GLÜCKAUF
Berg- und Hüttenmännische Zeitschrift
Nr. 51 18. D ezem ber 1926 62. Jahrg.
Ergebnisse von V ersuchen an Luttengebläsen und ihre praktische A uswertung.
Von Dipl.-Ing. A. S a u e r m a n n ,
Ingenieur des D am pfkessei-Überw achungs-Vereins d e r Zechen im O berbergam tsbezirk D ortm und zu Essen.
A uf die S o n d e r b e w e t t e r u n g u n t e r t a g e e n t fä llt ein nicht u n e r h e b lic h e r Teil des E ig e n v e r b ra u c h e s der Zechen a n B r e n n s to ffe n . D a d u r c h s c h n ittlic h rd. 1 /3 d e r K ra ftle istu n g f ü r die E r z e u g u n g d e r P r e ß l u f t un d d a von e t w a 1 /3 f ü r die S o n d e r b e w e t t e r u n g a u f g e w e n d e t wird, b e a n s p r u c h t diese etw a y g, a lso reichlich 10'Vo des G e s a m t v e r b r a u c h e s einer Zeche. E b e n s o ist d e r A u fw a n d f ü r N e u b e s c h a f f u n g e n , In sta n d s e tz u n g e n , U n t e r h a l t u n g u n d B e d ie n u n g d e r S o n d e r b e w e t te r u n g s - ein rich tu n g e n im Z e c h e n h a u s h a l t n ic h t g e r i n g e in z u sc h ä tz e n ; v o r allem a b e r habe n d ie se w ic h tig e A u f g a b e n zu erfü lle n , so d aß m a n an ihre B e trie b s s ic h e r heit h o h e A n s p r ü c h e ste lle n m uß.
D a sich viele F irm e n m it d e r H e r s t e l l u n g u n d dem V ertrieb von L u tte n g e b lä s e n f ü r die S o n d e r b e w e tte -
1 u n g b efa ssen , die hinsichtlich d e r B auart, d e s Preises, des L u ft v e r b ra u c h e s und a n d e r e r E ig e n s c h a ft e n e r h e b lich v o n e i n a n d e r abw e iche n, ist es nicht leicht, die
ric h tig e W a h l zu treffen, n a m e n tlic h d e s h a l b nicht, weil die Zechen die von d e n F irm e n a n g e g e b e n e n L e istu n g sz a h le n m e ist n ic h t n a c h p r ü f e n k ö n n e n und d ie se h ä u f ig s e lb s t nicht in d e r Lage sind, d u r c h e in w a n d fre ie V ersu ch e b e g r ü n d e te A n g a b e n zu m achen.
D e s h a lb e n ts c h lo ß sich d e r D a n ip fk e ssel-Ü b er- w ac h u n g s-V e re in d e r Zechen im O b e r b e r g a m ts b e z ir k D o r t m u n d , V ersuche zu r K lä r u n g d e r in B etracht k o m m e n d e n F r a g e n v o r z u n e h m e n , un d f o r d e r t e die ihm b e k a n n te n H e r s te lle r auf, sich d u r c h H e r g a b e von M u s t e rn i h r e r A u s f ü h r u n g e n d a r a n zu b eteiligen. Die D e u ts c h - L u x e m b u r g is c h e B e rg w e rk s - u n d H ü tte n -A .G . e r k lä r t e sich bereit, au f ih re m K ra ftw e r k bei d e r Zeche P r in z R e g e n t eine V e r s u c h s a n la g e zu erric h te n u n d sie n e b s t d e r e r f o rd e rlic h e n B e d ie n u n g f ü r die V ersuche zu r V e r f ü g u n g zu stellen. D iese s o llte n einen V er
g le ich d e r zurzeit a u f d em M a rk te b efin d lich e n L u tte n
g e b l ä s e e rm ö g lic h e n . Da die V e r h ä ltn is s e im Betriebe u n te rt a g e j e d o c h in m a n c h e r B e z ie h u n g von d e n je n ig en au f dem P r ü f s t a n d ab w e ich e n , w e r d e n im A nschluß an den n a c h s te h e n d e n V e rsu c h s b e r ic h t auch diese U n te r s c h ie d e noch e i n g e h e n d e r b eh a n d elt.
Der Versuchsstand.
D er V e r s u c h s s ta n d (A bb. 1) ist äh n lic h a u s g e s ta lte t wie d e r von B u s c h m a n n b e s c h r ie b e n e 1. D e r H a u p t-
1 B u s c h m a n n : U n te r s u c h u n g e n a n D ü se n u n d L u tte n v e n tila to re n , G lü ck a u f 1926, S. 389.
u n te rs c h ie d b e s te h t d arin , d a ß die v o n m i r zur M e s s u n g des P r e ß l u f t v e r b r a u c h e s u n d d e r e rz e u g te n W e tt e r m e n g e b e n u tz te n D ü se n in F o r m un d D u r c h m e s s e r d e n vorn Verein d e u t s c h e r I n g e n ie u r e a u f g e ste llten R e g eln f ü r L e i s tu n g s v e rs u c h e a n V e n tila to re n e n ts p re c h e n , w ä h r e n d die von B u s c h m a n n v e r w e n d e te n d a v o n abw ic hen. D e r P r e ß l u f t d r u c k w u r d e n ic h t w ie bei B u s c h m a n n v o r d em V e r b in d u n g s s c h la u c h , s o n d e r n am G e b l ä s e s e lb s t ein g e ste llt, w eil m a n b e o b a c h t e t hatte, d a ß d e r S p a n n u n g s a b f a l l im S c h la u c h bei
1674 G l ü c k a u f Nr. 51
k le in e r n L u ft m e n g e n z w a r g e r i n g w a r, bei grÖßern a b e r bis > _• at u n d m e h r b e t ru g . F e r n e r l a g B u s c h m a n n s V e rs u c h s s ta n d im Freien, w o b ei sich zuweilen W i n d s t ö ß e in die o ffe n e L u t t e n ö f f n u n g s tö r e n d b e m e r k b a r m a chte n. D e s h a lb g e l a n g t e u n s e r V e r s u c h s s ta n d in dem g e rä u m ig e n T u r b i n e n k e l l e r d e s K ra ft
w e r k e s z u r A u fstellu n g .
Die P r e ß l u f t g e h t d u r c h den W a s s e r a b s c h e i d e r a un d d a s D r u c k m in d e r u n g s v e n ti l b, d a s zu r E in s t e ll u n g des P r e ß l u f t d r u c k e s an d em P r ü f m a h ö m e t e r c dient.
Da sich dieses u n m i tte lb a r an d e m zu u n te rs u c h e n d e n G e b l ä s e d befindet, e r h ä l t es auch ste ts d e n v o llen B e trieb s d ru c k . Die T e m p e r a t u r d e r P r e ß l u f t w ird d u rc h d a s T h e r m o m e t e r e, ih re M e n g e d u r c h die D üse / ( D u r c h m e s s e r 18 m m ) g e m e s s e n , die ih ren d y n am isc h en D ru c k u n te rs c h ie d au f die W a s s e rs ä u le eines U -R o h re s ü b e r tr ä g t . D er D u r c h m e s s e r d e s P r e ß
lu f t r o h r e s b e t r ä g t etw a 50 mm. Bei g ist d e r P r e ß lu f t - schlauch a n g e s c h lo s s e n . Die W e t t e r m e n g e g e l a n g t d u rc h d a s R i c h tu n g s k re u z h zum T h e r m o m e t e r i und zu d e r M e ß d ü s e k ( D u r c h m e s s e r 220 m m ), d e r e n d y n a m isc hen D ru c k d a s M ik r o m a n o m e t e r l mit A l k o h o l f ü l l u n g an g ib t. D en sta tis c h e n D ruck, den d a s M i k r o m a n o m e t e r in anzeigt, ste llt m a n d u r c h m e h r o d e r w e n ig e r s ta rk e E i n s c h n ü r u n g d e s B eutels n ein.
Messungen und Auswertungen.
D e r R e c h n u n g s g a n g f ü r die P r e ß l u f t - u n d W e t t e r m e n g e n m e s s u n g ist b e k a n n t u n d b e d a r f d a h e r k ein er E r l ä u te r u n g . E r w ä h n t sei n u r , d a ß sä m tliche M e ß e r g e b n is s e au f 0 U und 760 nun u m g e re c h n e t w u rd e n , und d a ß d e r D ü s e n b e jw e r t g e m ä ß d e n e r w ä h n t e n R e g eln mit 0,96 a n g e s e tz t w u r d e . Den f ü r die Be
r e c h n u n g d e r L u tte n lä n g e n m a ß g e b e n d e n sta tis ch en D ru c k p sl o d e r h zeigte ein v o r d e r W e t t e r d ü s e a n g e s c h lo s s e n e s b e s o n d e r e s M i k r o m a n o m e t e r an. Bei d e r R e c h n u n g fand d e r in d e r Lutte be re its e n t s ta n d e n e D ru c k a b f a ll B e rü c k sic h tig u n g . Zur B e r e c h n u n g der L u tte n lä n g e n w u rd e n die von B r a b b e e aus V er
suc hen erm itte lte n W e r t e f ü r d e n D ru c k a b f a ll in gla tte n , dic hten R o h re n a n g e n o m m e n 1. Sie e rg e b e n sich a u s d e r B e ziehung:
h ' v 1'924
R = . , = 6,61 ■ d , 2äl m m WS,
w o rin R den D ru c k a b fa ll in 1 m R o h r in m m W S , h den sta tis ch en D ruc k in m m W S , 1 die L än g e des R o h re s in m, v die W e tte r g e s c h w i n d ig k e i t in d e r Lutte in m sek un d d d en D u r c h m e s s e r d e r Lutte in mm bezeichnet.
D a r a u s lä ß t sich die zu dem e in g e ste llte n sta ti
sc hen Druck g e h ö r i g e L u tte n lä n g e I bestim m en.
J e d o c h sei a u s d rü c k lic h h e r v o r g e h o b e n , d a ß es sich bei d ie ser F o rm e l um den D ru c k a b fa ll in g e r a d e n , g la tte n und v ö llig dic hten R o h r e n h an d e lt, wie sie in den u n t e r t a g e v e r w e n d e te n Lutten im allg e m e in e n nicht vo rlie g en . D u rc h d e n L ä n g s f a lz o d e r die L ä n g s n ie tu n g so w ie d u r c h die L u tte n v e r b in d u n g e n , d a n n a b e r auch in f o lg e von A n r o s t u n g e n , A b la g e r u n g e n . E i n b e u lu n g e n und K rü m m u n g e n tr e te n zusätz liche R e ib u n g e n auf, die einen Teil d e s zu r V e r fü g u n g s te h e n d e n D ru c k es au fz e h re n . F e r n e r sind die Lutten nie g a n z dicht, so d a ß nicht die g a n z e v om G e b lä s e e r z e u g te L u ftm e n g e an O r t un d S telle g e l a n g t. Auf die W i r k u n g d ie s e r U m s t ä n d e soll s p ä t e r noch n ä h e r e i n g e g a n g e n w e r d e n . Die au f d em V e rsu c h s sta n d
i B r a b b e e : Die B e r e c h n u n g v e r s c h i e d e n e r R o h r n e tz e a u f e in h e it
lic h e r O r u n d la g e , Z . V , d . 1 . 1916, S. 510.
erzielten E r g e b n i s s e w e r d e n d a h e r in Wirklichkeit nie m a ls erreicht, j e d o c h b e e in tr ä c h ti g t d a s nicht die M ö g lic h k e it, sie als V e rg le ic h s g r u n d la g e f ü r die ver
sc hiede nen u n te rs u c h te n G e b l ä s e zu benutzen.
M a n kann die zurz eit v e r w e n d e te n G e b iä s e mit P r e ß l u f t a n t r i e b f ü r die S o n d e r b e w e t t e r u n g einteilen in solc he, w elc h e die W e t t e r :
a) d u r c h die S a u g w i r k u n g eines a u s ein er D üse aus
tr e t e n d e n L u f t s tr a h ls a n s a u g e n , vielfach kurzweg
»Düsen« g e n a n n t ;
b ) d u r c h s c h ra u b e n ä h n lic h e L u ftflü g el a n s a u g e n und in g le ic h e r R ic h tu n g w e it e r b e f ö r d e r n , die durch P re ß lu f t m a s c h in e n ( K o lb e n m a s c h in c n , Lam ellen
m o t o re n , auch D r e h k o l b e n m o t o r e n g e n a n n t, oder T u r b i n e n ) a n g e tr ie b e n w e r d e n ;
c) d u r c h F l ü g e l r ä d e r in R ic h tu n g d e r A chse ausaugeii u n d nach a u ß e n sc h le u d e rn , d a h e r o f t Zentrifugal- v e n tila to rc n g e n a n n t, w o b e i d e r A n tr ie b wie bei b e r f o lg t. Die V o rric h tu n g e n u n te r b und c werden m e ist als L u tte n v e n tila to re n z u s a m m e n g e f a ß t.
Diese B e ze ic h n u n g sw e ise ist u n z w e c k m ä ß ig , da es sich bei d e r s o g e n a n n te n D ü se nicht n u r Um eine A u s t r i t t s ö f f n u u g von b e s tim m te r F o r m , s o n d e rn um eine m e h r o d e r w e n i g e r z u s a m m e n g e s e tz te Vorrich
tu n g h a n d e lt. Z u d em e r f ü llt sie d e n s e lb e n Zweck wie die L u tte n v e n tila to re n . U n te r einem ; Ventilator« ver
s t e h t m a n a n d e r s e its g e w ö h n li c h eine G e b lä s e v o rric h t u n g m it F lü g e l r a d . D e r E in h e itlich k e it h a l b e r sollen d a h e r im fo lg e n d e n V o rr ic h tu n g e n nach a als Stralil- g e b lä s e , b als S c h r a u b e n g e b lä s e , c als Schle uder
g e b l ä s e u n d alte V o rr ic h tu n g e n z u s a m m e n als Lutten
g e b l ä s e b ezeichnet w e rd e n . Die Versuche.
Bei allen V ersuche n w a r ein V e r tr e te r der be
tr e f fe n d e n H e r s t e l l e r f i r m a z u g e g e n , d e r jedesmal g e f r a g t w u rd e , ob er an d e r V e r s u c h s a n o r d n u n g oder - a u s f ü h r u n g etw a s au s zu se tze n habe. Ein so lc h er Ein
s p ru c h ist nicht e r fo lg t.
Die G e b l ä s e w u rd e n f ü r 400 u n d 500 111111 Lutten- d u r c ln n e s s e r u n te rs u c h t, w obei m a n a u f dem Versuchs
sta n d die e n t s p re c h e n d e n L u tte n stü c k e umwechseln ko n n te . Die g e p r ü f t e n L u tte n g e b l ä s e sin d mit ihren G e w ic h te n in d e r n e b e n s te h e n d e n Ü bersic ht nach ihrer B a u a rt und s o d a n n nach d e r B u c h s ta b e n f o lg e geordnet a u f g e f ü h r t.
An e r s te r Stelle ste h en von N r. 1 - 1 3 die heute am m eiste n v e r b r e ite te n S c h r a u b e n g e b lä s e mit einge
b a u t e m D r e h k o l b e n m o t o r . Bei V ersuch 14 diente ein W ä lz k o lb e n als A n tr ie b s m o to r . Die V ersu ch e 15-18 b etre ffe n S c h le u d e r g e b l ä s e ( Z e n t r if u g a 1 venti 1 atoren), die m a n b ek a n n tlic h n u r v o r die Lutte setzen kann, und z w a r 15 17 so lc h e mit A n tr ie b d u r c h D re h k o lb e n m o t o r e n und 18 einen m it E in z y lin d e rm o t o r. Die V ersu ch e 19- 25 beziehen sich a u f G e b lä s e , die als T u rb i n e n a n g e tr ie b e n w e r d e n , w o b e i w ie d e r solche mit ra d ia le m un d so lc h e m it a x ia le m A n trie b unte rschie den w o r d e n sind. Zum S c h lu ß ist als einziges sein er Art noch ein S t r a h l g e b l ä s e von H ö i n g a n g e f ü h rt, da an d e re, so w e it ich f e s ts te lle n k o n n te , nicht m e h r her
g e s te l lt w e r d e n . D ie u n te r s u c h t e n G e b l ä s e wurden von allen F irm e n als ih r e neu s ten A u s fü h ru n g e n bezeichnet un d w a r e n u n g e b r a u c h t, m it A u s n a h m e des S c h r a u b e n g e b lä s e s N r. 11, d e s s e n P r ü f u n g einen Ver
gle ich mit dem neue n G e b l ä s e vo n g le ic h e r Bauart ( N r . 9) bezweckte.
Z u s a m m e n s t e l l u n g d e r u n t e r s u c h t e n L u t t e n g e b l ä s e .
Nr. Datum des
Versuches Antriebsart Qebläseart Hersteller Bezeichnung
Lutten
durchm esser mm
G e sa m t
gewicht kg
I 12.8 .25 Drehkolb enm oto r Schraubengebläse Beien _ 400 33
2 2 2 .7 .2 5 j) Flottniann A. 0 . 4 400 55
3 24 8. 25 ft Korfmann Sigurd 400 35
4 24. 8. 25 11 Helka 400 46
5 11.8. 25 ]) fl Mönninghoff — 400 33
6 31.7. 25 }) tt Spitznas H. D. 400 30
7 1 8 .2 .2 6 tt tt H . L 400 52
8 18 2. 26 j j ft m H. L. 500 60
9 22. 1. 26 11 tt Stephan, Frölich & Klüpfel V. S. L. 400 41
10 22. 1.26 jt ii 11 1) Ii » V. S. L. 500 55
11 25. 8. 25 tt 11 11 f) » tt V. S. L. 400 41
(gebraucht)
12 16. 7.25 tt 11 Ü bbing — 400 39
13 18 8.25 tt Westfalia-Dinnendahl L. N. 4 400 53
14 9 .1 1 .2 5 W älzkolbenm otor ii Brauns — 400 25
15 3. 9. 25 Drehkolb enm oto r Schleudergebläse Korfmann R. V. 400 295
16 8.9 . 25 11 Westfalia-Dinnendahl M . V . 6 400 330
17 11.9. 25 11 tt M .V . 6 500 330
18 4. 9. 25 Einzylindermotor 11 11 A. V. 400 600
19 10. 8. 25 Radialturbine Schraubengebläse Kühnle, Kopp & Kausch L. S. 2 400 79
20 24.2. 26
t>
tt ii ii » >y — 500 9021 20. 7. 25 Axialturbine 11 Obertacke T ornado 400 36
22 2 4 .2 26 11 11 >1 500 35
23 17. 3.26 Ii J. H. Schmitz Söhne O rthos 400 35
24 17. 3. 26 tt 11 H tl 11 >1 11 500 40
25 17. 7.25 Radialturbine sog. Schlottergebläse Siemens-Schuckert S .G L .T .30 400 83
26 26. 8.25 — Strahlgebläse H öing — 400 9,5
F ü r jedes Gebläse e r mittelte man den is otherm i
schen W irk u n g sg ra d , den statischen D ruck in m m WS, den Preßlu ftverbrauch in m s je an gesaugter Luft/min, die Drehzahl je m in (wo sie gem essen werden konnte), die geförderte W etterm enge un d den V erbrauch an a n gesaugter Luft je 1000 m s Wettermenge. Bei den Ver
su chen w u rd e mit offener Lutte u n d verschiedenen E in sc h n ü ru n g e n des Beutels gemessen u n d dabei die P reßlu ft jedesmal auf 1, 2, 3, 4 u n d 5 a t Ü . eingestellt.
Aus den erhaltenen W erten sin d die Kurven errechnet w orde n. Von den geprüften V orric htungen sollen n ac h stehend n u r einige k en n zeichnende A bbildunge n wiedergegeben werden.
S c h r a u b e n g e b l ä s e m i t D r e h k o l b e n . V e r s u c h 1 (Abb. 2).
Das D re h k o lb e n sc h r a u b e n gebläse von Beien besitzt
2 Flü gelräder mit je 4
schmalen, g ekrüm m ten Flü- iutten/änge geln, deren hohle Seite der Abb. 2. Versuch 1, Druckseite z u g e w en d e t ist.
Schraubengebläse von Beien. Die K r ü m m u n g ist so b e
messen, daß Eintrittsgeschwindigkeit u n d erzeugter D ruck überall gleich sind. Die Achse hat 3 Kugellager un d zw ar 2 Tra gla ger u n d 1 Stützlager. Die S ch m ieru n g des D r e h k o lb e n s e r f o l g t d u r c h D ochte . Bei einem P r e ß l u f t d r u c k von m e h r als 3 atÜ . w u r d e d e r Lauf d u r c h V e r e isu n g d e r e n t s p a n n t e n Luft g e s t ö r t , d e r einzig e F all, d e r bei V ersuche n m it d ie se r B auw eise a u ftra t. A nsch e in e n d w ird die E n t s p a n n u n g hierbei e tw a s zu w e it g etrieb e n .
V e r s u c h 2. D a s G e b lä s e von F l o t t m a n n (A bb. 3 u n d 4) ist m aschinentechnisch sorgfältig durchgebildet,
Um /., 3000
¿000 2000
^ ■a .r o i 1 I i I 1 ! 1 1 I
O 1000 m 2000
L u fte n /śn g e
Abb. 6. Versuch 4, Schraubengebläse »Helka*
von Korfmann.
--- H —
^ fo \__ T 1 I I i I I 1 1
O rooo m 2000
l u ffe nfa ng e
Abb. 5. Versuch 3, Schraubengebläse »Sigurd«
von Korfmann.
4 atÜ . gut, fiel bei 4,8 atÜ . jedoch w egen W a r m laufens ab. Die Schmie
r u n g des D re h k o lb e n s u n d der Kugellager erfolgt d urch Öl. D er Ö lbehälter für den
1000 m
L u ffe n /ä n g e
Abb. 7. Versuch 5, Schraubengebläse von Mönninghoff.
jedoch mit einem G ew icht von 55 kg verhältnismäßig schwer. Die N abe hat man iooo m
L u ftfn M in g a
Abb. 4. Versuch 2, sehr g r o ß ausgeführt, um die Schraubengebläse »Westfalia« mittlere Eintrittsgeschwin- von Flottmann. digkeit der Luft zu e rhöhe n
u n d dadurc h einen hohen statischen Druck zu erhalten. V or dem mit 4 Flügeln a u s
gestatteten Propeller befinden sich Leitschaufeln. Die Rei
b u n g d e r Kolbenlamellen auf der Zylinderw and soll hier d u rch K u g e ll a g e r a b g e f a n g e n w e r d e n , je d o c h zeigte sich nach den Versuchen, d a ß die L am ellen etw a s b la u a n g e la u f e n w a r e n , also g e t r a g e n hatten. Es d ü r f te auch kaum m ö g lic h sein, die F l i e h k r a f t d e r Lam ellen a b z ustütze n u n d d ie se zugleic h g e g e n die Z y lin d e rw a n d abz u d ic h ten . Die P r e ß lu ft z u le itu n g e r h ä lt ein R e gelventil, d a s d e n D ru c k nicht ü b e r 4 atÜ. ste ige n lassen soll. D ieses w u r d e a b e r f ü r den V ersuch a u s g e sc h a lte t, d a m it m a n a u c h m it h ö h e r m D ruck f a h r e n k o nnte . Bei 4,8 atÜ . lief die M a sch in e m it 3200 U m d r e h u n g e n , w ä h r e n d die D re h z a h l nach d en A n g a b e n d e r F i r m a h ö c h s te n s 2600 b e tra g e n so llte , w o b ei die L am ellen vielleicht n ic h t a n g e la u f e n w ä re n . D e r iso th erm isc h e W i r k u n g s g r a d w a r bis zu
Kolben ist reichlich g r o ß u n d mit Ö lsta nd versehen.
V e r s u c h e 3 u n d 4 (A b b . 5 u n d 6). Die Bauarten d e r F ir m a K o rf m a n n »Sigurd« u n d »Helka« unter
sc heide n sich v o n e i n a n d e r d a d u r c h , d aß die erste o hne, die zw eite m it L eitsch a u feln a u s g e f ü h r t ist.
F e r n e r sin d bei H e l k a die K o lb e n la m e lle n etwas l ä n g e r als bei S ig u rd . Beide h a b e n 4 s e h r breite, ein
f a c h e S chaufeln. L u f t v e r b ra u c h un d L eistu n g waren nicht w ese n tlich v e rsc h ied e n . D ie L eitsch a u feln sind bei Helka auf d e r Druckseite an g e b rac h t u n d die Bleche einfach spiralig geb o g e n . Leitv orric htu ngen dieser Art scheinen dem nac h o h n e wesentlichen E in fiu ß zu sein.
V e r s u c h 5 ( A b b . 7). D a s G e b l ä s e von M ö n n in g h o ff w e ic h t von den ü b lic h e n A u s f ü h r u n g e n nur w e n ig ab. Die Befestigungsarm e sind zugleich als Leit- v o r r ic h tu n g e n au s g e b ild e t. Die 4 P r o p e l l e r f l ü g e l be
s te h e n a u s A lu m in iu m . D e r A x ia ld ru c k d e s P ro p e lle rs w ir d hierbei n ic h t von einem b e s o n d e r n S tütz lage r a u f g e f a n g e n ; d e s h a lb h a t te n sich die L am ellen an der S tirn flä c h e d e s Z y lin d e r s g e r i e b e n u n d einen G ra t e r h a lte n . T ro t z d e m w a r die L e i s tu n g d e s G e b lä s e s gut.
V e r s u c h e 6, 7 u n d 8 (A bb. 8 - 1 0 ) . Die Bauweise H. D. ste llt die g e w ö h n li c h e A u s f ü h r u n g d e r F irm a Spitznas dar. D iese V o rr ic h tu n g ist d a d u r c h be
merkenswert, d a ß sie sich se h r leicht a u s e i n a n d e r nehmen läßt. D e r P r o p e l l e r h a t 4 F lü g e l aus A lu minium. D er W i r k u n g s g r a d ist nicht s e h r hoch, aber für die v e rsc h ied e n en L u tte n la n g e n b e s o n d e r s g u t ausgeglichen, w ä h r e n d e r bei m a n c h e n ä n d e r n A u s führunge n m it z u n e h m e n d e r L u tte n lä n g e r a s c h e r fällt.
Das G e w ic h t ist g e r in g , die S c h m ie ru n g ein fa ch und zweckmäßig.
Die f ü r g r ö ß e r e L u tte n lä n g e n b es tim m te neuste Bauart H. L. e r re ic h t einen s e h r h o h e n sta tischen Druck. D e r W i r k u n g s g r a d ist auch b e s se r als bei der altern A u s f ü h r u n g und die L eistu n g h ö h e r . Die Drehzahl e r f ä h r t bei dem G e b lä s e f ü r 400 m m L u tte n d u rc h m e sse r d u rc h eine Z a h n r a d ü b e r s e t z u n g im V erh ältn is 1 : 2 vom D r e h k o l b e n m o t o r au f den P ro p e lle r eine w e se n tlic h e E r h ö h u n g bis a u f etwa 4000 U m l./m in . Beim V ersuch zeigten sich keine Störungen in der Z a h n r a d
überse tzung; o b dies aber auch im Dauerbetriebe der
Fall sein wird, m u ß sich s noch erweisen. Das Ge- | blase für 50 0 m m Lutten- |>
1•
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<3 $50
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d u r c h m e s s e r hat keine Z a h n r a d ü b e r s e tz u n g . D as G e w ic h t d e r A u s f ü h r u n g H. L. ist e r h e b lic h h ö h e r als d a s von H. D.
V e r s u c h e 9, 10 u n d 11 (A bb. 1 1 - 1 3 ) . Die A u s f ü h r u n g V. L. S. d e r F irm a S te p h a n , F rö lic h
& K lü p fel ist e b e n f a lls m it ein e r L e itv o rr ic h tu n g v e r sehen. D e r P r o p e l l e r h a t 4 eisern e F lü g e l, je d o c h li efert die F irm a auch so lc h e a u s A lu m in iu m . Die K u g e ll a g e r w e r d e n e b e n s o wie d e r Q re h k o l b e n mit Öl ge s c h m ie r t. Die B a u a rt ist einfa ch u n d z u v e rlä ss ig . D as beim V ersuch 11 u n te rs u c h te G e b lä s e w a r bere its lä n g e r als 1 J a h r in d e r G r u b e g e la u f e n . Ein Vergle ich m it Versuch 9 zeigt, d aß d e r is o th e r m is c h e W i r k u n g s g r a d kaum 1/2, die g e f ö r d e r t e W e t t e r m e n g e 2 /3 so g r o ß w a r w ie bei dem u n g e b r a u c h te n G e b lä s e .
V e r s u c h 12 (A bb. 14). Bei dem G e b lä s e von Ü b b in g h a t d a s G e h ä u s e d e s D r e h k o l b e n m o t o r s eine sc h la n k e F o r m , so d a ß e r dem W e t t e r s t r o m n u r g e r i n ge n W i d e r s ta n d bietet. D e r P r o p e l l e r mit 4 F l ü g e l n ist aus A lu m in iu m g e f e r ti g t. Die W e l l e hat zu r A u fn a h m e des axialen P ropellerschubes ein Kugel
stützlager. D er se hr g r o ß e Ölbehälter ist unter dem Gebläse angebracht. Die M enge des durch den Preßlu ftdruck hochgedrückten Ö les läßt sich durch ein besonderes Ventil rege ln; bei a b g e stellter Preßluft w ird kein Öl verbraucht.
V e r s u c h 13 (Abb. 15). Das Gebläse von Westfalia-Dinnendahl zeigte einen sehr h o h en isotherniischen W irk u n g s grad, der mit zu n e h m e n d e r Luttenlänge allerdings schnell abfiel. Auf der S au g seite sin d besondere Leitschaufeln ange-
10. Versuch 8, Schraubengeblase von Spitznas, Bauart H. L., 500 mm Luttendurchm esser.
tooo
L uffen /än g e
Abb. 8. Versuch 6, Schraubengebläse von Spitznas, Bauart H. D.
Abb. 9. Versuch 7, Schraubengebläse von Spitznas, Bauart H. I_, 400 m m Luttendurchm esser.
L u ffe n /ä n g e
1678 G l ü c k a u f Nr. 51
¿ u ffe n /ä n ge
Abb. 11. Versuch 9, Schrau
bengebläse von Stephan, Frölich & Klüpfel, 400 mm
Luttendurchmesser.
L u tfe n fa n g e
Abb. 12. Versuch 10, Schraubengebläse von Stephan, Frölich & Klüpfel,
500 mm Luttendurchmesser.
bracht. Das untersuchte Geblä se w a r mit Flan
s c h e n v e rb in d u n g g e b a u t u n d sein G ew ic h t des
halb etwas h ö h e r als bei d e r gew ö h n lich e n A usführung.
V e r s u c h 14 (Abb. 16 un d 1 7 ) . W ä h r e n d die g e n a n n te n G e b lä s e d u r c h w e n i g v o n e i n a n d e r a b w eic hende D r e h k o l b e n m o t o r e n a n g e tr ie b e n w e r d e n , findet bei dem G e b lä s e von B r a u n s ein W ä l z k o l b e n m o to r, B a u a rt H e r r m a n n , V e rw e n d u n g . Die P r e ß l u f t tr itt d u r c h die h o h le , f e s ts t e h e n d e K u rb e h v e l le und die E in s t r ö m u n g s s c h e ib e in d e n Läufer, d e r a u s einem B ogenzweieck b e s te h t u n d in einem Dreieck m it a b g e r u n d e te n Ecken kreist, ln d e n Z w isc h e n r ä u m e n arb e ite t die d u r c h N u te n des L ä u f e r s ein- u n d a u s tre t e n d e Luft, die d e n M o t o r d u r c h die A u stritts- sc h eib e v e rlä ß t, ln a u f f ä ll ig e m G e g e n s a t z zu d e n mit D re h k o lb e n a u s g e s ta tte te n G e b l ä s e n w ir d hier d e r iso th e rm isc h e W i r k u n g s g r a d d e s to h ö h e r, je n ie d rig er d e r v e r w e n d e te P r e ß l u f t d r u c k ist, w a s sich w o h l d a r a u s e rk lä rt, d a ß d e r W ä lz k o lb e n nicht k r a f t s c h lü s s ig dic h te t w ie die d u r c h die S c h le u d e r k r a f t an die Z y lin d e rw a n d g e p r e ß t e n L am ellen d e s D r e h k o lb e n s, s o n d e r n n u r lose a nliegt. I n fo lg e d e s s e n sind
die Durchgangsverlu ste groß. Der Ölv erbrauch b etru g w ä h re n d der Versuchsdauer von 2 1 / 2 st nur 2 cm 3. Auch das G ew ic ht ist sehr g e r i n g (2 5 k g ) .
S c h l e u d e r g e b l ä s e m i t D r e h - u n d H u b k o l b e n . Die nächste G r u p p e der unter
su c h ten G e b lä s e u m f a ß t die d u r c h D r e h k o l b e n m o t o re n a n g e trie b e n e n S c h le u d e r g e b l ä s e o d e r Zen- tifu g a lv e n t ila to re n , d. h. solche, bei d e n e n die Luft a c h s r e c h t a n g e s a u g t u n d r a d ia l o d e r ze n tifu g a l w eiter d u r c h die S chaufe ln g e s c h l e u d e r t w ird. Eine A us
n a h m e bild et V ersuch 18 in s o fe r n , als d e r Antrieb d u r c h einen E in z y lin d e r m o t o r e rf o lg t. Die Schlcuder- g e b l ä s e k ö n n en n u r v o r d e r Lutte a n g e b r a c h t w erden, also n u r drü ck e n . Sie zeichnen sich d u r c h hohe L e is tu n g u n d N u tz w ir k u n g , a b e r auch d u rc h hohen P re is u n d g r o ß e s G e w ic h t aus.
V e r s u c h 15 (Abb. 18 u n d 19). Schleudergebläse von Korfmann. G ehäuse un d Sockel des D rehkolbenjnotors sin d aus S ta h lb le c h h e rg e s te llt. D as G e b l ä s e r a d hat 16 S chaufe ln. Die Lam ellen d e s D r e h k o l b e n m o t o r s b e stehen aus harter P h o s p h o r b r o n z e von 85 - 9 0 kg Festig
keit. Die g a n z e V o rr ic h tu n g h a t 3 K u g e l t r a g l a g e r und 1 K u g e ls tü tz la g e r. D e r A u s p u f f d es D re h k o lb e n m o to r s g e h t ins Freie. Da die A u s p u f f l u f t d u r c h die E n t s p a n n u n g g e k ü h l t ist u n d im m e rh in n o c h eine hohe E ig e n g e s c h w in d ig k e it besitzt, w ü r d e m a n sie b e s s e r in die Lutte fü h re n . I s o th e r m i s c h e r W i r k u n g s g r a d und Leistung sind, mit d en S c h r a u b e n g e b lä s e n vergliche n, s e h r hoch, e b e n so die sta tis c h e n D rücke. D e r höchste
1000
tooo
L ü tte n fä 'n g e
Abb. 13. Versuch 11, gebrauchtes Schraubengebläse von Stephan, Frölich & Klüpfel, 400 mm Luttendurchmesser.
60
%50
^ 20
10
i> 30
\ 20
1
l 'lu/ten/snge
Abb. 17. Versuch 14, Schraubengebläse
von Brauns.
Lutten/ange
Abb. 14. Versuch 12, Schraubengebläse
von Übbing.
¡ ' . ' A b b . 15.’4Versuch 13,
■ 1 ) Schraubengebläse von Westfalia-D innendahl.
Abb. 16. Schraubengebläse von Brauns mit Wälzkolbenmotor, Bauart Herrm ann.
gem essene Druck betru g 145 m m W S u n d hätte noch erheblich höher sein können, w en n hier
bei nicht die Drehzahl in
folge von Vereisungser
scheinungen zu s c h w a n ken b eg o n n e n hätte.
Die V e r s u c h e 16 u n d 17 w u rd e n mit demselben S chleuderge
bläse der Firm a West- falia-Dinnendahl a u s g e
führt, u n d z w a r d er erste an einem Luttenstück
von 400, d e r zw eite a n einem v o n 50 0 m m D u r c h m e s s e r (A bb. 20 und 21). D a s G e h ä u s e b e s te h t auch hie r aus S tah lb lec h , die A chse ist j e d o c h f re itr a g e n d . Bei einem P r e ß l u f t d r u c k von m e h r als 4 a t ü . tr a te n s tö r e n d e V e r e i s u n g s e r s c h e in u n g e n auf. Bei 4,5 a t ü . w u r d e n - 8° C A u s p u f f t e m p e r a t u r g e m e s s e n , w obei E isstücke a u s d e r A n tr ie b s m a s c h in e h e r a u s fl o g e n . I n f o lg e d e s s e n w a r auch d e r is o t h e rm is c h e W i r k u n g s g r a d bei den D rü c k en ü b e r 4 a t ü . g e r in g e r . Ein V er
g le ich d e r beiden V e r s u c h s e r g e b n is s e z e ig t f e rn er, da ß d e r W i r k u n g s g r a d beim V ersuch m it d e r 500- m m -L u tte erh e b lic h h ö h e r w a r als bei d em m it d e r Lutte von 4 0 0 mm D u rc h m e s s e r.
1680 G l ü c k a u f N r . 51
V e r s u c h I S (A bb. 22). D e r A n trie b d e s von der F i r m a W e s tf a l ia - D in n e n d a h l g e l ie f e rte n G e b lä s e s er
f o l g t e d u r c h einen E i n z y l i n d e rm o t o r m it R ie m e n ü b e r
t r a g u n g , w o d u rc h sich die U m d r e h u n g s z a h l des G e
b lä se s im V e r h ä ltn is 1: 3 e r h ö h te . Die Z a h l d e r Flügel b e t r ä g t 10; sä m tlic h e L a g e r besitzen R in g sch m ieru n g . D as G e b l ä s e lief bei einem P r e ß l u f t d r u c k von 1 a t ü .
Abb. 18. Schle udergebläse von Korfmann,
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10
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"* O 1000 tooo m 3000 Lt/t?gnf$nge
Abb. 21. Versuch 17, Schleudergebläse von Westfalia-Dinnendahl, Bauart M.
V. 6, 500 mm Luttendurchmesser.
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O TOOO m 2000
L u tte n /ä n g e
Abb. 20. Versuch 16, Schleu
dergebläse von Westfalia- Dinnendahl, Bauart M. V. 6, 400 mm Luttendurchmesser.
o tooo m
t-ofterrfsmje A bb.,19. Versuch 15.
Schleudergebläse von Korfmann.
an. Die A u s p u f f l u f t w u r d e auch hier ins F reie, nicht in die Lutte geleitet. D as G e h ä u s e b e s te h t a u s G u ß eisen, d a s G e s a m tg e w ic h t ist s e h r hoch, näm lich 600 kg. D as G e b l ä s e w ie s bei 2 a t ü . P r e ß lu ft d r u c k bereits den hö ch s ten is o th e r m is c h e n W i r k u n g s g r a d auf, d e r bei d e n V ersuchen ü b e r h a u p t erreic ht w u rd e , näm lich m e h r als 18o/0. Bei D rücken ü b e r 2 a t ü . zeigten sich j e d o c h schon s tö r e n d e V e r e is u n g s e r s c h e i
nu ngen, u n d bei 3 a t ü . fiel die A u s p u f f te m p e r a tu r bereits auf — 15° C, wobei fortw ährend Eis
stückchen aus der Aus
p u f f m ü n d u n g h e r a u s fl o g e n . I n f o lg e d e s s e n sank bei h ö h e r n D rü c k en d e r is o th e rm is c h e W i r k u n g s g r a d , u n d bei m e h r als 4 a t ü . ließen sich keine M e s s u n g e n m e h r a u s fü h re n . Es zeig te sich also, d a ß die E n t s p a n n u n g hie r s ta rk ü b e r trie b e n ist, d a ß a b e r a n d e r seits mit d ie ser B a u a r t eine h o h e N u tz w ir k u n g erzielt w e rd e n kann.
T u r b i n e n g e b l ä s e .
D e r allg e m e in e V orteil d e r G e b l ä s e d ieser G r u p p e g e g e n ü b e r den d u r c h D r e h k o lb e n - u n d H u b - k o lb e n m o to r e n a n g e tr ie b e n e n L u tte n g e b l ä s e n b e s te h t
Abb. 22. Versuch 18, Schleudergebläse von Westfalia-D innendahl
mit Einzylindermotor.
Abb. 23. Versuch 19, T u rb in en gebläse von Kühnle, Kopp
& Kausch, 400 mm Luttendurchm esser.
Abb. 24. Versuch 20, T u rb in en g eb läse von Kühnle, Kopp & Kausch, 500 mm
Luttendurchm esser.
168 2 G l ü c k a u f N r . 51
Abb. 27. T urbinengebläse Orthos von J. H. Schmitz Söhne.
Abb. 26. Turbinengebläse von O b e r
tacke, 500 mm Luttendurchmesser.
in dem Fehlen gleitender A b b .25. Versuch 2 1 ,Turbinen- T e ile - Sie h a b e n n u r
gebläse von Obertacke, A c h s la g e r , d e r e n D r ü c k e 400 m m Luttendurchm esser. v o n K u g e ll a g e r n a u f g e n o m m e n w e r d e n , u n d bra u c h e n d e m n a c h n u r s e h r g e r i n g e W i d e r s t ä n d e zu ü b e rw in d e n . M a n u n te rs c h e id e t V o rr ic h tu n g e n mir r a d i a l e r u n d m it a x i a le r B e a u f s c h la g u n g .
V e r s u c h e 19 u n d 20 (A bb. 23' un d 2 4 ) . D as T u r b i n e n g e b lä s e von K ühnle, K opp & Kausch ist r a d ia l u n d d o p p e l t b e a u fs c h la g t, d. h. d ie P r e ß lu f : w ird nach e rs tm a li g e m D u rc h s tr ö m e n d e r S ch au fe ln u m g e le n k t un d n o c h einm al h in d u rc h g e le ite t. D e r A u s
p u f f g e h t ins Freie. D as a u s A lu m in iu m g e f e rti g te F l ü g e l r a d m it 6 s e h r breiten S c h a u fe ln u m g i b t eiii S c h w u n g k ra n z , d e r etw a 20 0 S chaufe ln t r ä g t u n d in s g e s a m t 10 k g w ie g t. D ie Achse lie g t in 2 K u g e ll a g e r n ; a u ß e r d e m ist ein K u g e ls tü tz la g e r v o r h a n d e n . D as G e h ä u s e b e s te h t aus G u ß e is e n . Die te c h n is c h e A u s f ü h r u n g ist g u t. E in e B e e i n trä c h t ig u n g b e d e u te n das h o h e G e w ic h t, d a s 79 bzw. 90 k g b e t r ä g t , u n d der h o h e P reis. Die L e istu n g u n d X u tz w ir k u n g sin d b e m e rk e n s w e r t g ut.
V e r s u c h e 21 u n d 22 ( A b b . 25 u n d 2 6 ) . D a s G e b lä s e von O b e r a c k e h a t 4 F l ü g e l u n d w i r d a c h s r e c h t b e a u f s c h la g t. Die S ch au fe ln sin d um d e n F l ü g e l k r a n z
g e l e g t Die P r e ß luft w ir d durch 3 Düsen von
verschiedenem Durchm esser e in geführt, die sich nach Belieben öff
nen o d e r schlie
ßen lassen. In
folgedessen kann m a n das Gebläse je nach dem vor
h an d e n en P re ß luftdruck o d e r der benötigten W etterm enge auf verschiedene Lei
stu n g e n einstel
len. Das bei Ver
su c h 21 an d e r Lutte vo n 4 0 0 m m D u rc h m e s s e r ver
w e n d e te G e b lä s e w a r eine e r s te P r o b e a u s f ü h r u n g und w ies noch m e h re r e M ä n g e l auf. A u s d ie se m G ru n d e w a r d e r L u f t v e r b ra u c h s e h r h o c h u n d die Leistung g e r in g . W e s e n tlic h b e s s e r w a r sc h o n die A u s f ü h r u n g bei V ersuch 22 f ü r 5 00-m m -L utte n, w e n n auch die L e i s tu n g d e r v o r e r w ä h n t e n R a d ia ltu r b in e m it d o p p e l-
Abb. 23. Versuch 23, Turbinengebläse von J. H. Schmitz Söhne, 400 mm
Luttendurchm esser.
Abb. 29. Versuch 24, Turb inengebläse von J. H. Schmitz Söhne, 500 mm Luttendurchmesser.
t e r B e a u f s c h la g u n g nicht e rre ic h t w u rd e . G ü n s t i g e r s ind j e d o c h d e r erh c b lic h n ie d rig e re P re is un d d a s g e r i n g e r e G ew icht.
V e r s u c h e 23 u n d 24 (A bb. 2 7 - 2 9 ) . Die eb e n f a lls a c h s r e c h t u n d einfa ch b e a u f s c h la g te n T u r b i n e n g e b l ä s e d e r F ir m a J. H . S chm itz S ö h n e u n te rs c h e id e n sich von allen ä n d e r n u n te r s u c h te n d a d u r c h , d a ß sie, äh n lich wie die g e w ö h n li c h e n F lu g z e u g p r o p e l l e r , n u r 2 F lü g e l haben. U m diese h e ru m ist d e r S c h a u f e lk r a n z mit s a u b e r a n g e g o s s e n e n S ch au fe ln a n g e b r a c h t. D as G a n z e b e s te h t a u s einem Stück u n d w ie g t n u r 2,5 kg, so d a ß die K u g e ll a g e r w e n ig b e a n s p r u c h t w e r d e n . Zur S c h m ie r u n g dient Fett, das sc h o n v o n d e r F a b r ik in den g u ß e i s e r n e n T r a g a r m e i n g e f ü llt w ird u n d f ü r den B etrieb bis zu einem J a h r e a u s rc ich e n soll. D e r Z u sa m m e n b a u v o llzie h t sich s e h r leicht u n d einfach, Preis u n d G e w ic h t sind niedrig. Ein N achteil ist noch die Z e n t r ie r u n g des G e b lä s e s in d e r Lutte durch einen einzige n Arm , d a bei E in b e u lu n g e n d e r F l ü g e l kranz leicht a n s c h la g e n kann. D ieser M a n g e l l ä ß t sich je d o c h d u rc h w eitere A b s tü tz u n g einfa ch beh e b en . Hinsichtlich d e r L e istu n g u n d N u tz w ir k u n g blieben diese beiden G e b lä s e h in te r d e n R a d ia ltu r b in e n mit d o p p e l te r B e a u f s c h la g u n g (V e rs u c h e 19 u n d 20) e b e n falls zurück. D ies w ir d w o h l auch an d e r g e w ä h lte n F lü g e l fo r m un d -zahl l i e g e n ; es e rsc h e in t d a h e r nicht als a u s g e s c h lo s s e n , d a ß sich L e istu n g u n d N u tz w ir k u n g bei 4 o d e r m e h r F lü g e l n von b reiter F o rm noch h ö h e r ste lle n w e rd e n .
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Abb. 30. Versuch 25, Schlottergebläse von Siemens-Schuckert.
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Abb. 31. Versuch 26, Strahlgebläse von Höing.
V e r s u c h 25 ( A b b . 30).
Das soge nannte Schlotter
gebläse mit Preßlu fttu r
binenantrieb der Siemens- Schuckertwerke ist eine m aschinentechnisch g u t durchgebildete V orrich
t u n g von h o h e r Leistung u n d N utzw irkung, die abe r auch den Nachteil aufweist, teuer u n d schwer zu sein. Das F lügelrad hat 5 Flügel von e igen
artiger, spitz zulaufender F o rm (Bauart Schlotter), die Leitv orric htu ng 8 - 1 0 Flügel. Die A usfü h ru n g soll so durchge bilde t sein, d aß die Leitschaufeln den W etterstrom stoßfrei auf
n ehm en un d weiterleiten.
V e r s u c h 26 ( A b b . 31).
Als einziges Strahlgebläse w u r d e d a s von H ö i n g u n te rs u c h t. L e is tu n g u n d N u t z w i r k u n g d e r a r t i g e r V o rric h tu n g e n sin d b e k a n n tlic h g e ring. Da a b e r f ü r die B e u rte ilu n g d e r S o n d e r b e w e t te - r u n g noch a n d e r e U m s tä n d e in F r a g e k o m m e n , ist es nicht a n g ä n g ig , sie d e s h a l b o h n e w e it e r e s zu v e r
w erfe n . (S c h lu ß f.)
1684 G l ü c k a u f N r. 51
Die A nw endbarkeit von Volom it und än d ern Stelliten im Bergbau.
Von Privatdozenten Dr. A. M e r z und Professor W. S c h u l z , Clausthal.
(Mitteilung aus dem A usschuß für Bergtechnik, W ärm e- und Kraftwirtschaft.) Die Herstellung von S pre nglöche rn erfolgt im Berg
bau überw iegend durch sc hlagendes o d er sto ßendes Bohren, w äh ren d das theoretisch weit vorteilhaftere und wirtschaftlichere drehe nde Bohren n u r in der Kohle u n d im Salz A n w e n d u n g findet. D er G r u n d dafür liegt nicht in dem Fehlen geeigneter D rehbohrm aschinen, denn diese werden heute mit elektrischem Antrieb in einer technischen u n d wirtschaftlichen Vollkom m enheit hergestellt, die wesentliche Fortschritte kaum noch erwarten läßt. Dagegen erweichen die Bohrstähle bei den h o h en Tem peratu ren, die bei d rehendem Bohren in hartem Gestein infolge der Unmöglichkeit, die Rei
b u n g sw ä r m e g e n ü g e n d schnell abzuführen, entstehen, un d verlieren ihre Schneidfähigkeit vollständig, stum pfen auch, da sie zur V erm eidung des Ausbrechens nicht zu s p r ö d e sein dürfen, bald ab, w o d u rc h die B o h r
leistung rasch sinkt. Das Nachlassen der Härte tritt z. B. bei Kohlenstoffstahl zwischen 2 0 0 u n d 3 0 0 ° C un d bei h ochw ertigen Schnellstählen, deren Z u s a m m e n setzung 0,5 — 0,9 °/o Kohlenstoff, 12 — 2 0 % W olfram u n d 3 — 6°/o C h ro m , zuweilen mit Beim engungen von Kobalt, M olybdän u n d Vanadium, aufweist, bei 6 0 0 ° ein.
Bis v o r kurzem w ar der einzige Stoff, der auch bei hohen Tem peratu ren seine Schneidfähigkeit nicht verlor, der Diamant. Dieser wird für K ernb o h ru n g e n besonders im Tiefbohrwesen viel benutzt, bei dem sich das drehende Bohren weit m e h r entwickelt hat als im Bergbau. So ist es in den letzten Jahren durch das amerikanische Rotary-Verfahren gelungen, mit dem
Rollbohrer, dem S cheibenbohrer un d v o r allem mit dem F isc h s c h w a n z b o h re r 1 (Abb. 1) auch härtere Schichten, die man bis dahin n u r mit dem Meißel stoßend bear
beiten konnte, zu d u rc h b o h r e n u n d dadurch einen schnellem Bohrfortschritt u n d eine V erm in d e ru n g der Bohrkosten zu erreichen. F ü r den Bergm ann ist zur
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Abb. 1. Fischschw anzbohrer mit Stellitbelag.
H erabse tz ung der G e w in n u n g sk o ste n die Verbilligung der S prenglochherstellung durch drehendes Bohren ebenfalls ein d ringende s Erfordernis. Der Diamant k o m m t hierfür w egen seines h o h en Preises nicht in Frage, jedoch bieten sich neuerdings im Volomit und ände rn Stelliten b rauchbare Ersatzstoffe, die in der nachstehenden Übersicht zusamm engestellt sind.
Nr. Bezeichnung Zusam m en setzu n g
°/o
H ärte nach Mohs
E rw eichungs
punkt
° C
H ersteller
1 Schnellstahl
0 , 5 - 0 , 9 C, 1 2 - 2 0 W, 73 - 85 Fe, 3 - 6 C r + (Co,
Mo, V)
5 - 6 1300 Verschiedene deutsche Werke
2 Amerikanische Stellite
0 , 5 - 4 C, 25 - 3 5 Cr, 1 2 - 2 0 W, 4 0 - 5 0 Co,
1 - 5 Fe
6 - 7 1 0 0 0 - 3000 Amerikanische Werke
3 Volomit
(Lohmanit, Triamant) 70 W , 10 Ni, Co, Cr, Fe, C 9,8—9,9 2700 Hartm etall O. m. b. H., Berlin
4 T horan W, Th, Cr, Fe, C 9,8 3000 Stahlwerke Röchling-Buderus A.G.,
W etzlar 5 C aedit 3 C, 33 Cr, 15 W , 45 Co,
2 Fe
Glockenstahhverke L indenberg A.G., Remscheid
6 Akrit 2 - 5 C, 38 Co, 30 Cr,
16 W, 10 Ni, 4 Mo
Ver. Stahlwerke A. G., Abt. D ortm u n d er Union, Dortmund
7 Celsit 7 G ebr. Böhler & Co. A.G.,
W ien und Düsseldorf
8 H artm etall W alter Walter-Hartmetall-W erke G .m .b.H .,
N ü rn b e rg und Tübingen
9 Percit Fried. Krupp A. G., Essen
K e n n z e i c h n u n g d e r v e r s c h i e d e n e n S t e l l ! t e . Das V o l o m i t , dessen Bezeichnung auf die Nam en d e r beiden Hersteller Voig tländer u n d L o h m a n n h in weist, u n d das auch unte r der B e n e n n u n g »Lohmanit«
o d e r »Triamant« vertrieben wird, ist zuerst im Kriege mit der Absicht hergestellt worden, einen vollwertigen Ersatz für die te u em ausländischen Bohrdiamanten zu schaffen. Das gelang freilich erst nach langwierigen
Versuchen, denn es kam auf die G e w in n u n g eines Stoffes an, der mit g r o ß e r H ärte eine h o h e Zähigkeit verband, zwei Eigenschaften, die sich im allgemeinen w idersprechen, weil mit z u n e h m e n d e r Härte die S prö
digkeit eines Körpers zu- u n d die Zähigkeit in dem
selben Maße a b z u n e h m e n pflegt. V olom it besteht im
1 D ie s e r w ir d im S ch rifttu m fä lsc h lic h e rw e is e als ‘ Fischschwanz*
r ae iß eU b e z e ic h n e t
Abb. 5. Abb. 6.
Abb. 5 und 6. Voloraitvollbohrer.
W ä h r e n d im Tie fbohrw esen allgemein mit Kern
bohrern gearbeitet wird, hat man im elsässischen E rd ö lb e rg b a u auch Versuche mit V o l o m i t v o l l b o h r e r n g e m a c h t . u n d dabei nach A ngabe der herstellenden Firma sehr gute Erfolge erzielt. Man besetzt die Schneide des Bohrers gem äß den Abb. 5 u n d 6 mit einzelnen sehr »tief gefaßten Volomitstücken u n d ist damit in der Lage, w agrechte Bohrlö cher von 60 bis 110 m m D urchm esser bis zu einer Länge von 80 m vorzutreiben. Ein mit fünf Volomitspitzen besetzter B ohrer (Abb. 6) leistete nach Angabe der Firma o h n e U n terb rec h u n g un d Nachschliff 68 2 m, von denen 310 trocken und 37 2 naß geb o h rt wurden. W e n n man V ollbohrer aus bestem Sclmellstahl benutzt hätte, wären davon wenigstens 2 0 Stück in 1650 Arbeitsstunden verschlissen, w ährend das Arbeiten mit dem Volomit b o h re r n u r 580 Arbeitsstunden erforderte, weil dieser nicht ausgew echselt zu w erden brauchte u n d infolge seiner stets gleichbleibenden Schneidfähigkeit eine h öhere Bohrleistu ng aufwies. Die Bohrschneid e war
i R i c h t e r : N e u e s ü b e r B o h ru n g en m i t V o lo m it, P e tr o l e u m 1926, S . 383.
* D ie A nschliffe s in d im m e ta llo g r a p h is c h e n In s titu t d e r B e r g a k a d e m ie C la u sth al h e r g e s t e ll t w o r d e n .
wesentlichen aus W olfram -K obalt-Chrom - un d Nickel
karbiden mit geringen M engen von Eisen. Die ersten Versuche mit seiner V er w e n d u n g bei Tiefbohrungen schlugen zum Teil fehl, weil m an es in derselben Weise benutzte wie die Diamanten. Man lernte jedoch sehr bald, sich der Eigenart des neuen Stoffes a n z u passen, indem man ihn nicht schabend oder fräsend, sondern spa nabhe bend arbeiten ließ un d mit ihm vor allem Z ah n k ro n en besetzte (Abb. 2), so daß es heute in mindestens 9 0 % aller Fälle beim Tiefbohren
Abb. 3. V = 200.
Abb. 3 und 4. Gefüge des Volomits.
b o h r u n g '. Die Anschaffungskosten einer Voloniitkrone betragen n u r den Bruchteil des Preises einer Diam ant
krone, so daß der Verlust einer Bohrkrone nicht m e h r so schwerw iegend ist un d der Anreiz zu Diebstählen fortfällt. Die beiden Anschliffe2 (Abb. 3 u n d 4) zeigen das außerordentlich feine G efüge des Volomits, das fast ausschließlich aus Karbiden in feinster Verteilung besteht, zwischen denen sich winzige P ore n befinden.
Die guten Erfolge mit dem Volomit haben inzwi
schen Veranlassung gegeben, einen ähnlichen Stoff, das T h o r a n (Nr. 4 der Übersicht), auf den Markt zu bringen, das ebenfalls einen sehr feinkristallinen, gleichfügigen, schlacken- u n d einschlußfreien Körper o hne ausgesprochene Spaltfläche darstellt. Es besteht wahrscheinlich aus T h o r- und W olfram karbid sowie C h ro m un d geringen M engen von Eisen. Da es ebe n so w en ig wie das Volomit schm iedbar ist, kann das A nbringen von Schneiden n u r durch Schleifen erfolgen. Seine mechanische Festigkeit kom m t der eines hochlegierten W olfram -W erkzeugstahles gleich.
Von Säuren u n d Basen w ird es nicht angegriffen.
Abb. 2. Mit Volomit besetzte Bohrkrone.
den Diamanten zu ersetzen vermag. Das Volomit ver
bindet die außerordentliche Härte 9,8 — 9,9 nach der M ohsschen Härteskala mit der Zähigkeit des Stahles.
Seine Erw eichungstem peratur von 2 7 0 0 ° läßt es auch für V ollbohrer als geeignet erscheinen. Es w ird in prismatischen, achteckigen Stücken von 16 — 22 mm Länge u n d 5 — 10 m m D urchm esser hergestellt und läßt sich infolge seiner stets gleichbleibenden genauen A bm essungen viel leichter u n d haltbarer in B ohrw erk
zeuge fassen un d einpassen als die kugelförmigen Diamanten. Diese müssen zudem sehr sorgfältig und vorsichtig eingestemm t werden, was gelernte H a n d werker und viel Zeit erfordert. Dagegen kann man die langen V olomitprismen tief in die Bohrwerkzeuge versenken u n d mit Messing- o d e r Schlaglot o h n e wei
teres einlöten, w o zu es keines besonders geschulten Arbeiters bedarf. Nach den bisherigen Erfahrungen belaufen sich die Kosten einer Volom ittiefbohrung zurzeit etwa auf die Hälfte derjenigen einer D iam ant
1686 G l ü c k a u f Nr . 51
nach 68 0 m Bohrleistu ng noch in so gute m Zustande, daß man o h n e weiteres mit ihr hätte weiterbohren können. Auch d e r beim Rotary-Verfahren verwendete F ischschw anzbohrer (Abb. l) wird häufig mit V olo m it besetzt. Neuerdings geht man jedoch dazu über, an Stelle des Volomits u n d Thorans, die in erster Linie als Diamantersatz in Frage komm en, andere Stellite a n z u wenden.
Die von dem Amerikaner H a y n e s 1 im Jahre 1907 zum Patent angemeldeten S t e l l i t e , auch als S chneid
metalle, Hartmetalle oder H artlegierungen bezeichnet, bestehen aus 0,5 — 4 % Kohlenstoff, 25 —35 % C hrom , 12 — 2 0 % Wolfram , 4 0 — 50 % Kobalt u n d 1 — 5 % Eisen2. W olfram w ird mitunter durch M olybdän er
setzt, auch kleine M engen von V anadium finden sich neben Verunrein ig ungen, wie M angan un d Silizium, w o zu noch S puren von P h o s p h o r un d Schwefel kommen.
Die Stellite werden im elektrischen Ofen hergestellt und als gegossene Stangen verkauft; sie oxydieren selbst bei W eißglut nicht, sind gegen alle Basen un d die meisten Säuren unempfindlich u n d naturhart. Da sie ihre Härte schon vom G u ß her haben, erfahren sie weder durch Abschrecken o d e r langsames Abkühlen noch durch W ä r m e b e h a n d lu n g eine V erän d e ru n g un d sind w eder schmied- noch walzbar3.
Die Stellite werden in der Werkzeugin dustrie viel
fach in der F orm angewendet, daß man d ü n n e Plätt
chen durch Löten oder Schweißen mit einem T rä ger möglichst innig verbindet. Dieses Verfahren ist recht kostspielig u n d führt zudem häufig nicht zum Ziele, weil sich infolge von Fehlern bei der A uflötung oder beim Aufschweißen das unelastische Hartmetallplättchen bei dem starken Druck, der z. B. an der Spitze eines Drehstahles auftritt, von seinem T rä g e r löst. Auch wirkt die P ore nbildung, die infolge der H erstellung durch G u ß entsteht, auf die Festigkeit der amerikanischen Stellite un g ü n stig ein. Von welcher Wichtigkeit sie für die Maschinenindustrie sind, g e h t 'd a r a u s hervor, daß die bekannten Fordschen W erke einen Jahresver
brauch von 25 t Stellit haben.
Der deutschen Industrie ist es gelungen, auße r V o lo mit und T hora n noch andere Schneidmetalle von er
heblich gleichmäßigerer Z u sam m ensetz ung als die der amerikanischen herzustellen, v o r allem hat man die
Abb. 7. Auf eine Stahlunterlage (links) aufgetropftes Hartmetall. v = 2 0 0 .
Lunker- u n d P orertbildung herabgesetzt. Nach dem Patent W alter wird das Hartmetall auf seinen Träger in tropfbar-flüssigem Z ustande mit Hilfe der Sauerstoff- Azetylenflamme aufgeschmolzen, w o d u rc h eine außer-
i O e r t e l u n d P a k u l l a : B e itr a g z u r F r a g e d e r K o b a lt-C h ro m -W o lfra m - (M o ly b d ä n - ) O r u p p e , Stahl Eisen 1924, S. 1717.
* S c h u l z : Stellit u n d stcilitähnllche L e g ie r u n g e n , Z. M eta llk u n d e 1924, S. 336.
* R s p a t z : S chnellstähle u n d S ch n eid m etalle, M a s ch in e n b au 1923/24, S. 1076.
ordentlich innige V e r b in d u n g entsteht, o h n e daß jedoch eine V erm isc h u n g — Diffusion — der beiden Stoffe ein- trilt (Abb. 7). Auf die so gebildete Schicht kann in derselben Weise noch eine zweite Schicht von beliebi
g e r Stärke aufgetragen werden, falls eine starke Bean
s p r u c h u n g des W erkzeuges zu erwarten ist. Bei richti
ger A n w e n d u n g dieses Verfahrens wird eine Poren- b ild u n g vollständig vermieden, außerdem tritt durch das Verflüssigen u n d Auftropfen infolge schneller Er
starrung eine Korn verfein erung ein, welche die Schneid
haltigkeit des Hartmetalles günstig beeinflußt. Freilich ist der Stoffverlust beim Aufschmelzen nicht unerheblich.
Mit F ischschwanzbohrern, die m an in der geschilderten Weise mit der deutschen H artlegierung C e l s i t (Nr. 7 der Übersicht) überzogen hat, sind bei Tiefbohrungen se hr gute E rfahrungen gem acht w o rd e n (Abb. 1). Die Lebensdauer der Bohrer wird durch die Bepanzerung erheblich verlängert, un d die A usw ec hslung braucht viel seltener zu erfolgen als bei Stahlbohrern, w odurc h die G asam tb ohrzeit verringert un d der Verschleiß der M o
toren, Hebewerke, Rollen, Seile u. dgl. herabgesetzt wird. Infolge d e r guten Schneidhaltigkeit des Celsits erh ö h t sich zudem d e r Bohrfortschritt, weil man den Bohrer schneller nachlassen kann. Auch zum Über
ziehen anderer Teile von Tiefbohrwerkzeugen, die einem starken Verschleiße unterw orfen sind, wie der Laufflä
chen von Roll- o d er Scheibenbohrern, von Nachschneid e
zähnen, Backen von Meißeln, Bohrkronen, Fräsern usw., w erden die H artlegierungen mit g ro ß e m Vorteil für die Lebensdauer verwendet.
Das bereits erwähnte Celsit ist eine Kobalt-Chrom- W olfram -L egierung, die wegen der Eigenart ihres G e
füges, das aus ineinander verfilzten, außerordentlich harten kleinen Karbidkristallen besteht, eine se hr hohe Widerstandsfähigkeit gegen A b n u tz u n g besitzt un d in
folge ihrer durchaus gleichmäßigen Zusam m ensetzung eine etwa 25 % höhere Sch neidleistu ng als die ameri
kanischen Stellite aufweist.
Ein Stellit, der hinsichtlich seines Gefüges dem Volomit sehr nahesteht, ist das C a e d i t (Nr. 5 der Zahlentafel, Abb. 8 un d 9), das außerordentlich ver
schleißfest ist un d im Gegensätze zu Volomit und
Abb. 8. v = 200.
Abb. 9. v = 1300.
Abb. 8 u nd 9. Gefüge des Caedits.
Thoran aufgeschmolzen werden kann. Es besteht, wie die beiden Anschliffe erkennen lassen, vorwiegend aus Karbiden des Chrom s, Wolframs und Kobalts, die sich durch ihre verschiedene Helligkeit deutlich voneinander unterscheiden (Abb. 9). Auch das n u r in geringen Mengen vorh an d e n e Eutektikum setzt sich aus Karbiden zusammen.
Von etwas g r ö b e r m Korn, aber doch noch äußerst feinfügig ist das A k r i t (Nr. 6 der Übersicht), dessen fein dendritisches O ru n d g e fü g e eingelagerte scharfe Nadeln zeigt, die wahrscheinlich Karbide darstellen1.
Das Akrit wird seit 1920 in gegossenen Stangen von rundem, drei- und vierkantigem Querschnitt hergestellt, und zwar en tsprechend seiner V erw en d u n g mit ver
schiedenen H ärtegraden und Zähigkeiten.
Schließlich sei noch das H a r t m e t a l l W a l t e r genannt (Nr. 8 der Übersicht), das sich eb enso wie das Celsit im Tiefbohrwesen bereits bewährt hat. Sein G e füge (Abb. 7 rechts) ist infolge seines tiefem Schmelz
punktes g rö b e r als das des Caedits (Abb. 8) und weist rechtwinklig angeordnete Karbide (weiß) in eutektischer G rundm asse (grau) auf, die aus kleinsten Karbiden b e steht. Es ist etwas weicher als Caedit.
V o r z ü g e d e r S t e l l i t e
u n d i h r e A n w e n d b a r k e i t i m B e r g b a u . Die g ro ß e Bedeutung der Hartmetalle ist darin be
gründet, daß sie bei Tem peraturen von 60 0 — 8 0 0 ° ihre beste Schneidfähigkeit besitzen, w ährend diese bei gew öhnlicher Tem peratur geringer ist als die des Sclmellstahles.
Das G efüge eines ungehärteten Schnellstahles besteht aus einer weichen perlitischen G rundm asse, in der Karbide eingelagert sind (Abb. 10). Beim Härtu ngs-
Abb. 10. Perlitische G ru n d m as se eines ungehärteten Schnellstahles. v = 1 3 0 0 .
Abb. 11. G efüge eines gehärteten Schnellstahles. v = 1 3 0 0 . Vorgang wird die perlitische G ru n d m asse in das austeni- tische bzw. martensitische H ärtungsgefüge übergeführt (Abb. 1 1), w obei ein Teil der Karbide in dem gebildeten Mischkristall gelöst ist. Bei reinen Kohlenstoffstählen ist das H ärtu n g sg e fü g e n u r in Tem peraturen bis zu
1 S c h u l z , a. a . O . S. 336.
etwa 2 5 0 ° beständig, bei höhern Tem peratu ren tritt sein rascher Zerfall und damit auch eine plötzliche A b
nahm e der Härte ein. Dagegen wird bei den Schnell
stählen durch Zusatz von C h ro m , Wolfram, V anadium usw.
die Anlaßbeständigkeit des H ärtu ngsgefüges in T e m p e raturgebiete von 4 0 0 —6 0 0 ° gehoben, so daß erst bei diesen Tem peratu ren ein Rückgang der Härte u n d damit der Schneidfähigkeit stattfindet, die durch erneute H ä r tu n g wiederhergestellt w erden kann. Der T rä ger der Härte ist der Kohlenstoff, der beim H ärtu n g sv o rg an g im Eisen elementar in H ärtungskohlenstoff um ge w a ndelt wird un d durch sein größeres Volu men h o h e S p a n n u n g e n hervorruft, welche die Härte erzeugen. Beim Anlassen, d. h. in höhern Temperaturgebieten, geht der H ärtungs- kohlenstoff (C) wieder in Karbidkohlenstoff (Eisenkarbid, F e3C) über, der ein kleineres Volumen einnim mt. H ier
durch verschwinden allmählich die S p a nnungen im G efüge un d damit auch die Härte. Im Gegensatz zum Schnellsfahl sind die Stellite naturhart, d. h. sie bestehen sc hon im ursprünglichen Zustande in der Haupts ache aus Karbiden und einem harten Eutektikum, das auch überw iegend feine Karbide als Bestandteile aufweist.
Eine besondere H ä r tu n g ist daher hier nicht nötig u n d auch nicht möglich, weil sie infolge des Zurücktretens von Eisen keinen härtbaren Stoff enthalten. Die H art
metallegierungen behalten ihre Härte bis dicht unter
halb ihres Schmelzpunktes, der je nach ihrer Z u sa m m e n setzung zwischen 1000 un d 3 0 0 0 ° liegt. Bei ihnen kann deshalb die Erhitzung des W erkzeuges durch die sich bei der Schneidarbeit entwickelnde W ä r m e bis auf 8 0 0 ° un d h ö h e r getrieben werden, o h n e daß Härte un d Schneidfähigkeit abnehm en. Vielmehr verm ögen sie bei rotg lü henden Schneiden (600 — 800°) ihre beste Leistung herzugeben, un d in diesen günstigen T e m p e raturgebieten wird die meist unerw ünschte Sprödigkeit etwas herabgemindert. Erw eichen sie durch zu hohe Erw ärm ung, so erhärten sie im Gegensatz zu den Schneidstählen nach erfolgter A b k ü h lu n g von selbst wieder. Ihre Zähigkeit ist bei niedrigen Tem peraturen geringer als die des Schnellstahles, die Bruchgefahr und die Möglichkeit des Ausbröckelns der Schneide sin d daher größer. Die Zähigkeit von gehärtetem Schnellstahl liegt über 20 0 k g / m m 2, die von S chneid
metall kaum ü b e r 120 k g / m m 2. Infolgedessen wird man in sehr harten un d ungleichförmigen Gesteinen höchstens V olo m it u n d T h o ra n anw e nden können, die auch als Abdrehstichel zum Abziehen von Schmirgel
scheiben, H artgum m ikörpe rn, Kalanderwalzen, K ohlen
elektroden usw. sowie als Ziehsteine in der Drahtindustrie un d als Schärfwerkzeuge bereits weitgehend benutzt werden.
F ü r Bohrzwecke kom m en Volomit u n d T h o ra n hauptsächlich bei K ernbohrunge n, d. h. bei Schürf
arbeiten, beim V o rb o h ren un d bei der H erstellung von Sprenglö chern mit gro ß em D urchm esser in Frage. Die Naturhärte der Stellite gestattet keine F o rm g e b u n g durch Schneiden, Pressen, Ziehen usw., so d a ß diese durch Gießen u n d Schleifen erfolgen m uß. D er F ort
fall jeglicher W ä r m e b e h a n d lu n g der Bohrer u n d der dam it verbundenen Gefahr für die G üte des Stoffes, die in den Zechensc hmieden recht g r o ß ist, bedeutet einen erheblichen Vorteil. G ü nstig ist ferner die W idersta nds
fähigkeit gegen saure oder basische G rubenw asser.
Dieser Um stand dürfte der A n w e n d u n g der Stellite bei Bergwerksm aschinen, besonders bei P u m p e n , ein neues u n d weites Feld eröffnen, ebenso wie sie auch als
