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zu studiren, welche die Schussflamme bei völliger Abwesenheit von Grubengas auf eine auf der Sohle der Strecke befindliche Kohlenstaubstreuung auszuüben vermöchte. Zur Erzeugung der letzteren wurden in der · Regel die von den einzelnen Gruben gelieferten »Staub«-Proben unmittelbar, also ohne jede vorherige Vorbereitung oder Separation, benutzt, weil es vom praktischen Gesichtspunkte aus am richtigsten erschien, die einzelnen Sorten hinsichtlich ihrer Entzündlichkeit und Gefährlichkeit gerade in dem Zustande zur Untersuchung zu bringen, in welchem sie sich in den betreffenden Gruben selbst bilden. Von allen diesen Staubsorten wurden durchweg je 15kg durch Bestreuung der Streckensohle auf 10m Länge vom Ortsstofse aus möglichst gleichmässig verteilt, so dass auf 1 lfd. m etwa 11/2kg kamen.
Jeder Versuch wurde mehrfach wiederholt und dabei, wie oben bemerkt, abwechselnd mit Letten und mit dem zu untersuchenden Koblenstaube selbst besetzt. In dieser Hinsicht stellte sich bald heraus, dass das Besatzmaterial nur bei den weniger leicht entzündlichen Staubsorten auf die Länge der unter diesen Umständen erzeugten Flamme von merklichem Einflusse ist. Zu einer gegenseitigen Vergleichung der verschiedenen Staubstreuungen hinsichtlich ihrer Wirkung eignen sich deshalb vorzugsweise die nur mit Letten besetzten Schüsse. Die auf diese Weise bei der Untersuchung von 26 einzelnen Staubsorten erzielten hauptsächlichsten Ergebnisse sind in nachstehender Tabelle übersichtlich zusammengestellt:
leiten, wenn auch freilich die beiden gasärmsten Sorten (von Kohlscheid und Morsbach bei Aachen stammend) die geringsten Verlängerungen von nur 3 bezw-4m veranlassten. So ergab die gasreichste aller Proben (No. 26) bei 37,1 pct. Gehalt an flüchtigen Bestandteilen nur eine Flammenverlängerung von 10m, während die bei weitem grösste Verlängerung von 28m bei einer Kohle von nur 22 pCt. Gasgehalt, zugleich aber ungemein feinkörniger Beschaffenheit, entstand. Es ist dies ein neuer Beweis für die bereits von früheren Beobachtern erkannte Thatsache, dass die grössere oder geringere Neigung einer Kohle zum Verpuffen nicht ausschliesslich von deren Gehalt an flüchtigen Bestandteilen, sondern auch von anderen Umständen, so namentlich dem Grade der Feinkörnigkeit, abhängig ist.
Aehnliche interessante und wissenschaftlich noch näher aufzuklärende Ergebnisse liefert eine eingehendere Vergleichung der sogenannten » Explosionskoks«, d. h. der nach der Verpuffung zurückgebliebenen mehr oder weniger koksartigen Massen, mit der Kohle, woraus sie entstanden. Der hierbei sofort in die Augen springende Mangel unmittelbarer Beziehungen zwischen dem ursprünglichen Gasgehalte der Kohlen und dem während der Verpuffung ausgetriebenen Anteile desselben, wie er sich z. B. daraus ergiebt, dass die Proben No. 12, 13 und 26, mit einem Gehalte von 22,0 bezw. 27,0 und 37,1 pct. an flüchtigen Bestandteilen, an diesen absolut 14,8 bezw. 7,0 und 8,0 pct., relativ also 67,3 bezw. 25,9 und 21,5 pct., einbüssten, mag wohl, wenigstens teilweise, auf die grossen Verschiedenheiten in dem Feinkörnigkeitsgrade der einzelnen Proben zurückzuführen sein. Die gleiche Annahme erscheint jedoch ausgeschlossen, wenn es sich um die Erklärung der auffallenden Thatsache handelt, dass auch die relativen Mengen von O + N einerseits und H andererseits, welche ausgetrieben wurden, in gar keinem Verhältnisse zu den ursprünglich vorhandenen absoluten Mengen dieser und der gesammten flüchtigen Bestandteile stehen. Die anscheinende Regellosigkeit in dieser Hinsicht geht so weit, dass bei einzelnen Staubsorten sogar mit einer Verminderung des ursprünglichen Gehaltes an Heine nicht unbeträchtliche Zunahme desjenigen an O + N parallel lief. Im grossen Durchschnitte hatten 24 der Proben (No. 3 bis 26) bei der Verpuffung an 0 + N und an H relativ 12,5 bezw. 20,8 pct. eingebüsst, während der Gesammtverlust an Aüchtigen Bestandteilen überhaupt im Mittel (aus 23 Proben) 35,1 pCt. betrug. Im einzelnen aber verlor beispielsweise die Probe No. 18 relativ 44,7 pct. an O+N und gleichzeitig nur 6,4 pCt. an H und 25,9 pCt. an jenen Bestandteilen überhaupt, dagegen No. 11: 7,1 bezw. 30,0 und 60 pCt., während sogar bei No. 19 gleichzeitig mit einer relativen Verminderung des Gehaltes an H und an flüchtigen Bestandteilen überhaupt um 30,7 bezw. 57,5 pct. eine Vermehrung desjenigen an O + Num 19,7 pct. eintrat. Auf Genauigkeit können diese Zahlen freilich schon aus dem Grunde keinen Anspruch machen, weil es selbstverständlich nach einem Schusse unmöglich war, den sämmtlichen zur Streuung benutzten durch die Explosionsgase z. T. oft weit fortgeführten Staub wieder zu sammeln. Da der durch Verweben verloren gegangene Teil aber gewiss vorwiegend gerade aus den feinsten Teilchen bestand, auf welche die Flamme verhältnismässig am stärksten wirken musste,
und da überdies wahrscheinlich ein anderer Teil der zartesten Stäubchen ganz verzehrt worden sein dürfte, so sind die aus den Analysen sich ergebenden Verlustwerte ohne Zweifel nur als Minima zu betrachten.
Im grossen Ganzen wird man sicherlich annehmen können, dass die thatsächlich zur Verflüchtigung gelangten Bestandteile, abzüglich ihres im Durchschnitte nur 14,0 pCt. ausmachenden Anteiles an O+N1), fast ganz aus Kohlenwasserstoffen bestanden haben werden. Rechnet man aber auf letztere nur 75 pct. der Gesammtmenge jener, so ergaben sich aus dem absoluten Gewichte der angewandten Staubprobe bei manchen Sorten recht erhebliche Mengen, die für sich allein schon imstande wären, innerhalb des bestreuten Teiles der ganzen Strecke höchst entzündliche und explosionsfähige Gasgemenge zu liefern. Hiernach hätten z. B. die beiden Sorten, welche die beträchtlichsten Flammenverlängerungen veranlassten, aus
+
1. Kohlscheid (Aachen)
? 4,0 3,8 ? ? 2. Morsbach
8,0 4 ? 4,5 4,2 ? ? 3. Maria
11,9 10
1,4 4,86 4,2 -0,05 -0,84 4. Eintracht-Tiefbau (Westfal.) 15,5 18 8,0 5,62 4,45 -0,95 -1,38 5. Hansa
16,2
6,45 4,65 -1,43 -0,23 6. Siepen & Mühler
16,9 17
6,9 7,42 5,53 --1,82 -0,95 7. Obernkirchen (Hannover) 17,1 15 5,81 8,944,33 -2,06 -1,02 8. Gottesberg (Schlesien)
17,7 9
? 6,78 3,91 +0,59 -0,67 9. Anna (Aachen)
18,7) 13 - 8,7 6,78 4,75 +0,48 -1,89 10. Hibernia (Westfalen)
20,2 20 - 3,7 7,52 4,98 +0,79 -1,06 11. Neu-Iserlohn
20,5 21 -12,4
—12,4 6,05 4,95 +0,43 --1,48 12. Pluto
22,01 28 -14,8 7,25 4,88 -0,40 -1,60 13. Deutscher Kaiser (Westfalen) 27,0 13 7,0 9,94 5,091 -0,76 -0,67 14. Dudweiler (Saarbrücken). . 28,4) 15 -11,6 11,25 5,62—2,80 -1,44 15. Zollverein (Westfalen) 28,5 12 -10,0 11,625,14 -2,69 -0,78 16. Dahlbusch
28,7 12–11,6 9,17 | 5,18 +0,43 – 1,12 17. Rhein-Elbe
30,2 17
9,4 9,08 6,13 -0,53 -0,67 18. Reden-Grubenwald (Saarbr.) 30,5 17 7,915,26 4,711 -3,36 -0,41 19. Friedenshoffnung (Schlesien) 30,6 18 -17,6 8,91 5,44 +1,40 -1,68 20. von der Heydt (Saarbrücken) 30,7| 12 4,2 15,45 4,44 +0,26 -0,30 21. Dechen
31,0 20
- 10,6 13,20 5,66–3,65 -1,57 22. Fuchsgrube (Schlesien).
32,57
-13,4 12,71 5,221 -2,83 -1,28 23. Maybach (Saarbrücken). 32,6 10-11,3 11,78 5,05 -1,60 -0,78 24. Reden-Kallenberg (Saarbr.) 35,8 13 9,8 19,04 4,93 -8,49 -0,54 25. Dudweiler
35,2 16 9,8 11,69 5,33 -0,06 -0,85 26. Griesborn
37,11 10 8,0 16,82 5,54 -1,42 -0,96
Aus diesen Zahlen lässt sich eine auch nur annähernde Proportionalität zwischen den beobachteten Flammenverlängerungen einerseits und dem Gehalte der Proben an flüchtigen Bestandteilen, ja auch nur dem wirklich ausgetriebenen Anteile der letzteren andererseits, offenbar in keiner Weise ab
1) In Volumprocenten gerechnet.
des
Ingenieure
der Streuungsmenge von je 15kg im ganzen 1,40 bezw. 1,66kg von jenen Gasen oder, wenn man für letztere das specifische Gewicht des gewöhnlichen Leuchtgases mit 0,72 annimmt, 1,9 bezw. 2,3cbm geliefert. Dies ergiebt aber auf den Gehalt jenes Streckenteiles von insgesammt 16,2cm 11,7 bezw. 14,2 pct., also schon mehr, als zur Bildung des gefährlichsten Gasgemisches erforderlich ist.
Es ist daher kein Zweifel, dass der Kohlenstaub in diesen Fällen eine doppelte Rolle spielt, indem er einesteils als feines Pulver wirkt, welches, durch die Flamme des Schusses zum Erglühen gebracht, hierdurch unmittelbar zur Verlängerung jener beiträgt, andererseits aber durch die Wirkung der Hitze zugleich brennbare Gase entwickelt, die der Flamme neue Nahrung bieten und so bei ausreichender Menge imstande sein können, selbständig deren Weiterverbreitung unter Heranziehung immer neuer Staubteile zu vermitteln. Diese Gasentwickelung erklärt nicht nur die oft beobachteten explosionsartigen Erscheinungen, sondern auch das bei manchen Staubsorten nachgewiesene Zurückschlagen der Flamme und die mehrfach beobachteten heftigen Detonationen.
Eine weitere Versuchsreihe wurde zu dem Zwecke unternommen, den Einfluss einer Fortführung der Streuung über die, wie oben bemerkt, anfangs allgemein festgehaltene Länge von 10m hinaus klar zu stellen. Wie zu erwarten war, hatten diese Versuche das Ergebnis, dass bei den weniger entzündlichen Staubsorten eine solche Fortsetzung bis auf 20 bezw. 30m auf die Flammenlänge und die sonstigen Erscheinungen ohne merklichen Einfluss blieb, dass dagegen bei gewissen Staubproben die Ausdehnung der Flamme und die mechanischen Wirkungen derselben mehr oder weniger proportional mit der Länge der Streuung anwuchsen. So ergab insbesondere der Staub von Neu-Iserlohn und Pluto schon von 20m Streuung ab intensive Explosionserscheinungen, begleitet von heftigen Detonationen, bei 40m Streuung aber Flammen von 56 bezw. 58m Gesammtlänge. Es kann daher keinem Zweifel unterliegen, dass solche Staubarten im Inneren von Grubenräumen imstande sein müssen, eine an einer Stelle durch einen
Schuss oder sonst wie eingeleitete Entzündung auch ohne jedwedes Hinzutreten von eigentlichem Grubengase mit explosiver Wirkung auf beliebig lange Strecken fortzupflanzen und so die traurigsten Ereignisse herbeizuführen.
Einen ferneren wichtigen Gegenstand der Untersuchung bildete das Verhalten des Steinkohlenstaubes bei Gegenwart stark verdünnter und deshalb für sich allein nicht entzündlicher Schlagwetter. Zur Erzeugung der letzteren wurden in die bereits erwähnte gerade 20cbm fassende Explosionskammer aus dem Gasometer genau abgemessene Mengen des natürlichen Grubengases (von 86,44 pCt. Methangebalt) eingeführt und so, wie oben erwähnt, gut diffundirte Gemenge des letzteren mit atmosphärischer Luft in den Verhältnissen von 1 bezw. 2, 3, 4, 5, 6 bis 7 pct. hergestellt. Es lag auf der Hand, dass in Berührung mit solchen schon brennstoffhaltigen Gasgemengen der Kohlenstaub im allgemeinen noch erheblichere und kräftigere Wirkungen erzeugen musste als in reiner atmosphärischer Luft. So wurde denn auch durch zablreiche Versuche festgestellt, dass die Flammenrerlängerungen bezw. die explosionsartigen Erscheinungen, welche sich in letzteren Fällen bereits ergeben hatten, durch jene Beimengungen, und zwar bis zu derjenigen Grenze, an welcher das Gasgemenge für sich allein schon explosibel wird (6 bis 7 pCt.), ziemlich proportional zu dem wachsenden Methangehalte des letzteren ausnahmslos vermehrt und verstärkt wurden, so dass insbesondere auch solche Staubsorten, die in reiner atmosphärischer Luft nur geringe Flammenverlän-. gerungen bezw. eine schwache Verpuffung hervorzubringen vermochten, in Berührung mit der grubengashaltigen Luft bedeutend grössere Flammen und selbst intensive Explosionswirkungen erzeugten, dass ferner auch in derartigen Gemengen die Fähigkeit der unbegrenzten Fortpflanzung einer einmal eingeleiteten Entzündung oder Explosion selbst solchen Staubsorten beiwohnte, die sie in reiner Luft entschieden nicht besassen.
Die hauptsächlichsten Resultate einiger solcher Versuchsreihen finden sich in nachstehenden Tabellen zusammengestellt:
I. Versuche mit 1 bis 7 pct. Grubengas ohne Kohlenstreuung.
B. Bei Besatz mit Staub von Grube König Mehlpfuhlschacht.
Flammenlänge
15,0m
15,00
( 19,0m
1m Geschwindigkeit
13,0m
18,00
21,5m
34,6m sehr grosse Geschwindigkeit 7,0
52m
Explosion mit 2 Schlägen 44,0m blitzartige Geschwindigkeit
>>
5,9
II. Versuche mit 1 bis 6 pct. Grubengas bei einer Kohlenstaubstreuung
von 10m Länge und Lettenbesatz.
Bei Anwendung des Staubes von:
Neu-Iserlohn (weniger fein als der früher untersuchte).
Entfernung, auf welche der
Entfernung, auf welche der Wagen auf
der geneigten Bahn fortgeschoben wurde Bahn fortgeschoben wurde 0 pct. 15
0,7m
nicht versucht
19
1,2m
27
1,5m
digkeit 3
29
blitzartige
31
Geschwindigkeit 5
3,3m
36
3,4" } Wagen war vorher erheb6
41,0
46
7 bis 10m lich beschwert worden bezw. belastet 6,0m
>>
im Geschwin
digkeit
1995
1.0m 1,25m
2,2m
2,6m
Explosion { 35,0
Aus denselben lässt sich der combinirte Einfluss des Kohlenstaubes einerseits und des beigemengten Grubengases andererseits sehr deutlich erkennen, und springt es in die Augen, wie durch jenen schon die schlimmsten Ereignisse veranlasst werden können, unter Umständen, welche man bis vor kurzem noch für gänzlich gefahrlos hielt. Und doch sind die vorerwähnten Staubsorten noch nicht einmal die gefähr
lichsten; vielmehr erhielt man mit Plutostaub schon bei nur 2,1 pct. Gasgehalt dieselben Erscheinungen, wie mit dem von Neu-Iserlohn bei 4 und demjenigen von Königsgrube bei 5 pct.
Als ein. bemerkenswertes Ergebnis dieser Versuche vérdient noch hervorgehoben zu werden, dass dieselben die Richtigkeit einer schon von früheren Beobachtern wiederholt aus
Band XXIX. No. 16.
18. April 1885.
Brückenbau.
305
gesprochenen, jedoch bisher nur auf ein gewisses unbestimmtes Gefühl zurückzuführenden Ansicht von der Hinweisung der nach Grubenexplosionen nicht selten an den Stössen und der Zimmerung der davon betroffenen Räume vorgefundenen Kokskrusten und -Trauben auf einen hervorragenden Anteil des Kohlenstaubes an der Entstehung jener Unglücksfälle vollkommen ausser Zweifel gestellt haben. Es zeigten sich nämlich jene Bildungen stets nur dann, wenn der Staub entweder in reiner oder wenigstens nur mit geringen Mengen von Grubengas vermischter atmosphärischer Luft entflammt worden, während sie dann stets zurücktraten oder ganz vermisst wurden, wenn der Gehalt an letzterem Gase ein stärkerer war und sich demjenigen Verhältnisse näherte, das für sich allein schon die Explosionsfähigkeit begründet. Es dürfte dies dadurch zu erklären sein, dass in letzteren Fällen die Flammenerscheinung immer nur eine augenblickliche, schnell vorübereilende ist und deshalb die Erhitzung des Kohlenstaubes alsdann von einer für die Durchfübrung des Verkoblangsprocesses allzu kurzen Dauer sein wird, während die wesentlich durch jenen Staub selbst erzeugte Flamme eine verhältnismässig länger anhaltende und langsam fortschreitende ist.
Gerade in diesem allmählichen Vorrücken um etwa 1m in 1 Sekunde erblickt Hr. Margraf auf Grund seiner Beobachtungen im Gegensatze zu der mit blitzartiger Geschwindigkeit sich ausbreitenden Explosion eigentlicher Schlagwetter im allgemeinen ein weiteres Kennzeichen dafür, dass in solchen Fällen der Vorgang wenigstens vorwiegend durch Kohlenstaub veranlasst worden. Nur einige wenige höchst entzündliche Staubsorten machen in dieser Hinsicht eine Ausnahme, indem sie unter Umständen auch ohne Grubengas blitzartige Flammenerscheinungen hervorzurufen vermögen. Andererseits aber verbrennt bisweilen auch reines Grubengas mit langsam fortschreitender Flamme, nämlich dann, wenn sich dasselbe nur unvollkommen, oder gar nicht, mit der atmosphärischen Luft vermischt hat.
Sehr deutliche Hinweise auf einen hervorragenden Anteil des Steinkohlenstaubes bei Grubenexplosionen haben die Versuche ferner in dem Auftreten schwerer, braun bis dunkelgrau gefärbter, stark russender »Nachschwaden« von brenzlichem und teerartigem Geruche und vorzugsweise nicht atembarer Beschaffenheit ergeben.
Bei einer weiteren und vorläufig letzten Versuchsreihe kam endlich auch die oben erwähnte Zweigstrecke zur Verwendung. Es sollten jene über die Rolle Aufschluss ver
schaffen, welche der Kohlenstaub hinsichtlich der Uebertragung einer Entzündung zwischen räumlich getrennten Ansammlungen von Schlagwettern zu spielen vermag. Sie wurden zuerst in der ursprünglichen geraden Strecke angestellt, in welcher man zu diesem Zwecke mittels Segeltuchscheidern verschiedene Kammern herstellte, von denen einzelne alsdann mit einem entzündlichen Gemenge erfüllt und durch eine Staubstreuung auf der Sohle der nur atmosphärische Luft enthaltenden Zwischenräume mit einander verbunden wurden. Allein die Folge war, dass durch die in dem hintersten Teile stattfindende Explosion der ganze Inhalt des vorderen Teiles in gleichem Tempo mit dem Fortschreiten der Flamme nach der Mündung zu und über diese hinaus vorgeschoben wurde, so dass jene mit den entzündlichen Gasen in den innerhalb jenes Teiles abgesonderten Kammern gar nicht in Berührung kommen konnte. Diese Schwierigkeit wurde eben durch die Anlage des mehrerwähnten an seinem freien Ende geschlossenen Flügelortes beseitigt, indem dessen gasförmiger Inhalt durch eine in der Hauptstrecke stattfindende Explosion nicht mehr ausgetrieben, sondern nur mehr oder weniger zusammen gepresst werden konnte und hierbei meist hinreichende Gelegenheit fand, sich an der jene begleitenden und durch die Kohlenstreuung verlängerten Flamme zu entzünden. Verwandelte man nämlich jenes Flügelort durch Abtrennung desselben von der Hauptstrecke vermittels gasdichten Segeltuches in eine besondere Explosionskammer, beschickte diese mit einem explosibelen Gasgemenge von etwa 7 pС. Grubengas und versah sie nebst dem freien Teile der Hauptstrecke mit Kohlenstaubstreuung von hinlänglich entzündlicher Beschaffenheit, so folgte in der Regel einer Explosion in dieser Strecke nach Zerreissung der dünnen Scheidewand auch eine solche nicht minder heftige in dem Flügelorte, aus dessen Sicherheitsöffnungen dann wie aus denen der Hauptstrecke ebenfalls Flammen und Qualm hinausschlugen. Aus welcher Veranlassung jedoch in einzelnen Fällen unter anscheinend ganz gleichen Umständen die Fortpflanzung der Entzündung in das Flügelort hinein unterblieb, hat bisher noch nicht aufgeklärt werden können, wie überhaupt diese Versuche noch nicht zum Abschlusse gelangt sind.
Nichtsdesto weniger aber glaube ich annehmen zu dürfen, dass auch bis jetzt schon die Saarbrücker Versuchsstation in Ansehung der ganzen Kohlenstaubfrage manche sowohl wissenschaftlich wie praktisch hoch interessante und wichtige Aufschlüsse geliefert hat.
a
a
Ma Caus nach Ci ab, ebenso macht man D D
Durch C1 zieht man die Parallele zu derjenigen Gurtung, deren Spannung durch das Moment M. bestimmt wird; entsprechend durch Di die Parallele zur Gurtung, deren Spannung vom Moment Ma abhängt. Es bilden dann diese beiden Parallelen, die Diagonale und die Verticale desjenigen Knotenpunktes, in welchem die Diagonale die Gurtung schneidet, von welcher aus die
M м Werte abgetragen wurden, ein Viereck C" Di D'D", in welchem die Seiten die Spannungen der entsprechenden Stäbe darstellen. Die Richtigkeit dieser Construction ist leicht ein
Ma M. zusehen, wenn man beachtet, dass Di Di'
R, d. h. gleich der Resultanten der links vom Schnitt wirkenden äusseren Kräfte ist. Der Sinn, die Pfeilrichtung dieser Kraft, lässt sich ohne weiteres angeben, und ist hierdurch auch der Sinn der Spannungen bestimmt. Für verticale Füllungsglieder führt das beschriebene Verfahren nicht zum Ziel, da die
M Werte alsdann unendlich werden. Man wird in diesem
a
Brückenbau. Zur graphischen Bestimmung der Fachwerkspannungen; von Dr. Zimmermann. Um bei gegebener Belastung die Spannungen in den Stäben CD', CD und c'D zu ermitteln, denkt man sich einen Schnitt durch diese Stäbe gelegt und beachtet, dass den äusseren Kräften, welche auf den
links vom Schnitt befindO
lichen Teil des Fachwerkes einwirken, durch die Spannungen in den geschnittenen Stäben das Gleichgewicht gehalten werden muss. Die Aufgabe kann graphisch ge
löst werden, indem man இய
das Kraftpolygon aus der
nungen bildet. Um dieses Kraftpolygon verzeichnen zu können, ist es erforderlich, die Lage der Resultanten R zu ermitteln, eine Aufgabe, deren Lösung unter Umständen unbequem ist. Zimmermann vermeidet es, die Kraft R ihrer Lage nach verzeichnen zu müssen, in folgender Weise: die horizontale Entfernung der Punkte C und D sei mit a bezeichnet; das Moment der äusseren Kräfte bezüglich des Punktes C sei M., dasjenige bezüglich des Punktes D: Md.
M. Man trägt nun den Wert mit beliebigem Kräftemassstab von
a
----a
Falle zunächst die Spannung der Diagonalen ermitteln, welche mit der Verticalen in einem unbelasteten Knotenpunkt zusammenstösst. Denkt man sich alsdann um diesen Knotenpunkt einen Schnitt geführt, so lässt sich das Kraftpolygon der Stabspannungen ohne weiteres einzeichnen, da die Spannung in dem einen der beiden anstossenden Gurtstücke und in der Diagonalen bekannt ist. Das Verfahren bietet zweifel
a
deutscher Ingenieure.
los den sonst bekannten graphischen Berechnungen gegenüber nicht unbedeutende Vorteile dar.
(Centralbl. d. Bauverwaltung, 1884, S. 281.)
Resultate von Versuchen über die Zugfestigkeit einseitiger und zweiseitiger Kraftnietungen. In den » Mitteilungen aus den Königlichen technischen Versuchsanstalten zu Berlin,« 1883 S. 81, wird eine Reihe interessanter Versuche über die Festigkeit von Nietverbindungen veröffentlicht. Der Verfasser berechnet auf Grund der hierbei erlangten Resultate die Scheerfestigkeit des Nieteisens, indem derselbe zunächst diejenige Kraft, welche zur Ueberwindung der Reibung zwischen den Berührungsflächen erforderlich ist, in Abzug bringt, und kommt zu dem Schlusse, dass die Scheerfestigkeit nur etwa 35 bis 45 pCt. der Zugfestigkeit des Materials betrage. Prof. Landsberg zeigt im »Centralblatt der Bauverwaltung« 1884, S. 201, dass das vorerwähnte auffallende Resultat sich nur dadurch ergeben hat, dass die Reibung fälschlicher Weise mit ihrem doppelten Werte in die Rechnung eingeführt ist. Prof. Landsberg berechnet dann die Maximalspannung, welche im Niet auftritt; diese Maximalspannung setzt sich zusammen aus der axialen Zugspannung, welche durch die Abkühlung des Nietbolzens in letzterem hervorgerufen wird, und aus der Scheerkraft, welche die Belastung des vernieteten Stabes bedingt. Die Zahlen, welche Landsberg für die resultirenden Hauptspannungen findet, stimmen ziemlich gut mit der unmittelbar beobachteten Festigkeit des Materials überein.
Die Längsspannung der Niete berechnet Landsberg folgendermassen. Versuche haben ergeben, dass die Reibung bei warmer Vernietung für den qcm Nietquerschnitt bei einer Berührungsfläche (also bei einschnittiger Nietung) 500 bis 700kg beträgt. Ist f der Reibungscoëfficient von Eisen auf Eisen und Ō die Längsspannung des Nietbolzens, so muss
o
Ausbesserung der Alleghenybrücke bei Pittsburgh. Die vor 20 Jahren von John A. Roebling erbaute Drahtseilhängebrücke ist kürzlich einer sorgfältigen Prüfung und Ausbesserung unterzogen worden. In der eingebenden Veröffentlichung über diese Arbeiten sind vorzugsweise zwei Punkte von allgemeinem Interesse: nämlich die Mitteilungen über den schädlichen Einfluss des Teeranstriches, welcher nach Ansicht des leitenden Ingenieurs die Rostbildung im Drahtseil hauptsächlich verursacht hat, und zweitens die Art und Weise, in welcher beschädigte Stücke eines Drahtes durch neue ersetzt wurden. Ueber den ersten Punkt ist bereits eine Notiz in dieser Z. 1884, S. 331 gebracht worden. Der zweite Punkt sei nachstehend behandelt.
Nachdem die Umwicklung des Drahtseils gelöst war, wurden die einzelnen Drähte untersucht, schadhafte Strecken wurden ausgeschnitten und an ihrer Stelle neue Drähte eingespleisst. Während der Spleissung mussten die beiden abgeschnittenen Enden des Kabeldrahtes unter Spannung zusammengebalten werden. Zu diesem Zwecke bediente man sich des folgenden Werkzeuges. Eine Stange von 76cm Länge trug an einem Ende ein festgenietetes Querstück, dessen kürzerer Arm mit Klammer und Schraube ausgestattet war, um das eine der beiden Drahtenden zu fassen. Ein zweites Querstück war mittels einer langen Hülse auf dem Hauptstabe verschiebbar und fasste das entgegengesetzte Ende des abgeschnittenen Drahtes. Im freien Arm des beweglichen Querstückes war eine Schraubenspindel parallel dem Hauptstabe gelagert, welche durch ein im Innern mit Muttergewinde versehenes Handrad ihrer Längsrichtung nach verschoben werden konnte. Das Ende dieser Spindel und der längere Arm des festen Querstückes wurden durch eine kräftige Feder zusammengezogen. Die Enden des Drahtes mussten so weit einander genähert werden, dass nach der Einspleissung des neuen Stückes der Draht, sich selbst überlassen, noch genügende Spannung besass. Die Entfernung der Drahtenden musste also vermindert werden um das Mass der Debnung des neụen Drahtstückes, der unvermeidlichen kleinen Verschiebungen an den Spleifsstellen und der Strecke, um welche der während der Spleissung seitlich ausgebogeně Draht länger ist als die Gerade. Die Streckung in den Spleissstellen wurde durch Versuche ermittelt. Die elastische Dehnung des neuen Drahtstückes hätte man genau berechnen können, wenn nicht durch die sehr veränderliche Verkehrslast der Brücke ein steter Wechsel in der Drahtspannung stattgefunden hätte. Der Längenunterschied zwischen dem seitlich ausgebogenen und dem gestreckten Draht konnte natürlich nur schätzungsweise ermittelt werden, da die Länge des sich ausbiegenden Stückes nicht bekannt war. Unter Annahmen, welche den Verhältnissen angemessen schienen, berechnete man die erforderliche Spannung der Feder 136 kg. Bei der Arbeit zeigte sich aber, dass eine Zugkraft von wenigstens 225 kg nöthig war, um dem Drahte die erforderliche Spannung zu geben, und dass eine constante Zugkraft der Federwage durchaus nicht genügende Ergebnisse lieferte. Man entschloss sich daher, bei Einspleissung der Drahtstücke nur zu verlangen, dass die Endspannung nicht weniger als 90kg betrage. Hiervon überzeugte man sich nachträglich, indem man die gespleissten Drähte: durch eine Federwage seitlich um 50mm ausbog und den hierzu erforderlichen Kraftaufwand beobachtete. Man sah dann auch davon ab, die abgeschnittenen Enden der alten Drähte durch oben beschriebenes Werkzeug zusammenzuhalten, bediente sich vielmehr fernerhin hierzu eines einfachen zangenartigen Instrumentes. Der Berichterstatter teilt vollständig die Ansicht, dass es weder möglich noch erforderlich sei, den einzuspleissenden Drähten von vornherein eine Spannung zu geben, welche mit der Spannung der alten Drähte genau übereinstimmt. Sorgt man nur dafür, dass die Spannung des neuen Stückes unterhalb einer durchaus nicht allzu ängstlich zu bemessenden oberen Grenze bleibt und keinenfalls geringer ist als die der umgebenden Drähte, so kann man sicher sein, ohne Formänderung des Seiles ein gutes Zusammenwirken der Drähte zu erzielen. Ist die Spannung im gespleifsten Draht anfangs eine höhere als die der anderen Drähte, so wird zunächst eine Entlastung der letzteren eintreten. Ueberschreitet aber die Spannung im gespleissten Draht die Elasticitätsgrenze, so erleidet dieser eine bleibende Dehnung von solcher Grösse, dass die übrigen
f sein. Setzt man f = 0,4, so ist für p= 500, 600 und 700kg
1250, 1500 und 1750kg pro qcm.
Bezüglich der Verteilung der Scheerkraft auf die verschiedenen Nietbolzen nimmt Landsberg an, dass diese Verteilung eine gleichmässige sei, dass also sämmtliche Niete den gleichen Anteil der Kraft aufnehmen. Es wird schliesslich die Ansicht ausgesprochen, dass über die Grösse der Längsspannung sowie über die Verteilung der Scheerspannung auf die verschiedenen Niete durch weitere Versuche Aufschlüsse erlangt werden können, welche bei der Berechnung von Nietverbindungen sich verwerten lassen.
Der Berichterstatter glaubt, dass bei der Berechnung von Nietverbindungen unter allen Umständen die Reibung zwischen den Berührungsflächen und die Längsspannung der Niete zu vernachlässigen sein wird. Die Längsspannungen liegen, wie die oben gegebenen Zahlen zeigen, nicht weit entfernt von der Elasticitätsgrenze; durch die hinzutretenden Scheerspannungen und durch die Erschütterungen werden sehr bald bleibende geringe Dehnungen im Nietbolzen stattfinden, welche
auch ohne dass die Niete merklich lose werden doch genügen, um die Längsspannungen und damit die Reibung zwischen den Berührungsflächen auf ein solch geringes Mass zu vermindern, dass bei der Rechnung von diesen Grössen abgesehen werden kann. Bezüglich der Verteilung der Scheerkraft auf die verschiedenen Nietbolzen wird man stets annehmen können, dass diese Kraft sich annähernd gleichmässig auf sämmtliche Niete verteilt. Allerdings wird diese Annahme nicht von Anfang an zutreffen. Es werden zunächst nür einige wenige Niete die Kraft aufnehmen; sobald aber die Spannung in diesen Nieten die Elasticitätsgrenze überschritten hat, werden bleibende kleine Formänderungen der Bolzen und Verdrückungen der Lochwandungen eintreten, welche sich so lange fortsetzen, bis auch die anderen Niete ihren Anteil an der zu übertragenden Kraft aufnehmen. Eine jede Nietverbindung wird sich in der Weise »einarbeiten«, dass die Niete angenähert gleichmässig beansprucht werden. Eine Bestätigung dieser Anschauung liefern auch die oben erwähnten Versuche, bei denen fast immer sämmtliche Niete gleichzeitig abgeschoren wurden,
Band XXIX. No. 16.
18. April 1885.
Aachener Bezirksverein: Elektrotechnische Laboratorien der technischen Hochschule in Aachen.
307
dert war.
Drähte angenähert im richtigen Verhältnis mit in Anspruch genommen werden. Es regelt sich die Länge des gespleissten Drahtes selbstthätig in viel genauerer und sicherer Weise, als es künstlich jemals geschehen kann.
Die Spleissung selbst erfolgte der Art, dass die Enden der Drähte auf einer Länge von 76mm einseitig flach abgefeilt wurden, bis der Enddurchmesser auf etwa ein Drittel vermin
Der Draht wurde dann mit seiner flachen Seite auf einen kleinen Ambos gelegt und die convexe Seite auf einer Länge von 89mm mit Einkerbungen in Zwischenräumen, welche der Stärke des Wickeldrahtes entsprachen, versehen. Nachdem beide Drahtenden in dieser Weise vorbereitet waren, wurden die flachen Seiten derselben durch zwei Schraubenklammern, welche rechts und links von der Mitte der Spleissstelle angebracht wurden, zusammengepresst. Die Umwickelung begann in der Mitte der Spleissstelle mit der Mitte des Wickeldrahtes. Durch Hand wurde der Draht bis zu einer der beiden Klammern fest' umgewickelt, dann wurde diese entfernt und an einer zweiten und dritten Stelle festgeschraubt, während jedesmal die Umwickelung bis zur Klammer fortgesetzt wurde. Die Schlussbefestigung erzielte man dadurch, dass man die Umwickelung 19mm über die abgefeilte Strecke hinaus fortsetzte und hier den Bindedraht zweimal unter sich selbst durchsteckte. Die andere Hälfte der Spleissstelle wurde dann ebenso behandelt. Versuche ergaben, dass die gespleissten Stellen fast dieselbe Festigkeit wie ganze Drähte hatten.
(Engineering, 1884, II. Sem., S. 43). Moselbrücke bei Bullay. (Z. 1884, S. 460.) In einem Aufsatze, betitelt: »Die wichtigeren Kunstbauten der Staatsbahnstrecke von Güls bis zur Reichsgrenze bei Perl (Moselbahn)« wird vorgenannte Brücke ausführlich beschrieben. Die Bahn überschreitet die Mosel mittels einer eisernen Brücke, welche aus einer Stromöffnung von 85m und fünf Flutöffnungen von je 33,4m Lichtweite besteht. Sämmtliche Oeffnungen sind mit Parallelträgern von 9,8m Höhe überspannt, wodurch sich für die kleineren Flutöffnungen das ungewöhnliche Verhältnis der Höhe zur Spannweite von 1:3,6 ergiebt. Die hier gewählte Anordnung war dadurch bedingt, dass die Brücke gleichzeitig zur Ueberführung einer Strasse dient, und zwar ist die Eisenbahn
in die Höhe des Obergurtes, die Strasse in die Höhe des
(Z. f. Bauwesen, 1884, S. 49.)
Salm- und Lieserviaduct; 2 Oeffnungen von 27m Licht-
Saarbrücke bei Conz; 2 mittlere Oeffaungen von 38m und 2 Seitenöffnungen von 27n Lichtweite; Schwedler'sche Träger mit unten liegender Fahrbahn.
(Z. f. Bauwesen, 1884, S. 141.) Brücke über den Uwod (Schuja-Iwanowa-Bahn). An Stelle einer alten, aus einem continuirlichen Träger mit 2 Oeffnungen bestehenden Brücke, welche infolge einer Unterwaschung des Mittelpfeilers einstürzte, ist eine neue Brücke erbaut worden, welche unter Fortlassung des Mittelpfeilers die ganze Oeffnung von 108,4m Stützweite mit einem Halbparabelträger überspannt. Ueber dieses Bauwerk werden nach einem Vortrage von Prof. Belelubsky, gehalten in der technischen Gesellschaft zu St. Petersburg, einige Mitteilungen und Zeichnungen veröffentlicht in der Riga’schen IndustrieZeitung, 1884 s. 97.
Concurrenz für eine bewegliche Brücke zu Frankfurt a. d. 0. (s. 2. 1884, S. 408). Einer der Mitbewerber unterzieht in einem Vortrage vor dem ostpreussischen Architekten- und Ingenieur-Verein die Entwürfe und das Urteil der Preisrichter einer kritischen Besprechung. Der Vortrag ist veröffentlicht im Wochenbl. f. Arch. u. Ing. 1884, S. 182.
R. Krohn.
Sitzungsberichte der Bezirksvereine.
Von dem Maschinenraume werden die elektrischen Ströme mit
Kabeln in das Laboratorium für die elektrischen und photometrischen
Messungen geführt, welches über dem Maschinenraum in dem ersten Versammlung vom 4. Februar 1885. Vorsitzender: Er. v. Gizycki. Schriftführer: Hr. Striebeck. Anwesend 47 Mit
Stocke des linken Flügels liegt und durch ein Telephon mit dem
Maschinenraum in Verbindung steht. Dieses Laboratorium ist mit glieder. Hr. Dr. Wüllner macht Mitteilungen über die Einrichtung
den zu den einschlagenden Messungen erforderlichen Einrichtungen
und Messapparaten ausgestattet, von denen der Vortragende einzelne der elektrotechnischen Laboratorien der technischen Hoch
näher beschreibt. schule in Aachen, indem er zunächst die in einem elektrotechnischen Laboratorium vorzunehmenden Arbeiten und Uebungen be
Das photometrische Laboratorium besteht aus 2 je 2m breiten spricht. Dieselben bestehen aus elektrischen Messungen, Messungen Räumen, deren einer 14m, deren anderer 8m lang ist, und welche der Stromstärke, der elektromotorischen Kräfte, der Potentialdifferenzen an dem einen Ende unter einem rechten Winkel zusammenstossen. an den Klemmen der Maschinen und der Widerstände in den Ma- Dort wo die Achsen beider Räume sich treffen, ist ein Siemensschinen und Leitungen; aus Arbeitsmessungen, sowohl der für den Gasbrenner von etwa 120 Kerzenstärke aufgestellt. Dieser Brenner Betrieb der elektrischen Maschinen erforderlichen Arbeit, als auch befindet sich an dem Ende zweier rechtwinklig zusammentreffender der durch elektrische Arbeitsübertragung zu gewinnenden Arbeit;
Photometerbänke, deren eine in dem 14m, die andere in dem aus photometrischen Messungen, Lichtstärken der Bogenlampen und 8m langen Raume steht. Als Photometer werden Bunsen'sche geGlühlampen. Er schildert dann die für alle diese Zwecke in der braucht in der Form, wie sie ihnen Krüss in Hamburg gegeben hiesigen technischen Hochschule getroffenen Einrichtungen. Im Erd- hat. In dem längeren Raume wird die Helligkeit der Bogenlampen geschosse des linken Flügels ist in einem grossen gewölbten Raum mit derjenigen des Siemens-Brenners verglichen, in dem kürzeren ein Gasmotor von 12 N aufgestellt, der eine den ganzen Raum an der Raume gleichzeitig diejenige des Siemens-Brenners mit einem einen Seite durchsetzende Welle treibt. Die Welle hat eine der Zahl Normallicht. Als solches wird auf Grund der bei der Münchener der Elektromaschinen entsprechende Anzahl von Riemscheiben, zum
elektrischen Ausstellung gemachten Erfahrungen ein Einlochbrenner Teil Treppenscheiben, die gleichzeitig auf der Welle verstellbar sind, benutzt, dessen Flamme stets auf eine bestimmte Höhe geregelt um, ohne der Elektromaschine eine der Welle parallele Verschiebung werden kann. Es sind gleichzeitig die Einrichtungen getroffen, um erteilen zu müssen, die Maschinen mit verschiedener Umdrehungszahl die von den Bogenlampen nach den verschiedenen Richtungen auslaufen lassen zu können. Zur Spannung der Riemen bei Anwendung gesandten Lichtmengen zu messen.
messen. Die Glühlampen werden unverschieden grosser Riemscheiben sind die Maschinen auf Schienen
mittelbar mit dem Einlochbrenner verglichen. gesetzt, welche senkrecht zur Welle liegen, und auf denen sie mit Hilfe einer Schraube bewegt und festgestellt werden können. Vor
Schliesslich bemerkt der Vortragende, dass durch die Freigiebigläufig sind zwei Elektromaschinen aufgestellt; weitere sollen im Laufe
keit der königl. Staatsregierung eine weitere Ausstattung des Labodieses Jahres angeschafft werden.
ratoriums im laufenden Jahre stattfinden werde, dass indes die EinDie in die Elektromaschinen übertragene Arbeit wird mit einem
richtung schon insoweit eine ausreichende sei, um alle einschlagenden von Hefner-Altenek'schen Dynamometer gemessen.
Arbeiten und Uebungen schon jetzt durchführen zu können.
Der Vorsitzende bemerkt im Anschluss an den Vortrag, dass die elektrische Arbeitsübertragung an ibnen zu messen; die über- man zur Erzielung einer möglichst grossen Regelmässigkeit der Umtragene Arbeit wird durch einen Bremszaum nach der Einrichtung drehungen der Dynamomaschinen zum Treiben derselben einen gevon Brauer gemessen,
leimten Riemen verwende, dem man, da er sich nicht lösen lasse