Polytechnische Schau. (Nachdruck der Originalberichte – auch im Auszuge – nur mit Quellenangabe gestattet.) Polytechnische Schau. Textabbildung Bd. 332, S. 76 Abb. 1. Die Verwertung der Abwärme von Brennkraftmaschinen für Kraftzwecke. In den letzten Jahren macht sich im Brennkraftmaschinenbau mehr und mehr das Bestreben geltend, die früher wenig verwertete Wärme des Kühlwassers und der Abgase nicht allein zum Heizen oder zum Verdampfen flüssiger Brennstoffe auszunutzen, sondern vor allem zur Krafterzeugung zu verwenden.Allerdings war den Versuchen, die Abgase unmittelbar in einer Niederdruckmaschine arbeiten zu lassen, bisher kein Erfolg beschieden, indessen scheinen in neuester Zeit die Arbeiten des Dr.-Ing. W. Schmidt die Aussichten für die praktische Verwertbarkeit einer Verbundanordnung günstiger gestaltet zu haben. Befriedigendere Ergebnisse wurden bei Verwendung der Abgase zur Erzeugung von Kraftdampf erzielt. Abb. 1 zeigt eine diesem Zwecke dienende Anlage der Gesellschaft Cockerill. Diese Abgase treten durch den Stutzen a in die Heizrohre des Wasserkessels b, durchziehen diese und gelangen zum Vorwärmer c. In letzteren tritt das Speisewasser bei d und strömt durch Rohr e in den Kessel. Textabbildung Bd. 332, S. 76 Abb. 2. Von Interesse dürfte es ferner sein, zu erfahren, daß nach Holzwarths Angabe die Abwärme einer 100-pferdigen, luftgekühlten Verpuffungs- Gasturbine gerade ausreicht, zum Wasserdampf zum Betriebe der Gebläse und Absauger für die Turbine zu erzeugen. Auch verdient im Hinblick auf den Gesamtwirkungsgrad einer Kraftanlage ein schon im Jahre 1903 gemachter Vorschlag von Fox Beachtung, demzufolge die Brennkraftmaschine leer laufen und nur die Heizgase für einen Dampfkessel liefern soll. Die Maschine entnimmt in diesem Falle das Gas einem Verdampfer. Durch die Verpuffung wird ein Schwungrad in Umdrehung versetzt. Beim Rückgang des Kolbens werden die Gase verdichtet und erhitzt. Die Verwendung der hochgespannten, heißen Druckgase zur Beheizung eines Kessels läßt einen guten Wirkungsgrad erwarten. Sofern mehr Dampf gebraucht wird, als die Abgase erzeugen können, ist es angezeigt, diese zur Vorwärmung zu benutzen. Befürchtet man bei zu tiefer Abkühlung Säurebildung aus den Abgasen, so ist deren Verwendung zur Ueberhitzung am Platze, die allerdings eine geringere Ausnutzung ergibt. Auch erweist es sich bisweilen als praktisch, das Kühlwasser durch die Abgase noch mehr zu erwärmen und sodann einem Dampfkessel als Speisewasser zuzuführen. Abb. 2 zeigt eine vom Eisenhütten-Aktienverein Düdelingen geschaffene Anlage für die an letzter Stelle genannte Abwärmeverwertung. Von der Maschine b gelangen die Abgase durch die Leitung a zum Erhitzer, in dessen Innerem sich ein Röhrenbündel c befindet, das von einem Mantel d umgeben ist. Durch letzteren fließt das Kühlwasser zum Behälter e und wird darauf durch eine Pumpe abgesogen und durch das Röhrenbündel c zum Dampfkessel f gedrückt. Der Gedanke, im Kühlmantel eine tief siedende Flüssigkeit kreisen zu lassen, diese durch die Abgase trocken zu verdampfen und die Kaltdämpfe für Kraftzwecke auszunutzen, scheint bezüglich der Wärmewirkung erfolgversprechend zu sein. Seine praktische Durchführbarkeit wird indessen dadurch in Frage gestellt, daß die in Betracht kommenden Flüssigkeiten, wie eingehende Versuche von Josse zeigten, zu sehr die Baustoffe der Maschinenanlage angreifen. Auch der Versuch zur Einführung hochsiedender Flüssigkeiten als Abwärmeträger ist in neuester Zeit gemacht worden. So läßt zum Beispiel Tejessy Oel durch einen Wärmeaufnehmer im Zuge der Abgase und einen Wärmeabgeber in einem Wasserkessel kreisen. Das erhitzte Wasser wird zum Beheizen eines Dampfzylinders benutzt. Textabbildung Bd. 332, S. 76 Abb. 3. Zufriedenstellende Ergebnisse wurden erzielt, wenn man die Abwärme der Verbrennungsgase auf Preßluft überträgt und diese für Kraftzwecke verwendet. Wie dies geschehen kann, zeigt die in Abb. 3 dargestellte Einrichtung der Closed Circuit Air Transmission Ltd. in Glasgow. Der Kolben a der auf der linken Seite sichtbaren Gasmaschine verdichtet im Raume b Luft. Diese strömt zum Kessel c, wird dort von den durch d abziehenden Abgasen der Maschine erwärmt, gelangt nach Kessel e, wo sie durch die Abgase der rechts gezeichneten Maschine f weiter erhitzt wird, und wirkt dann unterhalb des Kolbens h, auf den oben die Brenngase treibend drücken. Durch die Preßluft wird also die Leistung der Maschine f gesteigert. Das Rohr i dient zur Rückleitung der Abluft zum Verdichter, g ist ein Schalldämpfer, durch den die Abgase ins Freie gelangen. Einen Schritt, die Gasturbine ihrer Verwirklichung näher zu bringen, tuen Morgan und Kremp, indem sie einen Teil der Abgase zum Ansaugen der Kühlluft einer Kolbenmaschine mit Hilfe eines Ejektors verwenden und dann das Gemisch als Treibmittel einer Turbine zuführen, während der Rest der Abgase zu der Auspuffkammer der Turbine strömt und gleichfalls unter Benutzung von Elektoren einen Unterdruck hervorruft, wodurch eine Vergrößerung des für die Turbine verfügbaren Gefälles erreicht wird. (Gentsch in 1916 Heft 48, 49, 50 der Zeitschrift des Vereins deutscher Ingenieure.) Schmolke. ––––– Anlassen von Dieselmaschinen bei niedriger Verdichtung. Damit in der Dieselmaschine während der Verdichtung die Temperatur der Verbrennungsluft bis zur Entzündungstemperatur des Treiböles ansteigt, muß der Verdichtungsenddruck etwa 32 bis 35 kg/cm2 betragen. Während des normalen Betriebes einer solchen Maschine steigt der Verbrennungsdruck beim Gleichdruckverfahren nicht über den Enddruck der Verdichtung. Während des Anlassens einer Dieselmaschine können jedoch im Zylinder Explosionen eintreten mit einer Drucksteigerung von 60 kg/cm2 und mehr. Anläßlich der Jahresversammlung der British Association zeigt Prof. Watkinson, Liverpool, in seinem Vortrage vom 16. September 1916 solche Anlaßdiagramme einer 50 PSe-Maschine (Abb. 1). Mit Berücksichtigung der Drucksteigerung während des Anlassens sind die Maschinen stärker zu bauen als der normale Betrieb es erfordert. Textabbildung Bd. 332, S. 77 Abb. 1. Der Vortragende berichtet von seinem neuen Verfahren, bei dem zur Erlangung der notwendigen Verdichtungsendtemperaturen nicht mehr ein so hoher Verdichtungsdruck anzuwenden ist. Abb. 2 zeigt fortlaufende Diagramme nach dem neuen Verfahren, das nur geringe Abänderungen an der gewöhnlichen Dieselmaschine erfordert. Der Verdichtungsenddruck ist wesentlich niedriger als beim üblichen Gleichdruckverfahren mit Selbstzündung. Im vierten Diagramm der Abb. 2 ist die Verdichtungsendspannung 25 und der Höchstdruck der Verbrennung 42 kg/cm2. Abb. 3 zeigt Druckluftdiagramme, ebenso regelmäßige Diagramme mit 23 kg/cm2 Verdichtungsenddruck und 42 kg/cm2 Höchstdruck der Verbrennung. Die Diagramme wurden bei der Maschine sofort nach dem Anlassen mittels Druckluft, also bei noch kalter Maschine genommen. Abb. 4 zeigt ein einzelnes Diagramm mit 18 kg/cm2 Verdichtungsendspannung und einem Verbrennungsdruck, der nur wenig größer ist. Abb. 5 zeigt ein Schwachfederdiagramm hierzu und zeigt einen Weg, der es möglich macht, bei der Verdichtung der Verbrennungsluft die Selbstentzündungstemperatur des Treiböles zu erhalten, ohne die bisher verwendeten hohen Verdichtungsenddrücke zu erzeugen. Die Gleichung der Verdichtungslinie nach Abb. 6 lautet: p vn = C, daraus folgt \frac{T_a}{T_b}=\left(\frac{p_a}{p_b}\right)^{\frac{n-1}{n}}=\left(\frac{V_b}{V_a}\right)^{n-1}. Textabbildung Bd. 332, S. 77 Abb. 2. Die Gleichung zeigt, daß die Endtemperatur der Verdichtung vom Verdichtungsverhältnis und nicht von der Größe des Verdichtungsenddruckes abhängig ist. Durch Versuche ist bereits festgestellt, daß die Lufttemperatur durch Erzeugung eines Unterdruckes während der Saugperiode nicht merklich verkleinert wird. Die Temperatur der Verbrennungsluft bei Beginn der Verdichtung ist somit unabhängig vom Verdichtungsanfangdruck. Es ist somit möglich, bei einer Verdichtung auf 2 at eine ebenso hohe Verdichtungstemperatur zu erhalten, wie bei einer Verdichtung zum Beispiel auf 35 at. Textabbildung Bd. 332, S. 77 Abb. 3. Textabbildung Bd. 332, S. 77 Abb. 4. Textabbildung Bd. 332, S. 77 Abb. 5. Textabbildung Bd. 332, S. 77 Abb. 6. Um die sehr hohen Drucke beim Anlassen der Dieselmaschinen zu vermeiden, genügt es hierbei, die Einlaßsteuerung außer Tätigkeit zu setzen. Dann regelt die Feder des Einlaßventils den Unterdruck im Zylinder selbsttätig. Der Höchstdruck der Verbrennung kann dann beim Anlassen der Maschine eine gewisse Größe niemals überschreiten und das Auftreten von Verbrennungsdrücken über 60 kg/cm2 ist ausgeschlossen. (Engineering 1916 II S. 290.) W. ––––– Ueber die Ermüdung der Metalle. (P. Ludwik in Zeitschrift des österr. Ingenieur- u. Architekten-Vereins 1916 S. 795 bis 798.) Einschnürende Stoffe, wie schmiedbare Metalle, sind bekanntlich oft wiederholten Beanspruchungen gegenüber viel weniger widerstandsfähig als gegen einmalige, bis zum Bruch gesteigerter Belastung. So bricht zum Beispiel schmiedbares Eisen bei Beanspruchung auf Schwingungsfestigkeit, wenn also die Beanspruchung auf Zug mit gleich großem Druck abwechselt und dieser Belastungswechsel oft genug stattfindet, bei Spannungen ab, die kleiner sind als die halbe, in normaler Weise ermittelte Zerreißfestigkeit. Als Erklärung für dieses Verhalten hat Beilby angegeben, daß das Material an den Gleitflächen in den amorphen Zustand übergeht. Die dadurch versprödeten Teile machen weitere Formänderungen nicht mehr mit, wohl aber das noch nicht in den amorphen Zustand umgewandelte Material. So schreitet nach Beilby die Versprödung des Materials mit zunehmender Lastwechselzahl fort, bis es bricht. Ludwik hat Torsionsversuche mit wechselnder Drehrichtung an Stäben aus Kupfer, Aluminium und Blei durchgeführt. Da man aus dem Torsionsschaubild auf das Verhalten des Materials gegenüber dehnenden und stauchenden Kräften zurückschließen kann, läßt sich das Ergebnis der Verdrehungsversuche auch auf die Zug- und Druckprobe übertragen. Ludwik verwirft die im englischen und amerikanischen Schrifttum sehr verbreitete Beilbysche Umwandlungshypothese. Wiederholte Beanspruchungen, die im gleichen Sinne erfolgen, machen zwar einen einschnürenden Stoff gegenüber einer weiteren, in derselben Richtung erfolgenden Formänderung hart und spröde. Einer bleibenden Rückformänderung setzt jedoch ein einschnürendes Metall anfänglich stets geringeren Widerstand entgegen, als einer weiteren gleichgerichteten Deformation. Jenseits der gewählten Grenzbelastung verhält sich das auf Ermüdung erprobte Material nicht wesentlich anders als das ohne Entlastungen zum Bruch gebrachte. Daher kann das Material durch die Vorbelastungen sich nicht teilweise in den amorphen Zustand verwandelt haben. Wiederholte Beanspruchungen führen ohne tiefergehende Materialveränderungen zu einer Auflockerung des Gefüges, die den vorzeitigen Bruch bedingt. Es ist hierbei merkwürdig, daß die Schwingungsfestigkeit nur um sehr wenig kleiner ist als die Ursprungsfestigkeit. Bei Blei hat Ludwik beobachtet, daß bei diesem Metall schon bei Zimmertemperatur Einformungsvorgänge eintreten, wie sie bei schwerer schmelzbaren Metallen, wie Aluminium, Kupfer und schmiedbaren Eisen erst bei entsprechend höheren Temperaturen beobachtet werden. Leon. ––––– Schmiedbarer Guß. Die Herstellung von schmiedbarem Guß erfolgt durch Glühen von weißem Roheisen in einem sauerstoffhaltigen Mittel, wie Roteisenstein u.a. Sie beruht auf einer allmählichen Entkohlung. Die ursprünglich karbidreiche Struktur wird dabei in ferritisches Gefüge umgewandelt. Die näheren, physikalisch-chemischen Vorgänge, die diesem schon über zwei Jahrhunderte lang ausgeübten Prozesse zugrunde liegen, sind bis heute noch nicht vollständig aufgeklärt. Es stehen sich zwei Theorien gegenüber. Nach Ledebur wird zunächst der am Rande liegende Kohlenstoff beim Glühen verbrannt; an seine Stelle tritt, vom Kern herkommend, neuer Kohlenstoff, und so wird das Stück allmählich seines Kohlenstoffes beraubt. Wüst dagegen zeigte, daß durch das Glühen erst Temperkohle gebildet wird. Temperkohleteilchen sind es mithin auch, die am Rande verbrennen. Die dabei entstehende Kohlensäure macht dem Eindringen von Sauerstoff in tiefer gelegene Teilchen Platz, und so schreitet der Verbrennungsvorgang allmählich nach dem Innern fort, bis alle gebildete Temperkohle verbrannt und das Stück entkohlt ist. Grundsätzlich unterscheiden sich also beide Theorien dadurch, daß nach der einen Kohlenstoff aus dem Gußstück aus- und daß nach der anderen Sauerstoff in das Stück hineinwandert. R. Stotz hat sich nun von neuem mit dieser Frage beschäftigt (Stahl und Eisen 1916 Nr. 21). Durch Glühen in neutraler Atmosphäre (Stickstoff) führte er zunächst den zu Karbid gebundenen Kohlenstoff in Temperkohle über und fand dabei die Beobachtung von Wüst und Geyer bestätigt, daß sich bei Temperaturen bis 1030° die Temperkohle durch reinen Stickstoff nicht als Cyan verflüchtigt. Die Abscheidung der Temperkohle hatte eine beträchtliche Volumvermehrung zur Folge. Beim nachfolgenden Glühen in Roteisenstein während drei Tagen bei 1030° hatten sich keine Hohlräume gebildet, deren Entstehen man nach der Wüstschen Auffassung an Stelle der ursprünglich vorhandenen Temperkohleteilchen annehmen mußte. Vielmehr konnte Stotz nachweisen, daß statt dessen ein Zusammenschweißen der entsprechenden Ferritkörner stattgefunden hatte. Bei dem schwefelreichen Kupolofenguß verlief der technische Glühfrischprozeß im Sinne der Ledeburschen Theorie: Der Kohlenstoff wurde vergast, ohne vorher als Temperkohle abgeschieden zu werden. Die Ursache für die Behinderung dieser Abscheidung ist darin zu suchen, daß infolge des hohen Schwefelgehaltes der Kohlenstoff in fester Lösung gehalten wird. In diesem Zustande kann die allmähliche Entkohlung durch molekulare Wanderung von innen nach dem Rande hin stattfinden. Schwefelarme Stücke dagegen zeigten starke Temperkohlebildung, der Prozeß verlief also im Sinne der Wüstschen Auffassung. Stotz zeigte ferner, daß sich der Graphit wohl oxydieren läßt, aber so schwer, daß er durch ein- oder zweimaliges Glühfrischen, nicht entfernt wird. Denn die Hohlräume, die sich durch Verbrennung des am Rande liegenden Graphits bilden, schließen sich wieder zusammen, wenn auch unter starker Auflockerung des Gefüges, so daß ein weiteres Eindringen des Sauerstoffs nicht stattfinden kann. Beim Tempern von Grauguß kommt daher die höhere Affinität des Ferrits (d.h. des reinen Eisens) dem graphitischen Kohlenstoff gegenüber insofern zur Geltung, als das Gußstück an seiner Außenseite verbrannt wird, bevor der Kohlenstoff aus seinem Innern entfernt ist. Nach den Versuchen von Stotz läßt sich daher keine der beiden Theorien von Ledebur und Wüst auf alle Fälle der Praxis des Temperprozesses übertragen. Dieser kann vielmehr je nach der Zusammensetzung der Gußstücke sowohl im einen wie im anderen Sinne verlaufen. Als wichtiges Ergebnis hat sich dabei herausgestellt, daß der in der Praxis üblichen sehr langsamen Abkühlung der Gußstücke nach beendetem Glühfrischen eine hohe Bedeutung zukommt, weil in dieser Abkühlperiode sich die molekulare Wanderung des verbliebenen, gebundenen Kohlenstoffs vom Kern nach dem Rande und damit ein Ausgleich im Kohlenstoffgehalt der verschiedenen Zonen vollzieht. Loebe. ––––– Textabbildung Bd. 332, S. 79 Abb. 1. Die Verfeuerung von großstückigem Koks zur Dampferzeugung machte bisher bei Anlagen mit mechanischen Feuerungen, besonders bei Wander- und Kettenrosten Schwierigkeiten, weil dabei kein Raum für eine genügende Schichtenhöhe zur Verfügung steht, und weil wegen des Fehlens genügender flüchtiger Bestandteile die Entzündung nachrückenden kalten Brennstoffs durch Entzündungsbogen nicht stattfinden kann. Das Rheinisch-Westfälische Elektrizitätswerk hat nun im Verein mit der Firma Siller & Jamart in Barmen-Hatzfeld eine sinnreiche Vorrichtung geschaffen, welche die Frage der Verfeuerung von schwer entzündbarem Koks auf Wanderrosten zu lösen berufen scheint. Dieser Neukonstruktion lag der Gedanke zugrunde, über dem Wanderrost vor dem Eintritt des Kokses in den Verbrennungsraum einen größeren Schacht anzubringen, in dessen unterstem Teile auf einem kleinen Schrägrost dauernd ein Teil des glühenden Kokses festgehalten wird, um als Feuerherd und Kontaktfeuer für die drüber liegende, kalte Koksmasse zu dienen. Auf diese Weise gelangt der Koks schon glühend in den Verbrennungsraum. Die Schichtendicke wird auf 50 bis 55 cm gehalten, um bei einer Stückgröße von 70 bis 90 mm die erforderliche Verbrennungstemperatur gegenüber der kalten Verbrennungsluft zu erhalten. Durch eine am Rostende angebrachte Stauvorrichtung wird der Zutritt von zuviel kalter Luft vermieden. Nachdem in einer Versuchsanlage mit dieser Neuerung günstige Ergebnisse erzielt worden sind, wurde die Feuerung in einen Schrägrohr-Zweikammerkessel der Firma Petry-Dereux in Düren eingebaut, wie aus Abb. 1 zu erkennen ist. Dabei konnte die Schachtvorfeuerung an Stelle der ursprünglichen Kohlezufuhrtrichter gesetzt werden. Der Stauer trat an die Stelle der üblichen Schlackenabstreicher. Er wurde durch ein unteres trapezförmiges und ein darüber gelegenes rundes Rohr gebildet. Bei großstückigem Hüttenkoks bis 90 mm wurde eine gute Entzündung und restlose Verbrennung mit gutem Wirkungsgrade erreicht. Doch muß der Schrägrost im Vorschacht eine bestimmte Neigung zur Wagerechten des Wanderrostes besitzen, damit für die Dauer eine genügende Entzündung des Brennstoffs erreicht wird. Textabbildung Bd. 332, S. 79 Abb. 2. Da sich durch Verkleinerung der Heizfläche und Vergrößerung der Rostfläche beträchtliche Dampf- und Abgastemperaturen ergaben, so wurde nur eine Rostbahn eingebaut, deren Anordnung sich aus Abb. 2 ergibt. Auch wurden durch Anbringung einer Abdeckung über der untersten Rohrreihe alle aus der Vorfeuerung und dem ersten Teile des Rostes stammenden Generatorgase über die Rostfläche gezwungen und zur Entzündung gebracht und so die infolge der Rostverkleinerung bedingten kleineren Heizgasmengen besser ausgenutzt. Die Versuche haben ergeben, daß die Wirtschaftlichkeit der Anlage bei Verfeuerung von großstückigem Hüttenkoks die gleiche ist wie bei der Verbrennung einer guten Steinkohle. Der großstückige Koks kann natürlich nur dann mit der Steinkohle in Wettbewerb treten, wenn er zu angemessenen Preisen geliefert wird. Die beschriebene Art der Feuerungsanlage ist gegenwärtig noch im Stadium der Versuchsfeuerungen, scheint aber alle Aussicht zu haben, im Großen eingeführt zu werden. (Stahl und Eisen 1916 Nr. 34 S. 820.) Loebe. ––––– Neue Kesselspeisepumpe. Das Bestreben, auch für die Zwecke der Kesselspeisung Kolbenpumpen durch vollwertige rotierende Pumpen zu ersetzen, hat zu dauernder Vervollkommnung der ursprünglich noch manche Nachteile zeigenden Zentrifugalpumpensätze geführt und dabei einen Mitbewerb zwischen Zentrifugalpumpen mit elektrischem und solchen mit gerade für diese Zwecke naheliegendem Dampfturbinenantriebe hervorgerufen. Eine durch Dampfturbine angetriebene Pumpe neuester Bauart der Maffei-Schwarzkopff-Werke beschreibt Brumann in Heft 28 der Zeitschrift für das gesamte Turbinenwesen. Pumpe und Turbine sind auf einer gemeinsamen Grundplatte und in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht, so daß nur eine Achse mit zwei Lagern vorhanden ist. Um eine Untersuchung der inneren Teile ohne Entfernung der am Gehäuse angeschlossenen Dampf- und Wasser-Zu- und Ableitungen zu ermöglichen, sind die Lagerschilde abnehmbar. Die Abdichtung der Welle erfolgt an der Turbinenseite durch eine Labyrinthstopfbüchse oder bei größeren Druckunterschieden durch Kohleringe, an der Pumpenseite durch gewöhnliche Weichpackung. Ein Uebertritt von Wasser aus dem Pumpenraum in den benachbarten Turbinenraum ist dadurch vermieden, daß Pumpensaugraum und Turbinendampfraum aneinanderstoßend angeordnet sind; etwa in den Saugraum tretender Dampf wird kondensiert und erwärmt das Speisewasser, eine besondere Dichtung ist daher an dieser Stelle nicht erforderlich. Zur Aufnahme des Achsialschubes der Pumpe dient eine patentierte Entlastungsvorrichtung. Das Pumpenlaufrad besteht aus Phosphorbronze oder, während des Krieges, ohne Nachteile aus Stahlguß, die Leitschaufeln sonst aus Bronze, jetzt aus Gußeisen oder aus Kriegsbronze. Letztere kommt auch für die Dichtungsringe und Büchsen in Anwendung. Für das Turbinenlaufrad wird Siemens-Martinstahl genommen, für die Lauf- und Leitschaufeln und die Düsen wegen der Widerstandsfähigkeit gegenüber überhitztem Dampf Holzkohleneisen. Das mit drei Schaufelkränzen versehene Turbinenrad ist nur teilweise beaufschlagt; die Umleitung des Dampfes aus einem Kranze in den anderen erfolgt durch Umkehrschaufeln. Zur Verhinderung des Durchgehens der Turbine bei Erhöhung der Drehzahl um mehr als 10 v. H. der betriebsmäßigen ist ein Schnellschlußregler vorhanden. Die selbsttätige Regelung der Dampfzufuhr in Abhängigkeit von der zu fördernden Wassermenge erfolgt durch den Hannemannschen Druckregler, der vermöge seiner Konstruktion den den Betriebsverhältnissen anzupassenden Unterschied zwischen dem Druck am Pumpenstutzen und dem Druck am Kessel auf gleichmäßiger Höhe zu halten sucht. Die Wartung des ganzen Pumpensatzes erstreckt sich somit nur auf die Kontrolle der Lagertemperaturen während des Betriebes. Die spezifische Leistung der Pumpe ist je nach Größe und Dampfverhältnissen für 1 kg Dampf 6 bis 20 Metertonnen; die zu fördernde Wassermenge ist nach oben hin unbegrenzt, ihr niedrigster Wert liegt je nach dem zu erreichenden Druck bei 3 bis 5 m3 in der Stunde. Ritter. ––––– Die Technik der Kathodenstrahlen. (Dr. Norden-Berlin in der Sitzung der deutschen Beleuchtungstechn. Gesellsch. am 16. September 1916.) Die neue Technik verdankt der Beleuchtungstechnik ihr Dasein, da ihre Grundlage erst das 1909 von William D. Coolidge gewonnene zieh- und schmiedbare Wolfram-Metall gegeben hat, und da ihre Entstehung auf das Bestreben zurückzuführen ist, für das neue Material mit seinen hervorragenden thermischen und elektrischen Eigenschaften weitere Anwendungsgebiete zu suchen. Coolidge selbst wandte das Material sofort für Antikathoden von Röntgenröhren mit gutem praktischen Erfolge an, ohne damit schon neue Bahnen zu betreten. Diese ergaben sich erst auf Grund einer Untersuchung Langmuirs über die Gesetze der thermischen Erzeugung freier Elektronen, die dieser im Dezember 1913 in der „Physical Review“ veröffentlichte. Auf seinen Ergebnissen baute Coolidge die Konstruktion einer Hochleistungs-Röntgen-Röhre mit reiner Elektronenentladung auf, die er an gleicher Stelle im gleichen Heft beschrieb. Der Vortragende erläuterte dann weiter den bedeutenden Fortschritt, der mit der wirtschaftlichen Erzeugung von Kathodenstrahlen auf dem neuen Wege gegeben ist, indem er auf die bisherigen Methoden zu ihrer Erzeugung näher einging. Hittorf (1869) und Crookes (1879) haben bei ihren ersten Arbeiten über diese Strahlungsart noch lediglich die Methode der Stoßionisation gekannt, und Lenard hat zwar 1906 bereits eine Methode zur Erzeugung dieser Strahlenart im reinen Vakuum durch Bestrahlung von Metalloberflächen mit ultraviolettem Licht angegeben, doch ist diese technisch ebenso wenig in Betracht gekommen wie der Zerfall des Radiums, bei dem die entstehenden β-Strahlen als sehr schnelle Kathodenstrahlen anzusprechen sind. Auch die (1903) von Wehnelt angegebene Methode der Oxydkathoden hat, da sie ebenfalls auf dem Prinzip der Stoßionisation aufbaut, der Technik keine wesentlich neuen Wege weisen können. Einen prinzipiellen Fortschritt stellt erst die neue Methode der Thermoionisation dar, da bei ihr im höchsten Vakuum aus einer hocherhitzten Kathode spontan Elektronen ausgesandt werden, ohne daß störende Gasreste mit ihren positiv geladenen Gasteilen vorhanden sind. Die Gesetze der Elektronenemission durch Thermoionisation sind aus den Arbeiten von Richardson (1902/3) und Langmuir (1913) bekannt geworden und besagen, in welchem Maße die Intensität der Thermoionenerzeugung von der Temperatur abhängig ist. Bezeichnet nämlich i die Intensität der Thermionenerzeugung für 1 cm2 Metalloberfläche, T die absolute Temperatur des Kathodenmetalls, und sind a und b zwei Konstanten, die für das gewählte Metall charakteristisch sind, so gilt nach Richardson die Gleichung i=a\,\sqrt{T\,.\,e}^{\frac{b}{T}}. Der Austritt der Elektronen aus dem Glühdraht erfolgt danach unabhängig davon, ob ein elektrisches Feld vorhanden ist oder nicht. Fehlt ein solches, so fallen die ausgetretenen Elektronen wieder auf den Glühdraht zurück, ohne weiter in die Erscheinung zu treten. Macht man dagegen den glühenden Metalldraht zur Kathode und stellt ihm eine Anode gegenüber, so werden die Elektronen unter dem Einfluß des angelegten elektrischen Feldes von dem Glühdraht fortgezogen, und es entsteht dadurch ein Strom von Kathodenstrahlen. Steigert man die Spannung zwischen Kathode und Anode, so nimmt auch die Kathodenstrahlung zu bis zu dem Punkte, wo alle von der Kathode ausgesandten Elektronen zur Anode übergehen. Eine weitere Steigerung ist dann nicht mehr möglich, da weitere Elektronen, nicht mehr vorhanden sind. Die Intensität dieses „Sättigungsstromes“ ist dann durch die angegebene Richardsonsche Formel der vollständigen Elektronenemission dargestellt. Dieser Richardsonschen Theorie stand das Bedenken gegenüber, daß im Innern einer Metallfadenlampe, in der nach dem Vorhergehenden die äußeren Vorbedingungen für das Zustandekommen eines Elektronenstromes gegeben sind, entsprechende Erscheinungen nicht beobachtet werden konnten. Diese Unstimmigkeit wurde durch Langmuir aufgeklärt, indem er die Verhältnisse im Falle hoch erhitzter Wolframdrähte in einem Vakuum bis zu 5 . 10–7 mm prüfte und bestätigte, daß für die Elektronenemission das höchste Vakuum am vorteilhaftesten ist. Langmuir zeigte, daß der Thermionenstrom tatsächlich im höchsten Vakuum der Richardsonschen Gleichung entspricht, so lange die angelegte Spannung hoch ist. Im Bereiche niedriger Potentialdifferenzen fand er indessen, daß eine weitere Temperatursteigerung schließlich kein Anwachsen des Thermionenstromes mehr hervorrief. Es gelang ihm, die Ursache dafür in der negativen Aufladung des Raumes durch die Kathodenstrahlen, dem sogenannten Raumladungseffekt, aufzufinden und für den Grenz- oder Raumladestrom in Abhängigkeit von der Spannung die Formel i r = k . V ½ aufzustellen. Damit war der ursprüngliche Widerspruch geklärt, und es waren die Grundlagen für die weiteren Arbeiten geschaffen. Als weiteres erwähnenswertes Resultat der Langmuirschen Arbeiten erwähnte der Vortragende die Tatsache, daß nach Langmuir das blaue Leuchten der Kathodenstrahlen im höchsten Vakuum selbst bei starker Intensität derselben nicht mehr auftritt, daß also die früher beobachtete Lichterscheinung nicht von den Kathodenstrahlen selbst, sondern von ionisierten Gasresten herrührt. Eine erste Anwendung der gewonnenen Erkenntnis bildet die neue Coolidge-Röhre. Ihr Vorteil liegt darin, daß auf Grund der vorher erörterten Gesetzmäßigkeiten einerseits die Geschwindigkeit der erzeugten Kathodenstrahlen mit Hilfe des angelegten elektrischen Feldes variiert werden kann, mit anderen Worten also dieselbe Röhre zur Erzeugung von Röntgenstrahlen verschiedener Härte verwendbar ist, und daß anderseits bei jeder beliebigen gewählten Feldspannung, d.h. Härte, die Intensität des durchgesandten Stromes durch die Temperatur der Glühkathode reguliert werden kann. Es bedeutet dies, daß eine einzelne Röhre nicht mehr wie früher nur Strahlen einer bestimmten Härte aussenden kann, daß diese Härte nicht mehr von zufälligen durch den Gebrauch bedingten Schwankungen des Gasdruckes abhängig ist, und daß vorübergehende Ueberanstrengungen nicht den schädlichen Einfluß haben, den sie bei den früheren Röhren infolge von Aenderungen des Gasdruckes hervorriefen. Bei dem konstruktiven Aufbau der Röhren wird im einzelnen so verfahren, daß als Kathode ein spiralförmiger Wolframdraht dient, der von einem Heizstrom bis auf Temperaturen von 2100° abs. erhitzt wird, und daß als Anode (Antikathode) ein Wolframklotz benutzt wird. Um die Kathodenstrahlen auf einen Punkt der Antikathode zu konzentrieren wird ein mit dem Potential der Kathode geladener kleiner Metallzylinder über die Kathode gezogen. Nimmt man die Röhre in Betrieb, so unterscheidet sie sich von den früheren dadurch, daß nur der Leuchtdraht glüht, daß aber sonst weder ein bläulicher Schein in der Röhre, noch ein Fluoreszenzleuchten an der Glaswand zu bemerken ist. Der vorher erwähnte störende Einfluß des Raumladungseffektes tritt für den vorliegenden Zweck der Benutzung der Röhre zur Erzeugung von Röntgenstrahlen nicht in die Erscheinung, da die praktisch in Frage kommenden Feldspannungen ausreichend hoch sind. Wollte man selbstverständlich extrem weiche Röntgenstrahlen von sehr großer Intensität erzeugen, so würde sich auch hier der Raumladungseffekt störend bemerkbar machen. Der Vortragende ging dann auf die Durchbildung der deutschen Coolidge-Röhre ein und berichtete, daß die AEG zunächst eine Therapieröhre ausgeführt hätte, die bei der Behandlung gutartiger (Myome) und bösartiger (Carcinome) Geschwülste (Geheimrat Krönig, Freiburg) wertvolle Dienste geleistet habe. Im Kriege sei dann eine Röhre für Diagnostik durchgebildet worden, um den Bedürfnissen der Kriegschirurgie zu entsprechen. Ueberhaupt sei die Verwendung der neuen Röhren für Durchleuchtungszwecke außerordentlich viel versprechend, und es sei zu erwarten, daß man auch für technische Zwecke (Durchleuchtung von Metallen zur Prüfung auf Einschlüsse und Blasen) demnächst von der Coolidge-Röhre Gebrauch machen werde. Die Theorie der Coolidge-Röhre besagt, daß der Glühdraht Kathode sein muß, damit Thermionen entstehen und ein Entladungsstrom zustande kommt. Legt man daher Wechselstrom an, so wird stets nur die eine Halb welle durchgelassen, und man kann daher Wechselstrom zum Betriebe der Röhren verwenden. Gleichzeitig folgt daraus aber, daß die Röhre wie ein Gleichrichter wirkt, und daß man daran denken kann, sie als solchen zu verwenden. Natürlich wird man eine Röhre, die in erster Linie als Gleichrichter gedacht ist, von vornherein von diesem Gesichtspunkte aus konstruieren, also anders bauen als eine Coolidge-Röntgenröhre. Man wird daher bei ihr nicht die Spannung recht hoch wählen, um den Raumladungseffekt zu unterdrücken, sondern wird im Gegenteil versuchen, mit möglichst geringen Röhrenspannungen auszukommen, und wird dazu sowohl die Entfernungen zwischen Anode und Kathode möglichst verringern, wie auch überall den Kathodenstrahlen freien Zutritt zur Anode geben. Der Nutzen dieser Art der Ausführung liegt darin, daß einmal der Nutzeffekt des Gleichrichters naturgemäß steigt, je geringer die in ihm vernichtete Spannung ist, und daß auf der anderen Seite die Anodentemperatur um so niedriger bleibt, je weniger Energie in der Röhre frei wird. Man vermeidet damit eine zu hohe Anodentemperatur, die bei Weißglut der Anode leicht zu Rückzündungen und damit zum Unbrauchbarwerden des Gleichrichters führen kann. Als sichere Temperaturgrenze, über die die Anodentemperatur nicht steigen soll, gilt 1600° abs., bei der die Elektronenemission noch unterhalb 0,02 M. A. für 1 cm2 Anodenoberfläche bleibt. Praktisch durchgebildet wurden bisher zwei Typen von Röhren, von denen die eine zur Gleichrichtung von 130000 Volt bis zu einer Höchststromstärke von 30 M. A. bestimmt ist (4 KW), während das zweite Modell für 60000 Volt und maximal 100 M. A. (6 KW) gebaut wird. Der Spannungsabfall in der Röhre beträgt nur etwa 200 Volt, so daß sich der Wirkungsgrad bei 100000 Volt auf 98 v. H., bei 130000 Volt auf 98,5 v. H. beläuft. Eine Anwendung finden die erwähnten Gleichrichterröhren zum Betriebe von normalen Röntgenröhren wie auch von Coolidge-Therapieröhren, da bei diesen die Anode infolge der starken Beanspruchung hell weißglühend wird und daher keine Gewähr mehr für eine sichere Ventilwirkung vorhanden ist. Sonstige Anwendungen haben sie bisher nicht gefunden. Indessen wies der Vortragende darauf hin, daß man sich sehr wohl künftige Anwendungsgebiete denken könne, für die sie einmal in Betracht kommen. Als Abschluß seines Vortrages erwähnte Norden schließlich die auf Grund der gleichen Grundüberlegungen konstruierten Stromverstärkerröhren, die als Lautverstärker für Sprechströme oder Zeichen beim Empfang drahtloser Schwingungen in letzter Zeit eine weitgehende Verbreitung gefunden haben. Sie beruhen darauf, daß in den Weg zwischen Glühkathode und Anode eine gitterförmig ausgebildete Hilfsanode geschaltet ist, an die man das wechselnde Potential des Sprechstromes anlegt. Je nach der Höhe und dem Vorzeichen dieses wechselnden Potentials wird der Entladungsstrom zwischen Kathode und Anode stark verstärkt oder stark geschwächt, und es werden dadurch die Schwankungen des Gitterpotentials in außerordentlich verstärkter Weise bemerkbar gemacht. Die Verstärkungsziffer einer einzelnen Röhre für die üblichen Telephonströme gab der Vortragende zu etwa 1 : 8 an; die Wirkung kann durch eine zweckmäßig gewählte Kaskadenschaltung entsprechend gesteigert werden. Die Vorführung einer dreifachen Verstärkung beschloß den Vortrag. Dr. A. Meyer. Die Schutzrechte der im feindlichen Ausland geschützten Patente. In mehreren der mit uns im Kriege befindlichen Länder sind Bestimmungen erlassen worden, die bezwecken, Patent-, Muster- und Markenrechte, die nach dortigem Rechte Deutschen zustehen, aufzuheben oder zu beschränken. Die bisher vorliegenden Nachrichten über die praktische Ausführung jener Bestimmungen sind unvollständig. Es ist aber erwünscht und im eigenen Interesse der Beteiligten erforderlich, daß die einzelnen Fälle, in denen gewerbliche Schutzrechte Deutscher durch kriegsrechtliche Anordnungen feindlicher Behörden tatsächlich betreffen worden sind, genau und erschöpfend festgestellt werden. Das Kaiserliche Patentamt ist beauftragt worden, eine entsprechende Uebersicht aufzustellen. Die Mitwirkung der Beteiligten ist dabei unerläßlich. Die Inhaber der im feindlichen Ausland geschützten Patente, Muster und Warenzeichen werden daher aufgefordert, die einzelnen behördlichen Eingriffe in ihre Schutzrechte so bald als möglich dem Patentamt mitzuteilen, und zwar sowohl die bisher verfügten als diejenigen, die künftig noch. angeordnet werden. Soweit nicht die betreffende Entscheidung selbst ur- oder abschriftlich beigebracht werden kann, ist eine kurze und klare Angabe des Tatbestandes erforderlich und ausreichend. Anzugeben ist insbesondere das Schutzrecht nach Land der Erteilung, Gegenstand und Alter und die gegen den Inhaber ergangene Anordnung nach Zeitpunkt, verfügender Stelle und wesentlichem Inhalt (Art und Dauer der Beschränkung, Entschädigung, Lizenzgebühr). Von kritischen und wirtschaftlichen Erörterungen und dergleichen ist abzusehen. Ebenso kommt, nach den allgemeinen Zwecken der geplanten Zusammenstellung, die Anmeldung von Schadensersatzansprüchen nicht in Frage. Die Mitteilungen sind zu richten an das Kaiserl. Patentamt, Berlin SW 61, Gitschinerstr. 97/103.