Titel: Barlow, über die Stärke verschiedener Holzarten.
Autor: Barlow, Peter
Fundstelle: 1832, Band 44, Nr. XCIII. (S. 381–388)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj044/ar044093

XCIII. Versuche über die Festigkeit und Stärke verschiedener Holzarten, welche in dem königlichen Arsenal zu Woolwich gemacht wurden. Von Hrn. Peter Barlow jun. Mit den Bemerkungen über dieselben von Hrn. B. Bevan Esq.

Aus dem Philosophical Magazine and Annals of Philosophy. März 1832, S. 179 und April S. 241.

Da in dem königlichen Arsenale zu Woolwich eine Reihe von Versuchen gemacht wurde, welche großen Theils Hölzer betrafen, deren Stärke und Festigkeit früher gar nicht oder nicht so genau untersucht worden, und da ich mehreren dieser Versuche selbst beiwohnte, so nehme ich keinen Anstand die Resultate derselben öffentlich vorzulegen. Ich halte deren Bekanntmachung sogar um so mehr für wichtig, als sie nicht bloß ein Gegenstand gelehrter Curiosität sind, sondern wahrscheinlich zu nüzlichen und interessanten Forschungen führen, und mit der Einfuhr und Anpflanzung fremder Holzarten bei uns in innigem Zusammenhange stehen dürfen.

Die Veranlassung zu gegenwärtigen Versuchen gab eine Abhandlung und Untersuchung des Hrn. W. Withers Esq. über die vergleichsweisen Eigenschaften des Holzes der Acacie und der Eiche, durch welche der Hr. Verf. den Anbau der Acacie statt der Eiche emporzubringen strebte, indem er zu beweisen suchte, daß erstere nicht nur ein dauerhafteres Holz gäbe, sondern auch weit schneller wachse. Zum Vergleiche der Stärke und der Festigkeit der beiden Hölzer sandte Hr. Withers Stüke von beiden Hölzern nach Woolwich; die Resultate der damit angestellten Versuche ersieht man aus der hier beigefügten Tabelle.

Hierbei entstand noch eine andere Frage, nämlich in Betreff der Stärke einer Eiche, deren Wachsthum durch die Cultur beschleunigt worden, im Vergleiche mit der Stärke des Holzes einer Eiche von dem gewöhnlichen langsamen Wachsthume. Die Stüke, welche sich auf diesen lezteren Gegenstand beziehen, und welche in der Tabelle mit 3 und 4 bezeichnet sind, erhielt Hr. Withers von Hrn. Boorne zu Erpingham: ersteres kam von einem Baume, der auf einem sehr guten Boden gewachsen, und beiläufig 60 Jahre alt war, und welcher 38 bis 40 Kubikfuß Holz gab; lezteres gehörte einem Baume von ungefähr 120 Jahren an, der auf einem leichten, in einer Tiefe |382| von 2 Fuß aus Geröll bestehendem Boden wuchs, und welcher beiläufig 80 Kubikfuß Holz gab. Hr. Boorne glaubt jedoch, daß wenn der Baum N. 3 bis zu demselben Alter stehen geblieben wäre, welches der Baum N. 4 erreichte, er wenigstens um 40 Fuß mehr Holz, als lezterer gegeben haben würde. Die Stüke N. 5 und 6 lieferte Hr. Samuel Farrow von Diss in Norfolk; beide Bäume waren auf demselben Stüke Landes gewachsen: ersterer stand in der Nähe des Hofes des Pachtgutes neben einem Graben, in welchen eine große Menge der Feuchtigkeit des Hofes floß, und wahrscheinlich drangen dessen Wurzeln bis in den Hof selbst; er wuchs sehr schnell und gab 120 Fuß Holz. Lezterer oder N. 6 wuchs zwar auf demselben Boden, erfreute sich aber nicht derselben günstigen Umstände; er wuchs daher schnell, aber doch bei Weitem langsamer als ersterer, und gab nur 90 Kubikfuß Holz, obwohl er wahrscheinlich gleichzeitig mit ersterem gepflanzt worden.

Die Versuche mit diesen Holzarten hatten mithin einen besonderen Zwek; da sich aber in dem königlichen Arsenale noch viele Hölzer befanden, die nicht in gewöhnlichem Gebrauche stehen, obwohl sie in einigen Gegenden sehr häufig wachsen, und obwohl dieselben dem Aussehen nach eine bedeutende Stärke versprechen, so wurde Hr. Bossey beauftragt Stüke daraus zurichten zu lassen, die denselben Versuchen unterworfen werden sollten. Die Resultate dieser Versuche sind sehr interessant, indem mehrere der Hölzer eine Stärke zeigten, welche zwei Mal so groß ist, als jene der Eiche. Die meisten dieser Holzarten wurden von Capitän Gipps aus Berbice eingesandt und als sehr dauerhaft gerühmt.

Der Apparat, dessen man sich zu den Versuchen bediente, bestand bloß aus zwei aufrechten Pfosten, die mit dem einen Ende fest in den Boden eingerammt, an dem anderen aber an dem Bindebalken des Daches eines Schuppens befestigt waren. An jedem dieser Pfosten wurden zwei eine Kante bildende Stüke aus hartem Holze gut fest gemacht und auf diese kamen die Holzarten, welche untersucht wurden, zu liegen. In der Mitte wurde eine Schale aufgehängt, in die die Gewichte gelegt wurden. Zur Bestimmung der relativen Stärke oder Elasticität wurde das Gewicht, welches eine Biegung von einem Zoll bewirkte, registrirt; und diese Biegung wurde durch eine Stange angedeutet, welche so an dem Bindebalken angebracht war, daß sie vorne und in der Mitte des Stükes nach Abwärts zeigte und einen Zoll weit unter die obere Fläche desselben herabreichte. Wenn daher eine Biegung von einem Zolle Statt gefunden hatte, so war diese daraus erkenntlich, daß das Ende der |383| Stange gerade in einer Linie mit der Fläche des Stükes stand, mit welchem der Versuch gemacht wurde.

In folgender Tabelle enthält die erste Columne die Namen der Hölzer; die zweite das specifische Gewicht derselben, die dritte daß Gewicht, welches eine Biegung von 1 Zoll oder von 1/50 der Länge bewirkte; die vierte das Gewicht, bei welchem das Holz brach; die fünfte die relative Elasticität nach der Formel E = l³w/ad³δ; die sechste die Stärke nach der Formel S = lw/4ad², in welcher l die Länge, a die Breite, d die Dike oder Tiefe, δ die Biegung in Zollen, und w das Gewicht in Pfunden andeutet, so daß sich diese Versuche mit jenen vergleichen lassen, die sich in Barlow's Essay on the Strength of Timber befinden. Die lezte Columne enthält einzelne Bemerkungen.

Die Stüke waren sämmtlich sorgfältig geschnitten, und hatten alle 2 Zoll im Gevierte und 5 Fuß Länge; die Entfernung der Stüzen, auf welchen sie gebrochen wurden, betrug genau 50 Zoll. Alle Stüke wurden von Hrn. Bossey, der die Resultate aufzeichnete, mit aller Sorgfalt ausgewählt.

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Textabbildung Bd. 44, S. 384
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Textabbildung Bd. 44, S. 385
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Es ist Schade, daß die Resultate der Versuche mit dem Acacienholze nicht genauer aufgezeichnet wurden; es wurde dieß versäumt, da man Anfangs nicht die Absicht hätte, so ausgedehnte Versuche vorzunehmen. Das zweite Stük war, nachdem das Seil brach, in Folge des Versuches nur wenig beschädigt, was gewiß auf eine große Elasticität dieses Holzes deutet, obschon die numerische Bestimmung derselben fehlt. Im Ganzen genommen zeigte sich jedoch das Acacienholz stärker als das Eichenholz, dessen Stärke, wie aus den Versuchen Barlow's hervorgeht, im Allgemeinen geringer war; nur die Stüke N. 7 und 8, die aus ganz besonders schönem Eichenholze bestanden, zeigten eine größere Stärke.

Die Versuche mit dem Eichenholze scheinen zuverlässig zu Gunsten des schnell gewachsenen Holzes zu sprechen. Diese Versuche warfen, wie Hr. Withers bemerkt, neues Licht auf diesen Gegenstand, und führen zu den wichtigsten Resultaten. Sie beweisen nämlich nicht nur, daß ein schnell gewachsenes Holz ein langsam gewachsenes an Güte übertrifft, sondern auch, daß man, wenn man den Wurzeln der Bäume beständig Dünger und Nahrung zuführt, in derselben Zeit beinahe zwei Mal so viel Holz, und zwar ein Holz von größerer Stärke erhält. Die Wichtigkeit dieses Resultates für die Baumzucht wird gewiß Jedermann einleuchten.

Bemerkungen des Hrn. Bevan über diese Versuche.

Ich bedauere mit Hrn. Barlow, daß die Versuche über die Stärke des Acacienholzes nicht genauer aufgezeichnet wurden, und will versuchen diese Lüken durch meine Versuche auszufüllen.

Schon seit einiger Zeit waren mehrere Zimmerleute von Northamptonshire der Meinung, daß das Acacienholz eine außerordentliche Stärke und Dauerhaftigkeit besize; man sendete mir daher, um dieß durch Versuche zu erweisen, ein Musterstük dieses Holzes zu. Ich überzeugte mich hiedurch, daß das Acacienholz gutem Eichenholze an Festigkeit, und auch etwas an Elasticität nachstehe. Was die Dauerhaftigkeit betrifft, so gibt es dafür kein anderes Probemittel, als die Zeit; aus der Textur und aus dem Aussehen der Bruchstelle des Acacienholzes glaube ich jedoch vermuthen zu können, daß dasselbe dem Eichenholze bedeutend an Dauerhaftigkeit nachstehe.

Ich kann nun nach meinen Versuchen die Luke in der vierten Columne der Tabelle des Hrn. Barlow auf folgende Weise ausfüllen. Nach meinen Versuchen ist der Modulus der Elasticität des Eichenholzes 4,560,000 Fuß, woraus sich leicht für jedes Stük dieses Holzes die Biegung |387| berechnen läßt, die dasselbe unter einem gegebenen Druke erleidet. In dem speciellen Falle des Hrn. Barlow, in welchem l = 50, b = d = 2 und δ = 1 und die specif. Schwere = 710 ist, ergibt sich (710 × 4,560,000)/4500 = 720 als das Gewicht, welches nöthig ist, um eine Biegung von einem Zoll hervorzubringen.

Wer mit Versuchen dieser Art genauer bekannt ist, wird finden, daß die Biegung um einen ganzen Zoll sich dem Ultimum der Biegung zu sehr nähert, als daß sie das wahre Maß für die Elasticität eines Stükes geben könnte. Bei den Versuchen des Hrn. Barlow beträgt die Biegung im Durchschnitte 2/3 des Ultimums der Stärke statt 1/3, bei welchem lezteren die Textur der Stüke weniger gelitten haben würde.

Es wäre sehr gut gewesen, wenn Hr. Barlow bei seinen Versuchen auch über die Zeit, während welcher die Stüke dem Druke ausgesezt waren, etwas gesagt hätte, indem die Biegung mit dieser Zeit zunimmt, besonders wenn die Last in einem so nahen Verhältnisse zu dem Brechgewichte steht.

Hr. Barlow hat, um die Elasticität auszudrüken, bloß die proportionalen Zahlen angegeben; es wäre vielleicht von allgemeinerem Ruzen gewesen, wenn er den Modulus der Elasticität mitgetheilt hätte. Ich füge daher, damit die Leser die relative Zähigkeit der verschiedenen Hölzer, mit welchen Hr. Barlow seine Versuche machte, vergleichen können, folgende Liste des Modulus der Elasticität bei, die ich nach einer sehr einfachen Formel berechnete.

So ist

a | 4500 Modulus der Elasticität in Fußen
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
b | Specifische Gewicht Gewicht in Pfunden

woraus sich ergibt, daß der mittlere Modulus der Elasticität für die einzelnen Hölzer beinahe folgender ist

Fuße
Eichenholz 3,303000
Tunkabohnenholz 5,795000
Curbarilholz 4,693000
Kugelbaumholz 5,890000
Greenheartholz 6,105000
Cabacallyholz 4,730000
Afrikanisches Eichenholz 5,532000
Amerikanisches Birkenholz 5,295000
Gemeines Birkenholz 5,420000
Eschenholz 4,150000
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Ulmenholz

3,135000
Christiania-Tannenholz 5,305000
Memel-Tannenholz 6,260000

Hieraus erhellt, daß wenn man diese Hölzer (deren Stüke wahrscheinlich besser waren, als man sie gewöhnlich erhält) mit ihrer Schwere vergleicht, keines derselben eine größere Zähigkeit besizt, als das Memel Tannenholz.

Uebrigens würde der Werth dieser Versuche noch bedeutend erhöht worden seyn, wenn Hr. Barlow auch die äußerste Biegung der Hölzer mitgetheilt hätte; er würde durch die Angabe derselben gewiß Jedermann, und Niemand mehr als mich verpflichten.

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Wir müssen auch hier wieder bemerken, daß es doch gut wäre, wenn bei allen ähnlichen Untersuchungen nicht bloß der Provincial- oder Handelsname, sondern auch der systematische Name des Gegenstandes, welcher untersucht worden, angeführt würde, damit Jedermann mit Bestimmtheit wüßte, wovon die Rede ist. Wir wollen hier die Namen jener Arten angeben, die wir mit Bestimmtheit ausmitteln konnten. Das Tunkabohnenholz kommt von Coumarouna odorata Aublet, welche auch unter dem Namen Dipterix odorata bekannt ist.

A. d. Ueb.

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Kommt von Hymenaea Courbaril L.

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Wahrscheinlich das Holz des Guajacum officinale und sanctum, das sogenannte Franzosen-Holz oder Lignum sanctum, aus welchem die Kugeln zum Kegelschieben gedreht werden.

A. d. Ueb.

|388|

Ein westindisches Holz, woraus Vorzüglich die Bloksnägel für Schiffe verfertigt werden, dessen systematischen Namen wir aber nicht auffinden konnten.

A. d. Ueb.

|385|

Das Holz der Betula lenta L.

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