Polytechnische Schau. (Nachdruck der Originalberichte – auch im Auszuge – nur mit Quellenangabe gestattet.) Polytechnische Schau. Erdungsfragen (nach Vorschlägen von Oberingenieur Behrend in „Elektrotechnik und Maschinenbau“ 1921, Seite 473 ff.). Eine richtige Begriffsbestimmung für technische Vorgänge ist nur möglich, wenn vollkommeen Klärung über ihre Bedeutung eingetreten ist. Schutzerdungen z.B. verdienen ihren Namen nur, wenn sie so ausgeführt sind, daß Personen nicht gefährdet werden können. Eine solche Sicherheit ist aber nicht vorhanden, wenn bei der Ausführung der Erdung in mißverständlicher Deutung des Begriffes und in Unklarheit über die beim Stromdurchgang durch die Erder auftretende Spannung unvollkommene Schutzmaßnahmen getroffen werden. Behrend hat versucht, Wandel zu schaffen und eindeutige Bestimmungen über Erdungsfragen zu geben. Die Erdkugel als Leiter von gewaltigem Querschnitt bietet dem Stromdurchgang praktisch keinen Widerstand, aber nur, wenn die Stromlinien über den ganzen Leitungsquerschnitt verteilt sind. Nur wenn durch den Stromdurchgang keine nennenswerten Spannungen in der Erde veranlaßt werden, kann von einem feststehenden Spannungzustand, einem „Potential der Erde“ gesprochen werden. Letzteres wird häufig nicht genügend beachtet. Es wird angenommen, daß durch die Verbindung eines Leiters mit dem Erdboden, durch „Erder“, der Leiter auf den Spannungzustand der Erde gebracht wird, auf das sog. Null-Potential, wobei die „Erde“ als Bezugsort gilt. Eine solche Annahme würde jedoch nur statthaft sein, wenn die „Widerstandsfähigkeit“ des Erdbodens, insbesondere der obersten Erdschicht, nicht im Verhältnis zu Metallen einen hohen Wert hätte. Ein in den Erdboden, versenkter „Erder“ hat nur den Spannungzustand des umgebenden Erdreichs, solange kein Strom durch die „Zuleitung zum Erder“ fließt. Tritt der Erder in Tätigkeit, d.h. fließt Strom durch den Erder zum Erdboden, so entstehen durch den Erdstrom die „Erdung“ Spannungen im Erdboden. Das Spannungsgefälle, bezogen auf die Längeneinheit, nimmt mit der Entfernung vom Erder, infolge der mit der Entfernung zunehmenden Ausbreitung des Stromes, ab. In etwa 20 m Entfernung kann bei gewöhnlichem Erdboden und gedrängten d.h. wenig ausgedehnten Erdern, wie z.B. Erdplatten, das Spannunggefälle vernachlässigt werde., so daß in dieser Entfernung die Erde als Bezugsort genommen werden kann. Für die Höhe des Spannunggefälles kommt also wesentlich nur die Widerstandsfähigketi des Erdbodens in der Nähe des Erders in Betracht. Der Anteil, den das umgebende Erdreich an dem wahren Widerstand der Erdung nimmt, wird als „Wertzahl des Erders“ bezeichnet. Diese Wertzahl des Erders entspricht dem bisher als Erdungswiderstand bezeichneten Werte, der nicht eindeutig bestimmt ist. Die Wertzahl für eine Erdpalatte würde in dem gewählten Beispiel gleich dem Widerstand des Erdbodens für die vom Erder ausgehenden Stromlinien bis zu einer Entfernung von 20 m sein. Die Kreisfläche (auf der Erdoberfläche) mit 20 m Halbmesser, in der noch nennenswerte Spannungen gemessen werden können, wird mit „Sperrfläche“, deren Begrenzung mit „Sperrgrenze“ bezeichnet. Bei ausgedehnten Erdern z.B. Banderdern, umschließt die Sperrgrenze erfahrungsgemäß einen zur Bandrichtung parallelen Streifen, dessen Breite etwa die halbe Bandlänge bis 125 m beträgt. In ähnlicher Weise werden die Sperrgrenzen für gedrängte Erder z.B. Platten, für Rohrerder oder für zusammengesetzte Erder festgelegt. Auf diese Weise ist eindeutig bestimmt, was unter dem Widerstand der Erdung verstanden wird. In welcher Weise das Spannunggefälle vom Erder aus innerhalb der Sperrgrenze auf der Erdoberfläche abnimmt, hängt von der Gestaltung des Erders, insbesondere seiner Ausdehnung, ab. Die Sperrgrenze kann in einzelnen Fällen unter Annahme gleichförmiger Bodenbeschaffenheit errechnet oder ausprobiert werden. Die Spannungen werden vorteilhaft mit einem Meßgerät von sehr hohem Widerstand gemessen, damit durch den Meßstrom keine Veränderung des Spannungzustandes herbeigeführt wird. Es werden hierzu Hilfserder in verschiedenen Entfernungen eingegraben, die stromlos den Spannungzustand des anliegenden Erdreichs annehmen und in stromlosem Zustande als „Sonden“ bezeichnet werden. Ebenso wie ein einseitig an die Klemme eines Generators angeschlossener Widerstand in stromlosem Zustande an dem Ende den Spannungzustand der Anschlußstelle hat, sobald aber Strom durch den Widerstand geht, der Spannungzustand am Ende des Widerstandes sich ändert, ebenso nimmt die Sonde eine von dem umgebenden Erdreich verschiedenen Spannungzustand bei Stromdurchgang an und der Spannungzustand des Erdreichs selbst ändert sich auch. Der Spannungzusand der Sonde und des Erdreichs kann als lose, nachgiebig oder weich bezeichnet werden. Genaue Spannungmessungen werden daher nur erhalten, wenn sie in stromlosem Zustande der Sonde vorgenommen werden, also etwa, wenn durch eine Gegenspannung die Spannung zwischen Sonde und Haupterder aufgehoben wird. Eine so mit stromfreien Meßgeräten erhaltene Spannung wird als „Reinspannung“ bezeichnet. Mit genügender Annäherung dürfte es in der Praxis genügen, die Spannungen mit Spannungmessern von sehr hohem Widerstände festzustellen. Es sei beispielsweise ein Metallteil über einen Widerstand von 8000 Ohm an eine Stromschiene angeschlossen, die 500 Volt gegen den Fußbodenbelag einer Schaltbühne hat. Ein Mensch berühre mit zwei verschiedenen Körperteilen, zwischen denen ein Widerstand von 2000 Ohm besteht, gleichzeitig den Fußboden und den erwähnten Metallteil. Dieser hat in stromlosem Zustande eine Reinspannung von 500 Volt gegen Erde. Bei Berührung tritt ein Strom von 500/8000 + 2000 = 0,05 Ampere auf, der noch nicht als lebensgefährlich gilt, die Spannung am Metallteil gegenüber dem Fußboden sinkt auf 100 Volt. Obwohl die Berührung eines solchen Metallteils als ungefährlich bezeichnet wird, kann nach den Verbandvorschriften dessen Erdung gefordert werden. Wird ferner ein eiserner Mast unter Spannung gesetzt, so nimmt die Spannung auf der Erdoberfläche vom Mast aus in der Richtung der Stromlinien gesetzmäßig ab. Senkrecht zu den Stromlinien ergeben sich rings um den Mast Linien, auf denen kein Punkt gegen den andern Spannung hat. Alle Punkte einer solchen Linie haben gleiche Reinspannung gegen den Erder, den Mastfuß. Solche Linien heißen Gleichspannunglinien oder „Aequipotentiallinien“. Man kann solche Punkte, die gleiche Reinspannung gegen den Erder haben, auch ins Innere des Erdbodens verfolgen. Alle solche Punkte im Erdreich liegen auf einer schalenförmigen Fläche, der „Aequipotentialschale“. Man kann eine Reihe solcher Gleichspannungschalen oder -Linien entwerfen. Zwischen benachbarten Schalen oder Linien herrscht gleiche Spannung. Die Spannung zwischen zwei solchen Schalen oder Linien, die im Abstande von 1 m auftreten, wird „Meterspannung“ genannt. Sie ist ein Maß für die Gefährdung, wenn sich ein Mensch einem unter Spannung stehenden stromstrahlenden Mäste nähert. Macht dieser Mensch Schritte von 1 m, so gilt er als gefährdet, wenn die Meterspannung 125 Volt überschreitet, vorausgesetzt, daß der Spannungzustand der Erdoberfläche sich durch die Berührung der Füße nicht ändert (der Spannungzustand unnachgiebig, hart ist). Längs einer rings um den Mast verlaufenden Gleichspannunglinie könnte ein Mensch ohne die geringste Gefahr schreiten, auch wenn das Spannunggefälle in Richtung der Stromlinien beliebig groß ist. (Behrend bezeichnet nur die Spannung in Richtung senkrecht zu zwei 1 m entfernten Gleichspannunglinien als Meterspannung, nicht aber etwa in beliebiger anderer Richtung, in der das Spannunggefälle geringer ist). Hat ein Hochspannungmotor Körperschluß, so fließen vom geerdeten Gestell durch die Erder Ströme in den Erdboden. Innerhalb der Sperrgrenze kann unter Umständen auf der Erdoberfläche die Meterspannung hoch sein. Insbesondere kann bei unvollkommener Erdung die Berührung gefährdend sein. Dies kann ergründet werden, wenn man die Höhe des bei Körperschluß auftretenden Stromes kennt und vorsichtig bei künstlich erzeugten Erdströmen durch Sonden die Spannung zwischen Gehäuse und Erdoberfläche ermittelt. Aus den Ausführungen ergibt sich, daß Mißverhältnisse auftreten können, wenn die Verbindung irgend eines Leiters mit einem Erder als „an Erde legen“ bezeichnet wird in der Annahme, daß die Berührung unter allen Umständen ungetährlich ist. Der Spannungzustand des Leiters ist von dem den Erder durchfließenden Strome abhängig, also veränderlich (lose, nachgiebig, weich), der Erdboden ringsum den Erder kann nicht als Bezugspunkt für die „Spannung gegen Erde“ genommen werden. Erst in mindestens etwa 20 m Entfernung kann der Spannungzustand als feststehend bezeichnet werden, in solcher „Sondenentfernung“ kann ein Punkt zum Messen der „Spannung gegen Erde“ gewählt werden, wenn beim Messen die Sonde stromlos ist. In Gleichstrombetrieben müssen zur Erzeugung von Erdströmen Erdverbindungen von zwei Leitern vorhanden sein, die Spannung gegeneinander haben. In Wechselstrombetrieben können dagegen beim Erden nur einer Leitung starke Ströme in die Erde übertreten, auch wenn die anderen Leitungen gut von Erde isoliert sind. Das ist der Fall, wenn die Leitungen Kapazität gegen Erde besitzen, d.h. wenn durch wechselnde Ladung und Entladung „Verschiebungströme“ auftreten. Erhält ein eiserner Mast etwa infolge Isolatorbruch in einer Hochspannungsleitung Erdschluß, so geht durch „Kondensatorerdung“ Strom in den Erdboden. Man kann nicht verkennen, daß es zunächst eines Vertiefens in die Erdungswissenschaft bedarf, um die einzelnen gegebenen Begriffe richtig zu werten. Sie können aber das Verständnis für die einzelnen Vorgänge erleichtern und vor allem Mißverständhisse ausschließen, was umsomehr zu begrüßen ist, da Erdungsfragen von größter Wichtigkeit für die Sicherheit des Lebens sind. Richtige Vorsichtsmaßnahmen können nur getroffen werden, wenn völlige Klarheit über die einzelnen Vorgänge gewonnen ist. Eindeutige Vorschriften, die für die Sicherheit des Menschen aber auch bei Haftungfragen von größter Bedeutung sind, können nur aufgestellt werden, wenn die Begriffe eindeutig erfaßt sind. Dr. Michalke. Das deutsche Kraftstoffproblem, Bei einer Untersuchung über diese Frage kommt Wa. Ostwald zu folgenden Ergebnissen. 1. Schlechte Beschaffenheit, unzureichende Menge und übermäßiger Preis des ausländischen Benzins zwingen infolge der Beschränkung der verfügbaren Benzolmenge durch die Feindbundlieferungen zu neuer Bearbeitung der Kraftstoffrage für Kraftfahrwesen und Landwirtschaft. 2. Die verschiedenen Kraftfahrzeuge verbrauchen rd. 150 W. E. je 100 kg und km. 3. Der Heizwert ist der geeignetste Maßstab zum Vergleich von Kraftstoffen nach Preis, Gewicht und Volumen. 4. Besonders aussichtsreich erscheint der „Reichskraftstoff“ (Gemisch von Spiritus, Benzol und Tetralin), dessen Energiedichte durch den Tetralinzusatz ausreichend gesteigert ist. 5. Für Auswahl und Mischung von Kraftstoffen ist der erreichte mittlere Arbeitsdruck wichtig. 6. Die Sparsamkeit der Oberflächenmengen, die für die heute in Betracht kommenden Kraftstoffe unbrauchbar sind, ist im neuzeitlichen Spritzvergaser noch nicht erreicht worden, weil Dosierung und Verneblung nicht ausreichend genau geschehen. 7. Forschungen über die Eigenschaften gasig-disperser Gebilde sind erforderlich. 8. Die Erhöhung des Verdichtungsverhältnisses der Gemischmaschinen von 4,5–5 kg/qcm auf 7 kg qcm erscheint als vorteilhaft. K. (Brennstoff-Chemie, 1. Nov. 1921, S. 321/5). Deutsche Patente auf dem Gebiet der Schwimmaufbereitung. Eine dankenswerte Zusammenstellung der wichtigsten deutschen Patente auf dem Gebiet der Schwimmaufbereitung unter besonderer Berücksichtigung der Patente der Minerals Separation Ltd. hat Dr.-Ing. Friedmann in der Sitzung am 13. Mai 1921 dem Fachausschuß für Erzaufbereitung der Gesellschaft Deutscher Metallhütten- und Bergleute vorgelegt. Er teilt die Patente, entsprechend dem deutschen Patentgesetz in Verfahren- und Vorrichtungspatente ein. Bei ersteren sind solche, die ihrer Wirkungsweise nach mehr auf chemischem und solche, die mehr auf mechanischem Gebiete liegen, zu unterscheiden. Hinsichtlich der „Flotationsmittelpatente“ ergeben sich als durch deutsche Patente geschützt: Amylverbindungen; ätherische Oele; organische Hydroxyde (Phenol, Kresol); Alkalikarbonate; Benzinchlorid; vorläufig geschützt sind Aminoverbindungen und Schwefelsäureverbindungen von organischen Stoffen. Einen Uebergang zu den mechanischen Verfahrenspatenten stellen die Verfahren dar, deren Gegenstand die besondere Art der Einführung der Flotationsmittel bildet. Einen großen Raum nehmen dann die Verfahrenspatente selbst ein; die wichtigsten Patente sind die von Gröndal, Appelquist, Humboldt, beachtenswert ist auch die Patentanmeldung von Schlitzberger. Von besonderer Wichtigkeit sind die Flotationspatente, die eine gesonderte Gewinnung der einzelnen Erzgemengteile anstreben (sog. Differentialflotation); hier sind zu nennen die Patente von Beer, Sondheimer, Minerals Separation, Sundberg und Schiechel. Die auf dem Gebiet der Schwimmaufbereitung erteilten Vorrichtungspatente sind nur spärlich. (Metall und Erz, 8. Sept. 1921). K. Ausschäumen sulfidischer Erze im Laboratorium (Schwimm verfahren). Dr.-Ing. Groß-Breslau hat die Möglichkeiten zur Untersuchung von Erzen hinsichtlich ihrer Aufbereitungsfähigkeit mit Hilfe des Schaumschwimmverfahrens (Flotation) zusammengestellt. Die sog. Säure- und die Oberflächenflotation können nach ihm heute als unwichtig ausgeschieden werden. Wesentlich ist die Beschränkung der Flotationsmittel. Als wichtigste im Inland erstellbare werden genannt: Laub holzdestillate (Holzgeist, neutrale Holzteeröle), Steinkohlenkreosot, Phenolfraktionen der Urteerdestillation, Steinkohlenteer. Große Schwierigkeit bietet bei Laboratoriumsversuchen die Vergleichbarkeit inbezug auf die Zerkleinerung, da in der Praxis wohl ausschließlich naß, im Laboratorium trocken gemahlen wird. Die beste Zerkleinerung geschieht in einer Kugelmühle mit Sieben von 40, 60, 80 und 100 Maschen. Die im Laboratorium zu verarbeitende Menge schwankt zwischen 5 und 1500 g. Den ersten Aufschluß über die Eigenschaften der Erze gibt ein Reagensglasversuch mit 5 g Einwage. Gute Erfolge hat nach Groß ein sog. Trockenrohr gezeitigt. Für größere Versuche eignen sich besonders die Rührwerksmaschinen von Janney und nach dem Verfahren der Minerals Separation Ltd., ferner reine Druckluftmaschinen (wohl nach Beer, Sondheimer & Co.) sowie eine vereinigte Druckluft- und Rührmaschine. (Metall und Erz, 8. Oktober 1921). K. Ersparnismöglichkeiten im Kokerei- und Nebengewinnungsbetriebe. Ausgehend von einer Kokereianlage, die täglich 1000 t Kokskohle (Fettkohle) mit 3–4 % Grubenfeuchtigkeit durchsetzt, entsprechend 780 t Hochofenkokserzeugung mit 3–4 % zulässigem Wassergehalt, werden zunächst die Nachteile eines zu hohen Wassergehalts der Kokskohle erörtert. Nimmt man an, daß in der Kokereianlage 1000 t Kohle durchgesetzt werden, die einen Wassergehalt von 9 statt 13 (im Ruhrbezirk üblich) haben, so ergibt sich durch Minderverbrauch an Heizgas für die Verdampfung in der Ofenanlage eine Ersparnis von 316455 Mk. jährlich; die Kondensierung der überflüssigen Wasserdampfmenge (4 %) in der Kühlanlage erfordert eine Mehrausgabe von 5212 Mk., die Mitverarbeitung dieser Kondensationsmenge in der Ammoniakfabrik kostet 146000 mehr; die stärkere Abnutzung der feuerfesten Koksofensteine erfordert jährlich Mehrausgaben von 30–40000 Mk; die von vornherein größer zu bemessende Kühlanlage verursacht ebenfalls bedeutend höhere Ausgaben. Die möglichen jährlichen Ersparnisse bei Vereinigung des Wassergehaltes der Kokskohle um 4 % betragen insgesamt 518004 Mk; bei 1 % geringerem Wassergehalt würde die Ersparnis 129501 Mk. betragen, d.h. auf die t Kohle 0,354 Mk. – Eine andere Verlustquelle bildet der Verkauf von Koksgrus anstelle der Verheizung an Ort und Stelle; die hierbei zu erzielende Ersparnis wird (obige Verhältnisse vorausgesetzt) auf 421210 Mk. veranschlagt. – Auch in den Ammoniakabtreibevorrichtungen lassen sich bei vermindertem Wassergehalt durch Dampfersparnis und Anwendung einer großen Einheit statt mehrerer kleiner Ersparnisse machen, die auf 228126 Mk. jährlich geschätzt werden. Die jährliche Dampfersparnis bei Verwendung eines rundlaufenden Gassaugers anstelle eines Dampfstrahlsaugers wird zu 297840 Mk. beim indirekten und zu 595680 Mk. beim direkten Verfahren angegeben. (Dir. Dr. W. Wollenweber, Glückauf, 8. Oktober 1921, S. 987/92). K.