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Rundschau.
Angewandte Mathematik Maschinentechnisches: Kreiselpumpe, Oelbrenner Schiffs- und Schiffsmaschinenwesen, Kriegschiffe, Dieselmotoren - Luftfahrt - Wasserkraft und Naturschutz - Techniker und Verwaltung Persönliches.
Aufgaben und Ziele der angewandten Mathematik.
Das erste Heft der neuen Zeitschrift für angewandte Mathematik und Mechanik, die Professor R. v. Mises im Verlage des Vereines deutscher Ingenieure herausgibt1), wird durch einen umfassenden Aufsatz des Herausgebers eingeleitet, worin die »angewandte Mathematik definiert, ihre Methoden gekennzeichnet und ihre wesentlichsten Probleme aufgezählt und kurz erörtert werden.
Der Verfasser führt aus, daß von den abstrakt-logischen Untersuchungen, die in das Gebiet der Philosophie hinübergreifen, bis zu den verstandesmäßigen, auf Zahl und Maß gerichteten Ueberlegungen des Alltags eine Kette von vielfach ineinander geschlungenen Gliedern gespannt sei, die das umfasse, was wir im allgemeinsten Wortsinn als Mathematik bezeichnen. Jeder einzelne stehe an einer bestimmten Stelle dieser Kette und nenne willkürlich das, was auf ihrem einen Ende liege und nach dem Abstrakteren hinüberweise, die >reine<< Mathematik, das auf dem andern Ende liegende, den Uebergang zum praktischen Leben vermittelnde, die »angewandte Mathematik. Der Infinitesimal-Analytiker spreche von Anwendung der Differentialrechnung auf Geometrie und dem nur mit den »vier Spezies « des Elementarunterrichts rechnenden Mann der Werkstatt seien schon die elementaren Faustformeln des praktischen Konstrukteurs Konstrukteurs abstrakte Theorie. Der Standpunkt, von dem aus der Begriff »angewandte Mathematik im Titel der neuen Zeitschrift gewählt sei, sei der des wissenschaftlich arbeitenden Ingenieurs. Alles das, was dieser an mathematischen Hilfsmitteln brauche, aus der Analysis und Geometrie, der Mechanik, Thermodynamik und Elektrizitätslehre, aus der Wahrscheinlichkeitsrechnung und Statistik, das solle den Gegenstand bilden, dem die Abhandlungen und Berichte der Zeitschrift gewidmet seien. Da dabei die Mechanik, deren Pflege heute fast ausschließlich in den Händen der Ingenieure ruhe, den Kernpunkt ausmache und den breitesten Raum einnehmen werde, sei sie im Titel der Zeitschrift besonders genannt.
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Als Methoden werden die der Approximations-Mathematik und die graphischen Verfahren besonders genannt. Es wäre aber verfehlt, zu meinen, daß man die Präzisions-Mathematik durch erstere gänzlich ersetzen könne. Der Aufbau einer Approximations-Mathematik, die auf die vereinfachten Begriffe der Präzisions-Mathematik verzichten wollte, würde viel zu schwierig und umständlich werden. Die approximative Lösung einer Differentialgleichung mag genügen oder allein möglich sein, auf den präzisen Begriff des Differentialquotienten zu verzichten, würde den Ansatz sehr erschweren und verwickeln. Ebenso wird vor einer Ueberspannung der graphischen Methoden gewarnt, deren größere Uebersichtlichkeit, Anschaulichkeit und Ueberprüfungsmöglichkeit anerkannt werden. In den graphischen Verfahren ein wesentliches Kennzeichen aller Teile der mathematischen Ingenieurwissenschaft zu sehen, sei sicher verkehrt. Sehr beachtenswert sind folgende Sätze: »Der Ingenieur, der es mit seiner Aufgabe ernst nimmt, wird jedes Werkzeug, das ihm die von seinem Standpunkt >reine Mathematik liefert, zurichten und zur Bewältigung seiner Aufgaben benutzen. Besondern Nachdruck müssen wir dabei auf das Zurichten < legen. Denn daraus entspringen vielleicht die meisten Enttäuschungen und Mißverständnisse, daß der Ingenieur oft meint, er müsse alle theoretischen Hilfsmittel fertig und zum unmittelbaren Gebrauch bereit aus andern Händen empfangen. Es ist so, wie wenn man verlangen wollte, ein Lehrbuch des Maschinenbaues müsse für alle irgendwie denkbaren Arbeitsmaschinen fertige Konstruktionszeichnungen bringen.<« Die verschiedenartige Methodik der reinen und der angewandten Mathematik wird schließlich begründet durch die folgenden Sätze von Rankine: »Die Frage für den Ingenieur ist: Was habe ich zu tun? Und er muß sich sofort entscheiden. Die Frage für den Mathematiker lautet: Was soll ich denken? Und er kann sich unbegrenzt viel Zeit lassen. Der Verfasser variiert ferner einen Ausspruch Machs folgendermaßen: >Die wichtigste Theorie, die der Ingenieur beherrschen muß,
1) Vergl. Z. 1921 S. 332.
deutscher Ingenieure.
ist die, eine unvollkommene oder unvollständige Theorie zu benutzen verstehen, solange es eine bessere nicht gibt«.
Von den mathematischen Gebieten, die für den Ingenieur von Belang sind, wird zuerst die Analysis behandelt; die Problemgruppen der Gleichungsauflösung (Funktionsumkehrung), der unmittelbaren Integration (Funktionsaufbau) und der aus beiden gemischten Aufgaben werden gekennzeichnet, die Methode der »sukzessiven Approximationen<< (Näherungsfolgen«) besonders hervorgehoben; diese sei zuerst von L. Vianello (Z. 1898 S. 1436) in Gestalt eines zeichnerischen Verfahrens zur Lösung von Stabilitätsaufgaben der Elastizitätslehre in die Technik eingeführt worden.
Zur angewandten Geometrie gehören in erster Linie die Geodasie (Feldmeßkunst) und die darstellende Geometrie. Der Aufbau der ersteren hat sich ziemlich unabhängig von der der übrigen Teile der angewandten Mathematik vollzogen. Eine solche Isolierung wirkt nach der Ansicht des Verfassers niemals vorteilhaft. Die mit der Geschichte der Technischen Hochschulen eng verknüpfte Entwicklung der darstellenden Geometrie wird kurz erörtert. Auf einige verwickeltere Aufgaben, wie die räumlichen Bewegungsvorgänge bei windschiefen Verzahnungen, beim Hinterschleifen von Fräsern u. dergl. wird hingewiesen. Besondere Bedeutung wird den graphischen Rechenmethoden zugeschrieben, die zu einer allgemeinen Abbildungsgeometrie (d. i. einer genügend weit gefaßten darstellenden Geometrie) zusammenzufassen wären. Einen Teil dieser Wissenschaft bildet die Nomographie, deren Methoden neuerdings in der Technik vielfach benutzt werden.
Aus dem Aufgabenkreis der Mechanik wird zunächst das äußere‹ ballistische Problem als wichtigstes technisches Problem der Newtonschen Mechanik genannt.
Der Untersuchung der Bewegungsvorgänge an Maschinen sei bisher verhältnismäßig wenig Aufmerksamkeit gewidmet worden. Die rein kinematische Betrachtungsweise der Reuleauxschen Schule habe aufklärend gewirkt, aber infolge einseitiger Ausschaltung der eigentlichen Kinetik nicht zu vollen Früchten geführt. Es sei erstaunlich, daß seit Poncelet (1845) und Grashof (1875/90) kaum eine nennenswerte Gesamtdarstellung der Maschinenlehre erschienen sei, sondern nur Einzelprobleme, wie die Schwungradberechnung von J. v. Radinger, die Reglertheorie von A. Stodola, der Massenausgleich von H. Lorenz, glücklich behandelt worden seien. Dabei liege das methodische Rüstzeug für diese Untersuchungen seit mehr als hundert Jahren in der Lagrangeschen Systemmechanik fertig vor.
Ausführlich beschäftigt sich v. Mises dann weiter mit der für die Technik so wichtigen Theorie der elastischen Körper. Unter Annahme linearen Zusammenhanges zwischen Spannung und Deformation führt die Theorie für die einfachen Körperformen und Belastungsfälle, mit denen der Ingenieur gewöhnlich zu rechnen hat, zu Ergebnissen, die sich mit zeichnerischen und rechnerischen Näherungsverfahren fast stets genau genug ableiten lassen. »Nur der dauernde Zustand gegenseitigen Mißverstehens zwischen Mathematikern und Technikern hat zur Folge gehabt, daß sich eine zum großen Teile mit der Elastizitätstheorie in Widerspruch stehende technische Mechanik‹ ausgebildet hat, die den richtigen Ausgangspunkt durch angebliche Näherungstheorien< ersetzt, wobei deren Begründung oft nur darin besteht, daß sie einfache Schlußfolgerungen, wenn auch ersichtlich falsche, gestatten. Der Tatsache, daß die wirklichen Körper teils überhaupt nicht, teils nur in engen Grenzen sich wie elastische verhalten, suchte man vor einigen Jahrzehnten durch Einführung eines nicht linearen Gesetzes an Stelle des Hookeschen Gesetzes zu begegnen. v. Mises sieht aber die eigentliche Schwierigkeit darin, daß Spannungen und Formänderungen nicht mehr in eindeutigen Wechselbeziehungen stehen, sondern daß nach Verschwinden der Beanspruchung bleibende, plastische Formänderungen auftreten. Er erwähnt die Untersuchungen von Saint-Venant, Mohr und Prandtl über plastische Körper und die auch von der Theorie der plastischen Formänderungen noch nicht erfaßte Erscheinung der Verfestigung des Materials durch die Beanspruchung.
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65. Nr. 18
1921
Reich an ungelösten Problemen ist die Hydrodynamik. >Hier verfügt man noch nicht über einen Ansatz, der auch nur in den wichtigsten und scheinbar einfachsten Fällen, wie z. B. dem der gleichförmigen Strömung des Wassers in einem geraden Rohr, zu Folgerungen führte, die mit der Beobachtung in erträglichem Maß übereinstimmen.< An dieser Stelle vermißt der Berichterstatter einen Hinweis darauf, daß trotzdem durch die auf Reynolds zurückzuführenden Aehnlichkeitsbetrachtungen Probleme wie die der Strömung im glatten Rohr eine praktische Lösung auf theoretisch gesicherter Grundlage gefunden haben. Besonders bemerkenswert erscheinen die folgenden Schlußsätze dieses Abschnittes: »Nach dem gegenwärtigen Stand der Theorie muß man es als noch unentschieden ansehen, ob der Ansatz der zähen Flüssigkeiten bei genügender mathematischer Durchdringung eine Erklärung der Turbulenz zu geben vermag, etwa auf dem Wege einer entsprechenden Berücksichtigung der Wandrauheit als Grenzbedingung, oder ob die Lösung nur durch die Sprengung des Rahmens der klassischen Mechanik und Uebergang zu statistischer Betrachtungsweise erhofft werden kann. Bei den großartigen und vielfach verblüffenden Erfolgen, die der physikalischen Statistik in den letzten Jahren zuteil geworden sind, wird man vielleicht mehr der letzteren Ansicht zuneigen, die wenn sie sich bewahrheiten sollte gar nicht abzuschätzender, grundsätzlicher Bedeutung für die gesamte Auffassung der Mechanik werden könnte«.
von
Von weiteren Problemen sind neben dem der mathematischen Statistik Aufgaben der technischen Thermodynamik und der Elektrotechnik genannt. Es werden die grundlegenden Untersuchungen von Gustav Zeuner genannt und A. Stodolas Werk über Dampfturbinen als das vorbildliche Muster eines technischen Lehrbuches angeführt, das zeige, in welchem Maße sich die hierber gehörigen Probleme ausgedehnt und vertieft haben.
In der Elektrotechnik endlich seien teilweise Fragen rein mechanischer Art zu lösen, wie die des Pendelns parallel geschalteter Maschinen; andere, wie die der Berechnung des Spannungsabfalls in Fernleitungen, seien formal analog mit Aufgaben der Festigkeitslehre zu behandeln. Die gleichen Ansätze von Differentialgleichungen gelten für elektrostatische, hydrodynamische und elastische Aufgaben. Der Verfasser meint, daß es gegenüber der an ihrer Stelle auch nützlichen Spezialisierung nur förderlich sei, in der neuen Zeitschrift eine Gelegenheit zu schaffen, die gemeinsamen Züge der verschiedenen Erscheinungen zu pflegen.
Nach all dem widmet sich die Zeitschrift für angewandte Mathematik und Mechanik einem »nach außen unsicher begrenzten, nach innen wenig geschlossenen Gebiet<. Aber der Herausgeber kann sich berufen auf das praktische Bedürfnis zur Sammlung und Zusammenfassung der Reste, die zwischen den Stoffgebieten des Mathematikers, Physikers und Technikers von allen Seiten unerledigt bleiben«. Die Ziele der Zeitschrift liegen zweifellos in der Richtung der historischen Entwicklung, die, wie der Verfasser schon am Anfang seiner Ausführungen betont, dahin geht, ein immer steigendes Ausmaß an mathematischen Theorien in einem bestimmten Bereich des praktischen Lebens zur Geltung zu bringen. >Diese Entwicklung wird auch durch den von manchen Seiten mit großer Hartnäckigkeit geführten Kampf gegen das Vordringen der Theorie nicht gehemmt, wie ein Vergleich der heutigen Technik mit der vor etwa hundert Jahren zeigt.< [658] Max Jakob.
Kreiselpumpe für große Saughöhen.
Bei der Kreiselpumpe der Wilfley Co., London, Abb. 1, wird jeder Spaltverlust dadurch vermieden, daß das Wasser in das Kreiselrad durch eine axiale Verlängerung eintritt, die am äußern Umfange durch eine Stopfbüchse abgedichtet ist. Bei Versuchen mit verschiedenen Umlaufzahlen und Förderhöhen ergab sich bei 1500 Uml./min für ein Kreiselrad von
Abb. 1. Kreiselpumpe für große Saughöhen.
Neuzeitlicher Oelbrenner.
Bei dem von der Feuerungstechnik G. m. b. H. in Ludwigshafen a. Rhein gebauten Niederdruck-Oelbrenner, Abb. 2, kann man mittels eines einzigen Handrades entweder nur das Nadelventil zur Regelung der Heizölmenge oder auch den beweglichen Zerstäuber zur Aenderung der zusätzlichen Verbrennungsluft verstellen. Die Spindel a der Düsennadel ist mit dem Handrad b fest verbunden. Wird aber das Handrad, das stets durch eine Schraubenfeder abgedrückt wird, mit seinen Klauen in die Mitnehmerschlitze der Zerstäuberspindel c gedrückt, so kann man durch Drehen des Handrades den ganzen Zerstäuber d verschieben, wodurch der Ringspalt verändert und die Menge der angesaugten Zusatzluft beeinflußt wird.
6,12 m 7,62 > 9,03 » 9,66 »1)
1)
Abb. 2. Niederdruck-Oelbrenner.
Durch die Bauart des Zerstäubers wird das zufließende Heizöl sehr fein verteilt, mit Luft gemischt und mit Rechtsdrall und hoher Austrittgeschwindigkeit in den Brennraum geschleudert. Das nebelartige Gemisch wird von der außen an der Zerstäuberdüse mit Linksdrall austretenden Zusatzluft erfaßt und so durchgewirbelt, daß es, ohne Stichflammen zu bilden, mit weißer ruß- und rauchfreier Flamme verbrennt.
Sämtliche Innenteile des Brenners lassen sich nach Lüften einer einzigen Bügelschraube e herausnehmen, nachsehen und im Bedarfsfalle leicht reinigen, so daß Betriebstörungen infolge von unreinem Heizöl in wenigen Augenblicken behoben werden können. [554] Czerny.
Der elektrische Betrieb der brasilianischen Zentralbahn ist in Aussicht genommen; der Landeskongreß hat für diesen Zweck 60000 Contos (32,8 Mill. Dollar) bewilligt. Ueber die zu verwendende Stromart ist nach der Schweizerischen Bauzeitung vom 19. März 1921 noch kein Beschluß gefaßt worden; es ist jedoch anzunehmen, daß auf Grund nordamerikanischer und englischer Einflüsse der Gleichstrombetrieb bevorzugt werden wird.
1) Die Gewähr für diesen hohen Wert muß dem als Fachmann bekannten englischen Verfasser überlassen bleiben.
Zukünftige Kriegschiffe.
Zurzeit ist die Entwicklung der Kriegschiffarten wieder einmal sehr im Fluß, da die führenden Seemächte vor der Frage stehen, wie sie die einander widersprechenden Kriegserfahrungen bei Neubauten berücksichtigen sollen. Einerseits hat sich an der Doggerbank ergeben, daß eine überlegene Geschwindigkeit den Ausschlag geben kann. Anderseits versagten sechs englische Schlachtkreuzer vor dem Skagerrak in ganz auffallender Weise gegenüber fünf weniger schnellen, dafür aber stärker gepanzerten deutschen, deren Schwimmfähigkeit infolge einer wohldurchdachten Schottunterteilung nahezu unerschöpflich war (Lützow). Zu denken gab auch die große Entfernung, auf die die Schlacht begonnen wurde, das schnelle Einschießen der deutschen Schiffe und das vollkommene Versagen der Torpedowaffe auf große Entfernungen. Um nun Schiffe zu bauen, die in jeder Hinsicht, was Schnelligkeit, Feuerwirkung, Panzerschutz und Schwimmfähigkeit anbelangt, unerreicht sind, ist man auf die Größe des Schlachtkreuzers »Hood« (262,1 m Länge, 32 Kn Geschwindigkeit und 42 000 t Verdrängung) und der im Bau befindlichen sechs amerikanischen Schlachtkreuzer von gleicher Länge und noch größerer Geschwindigkeit gekommen. Die Kosten solcher Schiffe werden selbst England auf die Dauer zu hoch, und »Hood« wird vorläufig das einzige Schiff seiner Klasse bleiben, zumal zu beachten ist, daß derartig große Schiffe in ganz besonderem Maß gerade den neuzeitigen
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von Monitorbauart vor, die je nach dem Tiefgang und nach der Art ihrer Maschinen 16,5 bis 20 Kn laufen sollen und gegen Torpedos, Minen, Steilfeuer und Flugzeugbomben weitgehend geschützt sind. In Abb. 3 bis 5 ist einer seiner Entwürfe wiedergegeben.
Mit Rücksicht auf die geringe Geschwindigkeit dieser Schlachtschiffe empfiehlt Soliani, nebenbei bemerkt, für Aufklärungszwecke einen ungeschützten Kreuzer von 9080 t, bestückt mit vier 38 cm- und acht 15 cm-Geschützen, der 35 Kn laufen soll, oder hierfür ein leicht gepanzertes Schiff von 12500 t Verdrängung, das zwölf 12 cm-Geschütze und zwölf seitliche Torpedorohre führen soll. Er muß allerdings zugeben, daß solch ein Schiff bei der heutigen Feuergeschwin
1) Engineering vom 7. Januar 1921.
digkeit und Schießkunst in kürzester Zeit von Schlachtschiffen versenkt werden kann, und daß daher von andrer Seite leichtere Schiffe nach Art der Torpedoboote für Aufklärungszwecke vorgezogen werden.
Die Vor- und Nachteile der Monitorbauart hat Soliani an fünf verschiedenen Entwürfen untersucht, indem er folgende Ausführungsmöglichkeiten berücksichtigte: zwei verschiedene Schiffsformen, zweierlei Antriebmittel (Turbinen von etwa 40000 Wellen-PS und Diesel-Maschinen von 24000 Wellen-PS bei 48 Zylindern), verschieden große Deckflächen, verschiedenen Unterwasserschutz und verschiedene Höhenlage des gepanzerten Decks im halbversenkten Zustande. Die größten Vorteile zeigte dabei die in Abb. 3 bis 5 wiedergegebene Bauart 4. Dieses Schiff ist mit Dieselmaschinen ausgerüstet, hat 150 m Länge, 20 m Breite, 21 600 t Verdrängung bei dem gewöhnlichen Tiefgang von 9,1 m und halbversenkt 26000 t Verdrängung bei 11 m Tiefgang. Die Seitenhöhe beträgt nur 10 m, so daß der Aufbau bei halb versenkter Fahrt zum Teil unter Wasser steht. Hierdurch wird ein Schutz gegen Flugzeugbomben geschaffen, der bei den Entwürfen 1 bis 3 im gleichen Maße nicht erreicht ist, da bei ihnen im halbversenkten Zustande das Panzerdeck gerade in Höhe der Schwimmlinie liegt. Bei dem Entwurf 5 fehlt der Aufbau, so daß im halbversenkten Zustand nur die Geschütztürme, der Kommandoturm mit Mast und die Unterbauten der Flugzeugabwehrkanonen aus dem Wasser ragen. Der Aufbau beim Entwurf 4,
deutscher Ingenieure.
Wasserballast= tanks
Abb. 3 bis 5, dient für Wohnzwecke und kann durch Geschoßsplitter leicht verletzt werden. Soliani hat daher nur die mit 7000 t Ballast im Doppelboden erkaufte Gewichtstabilität von 0,45 m mit den entsprechenden Werten der andern Schiffe verglichen.
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Die Stärke der mittleren und leichten Artillerie ändert sich bei den verschiedenen Entwürfen mit der verfügbaren Deckfläche. Vorhanden ist ein Deck- und Gürtelpanzer von 150 mm Dicke. Die Turbinenanlage des Entwurfs ist für 35000 bis 45000 Wellen-PS mit nur 1000 t Gewicht veranschlagt. Die Dieselmaschinen von 24000 Wellen-PS bei 48 Zylindern sollen demgegenüber 1200 t wiegen, einen um 10 m längeren Maschinenraum und vier statt zwei Schrauben erfordern. Sie haben jedoch den großen Vorteil, daß der Kommandoturm auf das Hauptspant zwischen beide Geschütztürme gerückt werden kann, Abb. 3 und 5.
Beachtenswert ist der vorgesehene Torpedo- und Minenschutz a, Abb. 4. Soliani möchte hierfür das im U-Bootkrieg in England erprobte und bei »Hood« benutzte Verfahren anwenden, wobei die wulstförmigen Räume an der Außenhaut (bulge) mit Rohren (drums) und die dabei verbleibenden Zwischenräume mit Kork ausgefüllt wurden (Raumgewicht 0,3 t/m3). In Frage käme, ob man diese Räume mit Wasser füllen soll, wozu beim Entwurf 4 etwa 3000 t erforderlich wären. Auf diesem Wege ließe sich eine Schlagseite infolge von Treffern vermeiden, auch könnte man für gewöhnlich mit leeren Zellen fahren und damit die Geschwindigkeit und Reserveschwimmfähigkeit steigern. Allerdings wäre das Verhalten solch eines Wasserpanzers bei Detonationen noch nachzuprüfen. Wohl könnte man das ungeheure Ballastgewicht von 7000 t im Doppelboden, das für die Erreichung der Gewichtstabilität des MonitorSchlachtschiffes erforderlich ist, bei einem gewöhnlichen Schlachtschiffe für Schutz- und Trutzwaffen oder zur Erhöhung der Geschwindigkeit vorteilhaft verwenden, aber trotzdem hat die Monitorbauart gegenüber »Hood« beachtenswerte
30. April 1921.
Vorzüge: 1. Man kann für den Preis von »Hood« drei solcher Schiffe bauen, wobei die Zahl der Geschütztürme gleichen Kalibers sich wie 4 zu 6 verhalten. 2. Das Schlachtschiff nach Monitorbauart hat einen besseren Ueber- und Unterwasserschutz. Anderseits ist »Hood« wohnlicher, seine Geschütze stehen höher über Wasser und das Schiff hat infolgedessen bessere Seeeigenschaften.
Neuerdings ist nun bekannt geworden, daß man in England ein Unterseeboot von 2000 t Verdrängung und 17 Kn Oberflächengeschwindigkeit mit einem nicht drehbaren 30,5 cm-Steilfeuergeschütz ausgerüstet hat, das nur über den Bug zu feuern vermag. Für den Preis eines Monitorschlachtschiffes würde man sechs solcher U-Boote erhalten, die nach Solianis Ansicht für etwaige Kampfhandlungen in italienischen Gewässern durchaus genügen würden.
Anders urteilen die amerikanischen Fachkreise auf Grund der Leistungen der englischen Flotte im Weltkrieg. Sie halten die Daseinsberechtigung großer, leistungsfähiger Schlachtschiffe und Schlachtkreuzer durch die gegen Deutschland durchgeführte Blockade für erwiesen, fordern hohe Geschwindigkeit aus taktischen Gründen und sehen nur im Flugzeugmutterschiff ein bleibendes Ergebnis der Kriegserfahrungen. [570] W. Schmidt.
Schottverbindung für Tankdampfer.
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aus
Bei Tankdampfern ist in England eine leicht einzubauende Verbindungsart des Mittellängsschottes mit den Querschotten eingeführt den, Abb. 6, wodurch das Nieten und Verstemmen vereinfacht wird. Sie besteht einer 500 mm breiten mit der Mittelkielplatte verbundenen Platte ɑ, an der zwei T-Eisen bangenietet sind. Während das Querschott mit den großen Schenkel der T-Eisen vernietet wird, wird das Längsschott an der Platte a befestigt. Lloyds Registry of Shipping hat die neue Verbindungsart genehmigt. (Shipbuilding and Shipping Record vom 24. Februar 1921) [629]
Abb. 6. Schottverbindung.
Schiffskreisel.
Zur Zeit werden in Amerika Schiffskreisel für verschiedene Schiffsarten von einer 800 t-Yacht an bis zu einem 18000 tPersonendampfer hergestellt. Eine Kreiselanlage von etwa 70 t Gewicht, die aus zwei Kreiseln von je 3,82 m Dmr. und 31.8 t Gewicht besteht, vermag bei 850 Uml./min die Schlingerbewegungen eines 10000 t-Kreuzers so zu dämpfen, daß ein sicheres Abkommen der Geschütze ermöglicht wird. In Deutschland ist der Schlicksche Kreisel1) hauptsächlich wegen seiner hohen Kosten und seines Gewichtes nur wenig angewendet worden. (Marine Engineering März 1921)
Diesel-elektrischer Antrieb für den Frachtdampfer
Vergleicht man die Gewichte eines 1000 pferdigen Flugzeugmotors von 1 kg/PS, einer Schiffskolbenmaschine von 200 kg/PS und einer Turbinenanlage mit Uebersetzungsgetriebe und Wasserrohrkesseln von 100 kg/PS miteinander, so erscheint die Verwendung leichter Dieselmotoren mit Uebersetzung für die Ausbildung leichter Antriebmaschinen von Schiffen aussichtsreich. Zurzeit wird der amerikanische Frachtdampfer >> Fordonian« für Diesel-elektrischen Antrieb umgebaut. Er erhält zwei Vierzylinder-Zweitaktmotoren von je 500 PS, die von der Firma Ansaldo, San Giorgio, geliefert werden. Die Schraube treibt ein Gleichstrom-Doppelmotor von 850 PS bei 120 Uml./min und 500 V, der aus zwei auf derselben Welle sitzenden Einheiten von je 425 PS bei 250 V besteht und aus zwei Stromerzeugern mit gemischter Reihenund Nebenschlußerregung von je 240 kW bei 200 Uml./min und 250 V gespeist wird. (The Marine Review April 1921)
1) s Z. 1908 S. 77 und 464.
Fischdampfer von ungewöhnlichen Abmessungen.
Auf der Werft von Cochrane & Sons Ltd. ist ein für den Dorschfang auf der Neufundlandbank und in den isländischen Gewässern bestimmter Fischdampfer von 61 m Länge, 9,76 m Breite, 4,88 m Seitenhöhe und 1750 t Verdrängung für französische Rechnung gebaut worden. Der Dampfer vermag bei der Ausreise 300 t Salz und 500 t Kohlen zu laden. Die Besatzung zählt 45 Köpfe. Um sie unterzubringen, ist im Vorschiff und Hinterschiff je ein kurzes zweites Deck eingebaut. Das Schiff hat einen ungewöhnlich großen Sprung; bei einer Maschinenleistung von 750 bis 800 PS; erreicht es eine Geschwindigkeit von 11 Kn. (Shipbuilder Januar 1921)
Die in Deutschland vorhandenen U-Boot-Dieselmotoren.
Die deutsche Regierung hat am 31. März d. J. eine Liste der vorhandenen U-Boot-Dieselmotoren aufgestellt, die, abgesehen von den bereits ausgelieferten Motoren, insgesamt 422 Maschinen unter Angabe des Standortes und der Art ihrer Verwendung aufführt. Von diesen sind 31 nach Beendigung des Krieges aus U-Booten ausgebaut worden 105 waren zur Zeit des Waffenstillstandes fertiggestellt, aber noch nicht eingebaut, und 267 waren damals noch im Bau und sind erst später für Friedens zwecke fertiggestellt worden. Die verbleibenden 19 Maschinen stammen aus alten abgewrackten U-Booten. Von den aufgeführten Maschinen waren am 31. März d. J. 4 zerstört und nicht mehr instandzusetzen, 343 sind für Handelszwecke verkauft worden, und nur 75 stehen der Regierung noch unverkauft zur Verfügung. (Frankfurter Zeitung 12. April 1921)
Eia englisches Verkehrsluftschiff.
Am 1. April d. Js. hat das Luftschiff R 36, das nach Plänen der englischen Admiralität bei W. Beardmore & Co., Inchinnan, seit Anfang 1919 im Bau war, seine erste Fahrt gemacht. Das Schiff gleicht in vielem dem durch die erste Atlantik-Ueberquerung bekannt gewordenen Luftschiff R 34 der gleichen Erbauer. Gegenüber dem Anfang dieses Jahres gestrandeten Schiff ist es im parallelen Teil um eine Abteilung von 10 m Länge und 4,5 t Auftrieb vergrößert. Das Schiff hat folgende Hauptabmessungen:
Länge über alles
19 Zellen, 62 200 m3 Gesamtgasraum und 64.5 t Normalauftrieb
2 Maybach Motoren von je 260 PS mit unmittelbar an
getriebenen Zweiflügelschrauben
3 Sunbeam Cossack-Motoren von je 345 PS mit Vorgelege
und Zweiflügelschrauben
3.50 kg/km
. 7400 km
Betriebstoffverbrauch Höchstgeschwindigkeit 120 km/h Reisegeschwindigkeit 90 bis 95 km/h, dabei größte Luftstrecke Besatzung 4 Offiziere, 24 Maon für Fahrgäste, Fracht, Brennstoff usw. verfügbares Lade* vermögen Länge Fußbodenbreite lichte Höhe Einrichtung für 50 Fahrgäste in 25 Doppelabteilen beiderseits eines Mittelganges.
des nutzbaren Raumes für Fahrgäste
Das 25 eckige Gerippe, von dem etwa ein Drittel der Länge prismatisch ist, zeigt in Trägeranordnung, form und -vergitterung, in den Knotenpunkten. der Ring verspannung usw. die Formen der deutschen Vorbilder. Der Aufbauvorgang weicht von dem bei uns üblichen ab: auf hölzernen Seguentböcken, deren Ausrundung derjenigen des Gerippes gleicht, wird das Gerüst aufgebaut. Mit Hilfe von Rollenböckchen, die an den Ecken der Hauptringe befestigt werden, kann das Gerippe auf diesen Böcken um seine Längsachse gedreht und so der größte Teil der Arbeit in geringer Höhe über dem Fußboden verrichtet werden. Nur während des Fertigbaues wird das Schiff bis zur Füllung an der Hallendecke aufgehängt. Die Spitze des Schiffes ist im Gerippe verstärkt, damit die Kräfte auf das Verbindungsstück übergeleitet werden, das zur Befestigung des Luftschiffes am Ankermast dient. Vom Ankermast aus kann man auch über ein Verbindungsstück am Schiffsbug, das durch zwei Rohrstränge mit allen Behältern in Verbindung steht, Brennstoff auffüllen. Ebenso kann vom Ankermast aus Ballastwasser und Motorenkühlwasser eingefüllt werden. Im übrigen unterscheiden sich die Tank- und Ballastanlagen fast garnicht von den im deutschen Luftschiffbau üblichen.
Die fünf Motoren sind jeder für sich in einer besonderen neben Gondel untergebracht. Die beiden Maybach-Motoren dem deutschen Geist, der in allem lebt, auch ein Stück deut
205 m 24
27,8 »
16 t 40 m
2,6 »
scher Arbeit befinden sich in etwa 1/5 der Schiffslänge von vorn in zwei Seitengondeln. Etwas vor Mitte Schiff enthalten zwei weitere Seitengondeln im gleichen seitlichen Abstand wie die beiden vorderen je einen Antriebmotor; in 2/3 Schiffslänge von vorn befindet sich der fünfte Motor in einer Mittelgondel.
Damit man das Schiff auf dem Erdboden regieren kann, sind alle Leinen usw. zur Benutzung von Ankermasten und daneben die in Deutschland üblichen Haltetaue vorhanden. Zwei starre am Boden verbleibende Rahmen können vorn und hinten am Schiff befestigt und leicht davon abgelöst werden; sie sollen ebenfalls zur Bewegung des Schiffes auf dem Boden dienen.
Das Leitwerk gleicht seinen bekannter Vorbildern. Die Bedienungsräder für die Steuerung sind unmittelbar mit dem Gerippe verbunden und ganz unabhängig von der Führergondel. Verschiebungen zwischen Gondel und Gerippe können also bei harten Landungen die Einstellung der Steuerzüge nicht beeinflussen.
Der etwas vor Mitte Schiffslänge angeordnete Führerraum mit Zelle für drahtlose Telegraphie und Telephonie sowie mit drahtloser Richtfinder einrichtung ist vor das Vorderende der Fahrgastkabine vorgebaut. Die Besatzung hat ihre Aufenthaltsräume im Kielträger.
Die Fahrgäste finden in diesem Schiff zum erstenmal Schlafeinrichtung vor. Die 25 Doppelabteile können nachts durch Vorhänge voneinander abgetrennt werden. Die Betten liegen querschiffs, damit die Stampfbewegungen weniger fühlbar werden. Tagsüber können die Betten zur Seite gehängt werden. Die Einrichtung besteht dann aus zwei Polsterstühlen und einem Klapptisch in jedem Abteil. Der Fußboden ist dreifach furniert, die Decke aus Aluminiumblech hergestellt. Die Fahrgäste gelangen entweder vom Landemast aus durch eine Falltür vorn ins Schiff und von da aus durch einen verdeckten Gang und dann durch den dreieckigen Kielträger über eine Treppe in das vordere Ende des Fahrgastraumes, oder durch eine Seitentür vom Boden aus unmittelbar in diesen Raum. Das ganze Schiff hat elektrische Beleuchtung, wofür in allen fünf Gondeln Lichtmaschinen angeordnet sind. (Engineering 15. April 1921) Dr. R.
Eigenschaften des Eisenbetons.
Eine erschöpfende Zusammenstellung von Versuchsergebnissen mit Beton bei verschiedener Mischung, Aufbereitung und Lagerung hat Graf1) geliefert. Versuche mit Beton urd Eisenbeton für Schiffbauzwecke hat B. Abell in einem Vortrage in der Institution of Civil Engineers bekannt gegeben. Er fand eine größte Schwankung im Raumgewicht des Betons gleicher Aufbereitung von 7 vH, was einer Unsicherheit von etwa 2,5 vH, bezogen auf das gesamte Schiffsgewicht, entspricht. Als vorteilhaft erwies sich bei Druckversuchen besonders fein gemahlener Zement mit natürlichem Kies statt Zuschlägen aus zerquetschten Steinen. Für die Untersuchung des Betons bei wechselnder Beanspruchung wurden hohle, mit Wasser gefüllte Säulen von rechteckigem Querschnitt senkrecht aufgestellt und mit dem unteren Ende eingeklemmt. Die berechnete Beanspruchung betrug 12,7 bis 25,4 kg/cm3, die Anzahl der Richtungswechsel bis zum Bruch bei 4 bis 7 Wechseln in der Minute 100 000 bei einem und 2000C0 bei einem zweiten Balken. Schon bei einer Zugbeanspruchung von 12,7 kg/cm2 traten Risse auf. 51 mm dicke senkrecht gegossene Betonwände hielten einen Druck von 14 kg/cm2 aus. (Engineering vom 14. Januar 1921) W. S.
Naturschutz und Wasserkraftanlagen.
Die Erschließung der Wasserkräfte Deutschlands, die man neuerdings auf 6 Mill. PS. geschätzt hat, gerät, wie Regierungsrat Dr. Fricke in einem Vortrag in der Deutschen Maschinentechnischen Gesellschaft am 15. März ausführte, nicht selten in Konflikt mit den Forderungen des Naturschutzes, namentlich in Gebirgen, wo das fließende Wasser einen Hauptschmuck der Landschaft darstellt, die Ableitung in die Gräben der Kraftwerke das Flußbett jedoch trocken legt. Ein Beispiel für zerstörte Naturschönheit ist das Okertal im Harz. Für die Ausnutzung der Bodewasserkraft sind Vorschläge gemacht worden, um diese Schäden zu vermeiden. Nach den vorliegenden Entwürfen soll der Bode noch dauernd der Sommerwasserstand erhalten bleiben. Namentlich wenn man durch nächtliche Ersparnisse das Wasser in den Tagesstunden vermehrt, wird das Flußbild trotz einer Ableitung und Ausnutzung von 75 vH immer noch recht ansehnlich bleiben.
deutscher Ingenieure.
Die Anlage hoher Sperrmauern, durch die die Landschaft vollständig umgestaltet werden würde, läßt sich im Bodetal vermeiden, da die oberen Flußgebiete und namentlich das Seitental der Rappbode zur Anlage von Stauseen größter Abmessungen (bis 70 Mill. m3) reichlich Gelegenheit bieten.
Auch bei den Anlagen in Bayern hat man die gegen die Kraftnutzung erhobenen Bedenken durch Teilung der Wassermassen überwunden, und bei der Alz sowie vor allem bei der Isar ist eine Erhaltung des Flußlaufs vorgesehen; es liegt hier also ein allgemeiner Grundsatz vor, der durchführbar erscheint und einer gründlichen Prüfung und planmäßigen Befolgung wert ist. Geringeren Erfolg haben diese Bestrebungen bisher beim badischen Murgwerk gehabt, bei dem der Vortragende auch als Sachverständiger für Heimatschutz herangezogen worden war. Mit etwa 8 vH Verlust an Kraft könnte dem schönsten Schwarzwaldtal viel von seinem ursprünglichen Reiz erhalten werden. Der Deutsche Bund Heimatschutz strebt die umfassende wissenschaftliche Bearbeitung der einschlägigen Fragen und die Aufstellung allgemeiner Grundsätze an. Es ist anzunehmen, daß sich künftig bei ruhiger Erwägung die idealen und wirtschaftlichen Bestrebungen in einem für beide Teile befriedigenden Maß werden vereinigen lassen.
Der Techniker in der Stadtverwaltung. 1)
Unter 137 im Jahre 1920 ausgeschriebenen Stellen für Bürgermeister und besoldete Stadträte oder Beigeordnete in deutschen Städten von mehr als 10000 Einwohnern wurde bei 56, d. h. bei 41 vH, die Befähigung zum Richteramt oder zum höheren Verwaltungsdienst (nach den jetzt geltenden gesetzlichen Bestimmungen) zur Bedingung für die Bewerbung gemacht. In der Zeit vom 1. April bis 31. Dezember 1919 war dies nur bei 33% vH der ausgeschriebenen Stellen der Fall. Unzweifelhaft standen die Ausschreibungen des Jahres 1919 noch unter dem Eindruck der Staatsumwälzung und des Bruches mit den überkommenen Einrichtungen und Gewohnheiten, Erscheinungen, die 1920 zurücktraten. Daraus erklärt sich auch eine gegenüber dem Vorjahr etwas straffere Fassung der Anforderungen in denjenigen Fällen, in denen die Befähigung zum Richteramt nicht unbedingt beansprucht wurde. Es werden nicht mehr nur »geeignete Bewerber« oder ähnliches verlangt, sondern Erfahrungen in leiten der Stelle des Kommunaldienstes, sehr häufig volkswirtschaftliche Bildung und dergl. In allen diesen Fällen steht volkswirtschaftlich oder im Kommunaldienst bewährten Technikern die Bewerbung offen. Für einzelne Stellen wurden nur technisch vorgebildete Bewerber zugelassen; hier handelt es sich vermutlich um rein technische Dezernate, deren Inhaber sonst Stadtbaurat genannt werden. In drei Fällen wurde die technische Bildung ausdrücklich der Befähigung zum höheren Verwaltungsdienst gleichgesetzt. Darüber, ob und wo Techniker in den letzten Monaten Bürgermeisterstellen erhalten haben, ist in der weiteren Oeffentlichkeit nichts bekannt geworden.
Berichtigungen.
Die Herren Ingenieur Rud. Büchler, Wien und Direktor E. Closs, Heidenheim machen darauf aufmerksam, daß in dem Aufsatz über > Wirtschaftliche Bedeutung des Wirkungsgrades der Wasserturbinen«, Z. 1921 S. 222 u. f., in Gleichung (4) der Umrechnungsfaktor 0,736 (kW aus PS) nicht berücksichtigt ist. Gl. (4), (5), (7), (14) bis (17), (22), (25) bis (28) und der Wert für das Zahlenbeispiel nach Gl. (28) auf S. 221 sind dementsprechend zu berichtigen. Die Hermann-Gruson-Gedenktafel ist im Kaiser FriedrichMuseum in Magdeburg angebracht, nicht in Berlin, wie auf S. 322 irrtümlich berichtet ist.
In Z. 1921 S. 384 Abb. 7 sind die Bezeichnungen der beiden Kurven vertauscht.
1) Vergl. Z. 1920 S. 141.