DIE NATURWISSENSCHAFTEN
Z w ö l f t e r J a h r g a n g 5 . D e z e m b e r 19 2 4 H e f t 49
Die neuere Entw icklung des Schiffsantriebs.
V o n E . Fo e r s t e r, H a m b u r g 1).
D e m W u n sch e Ih re r Z e its c h rift n a c h ein er a l l gem ein en O rie n tieru n g ü b er den g eg e n w ä rtig e n S ta n d d er F o rts c h ritts b e w e g u n g im S c h iffsa n trie b e n tsp rech e ich gern. D e r S to ff is t a llerd in gs so v ie ls e itig u n d u m fa n g re ich , d a ß ich m ir ein E in gehen a u f p h y s ik a lis c h e G ru n d la g e n v e rsa g e n m u ß un d n u r d u rch die M itte ilu n g d er rein tech n isch en G ru n d la g e n u n d E rfo lg e d ie je n ig en A n re g u n g e n geben k a n n , w elch e den N a tu rw isse n sc h a ftle r u n d den w eiteren L eserk reis Ih re r Z e its c h rift m it einer ü b ersch a u en d en K e n n tn is d er S a c h la g e verseh en .
B e i allen M asc h in e n an trie b en u n d A r b e its m ech an ism en d er W e lt k o m m t es ste ts d a ra u f an, m it g erin g stm ö g lich en A n la g e - u n d B e trie b sk o ste n d as m eiste zu erreich en . B e i o rtsfesten A n la g e n steh en h ierb ei d ie Kostenir&gen des B e trie b e s im V o rd e rg ru n d des In teresses.
B e i a u f V e rk e h rsm itte ln m o n tie rte n M a sc h i
n erien b e g in n t d as Baugew icht der A n la g en eine R o lle zu sp ielen . B e im S c h iff w ird d as g esam te G e w ic h t d er A n trie b s a n la g e n m it B re n n s to ff u n d a lle m H ilfs m a te ria l zu m m iten tsch e id en d en F a k to r . D en n w äh ren d n och b eim L a n d - V e rk e h rsm itte l G ew ich tsersp a rn is n u r eine v e rm e h rte Z u g le is tu n g b e d e u te t, so w ird die R e n t a b ilitä t eines S ch iffes d u rch G ew ich tsersp a rn isse an B a u - u n d B r e n n s to ff
g e w ic h t usw . w egen d er d a d u rc h v e rm e h rte n n u tz b a ren L a d e fä h ig k e it u n ter U m stä n d e n ga n z e n t
sch eid en d b e e in flu ß t — ja , m an k a n n sagen , d a ß ü b e ra u s zah lreich e N e u b a u te n d er le tz te n J ah re w irts c h a ftlic h n u r g e w a g t w erd en k o n n te n , w eil a u f G ru n d v e rb e sse rte r A n trie b s a n la g e n eine so lch e Ü b e rle g e n h e it in den A n sc h a ffu n g s- u n d B e tr ie b s ko sten p er T o n n e b e fö rd erb a rer N u tz la d u n g v e r sp ro ch en w erd en k o n n te , d a ß n u r d a ra u fh in b ei den g e d rü c k te n V e rh ä ltn isse n des F r a c h te n m a rk te s u n d d er Ü b e rfü tte ru n g d er W e ltw ir ts c h a ft m it T o n n a g e ü b e rh a u p t an die B a u te n h e ra n g eg an g e n w erd en k o n n te.
U m die J a h rh u n d e rtw e n d e h a tte die S c h iff
fa h rts te c h n ik b ego n n en , sich p ra k tis c h in g rö ß erem M a ß sta b e m it d er E r s e tz u n g d er K o h le d u rc h Ö l als K e ss e lh e iz m itte l zu b efassen . D ie d a d u rc h er-
!) Die Entw icklu ng des Schiffsantriebes h at in neuerer Zeit so umwälzende und grundlegende F o rt
schritte gem acht, daß wir, um unseren Lesern eine zu
sam menfassende Darstellung aus diesem Gebiet zu verm itteln, den bekannten H am burger Schiffbauer und beratenden Ingenieur, von dem w ir wissen, daß er m itschaffend im Zentrum der fortschrittlichen B e
strebungen tätig ist, um diese Äußerung gebeten haben. (Schriftleitung.)
zielten E rsp a rn isse b e tra fe n led ig lich den B re n n sto ff, u n d z w a r d r ü c k te sich die E rsp a rn is ein fac h d u rc h d as V e r h ä ltn is d er H e izw e rte der S tein k o h le gegen d as H e izö l aus, d . h. es w u rd en ru n d 30 % an B re n n s to ffg e w ic h t g e sp a rt. D a a u ß e rd e m d as H e izrau m p e rso n al u m 7 5 % v e r r in g e rt w erd en k o n n te , u n d d er B re n n s to ff- G ew ich tsersp a rn is ein m eh r als e n tsp rec h en d er R a u m g e w in n g eg en ü b ersta n d , so b e g an n sich die S c h iffa h rt im ersten J a h rz e h n t dieses J a h rh u n d e rts in ziem lich em U m fa n g e a u f Ö lfe u e ru n g e in z u stellen . D iese E n tw ic k lu n g b e k a m ih re s tä r k s te B e d e u tu n g u n d A u s w ir k u n g allerd in gs n ic h t a u f G ru n d des F ra c h t- u n d R a u m g ew in n s, sondern w egen d er V o rte ile b e i g ro ß en P a ssag iersc h iffe n . D a es sich h ier um seh r b e tr ä c h tlic h e B re n n s to ff
m en g en h a n d elte, z. B . u m 8600 t K o h le n fü r eine P a ssa g e b ei den S ch iffe n d er Im p e ra to rk la sse — , so w u rd e h ier fü r die E n ts c h e id u n g a u c h die V e r k ü rz u n g d er B u n k e rz e it u n d d ie U n a b h ä n g ig k e it v o n seh r gro ß en A rb e ite rm a ssen zu m H era n fü h ren u n d B u n k e rn d er K o h le m a ß g e b en d . D ie B e d ie n u n g d er H e izräu m e a u f den g ro ß en S ch n e ll
d a m p fe rn h a tte au ß erd em zu gro ß en p erson ellen S c h w ie rig k eite n u n d zu sch lim m en B e tr ie b s e rfa h ru n g en A n la ß gegeb en , so d a ß die E rs e tz u n g d er K o h le d u rch Ö l als eine E rlö s u n g b e g rü ß t, u n d tr o tz d er b e i diesen S ch iffe n e rh eb lich h öh eren K o s te n allg em ein ein g e fü h rt w u rd e. H iera n h a t sich a u ch n ich ts geän d ert, als im zw e ite n J a h rzeh n t d es J a h rh u n d e rts d er S ch iffsd iese lm o to r in der F r a c h ts c h iffa h rt seinen S ie g e szu g a n z u tre te n b e gan n , u n d a u c h h eu te, w o d er D ie selm o to r tr o tz m a n n ig fa ch e r, a u ssic h tsv o lle r B e streb u n g e n n och n ic h t in je d e r H in sic h t zu m A n trie b d er g rö ß te n S ch n e lld a m p fer re if ist, k a n n m an d em ö lfeu ern d en K e ss e l in V e rb in d u n g m it der G e trie b e d a m p f
tu rb in e n och ein lan g es L eb e n p rop h ezeien . D e r S ch iffsd ieselm o tor, d er also zu m U n te r sch ied v o n dem B e n zin od er B e n z o l v e rb ra u ch e n d e n E x p lo s io n s m o to r d as sch w erer v e rb ren n lic h e u n d n ic h t e xp lo sib le R o h ö l v e rb re n n t, is t seinem P rin z i p n a ch w o h l allen L esern d er „N a tu r w is s e n s c h a fte n “ b e k a n n t. D u rc h die d ire k te V erb re n n u n g des Ö les (w ozu h e u te a u c h v ie lfa c h schon g ew ö h n lich es H e izö l v e rw e n d e t w ird) e rfo lg t u n ter z iem lich h oh en D ru c k e n (35 A tm .) und h ohen T e m p e ra tu ren in den Z y lin d e rn selb st, u n d z w a r k a n n m an die E n tw ic k lu n g fü r den F ra c h ts c h iffb e tr ie b m it d er S c h a ffu n g des ein fach w irk en d en V ie r t a k t m o to rs als m a rk tr e if abgesch lo ssen anseh en , d. h.
einem M o to r v o n 6 — 8 Z y lin d ern , d eren je d e r bei
Nw. 1924. 145
i i o4 F o e r s t e r : Die neuere Entw icklu ng d e s Schiffsantriebs.
[
Die Naturwissenschaften
je d e m v ie rte n H u b einen Im p u ls fü r d en K o lb e n v o n d er o b eren Z y lin d e rse ite h er e m p fä n g t, i D ie Z y lin d e r sind an ih rer u n teren S e ite d u rc h den d a rin a rb e ite n d en T a u c h k o lb e n a b gesch lo ssen . N eb en d em e in fach w irk e n d en V ie r ta k tm o to r h a t sich a u c h d er ein fac h w irk e n d e Z w e ita k tm o to r im F r a c h ts c h iff b e trie b e in ge b ü rge rt, u n d n eu erd in gs v e rs u c h t m an, die K o n s tr u k tio n d er D a m p f
m asch in e a u f dieses P rin z ip a n zu w en d en , also den d o p p e ltw irk en d e n M o to r zu e n tw ic k eln , w o b e i der K o lb e n Im p u lse b a ld v o n d er D e ck e l-, b a ld v o n d er S to p fb u ch sen seite h er e m p fä n g t. A u f d iesem W e g e w ird a n g e s tre b t, d as B a u g e w ic h t u n d die Z y lin d e rza h l, also B a u lä n g e u n d G e w ic h t d er M o to re n a n la g e d e n k b a r w e it zu red u zieren .
D e r ein fac h w irk e n d e V ie r ta k tm o to r, d er h e u te im w esen tlich e n d en M a rk t fü r m ittle re u n d klein e L e istu n g e n b e h errsch t, s te h t im B a u g e w ic h t e in s c h lie ß lich sein er H ilfsm asch in e n d em G e w ic h ts b e d a rf ein er K o lb e n d a m p fm a sc h in e n - u n d K e ss e l
a n la g e n ic h t seh r w esen tlich n a ch und eb en so w en ig im R a u m b e d a rf. D e r B re n n s to ffb e d a rf is t jed o c h e tw a die H ä lfte d esjen ig en ein er D a m p fm a sc h in e n a n la g e m it ö lfeu ern d em K e sse l. B r a u c h t m a n also 100 G e w ich tsein h e ite n S tein k o h le n , so b ra u c h t m an 70 H e izö l und ca. 35 D ieselö l, o d er in den ric h tig e n V e rb ra u c h sz a h le n in k g p er P S a u sg e d rü c k t, 0,68 k g gegen 0,42 k g gegen 0,21 k g . — E s is t k la r, d a ß , je lä n g er die D a m p f s tre c k e ohne B u n k e rn , d e sto grö ß er d ie B e d e u tu n g d er G e w ic h ts e rsp arn is b e i D ie selm o to re n a n la g e n ist, u n d die T a ts a c h e n leh ren, d a ß d ie g a n ze W e ltsc h iffa h r t, m in d esten s d ie S e e fra c h ts c h iffa h rt, u n d a u c h schon s ta r k b egin n en d d ie F lu ß s c h iffa h rt, sich a u f D ie se l
m o to ren u m zu stelle n b e g in n t. — D e r s tä r k s te K o n k u r re n t des D ie selm o to rs fü r m ittle re u n d große, b eso n d ers a b er fü r g rö ß te L e istu n g e n , ist d ie D a m p ftu rb in e m it Z a h n rä d er- o d er F lü s s ig k e itsü b e rse tzu n g sg e trie b e . B e k a n n tlic h w u rd e die D a m p ftu rb in e fü r ih re A n w e n d u n g a u f den S c h iffs a n trie b v o n d em E n g lä n d e r Pa r s o n s a u sg e b ild et, u n d d iese A n trie b s a r t is t es, w elch e g e g e n w ä rtig b ei den g rö ß te n a u f den M eeren fah re n d e n S c h n e ll
d a m p fe rn e in g e b a u t u n d b e w ä h rt ist. D ie G e w ic h ts- u n d R a u m e rsp a rn is ge g e n ü b er K o lb e n d a m p fm a sch in en w a r z u n ä c h s t k ein e b ed eu ten d e, w en n a u c h d ie A n la g e n w e se n tlic h n ied rig e r w u r
den. D ie S c h w ie rig k e it la g h ier d arin , d a ß d ie n o t
w en d ig en A rb e itsb e d in g u n g e n d er S c h ra u b e n p ro p elle r gerin gere U m d re h u n g szah le n fü r W ir t s c h a ftlic h k e it des A n trie b s ve rla n g te n , a ls sie h o c h ö ko n o m isc h en D a m p ftu rb in e n a n la g e n eigen sind . M an m u ß te also die K o n ze ssio n seh r g ro ß er u n d sch w erer T u rb in e n tro m m eln m ach en , u m g erin gere T o u re n za h le n ö k o n o m isch zu erzielen . W ie d eru m w a r es d er E n g lä n d e r Pa r s o n s, d er a u f den G e d a n k en k a m , b eid e B e d in g u n g en zu erzielen d u rch die Z w is c h e n s c h a ltu n g vo n Z a h n w a lze n g etrieb e n zw isch en h o ch to u rig e n , seh r ö ko n o m isch en D a m p f
tu rb in e n u n d n ied e rto u rig en P ro p e llerw e llen . D iese T e c h n ik is t im L a u fe d er le tz te n b eid en J a h rz e h n te b is zu seh r h o h er V o llk o m m e n h e it e n tw ic k e lt w o r
den. M an h a t ein fac h e und d o p p e lte Ü b e rse tzu n g e n (wie b ei den g ew ö h n lich en Z ah n rad w in d en ) a n g e w en d et u n d Ü b e rse tzu n g e n b is 1 : 25 geschaffen^
D ie h o ch ö k o n o m isch en T u rb in e n der d eu tsch en T u rb in e n d a m p fe r ,,A lb e r t B a llin “ u n d „ D e u ts c h la n d “ m a ch en 2150 U m d reh u n gen in d er M in ute, w äh ren d die P ro p e llerw e llen n u r 110 U m d reh u n gen m ach en . D ie se Ü b e rse tzu n g e n b ed in gen n u r 1 ,5 % .m ech an isch e V e rlu s te . S t a t t d er starren Z a h n ra d g e trie b e h a t m an sich a u c h F lü s s ig k e itsg e trie b en b e d ien t, u n d d ie b e d e u te n d ste u n d b ish er in den g rö ß ten A b m essu n g e n a u sg e fü h rte K o n s tru k tio n dieser A r t ist ein e d e u tsch e E rfin d u n g , d er ,,F ö ttin g e r-T ra n s fo r m a to r‘ ‘ . D ieser is t zu k en n zeich n en als eine K o m b in a tio n zw eier Z e n tri
fu g a lp u m p en , die in einem G eh äu se zu sam m en u n te r g e b ra c h t sind, u n d v o n d enen die klein ere, h o ch to u rig e , w elch e m it d er T u rb in e g e k u p p e lt ist, d ie grö ß ere P u m p e im gleich en G eh äu se m it W a sser b e a u fsc h la g t, w o b e i sich u n te r 8 — 9 V e r lu s tp r o zen ten ein e v e rrin g e rte D re h za h l des g rö ß eren R a d e s ein stellt, d ie e tw a d em D u rc h m esserv e r
h ä ltn is d er b eid en P u m p en e n tsp rich t. D ieses F lü s s ig k e itsg e trie b e ist a u c h als e in fach e K u p p lu n g (Ü b erse tzu n g x : 1) a u sfü h rb ar, w o b ei d an n der h y d ra u lis c h e V e r lu s t a u f ca. 3 % h eru n terge h t. Im K r ie g e w aren d e u tsch e T u rb in e n a n la g e n m it ,,F ö t- tin g e r-T ra n s fo rm a to r“ in E in h e ite n v o n ü b er 15 0 0 0 0 P S fü r S c h la c h tk re u ze r im B a u , d ie g e m ä ß d em V e r tra g e v o n V ersaille s n ach dem K r ie g e z e rstö rt w erd en m u ß ten .
W ä h ren d sich nun d ie D a m p ftu rb in e n te c h n ik m it E rfo lg des G etrie b es b e d ien t h at, u m die Ö ko n o m ie zu steigern , d as B a u g e w ic h t u n d den R a u m b e d a r f zu m in dern, so h a t sich a u c h die k o n k u rrie re n d e M o to re n tec h n ik b a ld a u f dieses G e b ie t gew orfen , w eil a u c h h ier d er sch n eller la u fen d e D ie selm o to r V o rte ile v e rs p ra c h u n d w eil a u ß e rd e m d u rc h d ie Z u sa m m e n stellu n g m eh rerer M a sc h in e n -E in h eiten fü r je eine P ro p ellerw elle e rw ü n sch te R eserve ein h eite n ins S c h iff g e b ra c h t w u rd en . A u c h h ier is t so w o h l a u f dem W e g e des starre n Ü b e rse tzu n g sg etrie b es, w ie a u f d em d er F lü s s ig k e itsk u p p lu n g , in V e rb in d u n g m it starrem G etrieb e, g e a rb e ite t w ord en . H ier w a r es D e u ts c h lan d , w elch es m it w isse n sch a ftlich er D u rc h d rin g u n g d er sch w ierigen F ra g e n d er T o rsio n ssch w in gu n gen u n d d er U n g le ic h fö rm ig k e itsg ra d e des M o to re n b e trieb e s K o n str u k tio n e n e n tw ic k e lt h a t, b ei denen d ie G efa h ren u n g leich fö rm ig en G an g es m eh rerer M otoren, d ie gem ein sam a u f ein starres G etrie b e a rb e ite n , w eitg e h e n d v e rrin g e rt w u rd en . H ier b e d ien t m an sich g e le g e n tlic h d er E in sc h a ltu n g e la stisch er W ellen zu r A b d ä m p fu n g b zw . V e r h in d e ru n g vo n R e so n a n zsch w in g u n g en . Z u r „ E n t g iftu n g “ dieser, tr o tz so rg lic h er B e re c h n u n g und H e rste llu n g n och n ic h t v o llk o m m en b e h errsch ten K o n s tr u k tio n w u rd e d a n n m it E rfo lg d er G e d a n k e ein er K o m b in a tio n s ta rre r Z a h n ra d sg e trieb e m it F lü s s ig k e itsk u p p lu n g e n vo rg e sch la g en u n d in die P r a x is ü b e rtra g e n . D e r F ö ttin g e r T ra n s fo rm a to r als K u p p lu n g g e s ta tte t jed en , a u f d as G e-
F o e r s t e r : Die neuere Entw icklu ng des Schiffsantriebs. i IC 5 Heft 49- 1
5. 12. 1924 J
trie b e a rb e ite n d en M o to r so fo rt d u rch E n tle eren der F lü s s ig k e itsk u p p lu n g a b zu sch alten .
D ie eben erw äh n ten B e streb u n g e n u n d A u s fü h ru n gen stellen die n eu esten S ta d ien d er E n t w ic k lu n g d ar, u n d gera d e a u g e n b lic k lic h fä h rt d as erste d e u tsch e P a ssa g iersc h iff m it z a h n ra d ü b e rse tzten D ieselm o to ren n a c h dem L a P la ta („M o n te S a rm ie n to “ d er H a m b u rg -S ü d a m e rik a n isch en D a m p fsc h iffa h rts-G e se llsc h a ft, e rb a u t b ei B lo h m & V o ß ).
S e it einigen M o n aten fä h rt ein D ie selsch iff der an d eren A rt, zw isch en dessen M otoren u n d P r o p ellerw ellen eine K o m b in a tio n eines starre n G e trie b es m it F lü ssig k e itsk u p p lu n g e n g e s c h a lte t is t:
„ V u lc a n “ (V u lc a n -W e rk e H a m b u rg u n d S tettin ) u nd m eh rere g ro ß e M o to rsch iffe sind n a ch diesem P rin z ip in A u s fü h ru n g b e g riffen . D iese K o n s tr u k tio n en ergeb en oh n e w eiteres d ie M ö g lich k eit, a u ch seh r gro ß e S ch iffe , d . h. also sch n elle T y p e n der h e u te g rö ß ten A b m essu n gen , m it D ieselm o to ren zu b etreib en . H ie r s e tz t a b er m it gro ß er S ch ä rfe die K o n k u rre n z d er D a m p ftu rb in e ein, w elch e n eben w esen tlich v e rrin g e rte n A n la g e k o s te n a u ch eine b eq u em ere u n d b illig e re E rle d ig u n g d er g esam ten H ilfsm a sch in e n fra g e fü r S c h iff und M a sch in en a n la g e v e rs p ric h t. A u c h is t der S ch m ieröl v e rb ra u c h ein er D a m p ftu rb in e n a n la g e n u r ein k lein er B r u c h te il des en tsp rech en d en B e d a rfs einer M o to re n an lage. D a a u c h d a s D ie seltre ib ö l teu re r als H eizö l ist, so z e ig t sich, d a ß fü r den B e tr ie b gro ß er, h ilfs
m a sch in en reich er S c h iffe d er A n trie b d u rch D a m p f
tu rb in e n h e u te n och v o llk o m m en w e ttb e w e r b s fä h ig ist.
W ä h ren d n u n d ie F o rts c h r itte in den A n trie b s a n la ge n d er S c h iffe fü r die W ir ts c h a ftlic h k e it vo n u m w ä lze n d e ru n d e n tsch eid en d er B e d e u tu n g w aren , so h a b en p aralle lg eh en d e B e stre b u n g e n sich a u ch d er äu ß eren A n trie b so rg a n e, d er S ch iffsp ro p eller, a n g en o m m en . D iese A u fg a b e is t w ied e ru m n ic h t b ei den P ro p e llern allein steh en geb lieb en , sondern h a t sich a u c h a u f Lage u n d A nord n u ng derselb en eb en so e rstre c k t, w ie a u f die A u sb ild u n g der H interschiffsform zw e ck s g ü n stig sten W a s s e rzu la u fes. D ie E rfo lg e in d iesen R ic h tu n g e n lassen sich d ah in ken n zeich n en , d a ß m an gew isse E r k e n n t
nisse b e zü g lic h des S trö m u n g sv e rla u fs u m d as S c h iff g e sa m m elt h a t u n d h e u te w eiß , d a ß d ie am w en ig sten gesch w u n gen en , m ö g lic h st p la n v e rla u fen d en A b la u fflä c h e n im H in te rsc h iff fü r den P ro p e lle rw irk u n g sg ra d a m g ü n stig sten sind. D ie L a g e d er W e lle n a u s tr itte soll m ö g lic h st in d er R ic h tu n g d er S tro m fä d en a n g eo rd n e t sein, u m k ein e P ra llflä c h e n u n d W irb e l v o r dem P ro p e ller zu erzeu gen . M an w eiß , d a ß m it zu n eh m en d er G esc h w in d ig k e it d ie B a h n e n d er W a sserfä d e n um d as S c h iff ih re R ic h tu n g e n v e rä n d ern u n d b ei den h ö ch ste n G esch w in d ig k e iten in n ah ezu sen k rech te n E b e n e n ve rla u fe n , w äh ren d sie b ei den n ied eren G e sc h w in d ig k e iten d er F ra c h td a m p fe r fa s t h o ri
z o n ta l b zw . e tw a s g e n eig t u m den S ch iffsk ö rp e r h eru m strö m en . N ied ere G esch w in d ig k e iten w ollen also im H in te rsc h iff, v o r den P ro p e llern , n ah ezu
vertikale S ch iffsfläch en , an denen das W a sser u n ter d e n k b a r g e rin g ster A u slen k u n g in so lid er M asse d en P ro p e llern z u fließ t. F ü r h oh e G esch w in d ig k e iten h a t sich d as k rieg ssch iffa rtige od er K r e u z e r
h e c k am b esten b e w ä h rt, w eil die h a u p tsä c h lic h v o m S ch iffsb o d en u n d den u n teren F o rm p a rtie n h e rb eiströ m en d en W a sserfä d e n bei liegenden Sp an n fo rm en die g erin gsten A u slen k u n g e n erfah ren.
Z w isch en diesen b eid en E x tre m e n lie g t die U n z a h l d er K o m p ro m isse, je n ach den A b m essu n g s
v e rh ä ltn isse n , den V ö llig k e itsg ra d e n u n d den B e trie b sb ed in g u n ge n d er v ersch ied en en S ch iffsty p e n . D ie h y d ro d y n a m isc h e n G ru n d la g e n der P r o p elle ra rb e it selb st sind d u rch die e x a k te W issen s c h a ft n och n ic h t h in reich en d e rfo rsch t. M an ist im w esen tlich e n a u f d ie E m p irie an g ew iesen und h a t a u f d iesem W e g e in d en le tz te n zw e i J a h r
zeh n ten n a m h a fte E rfo lg e e rzielt. D e r P ro p e ller k a n n m it ein er P u m p e o d er W a ssertu rb in e v e r g lich en w erd en , u n d es lie g t nah e, b e i einem solch en E le m e n t fü r eine p la n m ä ß ig e W a sserzu - u n d -a b fü h ru n g zu sorgen . D ies is t schon v e r h ä lt n ism ä ß ig frü h e rk a n n t w ord en, u n d v ie le E rfin d e r h a b en sich b e m ü h t, L e its c h a u fe ls y s te m e v o r b zw . h in te r dem P ro p e ller zu en tw ic k eln , w elch e a u f G ru n d p la n m ä ß ig e r L e itu n g des W a ssers d u rch den P ro p e ller ö k o n o m isch e V o rte ile zu erzielen h o fften . A u c h h ier is t m an h e u te zu m a rk tre ife n P a t e n t k o n s tru k tio n e n vo rg e d ru n g en , in sb eson d ere h a t sich fü r E in sc h ra u b e n sc h iffe d er so g en a n n te G eg en p ro p eller e n d g ü ltig u n d u n b e s tritte n d u rc h g e se tzt, d. h. ein festes S y s te m v o n L e itsc h a u fe ln , w elch es a m R u d e rste v e n h in te r dem P ro p e ller v o n E in sch rau b en sch iffe n a n g e b ra c h t w ird , d en w irb lig u n d g e d re h t v o m P ro p e ller ab strö m en d en S c h ra u b e n stra h l a u fric h te t u n d den S c h u b e ffe k t je n ach L a g e , A n o rd n u n g u n d G ü te d er v o rh a n d en en S ch ra u b e u m 9 — 1 8 % ve rb e ssert. A u c h L e it s c h a u felsy stem e v o r d em P ro p e ller sind e n tw ic k e lt w ord en , w elch e b e i M eh rsch ra u b en sch iffen v o n b e son d erer B e d e u tu n g sind, d a d o rt d ie M ö g lic h k e it n ic h t b e ste h t, h in te r den P ro p ellern fe s te K o n stru k tio n e n a n zu b rin ge n . A u c h h ier sind schon e in ige E rfo lg e e rzie lt w ord en , d o ch zeigen d ie seh r u m fa n g re ich e n F o rsch u n g sarb eiten , d ie se it J ah ren fa s t a u ssch ließ lic h in d er H a m b u rg isch e n S c h iff
b a u -V e rs u c h s a n s ta lt d u rc h g e fü h rt w erd en , d a ß die B e h a n d lu n g d es a n strö m en d en W a ssers m it dem Z iel ric h tig e r Z u le itu n g ein rä ts e lv o lle s und sch w ieriges G e b ie t ist.
D e n P ro p e ller selb st h a t m a n im L a u fe der le tz te n J a h rzeh n te n u r n och seh r w en ig verb essern k ö n n e n ; m an h a t n u r g e lern t, fü r jed en n orm alen F a ll richtige d. h. w irts c h a ftlic h b efried ig en d e P r o p eller zu k o n stru ie re n u n d b e d ie n t sich zu r E n t w ic k lu n g ric h tig e r P ro p e llerfo rm e n u n d V e r h ä lt
nisse in im m er steig en d em M aß e der M o d e llv e r
su ch ste ch n ik , die h e u te in d er L a g e ist, b is a u f w en ige P r o z e n t v e rlä ß lic h e V o rh ersa ge n d er e rz ie l
b a re n G e s c h w in d ig k e it u n d des K r a ftb e d a rfe s b e i b e stim m te n T o u re n za h len zu geben . D ie M o d e ll
v e rs u c h s te c h n ik k a n n n a tu rg e m ä ß im G e g e n sa tz
n o 6 W e v e r : Zur P h ysik des technischen Eisens. r Die Natur- [wissenschaften
zu r B e re c h n u n g den so gen an n ten N a c h stro m der S ch iffe, der v o n d er V ö llig k e it u n d der F o rm a b h ä n g ig ist, in sein er E in w ir k u n g a u f d ie P ro p e lle r
a rb e it a n g e n ä h e rt gen au erk en n en u n d d a d u rch Ü b e rrasch u n g e n verm eid en helfen , die d em rein en B e re c h n er frü h er nie e rsp a rt gew esen sind.
Z u m S ch lü sse m öge n och a u f d as n eu este E r eig n is in d er E n tw ic k lu n g des S ch iffsa n trie b s d u rch W in d k r a ft e in gegan gen w erd en , w elch es b eim D r u c k dieser Z eilen in d ie W ir k lic h k e it u n d Ö ffe n t
lic h k e it d er S c h iffa h rts w e lt ein g e tre ten ist. D ie R u d ererfin d u n g des D e u tsc h e n A n t o n F l e t t n e r is t sch on b e k a n n t. Fl e t t n e r v e rsa h die R u d e r
flä c h e m it einem k lein en eigen en S teu er, w elch es w ie ein e E n d flo sse am R u d e r h in ten g e len k ig b e fe s tig t is t u n d d u rch G estä n g e und d u rch die h oh le R u d e ra c h se h in d u rch d u rch ein G etrie b e b e w e g t w ird , d e rg e sta lt, d a ß n u n m eh r d as H ilfsru d er die H a u p tru d e rflä c h e s te u e rt w ie ein S ch iff, u n d d a m it d ie S te u e ru n g des S ch iffe s selb st b e w ir k t. D ieses ,,s tr o m b e tä tig te “ R u d e r a rb e ite t m it 1 — 3 % der frü h er b e n ö tig ten K r a ft, so d a ß sich R u d e rm a sc h i
nen, b is zu gro ß en S ch iffsab m essu n g e n h in au f, k ü n ftig e n tb eh rlich m ach en . D ieses n eu e S teu er b e w ä h rt sich a u f gro ß en M o to rfra c h tsc h iffe n d er H a m b u rg -A m e rik a -L in ie u n d des N o rd d eu tsch e n L lo y d seit lä n g erer Z e it u n d h a t eine beson d ere k o n s tr u k tiv e E n tw ic k lu n g in d em „ D r e i- F lä c h n e r “ g efu n d en , einem S teu er, w elch es d u rc h d rei n eb e n ein a n d e r g e stellte F lä c h e n , d ie im P ro p e llerstro m lieg en , die K r a f t des Propellerab strom .es a u s n u tz t
— m it d em E rg eb n is, d a ß n u r 0 ,4 % d er frü h er b e n ö tig te n K r a f t zu m S teu ern m eh r erfo rd erlich sind . D e m g e m ä ß ka n n m an seh r gro ß e S ch iffe k ü n ftig m it d er H a n d steu ern .
An t o n Fl e t t n e r h a t n u n n eu erd in gs eine n eu e M eth o d e des S egeln s g efu n d en , w elch e a u f d em schon im v o rig e n J a h rh u n d e rt p h y s ik a lis c h fe stg e ste llte n u n d n a c h seinem E n td e c k e r b e n a n n te n M agn u ssch en E f f e k t b e ru h t. D iese M eth o d e w u rd e in der Z u sa m m e n a rb e it m it d er A e r o d y n a m isch e n V e r s u c h s a n s ta lt in G ö ttin g e n u n d d eren erfah ren em w isse n sch aftlich en L e ite r, P ro f.
Pr a n d t l, e n tw ic k e lt. D a n a c h is t es m ö g lich u n d b e reits d u rch die A u s fü h ru n g u n d die erfo lgreich en
F a h rte n des 600 t-S ch o n ers „ B u c k a u “ b ew iesen , d a ß m an s t a t t d er b ish erigen S eg e lflä ch e n u r zw ei d reh b a re Z y lin d e r a u f d em S ch iffe a u fzu stellen b ra u c h t, d eren L ä n g s s c h n itt (D u rch m esser m al L än g e) = 1/10 d er frü h eren S e g e lta k e lla g e ist. D iese Z y lin d e r (auf d er „ B u c k a u “ 15 m h o ch und 3 m im D u rch m esser) w erd en m itte ls 8 p ferd iger M o
to ren m it ca. 110 U m d reh u n g en in d er M in u te g e d re h t. D a s p h y sik a lisc h e P h än o m en des M agn u s
schen E ffe k ts is t nun d a d u rc h g ek en n zeich n et, d a ß b e im A u fb la s e n v o n L u ft a u f einen d reh en d en Z y lin d e r sow o h l die so g en a n n te stören d e G re n z
s c h ic h t b e se itig t w ird , als a u c h die S tellen der D r u c k m a x im a u n d -m in im a am Z y lin d e r ve rsch o b en w erd en . D a d u rc h e rg ib t sich z. B . b e i einem in 4 5 0 vo n v o r n a u f d as S c h iff w irken d en W in d e eine V o rtrie b sk o m p o n e n te , gen au w ie b eim Segeln s ch rä g gegen den W in d . B e im W e n d en des gegen d en W in d k reu zen d en S ch iffe s w ird n u r die D r e h ric h tu n g d er T ü rm e u m g ek eh rt, u n d m an k a n n ü b e rh a u p t d u rch d as M a n ö vrieren m it der T u r m d re h ric h tu n g allein solch e S c h iffe w en den und steu ern , oh n e d a ß es th e o re tisc h d a b e i n ö tig w äre, d as S teu erru d er zu b e n u tz e n . S o lch e T rie b tü rm e w ird m an a u ch a u f D a m p f- u n d M o to rsch iffe jed en T y p s setzen k ö n n en u n d d a m it b e i W in d stets seh r n en n en sw erte P ro ze n te d er A n trie b s k r a ft e r
sp aren kö n n en .
Z. B . k a n n m an a u f einem F ra c h tm o to rsc h iff v o n 8000 T o n n en m it drei T rie b tü rm e n v o n je 24 m H ö h e u n d 4 m D u rch m esser b e i g u te m S e ite n w in d u n d 100 U m d re h u n g e n d er T ü rm e e tw a 900 P fe rd e s tä rk e n V o rtr ie b fü r d as S ch iff m ittels 50 P fe rd e s tä rk e n a u fg e w e n d e te r D r e h k r a ft erzielen.
So m ä rc h e n h a ft diese M itteilu n ge n k lin g en m ögen , a u f so festen u n d p ra k tis c h b ereits er
w iesen en G ru n d la g e n b eru h en sie.
Ic h m ö ch te d a h er m eine D a rle g u n g en ü b er die e rsich tlich erfo lg reich e u n d g ro ß zü g ig e F o r ts c h r itts b e w e g u n g im S ch iffsa n trie b e, die uns gan z n eu e u n d h e u te n o ch fa s t u n g la u b h a fte E n tw ic k lu n g e n v e rh e iß t, fre i n a ch H a m le t d a m it sch ließ en , d a ß es im H im m e l u n d a u f E rd en , sow ie im W a sser u n d in d er L u ft n och D in g e g ib t, v o n denen unsere S c h u lw e ish e it sich n ic h ts trä u m e n ließ .
Z u r Physik des technischen Eisens.
V o n Fr a n z We v e r, D ü sseld o rf.
D ie ü b era u s gro ß e V e rä n d e ru n g sm ö g lic h k e it d er p h y sik a lisc h e n E ig e n s c h a fte n des tech n isch en E isen s, die dieses zu m w ic h tig s te n a lle r W e rk sto ffe m a ch t, h a t ih re w esen tlich e U rsach e d arin , d a ß d as E isen s e lb st in m eh reren a llo tro p e n F o rm e n a u ftr itt, d ie sich d em steten B e g le ite r des te c h n isch en E isen s, d em K o h le n s to ff, g eg en ü b er seh r ve rsch ied e n v e rh a lte n . D a m it is t d er W e g fü r eine s y ste m a tis c h e E r k u n d u n g des tech n isch en E isen s v o rg e ze ic h n e t; d iese w ird sich z u n ä c h s t m it einer K lä r u n g der A llo tr o p ie des E isen s b e sc h ä ftig e n m üssen, d a n a c h die K o n s titu tio n d er b eid en a n
d eren w ic h tig s te n K o m p o n e n te n des elem en taren K o h le n s to ffs u n d des E isen ca rb id e s, sich erstellen , u m sch lie ß lich a u f d er d a m it gegeb en en G ru n d la g e eine A u fk lä ru n g fü r d as V e r h a lte n d er v e r sch ied en en M o d ifik a tio n en des E isen s dem K o h le n s to ff geg en ü b er zu ve rsu ch en . M it dem n ach steh en d en soll v e rs u c h t w erd en , einen k u rzen A b riß v o n d em g e g e n w ä rtig e n S ta n d e d er p h y s i
k a lisch e n F o rs c h u n g ü b er d as tech n isch e E isen zu geben , u m d a m it a u ch d em N ic h tfa c h m a n n ein en E in b lic k in dieses sch w ierige a b er re izv o lle G e b ie t zu erm ö glich en .
W e v e r : Z u r Ph ysik des technischen Eisens. 1 1 0 7
I. D ie A llotropie des Eisens.
D ie u m fa n g re ich e G esch ic h te d er A llo tro p ie des E isen s k a n n im v o rlieg en d en Z u sa m m e n h an g n u r g e s tre ift w erd en . D ie m odern e, a u f zu ve rlä ssig e T em p e ra tu rm e ssu n g en b e g rü n d e te E n tw ic k lu n g s e tz t m it ein er A r b e it F . Os m o n d s v o m J ah re 1887 e in 1), w elch e die ersten m it H ilfe v o n L e Ch a- telie r-T h e rm o e lem e n te n au fgen o m m en en A b k ü h lu n g s k u rv e n e n th ä lt. D iese ließ en eine seh r a u s
g e p rä g te d isk o n tin u ie rlich e U m w a n d lu n g A r 3 (Ar- re t, refroid issem ent) b ei e tw a 890° C, d ie so gleich als a llo tro p e U m w a n d lu n g an g esp ro ch en w u rd e, eine w en iger d e u tlich e V e rz ö g e ru n g A r 2 b e i e tw a 750 — 70 0 0 u n d eine k a u m w a h rn eh m b are V e r zö g eru n g A r x b e i e tw a 6 60 0 erk e n n e n ; die le tz te re m u ß te a u f den n ic h t v o lls tä n d ig feh len d en K o h le n s to ff z u rü c k g e fü h rt w erd en . Os m o n d sch lo ß h ie r
au s z u n ä c h st n u r a u f die E x is te n z zw e ier P h asen , des « -E isen s u n te rh a lb A 3 u n d des /?-Eisens o b er
h a lb A 3 2); in ein er F o rts e tz u n g d er A rb e it w u rd en diese V o rste llu n g e n d ah in a u sg e b a u t, d a ß A r 2 m ö g lich erw eise a ls u n teres E n d e d er A 3-U m w a n d lu n g a n zu seh en sei, d as d u rch den vo rh a n d e n en K o h le n s to ff zu n ied rigeren T e m p e ra tu re n v e rsc h le p p t w ir d 3). S p ä te r ä n d e rte jed o c h Os m o n d seine A n s ic h t d ah in , d a ß n ic h t A 3, w ie er u rsp rü n glich a n gen om m en h a tte , sond ern A 2 d em V e r lu s t der M a g n e tisie rb a rk e it e n tsp rä c h e; d a m it w a r zu g leich ein gerä u m t, d a ß A3 u n d A2 als v o n ein a n d e r u n a b h ä n g ig e E rsch ein u n g e n an zu seh en sin d 4). D ieser A u ffa s s u n g sch lo ß sich in d er F o lg e a u ch H . L e Ch a t e l i e r a n 5).
In zw isch e n b ra c h te n d ie A rb e ite n P . Cu r i e s6) K la r h e it ü b er d as m a g n etisch e V e r h a lte n des E isen s b ei h o h en T em p e ra tu re n , so d a ß Os m o n d
1895 zu d er A u ffa s s u n g ü b e r g in g 7), d a ß drei v o n ein an d er u n a b h ä n g ig e P h ase n des E isen s b estän d en , eine « -F o rm u n te rh a lb A 2, ein e /?-Form zw isch en A2 u n d A3 u n d eine y-F o rm o b erh a lb A 3 . J ed o ch ä u ß e rte 1904 C. Be n e d i c k s8) B e d en k e n h in s ic h t
lich d er D e u tu n g d er th e rm o m a g n etisch e n U n te r su ch u n gen , a u c h m a c h te in d er F o lg e Os m o n d a u f G ru n d v o n B e stim m u n g en des ele k trisch en W id e r stan d es eine b e reits frü h er v o n ih m v e rtr e te n e A n s ic h t ern eu t g e lten d , d a ß sich die y l2-U m w a n d lu n g b is zu n ied rigen T e m p e ra tu re n fo r ts e tz t9).
19 12 e n tw ic k e lte C. Be n e d i c k s10) n eu e V o r stellu n g en ü b er d ie A llo tro p ie des E isen s. A u s geh en d v o n d er B e o b a c h tu n g , d a ß sich v ie lfa c h d ie E ig e n s c h a fte n b e i A n n ä h e ru n g a n ein en U m w a n d lu n g s p u n k t z u n ä c h s t s te tig d em W e r t der n eu en P h a se n äh ern , u m d a n n b e i d er U m w a n d lu n g selb st d isk o n tin u ie rlich diesen W e r t v o lls tä n d ig an zu n eh m en , le ite te er v ie r v e rsch ied e n e T y p e n a llo tro p e r U m w a n d lu n g en a b ; d iese sind d u rch v o llk o m m en e g eg en seitig e U n lö slic h k e it, d u rch e in seitig e L ö s lic h k e it b zw . d u rch b eid erse itige L ös- fic h k e it zw eier a llo tro p en P h ase n g e k e n n zeich n e t.
Be n e d i c k s g la u b te w e ite r b ew eisen zu kön nen , d a ß d ie ^ - U m w a n d lu n g seinem zw e ite n T y p u s en tsp räch e, so d a ß die # -Phase als L ö s u n g vo n y-M olekülen in « -E isen an g eseh en w erd en k ö n n te .
H eft 49, 1
5. 12. 1924 J
D ie ^ - U m w a n d lu n g w u rd e in E rw e ite ru n g dieser V o rs te llu n g u n d u n ter A n le h n u n g an eine sch on frü h er v o n Os m o n d ge äu ß e rte V e r m u tu n g 3) als U m w a n d lu n g des R e ste s der im « -E isen in L ö su n g g e h a lte n en y-M olekü le angesp roch en. D iese A u f fassu n g w u rd e v o n A . Sa v e u r11) dah in au sg eleg t, d a ß a lsd a n n v o llk o m m e n reines E isen w ed er b e i d er E r h itz u n g n o c h b e i der A b k ü h lu n g eine A 2- U m w a n d lu n g zeigen d ü rfe, d a ß dagegen b e i A n w esen h e it seh r gerin ger V eru n rein ig u n g en A r2 diesen e tw a p ro p o rtio n a l a u ftre te n kön ne. D ie eigen en V ersu ch e Sa v e u r s ste llte n im W id e r
sp ru ch h ierzu m it S ic h e rh e it fest, d a ß a u c h in sehr rein em E le k tro ly te is e n die ^ - U m w a n d lu n g so
w o h l b e i der E rh itz u n g als a u ch b ei d er A b k ü h lu n g a u ftr itt. In d er an sch ließ en d en D isk u ssio n gin g d a h er Be n e d i c k s u n ter e n g ster A n le h n u n g an die S M iT S s c h e T h e o rie d er A llo tr o p ie 12) zu ein er n eu en E rk lä r u n g d er J .2-U m w a n d lu n g ü ber. D a n a c h sollen im « -E ise n a u ch u n terh a lb A3 y-M olek üle v o rh a n d e n sein, die b e i gen ü gen d sch n eller A b k ü h lu n g ü b er ih re G le ic h g e w ic h tsk o n ze n tra tio n h in au s b is zu n ied eren T em p e ra tu re n erh a lten b leib en k ö n n en ; in g leich er W eise w ü rd e b e i sch n eller E r h itz u n g eine in sta b ile K o n ze n tra tio n erre ich t w erd en k ö n n e n ; die ^ - U m w a n d lu n g s te llt den Ü b e rg a n g in die jew eils sta b ile K o n z e n tra tio n n a ch Ü b e rsch re ite n ein er gew issen U n te r k ü h lu n g b zw . Ü b e rh itz u n g dar.
D iese v o n B e n e d i c k s m it g ro ß em N a c h d ru c k v e rtre te n e A n s ic h t fan d b ereits im fo lgen d en J ah re ih re W id e rle g u n g d u rch V e rsu c h e v o n B u r g e s s u n d C r o w e 13) ; diese ste llte n fest, d a ß d ie ^ - U m w a n d lu n g ohne H y s te re s is v e r lä u ft u n d d a h er n ic h t als U n te r k ü h lu n g s e ffe k t g e d e u te t w erd en k a n n . D a m it g a b B e n e d i c k s sein e V ersu c h e zu r E r k lä ru n g des J .2-P u n k te s als T e il d er i 3-U m w a n d - lu n g e n d g ü ltig a u f u n d sch lo ß sich n u n m eh r en g d er W e iß sch e n A u ffa s s u n g a n 14), die in d er ^ - U m w a n d lu n g ein e rein m a g n etisc h e A n g e le g e n h e it sieh t. In A n w e n d u n g d er B e o b a c h tu n g , d a ß d ie M a g n etisieru n g v o n G em isch en m a g n etisch e r u n d u n m a g n etisch e r S to ffe eine ü b e rp ro p o rtio n a le A b n ah m e m it d er K o n z e n tr a tio n d er u n m a g n etisch e n K o m p o n e n te z e ig t 15), w u rd e n u n gesch lossen , d a ß a u c h eine s te tig e Z u n a h m e u n m a g n etisch e r j'-M ole- k ü le u n te rh a lb A z a ls E rk lä r u n g fü r ein e n ah ezu d isk o n tin u ie rlich e A b n a h m e d er M a g n e tisie rb a r
k e it b e i A 2 h in reich e. In d er D isk u ssio n d ieser A r b e it w ies jed o c h M c C a n c e d a ra u f h in , d a ß die m a g n etisch e In d u k tio n p u lv e rfö rm ig e r G em isch e b e i gen ü gen d h oh en F e ld s tä rk e n d er K o n z e n tra tio n p ro p o rtio n a l v e r lä u ft; diese A n s ic h t d e c k t sich m it E rg eb n issen v o n W . T r e n k l e 16). A u c h m a c h te H . L e Ch a t e l i e r d a ra u f a u fm erksam , d a ß m an v o n ein er E r k lä r u n g des F erro m a g n etism u s ve rla n g en m üsse, d a ß sie a u f sä m tlich e fe rro m a g n etisch e n K ö rp e r a n w en d b a r sei. D ie A n n ah m e u n m a g n etisch e r 7-M oleküle in einer m a g n e tisch en « -P h a se g e n ü g t d ieser e lem en ta ren B e d in g u n g n ich t, d a z. B . eine 7-P h ase des N ic k e ls n ic h t b e k a n n t ist.
n o 8 W e v e r : Zur P h y s i k d e s t e c h n is c h e n E is e n s . (" Die Natur- Lwissenschaften
In ein er n eu eren A r b e it vo n K . Ho n d a17) w ird s ch lie ß lich d ie ^ - U m w a n d lu n g u n te r V e r z ic h t je g lic h e r T e iln a h m e des u n m a g n etisch e n y-E isen s a ls rein th e rm o m a g n e tisc h e E rs c h e in u n g a u f
g e fa ß t.
D ie e rsten A n d e u tu n g e n eines o b erh a lb 1200°
lieg en d en U m w a n d lu n g sp u n k te s des E isen s rü h ren v o n E . S. Ba l l h e r 18). S o d a n n m a c h te P . Cu r i e6)
M itte ilu n g v o n ein er b e i e tw a 1280° lieg en d en d is k o n tin u ie rlic h e n Ä n d e ru n g d er m a g n etisch e n E ig e n s c h a fte n ; s p ä te r fa n d e n a u c h P . W e i s s u n d G . Fo e x19) eine m a g n etisc h e U n s te tig k e it b e i I3 9 5°> d ie gerin ge Z u v e rlä s s ig k e it d er älteren T em p e ra tu rm e ssu n g en le g t d ie V e r m u tu n g n ah e, d a ß diese b e id en A n o m a lie n id e n tisc h sind . H . Ha r k o r t20) b e o b a c h te te 1907 a u f d er Z e it te m p e ra tu rk u rv e eines seh r rein en E isen s m it 0 ,0 1% C ein e k u rz e V e rz ö g e ru n g b ei 13 8 0 °; eben so fan d en a u c h A . Mü l l e r21) u n d W . Go n t e r m a n n22) A n o m a lien b e i e tw a 1400 °. S c h lie ß lic h ste llte n 19 13 R . Ru e r u n d K . Ka n e k o23) b z w . R . Ru e r u n d K . Fi c k24) g e leg en tlich d er U n te rs u c h u n g d er b in ären S y s te m e E is e n - K o b a lt u n d E is e n -K u p fe r d iese U m w a n d lu n g sich e r; eine N a c h p rü fu n g an rein em E le k t r o ly te is e n 25) fü h rte zu d em E rg eb n is, d a ß sie re v e rsib e l b ei 1401 0 v e rlä u ft.
D ie K e n n tn isse v o n d er N a tu r der ^ -M od ifik ation o b erh a lb 14 0 1 ° sind ä u ß e rs t sp ä rlic h ; es w ird a n gen om m en , d a ß d ie y-<5-U m w a n d lu n g a n a lo g der a -y -U m w a n d lu n g m it ein er d isk o n tin u ie rlich en Ä n d e ru n g a lle r E ig e n s c h a fte n v e rb u n d e n ist.
D ie K ry s ta lle ig e n s c h a fte n d er v e rsch ied e n e n M o d ifik a tio n en des E isen s w aren in fo lg e d er S e lte n h e it g u t a u sg e b ild e te r K r y s t a lle v o r E in fü h ru n g d er R ö n tg e n a n a ly se n u r w en ig b e k a n n t. S o e r
g a b e n V e rsu c h e v o n F . Os m o n d u n d G . Ca r t a u d 26),
d a ß d as E isen so w o h l im B e re ic h d er oc-ß- a ls a u ch d er y-P h ase re g u lä r k r y s t a llis ie r t ; die b e o b a c h te te n g e rin g fü g ig e n U n te rsc h ie d e ließ en je d o c h eine Z u o rd n u n g zu b e stim m te n K r y s ta llk la s s e n n ic h t zu . E b e n so w e n ig k o n n te n a u c h J . E . St e a d u n d
H . G . H . Ca r p e n t e r27) b e i A b sc h re c k v e rs u c h e n a n e le k tr o ly tis c h n ied erg esch la gen en seh r dü n n en E isen fo lie n U n te rsc h ie d e festste llen .
1 9 1 7 v e rö ffe n tlic h te A . W . Hü l l28) 29) K r y - s ta llb e stim m u n g e n m it H ilfe sein er d em D e b y e - S ch errer-V e rfa h re n a n a lo g en M eth o d e. D a n a c h is t d ie S tr u k tu r des a -E ise n s ein kubisch-raum zentrier- tes G itte r m it ein er K a n te n lä n g e des E le m e n ta r
w ü rfe ls v o n 2,86 A .- E . W e s e n tlic h s p ä te r e rst u n te rsu c h te n Za y Je f f r i e s u n d E . C . Ba i n 30)
h o c h le g ie rte M a n g a n stä h le im Z u sta n d e d er u n te r
k ü h lte n y -P h a se ; sie e rh ielten als d eren A to m a n o rd n u n g ein kubisch-flächenzentriertes G itte r m it ein er K a n te n lä n g e des E le m e n ta rw ü rfe ls v o n 3,56 Ä .-E .
D e n d a m it n o c h au ssteh en d en B e w e is fü r d ie I d e n tit ä t d er S tr u k tu r des u n te rk ü h lte n y-E isen s in d er m e ta llo g ra p h isc h e n G efü g efo rm A u sten it m it d e rjen ig e n d er sta b ile n y-P h ase im T e m p e ra tu r
b ereic h zw isch en 900 u n d 1400° e rb ra c h te 1921 A . We s t g r e n31) d u rch D e b y e -S c h e rre r-A u fn a h -
m en an e le k trisc h ge h e izte n D rä h te n . D ie A to m a n o rd n u n g des sta b ile n y-E isen s is t d a n a ch e b en fa lls ein kubisch-flächenzentriertes G itte r. In der g leich en A rb e it ze ig te W e s t g r e n w eiter, d a ß d as ra u m z e n trie rte « -G itte r b is 90 0 0 e rh a lten b le ib t;
d a m it is t d er v4.3- P u n k t s tru k tu re ll als p o ly m o rp h e U m w a n d lu n g sich e rg estellt, b e i d er d as E isen sp o n ta n au s d er k u b isc h -in n e n zen trie rten in die flä c h e n ze n trie rte A to m a n o rd n u n g ü b ergeh t.
E in J a h r s p ä te r b e reits g e la n g A . W e s t g r e n32)
die B e stim m u n g d er S tr u k tu r in d er <5-P h ase o b e r
h a lb 1400°. D a s E rg e b n is is t in m eh rfa ch er H in s ic h t ü b errasch en d , in d em d as G itte r b ei d er
^ -U m w an d lu n g w ied e r in die innenzentrierte « -F o rm z u rü c k s c h lä g t. D a m it e rg ib t sich ein e a u sg e ze ic h n e te E rk lä r u n g fü r d as V e r h a lte n d er m a g n etisch en S u s z e p tib ilitä t n a ch W e i s s u n d Fo e x19), d eren V e r la u f in d er ci-Phase eb en fa lls a ls F o rts e tz u n g d er « -P h a se an g eseh en w erd en k a n n , m it ein er u n s te tig e n U n te rb re c h u n g d u rch die y-Ph ase.
E in e n w eiteren B e itr a g zu r F ra g e d er Id e n titä t d er a - u n d ^ -M od ifik ation en des E isen s liefern B e o b a c h tu n g e n des V erfa ssers in G em e in sch a ft m it P . Gi a n i33) an E isen -S iliciu m le g ie ru n g e n . D iese zeigen u n te rh a lb e tw a 2 % S iliciu m b e i d er A b k ü h lu n g die d rei P h ase n des rein en E isen s; d a gegen fin d e t ein D u rc h g a n g d u rch d ie y-P h ase b ei L eg ie ru n g en m it m eh r als 2 % S iliciu m n ic h t m eh r s t a t t . D a m it sind die a- u n d d ie ^ -M odifikation a ls eine id e n tisch e P h ase fe stg e ste llt.
D e r P olym orp hism us des E ise n s is t so m it d a d u rch g ek en n zeich n et, d a ß in ein e k u b isch -in n en - z e n trie rte P h ase, die u n te rh a lb 9000 b zw . o b erh a lb 1400° b is zu m S c h m e lz p u n k t s ta b il ist, eine k u - b isc h -flä c h e n z e n trie rte P h a s e zw isch en 9000 und
1400° ein gesch o b en ist.
D ie magnetische Um w andlung b e i 768° is t d a gegen n ic h t m it ein er Ä n d e ru n g des G itte r ty p u s v e rb u n d e n . D a m it e n ts te h t d ie V e rm u tu n g , d a ß dieses V e r h a lte n als a llg em ein e E ig e n s c h a ft des F erro m a g n etism u s a n g eseh en w erd en m u ß . H ie r
zu liegen B e o b a c h tu n g e n an N ic k e l34) u n d an d er ferro m a g n etisch e n E ise n k o h le n sto ffv e rb in d u n g F e 3C v o r 35).
D a s N ic k e l e rfä h rt b ei e tw a 3 5 0 0 C eine U m w an d lu n g , die ä h n lich d er m a g n etisch e n ^ - U m w a n d lu n g des E isen s d u rch einen n ah ezu v o ll
s tä n d ig e n V e r lu s t d er m a g n etisch e n P e rm e a b ilitä t g e k e n n zeich n e t w ird u n d m it ein er Ä n d e ru n g s ä m tlich er p h y s ik a lis c h e r E ig e n s c h a fte n ve rb u n d e n ist. D iese U m w a n d lu n g is t w ie d e rh o lt ein geh end u n te rsu c h t w o r d e n 36), d o ch k o n n te b e i k e in e r d er v e rfo lg te n E ig e n s c h a fte n ein e D is k o n tin u itä t m it
S ic h erh eit fe s tg e s te llt w erd en .
D ie A to m a n o rd n u n g des m a gn etisch en N ic k e ls is t m e h rfa ch b e stim m t w ord en 37 ) 38), sie is t ein k u b isc h -flä c h e n ze n trie rte s G itte r m it einem P a r a m e te r aNi = 3,52 A .-E . D ie S tr u k tu r d er u n m a g n etisch e n M o d ifik a tio n w u rd e m it H ilfe vo n D e b y e -S c h e rre r-A u fn a h m e n an e le k trisc h g e h e iz te n D rä h te n e rm itte lt; d iese z eig te n a u ssch ließ lic h d ie In te rferen zlin ien eines k u b isc h -flä ch en ze n trier-
