21. August 1926.

Eisenkonstruktionen.

Zur Frage der Berechnung von Funktürmen und von hohen Gittermasten.

Bei der hohen Bedeutung des Funkwesens für den Weltverkehr müssen die technischen Einrichtungen einer derartigen Anlage so ausgeführt sein, daß sie nach menschlichem Ermessen möglichst betriebsicher sind. Insbesondere darf von den wichtigsten Teilen, den Masten, die die Antennen tragen, gefordert werden, daß sie hinsichtlich ihrer Berechnung und ihrer konstruktiven Durchbildung sich die neuesten technischen Erfahrungen zunutze machen, weil sie ja wegen ihrer außergewöhnlichen Höhe in der frei liegenden Lage den unverminderten Einwirkungen der Windkräfte am stärksten ausgesetzt sind. Abgesehen von den früheren Unfällen aus den Jahren 1911, 1914 usw. dürfte der Einsturz der drei Funktürme bei Norddeich vor einiger Zeit die gestellte Forderung noch mehr bekräftigen.

Es ist eigentlich zu verwundern, daß es für solche Bauwerke, die doch in erster Linie dem Nachrichtendienste des Staates dienen, keine amtlichen Berechnungs- und Errichtungsvorschriften gibt. So konnte es geschehen, daß ein

Entwurf zu einem Funkturm von drei Firmen nach drei verschiedenen Gesichtspunkten untersucht wurde. Der eine Unternehmer legte die „Bahnkreuzungs Vorschriften für fremde Starkstromanlagen" zugrunde, der andre die „Vorschriften für die bruchsichere Führung von Hochspannungsleitungen über Postleitungen vom Juni 1924", und schließlich der dritte berechnete nach „allgemeinen baupolizeilichen Bestimmungen". Was hierunter zu verstehen war, ging nicht aus dem Angebot hervor.

Hinsichtlich der Belastung aus den Leitungen gehen beide erwähnten Vorschriften auf die „Normen für Starkstrom-Freileitungen" des Verbandes Deutscher Elektrotechniker vom 1. Oktober 1923 zurück. Ob die Zusatzlast mit 180 Vding für 1m Leitung immer genügt, soll an dieser Stelle nicht erörtert werden. Diese Vorschriften kennen nur eine Windlast von 125 kg/m2. Nach den preußischen Bestimmungen vom 24. 12. 1919 muß bereits bei Bauwerken über 25 m Höhe mit 150 kg/m2 gerechnet werden. Für das Küstengebiet muß noch ein Zuschlag bis 50 vH gemacht werden. Zum Vergleich darf noch hinzugefügt werden, daß von den beiden für die Küste in Frage kommenden Hansastädten die hamburgischen Bestimmungen vom 1. August 1917 bereits über 15 m Höhe ein W = 200 kg/m2 verlangen, daß diejenigen von Bremen sich den preußischen wohl anschließen, aber die Beanspruchung des Eisens über 1000 kg/cm2 nur auf Antrag zulassen, wenn die in den preußischen gemachten Voraussetzungen für 6 = 1600 kg/cm2 erfüllt sind. Nach den Vorschriften von Mecklenburg-Schwerin ist sogar ein IV = 250 kg/m2 einzusetzen.

Durch Einführung des sogenannten w-Verfahrens bei der Berechnung von Druckstäben in Preußen und bei der Reichsbahn ist auch eine Änderung der Bahnvorschriften für Freileitungen erforderlich geworden. Im Anschluß an den ersten Entwurf vom Dezember 1925 ist endlich abweichend von den Freileitungsnormalien eine erhöhte Windlast bei Masten von 50m Höhe ab vorgesehen.

Daß sämtliche Freileitungsvorschriften auf die Verdrehung, hervorgerufen durch ungleichen Kraftangriff bei unsymmetrischer Traversenanordnug oder bei Seilbruch bei symmetrischer Traversenausbildung, keine Rücksicht nehmen, dürfte bekannt sein. Da diese Belastung nicht in Rechnung gestellt wird, SO dürfte, weil im Sinne der preußischen Vorschriften vom 25. Februar 1925 nicht mit dem ungünstigsten Belastungsfalle gerechnet wird, bei den Freileitungsmasten wie auch bei dem oben angeführten Entwurfo=1600 kg/cm2 nicht zugrunde gelegt werden.

In den zulässigen Beanspruchungen stimmt nur die Postvorschrift mit den Normalien überein. Die bisherigen Bahnvorschriften lassen eine Beanspruchung des Eisens auf Zug, Druck und Biegung o = 1200 kg/cm2 und eine Knicksicherheit nach Tetmajer 2,5fach, nach Euler dreifach zu, während bei der Post σ = 1500 kg/cm2 und zwei- bzw. dreifache Knicksicherheit zulässig ist. Diese Beanspruchungen sollen mit denjenigen in den neuen preußischen Bestimmungen verglichen werden.

Diese gehen davon aus, daß für die Beanspruchung = 1400 kg/cm2 im elastischen Bereich (Euler) eine Knicksicherheit v = 3,5 gesetzt wird. Hieraus ergibt sich für σ = 1200 kg/cm2 v = 4,08, σ = 1700 kg/cm2 v = 2,88, σ = 1500 ν = 3,27, σ = 1900 ν = 2,58

Völlig ausgenutzt wurde der Baustoff nach den bisherigen Bahn- und Postvorschriften, wenn für Pfosten, bei denen höchstens ein 2 = 70 in Frage kam, nach Tetmajer noch die zwei- bzw. dreifache Knicksicherheit, für die Schrägen dagegen fast ausschließlich die dreifache nach Euler nachgewiesen werden konnte. Soll für beide Bestimmungen das -Verfahren für ein g = 1600 kg/cm2 angewendet werden, so würden die Pfosten eines Bahnmastes bis 191 mit σ' = σω = 825 . 1,93 = 1592 kg/cm2, diejenigen eines Postmastes nur bis 2 = 69 mit σ' = 1157 . 1,38 = 1595 kg/cm2 ausreichen. Hierbei ist aber noch nicht im Sinne C, III, 1, α der preußischen Bestimmung der außermittige Kraftangriff, auf den die Freileitungsvorschriften überhaupt keine Rücksicht nehmen, beachtet worden.

0=

+

d

= 1235 + 1373 = 2608 kg/cm2,

Da im Freileitungsbau der Stoß der Pfosten nicht durch Decklaschen geschützt wird, sondern durch Aufeinanderschieben, so wird die Kraft nicht mittig übertragen. Für einen Postmast 1800/23, 6+2,4 beträgt, wenn bei einem Übergang von L 55.55.5 auf L 70.70.7 die Kraftrichtung um e=1 cm abweicht, S = 11,58 t, 2 = 52, @ = 1,19 in Frage kommt und mit W: = 8,43 für L 70.70.7 gerechnet wird, die Gesamtspannung 11580.1,19 11580-1 9,4 8,43 während nach den bisherigen Postbestimmungen für 1235 kg/cm2 und v = 2,03 (Tetmajer) dieser Stab ausreichte. Ebenso überschreiten bei den Schrägen die Spannungen das zulässige Maß, wo ebenfalls außermittiger Kraftangriff vorliegt. Für D = 703 kg, L 45.45.5, λ = 150, ω = 5,32, e = 2,54 (90.90.9)+1,28 = 3,82 cm und 703 5,32703.3,82 + 4,3 2,43

σ=

W

= 2,43 ist

= 870+1105 = 1975 kg/cm2.

In beiden Fällen gehen die Spannungen über die Proportionalitätsgrenze hinaus, obwohl auch die Schräge mit σ = 142 kg/cm2 und v = 4,47 nach Euler früher genügte.

Bereits die vorliegenden Beispiele zeigen, daß insbesondere bei Funktürmen auf die genaue Berechnung entsprechend den preußischen Bestimmungen, denen auch die übrigen Freileitungsvorschriften folgen werden, große Sorgfalt zu legen ist, damit nicht die Beanspruchungen das zulässige Maß überschreiten. Deshalb ist der außermittige Kraftangriff möglichst zu vermeiden, und einteilige Querschnitte für die Schrägen müssen unbedingt

verworfen werden.

Im Baufach werden im allgemeinen die einzelnen Bauteile unter der Voraussetzung berechnet, daß die Belastung, ob aus Eigengewicht oder aus Nutzlast, als ruhende Last im statischen Sinne wirkt. Es wird nicht unterschieden, ob die Nutzlast sich einmal plötzlich oder in gewissen Zeiträumen plötzlich wiederholt oder in dieser Zeit sich mehr oder minder ändert. In den baupolizeilichen Bestimmungen Deutschlands werden diese Möglichkeiten nicht in Erwägung gezogen. Im Schrifttum aber ist bereits auf die Tatsache der dynamischen Einwirkung bei einzelnen Bauwerken hingewiesen worden.

Unter diesen Gesichtspunkt fällt auch die Windlast. Die Windkräfte können wohl zwar als ruhende Lasten zeitweise wirken, meistens aber treten sie stoßweise auf, insbesondere bei großen Windgeschwindigkeiten werden diese Stöße in Küstengebieten als plötzlich wirkende, in der Zeit sich wiederholende Kräfte wirken, wobei noch der Einfluß der schwingenden Masse der Bauteile hinzukommt.

Unter einer ruhenden Last erleidet ein Stab die Gleichgewichtspannung. Wird dieser elastische, gewichtlose Stab aber der vollen Einwirkung einer Kraft plötzlich unterworfen, so tritt bekanntlich eine Beanspruchung auf, die doppelt so groß wie die Gleichgewichtspannung ist. Bei wiederholter, plötzlicher Belastung gerät der Stab in Schwingungen, die zwar durch die innere Arbeit gedämpft werden, aber es werden Augenblicke eintreten, in denen der Ausschlag der bewegten Masse und die einwirkende Kraft ihre Höchstwerte erreichen. Der Ausschlag selbst ist wiederum abhängig von der jeweiligen Größe der Windkraft und der Eigenschwingung der Turmmasse in der Zeiteinheit. Selbst für diese Fälle müssen die Biegungsmomente von dem Baustoff aufgenommen werden.

Ferner ist noch zu beachten, daß infolge der sich schnell wiederholenden Belastung eine Ermüdung des Stoffes eintritt. Für das Eisen usw. liegen schon einige Versuchsergebnisse vor, während über die Erfahrungen bei Beton zum ersten Mal in der diesjährigen Hauptversammlung des Deutschen Beton-Vereins berichtet wurde1). Der Einfluß dieser Erscheinung ist also beim Turm selbst wie bei den Kabeln für die Verankerung zu berücksichtigen.

Der Fall in Norddeich zeigt, daß die nicht genügende Würdigung der eigenartigen Belastung mangels entsprechender Vorschriften eher in ursächlichen Zusammenhang zum Einsturz zu bringen ist, während der Umstand, daß die drei Türme fast zu gleicher Zeit zusammenbrachen, mehr dafür sprechen dürfte, daß kein Konstruktions- oder Baustoffehler vorzuliegen scheint. Wäre nur ein Turm einge

1) Vergl. Z. Bd. 70 (1926) S. 669.

deutscher Ingenieure.

Brückenbau.

Bau einer zweigleisigen Eisenbahn-
Hochbrücke über den Kleinen Belt.

Vor kurzem hat die Verwaltung der Dänischen Staatsbahnen den Bau einer zweigleisigen Brücke über den Kleinen Belt zwischen Kongebroen an der Küste von Fünen und Snoghøj an der jütischen Küste ausgeschrieben. Diese Hochbrücke wird voraussichtlich die größte Eisenbahnbrücke Europas werden. Es sind dafür 30 Mill. Kr bewilligt.

Nach den Angaben der Ausschreibung beträgt der Uferabstand etwa 825 m, die Wassertiefe 10 m in einem Abstand von 30 m von der fünischen und 45 m von der jütischen Uferlinie, schnell zunehmend an der fünischen Seite bis zu 39,5 m ungefähr in der Mitte. Die Küste hat an beiden Seiten bis 17 m hohe steile Ufer. Der Untergrund besteht durchweg aus gleichmäßigem plastischem, blaugrünem und steinfreiem Klei von guter Tragfähigkeit in Wassertiefen über 9 m an der südwestlichen und über 14 m an der nordöstlichen Seite. Über dieser als tragfähig anzusehenden Schicht lagert eine ungefähr 20 bis 25 m dicke Schicht von tertiärem Glimmerton und Glimmersand und darüber eine 2m dicke Schicht von Glazialsand und -kies auf der Seite von Fünen, und eine 12 bis 13 m oder 8 bis 9m dicke Schicht am jütischen Ufer. Bei einem Tidenhub von 23 cm über und unter Mittelwasser beträgt das höchste Hochwasser 1,53 m über M. W. und das niedrigste Niedrigwasser 1,62 m unter M. W. An der Brückenstelle läuft ein häufig und schnell wechselnder Strom in beiden Richtungen bis zu 3,25 m/s, i. M. gewöhnlich unter 0,5 m/s. Eisschwierigkeiten sind in der Meerenge nicht zu erwarten, abgesehen von kleineren Ansammlungen für etwa eine bis zwei Wochen. Die Zahl der den Kleinen Belt durchfahrenden Schiffe wird i. M. zu 1000 in einem Monat angegeben. Die dänische Staatsbahnverwaltung hat einen eigenen Brückenentwurf aufgestellt, für den Angebote gefordert werden. Dieser Entwurf sieht eine Auslegerbrücke fünf Öffnungen von 217m Spannweite in der Mitte und je 138 und 166 m an beiden Seiten vor. Die Gelenkpunkte sind in den beiden äußeren Öffnungen und in der Mittelöffnung angeordnet, und zwar sind alle Gelenke fest, mit Ausnahme eines der beiden in der Mittelöffnung, das zum Ausgleich von Temperaturdehnungen eingerichtet ist. Die Hauptträger ruhen auf festen Lagern auf den beiden mittleren Pfeilern und auf Rollenlagern auf den übrigen Pfeilern. Über den drei Mittelöffnungen liegt die Brücke durchgehend in 33 m Höhe über Mittelwasser, während sich über den landseitigen Öffnungen Neigungen von 0,725 vH anschließen. Der Windverband wird in seiner unteren und oberen Gurtung von den Gurtungen der Hauptträger gebildet, wobei die Gelenkanordnung der der Hauptträger entspricht und der obere Windverband durch lotrechte Windrahmen über den Pfeilern gestützt wird. Jedes der beiden Gleise ist durch zwei sekundäre Längsblechträger unterstützt. Für jede Öffnung ist je ein Besichtigungswagen vorgesehen. Den Abmessungen des Entwurfs ist die Verwendung von Baustahl St. 48 zugrundegelegt. Die Hauptpfeiler sollen zugleich einer künftigen Straßenbrücke dienen. Die Entfernung der Hauptträger der Eisenbrücke und der der künftigen Straßenbrücke beträgt 10 m, die der inneren Hauptträger der beiden Brücken 5,5 m. Die Straßenbrücke soll die Westseite einnehmen.

von

Für die Pfeiler hat die Dänische Staatsbahn zwei Entwürfe ausgearbeitet mit zwei verschiedenen Gründungsverfahren. Nach dem ersten Entwurf soll der Hauptteil der Pfeiler aus einem Senkkasten bestehen, der in seinem unteren Teil in einem Trockendock hergestellt und auf einem abgeglichenen Kiesbett abgesetzt werden soll. Den unteren Teil des Kastens bildet eine 2,2 m hohe Arbeitskammer, auf deren Decke Hohlräume angeordnet sind zur Belastung des Senkkastens nach dem Absetzen durch Beton

füllung. Der Kasten wird beim Versenken durch eine genügende Zahl von Winden getragen, die mit breiter Grundfläche auf dem Boden ruhen und sich gegen die Decke der Arbeitskammer abstützen. Zunächst wird nun eine gewisse Bodenmenge unter der Schneide des Senkkastens ausgehoben und dieser mit Hilfe der Winden abgesenkt. Darauf wird der Boden unter jeder Winde einzeln beseitigt, ebenso wieder unter der Schneide, so daß weiter gesenkt werden kann. Auf diese Weise soll die genaue Lage und lotrechtes Absenken gesichert werden. Die Hohlräume in den Senkkästen werden mit Beton von der Mischung 1:3:5 ausgefüllt, soweit der Teil der Pfeiler, der für die Eisenbahnbrücke in Anspruch genommen wird, in Frage kommt. In dem westlichen Teil werden die Hohlräume mit Sand gefüllt, und zwar soll eine Einrichtung vorgesehen werden, die die spätere leichte Beseitigung des Sandes ermöglicht. Der zweite Gründungsentwurf will den Aushub und das Einbringen von Beton unter wesentlich geringerem Luftdruck bewirken, als der Wassertiefe entsprechen würde. Zu diesem Zweck soll an der Stelle, wo der Pfeiler erbaut werden soll, zunächst ein ringförmiger Körper, oben und unten offen, aus Stahlgerippe und mit Außen- und Zwischenwänden aus Bohlen, dessen Schneiden dem durch Bodenuntersuchungen festgestellten Grund so gut wie möglich anzupassen sind und dessen Boden, ebenfalls zur genauen Anpassung an den Seegrund, aus Segeltuch besteht, auf den Seegrund versenkt werden. Ferner wird ein in einem Dock hergestellter Senkkasten bis auf den erwähnten Gründungskörper herabgesenkt. Innerhalb der 6 m hohen Arbeitskammer dieses Senkkastens, deren Wände in ihrer Form der Ringform des Gründungskörpers angepaßt sind, wird eine ebenfalls ringförmige eiserne Spundwand eingetrieben. Der Zwischenraum zwischen dem Gründungsgerüst und der Arbeitskammer einerseits und zwischen dieser und der Spundwand anderseits wird durch schnell erhärtenden Beton mit Eiseneinlagen gedichtet. Nachdem innerhalb der Spundwand der Boden ausgehoben und ein genügend hoher Betonring hergestellt worden ist, kann, wie erwartet wird, unter erheblich vermindertem Luftdruck der übrige Boden ausgehoben und betoniert werden.

Für die Errichtung des Überbaues der Brücke gibt die Ausschreibung ein Verfahren an, das jedoch nur als Anhalt dienen soll. Die Bewerber können andre Verfahren vorschlagen. Sie müssen sich über die Art der Untergrundbeschaffenheit durch Probepfähle und Bohrungen selbst Aufschluß verschaffen. Die Verwaltung übernimmt keine Verantwortung für den Fall, daß andre Bodenverhältnisse während der Ausführung vorgefunden werden. Es können Angebote gemacht werden, entweder auf die gesamte Ausführung oder auf die vier Hauptpfeiler zusammen mit dem Überbau oder auf die Landpfeiler und Überbauten der Zufahrtsrampenbrücken, oder auf die beiden letzteren Teilausführungen zusammen. Die Bewerber können auch eigene Entwürfe anbieten, jedoch nur, wenn sie gleichzeitig ein Angebot auf den Regierungsentwurf machen, und nur für die gesamte Ausführung.

一,

Verschiedene Stahlarten können verwendet werden wie Stahl 37 nach den deutschen Normen, Stahl 44 entsprechend den British Standard Specifications für Stahl A-, Stahl 48 entsprechend dem deutschen Baustahl 48 Stahl 56 entsprechend dem amerikanischen oder englischen Silicon Steel Für andere Stahlarten, als die genannten, müssen die Eigenschaften genau angegeben werden, und die Dänische Staatsbahn wird dann entsprechende Bedingungen vorschreiben. Alle Stahlarten müssen jedoch durch Werke ersten Ranges hergestellt sein, die in der Fabrikation der betreffenden Stahlart Erfahrung haben. Stahl, der nicht besonders für diesen Bau hergestellt wird, darf nicht verwendet werden.

Die Angebote sollen bis zum 1. Dezember 1926 3 h nachm. bei der Verwaltung der Dänischen Staatsbahnen eingereicht sein.

21. August 1926.

Hochdruckdampf auf Handelsschiffen.

Die Frage, ob Dampf- oder Dieselmaschinen für die Krafterzeugung auf Schiffen wirtschaftlicher sind, ist heute noch heiß umstritten. Namentlich in England ist man bestrebt, durch theoretische und praktische Untersuchungen diese für den Schiffbau sehr wichtige Frage zu klären. Nachdem F. Flannery in einer Versammlung der Institution of Naval Architects1) der Dampfmaschine bereits das Todesurteil gesprochen hatte, wies J.. Biles in einer späteren Tagungs) auf Grund genauer Berechnungen nach, daß vorläufig die Dieselmaschine nur in Einzelfällen der Dampfmaschine wirtschaftlich überlegen sei. Trotz ihres besseren thermischen Wirkungsgrades seien die Brennstoffkosten wegen der hohen Ölpreise meist ebenso hoch wie bei der Dampfmaschine, während Maschinengewicht und Platzbedarf, namentlich für größere Kraftanlagen, bei Dampfmaschinen wesentlich geringer seien. Nur für weite Fahrten ohne Unterbrechung und für kleinere Schiffe, etwa unter 10 000 PS Leistung, arbeite unter Umständen die Dieselmaschine wirtschaftlicher.

Auf einer andern Tagung der Institution of Naval Architects) behandelte W. J. Lowett die gleiche Frage. Unter Berücksichtigung der verschiedenen Verhältnisse, wie des Einflusses der Kohlen-, Heizöl- und Dieselölpreise, der Länge der Fahrten, der Frachten usw., durchgeführte Vergleichsrechnungen ergaben etwa das gleiche wie die Untersuchungen von J. Biles.

Aus allen diesen Berichten geht hervor, daß die neuzeitliche Dieselmaschine rein wärmetechnisch der bisher gebräuchlichen Dampfanlage überlegen ist. Aber schon Parsons erwähnte auf der Weltkraftkonferenz 1924, daß keine technischen Schwierigkeiten mehr beständen, die bei Landanlagen bereits vielfach ausgeführten und im Betrieb befindlichen Hochdruckanlagen auch auf Schiffen zu verwenden. Dadurch würde man erreichen, daß die Dampfmaschine auch thermisch der Dieselmaschine gleichwertig wird. Nach J. Biles würde bei Erhöhung des Frischdampfdruckes nicht nur der Brennstoffverbrauch, sondern auch Gewicht und Platzbedarf der Kessel- und Maschinenanlage erheblich verringert werden. Selbst in den Fällen, wo bisher die Dieselmaschine wirtschaftlicher war, könnte durch die Einführung des Hochdruckdampfbetriebes das Verhältnis der Gesamtkosten beider Antriebarten zugunsten der Dampfkraft geändert werden.

Zwei Einwände gegen die Einführung des Hochdruck

er

um

dampfbetriebes in der Handelsmarine werden öfters hoben: Die Gefahr, daß durch undichte Kondensatorrohre Salzwasser in die Kessel gelangen könnte, und die Schwierigkeit, die Dampfleitungen bei hohen Drücken dicht zu erhalten. Es gibt jedoch Mittel, um Undichtheiten der Kondensatorrohre sofort festzustellen und auszubessern; Betriebstörungen dieser Art zu vermeiden, kann man den Kondensator reichlich bemessen und so teilen, daß man, nachdem der Schaden bemerkt ist, die undichte Abteilung sogleich außer Betrieb setzen kann. Auch das Dichthalten der Hochdruckleitungen macht, wenn gute Dichtungsstoffe verwendet werden, keine Schwierigkeiten. Ausbesserungen an den Rohrleitungen der Schiffskessel sind allerdings bei den beschränkten Raumverhältnissen viel schwieriger als in Landanlagen.

Auf der diesjährigen Tagung der Institution of Naval Architects berichtete H. E. Yarrow über die erste Hochdruck-Kesselanlage für Handelsschiffe, die in einen Personendampfer der Reederei John Williamson & Co. eingebaut worden ist). Die beiden mit Kohlen gefeuerten Yarrow-Kessel sind für 40 at abs Druck, 400° Dampftemperatur und je 318 m2 Gesamtheizfläche bemessen, wovon 237 m2 auf wasserberührte Heizfläche und 81 m2 auf den Überhitzer entfallen. Die über jedem Kessel eingebauten Lufterhitzer haben je 204 m2 Heizfläche. Jeder Kessel besteht aus einer großen Dampftrommel und drei kleineren Wassertrommeln, die durch gerade Wasserrohre mit der

1) Vom 11. Februar 1925, vergl. „Engineering" Bd. 119 (1925) S. 414. Vom 2. April 1925, Relative Commercial Efficiency of InternalCombustion and Steam Engines for High-Speed Passenger Vessels, .Engineering" Bd. 119 (1925) S. 414 und 462.

3) Vom 26. März 1926, Comparative Freight Economies of a Cargo Vessel with Diesel Machinery, „Shipbuilding and Shipping Record" Bd. 27 (1926) Nr. 13, S. 366/373. Engineering" Bd. 121 (1926) S. 443.

Dampftrommel verbunden sind, s. Abb. 1. Zwischen den beiden Wassertrommeln rechts ist der Überhitzer eingebaut, der aus einem Sammler und einer Anzahl U-förmig gebogener Rohre besteht. Der größte Teil der wasserberührten Heizfläche nimmt die Wärme durch unmittelbare Strahlung auf; dadurch wird das Mauerwerk widerstandfähiger und haltbarer, und Wärmeübergang, Heizflächenbelastung und Wirkungsgrad werden außerdem wesentlich erhöht. Die Lebensdauer des Mauerwerks wird noch weiter verlängert durch die kühlende Wirkung der kalten Verbrennungsluft, die an der Vorderseite des Kessels oberhalb des Rostes zwischen das äußere und innere Mauerwerk eintritt, durch den Luftvorwärmer oberhalb des Kessels strömt und dann auf der Rückseite zwischen dem äußeren und inneren Mauerwerk in den Aschenkanal und in die Kohlenschicht eingeführt wird. Um bei plötzlichem Wechsel der Belastung oder beim Stillsetzen der Maschine die Dampferzeugung möglichst schnell zu verringern, betätigt man oberhalb des Kessels eine Klappe, die dann die gesamte Zusatzluft unmittelbar in den Kamin ableitet. Auch die Drehzahl des Ventilators wird bei geringer Belastung dem Luftbedarf entsprechend eingestellt.

Bei der konstruktiven Durchbildung der Kesselanlage war man vor allem bestrebt, die Zahl der Niet-, Schraubenund Muffenverbindungen zu vermindern. Die große Dampftrommel ist aus dem Vollen geschmiedet und hat außer den eingewalzten Rohren nur zwei verschraubte Mannlochdeckel. Die kleinen Wassertrommeln haben vorn Mannlochöffnungen und je eine Quernietnaht, aber keine Längsnähte. Die Flanschen der Anschlüsse und der Rohrleitungen sind sehr kräftig; Sicherheits-, Rückschlag- und Absperrventile sind auf Grund der Erfahrungen des Landkesselbaues durchgebildet. Die fertigen Kessel wurden bei 63 at abs geprüft.

Die Kosten der Hochdruckkessel sind, auf gleiche Heizfläche bezogen, nicht unerheblich höher als die der Mitteldruckkessel. Namentlich verteuert die Herstellung der Trommeln den Kessel, während die meisten Zubehörteile, wie Fundamente, Mauerwerk, Lufterhitzer usw. etwa gleiche Kosten verursachen. Die hier beschriebenen Kessel sollen um rd. 15 bis 20 vH mehr als die bisher gebräuchlichen Kessel für 18 at abs von gleicher Heizfläche gekostet haben. Da aber infolge der erhöhten Arbeitsfähigkeit des Dampfes die Hochdruckkessel kleiner bemessen werden können, so betragen die wirklichen Mehrkosten nur 2 bis 5 vH. Diesen unwesentlichen Mehrkosten stehen die bessere Brennstoffausnutzung, das geringere Kesselgewicht und der geringere Platzbedarf gegenüber, so daß die Wirtschaftlichkeit der Hochdruckkessel außer Frage steht.

deutscher Ingenieure.

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Ob der im Bericht erwähnte sehr hohe Wirkungsgrad der neuen Kessel (85 vH) im Betrieb erreicht werden wird und ob sich die Kesselanlage auch in der Praxis bewährt, müssen die Versuchsfahrten des neuen Schiffes zeigen. Die Ergebnisse dieser Versuche dürften von entscheidender Bedeutung für die weitere Entwicklung des Schiffsmaschinenbaues werden. [M 1930] E. Praetorius.

Eisenbahnwesen.

Schwere Garrattlokomotive. Lokomotiven mit weit voneinander angeordneten Dampfdrehgestellen und dazwischen eingehängtem Kessel haben den Vorteil, daß sie die Last auf eine große Länge verteilen, also geringe Brückenbelastungen für 1m ergeben. Der weitere Vorteil liegt in der bequemen Ausbildung eines großen Kessels, insbesondere einer geräumigen tiefen Feuerbüchse. Die Garrattlokomotive im besonderen hat den weiteren Vorteil, daß die Drehgestelle, weil sie Wasser und Brennstoff tragen, größere Massen aufweisen und daher weniger den störenden Bewegungen unterliegen.

Seit der ersten Ausführung der Garrattlokomotiven als B+ B-Lokomotiven im Jahre 1909 für die Tasmanische Regierungsbahn hat sich besonders die Firma Beyer, Peacock & Co. in Manchester um die Ausbildung dieser Bauart verdient gemacht. Von dieser Firma rührt der größte Teil aller bisherigen Ausführungen her. Die Garrattlokomotive ist mit beinahe allen möglichen Achsanordnungen ausgeführt, sogar als 2B1 + 1 B 2-Lokomotive, wobei jedes Triebwerk mit Vierzylinder-Verbundmaschinen ausgerüstet war1). Einen Überblick über die gesamten ersten Ausführungen bis 1913 gibt Revue générale des Chemins de fer Bd. 36 (1913) S. 306.

Wurde die Garrattlokomotive anfänglich fast nur auf Schmalspurbahnen verwendet, so hat man in den letzten Jahren doch mehr und mehr auch ihren Wert für Regelspur erkannt. Die Hauptabmessungen solcher neuen Regelbzw. Breitspurlokomotiven gibt Zahlentafel 1.

Die neuesten und schwersten Garrattlokomotiven sind drei 1D1+1 D 1-Lokomotiven, die kürzlich an die regelspurige Nitrate-Eisenbahn in Chile geliefert wurden2).

Die Lokomotive soll 360t schwere Züge auf der 32 km langen Strecke Iquique-Carpas schleppen, die auf 27,5 km 30 bis 39 vT Steigung aufweist. Auffällig ist der kleine Treibraddurchmesser von 1067 mm und der geringe Kolbenhub von 508 mm. Die Steuerung Bauart Heusinger betätigt Kolbenschieber mit 279 mm Dmr., d. i. die Hälfte des Zylinderdurchmessers. So werden sich auch bei höheren Geschwindigkeiten günstige Einströmverhältnisse ergeben. Zum ersten Male bei Garrattlokomotiven sind die Dampfdrehge

1) Vergl. „Engineering" Bd. 94 (1912) S. 355.
2) Vergl. „Railway Gazette" Bd. 44 (1926) S. 634.

stelle mit Barrenrahmen versehen. Auch die Ausführung der Achsbüchse mit Bronzelagern und Fettschmierung sowie die gesamte Federanordnung entspricht amerikanischen Gepflogenheiten. Der Kessel gehört zu den größten bislang in England ausgeführten Lokomotivkesseln. Bemerkenswert ist die 2378 mm tiefe Feuerbüchse. Das Speisewasser wird in den vorderen Dom gedrückt, der mit Wasserreiniger ausgerüstet ist. Zwischen Regler und Überhitzer ist ein Absperrventil Hopkinson-Ferranti eingeschaltet, das außerhalb des Kessels zwischen Schornstein und Dom sitzt. Der

Regler selbst liegt in der Rauchkammer, und zwar zwischen Überhitzer und Zylinder. Die Hauptabmessungen sind, soweit nicht bereits in Abb. 2 angegeben, folgende:

Spurweite Dampfdruck

Rostfläche 2770 × 2308 mm2 =

wasserberührte Heizfläche der Feuerbüchse

wasserberührte Heizfläche der Rohre

Überhitzerheizfläche

Gesamtheizfläche

Kesseldurchmesser außen

Reibungsgewicht

Dienstgewicht

größte Zugkraft (0,75)

14,1 kg/cm2 6,39 m2

Die französische Südbahn stellt mit zwei 2C2-Gleichstromlokomotiven Versuchsfahrten an, die von der Gesellschaft Constructions Electriques de France gebaut worden sind. Die Lokomotiven haben sechs Antriebmotoren mit senkrecht stehender Welle. Je zwei Motoren sind mit 640 mm Entfernung ihrer Wellenmitten nebeneinander angeordnet, Abb. 3 und 4. Die in entgegengesetzter Drehrichtung umlaufenden senkrechten Wellen arbeiten über ein Kegelradgetriebe (1:3) auf eine gemeinsame die Achse umschließende Hohlwelle, und diese treibt über Federkupplungen a die Triebräder. Der Fahrleitungsstrom von 1500 V wird der Oberleitung durch zwei Stromabnehmerbügel mit je zwei kupfernen Schleifstücken entnommen. Ein dritter, in der Mitte der Lokomotive angeordneter Bügel ist als Aushilfe vorgesehen. Die Leistung der beiden auf eine Triebachse arbeitenden Motoren beträgt 789 PS; sie kann auf 986 PS gesteigert werden. Die

21. August 1926.

Lokomotive leistet normal 2367 PS und im Höchstfalle 2958 PS. Ihre Geschwindigkeit beträgt 120 km/h; bei Versuchsfahrten wurden 150 km/h erreicht. Die Lokomotive wiegt 102 t und hat 54t Reibungsgewicht. Acht weitere elektrische Lokomotiven ähnlicher Bauart, allerdings mit der Achsfolge 2D2, sind für die Strecke Bordeaux-Irun vorgesehen. (,, Engineering" Bd. 121 (1926) S. 622.) [M 1967]

Die Kupfergrube Chuquicamata. Das größte Kupfervorkommen der Welt, Chuquicamata, Eigentum n der Chile Exploration Co., befindet sich in Chile nördlich der Wüste Atakama in einer Höhe von 2700 bis 3000 m über dem Meere bei einer Ausdehnung des eigentlichen Grubenfeldes von 903 ha. Die Lagerstätte besteht aus einer Vererzung einer Schütterzone in Hornblendegranit, der den jurassischen Schichtenkomplex des westlichen Cordillerenabfalles in einer mächtigen Intrusion durchbrochen hat. Das Erz findet sich in unzähligen kleinen Klüften und Gängen, die das Gestein in allen Richtungen durchziehen und dadurch eine Art Stockwerk bilden. Haupterze der Oxydationszone, die sich bis in 130 m Tiefe er

streckt, sind die durch Laugung aus dem übrigen Gestein zu gewinnenden Mineralien Chalkanthit (CuSO4+5 H2O) und Brochanthit (CuSO4 + 3 Cu(OH)2). Die darunterliegende, etwa 100 m mächtige zweite Zone enthält als Haupterze Kupferglanz und Kupferindig, während die Erze der Primärzone Pyrit, Kupferkies und Enargit sind. Die Menge des anstehenden Erzes wurde auf Grund von zahlreichen Bohrungen errechnet zu 339 000 000 t „Laugeerz" mit 1,91 vH Cu in der ersten Zone, zu 151 000 000 t „Mischerz", das teils durch Laugung, teils durch Aufbereitung gewonnen werden kann, mit 2,98 vH Cu und zu 200 000 000 t„Aufbereitungserz", das nur durch Aufbereitung gewonnen werden kann, mit 1,84 vΗ Cu.

Das Erz gewinnt man im Tagebaubetrieb terrassenförmig mit Strossenhöhen von 12 bis 16 m. In den Rand der jeweiligen Terrasse werden in einem Abstand von 5 bis 7 m vom Steilabfall der Strosse eine Reihe von Bohrlöchern mit einem Durchmesser von 15 cm und je 7 m Zwischenraum bis auf 2 m unterhalb des Horizontes der nächst tieferen Strosse mittels Seilbohrern niedergebracht (Stundenleistung 1,2 bis 1,3 m Bohrung) und in einem Abstand von weiteren 5 m von dieser Bohrlochreihe eine zweite Reihe Bohrlöcher gestoßen, die in den milderen Teilen der Lagerstätte mit Schwarzpulver, in den härteren Teilen mit Dynamit besetzt werden. Nach Sprengung einer solchen Abbauwand in einer Breite von 10 bis 12 m verladen Löffelbagger mit einem Löffelinhalt von 7 bis 15 t das losgeschossene Erz in Wagen mit einer Tragfähigkeit von 60 bis 70t, worin es der 2 bis 3 km von der Grube entfernten Zerkleinerungs- und Laugeanlage zugeführt wird. Hier wird das Rohhaufwerk durch vorsichtige, stufenweise Zerkleinerung auf unter 10 mm zerkleinert. Man erhält hierdurch ein ziemlich gleichmäßiges Korn mit einem geringen Anteil an feinem, das den Laugeprozeß günstig beeinflußt. Das zerkleinerte Erz gelangt durch Greifkrane in Zementlaugebottiche, in denen mit aus dem Erz selbst erzeugter Schwefelsäure ge gelaugt wird. Nach Entchlorung der Lauge mittels Zementkupfer1) wird das Kupfer mit gekörntem Eisen gefällt und bis auf einen geringen Teil, der wieder zur Entchlorung der Lauge gebraucht wird

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auf der Hütte zur Herstellung von löslichen Anoden verwendet. Durch verschiedentliche Verbesserung der Laugeund Fällungsverfahren erreicht man jetzt eine Kupferausbeute von über 90 VH bei einem Wasserverbrauch 0,15 m3/t Erz. Die Betriebskraft, die zu 83 vH zur elektrischen Fällung des Kupfers und nur zu 17 vH für den Abbau und als motorische Kraft Verwendung findet, wird durch Kabel aus einem 140 km entfernten Kraftwerk mit einer Leistungsfähigkeit von 90 000 kW im Hafen von Tocopilla bezogen. Die Anlage verarbeitet z. Z. mit einer Belegschaft von 9000 Mann einschl. Angestellten 22000t Erz täglich. Nach Fertigstellung der geplanten Erweiterungen soll die Gesamtleistung 35 000 t Erz am Tage betragen, mit der man dann jährlich 175 000t Kupfer gewinnen will. [N 1919]

1) „Metall und Erz" Bd. 23 (1926), S. 193.

Pr.