Titel: Fairbairn, über verbesserte Constructionen der Rauchröhren.
Autor: Fairbairn, W.
Fundstelle: 1859, Band 152, Nr. XXXVII. (S. 166–168)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj152/ar152037

XXXVII. Ueber verbesserte Constructionen der Rauchröhren; von W. Fairbairn.

Aus dem Mechanics' Magazine, Januar 1859 vol. I No. 1, durch das polytechn. Centralblatt, 1859 S. 513.

Durch die vom Verf. angestellten, im polytechn. Journal Bd. CXLVII S. 250 und Bd. CLI S. 236 mitgetheilten Versuche über den Widerstand der Röhren gegen äußeren Druck ist nachgewiesen, daß dieser Widerstand im umgekehrten Verhältniß der Röhrenlängen steht. Dieses Gesetz ist für Röhren, deren Länge die 15fache Weite und darunter beträgt, festgestellt; das Längenverhältniß aber, bei welchem das Gesetz nicht mehr richtig ist, ist bis jetzt noch nicht bestimmt und würde nur durch neue und umständliche Versuchsreihen mit sehr langen Röhren ermittelt werden können. Solche Versuche wären freilich recht wünschenswerth; allein die zu diesem Zwecke erforderlichen Versuchsröhren würden auch sehr theuer seyn. Uebrigens geben auch die bisher gewonnenen Resultate für die gewöhnlichen Fälle schon hinreichende Unterlagen zur Berechnung der Festigkeit und zur Bestimmung der Wandstärke.

Nehmen wir einen Kessel gewöhnlicher Construction an, der 30 Fuß lang und 7 Fuß weit ist und ein Rauchrohr von 3 Fuß oder 3 Fuß 6 Zoll hat, so finden wir, daß die äußere cylindrische Kesselwand drei- bis viermal so viel Widerstand gegen das Zerbersten bietet, als das Rauchrohr gegen das Zerdrücken aushalten muß. Dieß ist der gewöhnliche Fall, und es darf daher nicht Wunder nehmen, daß schon so viele bedauerliche Unfälle aus dem Zusammendrücken der Rauchröhren entstanden sind, dem dann unmittelbar die Explosion und das Zerspringen der äußeren Kesselwand folgt. Will man diesen Uebelständen begegnen und die für das allgemeine Wohl so wichtige Sicherheit der Kessel in angemessenem Grade erhöhen, so ist es unumgänglich nothwendig, daß jeder Theil des Kessels eine gleiche Festigkeit besitzt. Diese Ausgleichung der Widerstandsfähigkeit ist um so wichtiger, als die größere Festigkeit der äußeren Kesselwand ihren Werth vollständig verliert, so lange die Rauchröhren mit 1/3 der Kraft, die zum Zerbersten der äußeren Kesselwand nothwendig ist, durch Zusammendrücken zerstört werden können.

In der folgenden Tabelle, die des Verf. eigenen Versuchen entnommen ist, sind einestheils der Druck, der mit Sicherheit beim Betriebe angewendet werden kann, und anderntheils der Druck, der das Zerbersten |167| hervorbringen würde, für verschiedene Kesseldurchmesser zusammengestellt. Die Wandstärke ist zu 3/8 Zoll angenommen worden.

Durchmesser des
Kessels.
Druck beim
gewöhnlichen Betriebe.
Druck beim
Zerbersten.
Fuß. Zoll. Pfd. Pfd.
3 118 708 1/4
3 6 101 607
4 88 1/2 531
4 6 78 3/4 472
5 70 3/4 425
5 6 64 3/4 386 1/4
6 59 354
6 6 54 1/4 326 3/4
7 50 1/2 303 1/2
7 6 47 283 1/4
8 44 265 3/4
8 6 41 1/2 250

Hiernach springt z.B. ein Kessel von 7 Fuß Weite bei einem Drucke von 303 Pfd. auf den Quadratzoll. Für einen solchen Kessel würde man ein 3 Fuß weites Rauchrohr von der Stärke der äußeren Kesselwand anwenden. Den Druck, welcher dieses Rauchrohr zusammendrücken würde, berechnet der Verf. zu 87 Pfd. auf den Quadratzoll; doch kann derselbe bei sehr langen Röhren vielleicht etwas größer seyn. Hieraus geht hervor, daß die äußere Kesselwand ein Uebermaaß von Festigkeit besitzt und ein Theil ihrer Stärke so lange überflüssig ist, als das Rauchrohr in einem so gefährlichen Zustande bleibt.

Die Versuche zeichnen den Weg vor, wie man der ungleichen Vertheilung der Festigkeit zu begegnen hat, nämlich durch Anwendung kürzerer Rauchrohre, und einer dieser Versuche zeigt direct, wie dieß im Großen auszuführen ist, ohne daß man von der bestehenden Construction abzuweichen braucht. Es wurde nämlich eine Röhre durch zwei starke, um dieselbe gelegte und an ihr befestigte Ringe in drei Theile getheilt und dadurch die Widerstandskraft verdreifacht. Die wirksame Länge wurde auf ein Drittel herabgezogen und die beobachtete Festigkeit von 43 auf 140 Pfd. pro Quadratzoll gesteigert.

Der Verf. schlägt nun vor, diese Construction in gleicher Weise bei den Rauchrohren der Kessel anzuwenden und dadurch die Widerstandskraft derselben der der äußeren Kesselwand gleich zu machen, wobei vorausgesetzt ist, daß das gefundene Gesetz auch bei sehr großen Rohrlängen sich |168| nicht wesentlich ändert. Daß diese Voraussetzung nicht ohne Begründung ist, geht aus den folgenden Versuchen an wirklich im Betriebe stehenden Kesseln hervor, bei welchen man fand, daß die Rauchrohre schon mit ein Drittel des Drucks, der das Zerbersten der äußeren Kesselwand herbeigeführt haben würde, verdreht wurden.

Diese Kessel waren für die nordöstliche Abtheilung der London- und North-Western-Eisenbahngesellschaft angefertigt und hatten 35 und beziehentlich 25 Fuß Länge. Sie waren 7 Fuß weit und hatten 3/8 Zoll Wandstärke. Jeder Kessel hatte zwei cylindrische Rauchrohre von zusammen 3 Fuß 6 Zoll Weite und ebenfalls 3/8 Zoll Wandstärke; dieselben waren bestimmt, beim gewöhnlichen Betriebe einem Drucke von 40 Pfund auf den Quadratzoll zu widerstehen. Bei der Probe gaben die Rohre des längeren Kessels unter 97 Pfd. auf den Quadratzoll nach, die des kürzeren Kessels erlitten dieselbe Verdrehung erst bei 127 Pfd. Ein vollständiges Zusammendrücken wurde nicht erreicht, aber die kreisrunde Form der Rohre ging in eine elliptische über.

Wie unzulänglich die bei diesen Versuchen gefundene Festigkeit ist, braucht nicht weiter erläutert zu werden. Die Abhülfe kann aber auf eine höchst einfache und billige Weise geschehen, indem man das Rauchrohr, das wie gewöhnlich aus überplatteten Blechen zusammengesetzt ist, mit zwei starken, aufgenieteten Ringen aus Winkeleisen umgibt, die um einen gleichen Betrag von den Enden, so wie von einander selbst entfernt sind. Will man die Festigkeit noch weiter vergrößern, so darf man die Bleche nicht über einander platten, sondern man muß sie stumpf an einander stoßen und die beiden Ränder durch übergelegte Blechstreifen mit doppelten Nietenreihen verbinden.

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