Technik und Wirtschaft : Monatsschrift des Vereines Deutscher Ingenieure, Jg. 3, H. 1

TECHNIK UND WIRTSCHAFT

MONATS CHRJFT DES VEREINES DEUTSCHER INGENIEURE »REDIGIERT U-HERAUSGEGEBEN VON DR-HERMANN BECK U N D D -M E /E R .

3. JAHRG. JANUAR 191« 1. HEFT

T > . M 9 ji0

ENTWICKLUNGSLINIEN DER TECHNIK.

Von KÄMMERER, Charlottenburg.

G l i e d e r u n g .

V ielleicht gibt es keine T ätig k eit, die bis in die kleinsten E inzelheiten hin­

ein so se h r auf d as W irtsch a ftlich e g e ric h te t ist w ie die Ingenieurtätigkeit.

Die V ielheit ih re r w irtsch aftlich en E inzelziele ste h t so se h r im V ordergrund des In teresses, daß d a rü b e r d a s E ndziel der In g en ieu rarb eit dem B ew ußtsein m eh r o d er w e n ig e r entzogen w ird . Es m ag daru m der V ersuch g e re c h tfe rtig t sein, die H auptlinien der E ntw icklung von den E inzelheiten b efreit zu sam m en ­ zufügen und zu u n tersu ch en , in w elchem Z usam m enhang die E ntw icklungs­

linien d er T ech n ik m it d er E ntw icklung d er K ultur ü b e rh a u p t stehen.

O rd n e t m an die tech n isch e A rbeit nach ihren E ndzielen, so gelangt m an zu d er G ru p p en teilu n g : K r a f t , S t o f f , M e n s c h (siehe das D iagram m auf S. 2 und 3). Die E inteilung in d rei H auptgruppen e rg ib t sich au s folgender Ü b e r­

legung. Die G rundlage, auf d er sich die ganze m oderne T echnik aufbaut, ist die V e rw e rtu n g der N a t u r k r a f t : ihre G ew innung und V erteilung muß d ah er an e rs te r Stelle stehen. D ie z w eite H auptgruppe um faßt die G ew innung der R o h s t o f f e und ihre V erarb eitu n g . Die d ritte G ruppe a b e r e rg ib t sich aus dem E n d zw eck von N a tu rk ra ft und Stoff: au s d e r B edeutung der T echnik für die L e b e n sg e sta ltu n g des M e n s c h e n .

Die B edürfnisse des M enschen lassen sich in drei U n tergruppen gliedern:

die e rs te um faßt all d a

9

, w a s die H erstellu n g von A nsiedlungen betrifft. Dem B edürfnis des W o hnens schließt sich das V erk eh rsb ed ü rfn is a n ; dem friedlichen V erk eh r s te h t d er feindliche V erk eh r gegenüber.

A us dem großen B ereich der g esam ten T echnik sind im nachfolgenden nur einige H au p tzü g e herausgegriffen, die b eso n d ers kennzeichnend für die E n t­

w icklung d es G anzen sind.

Kraft •Stoff

H ra ftg e w in n u n g H ra ftv e rte i/u n g S toffgew innung S toffb earb eitu n g

W asser*

h ra ft

W ärm e*

k ra ft Verte/tung

y o n W ärm e

Vertei/ung von e /e h trisch e r

Energie

a u f a n o rg a n i=

sctrem Wege B e rg b a u

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a u f o rg a n i*

Technik in d e r L a n d=

u n d F o rst-

Wirtschaft

a u f a u f

m aschinen=

é

chem isch=

technischem technischem

W ege Wege

M etai/e, S ä u re n , G estein e, A /kaiien , H ö/ze r, Farbstoffe, Faserstoffe, N a h ru n g s=

H ö rn e r mitte/,

~ H ei/m ifte/,

K eram iA

K r a f t g e w i n n u n g.

Als k e n n zeich n en d er M aß stab für die E n tw icklung d er K raftg ew in n u n g eines L an d es darf die A nzahl d e r P fe rd e s tä rk e n b e z e ic h n e t w e rd e n , die auf einen E in w o h n er treffen.

A u s Fig. I 1) is t ersichtlich, daß die E ntw icklungslinie der D am pf­

k ra ft in P re u ß e n eine ste tig steig en d e G erad e b ild e t; den gleichen V er­

lauf z e ig t die G ew innung der D am p fk raft in d er S ch w eiz, w ä h re n d die E n t­

w icklungslinie d er W a s s e rk ra ft in d er S ch w eiz eine im m er steiler a n steig en d e K urve bildet, ein an sch au lich er B ew eis für die industrielle Z ukunft w a s s e r k r a f t­

re ic h e r L än d er. Die D am p fk raft d er V erein ig ten S ta a te n z e ig t n a h e z u die gleiche E n tw ick lu n g w ie die in P re u ß e n , w ä h re n d die A usnutzung d er g e w a ltig e n W a s s e rk rä fte d e r V ereinigten S ta a te n v o r e r s t n u r g erin g ist. In dem gleichen Schaubild is t schließlich noch derjen ig e A nteil d er D am p fk raft in P re u ß e n d a r­

gestellt, d er in e lek trisch e E n erg ie v e rw a n d e lt w ird un d d er n ich t d urch eine G erad e, so n d ern durch eine im m er ste ile r a n steig en d e K u rv e d a rg e s te llt w ird : es is t also d a s B e stre b e n e rk e n n b a r, die K raftv erteilu n g im m er m e h r auf elek ­ trisc h e m W eg e v o rzu n eh m en . Die Z ahlen für P re u ß e n sind d e r am tlichen S ta tis tik entnom m en, die b ekanntlich h in ter d er W irk lic h k e it s ta rk zu rü ck b leib t, w eil sie n u r die B elastu n g bei d er e rs te n In b e trie b se tz u n g en th ält.

K ennzeichnend für die E n tw icklung d e r K raftg ew in n u n g 'ist fe rn e r die allm ähliche V e rb e sse ru n g des W irk u n g sg ra d e s d e r E nergieum w am dlung.

In Fig. 2a ist d er w irkliche W ä rm e v e rb ra u c h v o n D am p fm asch in en auus d e r Z eit von 1860 b is 1908 d a rg e s te llt: e r b e tru g ü b e r 11 000 W E für

1

P S bei ein er E in zy lin d erd am p fm asch in e m it 2,5 a t K esselsp an n u n g au s dem J a h r e 1860. D urch V erg rö ß eru n g der K esselsp an n u n g auf 5^lA a t w u rd e der W ä rm e v e rb ra u o h bei ein er E in zy lin d erm asch in e au s dem J a h r e 1874 auf 7600 W E für 1 P S v e rm in d e rt. Eine sp ru n g h afte V e rb e sse ru n g auf 6400 W E b ra c h te die E inführung d er V erb u n d m asch in e im g leich en J a h r. In den folgenden

Q VgL für säm tliche S ch au b ild er die Q uellenangaben am S ch lü sse dieses A u fsatzes S. 34 und 35.

ENTW ICK LU NG SLIN IEN DER TECHNIK 3 Mensch

y e rk e h rste ch n ik K rie g s techn/'k

S ied/ungstechnik

S ie d- W asser-

längs- rer*

fo rm en , sorgung,

W ohn* E n t*

bauten, Wässerung Arbeits *

statten

B e ­ feuchtung,

fteizung, Kühlung, L ü ftu n g

o i f dem L a n d e S tra fe n , B rü cken , Fahrzeuge,

E ise n »

ba h n e n

in W asser u n d L u ft W asser*

s tra fs e n , Schiffe,

L u ft * fa h rz e u g e

Z eichen*

g eb u n g Te/e °

g ra p h ie , Te/e=

p h o n ie , S ig n a l*

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zu L a n d zu W asser

[

Festungen^ ^{W affen, "1 D frie g s}[sch /ffe ^°1J

Um sch/agverkehr

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in H afen an /ag en A a u f La g e rp lä tzen , I

in H ü tten w erken J

Ja h re n san k d er W ärm ev erb irau eh aHmählich bis auf 5000 W E auf 1 P S , v e ra n ­ laß t durch S teig eru n g d er K esselspannung bis auf

8

at. Eine w e ite re V er-

Fig. 1. Zunahm e der Dampf- und der Wasser-Pferdestärken in Preußen, der Schweiz und den Vereinigten Staaten von Nordamerika.

b e sse ru n g b ra c h te die Einführung der D reifach-E xpansionsm aschine 1890 m it g leich zeitig er S teig eru n g d e r K esselspannung auf 11 at. D em rasch en An­

w a c h se n d er S pannung e n tsp ric h t n u r eine gerin g e T e m p e ra tu rste ig e ru n g , w eil bis 1890 n u r g e s ä ttig te r D am pf v e rw e n d e t w u rd e . D a die S p an n u n g ssteig eru n g ü b er 13 at hinaus v o r den S ch w ierig k eiten d er K esselh erstellu n g h a lt m achen

Nr. 2 Einzylinder-Schiffsmaschine aus dem Jahre 1861 204 PS n ^ — 17

„ 4 Einzylinder-Schiffsmaschine aus dem Jahre 1874 282 PS n ' = 62

„

11

Verbund-Schiffsmaschine aus dem Jahre 1874 267 PS n = 71

„

12

V erbund-V entilm aschine aus dem Jahre 1880 132 PS n = 71 , 14 Verbund-Balancierpum pe aus dem Jahre 1885 251 PS n = 13

„ 18 Dreifach-Ventilmaschine aus dem Jahre 1889 200 PS

„ 22 Dreifach-Ventilmaschine aus dem Jahre 1895 1042 PS n = 60

„ 23 V erbund-Schm idtm aschine aus dem Jahre 1899 100 PS n = 81

„ 25 Dampfturbine aus dem Jahre 1900 1000 KW n = 1500

„ 26 Dreifach-Ventilmaschine aus dem Jahre 1900 2000 PS n = 83

„ 29 Dampfturbine aus dem Jahre 1903 1000 KW n = 1500

„ 31 Dampfturbine aus dem Jahre 1908 3500 KW n = 1360 Fig. 2a. Wärmeverbrauch von Dampfmaschinen von 1860 bis 1908.

m ußte, ging m an nun zur Ü b erh itzu n g des D am pfes ü b er, die z u n ä c h s t an E in zy lin d erm asch in en v e rs u c h t w u rd e ; die A nw endung d er Ü b erh itzu n g bei ein er D reifach -E x p an sio n sm asch in e im J a h re 1900 fü h rte zu r H e ra b m in d e ru n g

WE

12000 r

11000 -

10000

9000

8000

5000

4000

3000

@ Drefacti*Expansions~

maschinen

o T Dampfturbinen

2 200

1 100

EN TW ICK LU NG SLIN IEN DER TECHNIK 5 des W ä n n e v e rb ra u c h s bis auf 3300 W E. Eine w e ite re S teig eru n g der T e m p e ra tu r sc h e ita rte an d er S ch w ierig k eit der Ü b erh itzerh erstellu n g . Die E ntw icklung su ch te sich d ah er ab e rm a ls einen neuen W eg und v e rb e s se rte die W irtsch a ftlich k eit durch E inführung der D am pfturbine insofern, als die K osten für G ebäude, B edienung und S chm ierung durch sie h e ra b g e s e tz t w urden,

1816 1650 1660 1610 1860 1830

Fig. 2b. Kohlenverbrauch der Dampfer des Norddeutschen Lloyd und der Hamburg- Amerika-Linie 1850 bis 1890.

w äh re n d der W ä rm e v e rb ra u c h d e r erste n D am pfturbinen höher als d er von K olbenm aschinen w a r, w eil m an die T u rb in en zu n äch st m it g erin g er Spannung und n ied rig er T e m p e ra tu r laufen ließ. D urch A nw endung d er Ü berhitzung w u rd e d e r W ä rm e v e rb ra u c h d er T urbinen im V erlauf w en ig er Ja h re auf den d e r b esten K olbenm aschinen h erab g ed rü ck t.

A ußer den L inien des w irklichen W ä rm e v e rb ra u c h e s , der K esselspannung und d e r D am p ftem p eratu r ist in d as gleiche Schaubild noch die Linie des th e o re tisc h e n W ä rm e v e rb ra u c h e s eingezeichnet, d er einer m it der gleichen A n fan g stem p eratu r arb eiten d en verlustlosen M aschine en tsp rech en w ürde. Die z w isch en den Linien d es w irklichen und d es th eo retisch en W ä rm e v e rb ra u c h e s

liegenden, durch S chraffur h erv o rg eh o b en en O rd in a te n stü c k e stellen den V e r­

lu st durch die U nvollkom m enheit d er M aschine dar, d e r von rd. 9000 W E im J a h r e 1860 auf rd. 2000 W E im J a h re 1908 h e ru n te rg e g a n g e n ist. Schließlich ist noch eine P a ra lle le zu r A b szissen ach se ein g ezeich n et, die dem W ä rm e ­ v e rb ra u c h einer m it 1000° A n fan g stem p eratu r a rb e ite n d e n v e rlu stlo se n M aschine en tsp rich t. Die g e stric h e lt sch raffierten O rd in aten stiick e z w isch en den L inien des th e o re tisc h e n W ä rm e v e rb ra u c h e s und d er P a ra lle le n stellen den V erlu st durch A nw endung zu n ied rig er T e m p e ra tu r dar.

In sg esam t bildet d as S chaubild g e w isserm aß en eine G esch ich te d e r D am pf­

m asch in e hinsichtlich ih res W ä rm e v e rb ra u c h e s . E s zeigt, daß d as E rfin d e r­

genie auf eine an d e re B ahn ü b ersp rin g t, sobald auf dem b is h e r b e tre te n e n W e g e das O ptim um e rre ic h t ist, und daß bis zu r V ollkom m enheit n o ch ein w e ite r W e g z u rü ck zu leg en ist. In gleicher W e ise sind in Fig. 2 a d e r K ohlen­

v e rb ra u c h , die K esselsp an n u n g und die L eistu n g v o n S chiffsm aschinen der beiden g rö ß ten R eed ereien D eu tsch lan d s au fg etrag en .

Die A nlagekosten der W ä rm e k ra ftm a sc h in e n , b ezo g en auf 1 P S , sinken m it Z unahm e d er M asch iu en g rö ß e; Fig. 3 lä ß t den Einfluß d er M asohinengröße

%-r-roo

I 1

_{^ 600}

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r e'/neOc^{r n p fh a}'-¿p/ner^{a n /a y t} p/masth/he/r

yrc/she MasMnendat/er/e/sf'um/

Fig. 3. Anlagekosten von Dampfturbinen und Dampfmaschinen, abhängig von der Maschinengröße.

so fo rt erk en n en . D ieser Z usam m enhang b rin g t es m it sich, daß m an g rö ß e re M aschinen se h r viel v o llk o m m en er in den E in zelh eiten durch b ild en k an n , ohne die A n lag ek o sten zu se h r zu v e rg rö ß e rn . E s w ird also d a s O ptim um d er W irtsc h a ftlic h k e it durch ein fach e V e rg rö ß e ru n g d er W ä rm e k ra ftm a s c h in e n se h r w e se n tlic h v e rb e s s e rt.

D ie W irk u n g der M aschinengröße auf den W ä rm e v e rb ra u c h ist au s Fig. 4 ersichtlich, die nach den w e rtv o lle n V ersu ch en v on P ro f. J o s se zu sa m m e n ­ gestellt ist.

D ie W irtsc h a ftlic h k e it d er D am p fk raftm asch in e w ird also um so b e sse r, je grö ß er die M asch in en an lag e ist. Z w a r sind die jü n g eren th e rm o te c b n isc h e n V erb esseru n g en — die E inführung d er Ü b erh itzu n g bei den D am pfm aschinen und d er hohen V erd ich tu n g b ei den V erb ren n u n g sm asch in en — den K lein­

m asch in en ebenso zu g u te gekom m en w ie den G ro ß m asch in en ; a b e r die K ra ft­

gew innung im G roßen h a t die V orteile g e rin g e re r A n lagekosten, k le in e re r B e­

dien u n g sk o sten , b illig erer Zufuhr und E inbringung d e s B rennstoffes.

ENTW ICKLUNQSLINIKN DER TECHNIK 7 Die B edienungskosten d er W ärm edam pfm aschinen w u rd en zu n äch st durch E inführung der se lb sttä tig e n S chm ierung v e rrin g e rt. Bei den D am pfturbinen erg ab sich diese von selb st au s der N otw endigkeit, den L ag ern D rucköl zu ­ führen zu m üssen. N euerdings ist m an auch bei den K olbenm aschinen zur se lb sttä tig e n R ingschm ierung und Z en tralsch m ieru n g übergegangen.

Von w e it grö ß erem Einfluß auf die Bedienung& kosten w a r die E inführung d er se lb sttätig en F euerung. Fig. 5 zeig t d a s w irtsch aftlich e E rgebnis der E inführung von K etten ro ste n und von F ö rd e rb ä n d e rn in einem K esselhaus. V or dem E inbau w a re n 54 H eizer und

2

O b erh eizer notw endig, die zusam m en einen L o hnaufw and von 0,164 M für 1 t D am pf erforderten.

0 100 200 300 WO 500 600 700

Fig. 4. Einfluß der Maschinengrößen auf den Wärmeverbrauch.

N ach dem E inbau w a re n nur noch 20 H eizer zur R egelung d er K e tte n ro st­

b e w eg u n g besch äftig t, sow ie 2 O b erh eizer und 2 M aschinisten zu r In stan d ­ haltung. D ie h o ch w ertig en A rb eiter m ußten also um das D oppelte v e rm e h rt w erd en , w ä h re n d sich die Zahl der u n g elern ten A rb eiter im V erhältnis von 2,5 zu 1 v erm in d erte. D er L o hnaufw and sank in sg esam t auf 0,061 M für 1 t D am pf;

dazu kom m en die K osten der V erzinsung und T ilgung der K etten ro ste und F ö rd e rb ä n d e r im B e tra g von 0,034 M, so daß sich die B edienungskosten ins­

g e sa m t auf 0,095 M, also auf zw ei D rittel des ursprünglichen W ertes* v e r­

m inderten. D iese E rsp a rn is w u rd e dadurch erreich t, daß an die S telle der unge­

lern ten A rb eiter vollkom m ene M aschinen und h o ch w ertig e A rb eiter traten . A uch die W irtsch a ftlich k eit der W a sserk raftan lag en w ä c h s t m it ih rer G röße. In Fig.

6

sind z u n äch st die A nlagekosten a u sg efü h rter W a s s e r­

k raftan lag en m it w en ig er als 5 m G efälle — b ezogen auf eine P fe rd e ­ s tä rk e — d urch D oppelkreise b e z e ic h n e t; die durch sie hindurchgezogene L inie e rg ib t eine K urve, die m it zunehm ender G röße e r s t seh r rasch, dann

langsam fällt und sich einem M in d e stw e rt v on e tw a 300 M für eine P fe r d e ­ s tä rk e (einschließlich des e lek tro tech n isch en T eiles d er A nlage) asy m p to tisc h n äh ert. F e rn e r sind die au sg efü h rten A nlagen von m e h r als 50 m G efälle durch K reuze b e z e ic h n e t; auch die K u rv e d ie se r A nlagen fällt e r s t rasch und dann langsam m it z u n eh m e n d er G röße, ab e r die 50 m -K u rv e e rsc h e in t v e rs c h o b e n g egen die 5 m -K u rv e; d a s F allen b e g in n t s p ä te r als bei g erin g em G efälle und s e tz t sich w e ite r fo r t; die L inie s tr e b t ein em M in d e stw e rt v o n e tw a 150 M fü r eine P fe r d e s tä r k e zu.

Die w irtsc h a ftlic h e n B edingungen d e r W ä rm e k ra ftg e w in n u n g so w o h l w ie d e r W asserkraftgew inn-ung fü h ren also dazu, die K raftg ew in n u n g in m öglichst gro ß e K ra ftw e rk e zu sam m en zu d rän g en .

K r a f t v e r t e i l u n g .

D iese Z usam m enballung d er K raftg ew in n u n g ist n u r m öglich, w en n te c h ­ n ische M ittel zu ein er w irtsc h a ftlic h e n K ra ftv e rte ilu n g v e rfü g b a r sind. Die A usbildung d ie se r M ittel h a t d as g an ze n eu n zeh n te J a h rh u n d e rt in A nspruch g e ­

n om m en; die S ch w ierig k eit d er A ufgabe ist a u s d er V ielzahl d e r v e rs u c h te n M ittel e rk e n n b a r. D as z u e rs t v e rs u c h te M ittel, die K raftv erteilu n g m ittels W ellenleitungen, ist heute auf E in zelräu m e b e s c h r ä n k t; es w ird w e d e r zu r Ü b e rtra g u n g in ein an d e re s G ebäude noch in a n d e re S to c k w e rk e b e n u tz t;

auch die durch eine lange Halle g e stre c k te n W e lle n strä n g e sind im V e rsch w in d en

ENTW ICK LU NG SLIN IEN D ER TECHNIK 9 begriffen. D er H alb m esser d e s m it diesem V erteilungsm ittel b estrich e n en G e­

b ietes b e tr ä g t heute nich t viel m eh r als 10 m. D as z w e ite M ittel, die K raft­

v erteilu n g m ittels D am pfleitungen, w a r v o r einem Ja h rz e h n t noch seh r v e r ­ b re ite t, nam entlich in B erg w erk en und H ü tte n w e rk e n ; heute h a t das V er­

teilu n g sg eb iet kaum m eh r ats 100 m H alb m esser. Ein d ritte s M ittel, die K raft­

v erteilu n g durch D ru c k w a sse r, ist h e u te auf den A ntrieb von P re s se n b esch rän k t, w o b ei d er H alb m esser d er V erteilung ü b er

100

m nicht hinausreicht. D as v ierte M ittel, die D ruck lu ft-K raftv erteilu n g , h a t in dem A ntrieb von S to ß w erk zeu g en ein enges a b e r w ich tig es A nw endungsgebiet gefunden; die L änge der D ru ck ­ luftleitungen ist infolge elek trisch en A n trieb es d er K om pressoren se h r b e ­ s c h rä n k t w o rd en ; sie reich t bei neuen A nlagen nicht ü b er 100 m hinaus. F ür den A ntrieb ro tie re n d e r M aschinen w ird heute w e d e r D ru c k w a sse r noch

Fig.

6

. A bhängigkeit der Besitzkosten von Wasserkraftanlagen von Gefälle und Leistung.

D ruckluft v e rw e n d e t. M it A usnahm e der e rw ä h n te n S ond erg eb iete w ird alle K raftv erteilu n g heute m ittels elek trisch er L eitungen b ew irk t. D er w irtsc h a ft­

lich m ögliche V erteilu n g sh alb m esser reich t in einzelnen Fällen — bei großen

W a s s e rk ra fta n la g e n — bis zu

100

km und noch d a rü b e r. In allen a n d e re n F ä d e n w ird die w irtsc h a ftlic h e G ren ze g e g en ü b er d e r K raftv erteilu n g durch K o h len tran sp o rt nur durch den K o sten au fw an d für d as L eitu n g sn e tz g ezogen, vergl. Fig, 7, d e r im V erh ältn is zu den G e sa m tk o ste n um so g rö ß e r ausfällf, je d ünner d as V erteilu n g sg e b iet m it A b n ah m estellen b e s e tz t ist und je un­

g leich er die K raften tn ah m e ist.

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Tausend Einwohner

Fig. 7. Anlagekosten des Leitungsnetzes für eine abgegebene K ilow attstunde.

E inen Einblick in die w irtsch aftlich en V erh ältn isse geben folgende B eispiele:

K raftv erteilu n g des H ü tte n w e rk s P e in e :

K ra ftw e rk

10 000

P S S p an n u n g 500 V rd. 250 E lek tro m o to ren

zus. rd. 10000 P S

EN TW ICK LU NGSLINIEN DER TECHNIK

11

K raftv erteilu n g des H ü tten w erk s G utehoffnungshütte:

4 K raftw erk e zus. rd. 20 000 P S

Spannung 10000 V

H alb m esser rd. 5 km

K raftv erteilu n g d er B erlin er E le k triz itä ts-W e rk e :

6

K raftw erk e zus. 167 000 P S H alb m esser rd. 16 km rd. 24

000

E lek tro m o to ren zus. rd. 90

000

P S K raftv erteilu n g des O b erlan d -K raftw erk s A m sdorf:

Spannung 15

000

V

H alb m esser rd.

10

km 400 T ra n sfo rm a to re n zus. 165000 KVA K raft Verteilung d er U rfftalsp erre:

K raftw erk

6

000 PS

S pannung 35 000 V

H albm esser rd. 30 km

K raftv arteilu n g d e s R heinisch-W estfälischen E le k triz itä tsw e rk s:

2

H au p t-K raftw erk e zus. 50

000

P S

Spannung 10 000 V

H alb m esser rd. 30 km

Die zunehm ende w irtsch aftlich e V erb esseru n g der elektrischen K raft­

verteilung ein erseits, d a s S treb en nach Z usam m endrängung der K raftgew innung an d e re rse its fü h rt zu ein er zunehm enden E rw e ite ru n g d e r V erteilungsnetze un d zu dem beginnenden Z usam m enschluß b e n a c h b a rte r L eitungsnetze.

In d u striean lag en , die die A rb eit d er K raftm aschine lediglich m ittels W e lle n - strä n g e auf die A rb eitsm asch in e verteilen, finden sich nur noch in ganz kleinem M a ß sta b ; sobald eine K raftv erteilu n g in m e h re re R äum e o d er g a r G ebäude n o tw en d ig w ird , w ird d e r elek trisch e S trom als V erteilungsm ittel b en u tzt. Die W a ss e rk rä fte und G ich tg ase konnten ü b erh au p t n u r m ittels der elektrischen K raftv erteilu n g n u tz b a r g em ac h t w erd en . D er U m lad ev e rk eh r in großem M aß­

stab ist e rs t durch den elek trisch en A ntrieb w irtsch aftlich g e sta lte t w orden.

D em B e stre b e n nach d er Zusam m enballung d e r K raftgew innung ste h t also als n a tü rlic h e r A usgleich die zunehm ende E ntw icklung d e r K raftverteilung, und z w a r m ittels des elek trisch en S tro m es, gegenüber.

K r a f t g e w i n n u n g u n d K r a f t v e r t e i l u n g b i l d e n d i e w i c h ­ t i g s t e n b e i d e n G r u n d g e d a n k e n d e r n e u z e i t l i c h e n T e c h ­ n i k ; die V erbindung d ie se r beiden G edanken is t die eigentliche G rundlage fü r den F o rts c h ritt d er M aschinentechnik im letzten Ja h rz e h n t.

S t o f f g e w i n n u n g d u r c h B e r g b a u .

Von den R ohstoffen sind die für u nser W irtsch a ftsleb en w e it­

au s b e d e u te n d ste n Kohle und Eisen. Aus Fig.

8

is t ersichtlich, daß die S teinkohlenförderung in D eutschland durch eine steil an steig en d e Linie g ekenn­

zeic h n et w ird , die einer g e ra d e n Linie se h r n ahe kom m t. D a in D eutschland K ohleneinfuhr und K ohlenausfuhr sich ziem lich ausgleichen, so fällt die Linie des K o h len v erb rau ch es n ahezu m it der Linie der K ohlenförderung zusam m en.

E inen g an z an d eren V erlauf zeig t die Linie d es R o h eisen v erb rau eh es in

D e u tsc h la n d : sie bild et keine g e ra d e Linie, so n d ern zeig t ein im m er steiler w e rd e n d e s A nsteigen, das die zunehm ende B ed eu tu n g d er E isen-verw endung k en n zeich n et.

W ie se h r die Linie d er R o h eisen erzeu g u n g d as W irtsc h a fts le b e n der L ä n d e r w ie d e rsp ie g e lt, ist aus Fig. ⁹ e rk e n n b a r: in G ro ß b ritan n ie n ein g erin g es S teig en m it m äßig g roßen S c h w a n k u n g e n ; in den V erein ig ten S ta a te n ein seh r ste ile r A nstieg, u n te rb ro c h e n d urch tiefg eh en d e w irtsc h a ftlic h e K risen ; in D e u tsch lan d ein lan g sam a b e r ste tig zu n eh m e n d er A ufstieg m it geringen S ch w an k u n g en .

Fig.

8

. Steinkohlenförderung und Roheisenverbrauch in Deutschland.

D er K ohlenbergbau stellt z w ei tech n isch e H a u p ta u fg a b e n : L o sb re c h e n der Kohle und F ö rd e ru n g zu T age. D azu tre te n als H ilfsaufgabein: W a sse rh a ltu n g , B e w etteru n g , V ersatz.

D as L o sb re c h e n d er Kohle w ird nah ezu noch g an z durch H a n d a rb e it b e ­ w irk t; die L öhne d e r H äu er m ach e n den H au p tan te il d er B e trie b sk o ste n aus.

Von den H ilfsau sg ab en b e d e u te t die W a s s e rh a ltu n g die F ö rd e ru n g eines W a ss e rs tro m e s a u s dem B e rg w e rk h e ra u s, die B e w e tte ru n g , die H erstellu n g e in e s S au g lu ftstro m es a u s d er G rube h e ra u s und d e r V e rsa tz in d e r n eu zeit-

EN TW ICK LU NG SLIN IEN DER TECHNIK 13 liehen F orm des S p ü lv e rsa tz e s die F ö rd eru n g ein es S an d stro m es in das B erg ­ w e rk hinein. F ü r den B etrieb der B ohrm aschinen muß ein D ru ck lu ftstro m in

Fig. 9. Roheisenerzeugung der hauptsächlichsten Länder von 1880 bis 1908.

die G rube hin ein g eleitet w erden. Endlich muß bei jedem S chichtw echsel ein M en sch en stro m h e ra u s- und hineingeleitet w erden.

D ie tech n isch en M ittel des B erg w e rk b e trie b e s b esteh en also kurz g esag t in

d er Sohafiung ein es Fö.rders>ystems für S trö m e aller A rt: A usnutzung d e r N a tu r­

k ra ft z u r R aum überw indung.

Die E n tw icklung d es K ohlenbergbaues in W estfalen ist e rk e n n b a r au s den Fig. 10 und 11.

Aus Fig. 10 is t z u n ä c h st ersich tlich , daß im J a h re 1850 die F ö r­

d eru n g 130 t auf einen M ann b etru g , w ä h re n d sie 1900 auf d as D oppelte g e­

stie g e n ist. T ro tz d e m hab en

1

die A u sg ab en für L öhne auf eine T o n n e n ich t a b - , so n d ern z u genom m en, w eil d e r D u rch sch n ittslo h n v on 500 M auf 1200 M

500M Ourchschn/ffs/ofin 1200M Durchschniffs/ohn

Fig. 10. Betriebskosten für G ew innung von l t Kohle in W estfalen.

g estieg en ist. D ie A usgaben für N a tu rk ra ft für eine T onne sind eb en falls ge­

stiegen. In sg esam t h ab en d a h e r die G esteh u n g sk o sten v o n 5,20 M für 1 t auf 5,90 M fü r 1 t zugenom m en. D ieser A nstieg e rk lä rt sich au s d er Z unahm e der

ENTW ICK LU NG SLIN IEN DER TECHNIK 15 Teufe, die eine so w esen tlich e E rsc h w e ru n g aller A rbeiten herbeiführt, daß die im L aufe d er Z eit eingeführten V erb esseru n g en der M aschinen nicht nur ausgeglichen w u rd en , so n d ern noch M eh rk o sten en tstan d en .

Fig.

11

zeig t schließlich die zunehm ende E rhöhung der W e tte r­

m enge auf eine T onne und auf einen M ann, die ebenfalls eine w ach sen d e B e­

lastung d er G e steh u n g sk o sten m it sich bringt.

S t o f f v e r a r b e i t u n g i m S t a h l w e r k .

D aß d as auf rein er H a n d a rb e it b eru h en d e P u d d elv erfah ren rasch durch das B irn en v erfah ren nach B essem er, T h o m as und G ilchrist v e rd a n g t w urde, ist n a tü rlich ; denn d as le tz te re w ird ausschließlich m it M asch in en arb eit d u rch ­ geführt. D abei w a re n zw ei technische A ufgaben zu lö sen : die E rzeugung von D ruckluft im großen M aßstab und der T ra n sp o rt von flüssigem R oheisen und Flußeisen. Die M aschinen hierfü r ließen sich ohne g ro ß e S ch w ierig k eiten so bauen, daß nah ezu alle H a n d a rb e it a u sg e sc h a lte t w urde.

D em großzügigen B irn en v erfah ren g egenüber bildete die Einführung des Flam m ofen V erfahrens n ach S iem ens und M artin anscheinend insofern einen R ück­

sc h ritt, als die d am it erzielte V erb esseru n g der G üte erk au ft w u rd e durch k o st­

spielige H an d lan g erarb eit. Die B eseitigung dieser le tz te re n b o t b eträch tlich e S ch w ierig k eiten un d konnte e rs t geschehen, als die elek trisch e K raftverteilung die K onstruktion von rasch arb eiten d en L ad ek ran en für Flam m öfen erm öglichte.

F ig.

12

stellt einen V ergleich der W irtsch a ftlich k eit der genannten

S ta h lb e re itu n g sv e rfa h re n dar. Die K osten für Kohle sind w eg en des g ro ß e n A b­

b ra n d e s am h ö ch sten bei dem alten P u d d e lv e rfa h re n , am n ied rig sten bei dem

13,00

stahl stahl mMandhetr/eh mdademasch.

Fig. 12. W irtschaftlichkeit der Verfahren zur Stahlerzeugung.

B irn en v erfah ren . Die A usgaben für L öhne e rre ic h e n eb en falls den h ö ch sten B e tra g beim P ad d eln , einen n ich t viel g e rin g e re n beim F la m m o fen v erfah ren

EN TW ICK LU N G SLIN IEN DER TECHNIK 17 m it H andladung; dag eg en stellt sich die A rbeit im Flam m ofen m it L ad ek ran in den L öhnen ebenso niedrig w ie d a s B irn en v erfah ren . Die w irtsch aftlich e D u rchführung des F lam m o fen v erfah ren s b e ru h t also im w esentlichen auf dem E rs a tz d er H a n d la n g e ra rb e it durch elek trisch b etrieb en e K rane,

Fig. 13 z eig t d a s w irtsch aftlich e E rgebnis eines b estim m ten F alles aus d er P ra x is. F ü r d as L aden von M artinöfen w a re n

10

g elern te und 36 u ngelernte A rb eiter erforderlich. D urch den E inbau eines L a d e k ra n e s w u rd e ihre Zahl auf 14 g elern te und 2 u ngelernte v erm in d ert. Die A usgaben für die reine L a d e a rb e it — also ohne den A ufw and für die B edienung der G en erato ren

— b etru g en 1,47 M für die T onne F lußeisen bei H andladung und 0,62 M bei M asch in en lad u n g ; d ieser w irtsch aftlich e F o rts c h ritt w u rd e d adurch h e rb e i­

geführt, daß H andlanger durch eine M aschine und durch h o ch w ertig e A rbeiter v e rd rä n g t w u rd en .

D ie Flußeisengew innung b e ru h t dem nach ebenso w ie die R oheisen­

gew innung auf einem chem ischen V erfahren, d as nur m it m asch in en tech ­ nischen M itteln in dem n o tw endigen großen M aß stab und m it der e rfo rd e r­

lichen W irtsc h a ftlic h k e it d u rch g efü h rt w e rd e n kann. Die m aschinentechnischen M ittel sind n ich ts a n d e re s als F ö rd eru n g sm asch in en d er v ersch ied en sten A rt, die auf den gleichen G rundgedanken führen w ie der B erg b au : R au m ü b er­

w indung durch N aturkraft.

M e t a l l b e a r b e i t u n g .

D en F ö rd eru n g sm asch in en steh en als grundsätzlich an d e re M ittel die B earb eitu n g s- od er W erk zeu g m asch in en g egenüber. B ei ih rer E ntw icklung lassen sich drei S tufen b eobachten, die durch die B egriffe: K raft, G enauigkeit, S e lb sttä tig k e it g ek en n zeich n et w erd en können.

A ls B eispiel so lch er E ntw icklung m ag die D reh b an k ins A uge gefaßt w erd en . D ie e rs te E ntw icklungsstufe w u rd e erreich t, als m it d er E inführung der D am pfm aschine die M asch in en d reh b an k geschaffen w urde. Die E n tw ick ­ lung z u r G enauigkeit b eg an n m it der E inführung des S u p p o rts und w u rd e voll­

e n d e t d u rch die E rfindung des R ev o lv erk o p fes. Die R e v o lv e rb a n k e rfo rd e rt nur rein m ech an isch e H andgriffe ohne A nw endung b e so n d e re r G eschicklichkeit: sie d e g ra d ie rt also den D re h e r ansch ein en d zum H andlanger. D iese Folgerung w ä re ein T rugschluß. D enn die A rb eit an d er R ev o lv erb a n k b e s te h t aus zw ei g an z v ersch ied en en T ätig k eiten : au s der E instellung der B ank und au s der Zu­

schiebung d er W erk zeu g e. Die E instellung en tsp rich t der T ätig k eit des D re h e rs an d er gew öhnlichen D reh b an k m it dem U nterschied, daß sie an d er R ev o lv er­

b an k für jede A rt von W erk stü c k e n nu r einm al vorgenom m en w ird, w äh re n d sie bei d er gew öhnlichen D reh b an k für jedes W e rk stü c k w ied erh o lt w e rd e n muß. D iese E instellung m uß bei d er R e v o lv erb a n k s e h r sorgfältig und genau g e m a c h t w e rd e n , e rfo rd e rt also e in e n b eso n d ers intelligenten A rb eiter.

Die Z uschiebung dag eg en is t eine rein e H a n d lan g ertätig k eit, die durch Ju n g en v e rric h te t w ird . Die d ritte S tufe der E ntw icklung — die S elb sttäiig - k eit — w u rd e durch die K onstruktion d er sogenannten A utom atbänke erreich t, die d o rt v e rw e n d e t w e rd e n , w o ein W e rk s tü c k in seh r großen M engen h e rg e ­ stellt w ird . D ie Z uschiebung w ird bei den A utom aten durch die M aschine selb st b eso rg t, es entfällt dam it alle H an d lan g ertätig k eit; die Einstellung dg^, gegen m uß h ier m it b e so n d e re r S orgfalt und Ü berlegung durch den so

1

ten R ic h tm e iste r b e w irk t w erd en .

D a s E ndziel d er E n tw ick lu n g is t: B e w e g u n g eines W e rk z e u g e s d urch N a tu rk ra ft in b e stim m te r B ahn, m it bestim m tem H ub u nd m it se lb sttä tig e m W ech sel des W e rk z e u g e s , o d er k u rz g e s a g t: W e rk z e u g b e w e g u n g durch M asch in en k raft.

D i e E n t w i c k l u n g d e r M a s c h i n e n t e c h n i k l ä ß t s i c h s c h l i e ß l i c h z u r ü c k f ü h r e n a u f d i e A n w e n d u n g d e r h i e r d a r g e l e g t e n v i e r G r u n d g e d a n k e n :

K r a f t g e w i n n u n g , K r a f t v e . r t e i l u n g ,

F ö r d e r b e w e g u m g d u r c h N a t u r k r a f t , W >e r k z e u g b e w e g u n g d u r c h N a t u r k r a f t .

E r d a r b e i t .

Bei den b ish er b e tra c h te te n A rb e itsv e rfa h re n w u rd e e n tw e d e r n u r der d ritte G ru n d g ed an k e — R a u m ü b erw in d u n g — o d er nu r d er v ie rte — W e rk z e u g - h ew eg u n g — an g e w e n d e t. D ie n eu este E n tw ick lu n g d er M asch in en tech n ik ist d urch die V ereinigung b e id e r G ed an k en gek en n zeich n et.

Fig. 14. Baggerbetrieb.

Ein B eispiel solcher A rt b ild et d e r n e u e rd in g s au ch bei uns sich ein­

fü h ren d e S ch au felb ag g er. Die kübelförm ige S ch au fel d ien t als W e rk z e u g und als F ö rd erg efäß zu g leich : die B o g en b ew eg u n g d er S chaufel in ein er lo trech ten E b en e bild et den W e rk z e u g w e g , w ä h re n d die S e itw ä rtsb e w e g u n g der Schaufel den F ö rd e rw e g d arstellt. D er w irtsc h a ftlic h e E rfolg d ie se r V ereinigung von W e rk z e u g und F ö rd e rg e fä ß is t au s Fig. 14 e rsich tlich . V o r A n­

w en d u n g des B a g g e rs w a re n 25 M ann erfo rd erlich , die L ohn im B e tra g e von 0,75 M für

1

cbm E rd e e rh ie lte n ; n ach E inführung des B a g g e rs w a re n n u r noch

8

M ann erfo rd erlich m it einem A ufw and von 0,15 M für

1

cbm . H inzugekom ­ m en sind d er L ohn d es S te u e rm a n n s, die V erzin su n g und T ilgung d es B ag g ers und die K osten für elek trisch en S tro m zum B etrieb des B ag g ers. In sg e sa m t sind die K osten vo n 0,75 M auf 0,25 M für 1 cbm h e ru n te rg e g a n g e n . D ie E r­

sp a rn is w u rd e durch die A u ssch altu n g d e r u n g elern ten A rb e ite r erzielt.

Handbetrieb:

25Hond/onffer

EN TW ICK LU NG SLIN IEN DER TECHNIK 19 F e r n v e r k e h r .

D er Einfluß d er V erk eh rsm ittel ä u ß e rt sich nach zw ei R ich tu n g en : auf die K osten des G ü te rv e rk e h rs und auf den Z eitaufw and des P erso n e n v e rk e h rs.

Die E n tw icklung ist aus den F ig u ren 16 und 17 e rk e n n b a r. Fig. 16 stellt die T ra n sp o rtw e g e dar, die in

12

S tunden m it v ersch ied en en V e rk e h rs­

m itteln zu rü ck g eleg t w erd en können und die rund g erech n et folgende W erte e rr e ic h e n :

1800 mit Postwagen rd. 50 km 1850 mit Extrapost rd. 100 „ 1850 mit Eisenbahnen rd. 400 „ 19o0 mit Eisenbahnen rd 800 „ 1850 mit Segelschiffen rd. 200 „ 1870 mit Dampfern rd. 300 „ 19u0 mit Dampfern rd. 400 „

Vamburg iremen London

//m/ffoyen

/Lasse/

}L u f f / e f f

\//as/e//am Sres/au

Iresden

'iaffon'/te ffran/tfür/-

7Sr/r/s/nü/7/e

S /rii/s iu n _ßadiee/s

'<c/>//ersei

Fig. 15. Orte, die von Berlin in 12 Stunden erreichbar sind.

D a die V erkehrslinien nicht gleichm äßig nach allen R ichtungen ausgebildet sein können, s o m ü ssen an die S telle d er in diesem Schaubild g ezeich n eten K reise ta tsä c h lic h P o ly g o n e tre te n . In Fig. 15 sind die g e g en w ärtig von B erlin aus in 12 S tu n d en e rre ic h b a re n O rte durch ein P o ly g o n v erb u n d e n ; es lieg t b eträch tlich in nerh alb des K reises; der die O rte verbin det, die bei

ein er R e iseg esch w in d ig k eit von 65 km in d er S tunde in

12

S tunden e rr e ic h b a r w ä re n und e rsc h e in t als ein im N orden und Süden fla ch g ed rü ck tes G e­

bilde, w eil im N orden die S ee und im S üden die A lpen die R e iseg esch w in d ig ­ k e it v erk lein ern .

In Fig. 17 sind die T ra n sp o rtw e g e d a rg e ste llt, die bei einem A uf­

w a n d v on 50 M für die T onne m it v e rsc h ie d e n e n V e rk e h rsm itte ln d u rc h ­ laufen w e rd e n können und die auf dem L an d e folgende W e rte e rre ic h e n :

1800 m it W agen rd. 100 km 1850 mit Eisenbahnen rd. 400 „ 1900 m it Eisenbahnen rd. 2500 „

F ü r den S e e w e g ist n u r ein Z ehntel d es M a ß s ta b e s g e w ä h lt; bei ein em A ufw and vo n 5 M k an n eine T o n n e einen W e g vo n 2000 k m d urchlaufen.

D iese w irtsc h a ftlic h e n E rg e b n isse b e ru h en im G runde genom m en auf ein e r einzigen tech n isch en N o tw en d ig k eit: auf d er Z u sam m en d rän g u n g d e r K ra ft­

leistung auf engen R aum un d auf g erin g es E ig en g ew ich t. A ls m aß g eb e n d e G röße is t d a s E ig en g ew ich t d e r K raftm asch in e fü r

1

P fe r d e s tä r k e zu b e tra c h te n .

Von allen V erk eh rsm itteln e n ts ta n d z u e rs t das D am pfschiff; denn für die­

se s w a r die W a tts e h e N ied erd ru ck m asch in e m it K ondensation* m it B a la n c ie r-;

EN TW ICK LU N G SLIN IEN DER TECHNIK 21 an trie b und m it g erin g er U m laufzahl ohne w e ite re s a n w en d b ar. Nur d e r ein­

g e m au e rte K essel m ußte durch einen K essel m it isoliertem E isenm antel e rs e tz t w e rd e n . A us Fig. 18 ist ersichtlich, daß R addam pfer-M aschinen ein­

schließlich K essel im Ja h re 1835 600 kg auf

1

P fe rd e stä rk e w o g en ; im Ja h re 1850 b e tru g das G ew ich t 300 kg, also nur die H älfte. D er Ü bergang zu den S chraubenschiffsm aschinen m ußte z u n äch st m it einer E rhöhung d es E igen­

g e w ic h te s auf 400 kg e rk au ft w e rd e n ; g eg en w ärtig w iegen die S c h ra u b e n ­ schiff sm aschinen d er H andelsdam pfer nur noch 200 kg auf

1

P S. D ie erste erfolgreiche L okom otive, die „ R o ck et“ S tephensons, h a tte ein E igengew icht v o n 275 kg auf

1

P S bei einer G esam tleistung von

20

P S . Eine Schnellzug-

Fig. 17. Transportw ege von H amburg für 1 t Fracht und 50 M.

m aschine d er H an n o v ersch en M aschinenfabrik a u s dem J a h re 1858 besaß ein E ig en g ew ich t von 99 k g /P S bei einer L eistung vom 300 P S , w ä h re n d eine neu­

zeitliche Schnellzugm aschine d es gleichen W e rk e s 47 kg auf

1

P S w ie g t und 1600 P S leistet. A us dem V ergleich d er E ntw icklungslinie der Schiffsm aschinen m it d er d er L okom otiven ist so fo rt e rk e n n b a r, w ie viel sc h w ie rig e r die Kon­

stru k tio n d er le tz te re n w a r : w ä h re n d bei den Schiffsm aschinen n iedriger D am pfdruck und n atü rlich er Zug J a h rz e h n te lang beibehalten w u rd e, m ußte die L okom otive vo n v o rn h erein für hohen D am pfdruck und künstlichen Zug so w ie m it h o h er U m laufzahl und direktem S ch u b stan g en an trieb g eb au t w erden.

D er e rs te V ersuch eines M otorballons w u rd e v on Giffard im J a h re 1852 a u sg e fü h rt; sein Ballon besaß b e re its die zigarrenförm ige G estalt des heutigen L en k b allo n s; als M otor diente eine D am pfm aschine, die ebenso viel w og w ie

die oszillierenden le ich tg eb au ten R ad d am p fm asch in en jen er Z eit; d er V ersuch m ußte d a h e r m ißlingen. D en e rs te n V ersu ch m it einem G a sm o to r m a c h te H änlein im J a h r e 1862; d e r M o to r w o g nur halb so v iel w ie G iffard’s D am pf­

m asch in e, näm lich 150 k g /P S ; es w u rd e m it ihm v o rü b e rg e h e n d eine G e ­ sch w in d ig k eit v on nur 1 m /s k e r r e ic h t D ie e r s te n V e rsu c h e m it D aim ler- M oto ren w u rd e n v on W ö lfe rt 1896 und von Z eppelin 1898 a u sg efü h rt, und z w a r m it einem E ig e n g e w ic h t v o n 45 b e z w . 29 k g /P S , w o b ei m it dem Z e p p e lin -F a h r­

zeu g eine G e sch w in d ig k eit vo n 7,5 m /s k e rre ic h t w u rd e , also e in e G esch w in d ig ­ keit, die F a h rte n n u r bei g an z leichtem ' Wind- g e s ta tte t. Im J a h r e 1902 lie fe rte n

die D a im le r-W e rk e einen M o to r für L e b au d y , d er n u r 7 k g /P S w o g , und 1905 einen M o to r für Zeppelin m it einem E ig e n g e w ic h t vo n 5 k g /P S . M it diesen leich ­ ten M otoren w a r die M öglichkeit geschaffen, L en k b allo n s zu b au en . T atsäc h lich glü ck ten auch dam als die e rs te n V ersu ch e so w o h l in F ra n k re ic h w ie in D e u tsc h ­ land, w o b ei d as se h r viel g rö ß e re und viel so rg fä ltig e r d u rch g eb ild ete F a h rz e u g Z eppelins den Sieg e rra n g . Die n eu zeitlich en F lu g m o to ren sind bei einem E ig en g ew ich t von 3 k g /P S a n g ela n g t, w o m it L en k b allo n s v on 15 m /s k G e­

sch w in d ig k eit m öglich g ew o rd e n sind. Die E ntw icklungslinie des F lu g m o to ren - E ig en g ew ich tes ist also zugleich eine E n tw ick lu n g slin ie d e r L u ftsc h iffa h rt: sie zeigt, daß n ich t d er A usbau d es F a h rz e u g e s — ob s ta r r , h a lb s ta rr o d er u n s ta rr — die V o rau ssetzu n g für den E rfolg b ild ete, so n d e rn einzig un d allein die K onstru k tio n des M o to rs. D ie viel g e ta d e lte n A uto -R en n en h ab e n den

EN TW ICK LU N G SLIN IEN DER TECHNIK 23 leich ten B en zin m o to r geschaffen, denn die F lugm otoren sind nichts an d eres als leicht g e b a u te A utom otoren.

D i e E r f i n d u n g d e r V e r k e h r s m a s c h i n e n b e s t e h t a l l g e ­ m e i n a u s g e d r ü c k t i n d e r L ö s u n g d e r A u f g a b e : K r a f t g e ­ w i n n u n g a u f k l e i n s t e m R a u m u n d m i t g e r i n g s t e m E i g e n ­ g e w i c h t z u m Z w e c k d e r R a u m ü b e r w i n d u n g ; es lieg t also eine V ereinigung des e rs te n und d e s d ritte n G rundgedankens

1

vor.

U m s c h

1

a g v e r k e h r.

D ie en tsch eid en d e W en d u n g in d er E ntw icklung d er H ebem aschinen w u rd e d u rch die elek trisch e K raftv erteilu n g h e rb e ig e fü h rt; denn e rs t diese erlau b te es, die N a tu rk ra ft ü b er die nach allen S eiten bew eglichen K ran g erü ste hin so zu v erteilen , daß die L a s t n ach den v ersch ied en en R ichtungen hin b e w e g t w e rd e n konnte. G leichzeitig w u rd e n die S p an n w eiten der K ran g erü ste im m er m eh r v e rg rö ß e rt, um g rö ß ere F läch en b e h e rrsc h e n zu können; die Folge davon w a r eine s ta rk e V erg rö ß eru n g d es in den V erlad ean lag en festg eleg ten K apitals.

Als ein B eispiel d ieser E ntw icklung m ag die E ntlöschung von Kohlen­

dam pfern b e tr a c h te t w e rd e n , die v o n E ngland und S ch o ttlan d h er Kohle nach H am burg bringen. B is v o r k urzem w u rd e die Kohle m it den an B ord befind­

lichen D am pfw inden in Kübeln an B ord gehoben, m it D am pf-D rehkranen nach dem Kai g esc h w e n k t und m it S ch m alsp u rw ag en ü b er den L a g e rp la tz verteilt.

D a bei diesem A rb e itsv e rfa h re n die K ohlenkübel im Schiffsraum eingeschaufelt w e rd e n m ußten, w a r se h r v iel H a n d la n g e ra rb e it erforderlich.

Bei den n eu esten A nlagen w e rd e n elek trisch b e trie b e n e B rü ck en k ran e v e rw e n d e t, d eren S elb stg reifer u n m ittelb ar in den Schiffsraum fassen, und die den g an zen L a g e rp la tz ü berspannem so daß die Kohle au s dem G reifer unm it­

te lb a r auf den K ohlenhaufen fällt. Es w ird h ierb ei d a s Einschaufeln d er Kübel und die U m füllung in S ch m alsp u rw ag en e rs p a rt. V o rau ssetzu n g dabei ist, daß d er D am pfer als „ S e lb s ttrim m e r“ g eb au t 'ist, d. h. daß e r sehir große Luken und keine D eck stü tzen b esitzt, so daß der G reifer nahezu den ganzen Schiffs­

rau m b e stre ic h e n k a n n ; b ei solchen D am pfern b ra u c h t n u r d er zeh n te Teil der L ad u n g g etrim m t zu w erd en .

D as w irtsch aftlich e E rgebnis dieser E ntw icklung von d er D am pfw inde zum elek trisch b etrie b e n e n B rü ck en k ran ist au s Fig. 19 erkennbar.

Die frü h er erfo rd erlich en 60 M ann H andlanger sind fortgefallen; an ihre Stelle sind zw ei S teu erleu te d er K rane und zw ei A nw eiser an B ord getreten . Da die K rane schnell und genau g e ste u e rt w e rd e n m üssen, sind nur um sichtige und g e w a n d te S teu erleu te b ra u c h b a r; ihr L ohn s e tz t sich au s einem festen G ehalt und au s ein er P räm ie für die g efö rd erte Tonnei zusam m en und b e trä g t in sg esam t e tw a

200

M m onatlich.

Die zum L öschen notw endige Z eit h a t sich von 26 S tunden auf 12 Stunden v e rm in d e rt; der D am pfer k ann d ah er eine g rö ß ere Zahl von R eisen ausführen, die K osten für seine V erzinsung und Tilgung w erd en d em en tsp rech en d kleiner.

Neu hinzugekom m en sind dagegen die K apitalkosten für die K ran an lag e; da sie sich m it d er V erm inderung d e r D am pfer-K apitalkosten g e ra d e aus- gleichen, so ist die G esam tersp arn is der neuen A nlage ausschließlich auf die A usschaltung d er H andlanger zu rückzuführen, die durch h ö h e rw e rtig e A rbeiter und vollkom m enere M aschinen e rs e tz t w o rd e n sind.

D ie W irtsc h a ftlic h k e it d e s U m sc h la g v e rk e h rs w ird b e so n d e rs d u rch den U m stan d beeinflußt, daß er n ich t w ie d er F e rn v e rk e h r m it e in e r g ew issen

Mfür 1t

Handbetrieb Hranbefrieb

Fig. 19. W irtschaftlichkeit von Dampfwinde und elektrisch betriebenem Brückenkran, R eg elm äß ig k eit sich ab w ick elt, so n d e rn daß e r u n s t e t i g a r b e ite t: die ein­

treffenden Schiffe und W ag en m ü ssen ra s c h g elö sch t und g elad e n w e rd e n , um d a s in den F a h rz e u g e n festg ele g te K apital zu v e rz in s e n ; in den P a u s e n ru h t die A nlage. Die w irk lich en B e trie b sz e ite n sin d infolgedessen k u rz im V er­

hältnis zu den R u h e z e ite n ; d e r auf die T onne U m sch lag g u t entfallende B e tra g d er Zinsen und T ilg u n g sk o sten is t d a h e r bei den V e rla d e a n la g e n s te ts sehr- groß im V erh ältn is zu dem A ufw and für ele k trisc h e n S tro m und für B edienung.

D er B au von V erlad ean lag en für hohe B e trie b s tä rk e n , w ie sie in H ü tte n ­ w e rk e n und H afen an lag en g e fo rd e rt w e rd e n , h a t v e rh ä ltn ism ä ß ig w enig S ch w ierig k eiten b e re ite t; d ag eg en h a t es sich als se h r sc h w ie rig erw iesen , V e rlad ean lag en fü r g e rin g e B e trie b s tä rk e n , w ie sie für k le in e re K ra ftw e rk e n o tw en d ig sind, so zu b auen, daß die K o sten für V erzin su n g un d T ilgung u n te r der zu lässig en G renze bleiben.

Ein B eispiel m ag die A b h än g ig k eit d er W irtsc h a ftlic h k e it vo n d er B e trie b ­ s tä rk e beleuchten. Fig.

20

ste llt eine L ad e a n la g e dar, bei d e r m ittels eines D re h k ra n s m it G reifer die K ohle a u s den B innenschiffen in einen B e h ä lte r g eh o b en w ird , au s dem sie in die W a g e n ein er H än g eb ah n gefüllt und nach dem L a g e rp la tz g efö rd et w ird . Ein B rü c k e n k ra n nim m t die auf dem P la tz g e la g e rte Kohle m it G reifer w ie d e r auf und fö r d e rt sie in ein en auf d er B rü c k e

ENTW ICK LU N G SLIN IEN D ER TECHNIK 25 befindlichen B eh älter. A us ihm' w ird sie w ie d e r in die H än g eb ah n w ag en gefüllt und durch diese in das K esselhaus g eb rach t.

E ine z w e ite A usführungsm öglichkeit ist au s Fig.

21

ersichtlich. H ier ist lediglich eine H ängebahn aufgestellt, die m ittels m e h re re r P arallelsch ien en und W eic h en ü b e r den L a g e rp la tz geführt ist und a n d e re rse its ü b er die K aim auer h in a u sra g t. L aufw inden heb en m ittels G reifern die K ohle a u s dem Schiff

und fö rd e rn sie ohne irg en d w elch e U m ladung auf den L ag erp latz. Die gleichen L aufw inden w e rd e n v e rw e n d e t, um die g elag e rte Kohle w ied er auf­

zunehm en und in d a s K esselhaus zu bringen. An die S telle des D re h k ra n s und des B rü c k e n k ra n s tre te n also hier einfache L aufw inden, die w esen tlich g erin g ere A nlagekosten e rfo rd ern , a b e r au ch n u r für kleinere L eistungen g eeig n et sind.

D a s w irtsc h a ftlic h e E rg eb n is b eid er A usführungen ist au s Fig.

22

e rk en n ­ b a r. D ie A nlage m it L aufw inden erzielt eine H öchstleistung von 309 000 t im J a h r, die A nlage m it B rü c k e n k ra n e n eine Ja h re sle istu n g von 600000 t. W ird die A nlage n u r m it einem U m schlag von 150 000 t im Ja h r b ean sp ru ch t, dann a rb e ite n die L aufw inden m it halb so großen B etrieb sk o sten w ie die B rü ck en ­ k ra n e . B ei einem Ja h re su m s c h la g von 50 000 t erfo rd ern die B rü ck en k ran e ebenso hohe K osten w ie d er prim itive H an d b etrieb , w ä h re n d die L aufw inden e rs t bei einem U m schlag von w e n ig e r als 15 000 t u n w irtsch aftlich w erd en .

D i e t e c h n i s c h e n M i t t e l d e s U m s c h l a g v e r k e h r s — d i e e l e k t r i s c h b e t r i e b e n e n K r a n e — b e r u h e n a u f d e r A n w e n -

d ü n g d e s z w e i t e n u n d d r i t t e n G r u n d g e d a n k e n s d e r M a s c h i n e n t e c h n i k : a u f d e r K r a f t v e r t e i l u n g z u m Z w e c k d e r R a u m ü b e r w i n d u n g .

S i e d l u n g s t e c h n i k .

A ls tec h n isc h e M ittel, die dem S tä d te b a u dienen, m ü ß ten alle diejenigen g en a n n t w e rd e n , die eine Z en tra lisie ru n g d e r B e w ä s se ru n g und E n tw ä sse ru n g , so w ie d e r L icht-, W ä rm e - und K ra ftv e rso rg u n g h erb eifü h ren . Von all diesem

9 2 0 0 t* -

m ag in d essen h ie r ab g e se h e n w e rd e n ; n u r d er Einfluß d e r V e rk e h rsm itte l auf den S tä d te b a u soll ins A uge g efaß t w e rd e n , w eil e r am b e s te n die Z uk u n fts­

entw ick lu n g d er G ro ß stä d te erk en n en läßt.

D ie E n tw ick lu n g M ü n ch en s in den le tz te n z w e i Ja h rz e h n te n ist in Fig. 23 d a rg e ste llt, die die b e b a u te F läch e in den J a h r e n 1885 und 1902 zeig t. U m das A n w ach sen d er b e b a u te n F lä c h e ra s c h ü b e rs e h e n zu k ö nnen, sind in jeden G rundriß zw e i K reise v on 3 und 5 km H a lb m e s se r ein g ez eich n et. Im J a h re 1885 liegt die b e b a u te F läch e fa s t g a n z inn erh alb d e s K reises v o n 3 k m ; es b e sta n d e n dam als nur P fe rd e b a h n e n und z w a r se it einem J a h r z e h n t; diese B ah n en ü b e rs c h ritte n n u r an z w e i S tellen ein w en ig den 3 k m -K reis; an eben d iesen S tellen ra g t die b e b a u te F läch e ü b e r den K reis hinaus. In d as n ä c h ste J a h r z e h n t fiel die U m w andlung der P fe rd e b a h n e n in e lek trisch b e trie b e n e B ahnen, die eine doppelt so g ro ß e F a h rg e s c h w in d ig k e it und eine e n ts p re c h e n d e

EN TW ICK LU NG SLIN IEN DER TECHNIK 27 V erk ü rzu n g d e r F a h rz e it b ra c h te ; diese E n tw icklung v e rä n d e rte d as S ta d t­

bild, so w ie es d er G rundriß aus dem Ja h re 1902 zeig t; w e it ü b er den 3 km -K reis hinausgreifende A usläufer folgen den S traß en b ah n lin ien und reichen an einer Stelle so g a r ü b e r den 5 km -K reis h in au s; der polygonale G rundriß aus dem J a h r e 1885 h a t sich in den strahlenförm igen von 1902 v e rw a n d e lt; die in n er­

halb des 3 km -K reises u n b eb au t g ebliebenen F läch en sind im w esentlichen P a rk a n la g e n .

SO

SO

* 0

20

Fig. 22. W irtschaftlichkeit von Laufwinde und Brückenkran.

D ie g eg en w ärtig e E ntw icklung d er V erk eh rsm ittel in B erlin zeigt Fig. 24.

Es sind d arin alle O rte, die vo n d e r K reuzung der L eipziger und d er F rie ­ d ric h stra ß e au s m it d er S ta d tb a h n , den S traß en b ah n en oder d er U n terg ru n d ­ b ah n in ein er halben S tu n d e e rre ic h b a r sind, durch einen polygonalen L inien­

zug v erb u n d en . D er eingezeichnete K reis v e rb in d e t die O rte, die in einer h alb en S tunde e rre ic h t w e rd e n könnten, w enn nach allen R ichtungen hin die B ahnen m it einer R eiseg esch w in d ig k eit von 30 km in ein er S tu n d e v e rk e h re n w ü rd en . D ie zw isch en dem P o lygon und dem K reise liegende schraffierte Fläche stellt g ew isserm aß en d a s G elände dar, das infolge unvollkom m ener V erk eh rs­

m ittel w irtsch aftlich m in d erw ertig ist. Die gestrich e lten S trah len bezeichnen solche O rte, die in d e r V erlängerung von noch nicht w e it genug au sgebauten S chnellbahnen liegen (über W e ste n d und G roßlichterfelde-O st hinaus).

W ä h re n d die S tä d te um die M itte des 19. Ja h rh u n d e rts noch polygonale U m risse zeigten, ersch ein en sie je tz t als stern fö rm ig e G ebilde; die S te rn ­ stra h le n folgen den V o rortbahnen. Noch ist in k ein er S ta d t ein vollkom m enes N etz von radialen elek trisch en S chnellbahnen v o rh a n d e n ; es läßt sich ab er schon je tz t au s d er bish erig en E ntw icklung erkennen, daß die elektrischen S chnellbahnen noch viel m eh r als die b isherigen langsam en D am pf-V orort­

b ah n en die G rundrisse d er S tä d te in strahlenförm ige G ebilde auflösen und die W o h n d ich te v e rrin g e rn w erd en .

D i e t e c h n i s c h e n M i t t e l h i e r z u b e r u h e n a u f d e r V e r ­ e i n i g u n g d e s z w e i t e n u n d d r i t t e n G r u n d g e d a n k e n s d e r M a s c h i n e n t e c h n i k : K r a f t v e r t e i l u n g z u m Z w e c k d e r R a u m ü b e r w i n d u n g .

K r i e g s t e c h n i k .

D ie durch M u sk elk raft b e w e g te n H ieb- u nd S tich w affen h a b e n h e u te kaum m eh r irg en d w elch e B e d e u tu n g ; sie w e rd e n noch g e tra g e n , a b e r n ic h t m e h r

ENTW ICK LU N G SLIN IEN D ER TECHNIK 29 g e b rau ch t, denn die E n tsch eid u n g führen die von ch em isch er N atu rk raft b e w e g te n G esch o sse d er F eu erw affen herbei. Bei diesen ist die E ntw icklung die gleiche w ie bei den W e rk z e u g m a sc h in e n : z u e rs t nur das S tre b e n nach K raften tw ick lu n g — das V o rd e rla d e g e w e h r —, dann G enauigkeit — d as ge­

zogene G ew eh r —, h ierauf ra s c h e r W ech sel des W erk zeu g es, d. h. in diesem Fall des G eschosses^ — das M ag azin g ew eh r — und schließlich se lb sttä tig e r W ech sel des W e rk z e u g e s — das M asch in en g ew eh r. D i e F e u e r w a f f e

Fig. 24. Mögliche und wirkliche Verkehrsgrenze für eine Fahrtdauer von 30 Minuten und eine Reisegeschwindigkeit von 15 km.

b e r u h t a u f d e r A n w e n d u n g d e s e r s t e n u n d d e s v i e r t e n G r u n d g e d a n k e n s d e r M a s c h i n e n t e c h n i k : G e w i n n u n g v o n N a t u r k r a f t u n d i h r e A n w e n d u n g z u r W e r k z e u g b e w e g u n g .

D i e V e r w e r t u n g d e s M e n s c h e n i n d e r T e c h n i k . G ro ß b etrieb e gab es b e re its in der A ntike, w en n m an als K ennzeichen des G ro ß b e trie b e s n u r die Zahl d e r v e re in ig te n A rb e itsk rä fte gelten läß t; ab er diese B e trie b e b e ru h te n n u r auf ein er S um m ierung d e r H a n d a rb e it vieler

M enschen, nicht auf e in e r P o te n z ie ru n g d er m en sch lich en Intelligenz un d G e­

w a n d th e it d u rch eine zw eck m äß ig e O rg an isatio n . D e r a n tik en In d u s trie w a r d e r M ensch n ich ts a n d e re s a ls eine M u sk elm asch in e; b e z eich n en d h ierfü r ist die T a tsa c h e , daß W a ss e rm ü h le n b e re its in den e rs te n J a h r e n u n s e re r Z eit­

rech n u n g in R om erfu n d en w o rd e n w a re n , daß sie a b e r e r s t z u r Z eit B elisars b ei e in e r B ela g e ru n g a n g e w e n d e t w u rd e n ; S k la v e n w a re n ein fach er und billiger zu u n te rh a lte n .

A uch die M an u fak tu ren d es 18. Ja h rh u n d e rt w a re n n ic h t G ro ß b e trie b e in unsrem Sinn, den n au ch sie stellten n u r eine k au fm än n isc h e Z u sam m en fassu n g v o n H a n d arb eiten , n ic h t a b e r eine O rg an isatio n vo n M en sch en un d N a tu r­

k räften dar.

E rs t die D am pfm aschine schuf die M öglichkeit so lch er O rg an isatio n . A ller­

dings w a re n in d e r e rs te n H älfte des 19. J a h r h u n d e rt die M asch in en no ch so unvollkom m en, daß sie se h r v ie l m enschliche Beihilfe e rfo rd e rte n : b e i d e n a lle r­

e rs te n D am pfm aschinen m ußten so g a r die S te u e rh ä h n e n a c h dem T a k t d er M aschine auf- und z u g e d re h t w e rd e n . In d e r z w e ite n H älfte des J a h r h u n d e rts w u rd e n die M aschinen m eh r und m e h r dahin e n tw ick e lt, daß sie n ic h t n u r die H au p tb ew eg u n g en , so n d e rn au ch die H ilfsbew egungen se lb stä n d ig a u sfü h rte n ; im m erhin w a r noch v ie l H a n d la n g e ra rb e it notw endig. Solange die L ö h n e d er so g en an n ten u n g elern ten A rb e ite r nied rig w a re n , w a r au ch d as B ed ü rfn is n a c h B eseitig u n g d e r H a n d la n g e ra rb e it n u r g erin g . M it dem A ufsteigen d e r gelern­

te n A rb e ite r in h ö h e re S ch ich ten w u c h s a b e r au ch d a s L o h n b ed ü rfn is der u n g elern ten A rb e ite r. D a dieses n ic h t in gleichem M aße b e frie d ig t w e rd e n ko n n te, so e n ts ta n d e n z ah lreich e S tre ik v e rs u c h e d e r H an d lan g er, d ie d as leb ­ h a fte B edürfnis n a c h B eseitig u n g d e r u n g e le rn te n A rb e ite r auslösfen.

D as le tz te J a h r z e h n t d er M a sch in en en tw ick lu n g is t g e k e n n z e ic h n e t d u rc h d as lebhafte B e stre b e n , die M aschinen so zu b au en , daß zu ih re r S te u e ru n g n u r w en ig e, a b e r intelligente und h o c h b ezah lte A rb e itsk rä fte n o tw e n d ig sind. D iese E n tw icklung h a t b eg o n n en in den M ü h len b etrieb en und ist n a h ezu vo llen d et im H o ch o fen b etrieb , im S ta h lw e rk und im W a lz w e rk ; d ag eg en h a t sie noch n ich t Fuß g efaß t im K aib etrieb und im B e rg w e rk , w e il bei e rs te re m die S c h w ie rig k e it d er w e ch seln d en S tü c k g rö ß e un d in le tz te re m die S c h w ie rig k e it d es engen R a u m e s zu ü b e rw in d e n ist. V o rau ssich tlich w e rd e n a b e r auch h ier k o n stru k tiv e L ösungen gefunden w e rd e n .

Die F ig u ren 5, 13, 14 und 19 h a tte n b e re its an e in ig e n d er P r a x is e n t­

nom m enen B eispielen g ezeig t, daß die E n tw ick lu n g d e r jü n g sten Z eit dah in geht, die H a n d la n g e r durch h o c h w e rtig e A rb e ite r m it v o llk o m m en en M asch in en zu ersetzen . G leich artig e B eispiele erg e b e n sich a u s den v e rs c h ie d e n s te n G ebieten d er P ra x is.

Fig. 25 z e ig t d as w irtsc h a ftlic h e E rg e b n is d es U m b au es ein er H ochofen­

anlage für B eg ich tu n g d u rch S ch räg au fzü g e an S te lle d er frü h e re n A ufzüge m it H andbegichtung. W ä h re n d v o rh e r 228 M ann m it einem L o h n au fw an d von 0,91 M auf 1 t R o h eisen erfo rd erlich w a re n , sind je tz t n u r 82 M ann n o tw en d ig , e n ts p re c h e n d einem L o h n au fw an d vo n 0,28 M auf 1 t. D ie A n lag ek o sten h ab en sich vo n 1,24 M illionen M auf 1,75 M illionen M v e rg r ö ß e rt und zu einem e n t­

sp rech en d en M e h ra u fw a n d v on 0,35 — 0,25 = 0,10 M auf 1 t R o h eisen gefü h rt.

In sg e sa m t h a b e n sich die B e trie b sk o ste n v o n 1,29 M auf 0,82 M v e rm in d e rt, w o b ei die E rsp a rn is durch A u ssch altu n g d er H an d lan g er e rz ie lt w u rd e.