Titel: Couche, über die Verwendung des Gußstahlblechs zu Locomotivkesseln.
Autor: Couche,
Fundstelle: 1864, Band 171, Nr. XXI. (S. 109–112)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj171/ar171021

XXI. Ueber die Verwendung des Gußstahlblechs zu Locomotivkesseln; von Couche, Oberingenieur und Professor an der Bergschule zu Paris.

Aus den Annales des mines, t. II p. 419; durch das polytechnische Centralblatt, 1863 S. 1118.

Die Verwendung des Gußstahlblechs zu Dampfkesseln ist offenbar vortheilhaft, besonders bei Locomotiven. Die französische Verordnung (vom 26. Juli 1861) gestattet bei der gesetzlich zulässigen Blechstärke einen größeren Kesseldurchmesser, daher eine größere Heizfläche und kräftigere Dampfentwickelung als bei Eisenblech; bei gleicher Triebkraft wird ferner das Gewicht des Motors, die Belastung jeder Achse geringer. Die Feuerbüchse läßt sich bei Verwendung von Gußstahlblech vortheilhafter aus getriebenen ebenen Platten herstellen, da sich der Stahl seiner Zähigkeit wegen besser für diese Arbeit eignet, obschon dieselbe weniger leicht, als bei Eisen ausführbar ist, weil der Stahl in verhältnißmäßig niedriger Temperatur bearbeitet werden muß. Uebrigens halten erfahrungsmäßig auch die Wände ganz gut, welche auf der einen Seite mit dem Wasser, auf der anderen mit dem Feuer in Berührung sind; daher empfiehlt man das Gußstahlblech besonders für die dem Feuer unmittelbar ausgesetzten Stellen der Dampfkessel. Doch zeigen sich die Vortheile des Gußstahls minder deutlich an der Feuerbüchse, als an dem cylindrischen Kesselkörper. Bei ebenen Platten hat man nämlich nur in geringerem Grade Vortheil von der größeren Festigkeit des Metalls, einmal weil bei Beanspruchung der Biegungsfestigkeit die Blechdicke nur im umgekehrten Verhältniß der Quadratwurzel aus dem Festigkeitscoefficienten vermindert werden darf, und dann weil man mit der Blechstärke nicht unter eine bestimmte Grenze herab gehen darf, da das Blech die Schraubenmutter für die Stehbolzen bildet und deren Halt, wenn ein Nietkopf verletzt ist, wesentlich von der Zahl der in der Mutter enthaltenen Schraubengänge abhängt.42)

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Ueber die beiden Versuche in Frankreich, nämlich auf der Ostbahn und auf der Bahn von Paris nach dem Mittelmeer berichten die betreffenden Ingenieure Vuillemin und Delpech folgendermaßen:

1) Versuch auf der Ostbahn. – Während des Krimkrieges und nach demselben war kein gutes russisches Kupfer zu haben; die Ostbahncompagnie versuchte daher die inneren Feuerbüchsenwände anstatt aus Kupferblech aus Gußstahlblech herzustellen und selbst das Eisenblech der äußeren Feuerbüchsenwände durch Gußstahlblech zu ersetzen. Als sie 1858 einige Güterzuglocomotiven in ihren Werkstätten zu Epernay bauen mußte, beschloß sie daher, für die sämmtlichen Feuerbüchsenwände der einen Gußstahl zu verwenden. Diese Locomotive wurde Ende 1858 fertig und kam am 4. Januar 1859 in den Dienst. Der Erfolg hat bezüglich der Feuerbüchse den Erwartungen der Compagnie nicht entsprochen, und nach dreijährigem Dienst, innerhalb dessen die Locomotive 69765 Kilometer zurückgelegt hatte, mußte die gußstählerne Feuerbüchse im December 1861 durch eine kupferne ersetzt werden. Die Bleche der äußeren Feuerbüchsenwand waren 11 Millim., die an der Rückwand, der Decke und den Seitenwänden der inneren Feuerbüchse 12 Millim. dick; die Stirnplatte für die Siederöhren überall 17 Millim.; das Eisenblech des cylindrischen Kesselkörpers war 12 Millim. dick. Die äußeren Wände um die Feuerbüchse herum haben sich sehr gut gehalten und sind noch heute im besten Stande. Während der drei Jahre waren an der Feuerbüchse mehrere bedeutende Reparaturen nöthig; so wurden die eisernen Röhren schon am 11. März 1859 nach dem Durchlaufen von 5736 Kil. durch messingene ersetzt; namentlich hielten auch die Ringe der Röhren nicht gut an der dünnen Stirnplatte (17 Millim., anstatt 25 Millim. bei Kupfer). Das angewendete Gußstahlblech war zu spröde; auch bekam es Risse, zuerst an den Ecken der Feuerbüchse und dann am Rand der Löcher für die Stehbolzen; auf die Bruchstellen wurden sehr sorgfältig Eisenstücke aufgelegt, allein nach Verlauf einer gewissen Zeit wurden durch den Wechsel der Ausdehnung und Zusammenziehung die Nieten locker und es gieng Dampf durch.

Sicher kann man aus sehr dehnsamem Gußstahl, wie etwa dem von Krupp, gute Feuerbüchsen herstellen, wenn man die Stirnplatte an der Stelle, wo die Röhren einmünden, verstärkt; jetzt aber, wo man gutes Kupfer haben kann, wird man keine Versuche mit einem anderen |111| Metall machen, so lange der Einkaufspreis nicht sehr verschieden, die Bearbeitung des einen und des anderen Metalls die nämliche, und außerdem das Kupfer nach dem Gebrauche noch 2/3 vom Ankaufspreise kostet, während der Werth des alten Stahls fast gleich Null ist.

2) Versuch auf der Bahn von Paris nach dem Mittelmeer. – Die seit drei Jahren Dienst thuende Feuerbüchse hat in dieser Zeit etwa 100000 Kil. durchlaufen, befindet sich in gutem Zustande, kein Riß hat sich gezeigt, aber sie ist stets in der Haud desselben Locomotivführers gewesen und man hat beim Einfahren in das Maschinenhaus nie das Feuer ganz heraus genommen, damit sie stets langsam erkalten konnte. Diese wirklich nothwendige Vorsichtsmaßregel würde bei einer großen Zahl von Locomotiven lästig seyn.

Der erste Versuch ist also mißlungen, der zweite gelungen, freilich unter besonderen, von der Klugheit gebotenen, vielleicht aber überflüssigen Vorsichtsmaßregeln. Die verschiedenen Resultate erklären sich wenigstens zum großen Theil aus den ungünstigen Bedingungen, unter denen der Versuch auf der Ostbahn angestellt wurde, d.h. besonders aus der Sprödigkeit des Gußstahlblechs und aus der zu geringen Dicke der Stirnplatte, welche nur 17 Millim. dick war, während sie in der Feuerbüchse der Lyoner Maschine 20 Millim. Dicke hatte. Die Wand mit der Thür und die Außenwände hatten in beiden Fällen eine Dicke von 12 Millim.

Der erste Schluß, den man aus diesen Thatsachen ziehen kann, ist in Einklang mit dem (im polytechn. Journal Bd. CLXIV S. 3 mitgetheilten) Bericht von Combes, Lorieux und Couche, der die Grundlage für die ministerielle Verordnung vom 26. Juli 1861 bildet. Feuerbüchsen aus hinreichend weichem Stahlblech leisten, wie die Locomotive auf der Mittelmeerbahn beweist, sehr gute Dienste. Wenn man selbst für Stahlblech und für Kupferblech gleiche Dicke voraussetzt, würde die Ersparniß beim ersteren nicht zu verachten seyn, vorausgesetzt daß es, was nicht zweifelhaft zu seyn scheint, ebenso lange Zeit dienstfähig ist, wie das zweite. Am wichtigsten aber bleibt die unbestritten vortheilhafte Anwendung des Gußstahls zu den cylindrischen Kesselwänden; die Compagnien der Orleans- und der Süd-Bahn haben sie angenommen; sie wenden Gußstahl für die Kessel der Locomotiven mit acht gekuppelten Rädern und besonderem Tender an, die sie bei Cail u. Comp. bauen lassen und welche die zweite der genannten Gesellschaften an Stelle der gekuppelten sechsräderigen Engerth'schen Maschinen setzt.43)

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Bis jetzt legt man in Frankreich die Unnaturen, an denen die obere Wand der Feuerbüchse hängt, der Länge nach. Obgleich so die ganze Last auf die Thürwand und die Stirnplatte kommt, war diese Anordnung bei Maschinen von mittlerer Kraft zulässig. Mit der Vergrößerung der Dimensionen und vorzüglich der Länge der Feuerbüchsen, mit der gleichzeitig der Dampfdruck größer wurde, wuchs um so mehr der auf jene Wände übertragene Druck, selbst in gefahrdrohender Weise. Daher haben die Amerikaner schon seit mehreren Jahren die Armaturen querüber gelegt und so auf die breiteren und stärkeren Seitenwände gestützt. Cail ist noch einen Schritt weiter gegangen; er verlängert die querüber liegenden Armaturen, so daß sie sich nicht mehr auf die Seitenwände der Feuerbüchse stützen, sondern auf fest an die äußere Wand angenietete Tragrippen. So empfängt die äußere Wand den Druck unmittelbar, den sie seither erst durch Vermittelung der Feuerbüchse erhielt. Die verticalen Wände der Feuerbüchse und der untere Verbindungsrahmen sind von dem bedeutenden Drucke frei, den sie in Kesseln gewöhnlicher Construction aushalten müssen. Der größere Theil der Explosionen in den letzten Jahren war dadurch veranlaßt, daß eine der Feuerbüchsenwände dieser ungeheuren Last nachgab, was unvermeidlich ist, wenn einige Stehbolzen nachgeben. Daher werden ohne Zweifel die amerikanische Anordnung und besonders die sinnreiche von Cail eingeführte Abänderung die Explosionen viel seltener machen.

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Man würde die Blechstärke noch geringer machen können, wenn man schwächere, aber mehr Stehbolzen anbringt. Die Amerikaner machen die Kessel aus sehr gutem Eisenblech, und gehen in der Dicke der Außenwand und der Seitenwände der Feuerbüchse ohne Bedenken auf 5/16 und selbst 1/4 engl. Zoll herab; die Röhrenwand hat nur 1/2 bis 3/8 Zoll; die eisernen Stehbolzen haben 19 Millimeter Durchmesser und |110| sind 4 Zoll von einander entfernt. Solche Kessel arbeiten mit 9 Atmosphären Dampfdruck. Die Amerikaner sehen, und mit Recht, in der geringen Dicke des Blechs einen Schutz gegen das Verbrennen desselben.

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Diese Maschinen haben 209,5 Quadratmeter Heizfläche und wiegen leer 37,5 Tonnen.

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