Titel: Ueber die Festigkeit von Eisen und Stahl bei starkem Frost.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1872, Band 203/Miszelle 4 (S. 72–74)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj203/mi203mi01_4

Ueber die Festigkeit von Eisen und Stahl bei starkem Frost.

In der Versammlung des westphälischen Bezirksvereines deutscher Ingenieure vom 1. October 1871 (in Mitten) machte Hr. Stambke auf die Versuche aufmerksam, |73| welche in dieser Richtung in England gemacht worden sind (man s. den betreffenden Bericht im polytechn. Journal, 1871, Bd. CC S. 366). Man habe dort Drähte belastet, während sie auf einen Theil der Länge durch Eis gekühlt waren. Da nun diese Drähte immer nicht an der gekühlten Stelle zerrissen, so hat man daraus den Schluß gezogen, daß die Festigkeit des Eisens und Stahles bei niederer Temperatur zunehme. Abgesehen davon, daß diese Schlußfolgerung nicht richtig ist, lehrt ja auch die Erfahrung, daß im Winter bei strengem Frost auf den Eisenbahnen zahlreiche Bandagenbrüche vorkommen, im Sommer dagegen gar nicht. Auf den preußischen Eisenbahnen beträgt die Zahl der Bandagenbrüche in jedem Winter 200 bis 500, die rheinische Eisenbahn hatte im vorigen Winter an einem Tage allein 12 Brüche von Locomotivbandagen. Die Reifen werden ursprünglich etwas kleiner gedreht als das Rad (etwa 1/6 Linie pro Fuß Durchmesser oder 14 Millimet. pro Meter), also mit Spannung aufgebracht, und diese Spannung vermehrt sich durch die Zusammenziehung in der Kälte. Außerdem wirkt der Frost auf den Boden und macht denselben härter und weniger nachgiebig. Das Springen der Bandagen tritt immer erst dann ein, wenn ein längeres Frostwetter den Boden bis auf eine größere Tiefe hart gemacht hat. Am meisten ist der Gußstahl dazu geneigt, der im Uebrigen das allerbeste Material für diesen Zweck ist. Man muß denselben daher so weich wie möglich wählen. Wenn die Engländer solche Erscheinungen nicht haben, so muß das an den milden Wintern oder daran liegen, daß die Bandagen aus weichem Eisen bestehen.

Dazu constatirte Hr. A. Schmidt, daß auch in England die Bandagenbrüche wohl bekannt sind und daß schon vor 10 Jahren, als man fast nur eiserne Bandagen hatte, während starken Frostes die Räder auf jeder Station mit dem Hammer untersucht wurden.

Hr. Asthöver behauptete, daß die Festigkeit des Stahles gegen Stoß entschieden bei Frost abnehme. Redner hat aus demselben Gußstahlblocke zwei Eisenbahnachsen anfertigen lassen, die eine bei starkem Frost im Freien liegen lassen, die andere im geheizten Raume. Als man nun die Achsen unter ein Fallwerk brachte, brach die kalte Achse beim ersten Schlage, die warme hielt 36 Schläge aus, ehe der Bruch erfolgte.

Hr. H. Blanck machte noch darauf aufmerksam, daß die Ausdehnung durch die Wärme bei Stahl geringer ist, als bei Eisen, es müßte daher eigentlich die Bandage bei Frost lockerer werden, wogegen Hr. Dahlhaus glaubte, die Mitte des Rades werde durch Achsenreibung immer etwas erwärmt.

Hr. Sudhaus wies nun darauf hin, daß die englischen Versuche sich auf ruhende Belastung beziehen, bei vorkommenden Stößen sey das Verhältniß ein ganz anderes. Namentlich machen sich dann die Einflüsse geringer Beimengungen von Phosphor etc. geltend. Diese Ursache dürfte auch den Erscheinungen zu Grunde liegen, welche Hr. Blanck erwähnte, daß nämlich im Winter Gußstücke, selbst solche von ganz symmetrischer Gestalt, z.B. Walzen, mehrere Tage nach dem Gusse plötzlich zerspringen.

Hr. A. Schmidt hat denselben Versuch wie Hr. Asthöver gemacht, ohne aber einen Unterschied in der Festigkeit zu finden, kann jedoch nicht mit Bestimmtheit versichern, daß beide Achsen aus demselben Block waren. Dazu bemerkte Hr. Asthöver, daß derselbe Stahlsatz durch verschiedenartiges Eingießen sehr verschiedene Eigenschaften bekomme. So habe Hr. Kocher in Haspe einmal eine Partie Gußstahlachsen der weichsten Sorte durch Abschrecken in Wasser um 1/8 Zoll (3 Millimet.) verkürzt. Bei härterem Stahl, der bei dieser Behandlung glashart wird, findet eine Verlängerung Statt.– Hr. Vogelsang führte die Debatte auf ein größeres Feld durch Hervorhebung der Veränderung in der Textur des Eisens in Folge häufig wiederholter Erschütterungen. So verbreitete sich die Debatte über das wiederholt erörterte streitige Thema vom Uebergang des sehnigen Eisens in den körnigen krystallinischen Zustand. Die eine Partei nennt den krystallinischen Zustand die Ursache des stattgehabten Bruches, die andere betrachtet ihn als eine begleitende Erscheinung. Eine Vereinigung der auseinander gehenden Ansichten fand auch dießmal nicht Statt. Neu war dabei eine Mittheilung des Herrn von der Heyde, daß Pumpengestänge in Gruben dem plötzlichen Bruche durch Ermüdung des Eisens sehr ausgesetzt sind, namentlich wenn sie seitlich in Anspruch genommen werden, z.B. ein langer Saugsatz angehangen ist, wie wohl bekannt seyn dürfte. Nach der Aussage eines Grubenbeamten soll sich der bevorstehende Bruch durch starken Magnetismus des Eisens ankündigen, derselbe hat |74| geäußert: wenn ich meine Grubenlampe an's Gestänge werfe, und sie bleibt hängen, dann ist es hohe Zeit dasselbe auszuwechseln! (Zeitschrift des Vereines deutscher Ingenieure, 1871, Bd. XV S. 734.)

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