Titel: Bontemps, über die Ursachen warum gewisse Glasröhren und Cylinder beim Reiben zerspringen.
Autor: Bontemps, Georges
Fundstelle: 1847, Band 106, Nr. LXXIV. (S. 358–361)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj106/ar106074

LXXIV. Ueber die Ursachen, warum gewisse Glasröhren und Cylinder zerspringen, wenn sie auch nur schwach gerieben werden; von G. Bontemps, Glas- und Krystallfabrikant zu Choisy-le-Roi bei Paris.

Aus dem Moniteur industriel 1847 Nr. 1174.

Das Glas ist, wie alle Körper, den Gesetzen der Ausdehnung durch die Wärme unterworfen; sein Volum wird um so größer, je höher seine Temperatur steigt. Indem es vom geschmolzenen Zustand im Glashafen die während der Arbeit abnehmenden verschiedenen Temperaturen bis zu derjenigen der Atmosphäre herunter durchmacht, nimmt es also beständig an Volum ab. Es theilt diese Eigenschaft mit den Metallen; der Unterschied aber, welcher es charakterisirt, besteht darin, daß das Glas kein Wärmeleiter ist; zwei entgegengesetzte Theile desselben Glasstückes können also sehr verschiedene Temperaturen haben.

Wir gehen nicht in das Detail der bekannten Operationen bei der Glas- und Krystallfabrication ein, und bemerken nur, daß das Aeußere eines Glasgefäßes welches man verfertigt, schon fest wird, während die innern Theile noch streckbar sind. Diese Eigenschaft des Glases macht das sogenannte Kühlen desselben nothwendig. Die Nothwendigkeit des Kühlens beweisen am auffallendsten die sogenannten Glasthränen, Tropfen Glases, die man in Wasser fließen läßt, und welche äußerlich von der Temperatur des Wassers ausgesetzt, auf der Außenseite erstarren, während die innern Molecüle noch im geschmolzenen Zustand sind: diese Molecüle können, wenn sie auf die Temperatur des Wassers Herabkommen, sich nicht zusammenziehen, weil sie mit den schon |359| erstarrten äußern Molecülen mechanisch verbunden sind; die Folge davon ist ihr Zustand übermäßiger Spannung, so daß nur das Ende des Schwänzchens der Glasthräne abgebrochen zu werden braucht, um das plötzliche Auseinanderfahren aller Molecüle zu bewirken, wobei die sogenannte Thräne in Pulver zerfällt. Eine ähnliche Wirkung findet statt, wenn man die verfertigten Glasgegenstände, ohne sie in Wasser zu werfen, der Temperatur der Atmosphäre überläßt; so werden die Proben (montres), die man in den Glashütten macht, um die Güte und Farbe des Glases eines Glashafens, den man anbricht, zu erkennen, und die nur etwas dicke kleine Blasen (ampoules) sind, von der Pfeife des Glasmachers abgenommen, ohne gekühlt zu werden, um sie ein paar Minuten darauf anzusehen; da nun diese Proben außerhalb vor den innern Molecülen erstarren, so befinden sich letztere, wie die Glasthränen, in einem Zustand großer Spannung, in deren Folge diese Proben durch den geringsten Stoß oder die geringste Reibung in tausend Stücke zerbrechen; manchmal zerbrechen sie nicht sogleich, sondern es geht eine Art Schwingung voraus; zuweilen wird auch ihr Zerbrechen durch eine Temperaturveränderung veranlaßt.

Soll also Glas oder Krystall von guter Beschaffenheit seyn, so müssen die innern Molecüle sich zugleich mit den äußeren zusammenziehen können; zu diesem Behuf kömmt das verfertigte Stück in den Kühlofen, der gewöhnlich aus einer 12 bis 15 Meter langen von Backsteinen erbauten Kammer besteht, deren eines Ende nur etwas über das Braunrothglühen erhitzt wird, wobei das Glas beinahe noch streckbar ist, doch nicht mehr in dem Grad, um seine Form zu verlieren. Die Glasstücke werden auf Wägen von Eisenblech gelegt, welche vom andern, nicht erhißten Ende der Kammer aus allmählich fortgezogen werden, so daß sie in 15 bis 24 Stunden an letzterm ankommen, also langsam durch abnehmende Temperaturen bis zu derjenigen der Atmosphäre übergehen.

Es gibt Glas, welches mehr gekühlt werden muß als anderes; man nennt dasselbe trockneres, spröderes Glas. In der Regel kühlt sich das Krystallglas leichter als das gewöhnliche Glas; es wird dieß dem darin enthaltenen Bleioxyd zugeschrieben, welches es geschmeidiger macht. Die Glasscherben, oder das Bruchglas, geben umgeschmolzen ein viel spröderes Glas als das aus frischem Material, d.h. aus Kieselerde, Alkalien und Metalloxyden bereitete. Zwar wird selten Glas ohne Zusatz von Bruchglas geschmolzen; es fällt aber um so weniger spröde aus, je weniger Bruchglas zugesetzt wird.

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Es leuchtet ein, daß die complicirteren Glasgegenstände, welche nicht überall von gleicher Dicke sind, bei welchen Theile, wie Füße, Henkel u.s.w. angesetzt sind, mit größter Sorgfalt gekühlt werden müssen. Dünne und in der Dicke gleiche Gegenstände bedürfen der Kühlung weniger. In diesem Fall sind in der Regel die Röhren, namentlich die dünnen; und da die Röhren der Länge nach zu 6, 10 ja 15 Meter auf einmal gemacht und dann auf hölzerne Querleisten gelegt werden, so kühlt man sie in der Regel nicht.62) Alle Barometer- und Thermometerröhren etc. werden auf diese Weise verfertigt, und in der Regel hat dieses Nichtkühlen keine Übeln Folgen, weil diese Röhren dünn sind; die Röhren für Manometer aber, welche dicker sind und einen stärkeren Druck auszuhalten haben, müssen auf das sorgfältigste gekühlt werden. Alle von mir für Dampfmaschinen verfertigte gläserne Manometerröhren werden gekühlt. Zu diesem Behuf wird die Röhre, beim Ausziehen in die Länge, so lange sie noch heiß ist, in die erforderlichen Längenstücke getheilt; es genügt zu diesem Abtheilen das Berühren mit einem kalten Eisen, und die 30, 40 bis 50 Centimeter langen Stücke werden nun in den Kühlofen gebracht. Auch die langen Röhren der offenen Luft-Manometer von 3 bis 5 Meter Länge lasse ich kühlen, und diese Röhren werden ihrer Länge nach nur allmählich in den Kühlofen gebracht; denn wenn man sogleich die ganze Röhre hineinbrächte, so wäre das zuerst hineinkommende Ende bald in einem Theil der Kammer, dessen Temperatur für die Kühlung des Ganzen zu niedrig ist.

Der Fehler der zerbrechenden Röhren ist hiemit angegeben. Die Ursache ist lediglich Mangel an Kühlung, und man sieht aus dem Vorhergehenden, warum Temperaturwechsel und Reibungen, vorzüglich im Innern, das Brechen gewisser Röhren herbeiführen, deren Molecüle wegen mangelnder Kühlung sich in dem Zustand einer gespannten Schnur befinden. Es hat hieran durchaus keine Entglasung Schuld; denn selbst entglastes Glas ist dem Zerbrechen wegen Mangels der Kühlung weniger unterworfen; es verliert zum großen Theil die Eigenschaften des Glases und kann ziemlich rasche Temperaturveränderungen ertragen, ohne zu zerbrechen.

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Das Verfahren die Röhren einige Zeit lang in kochendem Wasser zu erhalten (wobei sie jedoch zuerst in kaltes oder lauwarmes Wasser eingelegt werden und dieses bis zum Sieden erhitzt, dann aber erkalten gelassen wird, ehe man die Röhren wieder herausnimmt), wäre allerdings eine Ergänzung der Kühlung für die zu rasch von 80° R. auf die Temperatur der Atmosphäre übergegangenen Stücke; wenn dieser Uebergang aber gehörig stattgefunden hat, verbessert diese Operation nichts an den Eigenschaften der Röhre, und wenn der zu rasche Uebergang bei Temperaturen über 80° R. stattfand, wäre diese Operation natürlich unwirksam; außerdem hätte sie noch den Uebelstand (sofern nicht destillirtes Wasser genommen würde), die Röhren mit den sich darauf bildenden Ablagerungen von Kalk etc. zu beschmutzen. Die Maschinenverfertiger, welche Röhren für Manometer etc. brauchen, müssen daher den Glasmachern empfehlen, diese Röhren aus nicht trocknem, d.h. nicht beinahe ausschließlich aus Glasbruch gemachtem Glas zu verfertigen, und sie gut zu kühlen, und man verlange vom Glasfabrikanten, daß er auf seiner Factura eigens anführe, daß die Röhren sorgfältigst gekühlt worden seyen.

Gibt es Mittel, um zu erkennen, ob die Röhren zweckmäßig verfertigt wurden? Man könnte sie durch innerliches Reiben mit einem harten Körper probiren, oder durch Reibung einen gewissen Wärmegrad erzeugen, um zu sehen, ob die Röhre diesen Proben widersteht. Es gibt aber auch einen physikalischen Unterschied zwischen vollkommen gekühltem und nicht gekühltem Glas, indem letzteres wegen mangelnder Homogeneität (Gleichartigkeit) das Licht zersetzt und polarisirt. Man kann sonach mit einem Bruchstück der Röhre, welches man in den Polarisationsapparat bringt, erkennen, ob das Glas gekühlt wurde oder nicht. Doch ist zu beachten, daß selbst das hinlänglich gekühlte Glas bis zu einem gewissen Grad Polarisations-Erscheinungen gibt, weil die Kühlung keine vollkommene ist. Es ist aber ein sehr deutlicher Unterschied zwischen der Polarisationswirkung eines hinlänglich gekühlten Glases und eines schlecht gekühlten; dieß würde also einen Physiker in Stand setzen, bei einem Streit zwischen dem Glasfabrikanten und Maschinenverfertiger positiv zu entscheiden.

Bisher lieferten die Glashütten in der Regel schlechte Röhren, weil man sie auf die Wichtigkeit und Nothwendigkeit, dieselben mit den verlangten Eigenschaften zu erzeugen, nicht aufmerksam machte.

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Um Röhren zu verfertigen, bläst der Arbeiter eine kurze und dicke Röhre; er erhitzt sie, noch an der Pfeife haftend, stark wieder. Ein anderer Arbeiter steckt an das der Pfeife entgegengesetzte Ende der Röhre ein eisernes Stängchen, an dessen Ende sich etwas heißes Glas befindet, um der Röhre anzuhängen, und dann gehen beide Arbeiter mehr oder weniger rasch auseinander, je nach dem Durchmesser welchen die Röhre bekommen soll.

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