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huch B e rlin .
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S O N D E R D IiU C K E w erden n u r a u f re ch tze itig e B e s te llu n g und gegen E r s t a tt u n g der durch den be sonderen D ru c k e n tsta n d e n e n S elbstk osten ge lie fe rt. D en V erfasse rn von O rig in a lb e iträ g e n stehen bis 7.u 5 E x pl. des be tr. v o llstän d ig e n H e fte s k o ste n fre i z u r V e rfü g u n g , w enn uns ein da h in g e h e n d e r W un sch bei E in s e n d u n g der H a n d s c h rift m i t g e te ilt w ird . N ach D ru c k des A u fs atz e s e rfo lg te B e ste llu n g e n von S o n derab dru ck e n oder H e fte n k ö nn en ln der Hegel n ic h t b e rü ck sic h tig t w erden.
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Inhaltsübersicht:
V o r w o r t: Z u r E in fü h ru n g . V o n P ro f. D r.- In g . S c h l e s i n g e r *
P ro fe s s o r S a w i n , V o rs te h e r d e r W e rk z e u g a b te ilu n g d e r S k o d a -W e rk e in P ils e n : Das T o le ra n z s y s te m „ S k o d a “ . —
Ä u ß e r u n g e n a u s d e m W e r k z e u g m a s c h i n e n b a u : D ire k to r M ö h r i n g , L u d w ig L o e w e & C o., A .-G .: V e rg le ic h d e r D IN -P a s s u n g s s y s te m e . — D ire k to r D r. R e i n d I , S c h u c h a rd t & S c h ü tte A .-G . : B e itra g z u r A b ä n d e ru n g d e r D IN -P a s s u n g e n — O b e rin g e n ie u r M i t a n , F r itz W e rn e r A .- G .: B e a n s ta n d u n g d e r D IN -P a s s u n g e n .
S t e l l u n g n a h m e d e s G r o ß m a s c h i n e n b a u s : D ire k to r B a s s o n , H a n o m a g : D as D IN -T o le ra n z s y s te m . — O b e rin g . D a m m , H a n o m a g : D IN -P a s s u n g s s y s te m u n d S k o d a -T o le ra n z e n . — D ire k to r D r. F i c h t n e r , H e n ts c h e l & S o h n : B e a n s ta n d u n g d e r D IN -P a s s u n g e n . — O b e rin g e n ie u r B a r t h o l d y , F rie d . K r u p p : E rfa h ru n g e n m it d e n D IN -P a s s u n g e n . — O b e rin g e n ie u r M a u d e r e r , M A N : E n tg e g n u n g z u m S k o d a -T o le ra n z s y s te m . —
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4 9 . Jahrgang Berlin, 31. Mai 1 9 2 8 H eft 2 2
Felix D eutsch t
Am 19. Mai ist F e l i x D e u t s c h , unmittelbar nachdem er die Schwelle des biblischen Alters überschritten hatte, gestorben, auf der Höhe seines Ruhmes, noch erfüllt und umklungen von der bewundernden Anerkennung aller, die in ihm den genialen Wirtschaftsführer verehren.
Nach klassischer Anschauung war ein solcher Tod nur den von der Gottheit bevorzugten Sterb
lichen bcschieden; und in demselben klassischen Sinne gelten für Felix Deutsch die Worte, die Goethe einst einem auf der Höhe seines Schaffens dahingerafften Führer gewidmet hat: „So war er denn auf der höchsten Stufe des Glückes, das er sich nur hätte wünschen können, der W elt verschwunden. Die Gebrechen des Alters, die Abnahme der Geisteskräfte hat er nicht em pfunden; er hat als Mann gelebt und ist als ein vollständiger Mann von hinnen gegangen.
Nun genießt er im Andenken der Nachwelt den Vorteil, als ein ewig Tüchtiger zu erscheinen, denn in der Gestalt, wie der Mensch die Erde verläßt, wandelt er unter den Schatten“. B
814 Elektrotechnische Zeitschriit 1928 Heit 22 31. Mai 1928
Neue Fernschalter fü r elektrische Straßenbeleuchtung.
Von Ins?. Fricdr. Math, Dinkelscherben.
Ü b e r s ic h t. Es werden neue Fernschalter fü r öffentliche elektrische Beleuchtung beschrieben, deren Steuerung m it Gas- druekwelle oder elektrischer Zeitschaltuhr erfolgt.
Das rasche Wachstum des Verkehrs hat besonders auch auf dem Gebiete der öffentlichen Beleuchtung inten
sive Arbeit der Umgestaltung und Vervollkommnung not
wendig gemacht, denn gute Straßen- und Platzbeleuch
tung ist heute Grundbe-
A b ti. 1. (ra s iiru c k w e lle n - Fern- A b b . 2. Q u e c ks ilb e r- D re h se lin ll- s e h a lte r f ü r Ganz- o d e r Hall)- liih ro .
n achtsi-halttiiiK (E in ze ls c h a lte r).
Anforderungen nicht mehr folgen; die elektrische Be
leuchtung lmt ihrer unbegrenzten Ausbaumöglichkeit wegen die Oberhand gewonnen. Gleichzeitig ist man aber bestrebt, die Kosten für Bau und Betrieb auf ein Mini-
(Abb. 1). Die wesentlichen Neuerungen bestehen in einem eigenartigen vereinfachten Schaltwerk und in der Ver
wendung von Quecksilber-D r e h s c h a l t r ö l i r e n. Wäh
rend die bisher üblichen Apparate ein mehr oder weniger kompliziertes und viel Kraft verbrauchendes Schaltwerk besitzen, ist letzteres bei dem neuen Schalter völlig frei von Zahnrädern, Hebeln und Federn. Infolge seiner auf
fallenden Einfachheit weist dieses neue Schaltwerk ein Minimum an- Reibung und Trägheit auf. Dies ist beson
ders für großstädtische Beleuchtungsanlagen von Bedeu-
A b b . 4. Q u e c k s ilb e r - K ip p s c h a ltrö h rc f li r 650 V .
tung, da in den Außenbezirken mit nur geringem Gas- iiberdruck gerechnet werden kann, der Schalter aber durchaus zuverlässig, d. h. mit genügend Kraftüberschuß, arbeiten muß. Die Verwendung von Drehschaltröhren (Abb. 2) verbürgt eine erhebliche Steigerung der elektri
schen Leistungsfähigkeit, da sich diese Schallrühren im Verhältnis zur Schaltleistung in viel günstigeren Aus
maßen horsteilen lassen, als dies bei den bisher verwen
deten Kippschältröhren möglich war.
Eine weitere und vielleicht die wichtigste Neuerung stellt die Kombination zweier Einfachschalter in einem
A b b . 3. (¡a s d r u e k w e lle ii- F e rn s e h a lte r f ü r G a n z- u n d H a lb n a e h ts o b a ltu iiir
( G r u p p e n se h a lte r).
A b b . 5. K le in e r G a s ilru e k w e lle n - S e r i e n - F e m s e h a lte r .
mum herabzudrücken. Eine kritische Betrachtung aller Möglichkeiten hierzu läßt die Wahl auf Steuerung mittels Gasdruckwellen-Fernschalter fallen, denn dies würde tal
sächlich neben vielen anderen Vorteilen geringsten Lei
tungsaufwand und damit geringste Anlage- und Betriebs
kosten bedeuten. Es dürfte daher für alle beteiligten Kreise von großem Interesse sein, zu erfahren, daß sich nunmehr ein Gasdruckwellen-Fernschalter auf dem Markte befindet, dessen Leistungsfähigkeit überrascht und auf dem Gebiete des städtischen Beleuchtungswesens einen wirklichen Fortschritt bedeutet.
Im nachstehenden wird dieser neue Gasdruckwellen-.
Fernschalter beschrieben, welcher von den bisher ge
bräuchlichen Apparaten dieser Art vollständig abweicht
Gunznochltjmpi
A b b . 6. (¡ a s ilm e k w e lle n - F e r n s c h a lie r f ilr 650 V.
Halbnachtiomp*
Q
Hatboacht-
A b b . 7. G r u u d s e h a ltu n g ' des G a s d ru c k w e lle n - E in z e l- F e r n s e h a lte ts ,
31. Mai 1928 Elektrotechnische Zeitschrift 1928 Heft 22 815
Lampengruppe ZentrahSchattuhr
Gruppen- Fernschalter
Schaliletiunq
Wehkobei
Abi». 10, Fernsehalter mit elektrischem Antrieb.
Einen Schalter für Spannungen bis 650 V zeigt Abb. 6. Er ermöglicht direkten Anschluß einer oder mehrerer Lampengruppen in Serien von je 6 Lampen zu je 110 V an Straßenbahnnetze, womit eine Verteuerung, die die Unterteilung der Leitungen für solche Beleuchtungsan
lagen bedeuten würde, vermieden bleibt.
A b b . 13. G a sd ru e k w c lle n - F e riis e h & lte r in S e h le u d e r b e to n m a s t e in g e b a u t.
Kästen, zum Teil in Schleuderbetonmasten, die gleich
zeitig die Träger der Beleuchtungskörper sind, unterge- bracht (Abb. 12 und 13). Der Überdruck der Gasdruck
welle im Rohrnetz beträgt 30 mm WS, was zu einem sicheren Schalten vollkommen ausreicht. Nennenswerte Störungen traten in den genannten Anlagen bis heute
Abb. 12. Gasdruckwcllen-Fernsöhalter in eisernem Wandschrank eingebaut.
Apparat mit nur einem Schaltwerk zu einem sogenannten Ganz- und Halbnachtschalter dar (Abb. 3).
Zwei Sonderfälle sind cs, die auch die Beibehaltung der Quecksilberschaltröhre in ihrer Grundform, der K i p p s c l i a l t r ö h r e , forderten: das Bedürfnis nach einem räumlich sehr kleinen Serienschalter von hoher
Abb. 7 zeigt die Grundschaltung des Gasdruckwellen- Einzelschalters. Abb. 8 eine solche des G a n z - u n d H a l b n a c h t s c h a l l e r s . Abb. 9 zeigt eine Anordnung, die sich unter den vielen Kombinationsmöglichkeiten als die wirtschaftlichste erwiesen hat: als Gruppen- u n d Serienschalter.
Für Anlagen, in denen ein Gasleitungsnetz nicht zur Verfügung steht, werden sämtliche vorstehend beschrie
benen Schaltertypen auch mit elektrischem Antrieb aus
geführt (Abb. 10), was infolge des außerordentlich gerin
gen Kraftbedarfs und der Voraussetzung nur e i n e s weiteren Schaltdrahtes eine nennenswerte Verteuerung nicht bedeutet. Die Schaltungsweise zeigt Abb. 11.
Abb. 8. Grundschaltuns des Gasdruckwellen-Gruppcn-Fornschalters.
elektrischer Schaltleistung und die Verwendbarkeit der Gasdruckwellen-Fernschalter für Spannungen von 4-10 bis 650 V. Voraussetzung war natürlich, daß auch diese Röhrentype ähnlich der Drehschallröhre zu höchstmög
lichster Vollkommenheit entwickelt wurde (Abb. 4). Tat
sächlich stellen die in dem beschriebenen Schalter verwen
deten Schaltröhrcn, wie
Außenlsiier
Halb nacht -
— Lampen Ccmrxxht - Versuche und Praxis
gezeigt haben, in me
chanischer und elektri
scher Beziehung wirk
liche H o c h 1 c i - s t u n g s - Schaltröhrcn dar.Der kleine Serien
schalter (Abb. 5) findet hauptsächlich da Ver
wendung, wo Bedarf nach sehr starken Licht
quellen in nur e i n e r Armatur vorliegt, ln diesem Falle kommt zweckmäßig nicht eine große, sondern mehrere kleinere gasgefüllte
Glühlampen zur Verwendung, von denen dann um Mitter
nacht ein Teil, der Rest vor Sonnenaufgang mittels des Qasdruckwellen-Seriensehalters abgeschaltet wird.
GOi druck- Gruppen- Fernsehalter Gasleitung
Kabel
Abb. 9. Gasdruckwollen-Fernsohalter in Gruppen- u n d Heriensehaltunir.
Abb. 11. Grundsehaltunff des elektrischen Fernsehalters.
Auf Grund der bis beute vorliegenden Betriebserfah
rungen kann gesagt werden, daß diese neuen Gasdruck- wellen-Fernschalter den höchsten Anforderungen ge
wachsen sind und sich bisher als durchaus zuverlässig erwiesen haben. In mehreren uusgcfiihrten großstädti
schen Straßenbeleuchtungsanlagen, in welchen alle vor
genannten Schaltertypen zum Einbau kamen, werden bei
spielsweise mit jedem dieser Schalter eine oder zwei Gruppen von 6 bzw. 14 gasgefüllten Glühlampen von je 500 W geschaltet. Die Schalter sind zum Teil in eisernen
Elektrotechnische Zeitschrift 1928 Heft 22 31. Mai 1928
nicht auf, auch konnten sonstige Mängel oder irgend
welcher Verschleiß nicht festgestellt werden. Bemerkens
wert ist, daß die eingebauten Schalter nicht der ge
ringsten Wartung oder Unterhaltung bedürfen.
Im ganzen kann gesagt werden, daß diese neuen Gas- (I r uck wellen - Fe rnschaltfcr einen beachtenswerten Fortschritt
auf dem Gebiete der Beleuchtungstechnik bedeuten und cs angebracht erscheint, daß sich ersteren die Aufmerk
samkeit aller derjenigen städtischen Behörden und Werke zuwendet, die es anstreben, ihre öffentlichen Beleuch
tungsanlagen zeitgemäß, betriebsicher und wirtschaftlich zu gestalten.
Das Leclanche-Element.
Von Prof. Dr. K. Arndt, Charlotlcnburg.
übersieht. Die Entwicklung des Leclanehd-Elcmen- tes von seiner ursprünglichen Form bis zur AnodenbaUe- vie 'wird kurz geschildert. Die Vorgänge bei der Entladung und dio Bedingungen für die guto Leistung werden auf Grund der eignen Forschungen des Verfassers dargelegt.
Vor 60 Jahren, im Frühjahr 1868, veröffentlichte George L e c I a n c h e in der Zeitschrift „Los Mondes" die erste Beschreibung seines B r a u n s t e i n - Elementes,
Abb. 1. Lcclanche-Element, Abb. 2. Leolanchö-Element,
erste Form. zweite Form.
welches noch heute in großen Mengen für das Fernmelde- wosen, für Kleinbeleuchtung und seit einigen Jahren ganz besonders für Anodenbatterien fabriziert wird. Nachdem schon vor ihm W h e a t's t o n e
und d e 1 a R i v e die Superoxyde dos Bleis und des Mangans als
„Depolarisator" im Zink-Kohle- element versucht, aber nur das Bleisuperoxyd geeignet gefunden hatten, glückte es Leclanche, in
dem er aus einem guten Natur
braunstein Platten sägte und sie zu-
tischere Form, indem er in einer porösen Tonzelle eine Graphitplatte mit einem Gemisch von zerkleinertem Braun
stein und Retortenkohle umgab und dio Zelle in ein Glas
gefäß setzte, das er bis zur halben Höhe mit einer gesättig
ten Chloranimqniumlösung füllte; die andere Elektrode war ein gut verquickter Zinkstab (Abb. 1). Diese Ele
mente, welche sich bei den Eiscnbahngesellschaften und der Post rasch einführten, wurden in drei Größen herge- stellt. Das größte Element besaß einen inneren Wider
stand, welcher dem von 450 m Eisendraht von 4 mm Dicke gleich war, und lieferte während eines Jahres eine Strom
menge, welche 100 bis 125 g Kupfer abscheiden konnte;
die Anfangspannung war l,38mal so groß wie die eines Daniollelementes. In unsere heutigen Maße übertragen bedeuten diese Angaben: 4,5 Q, rd. 100 Ah und 1,5 V. Um das Element zu verschicken, vergoß Leclanche die Zelle oben mit Wachs, ließ aber darin ein Loch, aus welchem dio Luft entweichen konnte, wenn man die Tonzelle in dio Salmiaklösung einsetzte.
Dio endgültigo Gestalt gab Leclanche einige Jahre später seinem Element, indem er eine innige Mischung von 40 % Braunstein, 55 % Retortenkohle und 5 % Harz in einer Stahlform unter 300 at Druck (mit Hilfe einer hy
draulischen Presse) um einen Kohlestift preßte. Der Zink- stab wurde unter Zwischenschaltung einer Holzleiste an den Preßling gebunden (Abb. 2). In das Glasgefäß kamen je nach der Größe 100 bis 200 g Chlorammonium und dann wurde Wasser bis zur halben Höhe eingefüllt.
Diese Gestalt der Kohle-Braunsteinelektrode wird noch heute verwendet. Die Retortenkohle hat man durch Graphit ersetzt und dadurch die Leitfähigkeit, sowie die Leistung verbessert. Dem Zink gibt man meist die Form eines Bechers, der gleichzeitig als Behälter dient. Indem G a ß n e r die Salmiaklösung durch passende Zusätze zu einer Gallerte verdickte und das ganze Element mit einer Vergußmasse verschloß, machte er das Lcelanche-Element außerordentlich handlich. Viele Millionen dieser
„ T r o c k e n e l e m e n t e " werden jährlich von zahlrei-
Abb. 3. Becher und Puppe eines Abb. 4- Dreiteilige Taschenlampenbatterie, großen und eines kleinen Trocken
elements.
Abb. 5. Anodenbatterien.
sammelt mit Zink in Chlorammoniumlösung hing, ein Eie- chen Fabriken in Deutschland, Frankreich, England, Däne
ment von hoher elektromotorischer Kraft und guter Lei- mark, den V. S. Amerika usw. erzeugt. Berlin ist ein stung herzustellen. Bald gab er seinem Element eine prak- Hauptort dieser Fabrikation. Abb. 3 zeigt nebeiiein-
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ander die Zinkzylinder und die „Puppen" eines großen Poslelementes und eines Zwcrgeicment.es für Taschen
lampen- und Anodenbatterien; der Zylinder des einen ist 175 mm, der des ändern 55 mm hoch. Die „Puppen" sind mit Gazestoff umwickelt und mit Fäden umschnürt; auf den Kohlestift wird eine Messingkappe gezwängt, welche bei den großen Elementen eine Klemmschraube, bei den kleinen einen angelöteten Draht oder Blechstreifen trägt.
Abb. 4 zeigt eine dreiteilige Taschenlampenbntterie und darunter ihre Bestandteile, Abb. 5 zwei auf die hohe Kante gestellte Anodenbatterien von 65 in 5 Reihen angeordneten Elementen, allemal ohne die Papphülle.
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feinen Graphitteilchen unter sehr hohem Druck zusam- mehpreßt, so ist die Masse viel zu dicht; bei der Entladung fällt die Spannung des Elementes allzu rasch und wenn die untere Grenze von 0,6 V erreicht ist, so ist namentlich im Innern der Puppe der größte Teil des Braunsteins noch unverbraucht. Eine gute Puppe soll einen Porenraum von rd. 40 % ihres Gesamtraumes besitzen. Weil die bei der Umsetzung abgeschiedenen Ziukverbindungen die Poren stopfen, so ist nach der Entladung der Porenraum nur etwa halb so groß. Bei zu locker gepreßten Puppen ist der Porenraum größer als 45 % ; aber die Leistung ist schlecht, .weil die Teilchen einander und den Kohlestift nicht ge
nügend berühren und dann bei der Stromlieferung mangel
haft mitarbeiten. Bedeutsam ist hierbei die Gestalt der Graphitteilchen. Guter Naturgraphit hat ein blättriges Gefüge; diese winzigen Blättchen gehen einen sperrigen Bau der Puppe, welcher ihrer Leistung günstig ist. Mit dem reinsten mir zur Verfügung stehenden Kunstgraphit (der nach dem Verfahren von A c h e s o n im elektrischen Ofen hergestollt wird) habe ich nicht so gute Werte be
kommen, weil die Kristallblättchen beim Elektrographit schlecht entwickelt sind.
Was den Braunstein anlangt, so verwendet man heute meist 2 Gewichtsteile natürlichen und 1 Gewichtsteil Kunstbraunstein im innigen Gemisch mit 1 Teil Graphit.
Der Kunstbraunstein ist sehr fein zerteilt und beansprucht einen 2- bis 3mal größeren Raum als der derbere Natur
braunstein. Abb. 6 zeigt als Beispiel einen Kunstbraun
stein, Abb. 7 einen Naturbraunstein bei 70facher Vergröße
rung. Der Kunstbraunstein gibt eine höhere Anfangspan
nung des Elementes (bis 1,9 V gegen etwa 1,5 V bei Natur
braunstein) und wird bei der Entladung vollständiger aus
genutzt als der Naturbraunstein, aber beeinträchtigt wegen seiner höheren Oxydationskraft die Lagerfähigkeit der Elemente.
: Abb. 6. Kunstbraunstein.
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Abb. I Entladung eines Zink-ISraunsteinelemeuts mit konstanter Stromstärke. -
A b b . 7. X a t u r b r a u n s te iii a us d e m K a u k a s u s .
Bei dem Alter und Umfang dieser Fabrikation sollte man eigentlich annehmen, daß sie in technischer und wis
senschaftlicher Beziehung vollkommen durchgearbeitet sei. Dies ist aber leider nicht der Fall und deshalb ist der Ausschuß innerhalb der Fabriken und die Zahl der min
derwertigen Fabrikate, welche auf den Markt kommen, nicht gering. Ich habe mich seit etwa 13 Jahren bemüht, an meinem bescheidenen Teile diesem Mangel abzuhelfen.
Ich will im folgenden auf Grund meiner eignen Forschun
gen die Vorgänge im Hraunsteinelement und die Bedingun
gen erörtern, von denen die Güte des Elementes abbängt.
Je besser die Rohstoffe sind und je sorgfältiger ge
arbeitet wird, um so besser sind natürlich die fertigen Batterien. Man könnte jedoch von diesem Gesichtspunkt aus annchmen, daß „chemisch reine" Rohstoffe zu erstre
ben wären, soweit es der Kostenpunkt zuläßt. Aber neben den chemischen sind die physikalischen Eigenschaften, nämlich das Gefüge des Zinkbleches, die Korngröße des Braunsteins und die Gestalt der Graphitteilchen sehr wichtig.
Damit auch im Innern der Puppe das Graphitbraun
steingemisch genügend am stromliefernden chemischen Vorgänge teilriimmt, muß die Puppe richtig porös sein.
Wenn man z. B. sehr fein gepulverten Braunstein mit sehr
Hinsichtlich der Ausnutzbarkeit des Braunsteins muß von der Wissenschaft die Frage beantwortet werden, wie
viel Sauerstoff das Mangandioxyd Mn02 bei der Entladung abgeben kann. F. F o e r s t e r 1 nimmt an, daß es zu MnO reduziert wird. Ich habe aber vor nicht langer Zeit2 be
wiesen, daß in Wirklichkeit die Reduktion bei der nutz
baren Entladung nur bis M n,0:, geht. Als Beweis dienten mir Stromspannungskurven. Als wir nämlich ein Platin
blech, welches mit einer dünnen Schicht Mangandioxyd überzogen war, in Chlorammoniumlösung zwischen zwei Zinkbleche hingen und das so gebildete Zink-Braunstcin- element mit konstanter Stromstärke entluden und in be
stimmten Zeiträumen die Klemmspannung maßen, erhiel
ten wir das Schaubild Abb. S; die dazu gehörende chemi
sche Analyse ergab, daß die lange fast wagerecht laufende Kurve steil abstürzt, sobald das MnO, zu Mn,Oa reduziert ist. Es sind danach für 1 Ah rd. 3 g Mangandioxyd erfor
derlich3.
Eine 12 g wiegende Puppe, welche 9 g Braunstein mit 90 % Mangandioxyd enthält, reicht also für 2,7 Ah. Analy
siert man nun in einem entladenen Element das noch vor
handene Mangandioxyd, so findet man gewöhnlich, daß
1 E le k tr o c h e m ie w S C r ije r L ö s u n g e n , 4. A u fl., S . 239.
2 Z. a n g e w . C h e m ie B d . 39» 1926, S. 1426. * 3 N a c h der» F a ra d a y s e h e n G r u n d g e s e tz d e r E le k tro ly s e w ir d 1 G r a n im liq u iv a le n t b e i D u rc h g a n g ; v o n 26,8 A h u m g e se tzt. 1 G ran m i- ä q u i v a le n t = 8 g S a u e rs to ff w ir d n a c h d e in O b ig e n v o n 1 G r a m m o le k u l
=r 87 g M a n g a n d io x y d a b g e g e b e n .
