Titel: Olivier, Bericht über eine Maschine zum Probiren der Stärke der Ketten.
Autor: Olivier,
Fundstelle: 1833, Band 49, Nr. XX. (S. 98–107)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj049/ar049020

XX. Bericht des Hrn. Olivier über eine von Hrn. David, Mechaniker zu Havre, erfundene Maschine zum Probiren der Stärke der Ketten.

Aus dem Bulletin de la Société d'encouragement. Februar 1833, S. 40.

Mit Abbildungen auf Tab. II.

Das Comité der mechanischen Künste hat mich, nachdem es die Maschine des Hrn. David seiner Untersuchung unterworfen, beauftragt, folgenden Bericht über dieselbe zu erstatten.

Die Maschine des Hrn. David besteht aus zwei Hebeln, welche zuerst auf einander und zulezt auf den Wagebalken der Schnellwage wirken, die zum Bemessen der Kraft, welche zum Anziehen der Kette verwendet wurde, dient. Die Arme des Hebels und des Wagebalkens stehen in einem solchen Verhältnisse zu einander, daß sich das Zeigegewicht wie 1 zu 100 zu der Spannung verhält, die die Kette erlitt.

Die Spannung wird durch eine Schraube hervorgebracht, welche durch mehrere Menschen in ihrer beweglichen Schraubenmutter bewegt wird. An dieser Schraube wird nun die Kette mit dem einen ihrer Enden befestigt, während das andere Ende an einem der Hebel eingehängt wird. Die Spannung erfolgt also keineswegs schnell, sondern langsam und in beinahe unmerklichen Graden.

Man muß bemerken, daß die Ketten bei den Spannungsversuchen, denen man sie aussezt, zwei ganz verschiedene Verlängerungen erleiden, von denen die eine durch eine Veränderung der Form der Kettenglieder, die zweite hingegen durch die wirkliche Verlängerung hervorgebracht wird, die die Kettenglieder an den beiden parallelen Seiten erleiden.

Eine Kette von 90 Fuß Länge kann um 4 Fuß länger werden, ehe sie die gehörige Spannung erlitten hat. Die Verlängerung der der Probe unterworfenen Ketten ist je nach der Form und Stärke der Kettenglieder verschieden; denn in dem Maße, in welchem die Spannung zunimmt, in demselben Maße verlängert sich jedes Glied in Folge der Veränderung seiner Form, ehe noch das Metall selbst, aus welchem sie besteht, in die Länge gezogen wird.

Während der ganzen Zeit, während welcher eine Veränderung der Form in dem Kettengliede vorgeht, wird die Kraft also zum Biegen |99| des Eisens, d.h. zur Ueberwindung seines Widerstandes gegen die Biegung, und nicht zum Ausziehen oder zur Ueberwindung seines Widerstandes gegen die Verlängerung verwendet. In den ersten Augenbliken erfolgt die Veränderung der Form an den abgerundeten Theilen der Kettenglieder, welche sich enger zusammenziehen und Bogen darbieten, deren Krümmungs-Radien in dem Maße, als die Spannung zunimmt, immer kleiner und kleiner werden. Die abgerundeten Theile der Kettenglieder sind es daher auch, welche beim Beginnen der Probe anfangs am meisten auszustehen haben, und an denen sich, wenn das Eisen nicht gut ausgeschweißt ist, zuerst Sprünge zeigen.

Wenn der Widerstand gegen die Biegung überwunden ist, so kommt dann die Verlängerung, die durch das Ausziehen bewirkt wird. Die Schweißungen, die sich gewöhnlich an den langen Seiten des Kettengliedes befinden, dürfen nur dann nachgeben, wann diese Art von Verlängerung eintritt, und wenn die angewendete Spannkraft sehr groß ist.

Die Maschine des Hrn. David ist von ziemlich großer Empfindlichkeit; untersucht man jedoch die Einrichtung der Hebel aufmerksamer, so wird man finden, daß sie sich doch keineswegs zu solchen Versuchen eignet, durch welche der Dehnungs- oder Elasticitäts-Coefficient der Metalle, in Form von verschiedenen Stangen oder Drähten, ausgemittelt werden soll. Allein im Leben braucht man selten eine so große Genauigkeit; meistens langt man mit approximativen, in der Praxis jedoch als genügend anerkannten Resultaten aus, und in dieser Hinsicht kann man von der David'schen Maschine sagen, daß sie den Gewerbsleuten, die die Stärke der Ketten, deren sie sich bedienen, vorher prüfen wollen, hinlänglich genaue Resultate gibt. Bei Versuchen dieser Art kann nämlich ein Unterschied von 10 bis 20 Kilogrammen, der zwischen der wirklich ausgeübten und der von der Schnellwage angedeuteten Kraft Statt findet, nicht als ein Fehler betrachtet werden.

Es fragt sich nun, ob diese Probemethode dem Zweke, zu welchem sie in Anwendung kommen soll, auch wirklich entspricht.

Die Kettentaue werden vorzüglich in der Marine benuzt; beinahe jedes Handelsschiff hat gegenwärtig wenigstens zwei Kettentaue für den Ankerdienst; auch bestehen verschiedene der sogenannten fixen Tauwerke, wie die Drehreepe, die Schoten; die Stage etc. aus Ketten. Es ist daher von hoher Wichtigkeit, die Kraft der angewendeten Ketten zu wissen; und in dieser Hinsicht entspricht die David'sche Maschine vollkommen ihrem Zweke: vorausgesezt daß die Ketten bei dem Seedienste nur einer Spannkraft ausgesezt werden.

|100|

Wenn nun diese leztere Voraussezung auch bei den sogenannten fixen Tauwerken richtig ist, so ist dieß doch keineswegs bei den Ankerketten der Fall, die bei stürmischem Wetter oft sehr heftige Stöße und Erschütterungen auszustehen haben, so daß also eigentlich zwei Proben nöthig wären, von denen die eine die Spannkraft, die andere hingegen die Stoßkraft, welche die Kette auszuhalten vermag, ermitteln sollte.

Die Spannung und der Stoß wirken nämlich auf ganz verschiedene Weise, so daß Schweißungen, die der Spannkraft widerstanden, bei der Stoßkraft aus einander treten werden; auch wird die Spannkraft die Form der Kettenglieder verändern, während die Stoßkraft keinen merklichen Einfluß auf diese Form haben wird. Die Kettenglieder brechen daher beim Ausziehen durch die Spannkraft an ihren langen Seiten, während die Stoßkraft gewöhnlich an den Rundungen einen Bruch erzeugt.

In Schweden bedient man sich zum Probiren der Stärke der zum Bespannen der Artillerie verwendeten Ketten einer sehr guten Probemethode, die sich jedoch nur für Ketten von geringer Länge und für Kettenglieder von kleinem Durchmesser eignet. Man befestigt die Kette nämlich an dem einen Ende in einer senkrechten Stellung, und hängt an dem anderen Ende ein Gewicht an, welches je nach dem Durchmesser des Eisens, aus welchem die Kettenglieder verfertigt sind, und je nach der Länge der Kette verschieden ist. Dann hebt man dieses leztere, freie Ende der Kette empor, und läßt das Gewicht beinahe zwei Mal so hoch herabfallen, als die Kette lang ist. Die Kette wird also in diesem Falle durch eine Stoßkraft probirt, die jedes einzelne Kettenglied erfährt.

Die Proben, denen man die Flintenläufe und Säbelklingen in den schwedischen Gewehrfabriken aussezt, beruhen gleichfalls auf der Anwendung einer Stoßkraft. So schlägt man z.B. drei starke Hammerschläge auf das Bodenstük; ist die Schweißung nicht gut, so sieht man, daß sich dieselbe bei dieser Probe wieder öffnet. Die Gegenwart von brüchigen Stellen und Sprüngen beurkundet sich dabei augenbliklich. Die Säbel- oder Degenklinge wird so auf einen horizontalen Blok aus hartem Holze geschlagen, daß sämmtliche Theile der Klinge zugleich auf denselben gelangen.

Es wäre für die Marine gewiß sehr wichtig, wenn die Kettentaue nicht bloß durch die Spannkraft, sondern auch durch die Stoßkraft erprobt würden. Die Erprobung derselben durch die Spannkraft kann durch die David'sche Maschine vollkommen geschehen; die Mechaniker sollten daher ausmitteln, auf welche Weise die Ketten |101| mit leichter Mühe auch einer meßbaren, und nach Belieben veränderlichen Stoßkraft ausgesezt werden können.

Es gibt übrigens bereits schon mehrere Maschinen, durch welche die Metallstangen oder Ketten durch eine Spannkraft erprobt werden können.

Dahin gehört die Maschine des Hrn. Montaignac; jene, die Hr. Navier zum Messen der Stärke der langen Ringe und Stangen, die zum Baue der Kettenbrüke der Invaliden dienten, erbaute; jene des Hrn. Brunton, an welcher die Kraft durch eine hydraulische Presse hervorgebracht wurde. Alle diese Maschinen weichen in dem mechanischen Principe, welches in ihrem Baue herrscht, von einander ab.

Die Maschine des Hrn. David besteht, nach der Beschreibung des Hrn. Schwilgué, Straßen- und Brükenbau-Ingenieurs, die wir nun folgen lassen wollen, und die man auf Tab. II. abgebildet sieht, aus drei Theilen; nämlich:

1) aus einer Bank, auf welcher die Kette, die man probiren will, aufgezogen wird;

2) aus der Maschine, welche zum Spannen der Kette dient; und

3) aus einem Instrumente, welches die angewendete Kraft angibt.

Die Bank, die nichts weiter als ein langer, in geringer Entfernung über dem Boden angebrachter Balken ist, ist zum Tragen einer Kette von 18 Klafter oder 90 Fuß Länge bestimmt. Diese Kette wird mit dem einen Ende an den Stangen aa, Fig. 18, durch die sie mit dem Zeiger in Verbindung gebracht werden, befestigt, während ihr anderes Ende an dem beweglichen Wagen, der die Spannung erzeugt, eingehängt wird. Die Befestigung der Kette an diesem Ende geschieht mittelst der drei Stüke Q, R, S, Fig. 20 und 21, mittelst welcher man die Kette an irgend einem beliebigen Gliede fassen kann, ohne daß man sie an dieser Stelle abzuschneiden braucht.

Die Bewegung des Wagens wird durch eine horizontale Schraube H hervorgebracht, welche, indem sie sich an ihrem Ende gegen ein Wirkeisen (boutoir) oder ein festes Hinderniß K stemmt, die Schraubenmutter in dem Maße vorwärts treibt, in welchem man das große, an der Achse dieser Schraube aufgezogene Rad F dreht. Der Wagen kann auf diese Weise eine horizontale Entfernung von 1,30 Meter (welches auch die Länge der Schraube ist), weniger der Länge der Schraubenmutter, durchlaufen. Diese Streke reicht jedoch nicht immer |102| hin, da eine Kette von 90 Fuß Länge um mehr als 4 Fuß länger werden kann, ehe sie die gehörige Spannung erlitten hat, was großen Theils von der Größe ihrer Glieder abhängt. Man ist daher manchmal gezwungen, den Wagen, wenn er an deck Ende seines Laufes angelangt ist, wieder auf den Punkt zurükzuführen, von welchem er auslief, und die Kette an einer anderen Stelle zu fassen.

Während des ersten Theiles des Versuches wird das große Zahnrad F von einem einzigen Menschen gedreht, der ihm mittelst einer Kurbel G, welche an einem Radius, 0,36 Meter von der Achse, angebracht ist, eine rasche Bewegung mittheilt. Dann wirken 2 Männer auf eine Kurbel A, welche dem großen Rade mittelst des Triebstokes B, Fig. 17, eine langsamere Bewegung mittheilt; und endlich arbeiten selbst 4 Männer auf dieselbe Weise; doch werden in allen Fällen, in denen nur eine Kraft von 20,000 Kilogr. erreicht werden soll, 2 Arbeiter Hinlängliches leisten.

Der Halbmesser oder Radius der Kurbeln verhält sich zu jenem der Triebstöke, wie 1 zu 8; die Triebstöke haben 9, das Zahnrad 171 Zähne. Der mittlere Umfang der Schraube hat 0,22 Met.; der Schraubengang endlich hat gleichfalls 0,22 Met., so daß also eine auf eine der Kurbeln wirkende Kraft eine 1500 Mal größere Kraft auf die Kette ausübt.

Folgende Tabelle zeigt, welchen Proben man die Ketten in den englischen Fabriken und in den Werkstätten der königl. französischen Marine unterwirft.

|103|
Textabbildung Bd. 49, S. 103
|104|

Hr. David hat bemerkt, daß man, wenn man die Spannung bis zu den in den französischen Werkstätten gebräuchlichen Gränzen treibt, Gefahr läuft der Festigkeit der Ketten zu schaden. Er hält es daher für besser, sich lieber an etwas geringere Spannungen zu halten; doch treibt er, wenn die Käufer es wünschen, die Spannung auch bis auf die in der dritten und vierten Columne der Tabelle angeführten Grade.

Die Messung der Spannung, der man eine Kette unterwirft, geschieht mittelst dreier Hebel, deren Achsen sich in den Punkten d, g, s befinden. An dem ersten Hebel verhalten sich die Arme cd und äs wie 1 zu 5; an dem zweiten ist das Verhältniß der Arme ge und gf zu einander, wie 1 zu 4, und am dritten endlich, der ein bloßer Wagebalken ist, verhält sich on zu om wie 1 zu 5, so daß also hierdurch zwischen der horizontalen, auf den Punkt c ausgeübten Spannung und dem Gewichte, welches auf den an dem Ende des Wagebalkens befindlichen Punkt m wirkt, ein Verhältniß von 1 zu 100 entsteht, und daß mithin das an dem Haken des Wagebalkens eingehängte Gewicht den hundertsten Theil der Spannung, welche die Kette erleidet, ausdrükt.

Man kann mit diesem Instrumente, an welchem sich sämmtliche Theile im Gleichgewichte befinden, sobald man sie in Thätigkeit sezt, mit Genauigkeit Spannungen messen, die bis an 52,000 Kilogr. betragen. Handelt es sich nur um geringe Grade von Spannung, so hängt man das Gewicht direct am Ende des Wagebalkens ein. Dieß findet bis zu einem Gewichte von 50 Pfunden Statt, welches eine Spannung von 5000 Kilogr., der man einen Eisendraht von 3 Millimeter Dike aussezt, andeutet. Ueber diese Glänze hinaus wird hingegen eine Eisenplatte, die ein Gewicht von 50 Kilogr. vorstellt, an den Haken gehängt, und auf diese Platte dann noch so viel gelegt, als nöthig ist, um bis zu dem hundertsten Theile der Spannung, die man messen will, zu gelangen.

Jedermann, der den Versuchen, die mit dieser Maschine angestellt werden, beiwohnte, wird sich von der Leichtigkeit, mit der sie ihren Zwek erfüllt, so wie auch davon überzeugt haben, daß sie viel einfacher ist, als die Maschine, deren man sich bisher zu Havre zu diesem Behufe bediente. Die Maschine enthält überdieß mehrere Details, die das mechanische Talent des Hrn. David beurkunden. Dahin gehört z.B. die Einrichtung des Schwängels, der sich im Zustande der Ruhe nur an den benachbarten Theilen erhalten kann, der sich aber vollkommen im Gleichgewichte befindet, sobald sein im Schwerpunkte gestelltes Messer g durch die Wirkung der auf seine Enden |105| ausgeübten Spannungen von Unten nach Oben gegen den ihm gegenüberliegenden Bügel h gedrükt wird. Ebenso ist auch die Einrichtung der beiden Messer d interessant, von denen sich das eine gegen eine wagerechte, das andere hingegen gegen eine senkrechte Fläche stemmt, und die also nur ein einziges Messer vorstellen, indem deren Schneiden zwei horizontale Linien bilden, von denen die eine eine Verlängerung der anderen ist. Ferner läßt sich als Beweis hiefür auch noch der Sperrer anführen, mit Hülfe dessen die Kette an dem beweglichen Wagen befestigt wird, der stählerne Knopf, der sich am Ende der Schraube befindet, und der sich nach Belieben auswechseln läßt, u. dergl. m. anführen.

Erklärung der Abbildung.

Fig. 16 ist ein Querdurchschnitt des Bewegers der Maschine nach der Linie CD des Grundrisses.

Fig. 17 ist ein horizontaler Aufriß desselben.

A, die Kurbel, welche von 2 Arbeitern getrieben wird.

B, sind neunzahnige Triebstöke, welche an der Achse der Kurbeln aufgezogen sind.

C, Ruheblöke der Triebstokachsen.

D, Vorsteker (linguets), welche auf die Achse der Triebstöke herabgelassen werden, um deren Eingreifen in das Rad zu unterhalten.

E, Pfosten, auf denen die Triebstokachsen ruhen.

F, ist ein großes Rad mit 171 Zähnen.

G, eine Kurbel, welche in einen Halbmesser des Rades eingesezt ist, damit man der Maschine am Anfange des Versuches, wo noch keine große Kraft-Entwikelung nöthig ist, eine größere Geschwindigkeit geben kann. Wenn diese Kurbel angewendet wird, greifen die Zähne nicht ein.

H, eine Schraube mit rechtwinkeligen Schraubengängen, welche in das große Rad eingefügt ist, und dessen Umdrehung bewirkt.

JJ sind Ruheblöke, in denen sich die Schraube dreht.

K, ein Wirkeisen oder Blok, gegen welchen die Schraube durch die Spannung der Kette gedrukt wird, und welcher die ganze Spannung erträgt.

L, ein stählerner, gehärteter Knopf am Ende der Schraube; er stemmt sich gegen den Blok K, und kann durch einen Knopf ersezt werden, wenn er durch die Reibung zu stark abgenüzt worden.

M, eine Pfanne aus gehärtetem Stahle, in welcher sich der Knopf L dreht, und die sich, wenn sie abgenüzt ist, eben so leicht, wie jener, durch eine neue ersezen läßt. In ihr ist ein Loch angebracht, |106| durch welches dem Theile, zwischen dem die Reibung Statt findet, Oehl zufließt.

N, eine bewegliche Schraubenmutter, die die ganze Länge der Schraube durchlaufen kann.

O, schmiedeiserne Stangen, welche sich in Gabeln endigen, die an der Schraubenmutter befestigt sind, und durch welche die Kette an die Schraubenmutter gebunden wird.

P, ein schmiedeisernes Querstük, welches zur Aufnahme des Zaumes dient.

Q'Q' Fig. 20, ist ein senkrechter und wagerechter Aufriß des Zaumes (bride), der den Sperrer (stop) aufnimmt.

R, R', Fig. 21, ein senkrechter und wagerechter Aufriß jenes Theiles des Sperrers, der irgend einen Ring der Kette faßt.

S, S', ein senkrechter und wagerechter Aufriß des Dekels des Sperrers, welcher das Ausgleiten des von dem Sperrer ergriffenen Ringes hindert.

TT', Stüke aus Eichenholz.

Fig. 18, Aufriß des Indicators oder Anzeigers.

Fig. 19, Durchschnitt desselben nach der Linie AB des Aufrisses.

Bei dem Aufrisse ist das Stük Holz, welches die Hebel verdeken würde, als weggenommen betrachtet.

a, zwei eiserne Stüke, an denen die Kette auf ebendieselbe Weise, wie an den Stangen OO des Bewegers eingehängt ist, und welche die Spannung der Kette auf den ersten Schwängel fortpflanzen. Diese Eisenstüke sind in c mit stählernen Pfannen ausgestattet, gegen welche sich ein Messer des ersten Schwängels stemmt.

b, Schwängel, welcher einen geraden Hebel bildet, und der sich vollkommen im Gleichgewichte um die Achse d befindet, wenn die Linie ed horizontal ist. Dieser Schwängel hat zwei Messer, deren Achsen sich in c und d befinden.

c, Ende des Hebelarmes, auf welches die durch die Schneide eines Messers bezeichnete Spannung der Kette wirkt.

d, Drehungsachse des Schwängels; sie wird durch die Schneide zweier Messer gebildet, von denen sich das eine gegen eine wagerechte, das andere hingegen gegen eine senkrechte, stählerne Fläche stemmt. In Folge dieser sinnreichen Einrichtung geschieht die Drehung nicht nur ohne Reibung, sondern es ist auch nicht möglich, daß die Drehungsachse ihre Stelle verändern kann.

|107|

e, Ende des zweiten Hebelarmes des Schwängels b, und Anfang des ersten Hebelarmes des Schwängels f. Das Verhältniß von cd zu de ist wie 1 zu 5.

f, Zwischenschwängel, dessen Drehungsachse durch die Schneide eines Messers gebildet wird. Dieser Schwängel befindet sich in seiner natürlichen Stellung nicht im Gleichgewichte; denn die Drehungsschneide ist gegen eine höher gelegene, horizontale Fläche gedrükt; er ruht in e und f auf den beiden anderen Schwänzeln, ist aber so eingerichtet, daß er sich, wenn er umgekehrt worden, um die Achse g im Gleichgewichte befindet. Wenn die Linie ge wagerecht ist, oder mit anderen Worten, wenn die von deren Schwerpunkt herabgefällte Senkrechte durch g geht, wenn ge wagerecht ist, so verändert der auf e und f ausgeübte Druk das Wägen nicht. Das Verhältniß des Armes ge zu gf ist wie 1 zu 4.

h, Bügel, gegen welchen der Zwischenhebel gedrükt wird.

i, ein eisernes Stük, welches auf den Kopf des Bügels drükt, und denselben dadurch hindert, dem Druke des Zwischenhebels nachzugeben. Dieses Stük ist mittelst 4 Bolzen an zwei gußeisernen, von den Hölzern r getragenen Pfosten befestigt.

k, eine Schraube, welche auf den Kopf des Bügels drükt, um g in die wagerechte Linie zu bringen, welche durch d läuft; denn das Gleichgewicht ist nur dann hergestellt, wenn f, g, e, d, vollkommen horizontal sind.

l, der Zaum, durch welchen der Druk des Zwischenhebels auf den dritten Hebel fortgepflanzt wird.

m, der dritte Hebel, an welchem sich die Hebelarme on und om zu einander verhalten, wie 1 zu 5, so daß mithin das Verhältniß des in m angebrachten Gewichtes zur Spannung der Kette wie 1 zu 100 wird.

Wenn mon horizontal sind, so befindet sich der Schwängel in vollkommenem Gleichgewichte um o, und ebenso wiegt der Haken bei m, an welchem das Gewicht eingehängt wird, auch den Zaum l auf.

p, Stüke aus Eisen, die die Weite der Schwingungen des Schwängels beschränken.

q, Pfosten, die den Schwängel mm tragen.

r, Balken aus Eichenholz.

Suche im Journal   → Hilfe
Alternative Artikelansichten
  • XML
  • Textversion
    Dieser XML-Auszug (TEI P5) stellt die Grundlage für diesen Artikel.
  • BibTeX
Tafeln


Orte
Feedback

Art des Feedbacks:
Ihre E-Mail-Adresse:
Anmerkungen: