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Meyers Konversationslexikon

Autorenkollektiv, Verlag des Bibliographischen Instituts, Leipzig und Wien, Vierte Auflage, 1885-1892

Schlagworte auf dieser Seite: Elektromotoren

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Elektrometallurgie - Elektromotoren

sind elektrometallurgische Methoden ausgearbeitet worden, doch haben diejenigen für die beiden zuletzt genannten Metalle nicht den geringsten Erfolg gehabt. Die elektrolytische Metallgewinnung aus Schmelzen wurde 1852 durch Bunsen mit der Abscheidung von Baryum, Strontium, Calcium, Magnesium aus geschmolzenen Chloriden begründet. 1854 erzielte Mathiessen auf gleiche Weise die Abscheidung der Alkalimetalle, und Bunsen und Saint-Claire Deville schlugen vor, das Aluminium durch Elektrolyse des geschmolzenen Aluminiumnatriumchlorids darzustellen. 1855 sollen in England Versuche mit geschmolzenem Kryolith ausgeführt worden sein. Letztere Methode ist heute von größter Wichtigkeit, während die Gewinnung von Aluminium aus dem Doppelchlorid bisher keinen nennenswerten Erfolg gehabt hat. Für Magnesium hat die Elektrolyse einer Schmelze von Kalium-Magnesiumchlorid Bedeutung erlangt. Die Erdalkalimetalle werden durch Elektrolyse ihrer geschmolzenen Chloride gewonnen, und für die Gewinnung von Natrium ist dis Benutzung eines Doppelchlorids erfolgreich gewesen.

Die Wärmewirkung des elektrischen Stromes, bez. die des Flammenbogens benutzte Staite 1849 zum Schmelzen schwerflüssiger Metalle, die Methode geriet aber in Vergessenheit und wurde erst 1880 von Werner Siemens bei seinem elektrischen Schmelzofen mit großem praktischen Erfolg benutzt. Die Gebrüder Cowles thaten dann 1885 den epochemachenden Schritt, gewisse Verbindungen unter Zuhilfenahme des elektrischen Bogens (oder überhaupt der Wärmewirkungen des Stromes mit oder ohne Zusatz von Kohle oder sonstigen chemisch reduzierenden Substanzen) zu schmelzen und alsdann durch die vereinigte Wirkung von Wärme und elektrischer, bez. chemischer Energie in ihre Bestandteile zu zerlegen. Dies Verfahren hat zur Zeit gute praktische Erfolge aufzuweisen, und ihm schließen sich viele andre ähnlicher oder doch nur wenig verschiedener Natur an, die sich namentlich auf die Darstellung von Aluminium beziehen. Zu erwähnen sind schließlich noch das elektrische Schweiß- und Lötverfahren und die magnetische Aufbereitung von Erzen, welche mit einer von Siemens 1880 angegebenen, besonders rationell konstruierten Maschine auf mehreren Hüttenwerken Verwendung findet.

Eine weitere und schnellere Verbreitung der E. in der Praxis wird durch den Umstand gehindert, daß die Erzeugung von elektrischer Energie gegenwärtig noch sehr teuer ist, und daß ihre Verwendung mithin nur in solchen Fällen gerechtfertigt erscheint, wo andre Hilfsmittel der Technik versagen. Die Dynamomaschinen sind freilich im stande, bis 95 Proz. der ihnen zugeführten mechanischen Arbeit in Elektrizität zu verwandeln, aber zu ihrem Betrieb gehören in der Regel Dampfmaschinen (Wasser- und Windkraft kommt bis jetzt in verhältnismäßig untergeordnetem Maße zur Anwendung), und in diesen können nur bis 10 Proz. der zum Betrieb derselben verbrauchten Wärme in mechanische Arbeit umgesetzt werden. Werden nun von dieser mechanischen Arbeit durchschnittlich 90 Proz. in elektrische Energie übergeführt, so kommen also nur 9 Proz. der unter dem Dampfkessel entwickelten Wärme als elektrische Energie zur Verwendung. In metallurgischen Öfen werden dagegen 80 Proz. der zu ihrem Betrieb verwendeten Wärme ausgenutzt, und mithin ist bei allen metallurgischen Operationen, welche direkt durch Wärmewirkungen bewerkstelligt werden können, auf Verwendung von Elektrizität zu verzichten. Nur auf gewisse spezielle Fälle findet die E. vorteilhaft Anwendung, so namentlich auf solche, bei denen es sich um Metallgewinnung durch Reduktionsprozesse bei hohen Temperaturen handelt. Die Reduktion wird bekanntlich durch die Wirkung von Kohlenoxyd unter Zuhilfenahme der bei Verbrennung desselben zu Kohlensäure erzeugten Wärme durchgeführt. Die hierzu notwendige minimale Wärmezufuhr ist in jedem Falle verschieden, und wenn man sie mit Hilfe der Thermochemie berechnet, so ergibt sich, daß sie in einzelnen Fällen bedeutend größer ist als diejenige, welche unter den günstigsten Bedingungen in unsern metallurgischen Öfen erzeugt werden kann. Dies ist z. B. der Fall bei den Oxyden des Aluminiums, Magnesiums und der Erdalkalimetalle, und thatsächlich ist die Gewinnung dieser Metalle durch Reduktionsprozesse in gewöhnlichen metallurgischen Öfen unmöglich. Auch unter den metallurgischen Prozessen auf nassem Weg gibt es mehrere, deren Durchführung ohne Zuhilfenahme des Stromes auf fast unüberwindliche Schwierigkeiten stoßen würde; so namentlich bei der Reinmetallgewinnung, wo es sich um die Entfernung der letzten Spuren fremder Körper handelt; ferner bei einigen Methoden der Metallgewinnung aus Erzen, bei welchen man durch Anwendung elektrometallurgischer Verfahren die kostspieligen und mühsamen Röst- und Schmelzprozesse ganz oder doch teilweise entbehrlich machen kann. Im allgemeinen lassen sich die Prozesse der E. auf nassem Weg wegen des zu ihrer Durchführung erforderlichen geringern Aufwandes an elektrischer Energie verhältnismäßig ökonomischer durchführen als die elektrometallurgischen Prozesse aus trocknem Weg. Ein bedeutender Fortschritt in der E. würde sofort zu stande kommen, wenn die direkte Überführung von Wärme in Elektrizität in befriedigender Weise gelänge. Hierzu sind verschiedene Anläufe gemacht worden. Die Thermosäulen gestatten in der primitiven Form, in welcher sie gegenwärtig gebaut werden, bereits die Überführung von 5,5 Proz. der zu ihrem Betrieb verwendeten Wärme in Elektrizität, auch werden vielleicht die Versuche über Elektrizitätserzeugung in feuerflüssigen Elektrolyten ermöglichen, der Lösung des genannten Problems näher zu treten. Vgl. Balling, Grundriß der E. (Stuttg. 1888); Gore, The art of electric separation of metals etc. (Lond. 1890); Borchers, Elektrometallurgie (Braunschw. 1891); Vogel und Rösing, Handbuch der Elektrochemie und E. (Stuttg. 1891).

Elektromotoren, Maschinen, welche, mit elektrischem Strom gespeist, mechanische Arbeit leisten. Von der Zeit ab, wo man mechanische Energie in elektrische mittels elektrischer Maschinen umzusetzen gelernt hatte, bedurfte es lediglich nur noch eines äußern Anstoßes, um umgekehrt elektrische Energie in mechanische überzuführen. Die notwendigsten Bestandteile zu dieser Umsetzung waren im Prinzip bereits durch die Konstruktion der elektrischen Maschinen gegeben; man brauchte nur umgekehrt Strom in die elektrische Maschine zu senden, so begann die elektrische Maschine sich zu drehen und konnte zum Antrieb irgend welcher Vorrichtungen, also als Arbeitsmaschine (als Elektromotor), benutzt werden. Immerhin aber war die Umkehrung nur unmittelbar bei den Gleichstrommaschinen und etwa bei den neuen Mehrphasenstrommaschinen möglich; bei Wechselstrommaschinen dagegen nur unter gewissen Bedingungen, oder wenn an der Maschine noch besondere Vorrichtungen angebracht waren (s. unten). Durch die bloße Umkehrung war die Konstruktion von E.