten weder Heil noch Vernunft zu suchen sei. Wir behalten aber Ehre genug, wenn wir gleich unseren Nächsten, die in anderen Ständen leben, einen Teil, und wenn es auch die Hälfte wäre, davon überlassen. Diejenigen, welche in den größten Welthändeln der Welt nutzen, die mit Einrichtung gemeinnütziger Anstalten, der Handlung, der Verbesserung der Naturalien, Vermehrung des Gewerbes und der Haushaltung, das ist die Landwirtschaft umgehen, d i e s i ch a u f m e ch a n i s ch e K ü n st e l e g e n, diezuWasser und zu Lande, über und unter der Erde das gemeine Beste suchen, machen einen ebenso wichtigen Teil des gemeinen Wesens als die Gelehrten aus. Und

dennoch hat man bei allen Unkosten, die man auf die Einrichtung der Schulen und Akademien verwandt hat, für diese bisher so wenig und oft gar nicht gesorgt."

Nach den von Jerusalem angegebenen Grundsätzen entstand dann zu Braunschweig das Kollegium Karolinum als die erste Anstalt, die eine solche Ausbildung gewährte, die nicht auf Grund der alten Fakultätsstudien erlangt werden konnte. Sie wurde mit drei Studierenden eröffnet. Die Namen dieser ersten der technischen Wissenschaften Beflissenen waren: August Wilhelm Hassel aus Wolfenbüttel, Justus Ludwig Daniel Lambrecht aus Jerxheim und Friedrich Christian Ludolph von Hammerstein aus dem Stift Osnabrück.

B e i r e i s, der bekannte „Magus von Helmstedt", widmete dem im Jahre 1780 aus einem gesegneten Leben abberufenen Herzog Karl eine Kantate, in der folgende Strophen sich auf die Gründung der ersten technischen Hochschule beziehen:

Weint verwaiste Länder, weinet!

Euer Titus ist entseelt,

Fürst und Menschenfreund vereinet,

Eilt in ihm zur Sternenwelt.

Und Du, die seinen Namen führt,

Die Er beglückt,

Mit neuem Licht,

Und neuem Ruhm geschmückt,

Und Ewigkeit Dir gab, wie seh' ich Dich gerührt;

O Julie*), verlassene Caroline**),

Wie trübt der Kummer Deine Miene.

Dem Blick des Denkers, der mit Newtons Kraft

Nach Wahrheit forscht, sekst ich des Kummers Quell entfließen,

Karls kräftiger Wink Reizt ihn, daß er schon früh Den steilen Pfad Zur Weisheit ging.

*) Die Universität Helmstedt.

**) Das Kollegium Karolinum.

Als weitere polytechnische Lehranstalten solgten dann später: die Wiener Realakademie (1770), die Ecole polytechnique zu Paris (1795), die Bauakademie zu Berlin (1799). Als jüngste in der Reihe steht die Königliche technische Hochschule zu Danzig (Abb. 503).

Allmählich entwickelte sich an den technischen Hochschulen eine Wissenschaft der technischen Fächer, die die sichere Grundlage schuf für eine gedeihliche Ausgestaltung der Praxis.

Für die Metallindustrie war von besonderer Bedeutung die Ausgestaltung der Materialprüfung. Die Festigkeitslehre, das ist die Lehre von der Beanspruchung der Konstruktionen des Maschinenbaus und der Jngenieurkunst, war alsbald sehr weit vorgeschritten, es fehlte ihr aber noch die sichere Grundlage für die Praxis, nämlich die Kenntnis dessen, was die Konstruktionsmaterialien, in erster Linie Eisen und Stahl, tatsächlich zu leisten und zu ertragen vermochten. Nachdem zunächst Wühler mit praktischen Versuchen vorgegangen war, errichtete gegen Ende der Sechzigerjahre des neunzehnten Jahrhunderts Bauschingerin München die erste Materialprüfungsanstalt, die für viele ihresgleichen vorbildlich geworden ist. Zwar hatte man das Eisen bereits in erheblichem Umfang als Baumaterial zum Beispiel int Brückenbau eingeführt. Eine durchgreifende Umgestaltung im Bauwesen zu Gunsten des Eisens war aber erst dann möglich, als die Wissenschaft und die Materialprüfung Hand in Hand arbeiteten und Gewißheit gaben über den Verlauf der Kräfte in den einzelnen Konstmktionsgliedern und über die Fähigkeit des Eisens, diesen Kräften zu genügen. Als erster erheblicher Schritt auf dem Gebiete des Hochbaues ist der Bau der von Sir Joseph Paxton entworfenen Halle der Londoner Ausstellung des Jahres 1851 anzusehen, des jetzigen Kristallpalasts, der in Abb. 504 wiedergegeben ist.

Die Entwicklung der Metallindustrie ist auch auf dem Gebiet der Gesetzgebung die Urheberin einschneidender bedeutungsvollster Maßnahmen gewesen. Wir nennen hier den Patentschutz und den Fabrikmarkenoder, wie die offizielle Bezeichnung jetzt lautet, den Warenzeichenschutz. Besonders der letztere Zweig $ der modernen Ge- 8 setzgebung ist in j Deutschland durch I die Metallindustrie, speziell die Eisenindustrie,ins Leben ■ gerufen worden. I Wie wir in der I Einleitung bereits I angegeben haben, ist England der- 1 jenige Staat, der

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Abb. 504. Der Kristallpalast in London.

zuerst ein gesetzlich geregeltes Patentwesen schuf und hierdurch den Erfinder in den Stand setzte, die Früchte seiner Tätigkeit vor unbefugter Nachahmung zu schützen und seine Ideen weiter auszugestalten. Es geschah dies im Jahre 1623, und wenn wir die geringe Zahl der anfangs erteilten Patente einer Musterung unterwerfen, so fällt uns eine verhältnismäßig große Zahl der auf die Gewinnung und die Verarbeitung der Metalle gerichteten Schutzbriefe auf. Schon vor jener gesetzlichen Festlegung des Patentwesens gehörte die Gewährung von Monopolen von alters her nach gemeinem Recht (common law) zu den Rechten der Krone. Der Name „Patent" rührt von der offenen Form der mit dem großen Siegel versehenen Urkunden (literae patentes) her. Nach Damme stammt das älteste bekannte Patent aus König Eduards III. (1327 bis 1377) Zeit und galt der Auffindung des „Steins der Weisen". Das britische Patentamt hat eine Drucklegung alter Patente, beginnend mit dem Jahre 1617, bewirkt und wir begegnen hier bereits unter Nummer 4 einem Patent, das am 3. November 1617 dem Engländer Wolfen und dem Deutschen Miller auf eine Flüssigkeit zum Schutze von Waffen und Rüstungen erteilt wurde. Auch das folgende Patent (es datiert vom 11. Januar 1617), das einem gewissen Murraye erteilt wurde, gehört der Metallindustrie an und bezieht sich auf die Herstellung von Schwertern, Rapieren u. s. w. Hier wird in der Patenturkunde besonders hervorgehoben, daß das Patent geeignet sei, England in Bezug auf die Waffenfabrikation vom Auslande unabhängig zu machen, zumal England über die erforderlichen Rohstoffe in ausreichendem Maße verfüge. Das nicht weniger als acht Inhaber (St. John, Mompesson, Ayloffe, Powell, Vaughan, Pruthero, Stubben und Grundy) zählende Patent Nummer 15 vom 25. April 1620 befaßte sich mit der Verwendung der Steinkohle

oder anderer Kohlen zum Schmelzen von Erzen und zur Bearbeitung von Metallen. Unter dem 22. Februar 1621 erhielt der auf Seite 40 bereits erwähnte Dudley ein Patent auf den Ersatz der Holzkohle durch Steinkohle bei der Herstellung von Roheisen in Gebläseöfen. Die Zahl der auf die Metallindustrie entfallenden ältesten englischen Patente ist verhältnismäßig sehr erheblich, denn die Zahl der anfangs erteilten Patente war, wie bereits erwähnt ist, eine außerordentlich geringe; sie betrug im Jahre 1614 vier, 1618 sechs, 1619 fünf, 1620 zwei, 1621 zwei.

Nach diesem Ausflug in die Vergangenheit wollen wir uns mit kühnem Schwung in die Gegenwart versetzen und die große Rolle, die die Metallindustrie im modernen Patentwesen spielt, an der Hand der Statistik des deutschen Patentamtes darlegen. Wir wollen hier nur die unmittelbar mit der Metallindustrie im engeren Sinn in Beziehung stehenden Patentklassen berücksichtigen, nämlich Klasse 7: Blech-, Röhren-, Drahterzeugung und -bear-beitung, sowie Walzwerke aller Art; Klasse 18: Eisenhüttenwesen; Klasse 31: Gießerei, einschließlich der zugehörigen Formerei; Klasse 40: Hüttenwesen, Legierungen (außer Eisenhüttenwesen); Klasse48: Chemische Metallbearbeitung; Klasse 49: Mechanische Metallbearbeitung (außer Blech-, Röhren- und Drahtbearbeitung und Walzwerken). Seit dem Bestehen des gesetzlichen Patentschutzes im Deutschen Reiche, also seit dem Jahre 1877, sind bis zum Schlüsse des Jahres 1907 Patente in folgender Anzahl erteilt: in Klasse 7: 1521; in Klasse 18: 857; in Klasse 31: 1118; in Klasse 40: 1200; in Klasse 48 : 554; in Klasse 49: 6690, so daß also auf die Metallindustrie im engeren Sinne insgesamt 11 940 in Deutschland erteilte Patente entfallen. Die Gesamtzahl der in sämtlichen 89 Patentklassen erteilten deutschen Patente belief sich am Schlüsse des Jahres 1907 auf 194 525.

Einen besonders sicheren Maßstab für den Wert der Patente bietet die Feststellung, ob dieselben imstande gewesen sind, die Gebühren für die fünfzehnjährige Schutzfrist zu tragen. Dies ist bisher bei 2065 deutschen Patenten der Fall gewesen. Am stärksten ist hieran die Patentklasse 22, Farben, Firnisse, Lacke, Anstriche, Klebemittel, beteiligt gewesen und zwar mit 259 Patenten. An zweiter Stelle folgt dann aber schon die Klasse 49, mechanische Metallbearbeitung (außer Blech-, Röhren- und Drahtbearbeitung und Walzwerken), mit 133; die nächste in Betracht kommende Klasse ist die Elektrotechnik, die aber nur 84 Patente aufzuweisen hat, für die die Gebühr für das fünfzehnte Schutzjahr bezahlt wurde.

Ungleich wichtiger noch ist die Rolle, welche die Metallindustrie auf die Ausgestaltung der gesetzlichen Maßnahmen zum Schutze der Fabrikmarken oder Warenzeichen ausgeübt hat. Wer kennt nicht die drei ineinander geschlungenen Ringe der Firma Friedrich Krupp, die Zwillinge der Firma Henckels! Nach Tausenden zählen die alljährlich in den Kulturstaaten angemeldeten und in die Zeichenrollen eingetragenen Zeichen. Bis zum Ablauf des Jahres 1907 betrug die Zahl der in Deutschland seit dem Inkrafttreten des zuständigen Reichsgesetzes, seit dem 1. Oktober 1894, geschützten Fabrikmarken 104006.

Die Wiege des deutschen Zeichenschutzes hat in dem Bergischen Lande gestanden, in den Bezirken Cronenberg-Remscheid, Solingen und in der Grafschaft Mark, „wo der Märker Eisen reckt". Wohl waren im Altertum und unter der Herrschaft der mittelalterlichen Zünfte die sogenannten Meisterzeichen entweder üblich oder vorgeschrieben gewesen, die auf dem Kunstwerk oder der Ware angebracht wurden und mis den Meister hinwiesen, der sie geschaffen hatte. Mit dem Untergange der Zünfte aber fiel die alte Einrichtung des Meisterzeichens. „Nicht daß die Zeichen geradezu in Abgang gekommen wären," sagt Köhler in seinem „Recht des Markenschutzes", „aber sie entbehrten des Haltes der zünftigen Institutionen und sind daher vielfach als rechtlose Schemen im Verkehr herumgeirrt." Erst in den letzten Jahrzehnten hat sich ein den modernen Verhältnissen entsprechender Schutz entwickelt und dieser steht bei uns in Deutschland ans den Schultern von Anfängen, die die Metallindustrie hervorgerufen hat.

Am 5. Juli 1600 erließ der Landesherr des Bergischen Landes ein Handwerksprivileg für die „Senßenschmiede und die Senßen- und Stabschleiffer Handwerks-Verwandten".

Dieses Privilegium enthielt nach Roge unter anderem folgende den Fabrikmarkenschutz regelnde Bestimmungen:

„Zum Dreizehenden: Soll keiner einige Güter oder Waffen, es wären Senßen, Sichten, Schniedtmesser und anders ungezerchnet, Heerden (auf dem Schmiedeherd anfertigen, schmieden), Schleiffen oder auß dem Land führen, oder durch andere solches thun laßen.

Zum Vierzehenden: Soll kein Schmied, er schmiede sich selbst oder andern, mehr dann ein Zeichen haben, und auf das Gutt, so er selbst macht, sein selbst Zeichen schlagen, und sich keines anderen Zeichens gebrauchen. Dahe aber Jemand mehr als ein Zeichen hätte, und hernegst eindencken würde, so andern unschädlich wäre, soll einem Jeden deren Zeichen in ein Ort Lands Ein, und kein mehr auf seine Güter zu schlagen zugelaßen seyn.

Zum Fünfzehenden: Soll auch keiner dem Andern seine Zeichen, es wäre gebrochen (mit Abänderungen) oder ungebrochen (ohne Abänderungen), zu nahe, oder nachschlagen, wie auch dasselbige biß dahero nicht bräuchlich gewesen. Jedoch dieweil die Zeichen von Alters her vor Erbgut gehalten werden, und der Elteste Sohn seines Vaters zeichen Erbt,'so soll den Jüngsten Söhnen, wie gleichfalls von Alters Herkommen, Ihres Vatters zeichen (So fern sie deßen sich nicht unter sich vergleichen können) mit Rath des Vogts (des Ob-manns des Handwerks) und darzu geordneter Männer, oder den Beamten an jedem Ort, da das vorfällt, in etwas zu brechen, und also unschädlich den andern zu gebrauchen, zugelaßen seyn."

Aus diesem über dreihundert Jahre alten Privilegium hat sich allmählich das deutsche Warenzeichenwesen entwickelt, das gegenwärtig nach den Vorschriften des am 1. Oktober 1894 in Kraft getretenen Gesetzes zum Schutze der Warenzeichen vom 12. Mai 1894 gehandhabt wird.

Jir welch hohem Maße der Industrielle und Kaufmann der Metall-

branche von den Bestimmungen dieses Gesetzes Gebrauch macht, beweist die Tatsache, daß seit dem Inkrafttreten des eben genannten Gesetzes bis zum Ablauf des Jahres 1907, also innerhalb dreizehn bis vierzehn Jahren, in Deutschland 32 715 für Metallwaren bestimmte Zeichen zur Eintragung in die Zeichenrolle bei dem Patentamt angemeldet worden sind.

Es liegt nahe, daß die Gewinnung und Verarbeitung der Metalle, insbesondere die Darstellung von Eisen und Stahl, mit der Zunahme des Verkehrs und mit der Vervollkommnung der Technik den Gegenstand des angestrengtesten Wettbewerbs der Völker bilden mußte. Begünstigt durch den Reichtum seiner natürlichen Bodenschätze, war England von Haus aus das Eisenland par excellence. Zu einer Zeit, wo bei uns in Deutschland, abgesehen von einigen Gegenden, von einer Eisenindustrie im heutigen Sinne keine Rede war, waren in England bereits weite Distrikte zu Zentren der Eisenindustrie geworden. Es ist von hohem Interesse, einmal einen vergleichenden Rückblick auf die Eisen- und Stahlindustrien Deutschlands und Englands zu werfen, wie dieselben sich bis zum Ansang des achtzehnten Jahrhunderts entwickelt hatten. Zu jener Zeit unternahm der Lizentiat der Rechte Philipp Andreas Nemnich mehrfache Reisen durch die Industriegebiete Deutschlands und Englands. Nemnich verfügte über eine scharfe Beobachtungsgabe und plastische Ausdrucksweise und hat seine für die Beurteilung der damaligen Metallindustrie hoch bedeutsamen Eindrücke in mehreren Werken niedergelegt. Insgesamt ist er zweimal in England gewesen, nämlich in den Jahren 1799 und 1805. Aus der der letzteren Reise gewidmeten Beschreibung entnehmen wir folgende auf die Metallindustrie Englands charakteristische Schlaglichter werfende Angaben, denen wir dann zum Vergleich einiges aus den Eindrücken folgen lassen werden, die Nemnich drei Jahre später auf einer durch das westliche Deutschland unternommenen Reise empfing.

Trotz der finanziellen Depression, die damals über England lagerte, überragte doch England an industrieller Entwicklung bei weitem alle übrigen Staaten der Welt. Für das Jahr 1806 hatte das Ministerium Pitt die Staatseinnahmen auf 54 Millionen Pfund Sterling berechnet, denen an Ausgaben 70 Millionen Pfund Sterling gegenüberstanden. Da Napoleon den Engländern weder auf dem Meere, noch in Ägypten hatte etwas anhaben können, so hatte er durch Dekret vom 20. Juni 1803 die sogenannte Kontinentalsperre verhängt und den englischen Handel zu einem erheblichen Teil lahmgelegt. Nichtsdestoweniger produzierte England int Jahre 1805 250 000 Tonnen Eisen; die Zahl der von der Eisenindustrie lebenden Menschen wurde auf 300000 bis 400 000 geschätzt.

Die Dampfmaschine erfreute sich bereits des Zutrauens der industriellen Kreise und man schätzte die durch deren Einführung der britischen Nation erwachsende Kapitalersparnis gegenüber früher aus täglich 75000 Pfund Sterling.

Nebenbei möge hier bemerkt werden, daß einen wesentlichen Faktor für

die Machtstellung von Englands Handel tmö Industrie die seit dem Jahre 1694 bestehende Bank von England bildete, ein Institut, dem man in dem politisch zerstückelten Deutschland nichts Ähnliches gegenüberstellen konnte. Auch der in England bestehende Patentschutz wirkte überaus belebend und aneifernd auf die Industrie.

In Cornwall zählte man im Jahre 1805 gegen hundert Zinnbergwerke verschiedenster Größe; der Wert der Produktion an Zinn belief sich auf 270 000 Pfund Sterling jährlich. Die Gewinnung von Kupfer wurde ebenfalls in etwa hundert Bergwerken betrieben und brachte im Jahre 1802 einen Ertrag von 447 843 Pfund Sterling. In diesen Bergwerken fanden sich zahlreiche Dampfmaschinen im Betriebe, in Cornwall allein deren dreißig in den Kupferbergwerken. Von der Zinn- und Kupferindustrie Cornwalls waren 60 000 Menschen abhängig.

Unter den durch ihren Reichtum an Steinkohlen und Eisenerzen schnell emporgeblühten Ortschaften stand Merthyr-Tydvil an erster Linie, das wöchentlich 400 Tonnen Gußeisen und jährlich über 20 000 Tonnen Eisen in Stangen und Platten lieferte. Interessant ist die Beschreibung, welche Nemnich von der Boultonschen Maschinenfabrik in Soho, der Wiege der Dampfmaschine, macht. Während aber Nemnich bei seiner ersten Reise, im Jahre 1799, in die Fabrik hineingelassen wurde, verwehrte man ihm im Jahre 1805 den Eintritt, da eines der wichtigsten der Fabrik gehörigen Patente abgelaufen war und dessen Gegenstand nunmehr den Augen Unberufener entzogen bleiben mußte. Soho war noch in den Sechzigerjahren des achtzehnten Jahrhunderts ein mit Heide bewachsener Hügel gewesen, auf dessen Spitze die Hütte eines Kaninchenwärters stand. Jetzt aber war durch „Kunst, Geschmack und Industrie" dies alles in eine der angenehmsten Gegenden verwandelt. „Auf der einen Seite des Hügels sieht man einen schönen Garten, Gehölze, freie Plätze und Wasser; und auf der anderen Seite stehen schöne große Fabrikgebäude, wo über sechshundert Menschen mit mancherlei Arbeit beschäftigt sind. Ein nahe dabei befindlicher Teich, nach einem großen Wasserrade hingeleitet, teilt einer außerordentlichen Menge von verschiedenen Werkzeugen die erforderliche Bewegung mit". B o n l t o n, der Schöpfer dieses „Musters einer bis zum höchsten Grade der Vollkommenheit anzulegenden Fabrik", hatte im Jahre 1745 eine Methode des 'Härtens von Stahl erfunden und fabrizierte mit Erfolg Schnallen, Knöpfe, Uhrketten u. s. w. Bezeichnend für die Vielseitigkeit der Boultonschen Fabrik ist, daß hier unter anderem auch ein mechanisches Verfahren, Gemälde in Ol zu kopieren, erfunden wurde. Mit JamesWatt kam Boulton in Berührung, als er mit einer Savery-schen Dampfmaschine schlechte Erfahrungen gemacht hatte; aus diesen Beziehungen entwickelte sich dann später zwischen diesen beiden in ihrer Art hervorragenden Männern ein Kompaniegeschäft. Ihre Dampfmaschinen wurden mit einer für die damalige Zeit erstaunlichen Akkuratesse und Genauigkeit gebaut und leisteten einen allgemein bewunderten Grad des Nutzeffekts.

Birmingham war erst in den letzten sechzig Jahren zur Blüte gelangt

und betrieb besonders die Fabrikation metallener Knöpfe, Schnallen und Messingwaren, plattierter Arbeiten, lackierter Blechwaren (Japanese Goods), Bijouteriewaren, von Gewehren und Werkzeugen. Ein Fabrikant namens John Taylor fabrizierte allein wöchentlich für 800 Pfund Sterling Metallknöpfe. Shef-fielt) war schon am Ende des dreizehnten Jahrhunderts durch seine Schmiedewaren, insbesondere Waffen, berühmt. Hier hatte man, um tunlichst wohlfeil produzieren zu können, die Dampfmaschine ebenfalls irrt weitesten Umfang in Gebrauch genommen. Unter den verschiedenen in Sheffield erzeugten Stahlsorten führte eine den Namen „German Steel“. Das Verfahren, nach welchem dieser Stahl hergestellt wurde, stammte von einem Deutschen namens Bertram, der, aus der Grafschaft Mark stammend, vor etwa achtzig Jahren durch einen Schiffbruch nach Newcastle verschlagen war. Wenige Jahre vor Nemnichs Besuch, irrt Jahre 1798, wäre die Sheffielder Messerwarenindustrie beinahe in Mißkredit geraten. Man stellte nämlich plötzlich zahlreiche Gegenstände, wie Tischmesser, Gabeln, Rasiermesser, statt aus Stahl aus Gußeisen her, indem man sie einfach in Formen goß und dann polierte. Diese Waren, die man um die Hälfte wohlfeiler als Stahlartikel liefern konnte, erfuhren aber seitens des Publikums eine so allgemeine Ablehnung, daß man schleunigst wieder zu der alten soliden Methode zurückgreifen mußte. N e w c a st l e war bekannt durch seine gewaltigen Kohlenbergwerke, die insgesamt gegen 65 000 Menschen Beschäftigung boten.

Wir wollen mit diesen wenigen Hinweisen eines Zeitgenossen und Augenzeugen den kurzen anszugsweisen Überblick über Englands Metallindustrie am Beginn des neunzehnten Jahrhunderts schließen. Das Gesamtbild der englischen Industrie der damaligen Zeit können wir kurz dahin kennzeichnen, daß es trotz der Ungunst der politischen Verhältnisse Europas ein außerordentlich vorteilhaftes war. Das große mächtige England, im Besitze reicher Kolonien, schirmte mit Nachdruck, Energie und Rücksichtslosigkeit die Interessen von Handel und Industrie. Regierung und Volksvertretung waren jederzeit bereit, durch besondere Gesetze und Verordnungen hilfreich einzugreifen. Eine mächtige Kriegsflotte bahnte einer großen Handelsflotte die Wege über die Meere. Die geistige Tätigkeit des Erfinders genoß den Schutz der Gesetze. Aus alledem ergab sich ein geschulter Stab von Leitern technischer Unternehmungen und ein nicht minder geschultes Heer von Arbeitern, auf deren Heranbildung und Erziehung die anderen Völker noch jahrzehntelang Mühe und Kosten verwenden mußten. Um die Wichtigkeit dieses Umstandes zu illustrieren, möge hier angeführt werden, daß nach Schulze-Gävernitz für die Beaufsichtigung von tausend Spindeln in Bombay fünfundzwanzig Arbeiter, in England aber nur drei Arbeiter erforderlich sind; in so hohem Maße macht sich die höhere Erfahrung des Arbeiters praktisch geltend.

Wie überaus ungünstig gestaltete sich nun das Bild, das Nemnich von der deutschen Industrie entrollte, als er drei Jahre später eine Reise durch das westliche Deutschland unternahm! Das Deutsche Reich, das im Gegensatz zu dem nach außen hin einen einheitlichen Staat bildenden England in eine

Unzahl kleiner und kleinster Staaten zerstückelt gewesen war, hatte überhaupt aufgehört zu existieren. Preußens Macht war auf den Feldern von Jena zertrümmert. Die Ausfuhr war durch die Zollschranken und durch die Kontinentalsperre auf das äußerste erschwert. Und dennoch stand die deutsche Metallindustrie, insonderheit die Eisenindustrie Rheinlands und Westfalens auf einer Höhe, die deren Erzeugnissen trotz der fast übermächtigen Konkurrenz Englands einen schon damals lohnenden Absatz bis in die entferntesten Gegenden der Erde sicherte und das Morgenrot des im Laufe des neunzehnten Jahrhunderts sich vollziehenden gewaltigen Aufschwungs verkündete. Uber Rheinland und Westfalen waren eine große Anzahl von Hüttenwerken zerstreut. Größere Industriezentren waren das Lennetal mit seiner Stahlfabrikation, Olpe mit seiner Blechfabrikation und die ganze Grafschaft Mark. Die märkische Industrie verdankt außerordentlich viel dem damaligen Oberbergrat vom Stein, dem späteren berühmten Reorganisator Preußens. Unter ihm wurde unter anderem zuerst der Versuch gemacht, einen „englischen Kohlenweg", also eine Bergwerksbahn, zu bauen, und zwar von den Kohlengruben bei Dahlhausen nach der Ruhr. An Orten, welche wegen ihrer Eisenindustrie schon damals weit berühmt waren, sind außer den bereits erwähnten noch zu neunen: Lüdenscheid, Altena, Iserlohn, Solingen, Remscheid. Auch links des Rheins, bei Aachen und im Saargebiet, blühte ebenfalls eine ansehnliche Eisenindustrie. Eine höchst unheilvolle Wirkung äußerte damals das Zunftwesen auf die Entwicklung der Industrie. Dies stellt Nemnich besonders für Frankfurt a. M. fest und führt au, daß beispielsweise ein Wagenfabrikant dort nicht imstande gewesen wäre, „sich ein Korpus von Arbeitern zu halten, ohne fast mit allen Innungen in Händel zu gerathen"; er wäre gezwungen, seine zahlreichen Bedürfnisse von den ortsansässigen Schmieden, Schlossern, Schreinern, Gestellmachern, Riemern, Drehern, Lackierern u. s. w. anfertigen zu lassen, hierbei aber an Zeit verlieren, keinen Überblick haben und sich mit den Arbeiten begnügen müssen, wie sie ausfielen. In dem benachbarten Offenbach war von einem solchen Zwange nichts zu spüren und hier blühte schon damals eine sehr vielseitige und lohnende Industrie.

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Von der Intensität der damaligen industriellen Tätigkeit einzelner Gegenden Deutschlands kann man sich eine Vorstellung machen, wenn man bedenkt, daß der Fichtbach in der Gegend von Stolberg bei Aachen auf einer Strecke von zwei Stunden hundertfünfzig Räder als Mühlengetriebe, das ist zum Antrieb von Eisenhämmern, Glasfabriken und Tuchfabriken, aufwies. Rem-scheid war damals ein Dorf von ungefähr hundert Häusern; das etwa zwei bis drei Stunden Umfang habende Kirchspiel zählte an sechstausend Einwohner, deren einziger Erwerb in der Herstellung der sogenannten Rem-fcheider Waren: Sensen, Sägen, Feilen, Plantagengerät u. s. w., bestand. Diese gingen nach allen Gegenden der Erde, zu welchem Zwecke eine Anzahl der Remscheider Handlungshäuser eigene Niederlassungen in Nordamerika, namentlich in Neuyork, Baltimore, Philadelphia und Charleston, unterhielten; uußerdem ließen die Remscheider Häuser unausgesetzt die Länder Europas von

Siegeslauf der Technik. I.

Reisenden aufsuchen, die dabei auch sonstige deutsche Fabrikate, zum Beispiel sächsische Spitzen, Nürnberger Kurzwaren u. s. w., vertrieben. Die Steinkohlen mußten den Remscheider Jndustriestätten aus der Grafschaft Mark auf eine Entfernung von fünf bis sechs Stunden auf den schlechtesten Wegen zugeführt werden. Holzkohlen kamen aus der Nachbarschaft. Das Eisen würde aus Siegen und aus den Rheinischen Hütten bezogen, und zwar in Stangen, welche dann in den zahlreichen Remscheider Raffinierreckhämmern zum Gebrauch für die Kleinschmiede angemessen umgearbeitet wurden. Es wär dieses der Schauplatz der Tätigkeit des das Eisen reckenden Märkers, den Ernst Moritz Arndts „Was ist des Deutschen Vaterland" nennt. Nemnich rühmt die besondere Geschicklichkeit der Remscheider, die verschiedensten Rohstahlsorten so miteinander zu vermengen und zu verschweißen, daß sie für jedes Werkzeug besondere Qualitäten schufen. Es gab Messerstahl, Sensenstahl, Sägenstahl, Feilenstahl, Kutschfedernstahl u. s. w. Der feinste Stahl wär der für die Münzstempel benutzte Münzstahl. Das Hauptfabrikat Remscheids bildeten die Sensen, die jährlich in einer Anzahl von 400 000 Stück erzeugt wurden und hauptsächlich nach Frankreich, Portugal, Spanien, Rußland und Amerika gingen. Frankreich allein gebrauchte zwanzig Sorten von Sensen. Auch bei Remscheid waren die Wasserkräfte auf das äußerste durch die industriellen Anlagen in Anspruch genommen. Nemnich berichtet, daß schon seit Jahren auf den in und um Remscheid fließenden Bächen keine neuen Anlagen mehr Platz finden konnten. An diesen Bächen standen 37 Breithämmer, 97 Reckhämmer, 44 Schleifmühlen oder Kotten und 16 Sensenreckhämmer. Ähnlich lagen die Verhältnisse in Solingen, dessen hauptsächlichste Fabrikate die Schwert- und Messerwaren bildeten. Berühmt waren die sogenannten Eisenhauer Solingens, eine besonders edle Sorte von Klingen. Die Solinger Klingen wurden in der ganzen Welt bevorzugt; zur Zeit der Auwesenheit Nemnichs ließen sich die Offiziere der französischen Garde dort Säbel anfertigen. Die Messerwaren Solingens wurden eingeteilt in Seegut uud Messengut. Unter Seegut wurden die über Amsterdam zur See versandten großen ordinären Messer verstanden, während mit „Messengut" die Ware bezeichnet wurde, welche auf die damals in Blüte stehenden Messen zu bringen war. Zu jener Zeit erzeugte Solingen jährlich 1 300 000 Pfund Stahl und Eisen. An Klingen wurden jährlich 2000 bis 3000 Zentner, an Messern 8000 bis 9000 Zentner erzeugt.

Altena war durch seine Drahtfabrikation berühmt. Dort hatte sich eine größere Anzahl Industrieller und Kaufleute zu einer Gesellschaft, dem „Altenaer Eisendrahtstapel" vereinigt. Der gesamte in Altena fabrizierte Eisendraht mußte an diesen Stapel abgeliefert werden, wo eigens dazu angestellte beeidigte Personen ihn auf das genaueste untersuchten und dann gegen Bezahlung des festgestellten Wertes auf Lager nahmen. Als Nemnich sich in Altena aufhielt, lagerten auf dem Stapel Drähte im Werte von einer halben Million Reichstaler. Insgesamt lagen in und bei Altena an vier verschiedenen Wasserläufen 104 „Drahtmühlen"; sie enthielten 99 Grob-

züge, 126 Mittelzüge und 186 feine Züge. Sehr intensiv war auch die industrielle Tätigkeit an der sogenannten Enneper- oder Emperstraße. „Von Hagen bis Gevelsberg," so berichtet Nemnich, „eine Stunde von Schwelm, erstreckt sich m einer Länge von drei bis vier Stunden die Enneper- oder Emperstraße, welche von dem Flusse Enneper oder Emper ihren Namen erhalten hat. Eigentlich beträgt in der bemerkten Länge der Enneperstrom mit seinen vielen Krümmungett drei Meilen. Er ist so sehr mit Wasserwerken besetzt, daß nicht nur neue Werke auf frischem Boden anzulegen fast eine Sache der Unmöglichkeit ist, sondern auch weil Tausende um Einen Zoll höhere Wasserbauung verprozessiert werden." Man stelle sich die Lage dieser Jndustriestätten in wasserarmen Jahreszeiten vor und vergleiche hierzu die Verhältnisse der englischen Industrie, die sich von der Laune der Elemente bereits in weitestem Umfange durch Einführung der Dampfkraft unabhängig gemacht hatte. Bon einer solchen weiß aber Nemnich nur ausnahmsweise zu berichten.

Die Stahlfabrikation der Grafschaft Mark hatte einen Wert von jährlich 700 000 bis 800 000 Reichstalern. An Sensen und Strohmesserir wurden jährlich 30 000 Dutzend im Werte von 200 000 Reichstalern fabriziert.

Von Essen, dem Wirkungsort des erfolgreichsten deutschen Stahlkönigs, weiß Nemnich nur zu berichten, daß es schon in alten Zeiten durch seine Gewehrfabrikation berühmt war und daß die Potsdamer Gewehrfabrik aus der „Essen-dischen" Gewehrfabrik entstanden sei. An sonstigen Erzeugnissen der Essener Industrie werden nur genannt Tuchkratzen und — Kaffeemühlen, jedoch sei auch der Absatz dieser Waren infolge der Seesperre stark zurückgegangen.

Nachdem wir so in kurzen und oberflächlichen Zügen einen Vergleich zwischen der Metallindustrie Englands und Deutschlands am Anfange des neunzehnten Jahrhunderts gezogen haben, wollen wir nunmehr kurz schildern, wie sich diese beiden Industrien im Laufe der folgenden Jahrzehnte zueinander gestellt haben und wie sich die Verhältnisse gruppiert haben, nachdem als dritter Konkurrent die Vereinigten Staaten in den Kampf eintraten.

Als Nemnich im Jahre 1808 die Industriegebiete des westlichen Deutschlands besuchte und über die Stadt Essen an der Ruhr wahrheitsgemäß nichts weiter zu berichten wußte, als daß dort Gewehre, Kratzen und Kaffeemühlen produziert würden, da bildete sich bereits auf der in der Nähe von Essen gelegenen, der Witwe Helene Amalie Krupp gehörigen Eisenhütte „Gute Hoffnung" deren Enkel Peter Friedrich Krupp zum Hüttenmann aus, der berufen sein sollte, die ersten Grundlagen für einen durchschlagenden Sieg im Konkurrenzkämpfe der deutschen Eisenindustrie mit derjenigen Englands zu schaffen. Nachdem Friedrich Krupp (geboren 17. Juli 1787) vorübergehend in Essen unter der Firma Friedrich Krupp ein Spezereigeschäft betrieben hatte, erbaute er gegen Ende des Jahres 1811 in Altenessen einen durch Wasserkraft angetriebenen Reckhammer und ein Schmelzgebäude, in welchem er sich seinem eigentlichen Fach wieder zuwendete und die Fabrikation von Gußstahl, einer von Huntsman in Sheffield im Jahre 1770 er-fundenen, durch Zusammenschmelzen verschiedener Eisenarten erzielten Stahlsorte, betrieb. Der Fabrikation derartigen Gußstahls hatten sich damals viele Hüttenleute des Kontinents zugewandt, da der Bezug des Huntsmanstahles durch die Kontinentalsperre unmöglich gemacht war.

Der von Friedrich Krupp hergestellte Stahl, dessen Zusammensetzung jener gleich Huntsman geheim hielt, fand großen Beifall, denn die aus ihm hergestellten Fabrikate, Lohgerberwerkzeuge, Münzstempel und -walzen, konnten sich ganz und gar den besten englischen Fabrikaten an die Seite stellen. Trotzdem Krupp seine Anlagen in vergrößertem Maßstabe nach der von den Riesenwerkstätten der jetzigen Weltfirma Friedrich Krupp eingenommenen Stelle verlegen mußte und sogar das Ausland von ihm Gußstahl bezog, befand er sich dennoch stets in Geldverlegenheit, und als ihn dann noch schwere, lang andauernde Krankheit befiel, ging das Geschäft andauernd zurück. In der Blüte der Jahre, am 8. Oktober 1826, wurde Friedrich Krupp dahingerafft, seiner Witwe und vier unmündigen Kindern — drei Söhnen und einer Tochter — eine schuldenbelastete Fabrik mit nur vier ständigen Arbeitern hinterlassend. Alfred Krupp, der älteste Sohn, stand damals erst im Alter von vierzehn Jahren, hatte aber dem Vater bereits seit Monaten derart tatkräftig zur Seite gestanden, daß die Mutter unmittelbar nach dem Ableben des Vaters den Geschäftsfreunden mitteilen konnte, daß „das Geheimnis der Bereitung des Gußstahles nicht verloren gegangen, sondern durch die Vorsorge des Verstorbenen auf ihren ältesten Sohn, der unter des Vaters Leitung schon einige Zeit der Fabrik vorgestanden, übergegangen sei".

Dieser noch im Jünglingsalter stehende Bewahrer des Geheimnisses des später so berühmt gewordenen Gußstahles ist dann berufen gewesen, der erfolgreichste Pionier der deutschen Eisenindustrie zu werden. Dieser Erfolg ließ aber vorläufig noch lange auf sich warten. Alfred Krupp hat sich später über diese Zeit der Prüfung in einem an seine Arbeiter gerichteten Aufruf wie folgt ausgesprochen: „Ich stand an den ursprünglichen Trümmern dieser Fabrik, dem väterlichen Erbe, mit wenigen Arbeitern in einer Reihe.... Fünfzehn Jahre habe ich gerade so viel erworben, um den Arbeitern ihren Lohn ausbezahlen zu können; für meine eigene Arbeit und Sorgen hatte ich nichts weiter als das Bewußtsein der Pflichterfüllung." Noch im Jahre 1832 verfügte das Werk über nur zehn Arbeiter. Für die Geschäftsgewandtheit Alfred Krupps spricht die Tatsache, daß er im Jahre 1844 in Berndorf bei Leobersdorf die Metallwarenfabrik Krupp & Schöller ins Leben rief, deren Leitung einem der Brüder übertragen wurde. Allmählich steigerte sich der Umfang der Kruppschen Fabrik in Essen und am 24. Februar 1848 übernahm Alfred Krupp die Firma infolge Ausscheidens des anderen jüngeren Bruders allein. Die Zahl der Arbeiter betrug damals 72. Auch jetzt noch waren unter dem Einfluß des Revolutionsjahres die finanziellen Verhältnisse Krupps derartig unsichere, daß er sich nur durch den Verkauf des ganzen ererbten Silberzeuges seiner Familie die Mittel zur Unterhaltung seiner Arbeiter verschaffen konnte. Seit jener Zeit ist im Kruppschen Hause niemals wieder Silbergerät, sondern nur Nensilbergerät aus der vorerwähnten Berndorfer Fabrik des Bruders benutzt worden.

Die überwiegende Mehrzahl des Laienpublikums kennt Alfred Krupp nur als den „Kanonenkönig", als den erfolgreichen Schmied der „ultima ratio regum“ und bei Nennung des Namens Krupp wird bei den meisten die Vorstellung von Schlachtendonner und Zertrümmerung der stärksten Befestigungswerke ausgelöst. Diese Auffassung der Bedeutung Alfred Krupps ist eine höchst einseitige und entspricht nicht der Wichtigkeit, die dieser seltene Mann für Deutschlands Industrie gehabt hat. Erst Ende der Vierzigerjahre hat Krupp Versuche zur Herstellung von Geschützrohren aus Gußstahl unter« nommen. Bis dahin hatte er nur „Friedensartikel" hergestellt und bis auf den heutigen Tag bilden diese in Gestalt von Eisenbahnschienen, Radsätzen, Weichenherzstücken, Walzen u. s. w. einen wesentlichen Teil der Produktion der Kruppschen Werke. Wir haben uns mit denselben in den vorhergehenden Kapiteln wiederholt beschäftigt.

Im Jahre 1851 erregte auf der ersten internationalen Industrie- und Kunstausstellung zu London ein Kruppsches Sechspfündergeschützrohr das Staunen der Fachwelt wie der Laien. Noch größere Bedeutung erregte ein ebenfalls ausgestellter Gußstahlblock bort 2000 kg, der in der Gußstahlindustrie der gesamten Welt nicht seinesgleichen hatte. Bis dahin war es nur gelungen, den Gußstahl in kleinen, zur Anfertigung von Scheren, Messern und sonstigen Werkzeugen dienenden Stücken herzustellen.

Das Jahr 1853 ist für das Kruppsche Werk dadurch von hoher Bedeutung, daß Krupp das auf Seite 511 und 512 dieses Bandes beschriebene Verfahren, die nahtlose Herstellung von Radbandagen, erfand, das die finanziellen Mittel brachte, welche den geistvollen Erfinder endlich in den Stand setzten, sich von den früher in den Zeiten der Not eingegangenen Verbindlichkeiten zu befreien. Dieser hervorragende, sich sofort in die Praxis einführende „Friedensartikel" gab Krupp auch die Mittel, die sehr viel Geld verschlingenden Versuche der Verbesserung der Gußstahlgeschützrohre fortzusetzen. Krupp selbst hat die Anfertigung der Geschütze noch in den Fünfzigerjahren als eine „kostspielige Nebenbeschäftigung" bezeichnet. Das Jahr 1856 brachte die ersten größeren Bestellungen auf Geschützrohre. Die Zahl der Arbeiter war inzwischen auf 970, die Jahresproduktion auf 5 750 000 Pfund Gußstahl gestiegen.

Unter den Ereignissen der nächsten Jahre ist die am 16. September 1861 erfolgte Inbetriebsetzung des Dampfhammers „Fritz" von 1000 Zentner Bärgewicht zu nennen (Abb. 353), der die sämtlichen damaligen Dampfhämmer weit überragte. Als der Plan Alfred Krupps, einen Dampfhammer von so gewaltigen Abmessungen zu bauen, unter den Fachleuten bekannt wurde, begegnete er überall bedenklichem Kopfschütteln. Einem hervorragenden rheinischen Hüttenmann sagte man sogar nach, daß er in die Worte ausgebrochen sei: „Ist Herr Krupp verrückt geworden?" Der Hammer „Fritz" hat das, was sein Herr und Meister von ihm erwartete, bis auf den heutigen

Tag erfüllt und nicht wenig zu den großartigen Erfolgen beigetragen, die sich andauernd an den Namen Krupp ketteten.

Auf der Londoner Weltausstellung 1862, auf der nunmehr auch die übrigen deutschen Eisenindustriellen den englischen als gleichberechtigte Rivalen gegenübertraten, führte Krupp unter anderem einen aus 600 Tiegeln gegossenen 40 000 Pfund schweren Gußstahlblock vor. Die „Times" mußte zugeben, daß die Kruppsche Ausstellung eine der außerordentlichsten und wichtigsten Sammlungen sei, derengleichen früher noch nie gesehen worden. Der betreffende Bericht schloß mit den Worten: „Wir wünschen Krupp Glück zu der überragenden Stellung, die er in der Welt als Erzeuger der größten und fehlerlosesten Massen von Gußstahl einnimmt."

Mit scharfem Blick erkannte Krupp die großen Vorzüge des Bessemerverfahrens. Der Bau des Bessemerwerks begann im Jahre 1861; am 16. Mai 1862 wurde das erste Bessemereisen erblasen.

Der dänische Feldzug von 1864 brachte den Kruppschen Gußstahlgeschützen die erste Gelegenheit, sich praktisch zu bewähren. Unter den 110 preußischen Feldgeschützen, die in Feindesland standen, befanden sich neben 72 glatten Bronzegeschützen 38 gezogene Gußstahlkanonen. Die Erfolge, die diese auf dem Schlachtfelde und vor Düppel errangen, hatten zahlreiche und umfangreiche Geschützbestellungen seitens der verschiedensten Staaten zur Folge; die Zahl der Arbeiter stieg innerhalb zweier Jahre von 2512 auf 6693. In das Jahr 1864 fällt auch die Anlage des Schienen-und Blechwalzwerkes. Ersteres nimmt unter den Betrieben für Friedensartikel in der Kruppschen Fabrik die erste Stelle ein, nicht minder auch unter den ähnlichen Werken der anderen deutschen Etablissements. Im Jahre 1865 kaufte Krupp vom preußischen Bergfiskus die Sahner Hütte, um sich hinfort das Roheisen selbst herstellen zu können.

Die großer! Erwartungen, die man von den Leistungen der gezogenen Gußstahlgeschütze gehegt hatte, gingen irrt Kriege von 1866 nicht in Erfüllung. Trotz mancher gewichtiger gegnerischer Stimme wurde aber die Neubewaffnung der preußischen Artillerie mit Kruppschen Geschützen nicht aufgehalten, und zwar auf direkte Initiative König Wilhelms, der ein überzeugter Anhänger derselben war. In diese Zeit fällt die Erfindung des Kruppschen Rundkeilverschlusses und der Ringkonstruktion, deren große Vorzüge im dritten Bande, in dem der Waffentechnik gewidmeten Kapitel, dargetan werden.

Wie Krupp seinerzeit sofort das Bessemerverfahren in seiner großen Bedeutung erkannt hatte, so traf er auch im Jahre 1869 mit den Erfindern des Siemens-Martiu-Verfahrens ein Übereinkommen und reihte dasselbe seinem Essener Werke ein.

Im Kriege von 1870/71 zog die gesamte deutsche Feldartillerie nur mit gezogenen Gußstahlhinterladern ins Feld. Auch die Belagerungsartillerie war bereits zu einem erheblichen Teil mit derartigen Geschützen versehen. Überall erwiesen sich die Kruppschen Kanonen als die weit überlegene Waffe. Infolgedessen stieg die Zahl der Arbeiter im Jahre 1871 auf 8314: die Zahl

der Dampfmaschinen betrug 265, die der Dampfhämmer 58, die der Dampfkessel 174. Die Gesamtproduktion stieg gegen 130 000 000 des Vorjahres auf 150 000 000 Pfund.

Alfred Krupp ist es beschieden gewesen, trotz verschiedentlicher Krisen — wir erinnern nur an die starke wirtschaftliche Depression der Jahre 1878 und 1879 — sein Werk zu immer höher steigender Ausdehnung zu bringen. Im Jahre 1873 konnte er sein fünfuudzwanzigjähriges Jubiläum als alleiniger Inhaber begehen. An diesem seinem hohen Ehrentage schrieb er die auf Seite 21 dieses Bandes in Faksimile wiedergegebenen Worte in dem Kruppschen Stammhause nieder. Als er am 14. Juli 1887 sein arbeitsreiches und erfolgreiches Leben beschloß, da betrug die Zahl der Arbeiter 12 674.

Die Entwicklung der Kruppschen Werke wurde durch das Ableben ihres großen Begründers nicht gestört und vollzog sich auch dann weiter, als der einzige Sohn und Erbe Alfred Krupps: Friedrich Alfred Krupp, am 22. November 1902 dahingerafft wurde. Am 1. Juli 1903 erfolgte die Umwandlung der Kruppschen Werke in eine Aktiengesellschaft unter der Firma.„Friedrich Krupp Aktiengesellschaft".

Das Lebensbild Alfred Krupps, das wir nur in großen Zügen entwerfen konnten, würde unvollständig sein, wollten wir nicht noch der großartigen Fürsorge gedenken, die er seinen Beamten und Arbeitern zuteil werden ließ. Bis zum Jahre 1853 hatte Krupp das geistige und körperliche Wohl seiner Leute von Fall zu Fall geregelt. In diesem Jahre aber ging er mit der Schaffung besonderer Wohlfahrtseinrichtungen vor, die ihresgleichen nicht hatten. Zunächst wurde eine „Hilfskasse in Fällen von Krankheit und Tod" gestiftet, in die jeder Meister und Arbeiter je nach seinen Einkünften eine gewisse Summe einzahlen mußte, während Krupp selbst sich zur Zahlung der Hälfte des Gesamtjahresbeitrages seiner Arbeiter verpflichtete. Das Jahr 1856 brachte dann die ersten Anfänge einer Konsumanstalt; dieselbe umfaßte im Jahre 1903 60 Verkaufsstellen und beschäftigte 866 Personen. Das gewaltige Anwachsen der Zahl seiner Arbeiter hatte zur Folge gehabt, daß Krupp für deren gute Unterkunft seit dem Jahre 1860 Häuser kaufte oder baute. Im Jahre 1863 tat er hierin einen weiteren bedeutsamen Schritt, indem er die Arbeiterkolonie Westend mit 160 Wohnungen erbaute. In Essen allein hat sich die Zahl derartiger Arheiterkolonien allmählich auf acht erhöht mit über 4000 Wohnungen. Auf den übrigen Kruppschen Werken bestehen außerdem noch sechs Arbeiterkolonien, so daß die Zahl der Familienwohnungen der Firma Friedrich Krupp jetzt 6000 überschreitet. Aus der Zahl der Stiftungen nennen wir nur die Arbeiterstiftung und die Jnvalidenstiftung mit einem Stiftungskapital von zusammen 4 Millionen Mark und die Kaiserin Auguste Viktoria-Stiftung mit einem Kapital von 300 000 Mark. Hinsichtlich der innerhalb der letzten Jahre gemachten Aufwendungen für Arbeiterversicherung und für Wohltätigkeit verweisen wir auf die auf Seite 17 und 18 dieses Bandes gemachten Angaben.

Am 1. April 1908 waren auf den sämtlichen Kruppschen Werken, zu

denen im Laufe der Jahre das Stahlwerk in Annen, das Grusonwerk in Magdeburg-Buckau und die Germaniawerft in Kiel hinzu erworben sind, 63540 Personen, einschließlich 6285 Beamte, beschäftigt.

Die Entwicklung der Firma Friedrich Krupp ist typisch für eine große Anzahl von industriellen Werken aller Länder und aller Zweige der Technik: Entstehung aus kleinsten Anfängen unter zielbewußter Führung eines einzelnen. Zahllos sind die Beispiele erfolgreicher Industrieller, die als Gegenstück zu Alfred Krupps Siegeslauf herangezogen werden könnten und die sich sowohl in England, der Hochburg industrieller Tätigkeit, wie in Deutschland, bei dem Volke der Denker, wie in den schnell emporstrebenden Vereinigten Staaten finden. Von zahlreichen Erfindungen würden diese berichten können, die, im stillen Gemache des Gelehrten gemacht, niemals zu Erfolgen gelangt wären, wäre ihnen nicht in der Gestalt des zielbewußten und energischen Mannes der praktischen Industrie der Weg zum Siege gebahnt worden. — Alle Zweige der Technik haben derartige Bahnbrecher bei allen Völkern gefunden. Unter diesen aber steht als hervorragendster Vertreter Alfred Krupp für alle Zeiten in erster Reihe.

Wir sind hiemit schon bis in die Gegenwart vorgedrungen und müssen jetzt uns wiederum zeitlich rückwärts bewegen, um zu zeigen, wie sich die Stellung Deutschlands auf dem Metallmarkte im Vergleich zu den beiden übrigen in erster Linie in Betracht kommenden Ländern, England und Nordamerika, im neunzehnten Jahrhundert entwickelt hat.

Der Aufschwung der Metallindustrie der Erde ist die Folge der erhöhten Steinkohlenförderung und diese wiederum war erst dann möglich, als die Dampfmaschine in die Erscheinung trat. Erst in dem Zeitalter der Dampfmaschine konnten die beiden wesentlichsten Kulturelemente der Neuzeit, Kohle und Eisen, ihre Mission erfüllen. Erst dann war es möglich, die schwarzen Diamanten in den gewaltigen Mengen an das Tageslicht zu fördern, die erforderlich waren, um die ebenfalls mit Hilfe der Dampfkraft geförderten Mengen erzhaltiger Gesteine in verwertbares Metall zu verwandeln. In dieser Beziehung hatte, wie wir gesehen haben, England einen erheblichen Borsprung.

Der Anfang des deutschen Kohlenbergbaues im modernen Sinne liegt um das Jahr 1840, als man die ersten Tiefbauschächte, deren Betrieb ohne die Dampfmaschine unmöglich gewesen wäre, hinabtrieb. Damals war England mit 75 Prozent, Deutschland mit 5 bis 6 Prozent, Nordamerika mit 4 Prozent an der Kohlenförderung der Erde beteiligt. Nebenbei möge hier bemerkt werden, daß damals Belgien England in der Kohlenförderung am nächsten stand, indem es mit 9 Prozent an der zweiten Stelle sich befand.

Bon jener stolzen Höhe ist England um die Wende des neunzehnten und zwanzigsten Jahrhunderts verdrängt worden. Wie sich allmählich der prozentuale Anteil an der K o h l e n p r o d u k t i o n d e r E r d e zu Gunsten der Vereinigten Staaten und Deutschlands verschoben hat, das zeigt folgende

Zusammenstellung, die wir dem Buche „Kraft" von Professor Dr. E. Reyer entnehmen:

Staat

Anteil an der Kohlenproduktion der Erde in Prozenten in den Jahren

1896    1902    1903

1860    1870

1880    1889

20,6 26,6 44    37

17    18

Bereinigte Staaten England . . . . Deutschland. . .

Alle drei Staaten

Unsere Abb. 505, die ebenfalls dem obengenannten Buche Professor Reyers entnommen ist, zeigt den Wettbewerb der Vereinigten Staaten, Englands und Deutschlands ans dem Gebiete der N o h e i s e n p r o d u k-t i o n. In den Dreißigerjahren des neunzehnten Jahrhunderts konnten Amerika und Deutschland zusantmen nur den dritten Teil der englischen Roheisenproduktion erreichen. In Abb. 505 bringen die Linien E, V und D den Verlauf zur Anschauung, den die Roheisenproduktionen Englands, der Vereinigten Staaten und Deutschlands in den Jahren 1880 bis 1900 genommen haben. Wir sehen hier, wie England um das Jahr 1890 von den Bereinigten Staaten eingeholt wird. In neuester Zeit ist dies auch Deutschland gelungen. Unsere Abbildung bringt nebenbei auch die Krisen zum Ausdruck, die die

zu bestehen hatte. Dieses ist besonders bei der amerikanischen Industrie der Fall, deren Linie V tiefe Depression und jähen Aufschwung zeigt, während die Linien Englands und Deutschlands einen bei weitem ruhigeren und stetigeren Verlauf zeigen. Was nur: den prozentualen Anteil der ge-

Abb. 505. Die Roheisenproduktion Englands (E), Deutschlands (D) und der Vereinigten Staaten (V).

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Abb. 506. Das Museum für Arbeiterwohlfahrt in Charlottenburg, nannten Staaten an der Weltprodnktion von Roheisen betrifft, so lieferte England in den Sechzigerjahren des neunzehnten Jahrhunderts die Hälfte alles Eisens. Dieser Anteil ist inzwischen auf 15 Prozent gesunken. Deutschland deckt ein Fünftel und Amerika zwei Fünftel des gesamten Eisenbedarfs.

Diese wenigen statistischen Angaben mögen genügen, um das Verhältnis der drei die Eisenproduktion der Erde beherrschenden Staaten zueinander zu beleuchten. Es möge nur noch kurz auf die Tatsache hingewiesen werden, daß seit der Einführung der Maschinenarbeit dieselbe Leistung mit geringeren Auslagen für Menschenkraft und Betrieb erzielt wird und daß die Werterhöhung durch die Verarbeitung des Rohmaterials immer geringer und die Ware immer billiger wird. Nach Reyer wurde Aufangs des achtzehnten Jahrhunderts in England der Wert der Schafwolle durch SSM deren Verarbeitung von 1 auf 4 gesteigert, in den Vierzigerjahren stieg der Wert infolge der Verarbeitung nur noch von 1 auf 2. Noch schärfere Gegensätze zeigt die Baumwolle.

Den großen Aufschwung,

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Abb. 507.

Annonce einer englischen Brückenbauanstalt.

den die Metallindustrie Deutschlands im Wettbewerb der Völker genommen hat, ist umso bemerkenswerter, als den deutschen Industriellen im Gegensatz zu denen der anderen Staaten eine

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Abb. 5C8. Annonce der Firma Friedr. Krupp.

Last durch die in Deutschland geregelte Arbeiterfürsorge auferlegt ist. Bis zum Ende des Jahres 1903 belief sich die Zahl derjenigen Personen, welche auf Grund dieser Fürsorge entschädigt waren, auf 60 000 000. Die gezahlte Entschädigungssumme betrug 4 Milliarden Mark.

Hand in Hand mit dieser Fürsorge für den erkrankten und invaliden Arbeiter ging das Bestreben, die Unfälle auf das Mindestmaß herabzusetzen. Die ständige Ausstellung für Arbeiterwohlfahrt in Charlottenburg (Abb. 506) hat sich die Aufgabe gestellt, die zur Verhütung von Unfällen in den Fabrik-betrieben zu treffenden Maßnahmen den Interessenten, den Arbeitgebern wie den Arbeitnehmern, näher zu bringen und dieselben stets über die in die Erscheinung tretenden Neuerungen auf dem laufenden zu erhalten.

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Abb. 509. Annonce einer amerikanischen Brückenbauanstalt.

Die Leistungen der modernen Industrie sind so großartig, daß sie mit beredter Zunge für sich selbst sprechen. Trotzdem aber sind die größten Industrie-stätten der Erde gleich den kleinen Gewerbetreibenden genötigt, sich der Annonce, der Reklame zu bedienen. Wenngleich das moderne Zeitungswesen allmählich dazu übergegangen ist, ständige den Fortschritten der Technik gewidmete Rubriken den Lesern zu bieten, und obgleich eine Unzahl von Fachzeitschriften und Fachbüchern vorhanden sind, die die speziellen ■ Interessenten über X das auf ihren Ge-jg bieten Geschehene un-8 terrichten, so weisen 8 doch die Anzeigenteile (I aller dieser Organe oft ganze Seiten fül-

lende Annoncen, selbst der bedeutendsten industriellen Werke, auf. Als charakteristische Beispiele solcher technischen Annoncen bringen wir in den Abb. 507 bis 509 drei Ankündigungen, und zwar eine von Krupp, eine einer englischen und eine einer amerikanischen Brückenbauanstalt. Die Kruppsche Annonce bringt dem Beschauer die Größe der Leistung in anschaulicher Weise dadurch zum Ausdruck, daß sie den menschlichen Körper als Maßstab benutzt. Die englische Firma belebt ihre Annonce durch die Abbildung der großartigen Zambesibrücke, in deren Hintergrund der größte Wasserfall der Erde seine Massen donnernd in die Tiefe fallen läßt. Ungleich anschaulicher und packender geht die amerikanische Firma vor. Der Zufall wollte es, daß auf einer der von ihr erbauten Brücken zwei Eisenbahnzüge in voller Fahrt zusammengestoßen sind, ohne daß der Brücke ein erheblicher Schaden zugefügt wurde. Sie hat die ihr hieraus erwachsende Empfehlung mit scharfem Blick erkannt und läßt tunt das schaurige Bild einer Eisenbahnkatastrophe den Ruhm ihrer Brückenbauten urbi et orbi verkünden. —

Die sich stetig steigernde Wertschätzung der Technik läßt sich an einer Art der Betätigung des menschlichen Schaffenstriebes messen, die sich in früheren Zeiten so gut wie gar nicht mit den Taten der Jünger der Technik befaßt hat. Wir meinen dieDarstellung technischerVorgänge und Lei st ungen durch die bildenden Künste, die Malerei und die Bildhauerei. Auch hier war es der Metallindustrie vorbehalten, bahnbrechend zu wirken. Die diesem Werke beigegebenen Kunstbeilagen

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Photographieverlag des Kunstsalons Keller & Reiner, Berlin W 35.

Abb. 510. flAu pays noir“.

Nach dem Gemälde von Meunier.

weisen eine Anzahl von Gemälden auf, welche die Meisterhand eines Menzel, eines Meyerheim und anderer geschaffen hat. Wie es von jenen Meistern nicht anders zu erwarten ist, zeichnen sich diese Gemälde durch strengste Korrektheit aus und selbst der kritischste Techniker dürfte an denselben auch nicht den geringsten Fehler nachweisen können.

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Leider gilt dies nicht allgemein von den Darstellungen technischer Vorgänge. Noch heute begegnen wir in den illustrierten Zeitschriften, insbesondere in den auf Sensation ausgehenden,

Pyoiograpyreverlag des Äunst>alons von Keller & Reiner, Berlin W 35.

Abb. 511. Der Schmied.

Nach der Statue von Meunier.

Abbildungen, von denen sich das Auge des Technikers schaudernd abwendet. Da begegnet man Eisenbahnkurven mit unmöglichem Krümmungsradius, Lokomotiven, bei denen ohne jegliches Bedenken ein großes und ein kleines Rad miteinander gekuppelt sind, Kranen mit Zahnradvorgelegen, die überhaupt nicht imstande sind, eine einzige Umdrehung ohne den verderblichsten Zahnbruch zu vollbringen, Dampfmaschinen mit bis zur Naivität schwachen Kurbeln und Kolbenstangen.

Unter den modernen Künstlern, die sich die Aufgabe gestellt haben, technische Motive, im besonderen solche der Metallindustrie zu behandeln, nimmt einen hervorragenden Platz der vor wenigen Jahren verstorbene Belgier M e u n i e r ein, gleich bedeutend als Maler wie als Bildhauer. Im Gegensatz zu anderen Künstlern, welche nur nebenbei Motive aus der Technik behandeln, hat sich Meunier irrt Laufe seiner künstlerischen Entwicklung speziell der Darstellung der Arbeit, der industriellen Arbeit, gewidmet. Ursprünglich ein auf dem Boden des Klassizismus stehender Bildhauer, wurde er Maler und schuf Szenen aus den Bauernkriegen und aus dem Mönchsleben. Dann

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Photographieverlag des Kunstsalons Keller & Reiner, Berlin W 35.

Abb. 512. Die Industrie.

Nach dem Relief von Meunier.

zog es ihn in das „pays noir“, das „schwarze Land" von Charleroi und Mons in Belgien. Hier wandte er sich mit einem allerdings oft etwas sehr starken Realismus der Darstellung der Helden und Heldinnen der Arbeit zu. Unsere Abb. 510 gibt, so gut es eine farbenlose Reproduktion vermag, das stimmungsvolle Gemälde „Au pays noir“ wieder, das uns mit starker Realistik mitten hinein in eines unserer modernen „Kohlenviertel" versetzt. Nicht minder scharf ausgeprägt arbeitet Meuniers Meißel. Unsere Abb. 511 stellt den Schmied dar. Meunier hat zahlreiche derartige typische Darstellungen von Arbeitern der Jetztzeit geschaffen. Er spricht sich hierüber wie folgt aus: „Durch jahrelanges Beobachten und vieles Zeichnen ist es mir gelungen, einen Typus zu finden. Ich gebe ein typisches Bild der Klasse und nicht das isolierte Bild dieses oder jenes Arbeiters." In der Tat läßt sich kaum eine bessere typische Darstellung des das Eisen beherrschenden, auf seine physischen und intellektuellen Kräfte gleichermaßen angewiesenen modernen Cyklopen denken, als sie hier geboten ist. Mit kühnem Wagemut geht aber Meunier auch an die Verkörperung von Begriffen heran, die zu der Technik in Beziehung stehen. Wie meisterhaft ist zum Beispiel durch das in Abb. 512 dargestellte Relief das Wesen der rastlos schaffenden Industrie verkörpert! Wir fühlen den heißen Odem der lodernden Flammen, wir hören das Rollen und Mahlen der Räder, den Zuruf der die widerstrebenden Naturkräfte meisternden Herren der Schöpfung.

Hiermit schließen wir unsere kurzen Betrachtungen über den Einfluß, den die Metallindustrie im Leben der Völker ausübt, und wenden uns nunmehr der Besprechung des Siegeslaufs der übrigen Zweige der Technik zu.

Oie Industrie der Steine und €rden.

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Die Gewinnung und Verarbeitung der Steine einschließlich der Edelsteine.

Von Ftans Dominik.

,ie Bedeutung der Steine für das Menschengeschlecht dokumentiert l sich am besten Wohl dadurch, daß wir eine lange und bedeutende Kulturepoche speziell als Steinzeit bezeichnen. Es sind das jene durch die Jahrtausende gehenden Zeiten, da die Menschen das Metall noch nicht zu erschmelzen und zu verarbeiten verstanden und da das Steinwerkzeug, insbesondere der geschliffene Feuerstein, das einzige Hilfsmittel der täglichen Arbeit und des täglichen Kampfes mit einer recht wilden Natur war. Wir sind, wenn wir heute eines jener prähistorischen Steinbeile in die Hand bekommen, über die Höhe der höchst mühsamen Technik erstaunt, die aus dem harten Feuerstein solch Werkzeug schaffen konnte. Zum Verständnis muß bemerkt werden, daß der Feuerstein nicht immer dies harte Gepräge zeigt. Er gehört nicht zu den Plutonischen Gesteinen, zu jenen Gesteinen, die sich einmal im feurig flüssigen Zustande befanden, wie etwa der Granit, der Basalt und dergleichen, und die nun von der Erstarrung an mit unverminderter Härte jeder Bearbeitung schweren Widerstand entgegensetzten. Der Feuerstein gehört vielmehr zu den neptunischen Gesteinen, das heißt zu Gesteinsarten, die sich aus dem Wasser oder aus wässerigen Lösungen bildeten. Man fand ihn in Form von Knollen von Haselnuß- bis Kopfgröße in das weiche Kreidegestein eingebettet. Die frisch gewonnenen Knollen zeigten nun aber ein anderes Verhalten als der uns gemeiniglich bekannte Feuerstein. Sie ließen sich verhältnismäßig leicht spalten und zu bestimmten Formen zurechtschlagen. Mit einem stählernen Hammer kann man aus solcher frischen Knolle mit leichter Mühe eine erträgliche Werkzeugform, eine Axt oder ein Messer zurechtschlagen. Die Menschen der Steinzeit hatten dafür freilich nur andere harte Steine, aber auch damit kamen sie verhältnismäßig gut zum Ziel und das derartig zurechtgemachte Feuersteinwerkzeug wurde nun in verhältnismäßig kurzer Zeit außerordentlich hart, so hart, daß man damit Holz spalten und auch Bäume quer zur Faser anhauen und niederschlagen konnte.

Der Feuerstein war nächst dem Holz und den Knochen und Sehnen der Tiere der älteste Werkstoff und seine Gewinnung bedeutet zugleich den ältesten Steinbruchbetrieb. Um solchen plastischen Feuerstein zu erlangen, durfte man eben nicht die Knollen nehmen, welche bereits vor Jahrhunderten oder Jahrtausenden vom Meere selbst aus der Kreide herausgewaschen waren, sondern man mußte sich die Mühe Machen, frische Knollen selbst aus der Kreide herauszubrechen.

Als Werkstoff im Sinne des Feuersteins tvurde nun das Gestein im Laufe

der Jahrtausende durch andere Dinge, vornehmlich durch Metalle ersetzt. Gewiß stammen auch die Metalle schließlich aus dem Gestein. Werden sie doch durch besondere, keineswegs einfache Verfahren selbst erst aus Gesteinen, nämlich aus Erzen und Kiesen, gewonnen. Diese Verfahren sind an anderer Stelle ausführlich behandelt worden. Das Metall nun verdrängte Schritt um Schritt den Stein. Erst kamen die Metallwerkzeuge und die Metallwaffen. Es mag dabei daran erinnert werden, daß zum Beispiel die ersten Kanonen, die „faule Mette" und Konsorten, noch Steinkugeln schossen und daß erst die Artillerie späterer Zeiten das Metallgeschoß einführte. Die Verdrängung des Steines durch Metall, und zwar vornehmlich durch Eisen, schließt also keineswegs mit prähistorischen Zeiten ab. Sie reicht im Gegenteil bis in die allerneueste Zeit und wir selbst erleben es, wie der Stein auch ans seiner sichersten Domäne, der Bautechnik, immer mehr durch das Eisen vertrieben wird, wie an Stelle der steinernen Brücken eiserne treten, wie neben die alten steingepflasterten Straßen die Eisenbahn trat und wie die modernsten Geschäftshäuser und Wolkenkratzer fast ganz aus Eisen bestehen. Man weiß nicht, wie weit dieser Prozeß noch gehen wird. Einstweilen benutzt unsere Technik Steine und Mineralien aller Art noch in allergrößtem Umfange.

Grundsätzlich werden wir nun drei Arten der Steinindustrie unterscheiden dürfen. Einen Teil der Steine, zum Beispiel Granit, Schiefer, Basalt, Sandstein und manches andere mehr, gewinnen wir hauptsächlich um ihrer physikalischen Eigenschaften wegen, um sie ohne andere als einfache Formveränderungen für die Zwecke der Bau- und Bildhauerkunst zu verwerten. Eine andere Gruppe hat das Interesse der Menschheit schon seit alters her durch ganz spezielle physikalische Eigenschaften, vornehmlich durch hübsche Farbe und starke Lichtbrechung gefesselt und hat wegen des seltenen Vorkommens in besonderer Schätzung gestanden. Das sind die Edel- und die Halbedelsteine. Ihre Gewinnung erfolgt bereits seit vorgeschichtlichen Zeiten ziemlich planmäßig. Eine dritte Gruppe endlich, zum Beispiel das Kochsalz, die Kalisalze, der kohlensaure Kalk und endlich auch die Steinkohle, interessiert den Menschen wegen ihrer chemischen Zusammensetzung. Das Kochsalz braucht er direkt zur Nahrung, die Kohle, deren Gewinnung bereits in einem früheren Kapitel besprochen wurde, gibt ihm Wärme, und sonstige Kali- und Natronverbindungen bilden die Basis für die chemische Industrie unserer Tage. Alle diese verschiedenen Steine und Mineralien nun müssen in besonderen Betrieben gewonnen werden. Ihre Gewinnung wird sich mannigfach unterscheiden. Während malt zum Beispiel Mineralien, die in die chemische Fabrik kommen, in Form kleiner Bruchstücke gewinnen kann, wird man den Marmorstein, aus dem der Bildhauer eine überlebensgroße Reiterstatue herstellen soll, sorgfältig in Form eines gewaltigen und ganzen Blockes zu Tage fördern müssen.

Betrachten wir nun die einzelnen Gruppen gesondert. Für die Z w e ck e der Bildhauerkunst kommt in allererster Linie der Marmor, das heißt kristallinischer kohlensaurer Kalk in Frage. Bevorzugt werden dabei die möglichst reinweißen Sorten, nach ihren Fundstätten besonders als karra-

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Abb. 513. Karrarische Marmorbrüche.

rischer (Abb. 513) und pentelischer Marmor bekannt. Auch die Baukunst verwendet als edelstes Material den Marnwr und zwar nicht zum wenigsten den schön gefärbten, bunten Marmor, nach dem man ja eine ganz bestimmte Musterung als marmoriert bezeichnet. Weiter sind als Baustoffe Granit, Porphyr und S a n d st e i n mit ihren verschiedenen Abarten zu nennen. Ferner muß des Kalksteines, das heißt des harten, unkristallinischen, kohlensauren Kalkes gedacht werden und endlich des Schiefers, der als Bedachungsmaterial unübertroffen ist. Die Gewinnung aller dieser 'Stoffe geschieht an ihren Fundstätten in sogenannten Steinbrüchen. Ziemlich ausnahmslos handelt es sich dabei um Tagebau, das heißt um eine Gewinnung der Steine dicht an der Erdoberfläche, sozusagen unter freiem Himmel. Bisweilen zeigt dann der Steinbruch die Gestalt einer allseitig von hohen Wänden umgebenen Mulde und die gewonnenen Gesteine müssen mit Hilfe von Kränen und Haspeln zunächst auf das umgebende höhere Gelände vom Bruchorte her hinausgeschafft werden. Gewöhnlich jedoch wird der Steinbruch am Abhang eines Berges, der aus der gewünschten Steinsorte besteht, angelegt und von diesem Abhange wird nun terrassenförmig Schicht um Schicht heruntergearbeitet. Entweder

Siegeslauf der Technik. I.

stürzt das gewonnene Gestein dabei sofort bis zum unteren Ende des Abhanges oder es wird mittels besonderer Vorrichtungen nach unten geschafft.

Vor der Erfindung der S p r e n g m i t t e l hatte man nur Hacke, Hammer und Fäustel zum Losbrechen der einzelnen Steine. Diese Mittel waren bereits bei weicheren Gesteinen recht mühselig und schafften nur langsam. Bei den harten Steinen versagten sie beinahe vollkommen. Indessen sollen bereits die Alten allerlei chemische Mittel gekannt haben, um auch hartes Gestein loszusprengen. Es wird berichtet, daß sie solches Gestein an bestimmten Stellen durch kräftige Feuer mürbe machten und dann durch Aufbringen von allerlei sauren Flüssigkeiten auf die noch heißen Stellen ziemlich große Blöcke kunstgerecht absprengten. In unserer technischen Zeit spielt auch im Steinbruchbetriebe die Maschine, spielen ferner Explosivmittel von genau vorher berechneter und erprobter Wirkung die Hauptrolle und die Handarbeit ist aus wirtschaftlichen Gründen nach Möglichkeit beschränkt. Eine einzige Ausnahme machen die Marmorbrüche. Hier handelt es sich darum, Blöcke von genau bestimmten Größen ohne jede Beschädigung zu gewinnen, und es bleibt nichts anderes übrig, als extra große Blöcke durchaus buchstäblich aus dem Fels herauszuarbeiten. An einer passenden Stelle der Bruchwand nimmt man die reichlichen Maße des bestellten Blockes und arbeitet mit Hilfe von Bohrmaschinen beziehungsweise Handbohrern und ganz schwachen Sprengungen zu beiden Selten der abgesteckten Front des gewünschten Blockes etwa ³|i bis 1 m breite Schluchten in das Gestein hinein. Nachdem diese genügend weit vorgetrieben sind, werden sie hinter dem Block in gleicher Weise durch eine Querschlucht verbunden und schließlich wird der Block auch nach unten hin von dem Muttergestein getrennt, vorsichtig gekippt und im Interesse möglichst geringer Trans-

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portkosten bereits auf der Baustelle genau auf die bestellten Abmessungen zurecht gehauen. Daß bei diesen Arbeiten trotz aller Vorsicht bisweilen ein Mißgeschick passiert, ist begreiflich. Ein klassisches Beispiel dafür ist jener fehlerhafte Block, aus dem Michel Angelo seinen David schuf. Ganz aitders als der köstliche kristallinische Kalk, der Marmor, wird der gewöhnliche Kalkstein gewonnen. Hier handelt es sich nicht um die Brechung irgendwelcher nennenswerter Blöcke, sondern vielmehr darum, möglichst viel Stein mit möglichst einfachen Mitteln in transportfähigem Zustande zu brechen. Die Art und Weise, in der dies erfolgt, kann zum Beispiel in den Rüdersdorfer Kalksteinbrüchen (Abb. 514) in der Nähe von Berlin beobachtet werden. Der Kalkstein steht hier in etwa 50 m Stärke über dem Spiegel der benachbarten Seen an. Die Gewinnung zielt darauf hin, den Stein sogleich bis in die nächste Nähe dieser Wasser zu bringen, damit er sofort mittels des billigen Schiffstransportes seinen Verbrauchsorten zugeführt werden kann. Zu dem Zwecke wendet man den sogenannten Pfeilerbau an. Etwa 1 m über der Höhe des schiffbaren Kanals, der fortwährend bis an die jeweilige Brnchwand nachgeführt wird, treibt man etwa 1 hs m hohe Gänge in das Gestein hinein, verbindet sie durch Quergänge und verbreitert alle diese derart, daß die vorderen 15 bis 20 m der 50 m hohen Kalkwand schließlich nur noch auf wenigen Steinpfeilern ruhen. Dann werden in diese Pfeiler sehr kräftige Sprengladungen gesetzt, durch elektrische Zündungen verbunden und nun gleichzeitig zum Explodieren gebracht. Die Pfeiler werden dadurch zerstört, die überhängende Felswand bricht in sich zusammen. Sie kommt aber nicht etwa als kompakter Block von etwa 50 m Höhe, 20 m Tiefe und etwa 200 m Breite herunter. Vielmehr wirken die beim Abbrechen auftretenden enormen Kräfte derart zerstörend auf diese gewaltige Felsmasse, daß sie in ziemlich kleines Geröll zermalmt wird und der größte Teil der niedergegangenen Masse sofort in die Lastschiffe verladen oder per Achse in die nahen Kalksteinbrennereien gefahren werden kann.

Sollen die Kalksteine zu Fundamenten und dergleichen vermauert werden, so benötigen sie keiner weiteren Bearbeitung. Sollen sie dagegen zur Herstellung von Mörtel dienen, so müssen sie im Brennofen bis auf helle Rotglut erhitzt werden. Dadurch wird die Kohlensäure ausgetrieben und es bleibt der sogenannte gebrannte Kalk, das heißt Kalziumoxyd, .zurück. Bringt man diesen mit Wasser zusammen, so beginnt ein neuer chemischer Vorgang. Unter starker Wärmeentwicklung wandert aus dem Wasser Wasserstoff in den Kalk ein und es entsteht Kalziumhydrooxyd oder Ätzkalk, der sogenannte gelöschte Kalk. Dieser, zunächst eine plastische Masse, kann mit Wasser beliebig verdünnt werden. Eine ganz schwache Lösung kennen wir als Kalkwasser und benutzen sie bei Halsleiden u. s. w. In der Praxis wird der frisch gelöschte Kalkbrei mit drei bis vier Teilen Sand sorgfältig gemischt und bildet nun den Mörtel, den wir zum Mauern benutzen. Sein Wert beruht darauf, daß im Laufe von Stunden, Tagen und Wochen aus der umgebenden Luft wieder Kohlensäure einwandert und wieder kohlensaurer Kalk entsteht. Man nennt diesen

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Abb. 515. Aus den Solnhofener Schieferbrüchen.

Vorgang das Abbinden des Mörtels. Jetzt haben wir wieder die gleiche harte Steinmasse wie in den Kalksteinbrüchen, aber wir haben sie in die uns genehme Form von Mauerfugen oder Mauerputz gebracht. Dies Abbinden kann natürlich nur eintreten, wenn Kohlensäure an den Kalk heran kann. In sehr dicken Mauern hat man daher noch hundert und mehr Jahre nach der Erbauung int Inneren unabgebundenen Mörtel gefunden. Auch unter Wasser ist der Mörtel von der Kohlensäure abgeschnitten und kann nicht abbinden. Wir brauchen daher für Unterwasserbauten einen Mörtel, dem an Stelle des Sandes andere Substanzen und Mineralien beigemengt sind, die freiwillig große Mengen Kohlensäure abgeben und die Bindung veranlassen. Solche Mörtel sind die sogenannten hydraulischen Mörtel und die Zemente.

Für die Gewinnung von Sandstein konimt im allgemeinen die Methode der Sprengung zur Anwendung und zwar mit bestimmten, verhältnismäßig langsam explodierenden Sprengmitteln, die nicht so sehr eine zertrümmernde, als vielmehr eine verschiebende Wirkung ausüben. Die betreffende Felspartie wird in passender Weise mit Bohrlöchern umsteckt, diese werden mit Patronen besetzt und dann wird geschossen. Stark brisante Sprengstoffe, zum Beispiel Dynamit oder Sprenggelatine, würden nun so ziemlich alles, was sich zwischen den Sprenglöchern befindet, kurz und klein schlagen. Die langsam wirkenden Sprengstoffe heben dagegen das ganze von ihnen eingerahmte Gestein gewissermaßen im ganzen vom Berge ab, ohne es in unerwünscht kleine Brocken zu zertrümmern. Der Schiefer ist an sich zu weich, um überhaupt noch Sprengwirkungen zu vertragen. Dagegen erleichtert seine Spaltbarkeit die Gewinnung sehr. Man kann ihn auch im Handbetriebe Platte um Platte in den gewünschten Dicken bequem abspalten und kommt mit Eisen nnb Hammer weiter als bei anderem Gestein mit Sprengpatronen. Eine besondere Abart des Schiefers ist der Solnhofener lithographische Schiefer (Abb. 515). Es ist dies ein Stein von absolut gleichmäßiger Porosität. Wie alle porösen Gegenstände saugt er Flüssig-

feiten gierig auf, sowohl Wasser wie auch Fett, aber nur entweder das eine oder das andere, nicht beide gleichzeitig. Eine Stelle des Steines, die bereits mit Wasser getränkt ist, nimmt fein Fett mehr an und umgekehrt. Darauf beruht bekanntlich die Kunst der Lithographie. Irgendwelche Zeichnung oder Schrift wird mit einer fetthaltigen besonderen Flüssigkeit, der sogenannten Lithographentinte, auf Papier hergestellt und unter einer starken Presse auf den Stein abgedruckt. Dann werden die übrigen Teile des Steines mit Wasser getränkt und nun kann man mit der gewöhnlichen Bnchdruckerwalze darüber gehen, die fettige Buchdruckerschwärze haftet nur auf den Strichen der Zeichnung, aber nicht mehr auf dem nassen Stein. So viel vom Lithographenschiefer.

Die gebrochenen Steine müssen nun weiter verarbeitet werden. Vielfach handelt es sich dabei um eine weitgehende Zerkleinerung. Das trifft zum Beispiel bei den Porphyren und Basalten zu, die für den Chausseebau benutzt werden. Diese Steine gelangen in mechanisch betriebene Steinbrechermaschinen (Abb. 516). Wie die gewaltigen Kiefern eines Riesenmauls klappen stahlharte Gußbacken, durch Dampfmaschinenkraft bewegt, fortwährend zusammen und wieder auseinander. Unaufhörlich strömen die Steine zwischen die Backen und werden in schneller Folge zerkracht und zermalmt. Wie ein menschliches Gebiß etwa ein Stückchen Zucker zerkleinert, so zerkauen und zerbeißen diese Steinbrecher gewaltige Mengen der härtesten Blöcke und an der anderen Seite der Maschine kommt der bekannte Chauiseesteinschlag heraus.

Mühseliger und umständlicher ist die Bearbeitung der Steine für Werlblöcke, Säulen und dergleichen. Hier treten Steinsäge und Steinhobel in

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Aktion. Einem mittelharten Stein kann man auf verschiedene Weise zu Leibe gehen. Merkwürdigerweise ist es dabei des öfteren möglich, den harten Stein mit einem weicheren Werkzeug zu schneiden. Da ist zunächst die S t e i n s ä g e. Im Gegensatz zu anderen Sägen hat sie keine Zähne. Ihr Blatt besteht aus weichem, zähem Schmiedeeisen. Dies Instrument würde an sich nicht einmal Holz schneiden, aber durch den harten Sandstein, ja sogar durch Granit kommt es hindurch. Die Schärfe freilich muß ihm der zu schneidende Stein selbst liefern. Nehmen wir an, es solle von einem großen Granitblock eine Scheibe abgeschnitten werden. Der Block wird dann so aufgestellt, daß der beabsichtigte Schnitt senkrecht von oben nach unten geht. Dann wird die schwere Steinsäge auf den Stein in Richtung des beabsichtigten Schnittes gestellt und gewöhnlich an einer Art von Schwebebaum aufgehängt. Nun wird um das Sägeblatt herum scharfer Quarzsand gestreut und mit Wasser angefeuchtet. Dann beginnt eine recht eintönige und langweilige Arbeit. Ein oder zwei Mann ziehen die Säge auf dem Steine hin und her, wie man die Holzsäge auf dem Holz bewegt, und geben dabei von Zeit zu Zeit neues Wasser in den sich bildenden Schnittspalt. Nur langsam schreitet die Arbeit fort, aber sie schreitet doch fort, und schließlich ist die Platte sauber abgeschnitten. Neue Schnitte werden nun angelegt und ein sauberer Block entsteht. Freilich ist damit nicht immer alles getan. Für Steine mit profilierten und kannelierten Oberflächen muß der Steinmetz mit Meißel und Schlegel in Aktion treten, um die gewünschten Formen kunstvoll herauszuarbeiten. Runde Gegenstände, wie zum Beispiel Säulen, kommen auf die S t e i n d r e h b a n k (Abb. 517), nachdem die rohe Form mit Meißel und Schlegel herausgearbeitet ist, und werden hier mit einen: außerordentlich harten Drehstahl abgedreht. Während die Säule langsam rotiert, nimmt der harte Stichel oder Drehstahl Span um Span, Strich mit Strich von dem Stein fort und das Ergebnis ist schließlich eine saubere rnnde Säule. Man hat ferner auch richtige Gesteinshobelmaschineu

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nach dem Vorbilde der Eisenhobelmaschinen gebaut, bei denen die zu behobelnde Steinplatte auf einem Bett festgespannt und unter dem harten Stahlstichel hin und her gezogen wird; hierbei nimmt der Stahlstiche! von der zu bearbeitenden Platte einen Span ab.

In den letzten Jahren schließlich hat

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3166.518. Steinschleiferei.

man eine ganz merkwürdige Entdeckung gemacht. Es hat sich gezeigt, daß eine sehr schnell rotierende Scheibe aus weichem Stahl oder Eisenblech die widerstandssähigsten Dinge, wie zum Beispiel glasharte Panzerplatten, aber auch harte Steine schnell und mit geringer eigener Abnutzung schneidet. Während eine solche Platte bei etwa 5 bis 6 m Umfangsgeschwindigkeit in der Sekunde von dem Stein abgeschliffen wird, ohne ihn selbst anzugreifen, schneidet sie bei höheren Geschwindigkeiten von etwa 30 bis 60 m in ihn hinein, wie in Wachs oder weiches Holz. Eine Erklärung für diese merkwürdige Erscheinung ist noch nicht gegeben, aber in der Praxis wird sie bereits vielfach benutzt.

Bei der Bearbeitung der Steine muß schließlich noch das Schleif e it (Abb. 518) und das Polieren genannt werden. Weichere Steinsorteu, wie Sandstein und dergleichen, werden nur geschliffen, da sie kaum polierfähig sind. Bei den harten Steinen, den Graniten u. s. w. und auch gelegentlich beim Marmor, setzt man dieses Schleifen mit immer feineren und weicheren Mitteln fort, so daß es in ein Polieren übergeht und der Stein eine spiegelnde Fläche erhält.

Ganz verschieden von der Technik der bisher behandelten Werksteine ist diejenige der S ch m u ck st e i n e. Hier handelt es sich nicht mehr um gewaltige Blöcke, die aus dem vollen gebrochen werden, sondern um kleine Kristalle oder Kristallstücke, die sorgfältig gesucht werden müssen und sich häufig dem Auge noch durch eine unscheinbare äußere Hülle besonders verbergen.

An erster Stelle muß hier der König aller Edelsteine, der D i a m a u t, genannt werden. Diamant ist nichts anderes als kristallisierter Kohlenstoff.

Wie bekannt, haben ja verschiedene Körper, und zwar sowohl einfache Elemente wie Schwefel, Zink und andere mehr, wie auch Salze von mancherlei Art, die Eigentümlichkeit, unter besonderen Verhältnissen nicht mehr eine gleichmäßige amorphe Masse zu bilden, sondern einzelne Individuen, eben jene Kristalle, auszuscheiden. Zur Kristallbildung muß man die betreffenden Körper zunächst in den flüssigen Zustand bringen. Das kann geschehen, indem man sie durch Erwärmung schmilzt oder in einem Lösungsmittel auflöst. Läßt man sie dann langsam erstarren, so tritt eben die Kristallbildung ein. Leider besitzen wir nun vorläufig kein technisches Mittel, um den Kohlenstoff in flüssige Form zu bringen. Das einzige Lösungsmittel, das Kohlenstoff wenigstens in geringen Mengen löst, ist weißglühendes flüssiges Eisen. Es ist uns aber nicht möglich, dies weißglühende Eisen nun langsam verdampfen zu lassen, um eine immer konzentriertere Kohlenstofflösung zurückzubehalten, in der die Diamanten wachsen müßten wie die Blumen int Frühling. Auch der Schmelzung widersetzt sich die Kohle energisch. Wenn man ihre Temperatur indessen in den Spitzen der Bogenlampen-Kohlenstifte bis auf etwa 4000 Grad bringt, so geht die Oberfläche in ganz dünner Schicht zwar in den flüssigen Zustand über, beginnt aber auch sofort energisch zu verdampfen, so daß größere Mengen geschmolzenen Kohlenstoffes niemals auftreten. Unter solchen Umständen ist es bisher völlig unmöglich gewesen, künstliche Diamanten von irgendwelcher Bedeutung zu erzielen. Zwar gelang die theoretische Herstellung wenigstens dem französischen Chemiker Moissan. Er schmolz sehr kohlenstoffreiches Eisen, sättigte es dann völlig mit Kohle und goß daraus eine große Kugel, die er dann von außen scharf abkühlte. Dadurch geriet das Kugelinnere unter gewaltigen Druck, erstarrte ebenfalls langsam, und als Moissan die ganze Kugel, soweit sie eben aus Eisen bestand, in Salzsäure auflöste, blieben ganz kleine Kristalle übrig, die unter dem Vergrößerungsglas tatsächlich als Diamanten erkannt wurden. Theoretisch also ist die Aufgabe, Diamanten herzustellen, gelöst. Praktisch sind die natürlichen Diamanten aber billiger und kommen immer in solcher Größe vor, daß sie als Schmucksteine Verwendung finden können. Im Jahre 1908 beschäftigte ein anderer Chemiker, Lemoine, die ganze Welt mit einer epochemachenden Erfindung künstlicher Diamanten, die sich jedoch bei näherer Betrachtung als ein großer Schwiitdel entpuppte. Praktisch wird also der Diamantenbedarf itach wie vor durch Aufsuchen der Steine an ihreit natürlichen Fundorten gedeckt. Jahrhunderte hindurch haben Indien und Brasilien die Welt mit Diamanten versehen. Jetzt sind diese Fundstätten so ziemlich erschöpft. Dafür aber sind neue und gewaltige Lagerstätten in Südafrika entdeckt worden und werden von kapitalstarken Gesellschaften systematisch ausgebeutet. Die Riesenvermögen afrikanischer Milliardäre, der de Beers, Barnato und anderer, stammen zum großen Teil aus dieser Diamantenindustrie. In Afrika werden die Diamanten in einem eigenartigen blauen Ton gefunden, der ganz gewiß nicht ihr ursprüngliches Muttergestein ist, sondern in den sie geraume Zeit nach ihrer Entstehung durch irgendwelche Zufälligkeiten hineingeraten sind. Dieser blaue Ton wird im Tagebau ausgeschaufelt und durch

Siebe von verschiedener Feinheit geschüttelt und gestrichen, wobei alle harten Körper auf dem Siebe zurückbleiben und nun genauer auf etwaige Diamanten durchsucht werden. Die Arbeit wird fast ausschließlich durch schwarze Arbeiter besorgt, deren Los sich nicht wesentlich von einer freilich zeitlich begrenzten Sklaverei unterscheidet. Sie müssen in besonders umzäunten Quartieren wohnen, die sie während der ganzen Engagementsperiode nicht verlassen dürfen, und sie müssen sich ferner an jedem Tage nach dem Verlassen der Arbeit einer beschämenden körperlichen Untersuchung daraufhin unterziehen, ob sie nicht irgendwie Diamanten am Körper versteckt haben. Sogar gewisse natürliche Vorgänge stehen unter dauernder Kontrolle, um zu vermeiden, daß ein Diamant etwa durch Verschlucken entwendet wird. Daneben existiert in Bezug auf den Diamantenverkehr eine geradezu drakonische Gesetzgebung. Ein Weißer zum Beispiel, der solchem Arbeiter einen gestohlenen Stein abkauft, erhält glatt seine zehn bis zwanzig Jahre Zuchthaus, beziehungsweiseZwangsarbeit.

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Das ist die traurige Kehrseite der glänzenden Diamantenindustrie.

Es sollen eben alle Steine in die Hand der allmächtigen Syndikate gelangen, die den Diamantenhandel und Diamantenpreis der ganzen Welt regulieren. Die gewonnenen Diamanten müssen, bevor an ihre Verwendung gedacht werden kann, erst der komplizierten Prozedur des Schleifens unterworfen werden, rohen Steine werden nun durch Ausspalten schlechterer Stellen (Abb. 519) zunächst gereinigt und mit Hilfe eines anderen Diamanten aus freier Hand in die ungefähre Form gebracht, die sie durch den Schliff erhalten sollen. Der sich bildende Staub wird durch ein feines Sieb geschüttelt und nachher als Schleifmittel verwendet. Die so vorgerichteten Stücke werden nun in eine leicht schmelzbare Metallegierung eingeschmolzen, aus der die zu schleifenden Flächen herausragen, und kommen so in die Hand des Schleifers. Dieser drückt den Stein mit einer besonderen Handhabe gegen eine horizontale gußeiserne Scheibe, auf die Diamantstaub und Ol aufgetragen werden (Abb. 520). Bei der sehr schnellen Rotation dieser Scheiben wird selbst der so harte Diamant in nicht langer Zeit geschliffen. Der Stein wird dann wieder-

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Die

Abb. 519. Spalten der Diamanten.

holt in seiner Fassung umgestellt, damit wieder andere Flächen der Schleifscheibe ausgesetzt werden können. Bis zu achtundfünfzig Flächen werden so an Steine herangeschliffen, deren Durchmesser vielleicht kaum 3 mm beträgt. Solche im Brillantschliff gehaltenen Diamanten haben nach unten eine spitze vielseitige Pyramide, nach oben eine von vielen Flächen bedeckte, weniger gewölbte Facette.

Dem Diamanten, der eine Klasse für sich bildet, folgen in der Reihe der Schmucksteine zunächst die E d e l k o r u n d e. Ihr Gruitdmaterial, der Korund, ist nichts anderes als kristallisierte Tonerde, die wir in unkristallisierter Form ja an zahlreichen Orten in gewaltigen Mengen finden. Nun zeigen aber diese Edelkorunde die verschiedensten Färbungen und tragen dementsprechend verschiedene Namen. Da gibt es den Rubin, rot, aus Birma und Ceylon, den orientalischen Smaragd, bläulich grün, aus Ceylon, den orientalischen Chrysolith, gelblich grün, ebenfalls aus Ceylon, den Saphir, blau und weiß, aus Birma und Ceylon, den orientalischen Amethyst, fast veilchenblau, aus Birma und Ceylon, den orientalischen Aquamarin, hell grünlich blau, aus Ceylon und dem Ural, den orientalischen Hyazinth, Morgenrot, aus Birma und Ceylon, den orientalischen Topas, gelb, aus Birma und Ceylon, den Leukosaphir, weiß, ebenfalls dorther, den Asterin, rot, blau und gelb, gleichfalls aus Birma und Ceylon, und den orientalischen Girasol, gelblich, grünlich, rötlich, bläulich. So haben wir allein in der Gruppe der Edelkorunde elf verschiedene Arten, zwischen denen es noch zahlreiche Übergänge gibt. Lange Zeit war man geneigt, die Färbung dieser Steine der Beimengung geringer Mengen von Metallsalzen zuzuschreiben. In unseren Tagen hat man jedoch entdeckt, daß die Radiumstrahlung die Farbe solcher Steine dauernd verändern kann, daß zum Beispiel aus dem roten Rubin der gelbe Topas entsteht. Dabei durchläuft der einzelne Stein alle möglichen Färbungen. Ein blauer Saphir wurde der Reihe nach grün, blaßgelb und dunkelgelb. Ein rötlicher Saphir violett, blau, grün und endlich gelb. Hier geht also die Entwicklung auf den Topas zu. Man war daher einige Zeit der Meinung, daß ursprünglich alle Edelkorunde von der roten Art, das heißt Rubine gewesen wären, daß sie aber allmählich unter dem Einfluß näherer oder fernerer Radiumlager in die anderen Formen übergegangen seien. Aber auch diese Theorie ist uicht stichhaltig. Der bekannte französische Physiker Berthelot verwandelte nämlich einen violetten Amethyst zunächst durch Erhitzen in einen blaßgelben Topas. Dann setzte er ihn den Radiumstrahlen aus und nun wurde er wieder violett. So wissen wir augenblicklich gar nicht genau, worauf die Färbung der Edelkorunde beruht.

Erfolgreicher ist man dagegen bei den Versuchen gewesen, diese Korunde, speziell den Rubin, künstlich herzustellen. Die Tonerde läßt sich unter einer scharfen Lötrohrflamme verhältnismäßig leicht schmelzen und kristallisiert bei langsamem Erkalten. Freilich ist es nicht gelungen, größere Steine herzustellen, weil die erstarrende Tonerde fast stets von häßlichen Sprüngen durchsetzt wird. Dagegen werden die kleineren Steine, die man zum Beispiel als

Lagersteine für Taschenuhren benutzt, vielfach künstlich hergestellt. Hier gelingt bei den kleinen Abmessungen die rissefreie Darstellung.

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Abb. 520. Schleifen der Diamanten.

Es folgen nun in der Gruppe der Volledelsteine die Berylle. Sie bestehen chemisch aus einem Metall, dem Beryllium, in Verbindung mit KieselsäureundTon-erde. Die bekanntesten Formen sind der bläulich grüne Smaragd, der Aquamarin und der Chrysoberyll oder Chrysopal. Auch hier ist die Zahl der Varietäten eine bedeutende. Interessant ist es, daß unser Wort Brille vom Beryll stammt, da die ersten Augengläser der römischen Kaiserzeit aus möglichst farblosem Beryll geschnitten wurden. Bekanntlich bediente sich der ziemlich kurzsichtige Nero einer Art von Lorgnette aus Beryll. Es folgt nun die große Gruppe der Halbedelsteine, die verschieden gefärbten Bergkristalle, die Amethyste, Achate u. s. w. Die Reihe reicht so ziemlich bis an die edelsten Bausteine heran, wie denn Malachit und Achat gelegentlich bereits zu Wandverzierungen benutzt werden.

Der Wert aller dieser Edelsteine ist hauptsächlich durch ihre Seltenheit bedingt. Er sinkt mit häufigerem Vorkommen in größeren Stücken. So wurde zum Beispiel der Lapislazuli oder Lasurstein im Mittelalter namentlich von den Malern, die ihn als blaue Farbe brauchten, mit Gold ausgewogen, während er heute infolge neuer Funde sehr viel geringeren Wert hat. In ähnlicher Weise unterliegen andere Edelsteine gelegentlichen Wertschwankungen. Im großen und ganzen zeigen jedoch die Volledelsteine, die Gemmen, seit langer Zeit eine Neigung, im Werte zu steigen, so daß ihr Kauf keine schlechte Kapitalsanlage ist. Bei den Halbedelsteinen, den Lapides pretiosi, ist dagegen der Preis schwankend und eher geneigt zu fallen, anstatt zu steigen. Die Bearbeitung sowohl der Edelsteine wie auch der Halbedelsteine erfolgt ganz ähnlich, wie es bereits beim Diamanten beschrieben wurde, durch Spalten und Schleifen. Während die Edelsteine an den verschiedensten Orten der Welt gefunden

werden, hat der Edelsteinmarkt der Welt seinen Hauptsitz in Holland, speziell in Amsterdam, und dort befinden sich auch heute noch die meisten Edelsteinschleifereien. Diese Stellung Amsterdams erklärt sich wohl aus der früheren Stellung Hollands als Kolonialmacht. Aber selbst die Erschließung enormer Diamantlager im englischen Südafrika hat dem Londoner Diamantenmarkt die unbedingt führende Stellung noch nicht verschaffen können. Scheint doch gerade in allen Dingen, die mit Brillanten und Juwelen zusammenhängen, eine ganz besondere Stabilität, ein besonders zähes Festhalten an alten Gebräuchen und Verhältnissen zu herrscheu.

Zum Schluß mag noch in Kürze der Gesteine gedacht werden, die wegen ihrer chemischen Bestandteile gebrochen werden. Das vornehmlichste davon ist das K v ch s a l z, eine Verbindung des silberglänzenden Natrium-metalles mit dem Chlor, das die Menschheit seit unvordenklichen Zeiten hauptsächlich für Speisezwecke abbaut. Die Gewinnung erfolgt gegenwärtig zum größten Teile rein bergmännisch in unterirdischen Steinsalzlagern (Abb. 521), die, wie man annimmt, die Niederschläge vorweltlicher Meere sind. Wo solche Steinsalzlager fehlen, gewinnt man Salz wohl auch in den sogenannten Salzgärten durch Verdampsenlassen von Meerwasser, dessen Kochsalzgehalt dabei in festem Zustande zurückbleibt, aber durch eine besondere Technik von den übrigen Salzen des Meerwassers, der Chlormagnesia, dem Chlorkali und den entsprechenden Brom- und Jodsalzen getrennt werden muß. Schließlich kann man die Vorgänge, denen die unterirdischen Salzlager ihre Entstehung verdanken, ebenfalls als solche gewaltige von der Natur selbst in vorgeschichtlicher Zeit angelegte Salzgärten betrachten, in denen sich die verschiedenen Salze, von denen das Chlornatrium oder Kochsalz ja nur einen Bruchteil darstellt, in einzelnen Schichten fein säuberlich getrennt vorfinden. In

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Abb. 521. Steinsalzbergwerk.

früheren Zeiten wußte man mit den anderen Salzen nichts Rechtes anzufangen und bezeichnete sie mit dem Namen der Ab-rauinsalze. In den letzten Jahrzehnten sind sie dagegen sehr viel wichtiger geworden als das Kochsalz selbst, namentlich für die Umwandlung des aus Chile kommenden Natronsalpeters in den sehr viel

wertvolleren Kalisalpeter und die großen Abranmlager zu Staßfurt bilden einen wichtigen Posten im deutschen Nationalvermögen.

Weiter wäre noch der S ch w e f e l zu erwähnen, der in Sizilien in reinem Zustande gebrochen wird und in der Technik weitgehende Benutzung findet. Die Industrie führt hier vom Schwefel zunächst zur Schwefelsäure und von der Schwefelsäure gabelt sich eine unübersehbare Reihe einzelner chemischer Prozesse ab, deren jeder eine umfangreiche Industrie bedeutet.

Schließlich wird man noch der sogenannten Edelerden gedenken müssen, aus denen das für die Glühlichtindustrie unentbehrliche Thor und Cer gewonnen wird. Zu Anfang der Neunzigerjahre kannte man nur in Norwegen einige wenige Fundstätten für die Minerale, die diese Edelerden enthielten. Man fürchtete ernstlich, daß die Glühlichtindustrie aus Mangel an diesen Stoffen nicht weiterkommen würde und begann eifrig nach neuen Fundstätten zu suchen. Darin hatte man Glück. Man fand, daß der Sand vieler südamerikanischer Flüsse diese Edelerden in großer Menge enthielt, und heute wird solcher Sand schiffsladungsweise in gewaltigen Mengen nach Deutschland importiert. Die Flußbetten enthalten überhaupt mancherlei von Wert und Bedeutung. Zwar suchen wir in unseren deutschen Strömen nicht mehr narb Gold und Silber, obwohl auch diese in geringen Mengen darin enthalten sind. Dagegen ist zum Beispiel der Sand und Schlamm des Rheinbettes als Zusatz-mittel zum Zement zur Betonbereitung hoch geschätzt und die Ausbaggerung des Rheinbettes kostet den Staat nicht nur nichts, sondern bringt sogar etwas ein. Die Unternehmer besorgen die Baggerung auf eigene Kosten und zahlen dem Staat für jeden gebaggerten Kubikmeter noch zehn Pfennig.

Die vorstehenden Ausführungen geben einen kurzen Bericht darüber, wie der Mensch die verschiedensten Stoffe der Erdrinde gewinnt und seinen Zwecken dienstbar macht, wie er den funkelnden Diamanten ebensowenig verschmäht wie den harten Granitstein oder das nützliche Salz, wie er aber auch aus dem unscheinbaren Schlamm noch Schätze zu gewinnen versteht.

II.

Die Fabrikation der Ziegel, des ©ipfes, des Zements,

der Kunststeine.

Von privatdo^ent X)r. p. Istohlomd.

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Wie aber der Töpfer dasitzt und die gefügte Scheibe mit der Hand prüft, ob sie läuft . . .

heißt es in der Ilias; aber schon in viel früheren Kulturstadien der Menschheit war die Herstellung der Ziegel- und Töpferwaren bekannt. Der französische Seefahrer Gonneville fand an der brasilianischen Küste hölzerne Kochgeschirre der Eingeborenen, die mit einer Lehmschicht umkleidet waren; löste sich durch Zufall die Holzschale von der irdenen Umkleidung ab, so blieb ein Tongeschirr übrig. Der Deutsche Karl Rau entdeckte am Mississippi in einer alten Töpferwerkstatt der Rothäute Binsen und Weiden, die mit Ton ausgekleidet waren. Das Geschirr wurde in der Weise gebrannt, daß man das äußere Gehäuse anzündete. Die erste Eigenschaft, die den Menschen bei erdigen tonhaltigen Massen oder dem von Flüssen angespülten Schlamm aufsiel, war ihre Bildsamkeit oder Plastizität. Dem Formen zu Gefäßen schloß sich das Trocknen an der Luft und der Sonne, später nach Erfindung des Feuers das Erhitzen oder Brennen an, und vielleicht durch einen Zufall geschah es, daß bei dem Brennen Holzasche in Berührung mit dem erhitzten Ton kam und so die Bildung eines Alkali- und Kalksilikates ermöglichte — die erste Glasur war entdeckt! Dreitausend Jahre vor Christo verstanden die Ägypter die Kunst des Ziegelsormens und Brennens,- ihre Pharaoneir zwangen die Juden zur töpferischen Handarbeit.

Aber welcher Unterschied: diese mühselige, Tausende von Menschenhänden fördernde Arbeit von damals und eine moderne Ziegelmaschine von heute, die fünfzigtausend Steine täglich bei Betätigung einer geringen Zahl von Arbeitern produziert!

Zuerst wußte man nur wetterbeständige Ziegel oder Mauerziegel, später auch feuerbeständige oder feuerfeste Ziegel zu fabrizieren.

Die Mauerziegel müssen zwei Eigenschaften besitzen, die einigermaßen im Gegensatz zueinander stehen; sie sollen möglichst hohe Wetterbeständigkeit, aber zugleich große Porosität besitzen. Letzteres ist notwendig, damit der Kalkmörtel zur Verfestigung des Mauergefüges von den Steinen aufgesaugt werden kann. Man hilft sich damit, daß man scharf gebrannte, daher weniger poröse, dichtere Verblendklinker, die wetterbeständig sind, mit poröseren Hintermauerungsziegeln kombiniert.

Die Rohmaterialien für die Mauerziegel sind Alluvialtone mit stärkerem oder geringerem Kalkgehalt, die sich in mächtigen Ablagerungen über ganz Norddeutschland verbreitet finden. Die Tone werden im Tagebau gegraben und auf Gleisen in Kippwagen oder durch Drahtseilbetrieb zur Ziegelei

gebracht. Zunächst findet eine Lagerung der Tonmassen statt, die je nach der Jahreszeit als „Auswintern" oder „Aussommern" bezeichnet wird. Der ausge-

Abb. 522. Maschinenziegelpresse mit ausmontiertem Feinwalzwerk und vor- s,s,^u>tsste ‘3'nrt gesetztem Abschneideapparat der Mannheimer Eisengießerei und Maschinen- ' ®

bau A.-G., Mannheim.    >vird im Win-

daun kann die so vorbereitete Ton-

Abb. 523. Tonschneider.

ter in langen 60 bis 90 cm hohen Halden aufgeschüttet, häufiger umgestochen oder umgepflügt und gewässert; im Sommer wird der Ton in dünner Schicht auf die Erde gebreitet und der Einwirkung der Luft und der Sonne bis zum Austrocknen überlasseit. Dabei findet eine Auflockerung des Tones infolge mechanischer und chemischer Prozesse statt; die mechanische Wirkung beruht auf Gefrieren der eingeschlossenen Wasserteilchen, die chemische auf der Oxydation sauerstoffärmerer und -aufnahmefähiger Stoffe utiö in Umsetzungen der in den Tonen enthaltenen Salze.

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Um die gröberen Verunreinigungen (Steine, grober Sand) aus den Tonen zu entfernen, werden die Tone geschlämmt; es geschieht dies in runden, gemauerten Bassins, in denen eine mit Quer-

gröbere Sand zu Boden sinken, wird der nunmehr in Wasser suspendierte Ton seitwärts nach den Absatzgruben abgelassen, wo er eintrocknet.

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Noch immer nicht ist die Tonmasse dann zum Formen der Ziegel fertig; sie muß vorher in stehenden oder liegenden Tonschneidern (Abb. 523) homogenisiert, das heißt, die einzelnen Bestandteile — müssen in den Ton-_ Massen gleichmäßig

ben wird. Während die Steine und der masse den Ziegelpressen zugeführt werden; diese modernen Ziegelmaschineu (Abb. 522) sind so eingerichtet, daß die Tonmasse zunächst über Walzen geführt wird, die den Zweck haben, etwaige beigemengte Steinchen zu zerkleinern; von da aus tritt sie in einen liegenden Tonschneider, aus dem sie durch ein Mundstück in Form eines Tonbandes von einem Querschnitt, der dem Längsdurchschnitt eines Ziegels entspricht, herausgedrängt wird. Dieser Tonstrang wird nach dem Heraustreten aus der Ziegelpresse senkrecht zu seiner Richtung durch Drähte im Abstand des Querschnitts eines Ziegels in einzelne Steine geschnitten, die dann auf Trockenbretter gestellt und mittels eines Elevators in die Trockengerüste geführt werden. Die Mundstücke der Ziegelpressen gestalten den Stein entweder als zusammenhängende Masse zum Vollziegel oder zum Hohlstein mit zwei, vier oder sechs Löchern. Die deutsche Normalform für Ziegel ist 25 :12 : 6,5 cm. Eine Ziegelpresse von 14 bis 16 Pferdestärken liefert stündlich ungefähr viertausend Vollziegel.

Nicht gleich dürfen die geformten Ziegel der großen Hitze der Brennöfen ausgesetzt werden; sie müssen vorher an der Luft, wie das in kleineren Betrieben geschieht, oder in besonders konstruierten Trockenanlagen der großen Ziegeleien getrocknet und vorgewärmt werden. Dazu benutzt man die von

dem Brennofen ausgestrahlte Wärme, indem man ihn mit Trockengerüsten umgibt. Nur darf diese nicht zwischen den aufgestapelten Steinen stagnieren, sondern sie muß bewegt werden, um das Trocknen zu beschleunigen; auch darf die Temperatur nicht so weit sinken, daß die von den Ziegeln abgegebene Feuchtigkeit tropfbar flüssig wird. Mit Hilfe des Prinzips des Gegenstroms hat man diese Schwierigkeiten bewältigt; nach diesem werden die feuchten, von der Presse kommenden Ziegel mit der abgehenden, mit Feuchtigkeit beladenen Luft, die schon trockenen Ziegel mit der trockenen und sehr warmen Luft, die dem Ofen entströmt, zusammengebracht.

Für das Brennen der Ziegel kommen nur Ofen mit kontinuierlichem Betriebe in Betracht; für gewöhnliche Ziegel der Hoffmannsche Ringofen, für feinere Verblender der Mendheimsche Gaskammerofen. Die Einführung des Hoffmannschen Ringofens ist für die gesamte Ziegelindustrie von epochemachender und großer wirtschaftlicher Bedeutung gewesen; ermöglichte sie doch die Verwendung geringerer Kohlen, vor allem eine Ersparnis von Brennmaterial von 60 bis 70 Prozent! Dadurch wurde eine Massenproduktion von Ziegeln erreicht, die besonders für das Wachstum größerer Städte von Wichtigkeit war.

Der Hoffmannsche Ringofen, wie ihn unsere Abbildungen im Grundriß (Abb. 524) und in Ansicht (Abb. 525) wiedergeben, stellt einen ringförmigen, jetzt meist länglich runden Ofenkanal dar, der aus zwölf bis sechzehn Abteilungen besteht. Dieser Ofenkanal, in den die zu brennenden Ziegel kommen, ist durch eine Anzahl von Türen von außen zugänglich und durch Schieber in die einzelnen Abteilungen geteilt; jede steht durch einen unterirdischen Kanal mit dem ebenfalls runden oder ovalen Rauchsammelkanal in Verbindung, der die Verbrennungsgase nach dem in der Mitte des Ofens befindlichen Schornstein abführt. Durch Glockenventile kann der Zusammenhang zwischen den einzelnen Abteilungen und dem Rauchsammelkanal unterbrochen werden. Die Türen werden während des Brennprozesses mit Schamottesteinen und Sand verschlossen. Die Befeuerung des Ofens geschieht durch Streufeuer, wozu senkrechte Röhren, Heizröhren, von der Decke des Ofens aus in das Gewölbe

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sind durch Deckel verschließbar. Das Brennmaterial ist möglichst zerkleinerte Kohle.

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Abb. 525. Hoffmannscher Ringofen (Außenansicht).

daß er zu gleicher Zeit fertig gebrannte, in allmählicher Abkühlung begriffene Ziegel, dem Brennen unterworfene und ungebrannte, in allmählicher Anwärmung befindliche enthält. Die mittelgroßen Ringöfen fassen in einer Abteilung etwa zehn- bis zwanzigtausend Ziegel. Die Brenntemperatur der Ziegel ist ziemlich niedrig und richtet sich nach ihrer Zusammensetzung. Kalkreiche Tone werden einer Temperatur von 970 bis 1010 Grad ausgesetzt, kalkärmere bei etwa 1050 bis 1090 Grad gebrannt.

Die Grundlage zur rotbraunen Farbe gibt der Gehalt an Eisenoxyd, aber die verschiedenen Schattierungen dieser Farbe hängen noch von anderen Umständen ab. Bei hohem Gehalt an Tonerde oder Kalkstein zum Beispiel tritt eine Verblassung der rotbraunen Farbe ein; ist der Kalkgehalt sehr groß und war das Feuer reduzierend, so wird die rotbraune Färbung durch eine gelbgrüne ersetzt.

Mitunter werden als Dachsteine oder Verblender dienende Ziegel glasiert; die Glasur wird ihnen bei ihrem Brennprozeß selbst mit aufgebrannt. Die Glasuren bestehen aus Glätte, Eisenhammerschlag, Kupferhammerschlag u. s. w., Verblender werden auch zur Erzeugung besserer Farbtöne engobiert, das heißt mit anderen Tonen begossen.

Die feuerfe st en Steine müssen große Widerstandsfähigkeit gegen hohe Temperatur und plötzlich eintretende Temperaturdifferenzen, außerdem Widerstandsfähigkeit gegen phosphorsaure, schwefelsaure, kohlensaure Alkalien, ferner gegen geschmolzene, metallische und glasartige Stoffe bei hoher Temperatur besitzen.

Nun würden sich zwar sehr plastische Tone ganz besonders zur Herstellung

Siegeslauf der Technik. I.

feuerfester Ziegel eignen, weil sie beim Trocknen und Brennen zu einer fest geschlossenen, dichten Masse sich zusammenziehen. Indessen ist mit einem hohen Plastizitätsgrad auch starke Schwindung verbunden, so daß leicht Risse und Sprünge entstehen. Um diesem Ubelstand abzuhelfen, fügt man Schamotte (eigentlich Charmotte, von scarmare, mager werden), das heißt bei möglichst hoher Temperatur gebrannten und zerkleinerten Ton als Magerungsmittel hinzu; durch diesen Zusatz wird größte Dichtigkeit der Ziegel ohne allzu große Schwindung erreicht. Als Rohmaterialien werden möglichst schwer schmelzbare Schiefertone in Verbindung mit sehr fetten plastischen, leicht dichtbrennenden Tonen benutzt; erstere finden sich in Deutschland bei Saarau in Schlesien, bei Muglitz in Sachsen u. s. w., letztere bei Klingenberg und Schippach am Main, Vallendar bei Koblenz, Grünstadt in Bayern. Der in Kollergängen zerkleinerte Ton wird in gemauerten Bassins eingeweicht und mit der nötigen Menge grobkörniger Schamotte versetzt, dann auf einem Tonschneider verarbeitet und homogenisiert. Die Steine werden gewöhnlich in Holzsormen gepreßt und im Mendheimschen Ofen bei Temperaturen von etwa 1330 bis 1520 Grad gebrannt.

In vielen technischen Branchen werden Gefäße und Apparate von sogenannter Säurefestigkeit verlangt; eine vollständige Widerstandsfähigkeit gegen Säuren ist bei gebrannten Tonmassen nicht zu finden; doch werden die basischen, tonerdereichen Ziegel von Säuren leichter angegriffen als die quarzreichen. Einen höheren Grad von Säurefestigkeit besitzen die Dinassteine (Dinas bricks), die fast ausschließlich aus Siliziumdioxyd, Kalk, Tonerde und Eisenoxyd bestehen. Dagegen wirken basische Stoffe leicht auf sie ein, sie werden hauptsächlich als Gewölbesteine in Flamm- und Glasöfen verwendet.

Während aber die Dinassteine gegen plötzlichen Temperaturwechsel sehr empfindlich sind, zeichnen sich die aus möglichst dichtbrennenden Tonen und Graphit hergestellten Ziegel, die für Öfen zum Schmelzen von Edelmetallen und Gußstahl verwendet werden, dadurch aus, daß sie bei schnellen Temperaturänderungen unverändert bleiben. Die sogenannten hessischen Ziegel werden aus Ton von Großalmerode in Hessen und Sand fabriziert, sind aber weniger feuerbeständig als die Graphitziegel.

Für die Tone liegt mit dem Schmelzpunkt des Kaolins bei 1830 Grad die Grenze der Feuerfestigkeit; für die höchst erreichbaren Temperaturen des elektrischen Ofens, etwa 2500 bis 3000 Grad, sind leider Gefäße von reinem Porzellan, Schamotte nicht benutzbar; selbst Magnesia und Kalk sind dieser Temperatur gegenüber nicht widerstandsfähig; allein die Kohle und der Graphit vermögen sie zu ertragen; die Lösung der schwierigen Aufgabe, ein bei dieser Temperatur feuerfestes und womöglich durchsichtiges Material herzustellen, wäre im wissenschaftlichen wie technischen Interesse mit größter Freude zu begrüßen.

Fertig gebildet kqmmt in der Natur der technisch verwendbare Gips nicht vor; dort findet er sich (Abb. 526), zum Teil in gewaltigen Massen, wie im Harz, als wasserhaltiger Gipsstein, Gipsspat, in allen Kristallisationsarten

vom gewöhnlichen Fasergips bis zu den prachtvollen, häufig gefärbten Kristallkomplexen des Alabasters und dem durchsichtigen Marienglas, ferner als wasserfreier Anhydrit; nur der Gipsstein inseinen mannigfaltigen Formen ist für die Technik von Wert, der Anhydrit nicht. Ersterer muß aber vorher einem Brennprozeß unterworfen werden, bei dem ein Teil seines Kristallwassers oder sämtliches aus ihm herausgetrieben wird.

Die Entwicklung der technischen Apparate, der Brennöfen, geht vom Backofen und von den Metallkesseln aus, findet große Verbesserungen in den Schachtöfen, noch mehr in den Ringöfen und ihren Höhepunkt in den modernen, rotierenden Öfen von Walser oder Petri-Hecking.

Sobald der Gipsstein beim Erhitzen in Kesseln die Temperatur erreicht hat, bei der ein Teil seines Kristallwassers entweicht, zeigt er ähnliche Erscheinungen, wie wir sie beim Erhitzen von Flüssigkeiten wahrnehmen; er beginnt nämlich aufzuwallen, förmlich zu kochen; diesen Temperaturpunkt kann man als Siedepunkt des Gipses bezeichnen, er ist bei normalem Druck 107,3 Grad.

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Die Brenntemperatur des Stuckgipses beträgt etwa 110 bis 130 Grad, die des Estrichgipses 400 bis 500 Grad; ersterer behält etwa noch 7 Prozent Kristallwasser, letzterer ist wasserfrei.

3166.526. Gipsbruch.

Nach betn Brennen wird der Gipsstein fein gemahlen. Noch nicht aufgeklärt ist die Tatsache, daß der Gips beim Brennen eine schwach bläuliche Farbe annimmt, die er aber beim Erkalten nach einiger Zeit wieder verliert.

Der Gipsbrenner kennt aber noch eine dritte Gipsart, die bei unsachgemäß geleitetem Brennprozeß entsteht und die er, biologische Auffassungen auf totes Gestein übertragend, totgebrannten Gips. nennt. Seine Lebensunfähigkeit dokumentiert dieser darin, daß er zwar Wasser teilweise bindet, aber zum Gießen oder Stampfen nicht mehr brauchbar ist, demnach sich nicht zu Verwendungszwecken eignet, welche den Stuckgips und den Estrichgips auszeichnen.

Beide Gipssorten, der Stuck- und der Estrichgips, werden als Luftmörtel bezeichnet, da sie im Gegensatz zu den hydraulischen Mörteln keine Wasserwiderstandsfähigkeit besitzen.

Zwar wird der Estrichgips auch häufig hydraulischer Gips genannt und als Estrich kann er in der Tat mit den verschiedensten Flüssigkeiten in kurzdauernde Berührung gebracht werden, ohne daß er an seiner Festigkeit Einbuße erleidet.

Die technische Verwendung beider Gipsarten beruht darauf, daß das beim Brennen ausgetriebene Kristallwasser die Tendenz hat, sich wieder mit dem Gips zu vereinigen; letzterer bindet es und erhärtet, indem die Kristalle zu einem Gewebe zusammenwachsen. Nun ist die Begierde des Wassers, sich mit dem Gips wieder zu verbinden, ganz verschieden groß; sehr lebhaft ist sie gegenüber dem Stuckgips; acht bis zehn Minuten nimmt das „Abbinden" bei diesem in Anspruch, während es beim Estrichgips fast ebensoviele Stmtden dauert.

Bei sehr vielen Gipserarbeiten ist es nun von Vorteil, eine möglichst große Menge von Stuckgips in breiartigem, streichbarem und gießbarem Zustande zu erhalten, und es gibt in der Tat eine Reihe von Mitteln, von Zusätzen wie Soda, Pottasche, Borax, die den Stuckgips längere Zeit in dem gewünschten Zustand erhalten. Aber diese Salze führen einen großen Nachteil mit sich; sie bleiben nicht im Innern des Gipses, sondern, wie von einer gewaltigen Energie getrieben, erscheinen sie quantitativ auf der Oberfläche des Gipses, der bei der Erhärtung, sein Kristallgefüge fest zusammenschließend, das überschüssige Wasser und damit diese löslichen Salze aus dem Innern an die Oberfläche herausdrängt. Diese Salze aber sind leicht wasserlöslich und werden vom Wasser zerfressen; auf diese Weise wird das zusammenhängende Kristallgewebe des Gipses an der Oberfläche gestört.

Diese Erscheinungen werden als Ausblühungen, Auswitterungen, auch als Mauerfraß bezeichnet. Wenn kochsalzhaltiges Wasser zum Anmachen des Gipses verwendet wird, so bestehen sie aus Glaubersalz, das unter großer Raumvermehrung auskristallisiert, und aus dem Wasser aus der Luft anziehenden, höchst schädlichen Chlorkalzium, indem sich der Gips mit dem Kochsalz zu letzteren Stoffen umsetzt.

Erblickt man an Häuserwänden nasse, nie trocken werdende Stellen, so sind sie meist auf die Bildung dieser Salze zurückzuführen. Doch können auch stickstoffhaltige Stoffe, salpetersaure Salze unter besonderen Bedingungen, nämlich da, wo stickstoffhaltige, organische Stoffe (Urin u. s. w.) und Wasser in der Nähe von Bauwerken vorhanden sind, mit der Feuchtigkeit kapillar im Mauerwerk aufsteigend, die Veranlassung von Auswitterungen sein. Meistens aber werden diese Ausblühungen aus Glaubersalz, Soda, Magnesiumsulfat und Chlorkalzium bestehen. Auf ähnlichen Vorgängen beruhen auch die Treiberscheinungen des Gipsmörtels, die man an sehr alten Bauten, zum Beispiel an einer Kirche in Mühlhausen in Thüringen und an alten Häusergiebeln in Lüneburg, beobachtet hat. An diesen Stellen ist der Gipsmörtel mit Wasser in Berührung gekommen, das Salze, wie Kochsalz, Salmiak, Magnesiumchlorid, Glaubersalz, schwefelsauren Ammoniak, enthielt, und dadurch löslicher und vollständig weich und käsig geworden.

Um aber nun doch das Abbinden und Erhärten des Stuckgipses zu verlängern, muß man zu Mitteln greifen, die nicht diese Nachteile wie die erwähnten Salze mit sich bringen, aber anderseits teurer sind; als solche sind Weingeist, der sich beim Erhärten verflüchtigt, Leimlösung und fein gepulverte Eibischwurzel zu empfehlen.

Wenn der Gips Wasser bindet und erhärtet, so findet eine Volumenvergrößerung statt, die ungefähr 1 Prozent linear beträgt; diese Eigenschaft ermöglicht es, daß beim Gießen des Gipses die feinsten Vertiefungen und Einzelheiten der Formen ausgefüllt werden.

Die Anwendung des Gipses als Mörtel ist sehr alten Datums; in dem letzten Jahrhundert ist er als solcher zwar vom Kalk- und Zementmörtel verdrängt worden, aber wir finden ihn im Lande der Pharaonen. Die Syenitquader der Cheopspyramide in Ägypten sind mit Gipsmörtel zusammengefügt worden und haben den Berwitterungseinslüssen jahrtausendelang mit Erfolg Trotz geboten. Wir finden ihn im Mittelalter in alten Ritterburgen, zum Beispiel im Harz, in Klöstern und Kirchen, wir finden ihn auch jetzt noch vereinzelt zum Beispiel in Pariser Wohnhäusern.

Der natürliche Gipsstein in den schönen Formen der Alabastervarietät wird in Italien und Spanien zu kunstgewerblichen Arbeiten, zur Herstellung von Vasen, Urnen, Schalen und Kandelabern verwendet.

Der Stuckgips, in sehr fein zerteilter Form, dient chirurgischen Zwecken; gebrochene Knochen umschließt er beim Erhärten fest und hält sie während des Heilungsprozesses in unverrückter Lage. Aber weitaus der größte Teil des fabrizierten Stuckgipses gelangt bei Modell- und Stukkateurarbeiten zur Verwendung, zum Verputzen von Decken im Innern, von äußeren Fassaden mit architektonischen Gliederungen, Gesimsen, Säulen u. s. w. Besonders schön harmoniert das blendende und wenig Lichtstrahlen verschluckende Weiß des Stuckgipses mit dem goldigen Ton der modernen Beleuchtungskörper.

Sehr bedeutende Mengen von Stuckgips werden zu allerhand Abgüssen von Münzen, Medaillen, Reliefs und Büsten verwendet und zu Formen und Modellen zum Gießen von Metallen und Legierungen wie Zink und Bronze, zur Vervielfältigung galvanoplastischer Gegenstände, ferner zu Modellen in der Porzellan- und Fayencefabrikation.

Zwar eignet sich der Gipsguß wegen der Billigkeit des Materials, der Leichtigkeit seiner Herstellung und wegen der Schärfe, mit der er das Original wiedergibt, selbst in den feinsten Details, in hohem Maße zur Vervielfältigung von Kunstwerken. Diesen Vorteilen steht aber gegenüber der kreidige, harte Ton des Gipses, der Umstand, daß seine Oberfläche, wenn sie schmutzig oder staubig geworden ist, schwer wieder rein zu machen ist, endlich der Übelstand, daß größere Statuen aus einzelnen gegossenen Gipsstücken zusammengesetzt werden müssen.

Auch die sogenannte Elfenbeinmasse, die durch Zusatz von flüssiger Stearinsäure und in Petroleumäther gelöstem Paraffin hergestellt wird, erhält im Laufe der Zeit infolge dieser organischen Stoffe eine höchst unästhetisch wirkende Gelbfärbung.

Der Estrichgips, der eine Zeitlang, wahrscheinlich infolge unrichtiger Brennmethode, in Mißkredit geraten war, jetzt aber wieder zu der ihm zukommenden Bedeutung gelangt ist, dient zur Fabrikation von Estrich, bei dem

Eine Reihe von Kombinationen mit anderen Materialien vermehrt noch die Verwendbarkeit des Gipses; aus einem Gemisch von feinem Stuckgips, gepulvertem Gipsstein und Leimwasser wird die zu architektonischen Zwecken angewendete Skagliola hergestellt, aus einer Mischung von Weißkalk, Marmor und Gips Stukko-Lustro; Färbungen werden durch Zusatz von gelbem Blutlaugensalz, Eisenoxydsalzen, Kaliumchromat, Bleisalzen u. s. w. hervorgerufen. Damit sind zwar die Anwendungsarten dieses billigen und bequem erreichbaren Produktes als Baumaterial ungefähr erschöpft, aber noch nicht seine sonstigen Verwendungen.

meist eine 3 bis 5 cm dicke Schicht Gips mit einer 1 bis 2 cm starken Kiesschicht abwechselt, von Gipsdielen und Rabitzbau in Verbindung mit Draht.

Dem akustischen Übelstand, daß der Gips den Schall besser leitet als die ihn umspülende Luft, Hilst man dadurch ab, daß in die Gipskörper, Gipsdielen u. s. w. Lufträume zur Dämpfung des Schalles eingefügt werden.

Die Härte des Gipses ist nicht bedeutend, er ist mit dem Fingernagel ritzbar; um ihn zu härten und ihn gegen Abwaschungen widerstandsfähiger zu machen, hat man verschiedene Mittel angewendet: die Barytisierung durch Zusatz von Barytwasser, die Verkieselung durch Zusatz von kieselsaurem Kali, die Alaunisierung durch Zusatz von Alaunsalzen. Die besten, allerdings auch teuersten Mittel sind Kieselfluorwasserstoffsäure und ihre Salze, die Fluorsilikate.

Als Düngemittel, und zwar am besten in Form des fein gepulverten Gipssteins, führt der Gips dem Boden den notwendigen Kalkgehalt zu, den namentlich die Hülsenfrüchte und der Klee brauchen. Er konserviert den Stalldünger, indem er die bei seiner Fäulnis und Zersetzung sich bildenden Ammoniaksalze bindet und so deren Verflüchtigung verhindert; er dient als Zusatz zum roten Weinmost, endlich wird er in der Papierfabrikation als Füllstoff unter dem Namen Annalin und zum Streichen von Kartonpappen verwendet.

Eine, allerdings meist stark verunreinigte Gipsart ist auch der Kesselstein, die häufige Ursache der Kesselexplosionen; er ist größtenteils wasserfreier Gips, mit Kochsalz, Glaubersalz, Magnesiumsalzen, Chlorkalzium vermengt.

Bedenkt man die einfache chemische Zusammensetzung des Gipses aus Kalk, Schwefelsäure und Wasser und seine seit langer Zeit bestehende Verwendung, so muß es in der Tat Verwunderung erwecken, daß es erst in allerletzter Zeit gelungen ist, die Brenntemperatur des Stuckgipses genau auf Zehntelgrade zu fixieren, und daß die Natur des Estrichgipses in wissenschaftlicher Hinsicht noch mit manchen geheimnisvollen Schleiern umgeben ist.

Die Römer fanden, wie Vitruv berichtet, bei Puteoli am Meerbusen von Bajä und Neapel ein ton- und kieselhaltiges Material, offenbar vulkanischen Ursprungs, die Puzzolane, das sie unter Hinzufügung von Kalkmörtel zur Herstellung von Wasserleitungen und Hafenbauten verwandten. Bei der Eroberung Germaniens entdeckten sie ein ähnliches Material in der Eifel, im Nette- und Brohltal, das nach seiner Natur und Entstehung den Puzzolanen höchst ähnlich war, die Trasse, und benutzten es zu den gleichen Zwecken. Im

Mittelalter ging die Kunst, einen wasserwiderstandsfähigen, hydraulischen Mörtel herzustellen, verloren und erst im siebzehnten Jahrhundert waren es Engländer, wie John Smeaton (beim Bau des Eddystone-Leuchtturms), James Parker, I. Aspdin, die zunächst einen natürlichen, hydraulischen Mörtel durch Brennen der Kalknieren, die sich in der unter London (London clay) befindlichen Tonschicht vorfanden, den Romanzement, später einen künstlichen hydraulischen Mörtel durch Brennen eines Gemisches von Ton und Kalkstein, den Portlandzement (von Portlandstone), herzustellen wußten. Nachdem die Fabrikation dieses Mörtels bis etwa zum Jahre 1850 auf England beschränkt blieb, wurde das erste Portlandzementwerk in Stettin im Jahre 1855 gegründet; seit 1870 nahm diese deutsche Industrie einen gewaltigen Aufschwung, so daß schon von 1877 bis 1891 die Zahl der Werke um das Zweieinhalbfache wuchs.

Die Rohmaterialien der Zemente sind tonhaltige Kalksteine (Romanzemente), vulkanische Tuffgesteine (Puzzolane und Trasse), tonhaltige Mergel und Kalksteine (Portlandzemente). In fertigem, gleich als hydraulischer Mörtel verwendbarem Zustande finden wir keinen derselben in der Natur; Romanzemente und Portlandzemente müssen gebrannt werden; Puzzolauen und Trassen muß gelöschter Kalk hinzugesetzt werden. Bei der Fabrikation des rein künstlichen Produktes, des Portlandzements, müssen Ton und Kalk im richtigen, durch empirische Versuche gefundenen Verhältnis gemischt werden; die Rohmaterialien werden alsdann, je nach ihrer Beschaffenheit, Klima, Bodenbeschaffenheit, Lage des Werkes, einem Naßverfahren, bei dem Ton und Kalk gemeinschaftlich geschlämmt, zu Ziegeln geformt und getrocknet werden, dem Halbnaßverfahren, bei dem meistens allein der Kalk geschlämmt wird, und dem Trockenverfahren, bei dem nur so viel Wasser hinzugesetzt wird, um Ziegel formen zu können, unterworfen. Bei Anwendung von Drehrohröfen beim Brennen fällt das Berziegeln weg. Bei den beiden nassen Verfahren wird der Brei im Sammelbassin auf Naßmühlen, meistens auf Kugelmühlen oder Kollergängen vermahlen. Das Herstellen der Ziegel geschieht in Strang- oder Steinpressen; diese werden alsdann auf natürlichem Wege, der sich ökonomischer erweist, aber nicht überall anzuwenden ist, oder auf künstlichem Wege vom Wasser befreit.

Die Fabrikationsmethoden haben den Zweck, Kalk und Ton in innigste Mischung miteinander zu bringen, damit sie bei dem nun folgenden Brennprozeß aufeinander einwirken können.

Letzterer erfolgt jetzt in den meisten Zementwerken in Öfen mit kontinuierlichem Betriebe, dem Hoffmannschen Ringofen, dem Etagenofen von Dietzsch, neuerdings in dem in Amerika zuerst eingeführten Drehrohrofen; in einzelnen Werken findet man aber auch noch Öfen mit periodischem Brande, die Schachtöfen, in Gebrauch. Die Länge eines Drehrohrofens beträgt etwa 18 m, der Durchmesser etwa 2 m; er läuft auf Rollenpaaren und hat Zahnradantrieb mit Vorgelege. Eine Umdrehung wird gewöhnlich in einer Minute zurückgelegt. Der ganze Ofen ist mit Schamottesteinen ausgefüttert. Das obere Ende des Ofens mündet in einen gemauerten Kopf, der mit einem Blechschornstein in

Verbindung steht; durch diesen Kopf erfolgt die mit Wasser gekühlte, automatische Zuführung des Rohmaterials. Die Feuerung des Ofens ge-schiehtmitfein gemahlenem Kohlenstaub, der in das itniete Ende des Ofens durch ein Gebläse hineingeblasen wird. Das in den Ofen einlaufende Rohmaterial erwärmt sich langsam, bis es die Sinterung erreicht hat, um sich gegen Ende des Ofens wieder abzukühlen. Der gebrannte Klinker fällt dann in ein Kühlrohr, in welches Luft eingeblasen wird und an dessen Ende er mit Wasser bespritzt wird.

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Abb. 527. Drehrohrofen.

Die Temperatur beträgt in den Zementöfen etwa 1500 bis 2000 Grad; das Rohmaterial wird darin bis zur Sinterung erhitzt, bei welcher einzelne Teile desselben schon geschmolzen sind, andere noch im festen Zustand sich befinden und von den ersteren durchtränkt werden. Der Höhepunkt der Erhärtungsfähigkeit wird mit der Sinterung erreicht, während sie bei Steigerung der Temperatur und Annäherung an den Schmelzpunkt des Rohmaterials wieder sinkt. Die Farbe des Brennproduktes ist während der Sinterung graugrün. Der pyrochemische Prozeß besteht in der Dissoziation des Kalksteins in gebrannten Kalk und Kohlensäure, die entweicht, und in der Einwirkung des Kalkes auf den Ton. Die Klinker, die schon freiwillig au der Luft zerfallen, werden nach einiger Zeit in Zerkleinerungsmaschinen zur Staubfeinheit gebracht. Mit Recht wirft man hier die Frage auf, warum die Klinker bis zu dieser ganz enormen Feinheit zermahlen werden müssen. Indessen ist diese kostspielige Mahlung und Feinung unbedingtes Erfordernis für die Verwendbarkeit des Zements.

Der Zement ist ein hydraulischer Mörtel; er besitzt im Gegensatz zum Luftmörtel Erhärtungsfähigkeit unter Wasser, Wetterfestigkeit, große Widerstandsfähigkeit gegen den Einfluß hoher und niedriger Temperaturen, gegen Wasser und andere Flüssigkeiten. Bedenkt man, daß unsere natürlichen Gesteine, Sandsteine, selbst Gneis und Porphyr den Verwitterungseinflüssen unterliegen, während Zement beziehungsweise Beton ihnen mit Erfolg trotzt, so

muß man sagen, daß sein Verwendungsgebiet ein noch umfangreicheres, als es schon jetzt ist, sein könnte. Auch der Hochbau, besonders in Amerika, hat begonnen, sich dieses vortrefflichen Materials zu bedienen.

Beim Anrühren mit Wasser bindet der Zement dieses allmählich und erstarrt zu einer plastischen Masse, und zwar der rasch bindende Zement ungefähr innerhalb einiger Minuten bis zu zwei Stunden, während der langsam bindende sechs bis acht Stunden dazu braucht. Die Aufnahme des Wassers erfolgt voraussichtlich durch den Kalk, wobei eine starke alkalische Reaktion auftritt, während zugleich Kieselsäure-, Tonerde-, Eisenoxydhydrat im Kölloidzustand gebildet und koaguliert werden. Dem Abbinden folgt die Verfestigung und Erhärtung des Zements, während der er an seiner Oberfläche Kohlensäure aus der Luft oder auch aus dem Wasser unter Bildung von Kalziumkarbonat aufnimmt.

Wie beim Gips kann auch das Abbinden des Zements durch Zusätze beschleunigt oder verzögert werden; durch Zusatz von etwa 1 Prozent Soda oder Alaun kann ein Langsambinder in einen Raschbinder umgewandelt werden; es sind dies höchst merkwürdige Beeinflussungen der physikalisch-chemischen Vorgänge während des Abbindens, die leider oft unbeabsichtigt während des Lagerns oder während des Transports erfolgen. Raschbinder werden nämlich meistens nur für Betonierungen bei Wasserandrang oder bei starker Kälte verlangt. Ein Zusatz von Borax, Kalziumchlorid, Gips verzögert das Abbinden, doch kommt für technische Zwecke ausschließlich das billigste Material, der Gips, in Betracht, dessen Zusatz bis zu 2 Prozent offiziell gestattet ist.

Die Farbe des Portlandzementes ist hell- bis dunkelgrau, 'mit einem Stich ins Grünlichblaue, während die Romanzemente einen gelblichgrauen Ton haben.

Die weiteste Verbreitung findet der Zement in Verbindung mit feinem oder grobem Kies 'als Stampfbeton und als gehärteter Betonblock. Die Römer nannten diese Masse signinum.

Nach ungefähr sechs Monaten beträgt die Zugfestigkeit für 1 cm² 32 kg und die Druckfestigkeit ungefähr 380 kg.

Der Zement würde ein ideales hydraulisches Bindemittel darstellen, wenn seine Wasserwiderstandsfähigkeit oder Hydraulizität nicht durch saure, kohlensäurehaltige und magnesiumsalzehaltige Flüssigkeiten beeinträchtigt würde. Schon von sehr schwachen sauren Flüssigkeiten wird der Zement zerstört, selbst von den Gärungsflüssigkeiten des Weins und Bieres; Thermalquellen, die Kohlensäure gelöst enthalten, lösen das Kalziumkarbonat auf, das die Oberfläche des Zements bedeckt, und das Meerwasser, das Magnesiumsalze birgt, kann die härtesten Betonblöcke zerfressen, indem sich jene Salze mit dem Kalk des Zements chemisch verbinden. Die Nordsee braust im ewigen Wechsel der Ebbe und Flut gegen den Beton, und indem dieser an trockener Luft sein Volumen verkleinert, unter Wasser vergrößert, wird eine fortwährende Volumenveränderung und eine Lockerung des Mörtelgefüges hervorgerufen.

So wurden Hafenbauten der französischen Regierung in Algier im Jahre 1840, die Puzzolane als hydraulisches Bindemittel enthielten, vollständig

Siegeslauf der Technik. I.

zerstört; und bei der enormen Wichtigkeit, die dem Zement bei Hafenbauten zukommt, sind die Resultate der langaudauernden Versuche, welche die preußische Regierung mit Betonblöcken an der Insel Sylt vornehmen läßt, von allergrößtem Interesse. Häufig aber bedecken Meerespflanzen und Tiere die Oberfläche des Zements und bilden so eine schützende Decke gegen den Angriff des Meerwassers.

Laugenhafte Flüssigkeiten vermögen keinen Einfluß auf den Zement auszuüben; und nach diesen Gesichtspunkten hauptsächlich müssen auch die Fabrik-und Abwässer, die städtischen Kanalwässer ihrer Zusammensetzung nach bei der Leitung durch Zementrohre und -bassins beurteilt werden. Für Kanalwässer ist der Umstand günstig, daß sie viele Stoffe im kolloidalen, gallertartigen Zustand erhalten; diese lagern sich an den Wandungen der Röhren ab, bilden eine Sielhaut und schützen so den Zement vor dem Eindringen etwaiger saurer Bestandteile. Endlich kann auch noch im Boden, in dem Zementröhren liegen, diesen ein tückischer Feind erwachsen, indem die Schwefelverbindungen sich mit Eisen des Zements vereinigen und so diesen zerstören.

Oft scheint es, als ob die Natur einen bestimmten Endzweck im Auge hätte; oder ist es nicht auffallend, daß Zementmörtel alle unedlen Metalle, Blei, Zink, Zinn, Kupfer, angreift, indem er sie oxydiert, nur das wohlfeilste und technisch brauchbarste, das Eisen, verschont? Dadurch nämlich, daß Eisen allein unter alkalischen Flüssigkeiten unoxydiert bleibt, anderseits der Zementmörtel beim Anmachen mit Mörtel eine starke alkalische Reaktion zeigt, wird eine rostfreie Verbindung des Eisens mit dem Beton möglich; und gerade der Eisenbeton hat für die modernen Bauten eine große Bedeutung erlangt.

Das Gebiet der Anwendbarkeit der hydraulischen Mörtel ist ein fast unumschränktes; bei dem Bau von Talsperren, Wasserreservoirs und Hafenbauten, zur Herstellung von Betonröhren und Betonkanälen, von Estrichen, Fliesen und Platten, bei Brückenbauten, bei Maschinenfundamenten, als Bettungsunterlage für Asphalt und Holzpflaster, als Makadam u. s. w. findet er Verwendung.

Zahllos sind die Produkte, die die Zementwarenindustrie auf den Markt bringt; Sockel, Saumschwellen, Prellsteine, Rinnen, Badewannen, Krippen, Pseilerbekrönungen, Giebelornamente, Medaillons, Brunnenringe, Pflanzenkübel u. s. w. werden aus Zement verfertigt; die Versuche, die Zementmassen für Skulpturen und architektonische Zwecke in verschiedenen Färbungen, unter Zusatz von Barytweiß, Ocker, Caput mortuum, Ultramarin, nutzbar zu machen, haben zu ungünstigen Resultaten geführt. Das eintönige Grau des Zements tötet jede lebhaftere Färbung.

Wenn der Aufschwung der Zementindustrie in Deutschland seit etwa fünfzig Jahren aus kleinen Anfängen ein gewaltiger genannt werden muß, wenn die Technik für dieses hydraulische Bindemittel immer neue Formen und Ziele zu finden gewußt hat, so ist auch in theoretischer Hinsicht ein bedeutsamer Fortschritt in letzter Zeit zu verzeichnen, indem das schwierige, hydraulische Erhärtungsproblem nach vielen Ansätzen und Versuchen einer befriedigenden Lösung entgegengeht.

Trotz der großen Anzahl und der vorzüglichen Qualität der natürlichen, als Baumaterial verwendbaren Gesteine, vom Basalt bis zum Sandstein, hat sich doch, namentlich in Gegenden, in denen es an Gesteinen, auch an Ton und Lehm mangelte, das Bedürfnis herausgestellt, künstliche Steine zu produzieren. Und in kurzer Zeit hat sich in Deutschland diese neue Industrie zur erfreulichen Blüte entwickelt. Zwar verstanden auch schon die großen Baumeister vergangener Zeiten, die alten Römer, Kunststeine aus Kalk, Flußsand und Steinabfällen herzustellen, und in einzelnen Gegenden Deutschlands wurden Kalksandsteine und Schlak-kensteine zum Bau verwendet, doch erst seit

Einführung der künstlichen Erhärtung und geeigneter technischer i Apparatur hat sich die Kalksteinfabrikation zur jetzigenHöhe entwickelt.

Das Prinzip dieses Fabri-kationszwei-

Abb. 528. Kalklöschtrommel.

ges beruht darauf, daß Ätzkalk durch Wasserdampf gelöscht wird und bei erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck auf Sand einwirkt; dadurch wird eine Verkieselung des Kalkes erzielt. Die Rohmaterialien sind humusfreier Sand mit rauhen Flächen und scharfen Kanten, der möglichst kieselsäurereich ist, und guter Fettkalk, der in Mengen von 7 bis 12 Prozent hinzugesetzt wird.

Die verschiedenen Fabrikationsmethoden laufen darauf hinaus, daß in Kalklöschtrommeln (Abb. 528) bei einer Temperatur von 40 bis ungefähr 140 Grad und einem Druck von drei bis vier Atmosphären unter Zusatz von Sand Kalk mit Wasserdampf gelöscht wird. Auch das Kalklöschen kann durch Zusätze wie Salzsäure, Chlorkalzium, Aluminiumchlorid beschleunigt werden. Während bei gewöhnlicher Temperatur und Druck die Tendenz der Kieselsäure, sich mit dem Kalk zu vereinigen, eine sehr geringe ist, so daß auch in der Natur sehr wenige Mineralien aus diesen beiden Stoffen vorkommen, tritt unter diesen Gewaltmaßregeln leicht eine Verkieselung des Kalkes ein. Bei diesem Verfahren wurde der Maschinentechnik eine neue, schwierige Aufgabe zu teil, nämlich die, eine Presse zur Herstellung von Kalksandsteinen zu fabrizieren, die bei großer Leistungsfähigkeit einen geringen Energieaufwand beanspruchte und nicht zu große Abnutzbarkeit aufwies. Diese Aufgabe ist in mancherlei Formen der Pressen zur völligen Zufriedenheit gelöst worden, von denen die Dorstener und die Komnicksche Presse (Abb. 529) erwähnt werden sollen. Letztere kann als Tagesleistung die ungeheure Anzahl von zwanzigtausend Steinen im deutschen Normalformat liefern. Diese junge Industrie hatte naturgemäß zuerst gegen«

über ihren älteren Rivalinnen, der Ziegel- und Betonindustrie, einen schweren Stand; trotzdem hat sie nicht nur mit dem billigen Ziegelstein, sondern auch mit Erzeugnissen der Zementindustrie den Wettbewerb aufgenommen; und gegenwärtig werden Kalksanddachziegel, Trottoirplatten, Treppenstufen, Flurplatten nach diesem Verfahren hergestellt. Schon im Jahre 1902 bestanden achtzig Kalksandsteinfabriken.

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Der menschliche Erfindersinn hat aber noch andere Stoffe zur Fabrikation von Kunststeinen herangezogen, er richtete seine Aufmerksamkeit auf die wertlosen Abfallstoffe anderer Industrien, so auf die der Eisen- und Stahlindustrie, die Hochofenschlacken. Anfangs waren die Versuche, Schlackensteine herzustellen, nicht günstig; erst als man gelernt hatte, die Hochofenschlacken zu granulieren, ihnen durch plötzliche Wasserkühlung eine Erhärtungsfähigkeit zu geben, wurden brauchbare' Schlackensteine durch Kombination

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Schlacke und Kalk fabriziert. Später wurde auch der Eisenportlandzement hergestellt, eine Mischung von 70 Prozent Portlandzement und 30 Prozent Hochofenschlacke, der ebenfalls zur Fabrikation

Abb. 529. Kunststeinpresse.

Back- und Ziegelsteinen verwendet

wird. Ein Vorzug dieser Steine ist es, daß die aus ihnen errichteten Gebäude wegen ihrer Trockenheit sehr bald nach der Fertigstellung bewohnbar sind.

In Gegenden, in denen Bimsstein in größerer Menge zu finden war, wie im Rheinland zum Beispiel in Neuwied, schritt man zur Fabrikation der Schwemmsteine, indem man Bimssteinsand ebenfalls mit Kalk vermischte.

Diese Schwemmsteine zeichnen sich durch rasches Austrocknen und rasche Verwendbarkeit aus, ihre Porosität ermöglicht das schnelle Erhärten des Mörtels, infolgedessen Schwemmsteingebäude eher benutzbar als solche aus anderem Steinmaterial sind. Da sie ferner geringes Leitungsvermögen für Wärme besitzen, so eignen sie sich zum Bau solcher Räume, in denen die Temperatur möglichst gleichmäßig gehalten werden soll, zum Bau von Eiskellern, Kühlanlagen, Schlachthäusern, Molkereien, Malzfabriken. Auch verhalten sich die Schwemmsteine indifferent bis zu Temperaturen von 1100 Grad, so

daß sie auch zur Herstellung von Brandmauern Verwendung finden können. Allerdings liefern sie nur ein Mauerwerk von mäßiger Tragkraft. Sie sind aber für Spezialzwecke sehr geeignet, so daß die Produktion im Jahre 1907 den Betrag von 320 Millionen Steinen erreichen konnte.

Bot der Kalkstein beim Brennen den überall verwendbaren Kalk dar, so lag der Gedanke nahe, auch den Magnesit, der mit dem Kalkspat einen ganzen Gebirgsstock, die Dolomiten, bildet, zur Verwendung zu bringen; das Ergebnis solcher Versuche war der Magnesiazement. Dieser wird durch Brennen von Magnesit bei niederer Hitze und durch Zusatz von Sand hergestellt; durch den weiteren Zusatz einer konzentrierten Magnesiumchloridlösung oder von Salzsäure wird eine breiartige, knetbare Masse gewonnen, die in Formen zu Steinen, Platten u. s. w. gepreßt wird.

Ungeheuer groß ist die Zahl der Patente, die auf der Verwertung aller möglichen Stoffe, auch organischer, wie Teer, Asphalt, Harz, basieren. Verschiedene Abfälle anderer Industrien, Glasscherben, Ziegelsteinpulver, Schlämmrückstände, ferner Lava, Schiefer- und Marmorabfälle, Gips, Schwerspat, Phosphorit, Asbest, dienen diesen Zwecken. Sandsteinimitationen werden aus Sand, Harz, Ätzkalk, Marmorimitationen aus weißem Sand, Kreide, Ätzkalk und aus färbenden Zusätzen, wie Ultramarin und Zinnober, verfertigt. Um diese heterogenen Stoffe zu verbinden und zu härten, werden sie mit Bindemitteln, Wasserglas, Chlorkalzium, den Keßlerschen Fluaten imprägniert.

Die Kunststeinfabrikation dürfte noch erheblich größerer Ausdehnung und Entwicklung fähig sein, wegen der Billigkeit, leichten Zugänglichkeit der Rohmaterialien und der Fabrikationsmethoden, besonders in Ländern, in denen es an für Baugewerke geeigneten Natursteinen gänzlich fehlt.

III.

Oie keramische Industrie.

Von Cr. Cduard Serdel.

Die Verarbeitung des Tones ist ein Teil der ältesten Kulturtätigkeit des Menschen. Man hat Bruchstücke von Töpfen gefunden, die mit hoher Wahrscheinlichkeit noch der Eiszeit angehören, ja von einigen Forschern sogar in frühe Perioden derselben gesetzt werden. Interessant sind diese Reste deshalb, weil sie alle, mögen sie aus keltischen, germanischen, slawischen, gräko-italischen, ja auch orientalischen und mittelamerikanischen Gegenden stammen, eine auffallende Ähnlichkeit und Stilverwandtschaft zeigen. Die einfachen, großzügigen Formen, der erdige, schwach gebrannte Scherben, die primitiven dekorativen Techniken sind fast überall dieselben. Die Entwicklung der Keramik stellt sich also so dar, daß der Ursprung bei fast allen Völkern derselbe ist, daß dann erst in geschichtlicher Zeit mit dem Aufblühen nationaler Kulturen die Spezialitäten auch auf keramischem Gebiet entstanden und daß wir heute auf der breiten Grundlage des von allen Völkern Erreichten mit den raffiniertesten technischen Mitteln weiter aufbauen.

Bei der Verarbeitung des Tones zu fertigen Stücken bestimmter Gestalt müssen wir folgende einzelne Aufgaben unterscheiden: Die Mischung und Reinigung, die Überführung in formfeuchten Zustand, die Gestaltung, das Trocknen, das Brennen, die Verzierung mit farbigen Ornamenten, das Glasieren.

In der ältesten Zeit benutzte man Tone der jüngsten, oben liegenden Erdschichtungen, die durch jeden Regen, Wasserlauf u. s. w. leicht in formfeuchten Zustand übergeführt werden und heute noch zu Ziegeln, einfachen Töpferwaren und dergleichen Verwendung finden. Die Formgebung wurde durch Drücken, Kneten und Kleben bewirkt, ohne irgend ein mechanisches Hilfsmittel. So entstanden die einfachen, großzügigen Töpfe der vorgeschichtlichen Zeit. Das Erhärten des Gefäßes ließ man anfangs in tropischen Gegenden, wie bei Naturvölkern oft heute noch zu sehen, die Sonnenglut besorgen.

Einen gewaltigen Fortschritt bedeutet dann die noch in die vorgeschichtliche Zeit fallende Entdeckung, daß der im Feuer erhärtete, der gebrannte Ton nicht nur hart wie Stein wird, sondern an Widerstandsfähigkeit gegen Feuchtigkeit, Luft und überhaupt alle chemischen Einfliisse die meisten Gesteine sogar übertrifft. Man lernte die Tongefäße brennen. An den Bau von Töpferöfen dürfen wir in dieser Urzeit natürlich nicht denken. Vielleicht hat man die oft ansehnlich großen Töpfe einfach mit glühender Holzasche bedeckt oder sie in dieselbe eingegraben.

Einen großartigen Umschwung brachte weiterhin die in ältester geschichtlicher Zeit erfolgte Erfindung der Töpferscheibe. Dieselbe scheint aus beit

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Abb. 530. Der Töpfer.

Aus Abraham a Santa Claras „Etwas für Alle", 1699.

alten Kulturländern Kleinasiens oder Ägyptens zu stammen, wenn wir von der ältesten Kulturepoche Chinas, deren Geschichte durch ihre Verquickung mit Sagen und Kaiservergötterung allzu unsicherist, absehen. Die ältesten Töpferscheiben hatten jedenfalls eine ähnliche primitive Gestalt wie die heutigen einfachsten Töp ferscheib en. Schon im Kapitel über Feuerungsanlagen (siehe

S. 30) ist darauf hingewiesen, daß die so hergestellten kunst-

volleren Gefäße des grauen Altertums in der ganzen Welt vielfach ein gemeinsames Zeichen tragen , was auch auf eine Zentralstelle der Erfindung hinweist und sich sehr wohl auch auf die Erfindung der drehbaren Töpferscheibe beziehen kann.

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Die Freude am künstlerischen Verzieren der Gebrauchswaren erwachte frühzeitig. Die ersten Ornamente sind eingeritzt, gewöhnlich von geometrischen Motiven ausgehend. Ein weiterer Fortschritt war die Malerei mit aufgelegten andersfarbigen Tonen. Je nach dem Gehalt an färbenden Oxyden, die eigentlich eine Verunreinigung der an sich farblosen Tonsubstanz vorstellen, brennen sich die Töpfertone hellgelb, tiefgelb, rot, braun, grau und schwarz, wobei auch die klare oder rauchige Beschaffenheit des Feuers mitwirkt. Man drehte den Topf auf der Scheibe, machte dann einen andersfarbigen Ton zu zartern Brei an und benutzte denselben einfach als Farbe zum Aufträgen von Ornamenten.

Mit der Zeit lernte man auch die Masse besser mischen und präparieren, ja ein einfaches Schlämmen, bei welchem der Ton als feiner Brei gewonnen wurde, müssen die alten Griechen und Römer schon gekannt haben. Die Wände

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Abb. 531. Griechische Vase.

der Gefäße wurden dadurch glatter und dies führte schließlich auch zum Polieren der Außenwände.

Einen markanten Entwicklungspunkt bedeutet nun die aus demselben Streben geborene Erfindung der Glasur. Nun erst wurden die Gefäße auch für Flüssigkeiten dicht; denn die Scherben in ihrem Innern dicht zu bekommen, diese Methode blieb anderen Zeiten und — Tonen vorbehalten. Auch hier ist es unmöglich, Land und Zeit der Erfindung anzugeben. Ganz eigentümliche Glasuren benutzten die klassischen Völker, Griechen, Etrusker und Römer, die wir zu unserem allergrößten Erstaunen auch auf Töpfen aus der Blütezeit mittelamerikanischer Kultur finden. Ein intensiver und doch recht milder samtartiger Glanz bedeckt den schwarzen oder roten Ton. Den Glanz griechischer Waren haben die Archäologen als „Firnis" bezeichnet, die hierher gehörigen römischen Stücke aus der Kaiserzeit sind unter dem Namen Terra sigillata bekannt. Technisch ist es eine und dieselbe Erscheinung. Es sind hauchartige Glasuren, die etwa bei Ziegelbrandhitze erzeugt sind, und deren Herstellung uns nicht ganz klar ist. Die so entstandenen Stücke, rot oder schwarz, oft in Kombination, manchmal noch mit gelblichweißer Schlickermalerei, mit den prachtvollsten Reliefverzierungen, sind in ihrer Art von unerreichter Vollkommenheit. Abb. 531 zeigt eine solche altgriechische Vase. Die Etrusker verstanden sogar schon, die Glasuren undurchsichtig zu machen, also richtige Emails herzustellen, unter denen der Scherben verschwand, der Anfang der Majolikatechnik.

Die Glasurtechnik hatte aber noch eine andere technische Errungenschaft zur unabweislichen Vorbedingung: den Töpferofeu. Die Waren müssen im Brand frei stehen, höchstens von Flammen berührt, weil sie sonst unfehlbar anbacken und festschmelzen würden. Der älteste Töpferofen wird sich wohl

nicht viel von

unseren: noch jetzt für Töpferwaren benutzten einfachen liegenden „Kasseler Ofen" unterschiedenhaben (Abb. 532).

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Abb. 532. Einfacher Töpferofen mit liegender Flamme.

technischer Fortschritt ist dann die Vorrichtung zur mechanischen Vervielfältigung, welche die römischen Terra sigil-lata-Fabriken einführten: sie

brannten aus Ton negative Formen mit vertieften Ornamenten, mittels deren sie ein und dieselbe Ware beliebig oft, mit erhabenen Ornamenten bedeckt, ausdrücken konnten. Zu erwähnen ist noch, daß diese Fabriken bereits ihre Zeichen, sogar Kontrollzeichen der einzelnen Arbeiter eingeführt haben.

In den Stürmen der Völkerwanderung ging die ganze hochentwickelte keramische Fabrikation der alten Kulturvölker Europas unter. Die Techniken gingen verloren und, was die ersten Germanenvölker, Franken, Alemannen

Abb. 533.

Rheinisch-Westerwäldisches Steinzeug aus dem fünfzehnten und sechzehnten Jahrhundert.

u. s. w. fabrizierten, erinnert wieder sehr an die Keramik der Urzeit. Und doch entwickelte sich aus diesen Anfängen im Lauf der Jahrhunderte eine blühende, gänzlich eigenartige und bodenständige Fabrikation: das germanische Steinzeug, ein Produkt, das die Alten nicht kannten. Im Mittelalter lernte man Tone kennen und verarbeiten, die den älteren Schichten der Erdrinde, der Kreidezeit, dem Silur und Devon angehören. Dieselben besitzen gelbe, graue, auch braune Brennfarbe, sind hochplastisch und steif, halten sehr hohe Temperaturen aus und brennen sich nicht porös, sondern dicht und hellklingend wie Stein. Auch eine neue Art bort Glasur wurde erfunden, deren Anwendung nur der hohe Steinzeugbrand gestattet: die Salzglasur. Im Stadium des stärksten Brandes wird Kochsalz in den Ofen, oft auch in die Feuerung geworfen. Dasselbe verdampft und das Natron bildet mit der Kieselsäure des Scherbens eine harte, glänzende, äußerst dünne Glasur. Am Rhein, im Westerwald, in Siegburg, auch in Holland ttnb England stand diese Fabrikation im fünfzehnten und sechzehnten Jahrhundert in höchster Blüte. Prächtige Krüge, perlgrau oder braun, dekoriert mit farbigen Gläsern, Schmälten genannt, meist blau und violett, sind damals entstanden. Abb. 533 zeigt an verschiedenen Beispielen den Typus dieser Gattung, die ebenfalls als unübertroffen in ihrer Art bezeichnet werden muß. Der „Kannenofen" hat noch heute seine alte primitive Gestalt. Die Feuerung befindet sich tief an der einen Stirnseite, das Feuer zieht sich der Länge nach unter dem Ofen hin, tritt durch Löcher in der Sohle in ihn hineiir und schlägt oben aus den mit Platten verschließbaren Luken heraus. Abb. 530 führt uns in eine mittelalterliche Töpferei.

Indessen war zur Zeit der Bölkerwauderung im fernen Orient eine Blüte keramischer Fabrikation entstanden, die zum Feinsten gehört, was menschliche Kultur überhaupt geschaffen: das chinesische Porzellan. Chinesische Schriftsteller führen seine Erfindung bis auf 1800 Jahre vor Christo zurück. Aber

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Siegeslauf der Technik. I.

exakte geschichtliche Forschungen können es erst im ersten Jahrhundert nach Christo nachweisen. Der dichte „gesinterte" Scherben des Porzellans zeigt technisch einige Verwandtschaft mit dem Steinzeug. Doch ist diese Verdichtung beim Porzellan zu einer völligen Verglasung und Transparenz fortgeschritten, außerdem zeigt der Scherben rein weiße Farbe. Wie die Erfindung des Steinzeugs, so war auch die des Porzellans an die Entdeckung eines bestimmten Rohmaterials geknüpft: der Porzellanerde, des „Kaolins". Der Kaolin enthält die Tonsubstanz in fast chemisch reinem ungefärbtem Zustand. Transparent aber würde dieselbe für sich allein im Brand nie werden, sondern nur trocken, hart und weiß. Nun ist es eine glückliche Fügung, daß der Kaolin, der durch Zersetzung von Feldspat und ähnlichen Gesteinen aus den älteren Schichten der Erdrinde entstanden ist, vielfach auf primärer Lagerstätte ruht und Reste von Feldspat und Quarz oft als feine Trümmer enthält, in seltenen Fällen in Mengen von je vielleicht zwanzig Prozent. Die beiden letzteren Gesteine sind es, die dann bei gewaltigen Temperaturen (etwa 1400 Grad) das weiße Produkt durch ihre Schmelzwirkung transparent machen, so daß die Erfindung des Porzellans sicherlich auf solchen von der Natur gelieferten Mischungen beruht. Nachdem dies einmal erkannt war, kam man dann rasch dazu, solchen Kaolinen —und dies sind die meisten—> welchen die schmelzende Beimischung fehlt, dieselbe künstlich in feinster Körnung zuzumischen. Auch das Feinschlämmen des Kaolins oder der ganzen Mischung kam auf. Diese Massen sind sehr wenig plastisch, da der Kaolin locker und mager ist, und stellen bezüglich des Formens und Drehens die höchste Anforderung an die Geduld und Geschicklichkeit des „Porzelliners". Ob die Chinesen trotzdem die Masse frei auf der Scheibe aufdrehten oder damals schon Gipsformen zu Hilfe nahmen, in welche die Masse eingepreßt und eingedreht wurde, sei dahingestellt. Mt Sicherheit finden wir Gipsformen erst im siebzehnten Jahrhundert in Frankreich. Vielleicht haben die Chinesen auch Formen aus gebranntem Ton benutzt, wie die römischen Terra aiZillata-Fabriken. Um die Plastizität zu erhöhen, begannen die Chinesen, gestützt auf ihre feine Beobachtungsgabe, die formseuchte fertige Masse längere Zeit lagern zu lassen, wobei durch die eintretende Fäulnis kolloidale Stoffe sich bilden, die günstig auf die Plastizität einwirken. Sogar die Brennfarbe wird hierdurch verbessert durch Zersetzung etwaiger Eisenverbindungen. Die modernsten Forschungen haben diesem Verfahren recht gegeben, und wenn auch das vierzig bis fünfzig Jahre lange Lagern, wie es die Chinesen ausübten, nicht übernommen wurde, so ist doch ein längeres Lagern oder „Mauken" allgemein üblich.

Nicht nur die Glasur, eine zum hohen Brand passende Feldspatmischung, wurde schon von den Chinesen mit allen möglichen feuerbeständigen färbenden Oxyden versetzt, man lernte auch auf den weißen Scherben malen und die klare Glasur über die Malerei aufbringen. Trotzdem die mechanischen und maschinellen Hilfsmittel die primitivsten waren und Wissenschaft und Chemie all die komplizierten Vorgänge noch nicht durchdrungen hatten, wurden damals Stücke von unerreichter Schönheit hergestellt (siehe die Kunstbeilage).

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zu Dresden.

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Während die Chinesen ihr Porzellan in reichem Maße in die Nachbarländer und schließlich zu den seefahrenden Nationen Europas ausführten (die erste Kunde brachte 1295 der Venezianer Marco Polo), entstand in Europa eine blühende Fabrikation einer ganz andersartigen weißen Ware. Diese Ware ist aber nicht transparent, auch nicht hochgebrannt; ihr Scherben ist der gleiche wie der des einfachen Töpfergeschirrs, wird aber durch eine undurchsichtige weiße Glasur zugedeckt. Dieses keramische Produkt hat den Namen Majolika oder Fayence erhalten.

Wie schon erwähnt, hatten bereits die Etrusker Ähnliches fabriziert. Die Majolika des Mittelalters aber stammt von den Arabern, die ihrerseits die Anregung dazu wohl von den Persern haben. In Spanien wie auch auf der Insel Majorka, von welcher der Name „Majolika" hergeleitet wird, erreichte diese maurische Kunst eine hohe Vollkommenheit. Die Glasurmischung wird durch Zumahlen von Zinnoxyd weißdeckend gemacht und auf dieser weißen Unterlage können dann die mannigfaltigsten farbigen Verzierungen aufgebrannt werden. Besonders hervorzuheben ist die Majolika- oder Fayencefabrikation zu Delft in Holland, die meist blaue Farben auf die deckendweiße Glasur aufbrannte.

Vom siebzehnten Jahrhundert ab drängt nun die ganze Entwicklung immer mehr zur Nacherfindung des Porzellans. Dieses Bestreben führte zunächst zur Herstellung eines neuen, sehr wichtigen Produktes der Neuzeit: des weißen Steinguts mit durchsichtiger farbloser Bleiglasur, die den einfachen Töpferglasuren nachgebildet wurde. Die sogenannte Fayence d'Oiron, auch Henri deux genannt, die irrt siebzehnten Jahrhundert in Frankreich hergestellt wurde und' von der wir fast nur Beschreibungen kennen, war sicherlich nichts anderes. Das richtige weiße Steingut wurde dann im achtzehnten Jahrhundert in England von Josia Wedgwood erfunden. Dieser hat Steinzeug mit künstlich gefärbten Massen hergestellt, das so klingend und dicht ist, daß es fast als halbes Porzellan bezeichnet werden kann. Ja, seine auf farbige Massen aufgelegten zarten weißen Pasten muß man fast direkt als Porzellan bezeichnen. Im weiteren Verfolg der Herstellung weißer Massen erhielt er dann das weiße Steingut.

Das Steingut unterscheidet sich vom Steinzeug durch seine weiße Farbe und seinen porösen Scherben. Der letztere bedingt auch seine Grundverschiedenheit vom Porzellan. Zu seiner Herstellung werden möglichst weiß brennende Tone benutzt, denen bis zu sechzig Prozent reinen Quarzsandes zugemischt werden. Der Scherben wird hochgebrannt, die Glasur rtachträglich bei niedrigem Feuer aufgeschmolzen.

Einem Deutschen blieb endlich die Nacherfindung des Porzellans vorbehalten. Der Alchimist Böttcher, von König Friedrich August II. in goldener Gefangenschaft gehalten, stellte zuerst 1704 in Dresden braunes, tadellos gesintertes Steinzeug, ähnlich den englischen Waren, dann 1709 in Meißen unter Benutzung sächsischer Kaoline, die bis dahin, als keramisches Material unbekannt, nur als Puder verwendet worden waren, echtes Porzellan her.

Der Aufschwung der Maschinentechnik im Anfang des neunzehnten Jahrhunderts und die wunderbare Entwicklung der Chemie in den letzten hundert Jahren wirkten dann in die Tiefe und Breite in ungeahnter Intensität auf die Keramik ein.

Die Gewinnung derTone, die sich in früheren Perioden der Erdgeschichte meist aus wässeriger Suspension in Mulden u. s. w. niedergeschlagen haben und heutzutage mehr oder weniger von anderen, neueren Schichten überdeckt sind, geschieht entweder durch Tagebau oder durch unterirdischen Bergbau. Zu erwähnen ist, daß solche Tone, die sich leicht in Wasser ausschlämmen, zum Beispiel der magere Kaolin, oft verrührt und als Brei in mächtigen Druckleitungen aus der Grube herausbefördert werden. Dies, sowie das Abstechen mittels mächtiger maschineller Pflüge ist meist in Amerika üblich. Der etwas veraltete unterirdische Bergbau geschieht in der Weise, daß Schächte hinabgetrieben werden bis auf die gesuchte Tonschicht; diese wird dann ausgestochen und die Höhlung trichterartig nach den Seiten erweitert, bis alles zusammenzustürzen droht und nach dem Verlassen tatsächlich niederstürzt. Sodann wird daneben ein neuer Schacht getrieben.

DieAnfbereitungdesTones, sowie auch seine Mischung mit den für die einzelnen keramischen Gattungen nötigen Zusätzen, beansprucht wohl die meiste Arbeit und gerade ans diesem Gebiet greift am intensivsten der moderne technische Aufschwung ein. Die meisten Tone, wenigstens die zu besseren Waren bestimmten Sorten, werden nicht direkt von der Grube weg verarbeitet, sondern werden auf weiten Halden dem Einflüsse des Winters oder des Sommers offen überlassen, manchmal sogar läßt man jahrelang die atmosphärischen Einflüsse auf sie einwirken. Dieses Auswintern oder

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Abb. 534. Stehender Tonschneider.

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daß die Schollen aufgelockert werden, sich gleichmäßiger mit Wasser tränken, endlich, daß die gefürchteten Eisenkiese, die sich häufig darin finden und die beim Brand bräunliche schwarze Fleckever-ursachen, zu löslichem Vitriol oxydiert und herausgeschwemmt werden. Die so er-

haltenen lockeren und gereinigten Massen können für gewöhnliche Zwecke oft direkt in den formfeuchten Zustand übergeführt werden.

Abb. 535.

Pulverisiermaschine.

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mehrmals herumgestochen wird. Ein hoher Grad von Gleichmäßigkeit wird danir zum Schluß gewöhnlich durch den Tonschneider erzielt, eine Maschine, welche die Arbeit verrichtet, die in alter Zeit durch Treten und Kneten geleistet worden war. Der Tonschneider (Abb. 534) ist ein liegender oder stehender Schneckengang, der das aufgegebene Tongut vorwärts drückt gegen gekreuzte und rotierende Messer, ähnlich wie dies bei der Fleischhackmaschine der Hausfrau der Fall ist.

Komplizierter wird die Art der Aufbereitung in der Feinkeramik (Porzellan, Steingut, Feinsteinzeug). Hier wird der gewinterte Ton (der lockere Kaolin braucht nicht unbedingt zu wintern) zunächst getrocknet und gepulvert, weil das trockene Tonpulver sich viel leichter gleichmäßig in Wasser aufschwemmt wie feuchte Stücke. Das Trocknen des Tones geschieht entweder in bedeckten Schuppen im Freien, oder in Kammern, in welche heiße, trockene Luft eingeleitet wird, während die mit Wasserdampf gesättigte durch künstliche Ventilation abgesaugt wird. Auch gewaltige rotierende, schräg liegende eiserne Trockentrommeln werden angewandt, die von heißer Luft durchstrichen werden und den oben aufgegebenen Ton kontinuierlich unten in trockenem Zustand abgeben. Das Mahlen des trockenen Tones findet statt entweder in großen eisernen Trommeln, in welchen Stahlkugeln beim Rotieren unaufhörlich rollen und alles zu Pulver zerschlagen, oder in Pnl-verisiermaschinen (Abb. 535), die den Ton erst durch Zahn-, dann durch Glattwalzen passieren lassen und ihn schließlich mittels Ventilatoren durch

ein Trommelsieb jagen. Auch Kollergänge mit Laufrädern aus Stahl ober, wenn Eisen nicht mit dem Ton in Berührung kommen soll, aus Granit, mit Abbürstevorrichtungen versehen, werden zum gleichen Zweck angewandt, ebenso Desintegratoren, das sind Schleudermühlen, die im allgemeinen aus zwei ineinander steckenden und nach verschiedenen Richtungen rotierenden Trommeln bestehen, mit Schlagstäben an der Peripherie, an denen die Tonstücke beim Anprall zerkleinert werden.

gerührt, der dann durch Zickzack- oder Umkehrrinnen mit sanftem Gefälle abfließt und in das Bassin geleitet wird. Die groben Teile bleiben in den Rin-

neu sitzen. Abb. 537 zeigt eine solche Rinnen-schläm-merei. Für weniger feine Zwecke schickt man den Tonbrei

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Der soweit vorbereitete Ton muß nun geschlämmt werden, um grobe Körner, Gesteinsreste u. s. w. zu entfernen. Manchmal werden die notwendigen Beimischungen, Quarz und Feldspat beim Porzellan, Quarz und Kalkspat oder wenig Feldspat beim Steingut, Schlämmkreide oder Mergel bei der Kachelfabrikation, schon hierbei mit verrührt und eingeschlämmt, meist aber werden diese Pulver erst in den fertigen geschlämmten Brei, den Schlicker, eingerührt. Das Tonpulver wird in großen horizontalen oder vertikalen _

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Abb. 536. Rührapparat (Schlämmquirl) von A. Reißmann, Saalfeld.

ment Wasser zu einem dünnen Brei aneinfach durch Siebe, am besten durch ein Naßtrommelsieb. Den geschlämmten Brei läßt man absitzen, zieht das überstehende Wasser ab und nun muß der dicke Schlicker eventuell noch versetzt werden, das heißt die oben genannten pulverigen, mehlfeinen Zumischungen werden darunter gerührt, natürlich ebenfalls maschinenmäßig. Das Pulvern von Quarz, Feldspat und dergleichen geschieht zunächst auch durch gewaltige Köllergänge aus Granit, das Feinmahlen dann durch große, oft 2 m im Durchmesser fassende Trommelmühlen, die innen mit Porzellaitsteinen ausgefüttert sind und das Mahlgut durch rollende Porzellaukugeln oder Flintsteine zerschlagen. Das grobe Zerkleinern wird außerdem auch durch Steinbrecher vorgenommen. Das Versetzen selbst geschieht durch ähnliche Rührapparate, wie sie vorhin genannt

Abb. 537. Rinnenschlämmerei der Kgl. Porzellanmanufaktur in Berlin.

wurden, und nun gilt es, falls nicht der Brei selbst als Gießmasse verwendet werden soll, den steifen, homogenen Brei soweit von Wasser zu befreien, daß er in eine formgerechte Masse verwandelt wird. Dies letztere geschah früher und geschieht in einfacheren Betrieben (zum Beispiel Kachelfabriken) noch heute durch Verdunstenlassen an der Luft, in Kombination mit der filtrierenden Wirkung eines porösen, sandigen Bodens, den man dem weiten Bassin gegeben hat. Die fertige Masse wird dann ausgestochen und im Massekeller gelagert. Da diese Methode nur im Sommer möglich ist, müssen große Vorräte für die Winterzeit aufgestapelt tverden. In den meisten Betrieben der Feinkeramik dagegen bedient man sich heute, falls nicht für geringeren

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Abb. 538. Runde Filterpresse zum Abpressen des Schlämmbreies von A. Reißmann, Saalfeld.

Bedarf künstliches Eintrocknen stattfindet, der Filterpresse zum Abpressen des überschüssigen Wassers (Abb. 538). Der dicke Schlamm wird mittels starker Membranpumpen aus dem Bassin in die Filterpresse gepumpt und dort entweder von Hand oder meist durch den hydraulischen Druck der Pumpe selbst zwischen Wänden von starker Leinwand, die in eiserne Rahmen eingespannt ist, zu einzelnen Kuchen gepreßt. Dieselben werden dann zusammengeschlagen, oft nochmals durch den Tonschneider geschickt und nun im Massekeller gelagert.

Bevor nun die formgerechte Masse zu Gefäßen u. s. w. verarbeitet wird,

ist es nötig, sie zur Entfernung eventueller Hohlräume innig zusammenzuschlagen und zu kneten, was vielfach durch Masse-schlagmaschinen geschieht. Die nächste Aufgabe ist dann die Formgebung, die fast stets gleichzeitig verbunden ist mit der Aufgabe der praktischen mechanischen Vervielfältigung einer und derselben Form. Wir kennen heutzutage folgende Methoden:

1.    das freie Aufdrehen auf der Scheibe;

Abb. 539. Freies Aufdrehen. Oben rechts die Schablone.

2.    das Eindrehen und Einpressen in negative Formen, die meist aus Gips hergestellt sind; 3. das Drehen mit Schablonen ;4.das feuchte Pressen in

Metallformen und das Stanzen; 5. das Trockenpressen in Metallformen;

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Das freieAufdrehen veranschaulicht Abb. 539, während Abb. 540 eine ganz modern eingerichtete Dreherspindel vor Augen führt. Das Eindrehen hat folgenden vollständigen Gang: Zunächst wird das Modell als Zeichnung entworfen, sodann in Ton frei aufgedreht oder, falls es sich Figuren u. s. w. handelt, mit Stichel und Modellierholz modelliert. Um

das fertigtzModell wird dann die Gipsform gegossen, die aus verschiedenen haarscharf zusammenpassenden Teilstücken besteht. In eine solche Gipsform, die auf der Töpferscheibe steht, wird ein roh aufgedrehter „Hubel" oder Masseklumpen gepreßt, die Scheibe in Drehung versetzt und mittels eines Schwammes die Wand angedrückt. Handelt es sich um Figuren, so werden die einzelnen Teile ausgedrückt und mit Schlicker zusammengekittet.—Das Drehen mittels Schablone findet in der Art statt, daß zum Beispiel zur Ausführung eines Tellers der Hubel iiber eine Gipsform geschlagen wird, welche das Innere des Tellers ausformt, während die äußere Gestalt durch die Schablone eingedreht wird (Abb. 541). Das feuchte Pressen in Metallformen wird besonders für Ofenkacheln, sodann für Schamottewaren (siehe später) angewandt. Abb. 542 zeigt eine Presse für Schamottekapseln, Untersätze und dergleichen.

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Abb. 540. Dreherspindel mit Schablone von A. Reißmann, Saalfeld.

Man preßt heutzutage ganze Muffeln in einem Stück. Der Betrieb geschieht vielfach von Hand, indem die Spindel oben mit gewaltigem Schwung in rotierende Bewegung versetzt wird. Doch kennt man auch Pressen, bei denen dieser Schwung durch Friktionsantrieb (Abb. 542) hervorgerufen wird, endlich auch solche, die mit hydraulischem Druck betrieben werden. Das Stanzen findet hauptsächlich Anwendung in den großen Betrieben, welche die kleinen Porzellankörper für elektrotechnische Zwecke, auch Isolatoren u. s. w. herstellen. Die Matrizen bestehen aus Stahl, die Auslösung des nach Belieben einstellbaren Kniehebeldruckes erfolgt meist durch Kurbelpressen. Von gewaltiger Bedeutung für die Fabrikation keramischer Platten gestaltete sich das Verfahren des Trockenpressen s. Trockenes Tonpulver, das ja niemals absolut trocken im wissenschaftlichen Sinn genannt werden kann, sondern stets noch mehrere Prozent Feuchtigkeit enthält, wird durch starken Druck zu jeder

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getrocknet

beliebigen Form ebenso haltbar zusammengepreßt, als wenn es feucht geformt und nachher

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Abb. 541. Drehen mit Schablone.

wäre. So sind, besonders für Steinzeugplatten, deren Ton nicht mit anderen Beimischungen versetzt zu werden braucht, gewaltige keramische Fa-

brisen entstanden, die fast ohne einen Tropfen Wasser arbeiten. Das Schlämmen wird ersetzt durch trockenes Sieben. Das Pressei: geschieht in der Art, daß man das trockene Pulver in die eiserne Form, deren Rahmen von der Grundplatte weggeklappt werden können, einschüttet, beu Stempel daraufsetzt und einen hydraulischen Druck zweimal wirken läßt; erst etwa 30 bis 50 Atmosphären, dann 180 bis 200 Atmosphären. Auch die Wandplatten aus Steingut werden alle trocken gepreßt. —Das Gießverfahren für bessere Waren endlich ist mit die einfachste und praktischste aller Methoden der Formgebung. Dasselbe ist erst in der Mitte des neunzehnten Jahrhunderts aufgekommen und zwar in Frankreich. Man benutzt hierzu ebenfalls eine negative Gipsform, die gewöhnlich auch aus mehreren genau passenden Stücken sich zusammensetzt, ähnlich wie es beim Eindrehen geschildert wurde. In diese Form gießt man nun die Masse (Porzellan, Stein-zeug oder Steingut) in Form eines steifen, vorzüglich gemischten Breies bis zum Rand und gießt, wenn die Wände sich festgesaugt haben, wieder aus.

Alle auf die genannten Arten hergestellten Waren sind noch nicht so glatt und einwandsfrei, daß sie direkt gebrannt werden könnten. Alle Stücke, besonders aber die künstlerischen Waren, müssen nochmals verputzt und retuschiert werden (Abb. 543), fehlende Teile müssen mit Schlicker angeklebt („garniert") werden u. s. w. Erst dann werden die Sachen zum langsamen Trocknen aufgestellt, wobei vielfach große Trockenräume, vou heißer Luft durchstrichen und mit Ventilatoren versehen, angewendet werden.

Was nun das Brennen der Tonwaren anlangt, so ist dasselbe bei den meisten besseren Klassen ein doppeltes, ja sogar, wenn Malereien aufgebrannt werden, ein drei- und mehrfaches. Moderne bessere Waren werden entweder zunächst schwach und porös gebrannt („verglüht"), wie Porzellan und Feinsteinzeug, hierauf mit Glasur versehen und dann bei hoher Temperatur fertig „gut" gebrannt, oder aber sie werden im ersten Feuer ohne Glasur fertig gebrannt (zum Beispiel Steingut), uud dann nach dem Bedecken mit Glasur iit schwächerem Feuer „glatt" gebrannt. Dazu kommt noch, daß die Farben, die unter der Glasur sitzen, vor dem Glasieren aufgebracht und meist nochmals für sich angeglüht werden, bevor der Glasurbrand kommt.

Abb. 542. Kapselpresse.

Um all diese modernen Techniken zusammenfassend schildern zu können,

Abb. 543. Der Bossierer (Retuscheur).

müssen wir unserem Gang durch die Fabrikation etwas Gewalt antun. Wir betrachten die Ofen zuletzt und nehmen an, unsere Ware hat einen Brand schon hinter sich und soll nun mit Unterglasurfarben und Glasur versehen werden.

Die Herstel-lung der Unterglasurfarben wie der keramischen Farben überhaupt ist meist zu einem eigenen Fabrikationszweig geworden.

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Die fertigen Unterglasurfarben

setzen sich in der Regel zusammen aus zwei Prinzipien: färbendes Oxyd oder Oxydgemisch und verkittende, halb verglasende Beimischung. Die Mischungen werden feinst vermahlen, meist in Kugelmühlen, dann getrocknet und gebrannt. Nach dem Brennen, das gewöhnlich in keramischen Ofen vorgenommen wird, erfolgt nochmals allerfeinste Mahlung und Waschung.

Das Auftragen geschieht auf den porösen, einmal gebrannten Scherben (selten auf trockene, ungebrannte Stücke). Statt der mühsamen Handarbeit und dem Pinsel hat man hier ebenfalls mechanische Verfahren eingeführt, die zur raffiniertesten Vervielfältigung dienen. Hierzu gehört vor allen Dingen das Drucken, das Aufspritzen eventuell mit Schablone und das Photographieren.

Sind die Unterglasurfarben aufgetragen, so müssen sie in schwachem Feuer angeglüht werden, worauf die Waren dann mit Glasur bedeckt werden. Übrigens kommt es auch vor, daß das Glasieren direkt erfolgt, ohne die Farben nochmals anzuglühen. Bei der nun folgenden Arbeit haben wir ebenfalls zweierlei zu unterscheiden: die Herstellung der Glasur und das Glasieren selbst.

Die Glasur ist nichts anderes als eine Mischung solcher Körper, die im Feuer zum Glas zusammenschmelzen. Diese Mischung muß in feinster Mahlung als Pulver das ganze Gefäß gleichmäßig bedecken, bevor es in den Schluß-brand kommt. Auch die Herstellung der Glasurmischung ist vielfach zu einer eigenen Fabrikation geworden, besonders die Herstellung solcher Glasuren, die selbst vor ihrer Vermahlung schon zu Glas geschmolzen werden mußten. Die älteste Glasur, die schon den Ägyptern geläufig war, ist eine Mischung von Mennige (Bleioxyd) und Quarz, wie sie heute noch für die gewöhnliche Töpferware verwendet wird. Dieselbe wird entweder trocken auf die feuchte Ware ausgesiebt oder mit Wasser zu einem dünnen Brei angerührt und über die Ware gegossen. Für niedrigen Glasurbrand (zum Beispiel auch Steingut) benutzt man heute noch bleihaltige Gläser, für höheren Brand (zum Beispiel Porzellan und Steinzeug) werden Mischungen von Feldspat, Kalk, Quarz und Kaolin verwendet.

Am schwierigsten gestaltet sich die Herstellung moderner Steingutglasuren.

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Abb. 544. Fritteofen mit Tropftiegel.

Dieselben bestehen aus Alkalien, Kalk, Bleioxyd, Quarz und Borsäure, denen noch mehr oder minder Kaolin zur Seite tritt. Da zum Glasieren der porösen Waren das Glasurpulver fein in Wasser zerteilt sein muß, da aber außerdem mehrere der angeführten Bestandteile sich in Wasser lösen würden, so ist man gezwungen, die ganze Steingutglasur trocken zu mischen, zum Glas zu schmelzen (zu „fritten") und dann erst naß zu vermahlen, wodurch der brauchbare Brei entsteht. Das Fritten der Gläser, die in Pulverisiermaschinen trocken gemischt worden sind, geschieht auf verschiedene Art. Entweder werden sie in großen Kapseln im Ofen mitgeschmolzen oder — ähnlich der Arbeit der Glasfabriken — in Wannen geschmolzen oder endlich in großen eigenen Fritteöfen eingeschmolzen, letzteres besonders in Kachelfabriken bei der Herstellung der deckend weißen Majolikaglasur. Das erkaltete Glas wird herausgehauen und sodann ähnlich den oben geschilderten Gesteinen (Seite 614) erst im Kollergang zerkleinert, dann in Kugelmühlen oder in den alten Kübelmühlen zwischen rotierenden Granit-steinen fein gemahlen. Erwähnt seien noch die bequemen kontinuierlichen Fritteöfen mit Tropftiegeln (Abb. 544), die das geschmolzene Glas unten durchtropfen und direkt in Wasser fallen lassen. Dadurch wird es dermaßen zersprengt, daß es gleich in die Mühle gegeben werden kann, ohne vorher den Kollergang passieren zu müssen.

Einfacher gestaltet sich die Herstellung der Porzellan- und Steinzeugglasuren für höheren Brand. Hier ist eine Frittung nicht nötig, sondern nur eine feinste Mahlung, die in gewaltigen Kugelmühlen vorgenommen wird.

Soll die Glasur gefärbt werden, so werden färbende, feuerbeständige Oxyde mitgemahlen, beziehungsweise mit eingefrittet. Sehr schöne Effekte erzielt man mit farbigen Glasuren auf Steingut, Steinzeug und Porzellan,

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auch auf einfachen Töpferwaren, dadurch, daß man die Glasur so leichtflüssig macht, daß sie im Brande nicht nur schmilzt, sondern an der Oberfläche der betreffenden Ware herabfließt. Diese modernen „geflossenen" oder „geflammten" Glasuren sind äußerst beliebt. Unsere Kunstbeilage zeigt zwei Steinzeugstiicke mit solchen Glasuren von der Kgl. keramischen Fachschule in Höhr (Westerwald), von denen besonders der Bussard mit seiner beim Original flammend roten Glasur interessant ist.

Das Aufbringen der Glasur auf die poröse Ware, das „Glasieren", erfolgt entweder durch Eintauchen in den Glasurbrei oder durch Anspritzen mit Aerographen oder ähnlichen Apparaten, bei Platten auch maschinenmäßig, indem sie auf einem Band ohne Ende die Spritze passieren.

Die so glasierten Waren werden nun getrocknet und sind jetzt reif für

den letzten Brand. _

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Abb. 545. Querschnitt und Längsschnitt einer Scharffeuermuffel.

Waren, die überhaupt keine Glasur M erhalten, zum Beispiel unglasierte Porzellanfiguren, werden „Biskuit" genannt, allerdings unlogisch, da es gerade die glasierten Sachen sind, die meist unbedingt „zweimal gebrannt" werden müssen, was bei den unglasierten

prinzipiell gar nicht einmal nötig ist. — Das Einsetzen und Brennen ist die letzte Aufgabe, die uns obliegt. Die meisten Waren werden, um sie vor Flugasche und festen Rauchteilchen zu schützen, in feuerfesten Kapseln in den Ofen gesetzt, deren Fabrikation ebenfalls einen wichtigen Spezialzweig bildet.

Die Öffnung, durch welche das Einsetzen erfolgte, wird mit Schamottesteinen und Schamotteschlicker zugemauert. Stets aber läßt man durch diese Mauer ein oder mehrere Schaurohre aus Schamotte herausragen, die außen mit einem Glimmerplättchen oder mit Marienglas verschlossen sind und so eine Beobachtung der Glut gestatten. Die Höhe der Temperatur, beziehungsweise die Beendigung des Brandes, hat man bis vor etwa fünfundzwanzig Jahren direkt nach der Helligkeit der Glut abgeschätzt, wozu noch das Probeziehen von Probescherbcheu kam, um die fortschreitende Wirkung des Brandes zu beurteilen. Heute beobachtet man das bei verschiedenen Temperaturen erfolgende Niederschmelzen der Sinter- oder Segerkegel (bergt S. 77) durch die Schauröhren und baut auch oft ein Pyrometer ein,

dessen Stirnwand

dessen Leitungsdrähte beliebig weit geführt werden können, so daß man von überall aus, in jedem Bureauraum u. s. w., den Fortgang des Brandes am Galvanometer ablesen kann.

Die in der Feinkeramik gebräuchlichen zahlreichen Ofensysteme können wir kurz auf folgende Typen zurückführen: 1. die Muffel, 2. den Mantelofen, 3. den Ofen mit überschlagender Flamme ein-, zwei- und dreietagig, 4. den Gasringofen.

1. Die Muffel ist ein geschlossener Raum mit feuerfesten Wänden,

Schnitte einer kleinen Scharffeuermuffel, die ringsum, auch von vorn, von den Flammen umspült wird. Die Muffeln haben oft eine ansehnliche Größe, bis zu 50cbm. Die Muffel gestattet ein äußerst sauberes

abgezogen. Abb. 546. Mantelofen mit aufsteigender Brennen, da die

Flamme.    '

offen ist und nach dem Einsetzen entweder vermauert oder mit einem

feuerfesten Deckel verschlossen wird.

Das Feuer geht rings um diesen Kasten herum und wird durch den Schornstein

Ware vor der un-

Abb. 545 zeigt die mittelbaren Berührung der Flammen, der Flugasche u. s. w. geschützt ist. Sie wird verwandt für feine Töpferware, für Steingutglasurbrand, für Kacheln und Majolika, zum Verglühen des Porzellans, sogar zum hohen Garbrand des Porzellans, der bis zu 1400 Grad und höher gehen kann. Besonders das Porzellan, das mit Unterglasurmalerei versehen ist, wird oft in großen Scharffeuermnffeln gebrannt, weil die Farben gegen Flamme und Rauch sehr empfindlich sind.

2.    Der M a n t e l o f e n ist der alte englische Steingutosen, der heute noch vielfach im Gebrauch ist. Abb. 546 gibt einen Durchschnitt durch denselben. Aus den Feuerungen, die zu acht bis zwölf rund um den Ofen verteilt sind, tritt die Flamme unten in den Ofen und entweicht oben aus den Abzugslöchern nach dem Schornstein. Der ganze Ofen ist mit einem Mantel mit Zugangslöchern umgeben, um den Ofenraum vor Verunreinigungen durch Kohle und Staub zu schützen, außerdem, um den erforderlichen Zug nach dem Kamin zu erzeugen. Solche Ofen mittlerer Größe haben einen Durchmesser von etwa 4,5 m, der Mantel hat ungefähr eine Höhe von 10 bis 12 m. In all diesen Ofen, die der Flamme Durchtritt gestatten, müssen die Waren in Kapseln eingesetzt werden.

3.    Die Ofensysteme mit ü b e r s ch l a g e n d e r Flamme sind heutzutage weitaus die verbreitetsten und wichtigsten. Von der Erwägung ausgehend, daß ein einfach durchstreichendes Feuer den Ofen sehr ungleichmäßig erhitzt, weil alle Wärme nach oben drängt, daß außerdem bei dieser Art Feuerung sehr viele Hitze unbenutzt verloren geht, bemühte man sich, die Flammen zu zwingen, von der Decke wieder niederzuschlagen und im Boden zu verschwinden, von wo aus sie zum Kamin abgeleitet werden. Notwendig zum richtigen Funktionieren ist ein starker Zug, um die Flammen zu diesem unuatürlichen Weg zu zwingen. Bei den einfachsten Konstruktionen dieser Art kommt die Flamme an der einen Längsseite des im Grundriß rechteckigen Ofens hoch, schlägt über eine feuerfeste Mauer („Feuerbrücke") hoch und wird an der gegenüberliegenden Seite wieder in die Tiefe gezogen, von wo sie durch Kanäle dem Schornstein zugeführt wird. In dieser Art sind zum Beispiel die Kammern des Gasringofens der Kgl. Porzellanmanufaktur in Berlin eingerichtet, der nachher noch besprochen werden soll. Auch manche Steinzeugöfen sind in dieser Art konstruiert. Häufiger aber sind die R u n d ö f e n mit über-

schlagender Flamme, die für Steingut eine Etage, für Porzellanbrand aber, dessen Abgase viel heißer sind und zum Verglühen benutzt werden können, zwei-, drei-, ja sogar, wenn die Feuerungen sehr großer Ofen selbst nochmals eine eigene Etage bilden, sogar vieretagig sein können.

Abb. 547

Porzellanofen der Kgl. Porzellanmanufaktur zu Berlin dar, dessen Etagen eine lichte Höhe von

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Fussboden

und 4,06 m besitzen. Die Feuerungen solcher Öfen ^    liegen zu

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stellt einen solchen drei-etagigen

Abb. 547.

Porzellanofen der Kgl. Porzellanmanufaktur in Berlin.

. sechs bis zehn an der Peripherie verteilt. Die Flammen gehen nun an den Seiten rundum über Feuerbrücken hoch und werden erst dann direkt mitten durch den Ofen zum

Kamin gezogen. Ist das letztere heiß und der Zug stark genug, dann wird die Abzugsöffnung in der Decke geschlossen, die Flammen werden durch Löcher im Boden herabgezogen und in den Wänden durch Kanüle hochgeleitet in den zweiten Ofenraum, den sie dann gerade durchstreichen. Falls Porzellan gebrannt wird, werden unten im „Gutbrand" etwa 1400 Grad erzeugt, oben im zweiten Raum etwa 900 Grad, was gerade für den ersten „Verglühbrand" des Porzellans hinreicht. Die ferneren Abgase werden dann gewöhnlich zum Trocknen benutzt. Als Feuerungsmaterial wurde früher, manchmal auch heute noch, Holz verwendet, dessen Flamme sauber und schön regulierbar ist. Meist aber gelangen heute Steinkohlen und für einleitenden und niedrigeren Brand Mischungen von Steinkohlen und Braunkohlen zur Verwendung.

4. Die Gasringöfen endlich haben sich in der feinkeramischen Industrie nicht so einzuführen vermocht, als dies in der Ziegelindustrie zum Beispiel der Fall ist, trotzdem sie manche Vorteile bieten. Die Temperaturen, die in dem genannten Ringofen der Kgl. Porzellanmanufaktur in Berlin erzeugt werden, sind ungeheuer: oft bis etwa 1500 Grad. Durch das lange Vorwärmen und langsame Abkühlen, das solche Ringöfen möglich machen, ist dieses System das einzige, welches Porzellanwaren mit dicken Scherben oder von großen Dimensionen brennen kann. Außerdem ist das Brennen äußerst sauber und infolge beliebig einzustellender Luft- und Gaszuführung leicht regulierbar.

Je nachdem der Ofeninhalt überschüssige Luft, überschiissige brennbare („reduzierende") Gase oder gar festen Rauch und Ruß oder endlich neutrale Gase (Kohlensäure und Stickstoff) enthält, werden die Färbungen der Scherben und der Glasur verschieden. Der Brennmeister muß seinen Ofen sorgfältig studieren und sofortige Regulierung der Ofengase vorzunehmen verstehen, je nach dem Stadium des Brandes. Weißes Porzellan muß zum Beispiel in bestimmten Brennzeiten stark reduzierend („rauchig") gebrannt werden, um das gelbe Eisenoxyd, das in allen Rohmaterialien enthalten ist, in bläuliches beziehungsweise grünlich-graues Oxydul zu verwandeln, das in geringen Mengen dann verschwindet; Steinzeug, klar gebrannt, wird gelb, rauchig gebrannt, grau bis schwarz; kupferoxydhaltige Glasuren werden im klaren Feuer giftig grün, im rauchigen leuchtend rot („Chinarot") ; uranhaltige Gläser werden in lufthaltigem Brand gelb, in reduzierendem schwarz; Unterglasurfarben vertragen meistens Rauch überhaupt nicht u. s. w. Die prächtigste Feuerkunst ist neben der Darstellung des genannten „Chinarot" sicherlich die Herstellung der in tausend Metall- und Jrisreflexen schimmernden Scharffeuerlüster, die auf der noch glühenden, aber schon bis zur Erstarrung abgekühlten oxydhaltigen Glasur durch starke Rauchentwicklung erzeugt werden.

Zu erwähnen ist noch die A u f g l a s u r m a l e r e i mit „Schmelzfarben", die auf der fertigen Ware nachträglich aufgebracht und alsdann bei ganz niedriger Temperatur in Muffeln eingebrannt wird. Diese Malerei mit Schmelzfarben ist seit alters besonders auf Meißener Porzellan ausgeübt worden, wird aber auch zur Dekoration von Steingut, Steinzeug und Töpferwaren verwendet. Die Herstellung dieser Farben geschieht analog der Darstellung der Unterglasurfarben, nur daß der verkittende Bestandteil, der „Fluß", der den Oxyden, den „Farbkörpern", zugesetzt wird, hier äußerst leicht schmelzbar sein muß; denn die Farben müssen ja bei sehr niedriger Temperatur glänzend werden. Dieser Fluß besteht aus Blei-Borsäure-Kieselsäure-Gläsern. Die fertige Farbe muß unendlich fein gemahlen werden, wird dann eingetrocknet und verschlossen aufgehoben, beziehungsweise in den Handel gebracht. Das

Aufträgen auf den glatten Glasurflächeu geschieht unter Verwendung von Terpentinöl, das zum Teil durch Verdunsten eingedickt wurde. Die Mittel zum mechanischen Aufträgen, Vervielfältigen u. s. w. sind die gleichen wie bei der Unterglasurmalerei. Wie bei der Besprechung des chinesischen Porzellans schon hervorgehoben, kann man auch pulverig gefällte Edelmetalle (zum Beispiel Gold), mit solchen Flüssen kombiniert, auftragen und entbrennen; durch nachfolgendes Polieren erhalten dann diese Dekore schönen Metallglanz.

IV.

Die Slasfabrikation

einschließlich des Mosaiks und des Lmails.

Von Dr. Gernh. fDüller.

Die Geschichte des Glases hat ein sehr hohes Alter aufzuweisen. Funde in den Gräbern der alten Ägypter aus der Zeit der achtzehnten Dynastie (ca. 1500 vor Christo) liefern Beweise von bereits hoher Blüte der Glasfabrikation. Auf Wandgemälden in den Königsgräbern zu Beni Hassan und Theben aus derselben Zeit sehen wir Glasbläser mit der Pfeife abgebildet (Abb. 548). Allem Anscheine nach darf den Ägyptern auch die Erfindung der Kunst, Glas zu machen, zugeschrieben werden, die hierzu wohl durch die bei der Metallgewinnung aus den Erzen nebenbei entstehenden Schlacken, das sind glasartige Körper, oder durch die bereits in frühester Zeit bekannte Technik des Glasierens von Ziegeln und Tongefäßen angeregt wurden. Von ägyptischem und phö-nizischem Glas aus alter Zeit berichten uns Homer, Herodot, Plinius und andere. Wenn auch nach Christus in Rom, hieraus in Byzanz und Venedig, ferner in Deutschland, Böhmen und Frankreich die Glasfabrikation zu hoher Blüte sich erhob, so konnte sie sich aus dem eigentlichen Kleingewerbe zur Großindustrie doch erst in den letzten Dezennien durch die gewaltigen technischen Fortschritte der jüngsten Zeit entwickeln.

Glas im allgemeinen besteht seiner chemischen Zusammensetzung nach aus Kieselsäure, Alkali (Kali oder Natron) und Kalk oder Blei. In früherer

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Abb. 548. Altägyptische Glasbläser. (Nach einem Wandgemälde aus Beni Hassan.) Siegeslauf der Technik. I.

Zeit konnte nur auf dem Wege der Empirie ein brauchbares Glas hergestellt werden. Dank den gewaltigen Fortschritten der Chemie, welche dem nach ängstlich geheim gehaltenen Rezepten betriebenen Gewerbe eine wissenschaftliche Grundlage gegeben hat, lassen sich heutzutage Gläser Herstellen, welche vermöge ihrer chemischen Zusammensetzung den an sie gestellten Anforderungen bezüglich Reinheit, Härte, Widerstandsfähigkeit, Glanz, Farbe und dergleichen vollkommen entsprechen. Unsere ausgezeichneten Mikroskope, photographischen Apparate und anderen optischen Instrumente verdanken wir der Kenntnis, inwiefern durch Einführung von Phosphorsäure, Borsäure, Bleioxyd, Zinkoxyd, Baryt in das Glas dessen Lichtbrechungsvermögen und Farbenzerstreuung beeinflußt wird. Während ursprünglich die Färbung der Gläser durch zugesetzte farbige Schlacken oder Erze hervorgerufen wurde, wobei wegen der schwankenden Zusammensetzung derselben bei einer zweiten Schmelze nur schwer derselbe Farbenton getroffen wurde, erhält man heutzutage mittels der auf chemischem Wege gewonnenen, einheitlich zusammengesetzten färbenden Oxyde sehr leicht Gläser von jeder gewünschten Farbennüance: Kupferoxyd färbt blaugrün, Chromoxyd grün, Kobaltoxyd blau, Manganoxhd violett, Schwefelverbindungeu und Silber gelb, metallisches Gold und Kupfer rot (Rubingläser); Zusatz von Knochenasche, Krholith, Flußspat, Zinnoxyd liefert durchscheinende bis undurchsichtige Gläser: Opalglas, Beinglas, Milchglas.

Die Rohmaterialien, aus denen Glas gewonnen wird, also Sand, Kalk, Mennige, Soda, Glaubersalz, Pottasche, färbende Oxyde u. s. w., werden in bestimmtem Verhältnis gemischt und dieses „Gemenge" in einem Ofen niedergeschmolzen, wobei sich die Kieselsäure (Sand) mit Alkali und Kalk verbindet und Glas liefert. Der Ofen sowie die Schmelzgefäße sind wegen der zum Niederschmelzen des Gemenges erforderlichen großen Hitze aus bestem, feuerfestem Material gebaut. Abb. 549 stellt einen Ofen aus dem sechzehnten Jahrhundert dar. Die Feuerung ist noch die denkbar einfachste; das getrocknete Holz wird auf der ebenen Sohle A des Schmelzofens verbrannt, wobei wegen ungenügenden Luftzutrittes der ganze Ofen wie seine Umgebung mit dickem Rauche erfüllt ist. Der Ofen besteht aus drei Abteilungen. In dem Raum B

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sind die Schmelzgefäße K, die sogenannten Hafen, aufgestellt, welche durch die aus A emporsteigenden Flammen erhitzt werden. Vor jedem Hafen befindet sich in der Wand des Ofens ein Arbeitsloch D, durch welches das Glas für die Ausarbeitung entnommen wird. Ist vom Glasmacher ein Glas fertig gestellt, so kommt es zur allmählichen Abkühlung in den Raum C. Wenn auch Abb. 549. Glasbläserei im sechzehnten Jahrhundert, die Einführung von Kohlenfeue-

Abb. 550. Hafenofen von Friedrich Siemens (Horizonlalfchnitt).

rung die Verwendung von Rosten zeitigte, so arbeiteten doch bis um die Mitte des vorigen Jahrhunderts die Glasschmelzöfen immer noch sehr unrationell.

Die größten Verdienste um den Ofenbau und damit um die ganze Glasfabrikation erwarb sich ein Deutscher, der im Jahre 1904 verstorbene Friedrich Siemens in Dresden. Zunächst war er der erste, welcher erfolgreich die Gasheizung der Glasschmelzöfen einführte. Indem hier das Brennmaterial nicht direkt im Ofen verbrannt, sondern außerhalb desselben in den sogenannten Generatoren oder Gaserzeugern in brennbares Gas verwandelt wird, das, durch Kanäle in den Schmelzraum eingeleitet, erst hier die zur vollständigen Verbrennung nötige Luft vorfindet, ist eine Verunreinigung des Glases durch Flugasche verhindert. Weiter kann bedeutend höhere Hitze erzielt und auch minderwertiges Brennmaterial verwendet werden, was früher nicht möglich war. Konnte die Glasfabrikation früher nur verborgen in vom Verkehr abgeschiedenen Wäldern existieren, so sehen wir sie jetzt an den großen Jndustrieplätzen mächtig emporwachsen. Siemens verdankt die Glasindustrie ferner die Einführung der Regeneratoren oder Wärmespeicher, das sind mit feuerfesten Steinen gitterartig ausgesetzte Kammern, durch welche die Hitze der aus dem Ofen abziehenden Gase zum Vorwärmen des in den Ofen einströmenden Generatorgases und der Verbrennungsluft ausgenutzt wird. Daß sich dadurch im Ofen eine viel höhere Temperatur erzielen läßt, liegt auf der Hand.

Abb. 550 zeigt den Schmelzraum eines Siemensofen in Horizontalschnitt. Die in den Regeneratoren vorgewärmten Generatorgase strömen durch die Kanäle F in den Ofen ein, vereinigen sich mit der aus den Kanälen f einströmenden ebenfalls vorgewärmten Luft und verbrennen. Durch die hierbei erzeugte Hitze wird das in die weißglühenden Hafen H eingetragene Gemenge zu Glas verschmolzen. Die verbrannten Gase werden durch die Kanäle Ft und f, aus dem Ofen abgezogen.

Eine weitere epochemachende Neuerung führte Siemens in die Glasindustrie ein durch seine kontinuierlich arbeitenden Wannenöfen (Abb. 551

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Abb. 551. Kontinuierlich arbeitender Wannenofen von Friedrich Siemens (Horizontalschnitt).

und 552). Die teuren und leicht zerbrechlichen Hafen sind hier umgangen. Das Glas wird unmittelbar auf der Sohle des Schmelzofens geschmolzen. Abb. 551 stellt eine durch Querwände in drei Teile a„ aä und a₃ geteilte Wanne dar, in der gleichzeitig drei verschiedene Glassorten geschmolzen werden können. Durch die Öffnungen e wird das Gemenge eingetragen, es schmilzt nieder und fließt durch die Wanne gegen die Arbeitsöffnnngen d zu, wobei es auf seinem Wege geläutert wird. Indem das Glas vor den Arbeitsöffnungen noch ein Schiffchen f (Abb. 552) zu passieren hat, erfährt es eine zweite Läuterung. In demselben Maße, in dem durch die Arbeitsöffnungen

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Abb. 552. Kontinuierlich arbeitender Wannenofen von Friedrich Siemens (Vertikalschnitt).

Glas ausgearbeitet wird, trägt der Schmelzer am Hinteren Ende der Wanne Gemenge nach, so daß der Glasbestand immer gleich hoch bleibt und ununterbrochen ausgearbeitet werden kann. Die Produktionsfähigkeit einer Wanne übersteigt die eines Hafenofens um das Doppelte. Die Wannenöfen, welche oft eine Länge bis zu 20 m haben, eignen sich namentlich für Her-

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Abb. 553. Glasbläser am Ofen.

stellung von Massenartikeln, wie Flaschen, Medizingläser, Einmachgläser, Tafelglas.

Für die Einteilung der Gläser sind verschiedene Gesichtspunkte maßgebend. Der chemischen Zusammensetzung nach unterscheidet man zum Beispiel Natron-Kalkglas, Kali-Bleiglas, dem Aussehen nach Hohl- und Tafelglas. Je nach dem Grade der Reinheit der verwendeten Rohmaterialien spricht man von rein weißem, halbweißem und ordinärem Glas (Grünglas oder Flaschenglas). Das reinste Weißhohlglas, das Kristallglas, wird nur aus Rohmaterialien von vorzüglichster Qualität geschmolzen: aus 99,9prozentigem Sand, wie er zum Beispiel in Hohenbocka in Sachsen natürlich vorkommt, aus eisenfreiem Kalk und auf chemischem Wege hergestellter Mennige, Pottasche und Soda. Für Halbweißes Glas, aus dem Medizingläser, Likörslaschen, gewöhnliches Trinkgeschirr, gewöhnliche Zylinder und anderes gefertigt werden, finden unreine Rohmaterialien Verwendung, an Stelle der Soda das billigere Glaubersalz.

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Abb. 554. Das Entstehen einer Flasche.

Für das billigste Glas, das sogenannte Grün- oder Flaschenglas, eignen sich die verschiedenartigsten Rohmaterialien, zum Beispiel eisenschüssiger Sand, Feldspat, Lava, Lehm, Mergel. Bei dieser Glassorte wird weniger Gewicht auf Reinheit und schöne Farbe gelegt, dafür aber Widerstandsfähigkeit gegen Säuren, sowie gewisse Festigkeit verlangt. Champagner- und Mineralwasserflaschen müssen einen Druck von 5 bis 20 Atmosphären aushalten können.

Die Verarbeitungsfähigkeit des Glases in zähflüssigem Zustande hat dem Glasmacher ein Instrument in die Hand gegeben, das wir sonst bei keinem Gewerbe antreffen, nämlich die P f e i f e, ein 1 bis 1,7 m langes Metallrohr, das zur Hälfte mit einem Mantel aus Holz umgeben ist. Mit der Pfeife nimmt der Glasmacher zuerst eineu Posten Glas auf, läßt diesen etwas abkühlen, sammelt sich durch nochmaliges Eintauchen desselben in das im Hafen befindliche zähflüssige Glas an der Pfeife die nötige Glasmenge und bläst diese zu einem Hohlkörper auf (Abb. 553). An diesen setzt der Glasmacher mit wahrhaft bewundernswerter Geschicklichkeit freihändig einen Fuß oder Henkel an, trägt

farbige oder farblose Glasfäden oder Glastropfen auf. Das an der Pfeife haftende Glas kann außerdem noch mit Zangen und Pinzetten bearbeitet oder in Formen aus Holz oder Metall eingeblasen werden, wodurch es sich in jede beliebige Gestalt bringen läßt. Abb. 554 zeigt das Entstehen einer Flasche. Zunächst wird aus dem Glaskölbchen a durch Senken und Einblasen die Birne b hergestellt. Diese gelangt sodann in die geteilte und zusammenklappbare Metallform c d, um hier zur fertigen Flasche aufgeblasen zu werden. Abb. 555 zeigt das Entstehen eines Weinglases. Zunächst wird auch hier aus dem Glaskölbchen eine Birne gebildet. Diese wird dann unten abgeplattet und mit einem Glasklumpen verbunden, der dann zu einem Stengel ausge-

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Abb. 555. Das Entstehen eines Weinglases.

zogen wird. An diesen Stengel wird wieder ein Glasklumpen angesetzt und dieser zu einem Fuß abgeplattet. Schließlich wird die Pfeife oben abgesprengt. Welch kunstvolle Gläser gerade durch das freihändige Arbeiten hergestellt werden können, davon zeugen die venezianischen Gläser. Wird das an der Pfeife haftende Glaskölbchen, bevor es aufgeblasen wird, in anders gefärbte Glasmasse eingetaucht, so erhält man das sogenannte llberfangglas, das heißt es lagern verschieden gefärbte Glasschichten übereinander.

In neuerer Zeit wird für das Aufblasen größerer Gegenstände komprimierte Luft, welche durch einen Schlauch in die Pfeife eingeleitet wird, zu Hilfe genommen (Abb. 556).

Bei der Preßglas fabrikation wird das geschmolzene Glas in eine Eisenform eingegossen und hierauf in dasselbe mittels eines Hebels ein Eisenkern eingepreßt, wodurch eine Höhlung in dem Glase entsteht. Die Preßglasfabri-

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Abb. 556. Glasblasen mittels komprimierter Luft, kation hat einen ganz gewaltigen Aufschwung genommen, namentlich in Schalen, Tellern und dergleichen. Leider ist aber auch nicht zu leugnen, daß gerade in Preßglas sehr minderwertige Erzeugnisse auf den Markt geworfen werden.

Gegenwärtig soll der Glasbläser einer Maschine weichen müssen, welche das Glas selbsttätig aufnimmt und zur Flasche aufbläst. In Amerika arbeiten zur Zeit über hundert automatische Flaschenblasmaschinen nach Patent Owens. Daß diese Maschine bereits gute Resultate erzielt hat, geht daraus hervor, daß der „Europäische Verband der Flaschenglasfabriken" im Jahre 1908 sich den Besitz der Owens-Patente um den Preis von 12 Millionen Mark gesichert hat. Dieser Verband umfaßt eine jährliche Produktion von 1 430 000 000 Flaschen, wovon auf Deutschland 530 Millionen treffen. Die Owensmaschine (Abb. 557) erfordert zur Bedienung nur einen Mann und leistet die Arbeit von dreißig Glasbläsern. In einer Minute werden zwanzig Viertelliterflaschen hergestellt. Die Maschine beruht auf dem in Abb. 558 dargestellten Prinzip: Das zur Herstellung der betreffenden Flaschensorte erforderliche Glasquantum wird in eine luftleer gemachte Vorform (Abb. 558 a) eingesaugt. Die Glasmasse wird hierauf von der zweiteiligen Hauptform (Abb. 558 b) aufgenommen, welche die äußere Gestalt der herzustellenden Flasche besitzt. Nun wirkt Preßluft auf den Glaskern ein und die Glasmasse nimmt die durch die Form vorgeschriebene Flaschengestalt an (Abb. 558 c).

Abb. 557. Die Owensmaschine.

gleichmäßigem Schritt

Anschließend an die Hohlglasfabrikation sei die Herstellung der Glasröhren erwähnt. Der Glasmacher bläst zunächst einen

schlauchartig auf.Hier-aus setzt der Helfer an dem der Pfeife gegenüber liegenden Ende des Glasschlauches sein Hefteisen an. Unter beständigen! Drehen des Glases entfernen sich nun die beiden Arbeiter in

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voneinander, während der Glasmacher von Zeit zw Zeit kräftig in die Pfeife bläst. Der Glasschlauch wird auf diese Weise zu einer langen Röhre ausgezogen.

Das Tafelglas ist nicht so lange bekannt wie das Hohlglas. Die ältesten Funde wurden bei den Ausgrabungen in Pompeji gemacht. Noch zu Luthers Zeiten waren Glasfenster in Privathäusern selten. Das gebräuchlichste Verfahren der Tafelglaserzeugung ist folgendes: Der Glasmacher sammelt an der Pfeife die erforderliche Menge Glas, bläst es zu einer dickwandigen Kugel auf und gibt ihm durch Wirbeln die birnförmige Gestalt (9166.559a). Wird die Pfeife senkrecht in die Höhe gehalten und kräftig eingeblasen, so plattet sich der Glasposten infolge seines Gewichtes ab und nimmt die Gestalt

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Abb. 558. Automatische Flaschenfabrikation.

von b an. Hieraus bildet der Glasmacher durch pendelartiges Schwingen der Pfeife in der 2 bis 3 m tiefen Schwenkgrube und gleichzeitiges Einblasen eine längliche Walze, welche unten geöffnet (c) und erweitert (d) und von der an der Pfeife haftenden Kappe abgetrennt wird (e). Der auf diese Weise erhaltene Glaszylinder wird mittels eines Diamanten seitlich ausgeschnitten und im Streckofen bis zum Erweichen erhitzt, wobei er sich auseinanderlegt. Der „Strecker" breitet ihn mittels eines Eisenstabes auf einer glatt geschliffenen Schamotteplatte aus und bügelt die auf diese Weise erhaltene Tafel mit einem weichen Holze eben (f), worauf diese zu allmählicher Abkühlung in den Kühlofen wandert.

Die Fabrikation der Walzen, welche bis zu einer Länge von 3 m hergestellt werden, stellt große Anforderungen an die Geschicklichkeit und die Lunge des

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Abb. 559. Herstellung von Tafelglas.

Arbeiters. Es wird daher seit einigen Jahren auch ähnlich wie in der Flaschenglasfabrikation auf verschiedene Weise versucht, die Arbeit des Glasbläsers durch die Maschine zu ersetzen. Hier seien zwei Verfahren erwähnt: das Sievert-sche Walzenblaseverfahren und das Fourcaultsche Plattenziehverfahren. Beim Sievertschen mechanischen Fensterglasverfahren iAbb. 560) wird unter eine von den Rändern der Blasplatte festgehaltene Glasschicht Preßluft eingeleitet, wodurch ein in die Länge gezogener Glashohlkörper aufgeblasen wird, dessen Dilrchmesser durch die Blasplatte bestimmt ist. Die untere Kappe wird

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Abb. 560. Sievertsches Walzenblaseverfahren für die Tafelglasfabrikation.

Aus „Sprechsaal", Zeitschrift für die keram., Glas- und verwandten Industrien, Coburg.

geöffnet, die Walze von der Blasplatte getrennt und wie die durch Handarbeit hergestellten Zylinder weiter behandelt. Nach diesem Verfahren erhält man Walzen von 1 V-i m Durchmesser und 3 Hz m Länge. Auf ähnliche Weise lassen sich auch große Schalen, Ballons, Badewannen, Akkumulatorenkasten und dergleichen aufblasen.

Bei dem Fourcaultschen Verfahren (Abb. 561), das gegenwärtig noch große technische Schwierigkeiten bereitet, wird eine eiserne Schiene wagrecht in die geschmolzene Glasmasse eingetaucht und hierauf langsam herausgezogen, wobei ein Glasband g entsprechend der Breite der Fangschiene hängen bleibt. Das Glasband erstarrt und wird zwischen Förderwalzen a aus Asbest iu einen Kühlschacht k emporgezogen. Unten bildet sich das Glasband ununterbrochen weiter, während am oberen Ende des Kühlschachtes von der Glasplatte g Stücke von gewünschter Größe abgeschnitten werden.

Abb. 561. Fourcaultsches Verfahren zur Fabrikation des Tafelglases.

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Aus „Sprechsaal", Zeitschrift für die keram., Glas- und verwandten Industrien, Coburg.

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Der Fensterglasfabrikation war eine Zeitlang im Prinzip ähnlich die Spiegelglasfabrikation. Die ältesten aus dem zwölften Jahrhundert stammenden Glasspiegel waren gewölbt. Die ersten ebenen, mit Quecksilber belegten Spiegel stammen aus dem fünfzehnten Jahrhundert; es waren hiezu lediglich geblasene, anfangs ungeschliffene, später geschliffene Fensterscheiben verwendet worden. Als ein großer Fortschritt war es anzusehen, als es im Jahre 1688 Lucas de Nehou gelang, die Operation des Aufblasens einer Glaswalze und des Streckens derselben durch das der Metalltechnik ähnliche Gießen einer Glasplatte zu umgehen. Kleine Tafeln lassen sich in leichter Weise Herstellen dadurch, daß mittels eines eisernen Schöpflöffels 10 bis 12 kg Glasmasse auf eine in einen Tisch eingelassene, blank geschliffene Eisenplatte ausgegossen und durch eine in bestimmter Höhe über den Tisch dahinrollende Eisenwalze zu einer Tafel ausgewalzt werden. Ist die Platte des Gießtisches

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Abb. 562. Das Gießen von Spiegeln.

gewellt, gefurcht, oder sind bestimmte Muster eingraviert, so treten diese auf der Glastafel erhaben auf. Auf diese Weise wird das Kathedral- und Ornamentglas hergestellt. Drahtglas, welches für Lichtdächer wegen seiner Festigkeit und Feuersicherheit in ausgedehntem Maße Verwendung findet, wird in der Weise angefertigt, daß in die frisch ausgewalzte Glasplatte durch eine zweite gefurchte Walze ein Drahtgewebe bis zur Mitte eingedrückt wird, worauf durch eine glatte Walze die Oberfläche wieder geebnet wird. Durch das Drahtnetz wird das Glas, selbst wenn es durch Stoß oder Hitze gesprungen ist, noch zusammengehalten.

Das Gießen größerer Tafeln veranschaulicht Abb. 562. Der bis zu 2500 kg Glas enthaltende Hafen wird aus dem Ofen a gefahren und mittels

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Abb. 563. In der Glasschleiferei.

eines fahrbaren Krans über den Gießtisch b befördert, welcher aus starken polierten Eisenplatten zusammengesetzt ist. Der Hafen wird geneigt und die flüssige Glasmasse ergießt sich auf den Tisch. Nun wird die auf Randleisten ruhende schwere eiserne Walze c durch eine Kurbel in Bewegung gesetzt und die Glasmasse zu einer Platte ausgewalzt, deren Dicke durch die Randleisten bestimmt wird. Am Ende des Gießtisches angelangt, wird die Walze auf den Kurbelwagen d gezogen, auf diesem beiseite gefahren und hierauf in die zwischen Gießtisch und Kühlofen g entstehende Lücke vom Brückenwagen e aus eine Plattet herabgelassen. Über diese hinweg wird die unterdessen erstarrte Glastafel in den Kühlofen befördert, worin sie etwa zwei Tage verbleibt. Mittels dieses Gießverfahrens wurden schon Tafeln der enormen Größe von 36 qm Flächeninhalt (9 m lang, 4 m breit) hergestellt. Die gegossenen dicken Scheiben werden entweder in rohem Zustande für Bedachung (Oberlicht) verwendet oder es werden aus ihnen Spiegel oder Schaufenster gefertigt. In diesem Falle müssen sie noch geschliffen und poliert werden. Das Schleifen erfolgt mit Sand, das Polieren mit Eisenrot.

Um aus den geschliffenen Platten Spiegel zu fertigen, müssen sie auf einer Seite noch mit einem metallischen Belage versehen werden. In neuerer Zeit gewinnt wegen der Giftigkeit des Quecksilbers der Silberbelag immer mehr die Oberhand über das seit dem fünfzehnten Jahrhundert übliche Queck-silber-Zinnamalgam. Das Versilbern des Glases geschieht auf chemischen! Wege, indem aus einer ammoniakalischen Höllenstein- (Silbernitrat-) Lösung mittels Reduktionsmitteln (Traubenzucker, Weinsäure) das Silber als glänzendes, am Glase festhaftendes Häutchen niedergeschlagen wird. Um den Spiegelbelag widerstandsfähig zu machen, erhält er noch einen Firnisanstrich.

Wie die Spiegelgläser werden auch andere Gläser, nachdem sie vom Glasmacher fertiggestellt sind, noch einer nachträglichen Behandlung unterzogen. Hierher gehört das Schleifen, Gravieren, Ätzen, Mattieren, Bemalen, Vergolden, Lüstern, Irisieren u. s. w. Abb. 563 zeigt die Schleiferei einer Hohlglasfabrik. Soll irgend ein Ornament in das Glas eingeschliffen werden, so preßt der Schleifer dasselbe gegen die Kante eines rotierenden Eisen- beziehungsweise Steinrades, auf welches Wasser mit Sand gemischt herabtropft, und bewegt es in gewünschter Richtung weiter, wobei auf dem Glase Vertiefungen entstehen. Eisenscheiben dienen zum Rauhschleifen, Sandsteinscheiben znm Feinschleifen. Die mattgeschliffenen Gläser werden an Rädern aus Holz oder Kork mit Zinkweiß oder Zinnasche und Tripel poliert. In neuerer Zeit sucht man an Schliffkosten dadurch zu sparen, daß man die Gläser zunächst in Formen preßt und dann nachschleift. Für sehr feine Linien und Zeichnungen bedient sich der Glasschleifer kleiner scharfkantiger Räder aus Kupfer und Blei vom Durchmesser von 6 cm bis zur Größe eines Stecknadelkopfes.

Eine weitere Methode, Glas zu verzieren, besteht im Ätzen. Glas wird nur von Flußsäure und Fluoralkalien angegriffen, und zwar ätzt verdünnte, wässerige Flußsüure das Glas hell, während gasförmige Flußsäure und Lösungen von Fluorsalzen dasselbe mattieren. Konzentrierte Flußsäure frißt das Glas sehr stark und ungleichmäßig an, wodurch es eisblumenartiges Aussehen erhält. Sehr schöne Effekte lassen sich mit Überfanggläsern erzielen durch teilweises Abätzen des Überfanges. Diejenigen Stellen des Glases, welche nicht geätzt werden sollen, werden mit Wachs oder Asphaltlack, welcher von Flußsäure nicht angegriffen wird, übermalt. Die Kunstgläser von Galle in Nancy, welche in den letzten Jahren allgemein angestaunt wurden, sind mittels der Technik des Glasschnittes und des Ätzens behandelt.

Eine andere Methode, Glas zu mattieren, verdanken wir dem Amerikaner Tilghman, welcher am Meeresstrande die Wahrnehmung machte, wie Glas durch den vom Winde gegen dasselbe geschleuderten Sand mattiert wurde. Diese Beobachtung führte zur Konstruktion des Sandstrahlgebläses, wobei

durch starken Luftzug oder durch starkes Gebläse Sand gegen das Glas, das mattiert werden soll, geschleudert wird. Wird das Glas stellenweise mit Schablonen aus Papier, Gummi oder Metall bedeckt, so erhält nur die freigelassene Glasfläche ein mattes Muster.

Weiter läßt sich Glas verzieren durch Malerei. Damit die Farben am Glase haften bleiben, müssen sie auf dasselbe aufgeschmolzen werden, weshalb sie aus leicht schmelzbaren gefärbten Gläsern hergestellt werden. Die Farben werden möglichst fein pulverisiert, mit Terpentinöl und Dicköl angerieben und mit dem Pinsel auf das Glas aufgemalt. Die Gläser werden hierauf in einer Schamottemuffel so weit erhitzt, bis die Farben glänzend werden, das heißt, bis sie geschmolzen sind und nach dem darauffolgenden langsamen Erkaltenlassen am Glase haften bleiben.

Die farblosen oder farbigen, durchsichtigen oder opaken Schmelzgläser, Emails, finden nicht bloß in der Glas- und Porzellanmalerei Verwendung, sondern auch in Verbindung mit Metallen für Kunstgegenstände und Schmucksachen. Man unterscheidet freies Email (Limoges, Hochemail), wenn es auf die glatte Metallfläche aufgetragen wird, und gebundenes Email, wenn die Farben zwischen aufgelöteten Metallstreifen oder in die eingravierten Gruben der Metallplatte eingetragen und eingeschmolzen werden: Zellenschmelz oder email cloisonne und Grubenschmelz oder email champleve. Die größten Emailkünstler sind die Japaner. Seit Anfang des vorigen Jahrhunderts hat sich die Emailfabrikation zu einem eigentlichen Industriezweige entwickelt, seitdem man nämlich gelernt hat, Email nicht bloß für künstlerische Verzierung, sondern auch als schützenden Überzug von Metallen zu verwenden. Das Emaillieren bereitete anfangs große Schwierigkeiten wegen der verschiedenen Ausdehnung des Schmelzglases und des Metalls. Das sorgfältig von Rost gereinigte Eisenader Blechgeschirr wird zunächst mit der sogenannten Grundmasse überzogen. Indem diese nur so stark erhitzt wird, daß sie sintert ohne zu schmelzen, kann sie der Ausdehnung des Metalls folgen. Auf das Grundemail wird die sogenannte Deckmasse, bestehend aus Kieselsäure, Borax, Soda, Salpeter, Magnesia, Zinnoxyd, aufgeschmolzen. Emailliert werden namentlich Kochgeschirre, Autoklaven, Röhren.

Schmelzgläser finden auch Verwendung als G l a s m o s a i k. Aus verschieden gefärbten Schmelzgläsern hergestellte Tafeln werden derart zerteilt, daß man lauter kleine würfelförmige Stäbchen von den verschiedensten Farben erhält. Diese werden entsprechend dem herzustellenden Gemälde auf einer Metallfläche oder auf der Wandfläche einer Mauer mittels eines ausgebreiteten Kittes befestigt. Nachdem das Glasgemälde zusammengesetzt ist, werden die Glasstäbchen noch geschliffen und poliert. Diese Technik, in welcher sich prachtvolle und dauerhafte Gemälde herstellen lassen, erfreut sich gegenwärtig wieder größerer Beliebtheit, nachdem sie ziemlich lange in Vergessenheit geraten war.

Glas dient indes nicht bloß für künstlerische Wand- und Fußbodenverzierung, sondern auch als eigentliches Baumaterial. In Form von riesigen

Scheiben findet es die ausgedehnteste Verwendung, namentlich in unseren neuzeitlichen Warenhäusern; es werden jetzt aber auch Platten, Bausteine und sogar Pflastersteine aus Glas angefertigt, welche in vielen Fällen sich weit vorteilhafter verwenden lassen als Ziegel und Platten aus Ton und Stein. Gründe hierfür sind: Möglichkeit schnellster und gründlichster Reinigung und Desinfektion, Widerstandsfähigkeit gegen Säuredämpfe, elektrische Jsolations-fähigkeit, maßvoll zerstreute Lichtwirkung. Die Verwendung von Glas als Baumaterial in Form von Platten, Dachziegeln, massiven und hohlen Steinen eignet sich daher besonders für Baderäume, Operationssäle, Fabrikräume, Laboratorien, Unterführungen, Bahnhofsanlagen und dergleichen, greift aber abgesehen von den oben angeführten Gründen wegen des schönen Aussehens und der großen Sauberkeit auch in anderen Bauten immer mehr um sich.

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Von Seh. Hegierungsrat fßax ©eitel.

Holz zeichnet sich vor den bisher besprochenen der Bearbeitung und Verarbeitung unterworfenen Rohstoffen dadurch aus, daß die gütige Mutter Natur für dessen Nachwuchs sorgt. Es bildet kein Kapital, welches sich im Laufe der Zeit notwendiger- und unwiderruflicherweise erschöpfen muß, ja es lag in früheren Zeiten, wo der Holzverbrauch noch nicht die gewaltige Höhe der Jetztzeit erreicht hatte, sogar die Möglichkeit vor, daß sich der Nachwuchs' dem Verbrauch entsprechend von selbst vollzog. Das ist nun aber schon seit Jahrhunderten nicht mehr der Fall und der gewaltige Verbrauch von Nutzhölzern der mannigfachsten Art zeitigte schon im sechzehnten, siebzehnten und achtzehnten Jahrhundert in den europäischen Kulturstaaten die sogenannten Forstordnungen, die auf eine rationelle Pflege und Ausnutzung der Schätze der Wälder abzielten.

Unseren in ihren finsteren Urwäldern hausenden Vorfahren war der heimatliche Wald nur der schattige Jagdgrund. Ihren Nachkommen aber liefert der mit Liebe und Sorgfalt gepflegte Wald einen Baustoff, den zwar uuch unsere Urväter bereits bei der Errichtung ihrer Blockhäuser zu schätzen wußten, der aber im Laufe der Jahrhunderte eine Vielseitigkeit der Anwendung gefunden hat, wie kaum ein zweiter.

Die folgenden Zeilen sind wesentlich der Ausnutzung des Holzes als Baust o f f gewidmet, also einem Anwendungsgebiete, das schon in den ältesten Zeiten der Menschheit für die Zwecke der Herstellung von Unterkunftsstätten, von Brücken, von Wasserfahrzeugen und von Gebrauchsgegenständen der mannigfaltigsten Art erfolgreich gepflegt worden ist.

Die wertvollste Eigenschaft des Holzes besteht in seiner leichten Bearbeitbarkeit. Es kommt noch hinzu, daß das Holz mit einem geringen Gewicht eine hohe Festigkeit vereinigt und die Wärme schlecht leitet. Setzt man das Holz der Einwirkung des Wasserdampfes aus, so läßt es sich leicht

biegen und zu kunstvoll geschweiften Möbeln, zu Fässern u. s. w. verarbeiten. Auch nimmt es, hohem Druck ausgesetzt, kunstvolle Musterung an.

Diesen hohen Tugenden stehen aber auch einige wenig lobenswerte Eigenschaften gegenüber. Hier ist in erster Linie die sehr geringe Widerstandsfähigkeit gegen Feuchtigkeit und sehr starker Hang zum Verfaulen und Morschwerden zu nennen, Eigenschaften, denen die moderne Technik durch geeignete Methoden der Tränkung (Imprägnierung) entgegenzutreten sucht.

Wird der sonst so geduldige Stoff der abwechselnden Einwirkung von Feuchtigkeit und Trockenheit, von Wärme und Kälte ausgesetzt, so gibt er seinem Unbehagen durch „Quellen" oder durch „Schwinden" Ausdruck und erhöht oder vermindert sein Volumen in höchst unerwünschter Weise und man ist hier wirklich in berechtigtem Zweifel, welche Untugend die unliebsamere ist. Das „ Duellen" hat zur Folge, daß Teile, die mau als leicht beweglich und leicht entfernbar betrachtet hatte, plötzlich sich jeder Art der Bewegung beharrlich widersetzen, und das Schwinden hat die nicht minder unangenehme Nebenerscheinung, daß das sonst in schöner glatter Fläche daliegende Brett die höchst unästhetische und störende Form einer Mulde annimmt, sich „wirft".

Man nennt diese wenig schöne Tätigkeit des Holzes mit einem euphemistischen Beigeschmack das „Arbeiten" des Holzes und wirkt diesem auf verschiedene Art mit mehr oder weniger Erfolg entgegen. In erster Linie ist hier das scharfe Trocknen des Holzes zu nennen, das ihm dauernd die Lust am „Arbeiten" versalzen soll. Dann sind hier die schützenden Überzüge mit Farbe, Lack u. s. w. zu nennen und schließlich legt man das Holz in Fesseln, indem man es „armiert". Dieses Armieren besteht meist darin, daß man an den Stirnseiten des Holzes Querleisten anbringt, deren Faserrichtung senkrecht zu der der übrigen Holzteile verläuft und die in die Stirnseiten mittels Feder (eines fortlaufenden Ansatzes) und Nute eingelassen werden. Vielfach begegnet man dem „Werfen" des Holzes auch dadurch, daß man dieses in mehreren Lagen übereinander legt und diese Lagen mittels besonders kräftiger und widerstandsfähiger Klebstoffe unter Druck miteinander vereinigt, wobei die Fasern der einzelnen Lagen senkrecht zueinander verlaufen.

Für die auf den folgenden Seiten zu besprechende Holzindustrie ist die Eigenschaft des Holzes von Wert, daß es sich spalten, hobeln, schneiden und polieren läßt und daß es, in der Längsrichtung durchschnitten, oft die durch ihre Musterung sehr malerisch und reizvoll wirkende Maserung aufweist.

a) D i e Gewinnung des Holzes.

■ Noch heute wird das Holz im überwiegenden Maße in derselben Weise wie vor Jahrhunderten geschlagen und unter den größten Schwierigkeiten zu Tal, zu den Abfuhrwegen oder zu dem Strome hinabgebracht, der es auf seinem Rücken dem Bestimmungsort zuführen soll. Die Technik hat aber in allen Teilen der Erde auch in das stille Waldtal ihren Weg gefunden, wo zur Zeit des Winters, also dann, wenn die Bäume nicht im Safte stehen,

Siegeslauf der Technik. I.

die Tätigkeit des Holzfällers sich vollzieht. Unsere Abb. 564 und 565 zeigen eine besonders in den weiten Wäldern der Vereinigten Staaten von Amerika vielfach benutzte, mit Dampfkraft betriebene Baumsäge, welche imstande ist, Stämme von zwei Fuß Durchmesser innerhalb fünf bis sechs Minuten zu Falle zu bringen. Die Säge ist fahrbar oder tragbar und erhält ihre Hin-und Herbewegung durch einen schnellaufenden Dampfkolben, also durch eine Miniaturmaschine. Abb. 565 zeigt die praktische Anwendung der Säge zum Zerschneiden eines Baumstammes und zum Fällen eines Baumes. Im Hintergründe sehen wir den Dampfkessel, der mit Holz gefeuert wird und dem Sägemotor den Dampf durch ein biegsames Rohr zuführt.

Unsere Abb. 566 zeigt uns eine mit Lokomotivbetrieb im großen ausgeführte Holzfällerei bei Seattle in Nordamerika.

Ist nun der Riese des Waldes zu Falle gebracht, so erwächst die schwierige Aufgabe, ihn fortzuschaffen. Dies stellt im Gebirge, an den schroffen

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Abhängen der kahlen Schläge, oft übermenschliche Anstrengungen an Mensch

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Abb. 564. Dampfsäge zum Fällen und Zerkleinern der Bäume.

betriebener Waldbahnen. Unsere Kunstbeilage stellt die letzte Fahrt eines Königs der kalifornischen Wälder dar. Hebt aber Schnee und Eis die zwischen Schiene und Lokomotivtreibrad erforderliche Reibung auf, dann muß auch jetzt noch der oft gewaltige Abmessungen annehmende Holzschlitten in Tätigkeit treten.

Steht für den Transport der Holzstämme ein Flußlauf zur Verfügung, so überläßt man es entweder den Stämmen, ihren Weg selbst stromabwärts zu suchen (Abb. 567), oder man vereinigt dieselben zu flachen oder bündelförmig gestalteten, durch starke Ketten zusammengefaßten Flößen.

Das nächste Ziel der Baumstämme ist meist die an einem Strome gelegene, mittels Wasser- oder Dampfmotors betriebene Sägemühle. Zur Überführung der auf dem Rücken des Flusses angelangten Stämme zu den Lagerplätzen und später zu den Sägen dienen schiefe Ebenen, auf denen die Stämme mittels starker Windewerke emporgezogen werden. Dort, wo die bequeme und billige Wasserbeförderung nicht zur Verfügung steht, be-

Tier. Wenn es sich mit der Rentabilität verträgt, so erfolgt der Transport der Hölzer tunlichst unter Benutzung mit Lokomotiven

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Die letzte Fahrt eines Königs der kalifornischen Wälder.

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Abb. 565. Dampfsäge in Tätigkeit.

dient man sich hin und wieder weit in die Wälder hinausgeführter Kettenzüge der in Abb. 568 dargestellten Art. In einer aus starken Brettern gezimmerten Rinne läuft eine endlose Kette, welche mit Mitnehmern versehen ist und die in die Mulde geworfenen Stämme schnell, sicher und — last but not least — trocken zur Sägemühle, zur weiteren Verarbeitung befördert.

. b) D i e Verarbeitung des Holzes.

In der Sägemühle beginnt der erste Akt der Verarbeitung, indem die Baumstämme entweder zu vierkantigen Balken oder zu Brettern zersägt werden.

Abb. 569 stellt ein großes Voll- oder Bundgatter von C. L. P. Fleck

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Abb. 566. Holzsällerei mit Lokomotivbetrieb bei Seattle (Nordamerika).

Söhne in Reinickendorf-Berlin dar. Wir sehen hier, wie die durch eine Kurbel-stange senkrecht auf und nieder bewegten Sägen den Baumstamm, der auf zwei kleinen Wagen den Sägen entgegengeführt wird, in Bretter zersägen. Die oberhalb und unterhalb des Stammes angebrachten geriffelten Walzen dienen zu dessen sicherer Führung. Sollen aus dem Stamm Balken gesägt werden, so werden die Sägen entsprechend voneinander entfernt.

Wenn es sich darum handelt, Bretter von besonderer Feinheit zu schneiden, so wird die Zahl der Sägen entsprechend erhöht. Die Furniere, das sind die aus seltenen und kostbaren Hölzern geschnittenen feinsten, zum Überziehen der Möbel dienenden Bretter, schneidet man oft mittels maschinell bewegter horizontaler Einzelsägen. Hierbei wird jedes Holzblatt einzeln vom Block abgeschnitten, damit man nach jedem Schnitt das Aussehen des Holzes prüfen und sich darüber schlüssig machen kann, ob zur Erzielung schöner Maserung bei dem nächsten Schnitt ein dünneres oder dickeres Brett abgeschnitten werden must.

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Abb. 570 stellt eine zur Herstellung von Furnieren und Bretterst neuerdings vielfach benutzte Rundschälmaschine von Kirchner & Co. A.G. in Leipzig-Sellerhausen dar. Bei dieser wird das Furnier durch ein langes Messer in Gestalt eines Spanes von dem Rundholz abgeschält. Unsere Abbildung zeigt, wie sich das Furnier von dem Rundholz abtrennt. Sehr verbreitet ist die Kreissäge und die Bandsäge. Erstere besitzt ein kreisförmiges Sägeblatt, an dessen Umfang die Zähne angebracht sind. Bei der Bandsäge besteht das Säge-„ blatt in einem end-

Copyright N. P. Edwards, LUUehampton.    ^ wtnf)lbl~UtlK , das

Abb. 567. Selbsttätiger Stromabfluß von Hölzern.    Über zwei maschinell

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angetriebene Scheiben gelegt ist und entweder in senk- ;; rechter oder in horizontaler Richtung

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Abb. 588.

Kettenzug zur Holzbeförderung.

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. Ijj umläuft. Eine hochinteressante Sägemaschine !'«■'i stellen die letzte Kunstbeilage dieses Bandes und Abb. 572 dar. Dieselbe besitzt ein in sehr sinnreicher Weise angetriebenes System von Sägen und ist imstande, täglich 240 000 Stück Holzpflasterblöcke für die Stadt Paris, in deren Werkstätten sie steht, zu schneiden. Die zu zerschneidenden Balken werden der Maschine durch endlose Ketten zugeführt. Wir sehen in der Kunstbeilage unten die siebzehn, die Balken zerschneidenden Kreissägen. In dem oberen emporgeklappten Teile sehen wir eine große Anzahl von Federn, welche das Holz während des Sägeprozesses festhalten.

Die Zahl der verschiedenen Holzbearbeitungsmaschinen ist nach den mannigfachen Zwecken eine sehr erhebliche. Hier sind zunächst zu nennen die Holzdrehbänke oder Drechselbänke, die in ihrem Äußern den Metalldrehbänken gleichen. Das Arbeitsstück wird hier ebenfalls eingespannt und in Drehung versetzt, während der Drehstahl mit einer der Stärke des abzunehmenden Spanes entsprechenden Pressung gegen dasselbe angedrückt wird.

Abb. 571 stellt eine Holzhobelmaschine dar. Hier nimmt ein schnell rotierendes Messer den Span ab. Das zu behobelnde Brett wird entweder von Hand oder selbsttätig unter dem Hobelmesser hindurchgeführt.

Eine gerade in der Holzindustrie vielfach auszuführende Arbeit ist die Herstellung von Löchern. Abb. 573 stellt eme_ dreispindelige Bohrmaschine von C. L. P. Fleck Söhne in Reinickendorf-Berlin dar. Dieselbe eignet sich besonders für schwere Arbeiten, wie solche znnr Beispiel in Waggonfabriken, größeren Zimmereien u. s. w. vorkommen, sowie für solche Arbeitsstücke, die sich oft wiederholen und in welche mehrere gleich oder verschieden große Löcher in gleichen oder einander parallelen Reihen gebohrt werden müssen. Die Bohrspindeln können beliebig zueinander verstellt werden. Die Bohrer werden mittels der aus der Zeichnung ersichtlichen steigbügelartigen Griffe abwärts gegen das Holz gezogen.

Auch in der Holzindustrie hat sich gleicherweise wie in der Metallindustrie das Bedürfnis herausgestellt, nach einem Modell eine Anzahl von Gegenständen fertig auf der Maschine herzustellen, zu kopieren.

Abb. 574 stellt eine Kopierdrehbank dar, die gleich der vorigen Bohrmaschine von der Firma C.L.P. Fleck Söhne in Reinicken

dorf-Berlin gebaut wird. Sie dient insbesondere zur Herstellung von unregelmäßig runden Gegenständen, wie Radspeichen, Schuhleisten, Hammerstielen, Flintenschäften u. s. w. Ein eisernes Modell von der Form des zu kopierenden Gegenstandes wird

zwischen das untere Spitzenpaar des doppelten Spindel-beziehungsweise Reitstockes, das zu bearbeitende Holz

dagegen zwischen das obere Spitzenpaar gespannt. Das Modell und das Arbeitsstück drehen sich langsam, während ein schnell rotierender Fräskopf an dem Holz entlang geführt wird und eine auf dem Modell laufende Kopierrolle die Form des Modells auf das Arbeitsstück überträgt. Diese Maschine arbeitet Gegenstände bis 1000

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Abb. 569. Stationäres Voll- oder Bundgatter.

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Länge und 100 mm Durchmesser.

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Abb. 571. Holzhobelmaschine.

A.G.inLeip-zig-Seller-hausen rührt auch die in Abb. 575 dargestellte Radnab en-Bohr- uüd Stemm-maschine her. Dieselbe findet besonders

Anwendung in Arsenalen und größeren Wagenfabriken, wo es sich um die Herstellung besonders großer Radnaben handelt. Man kann mit Hilfe dieser Maschine gerade und schräge, sowie auch versetzte Zapfenlöcher in leichte und schwere Naben bis 340 mm Durchmesser sauber stemmen. Der Stemmmeißel besitzt quadratischen Querschnitt und ist hohl. In seinem Innern ist ein Bohrer in beständiger Bewegung und bohrt vor, während das Stemmeisen nur zum Viereckstemmen in Tätigkeit tritt. Die Bohrspäne entweichen, wenn der Bohrer arbeitet, durch Löcher, welche an der Seite des Stemmeisens angebracht sind.

Abb. 577 stellt eine von Kirchner & Co. gebaute eigenartige Maschine dar.

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Sie führt nicht mit Unrecht den Namen einer Universaltischlereimaschine, dient sie doch zum Abrichthobeln, Fügen, zum Schneiden von Nuten und Federn, zum Falzen und Kehlen, zum Dickhobeln, Fräsen, zum Lang- und Quersägen, Bohren und Langlochbohren, Zapfenschneiden, Schlitzen, Kan-nelieren u. s. w.

Wir wollen hiermit die Beschreibung einzelner Maschinen der Holzindustrie beendigen und uns nunmehr der Besprechung einiger Sondergebiete zuwenden.

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Wir beginnen mit der Herstellung der Stab- und der P a r-kettfußböden, jener Art von Zimmerfußböden, die in früheren Zeiten sich nur in den Wohnungen der Reichen und Reichsten fanden, in der neueren Zeit aber wegen ihrer mit schönem Aussehen gepaarten großen Dauerhaftigkeit vielfach in besseren Wohnungen und in öffentlichen Gebäuden mit starkem Verkehr Aufnahme finden.

2166. 573. Dreispindelige Bohrmaschine.

Für Stab- und Tafelparkettfußböden wird in erster Linie Eichenholz verwendet, außerdem auch noch die Hölzer der Buche, des Ahorns und der Esche. Vornehme, mit eingelegter Arbeit verzierte Parkettböden werden aus Mahagoni-, Nußbaum-, Ahorn- und Schwarzeichenholz hergestellt. Letzteres wird aus Eichenstämmen gewonnen, die lange Zeit hindurch im Wasser oder in der Erde gelegen haben und auf die man hin und wieder bei Vornahme von Fundamentierungsarbeiten stößt. Die für die Stab-und Parkettfußbodenfabrikation dienenden Hölzer gelangen zu den Fabriken meist in vorgearbeitetem, gesägtem Zustande und es besteht ihre erste Behandlung in einem Trockenprozeß. Dieser soll dem Holze die Neigung zum „Arbeiten" und „Werfen" dauernd nehmen und vollzieht sich bei einer Temperatur von 50 bis 60 Grad Celsius, meist unter Benutzung von Dampfheizung. Das Buchenholz wird sogar vor dem Trocknungsprozesse noch gekocht, wobei es eine schöne rote Färbung annimmt. Die für die Stabfußböden bestimmten Stäbe werden dann auf besonderen Maschinen gehobelt

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Abb. 574. Kopierdrehbank.

und mit Nuten versehen, eine Arbeit, die sehr sorgsam und genau ausgeführt werden muß, da sich die hier auftretenden geringsten Differenzen bei dem Verlegen des Fußbodens in höchst unangenehmer Weise summieren und die Arbeit erschweren.

Bei dem Tafelvarkett muß man die sogenannte Blindholztafel und die eigentliche Zierholztafel unterscheiden. Die erstere bedingt die Güte des Fußbodens, insofern sie berufen ist, eine Gewähr gegen das Werfen der

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einzelnen Tafeln zu bieten, zu welchem Zweck sieaus mehreren übereinan-dergeleim-ten Holzlagen besteht, deren Faserrichtung senkrecht zueinander verläuft. Diese Blindholztafel besitzt eine Stärke von 26 bis 30 mm und auf sie wird dann die 7 bis 10 mm starke Ziertafel aufgeleimt. Nach Aufbringung der Leimschicht werden die beiden Platten aufeinandergelegt und in einer Presse einem starken Druck ausgesetzt, bis der Leim völlig erstarrt ist. Hierauf werden die Parkettplatten geputzt und mit den für das Verlegen erforderlichen Nuten versehen.

Ein für den Laien besonders dunkles und daher doppelt interessantes Gebiet der Holzindustrie bildet die m a s ch i n e l l e H e r st e l l u n g der Fässer. Die dazu erforderlichen Arbeiten bestehen in der Schaffung der Dauben, der Böden und der Reifen, sowie in der Zusammenstellung dieser einzelnen Teile zu Fässern und in dem vollständigen Fertigmachen der letzteren.

Wir wollen im nachstehenden den Werdegang eines auf maschinellem Wege hergestellten Bierfas-

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Abb. 576. Aufsatzform.

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Universaltischlereimaschine.

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ses verfolgen. Das hier benutzte Holz ist meist Eichenholz,dessen Fasern möglichst lang und dicht sind. Das für die Dauben bestimmte Holz wird zunächst gut abgelagert, so daß es lufttrocken ist, und dann auf ungefähre Länge abgeschnitten.

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Abb. 578. Reifenanziehmaschine.

Länge gebracht.

Hierauf gelangen die genau auf Länge geschnittenen Dauben in die Daubenhobelmaschine. Diese hat die schwierige Aufgabe zu erfüllen, die gespaltenen und deshalb mehr oder weniger windschiefen Dauben so zu bearbeiten, daß die Holzfaser vollkommen erhalten bleibt, das heißt in keiner Weise zerschnitten wird.

Nunmehr müssen die Dauben an ihren Längsseiten so beschnitten und abgeschrägt werden, daß sie sich zu einem walzenförmigen Körper zusammenbringen lassen; dies geschieht auf der sogenannten Fügemaschine.

Jetzt sind die Dauben so weit vorbereitet, daß sie zum Faßkörper zusammengesetzt werden können. Hierzu . unteren Ende mit zwei starken dient die in Abb. 576 dargestellte Auf- o schmiedeisernen Reifen, den so-satzform; in diese werden die Dauben genannten Arbeitsreifen, welche aufrecht nebeneinander gestellt und am nur als Hilfswerkzeuge dienen,

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Abb. 579. Faßwinde.

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Abb. 580. Holzwolleseilspinnmaschine.

Ist diese provisorische Zusammensetzung erfolgt, so gelangt das so vorbereitete Faß in eine Kammer, in welcher es der Einwirkung heißen Dampfes oder siedenden Wassers ausgesetzt wird, infolgedessen die Dauben biegsam werden. Hat diese Biegsamkeit sich in dem erforderlichen Maße eingestellt, so wird der Faßrumps zu der sogenannten Faßwinde (Abb. 579) geschafft, um hier mittels eines Seiles auch an seinen: oberen Ende zusammengezogen und provisorisch mit sogenannten Arbeitsreifen versehen zu werden.

Nunmehr hat das Faß bereits die allgemeine Faßform angenommen und man geht jetzt dazu über, bie Arbeitsreifen anzuziehen. Dieses geschieht ans der in unserer Abb. 578 dargestellten Reifenanziehmaschine. Diese Maschine ist in den Fußboden der Faßfabrik derartig eingebaut, daß die das Faß tragende Fläche in der gleichen Höhe wie der Fußboden liegt. Die Maschine saßt mit Klauen über die Arbeitsreifen. Die Klauen sind an einem Kreuz angebracht, welches nnttels der in unserer Abb. 578 unter dem Fußboden sichtbaren Schraube abwärts bewegt wird, sobald die Schraube durch den links sichtbaren Riemenantrieb in eine entsprechende Drehung versetzt wird. Die Klauen ziehen dann die Arbeitsreifen schnell und kräftig nach dem Faßbauche hin, wobei dann die Fugen zwischen den Dauben sich hermetisch schließen.

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Maschine zum Schneiden von Holzpflasterblöcken. Tagesleistung: 240000 Blöcke.

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Hierauf wird der Faßkörper einem Trockenprozeß unterworfen, wodurch erreicht wird, daß die nunmehr der Faßform entsprechend gebogenen Dauben ihre Form beibehalten und wieder zu einem Faß zusammengesetzt werden können, nachdem die Arbeitsreifen entfernt sind.

Besondere Maschinen dienen noch zum Einschneiden der die Böden aufnehmenden Nuten, zum Bearbeiten der Böden, zum Bohren der Spundlöcher, zum Biegen und Vernieten der aus Metall bestehenden Bandreifen u. s. w.

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Für den Böttcher bleibt nur noch das Zusammenfügen der einzelnen fertig vorbereiteten Einzelteile und das Abputzen des Fasses übrig.

Ist das Faß au seinem ganzen Umfange sauber abgeputzt, so werden schließlich die richtigen Reifen aufgezogen, und zwar mit Hilfe einer Maschine, welche int wesentlichen dieselbe Konstruktion besitzt, tote die in Abb. 578 dar-

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gestellte.

Schließlich wird das Faß noch einem hydraulischen Druck unterworfen und hierdurch auf seine i Dichtigkeit geprüft.    i

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Abb. 582. A Xylectypomfüllung. ”

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Orte der Verwendung. Die vorstehend beschriebenen Maschinett für Faß-fabrikation entstammen der Maschinenfabrik Gebrüder Schmalü in Offen-bach a. M.

Seit einiger Zeit ist die Verarbeitung des Holzes zu der staubfreien Holzwolle ein lohnendes Gebiet der Holzindustrie. Dieses eigenartige Produkt hat sich alsbald als Verpackungsmaterial für feine, zerbrechliche Gegenstände, als Füllmaterial für Polster und Betten (Ersatz des Roßhaars),

als Filtermaterial, als Stallstreu u. s. w. die weitestgehende Verbreitung erworben. Abb. 581 stellt eine Holzwollemaschine von C. L. P. Fleck Söhire in Reinickendorf-Berlin dar. Dieselbe verarbeitet Blöcke in jeder beliebigen Holzart bis zu 22 cm Durchmesser und 25 bis 50 cm Länge. Die Länge der Fäden, die durchweg gleichmäßig aus der Maschine herauskommen, wird durch die Länge des astfreien Holzes bestimmt, da die Fäden naturgemäß bei jedem Ast abreißen. Das Holz wird in einen Kasten fest eingespannt und von darunter weggleitenden Messern zu Holzwollefäden verarbeitet. Die

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Abb. 583. Sitzungssaal im Ministerialgebäude zu Rudolstadt (Koptoxyltäfelung).

Hobelmesser sitzen in einem Messerkasten und dieser wird durch die von der rechts sichtbaren Kurbel angetriebene Pleuelstange in eine hin und hergehende Bewegung versetzt. Bei jedem Hubwechsel wird das Holz durch einen selbsttätigen Mechanismus genau für die gewünschte Stärkender Holz-wollefäden eingestellt und bleibt bis zum Rückgang der Messer in dieser Stellung stehen, so daß keinerlei unnütze Reibung verursacht wird. Abb. 580 stellt eine Maschine dar, auf welcher die Holzwolle zu Holzwolleseilen versponnen wird. Die Holzwolle tritt von rechts herzu und wird zu einem Seile versponnen, das sich auf die in der Mitte der Maschine sichtbare Seil-

trommel aufwickelt. Die außerordentliche Vielseitigkeit der Maschinen, welche die Technik allmählich den die Verarbeitung des Holzes betreibenden Industrien zur Verfügung stellte, hat auch einen großartigen Aufschwung in der A u s-gestaltung unseres Hausrats und unserer Wohnungs-einrichtungen gezeitigt, sowie großartige Fortschritte in der künstlerischen Verwertung des Holzes.

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Abb. 581. Koptoxyltür.

Das Lylectypomverfahren der Firma Buyton & Söhne in Düsseldorf ruft durch Anwendung des Sandstrahlgebläses und nachfolgende Überarbeitung mit Stahlbürsten eine ähnliche Einwirkung auf die Oberfläche des Holzes hervor, wie sie im Laufe der Jahre von der Luft und der Witterung hervorgerufen wird. Die weichen Teile der Holzfläche werden auf eine gewisse Tiefe entfernt und es bleiben nur die harten und dichten Teile der Jahresringe stehen, so daß die herrliche Maserung hervortritt. Dadurch, daß einzelne Teile abgedeckt und hierdurch der Einwirkung des Sandstrahlgebläses entzogen werden, lassen sich, wie unsere Abb. 582 erkennen läßt, die reizvollsten Wirkungen erzielen.

Die Firma B. Harraß in Böhlen in Thüringen verbindet unter Anwendung von hohem Druck eine Anzahl übereinandergelegter dünner Furniere zu einer gegen Temperaturunterschiede und Feuchtigkeit widerstandsfähigen Platte, welche, wie unsere Abb. 583 und 584 zeigen, prachtvolle Wirkungen erzielen läßt. Die Furniere werden durch den hohen Druck auf etwa die Hälfte

oder ein Drittel der ursprüng-lichen Stärke zusammenge-preßt. Durch Auf- oder Ein-jjjjjiB«8 Pressen anderer nach beson-!#|lPp§*f derer Zeichnung ausgeschickt-plllllla teuer Furnierplatten können |i|g|||M||g auf der Koptoxhlplatte Orna-mente und Darstellungen der ^f    : verschiedensten Art angebracht

Abb. 585. Rahmenleiste mit Teleiosskulptur.

mäiam werden (Abb. 586), und zwar mit etwas hervortretenden

Abb. 586. Jntarsienbild „Die Wartburg".

oder in der Ebene der Platte liegenden Flächen. Die Herstellung plastischer Ornamente aus Holz als Ersatz der Holzschnitzkunst bezweckt die „Teleios-skulptur" von A. Ballis in Basel. Unsere Abb. 585 gibt eine Probe dieser eigenartigen Technik. Die Holzstücke, in erster Linie Eichen-, Buchen- und Nußbaumholz, werden in angefeuchtetem Zustande durch kalte und dann durch heiße Walzen hindurchgeführt, welche die Musterung in das Holz hineinprägen. Schließlich sei noch die „Plastokaustik" von Karl Jellinek in Horidsche in Böhmen genannt. Hier wird auf das Holz eine Masse in der Form der zu erreichendeir Modellierung aufgebracht, welche ätzende Säure hindurchläßt; letztere greift das Holz umso schwächer oder stärker an, je stärker oder schwächer die auf das Holz aufgebrachte Masseschicht ist. —

Mit deu iu dem vorstehenden Kapitel dargelegten Zweckbestimmungen ist das Gebiet der Verwendungsmöglichkeit des so überaus dankbaren Rohstoffes, den uns Mutter Natur fürsorglich immer und immer wieder ergänzt, natürlich noch nicht erschöpft und auf zahlreichen Sondergebieten gewerblichen Schaffens tritt uns das Holz in der verschiedenartigsten Gestalt immer und immer wieder entgegen. Auch in einer größeren Anzahl der folgenden Kapitel werden wir uns daher noch mit den verschiedensten Erscheinungsformen des verarbeiteten Holzes zu beschäftigen haben.

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