Titel: Neuere Dampfkessel.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1890, Band 282 (S. 220–223)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj282/ar282081

Neuere Dampfkessel.

(Schluss des Berichtes S. 202 d. Bd.)

Mit Abbildungen.

Dampfkessel-Nietungen. Die hierunter folgenden Formeln und Tabellen geben Werthe, welche bewährten praktischen Ausführungen entsprechen. Sie haben nicht den Zweck, bindende Vorschriften zu sein, sondern sie sollen nur einen gewissen Anhalt für die Bemessung der Nietungen bieten.

  • Ist s = Blechstärke in cm,
  • d = Durchmesser der Nietlöcher in cm,
  • e = Niettheilung in cm; bei ungleichen Niettheilungen die grössere Theilung in der äusseren Nietreihe,
  • f = Querschnitt der Nietlöcher in cm,
  • b = Abstand der äusseren Nietreihe vom Blechrande, bezieh. vom Laschenrande in cm,
  • a = Abstand zweier benachbarter Nietreihen von einander in cm bei Kettennietung (Parallelnietung),
  • g = Diagonaler Abstand benachbarter Nieten je zweier zickzackgenieteter Nietreihen von einander in cm bei ungleichen Niettheilungen und versetzten Nietreihen,
  • g1 = Diagonaler Abstand eines Niets der äusseren Nietreihe vom nächsten Niet der benachbarten Reihe in cm bei ungleichen Niettheilungen und versetzten Nietreihen,
  • n = Anzahl der auf einem Blechstreifen von der Breite e entfallenden Nieten (in folgender Fig. ist z.B. n = 5; der Deutlichkeit halber ist der massgebende Blechstreifen schraffut).
  • x = 1 bei Ueberlappungs- und einseitiger Laschennietung,
  • x = 1,75 bei Doppellaschennietung,
  • y = 1 bei Ueberlappungs- und einseitiger Laschennietung und bei Schweisseisen-Nieten in Schweisseisen-Blech,
  • y = 0,85 bei Ueberlappungs- und einseitiger Laschennietung und bei Flusseisen-Nieten in Flusseisen-Blech,
  • y = 0,75 bei Ueberlappungs- und einseitiger Laschennietung und bei Schweisseisen-Nieten in Flusseisen-Blech,
  • y = 1,75 bei Doppellaschennietung und bei Schweisseisen-Nieten in Schweisseisen-Blech,
  • y = 1,5 bei Doppellaschen-Nietung und bei Flusseisen-Nieten in Flusseisen-Blech,
  • y = 1,3 bei Doppellaschen-Nietung und bei Schweisseisen-Nieten in Flusseisen-Blech,
  • z = Festigkeit der Nietnaht im Vergleiche mit der Festigkeit des vollen Bleches: kleinster der der Werthe v oder w,
  • v = Verhältniss der Blechfestigkeit der Nietnaht zur Festigkeit des vollen Bleches; bei ungleichen Niettheilungen gilt v1 für die äussere, v2 für die benachbarte Nietreihe, bei versetzten (zickzackgenieteten) Nietreihen gilt vd für die diagonalen Blechquerschnitte zwischen je zwei benachbarten Nietreihen bei Laschennietungen, ausserdem v1 für die Laschenquerschnitte;
    der kleinste dieser Werthe ist als v einzusetzen,
  • w = Verhältniss der Nietfestigkeit der Nietnaht zur Festigkeit des vollen Bleches,
  • c = Blechdicke der einstigen Laschen in cm,
  • c1 = Blechdicke der Doppellaschen in cm;

dann ist der Nietlochdurchmesser

  • d = s + 11 – 2n bei Ueberlappungs- und einseitiger Laschennietung und bei Flusseisen-Blechen,
  • d = s + 12 – 2n bei Ueberlappungs- und einseitiger Laschennietung und bei Flusseisen-Blechen,
  • d = s + 9 – 2n bei Doppellaschennietung und bei Schweisseisen-Blechen,
  • d = s + 10 – 2n bei Doppellaschennietung und bei Flusseisen-Blechen,

die Niettheilung

  • bei Ueberlappungs- und einseitiger Laschennietung und bei Schweisseisen-Nieten in Schweisseisen-Blech,
  • bei Ueberlappungs- und einseitiger Laschennietung und Flusseisen-Nieten in Flusseisen-Blech,
  • |221| bei Ueberlappungs- und einseitiger Laschennietung und Schweisseisen-Nieten in Flusseisen-Blech,
  • bei Doppellaschen-Nietung und Schweisseisen-Nieten in Schweisseisen-Blech,
  • bei Doppellaschen-Nietung und Flusseisen-Nieten in Flusseisen-Blech,
  • bei Doppellaschen-Nietung und Schweisseisen-Nieten in Flusseisen-Blech,

der Reihenabstand parallel genieteter Nietreihen (Kettennietung)

der diagonale Nietabstand versetzt genieteter Nietreihen (Zickzacknietung)

der Abstand der äusseren Nietreihe vom Blechrande bezieh. Laschenrande

  • Schweisseisen-Nieten in Schweisseisen-Blech,
  • für Flusseisen-Nieten in Flusseisen-Blech,
  • für Schweisseisen-Nieten in Flusseisen-Blech,

die Blechdicke der Laschen, wenn die Niettheilungen in den einzelnen Nietreihen gleich sind.

wenn die Niettheilung der äusseren Nietreihe doppelt so gross als die der inneren Nietreihen ist,

die Festigkeit der Nietnaht im Vergleiche mit der Festigkeit des vollen Bleches

z = dem kleinsten der folgenden Werthe1).

wenn die Niettheilungen in den einzelnen Nietreihen gleich sind,

bei einseitigen Laschen

bei Doppellaschen

wenn die Niettheilung der äusseren Nietreihe doppelt so gross als die der inneren Nietreihen ist,

bei einseitigen Laschen

bei Doppellaschen

Bemerkenswerthe Regeln für den Kesselbau sind auch von dem Magdeburger Vereine aufgestellt und in Nr. 6 der Zeitschrift des Verbandes mitgetheilt. Die Regeln erstrecken sich über das Material, die Kesselconstructionen und über die Arbeit in der Kesselschmiede. Wir verweisen Interessenten auf die Quelle, da eine Mittheilung an dieser Stelle zu weit führen würde.

Wir haben wiederholt auf die Vorzüge der gewellten Rohre nach Fox und Purve aufmerksam gemacht.

Das System Purve ist neuerdings von M. B. Morison zur Herrichtung eines Feuerrohres verwendet worden, welches von der Leeds Forge Company in Ausführung genommen worden ist. Die Rippen dieser Rohre sind in 230 mm Abstand eingewalzt, die zwischenliegende Curve soll die Form des freiliegenden Seiles haben. Ein Feuerrohr von 940 mm äusserem Durchmesser und 11 mm Wandstärke widerstand einer hydraulischen Pressung von 80 at, ohne sich zu verbiegen.

Auf Grund derartiger Versuche haben Board of Trade und der englische Lloyd die folgenden Formeln aufgestellt, welche sie der Berechnung gewöhnlich zu Grunde legen.

Board of Trade hat die Formel für

Fox- Morison-Rohre
t = Wanddicke in engl, '',
D = mittlerer Rohrdurchmesser,
p = Druck in Pfund auf □'',

Lloyd hat desgl. für

Fox- Morison-Rohre
T = Blechstärke in 1/16''
D = grosser Rohrdurchmesser.

Die Flammrohre sind von bestem Martinstahl, welches Material von der Leeds Co. zu den wichtigsten Arbeitsstücken verwendet wird, wie z.B. zu den Feuerboxen der Locomotive, zu Waggons, welche auf der hydraulischen Presse aus einem Stück gepresst werden.

Ueber die in Deutschland übliche grosse Stärke der Kesselbleche insbesondere für Locomotiven äussert sich P. Kreuzpointer in Nr. 4 von Stahl und Eisen dahin, dass alle Abmessungen etwa das Doppelte der in Amerika gebräuchlichen Wandstärken zeigen. Er ist der Meinung, dass in diesem Umstände der rasche Verschleiss der stärker gehaltenen Platten seinen Grund habe, da die grössere |222| Wandstärke viel mehr Veranlassungen zu Spannungen innerhalb der Platte biete, als dies bei dünnen Platten der Fall sei. Die Wahl dünnerer Platten sei um so eher durchzuführen, als in dem Flusseisen sich ein Material von grosser Widerstandsfähigkeit biete.

Nachdem für genügende Sicherheit gegen Explosion gesorgt ist, hat man nach Kreuzpointer, dessen Ansicht wir im Nachstehenden wiedergeben, mit den dünnen Wänden auch noch den Vortheil bedeutender Materialersparniss, an Metall wie Kohlen, ersteres in Folge der geringen Wandstärke und letzteres wegen des schnelleren Wärmedurchganges durch dünne Wände.

Die Ansicht, dass möglichst dünne Wände den Forderungen besser entsprechen, wird dadurch noch bestätigt, dass man Beschädigungen des Kessels oder ein Brechen der Stehbolzen immer da wahrnimmt, wo sich der grösste Widerstand gegen freie Bewegung der Wände, welche durch Temperaturwechsel veranlasst wird, findet. Die Wirkung häufiger Temperaturwechsel auf das Flusseisen ist eine vom Schweisseisen verschiedene, und man begeht daher einen Irrthum, das Flusseisen dem für Schweisseisen geltenden Verhalten anpassen zu wollen. Das Flusseisen ist als gegossenes Metall dichter und sein Gefüge von dem des Schweisseisens verschieden. Man lasse sich in dieser Beziehung durch den oft sehnig scheinenden Bruch des Flusseisens nicht irre machen.

Das Flusseisen bricht leichter unter dem vielfachen Hin- und Herbiegen in der Feuerbüchse, und deshalb müssen die Wände möglichst dünn bemessen sein. Dass das Metall stark genug ist, um einen Dampfdruck von 9 bis 10,5 at auszuhalten, beweisen die 6 und 8 mm dicken Feuerbüchswände der rund 3000 Locomotiven der Pennsylvanischen Eisenbahn. Bei jedem Versuch, dickeres Material zu verwenden, erneuerten sich die Uebel, welche durch Hinderung freier Bewegung der Kesseltheile entstehen, und man kehrte zur Verwendung dünner Platten zurück.

Selbst dem Unterschied in den Dicken der äusseren und inneren Wand der Feuerbüchse (10 und 6 mm) schrieb, man einen ungünstigen Einfluss auf die ungehinderte Ausdehnung und Zusammenziehung zu, und man versuchte deshalb durch Ausgleichung der Dicke der Feuerbüchs wände die Uebelstände, welche in häufigem Brechen der Stehbolzen in den unbeweglichen Ecken bestehen, zu vermeiden, indem man die inneren Feuerbüchswände von 6 auf 8 mm verstärkte und die Stärke der äusseren Wände von 10 auf 8 mm verringerte. Ebenfalls verlängerte man die Stehbolzen und vergrösserte deren Entfernung von einander. Die Zeit seit Einführung dieser neuen Bauart ist zu kurz, um über ihren Werth urtheilen zu können.

Ein weiterer Beweis für die Vortheilhaftigkeit leichter Bauart der Kessel ist die Thatsache, dass Feuerbüchsen, deren Wände so glatt und stramm wie ein Trommelfell gezogen sind, leichter zum Reissen geneigt sind, als solche, deren Wände Unebenheiten, Beulen u.s.w. zeigen.

Stellt man nach dem Gesagten alle mit dünnen und dicken Kesselwänden gemachten Erfahrungen zusammen, dann kann man die Thatsache nicht leugnen, dass der Maschinentechniker durch zu dicke Kessel- bezieh. Feuerbüchswände vielfach die Kessel ruinirt.

Eingehenderes Studium der Natur des Flusseisens und etwas weniger Glaube an mathematische Formeln wäre ohne Zweifel häufig ein Talisman gegen das Reissen übermässig dicker Kesselwände.

Wenn wir auch der Meinung Kreuzpointer's eine gewisse Berechtigung nicht absprechen, so wird es doch empfehlenswerth sein, vor der Durchführung der geäusserten Ansichten eine Reihe von Proben auf deren Stichhaltigkeit anzustellen. Dass die Mehrzahl der deutschen Techniker abweichender Ansicht ist, beweisen die mitgetheilten Hamburger Normen.

Gegen die zu grosse Wandstärke wendet sich eine Mittheilung, in den Annales des Ponts et Chaussées, die wir der Revue industrielle vom 8. August 1891 entnehmen. Nach derselben ist die schwache Stelle eines Kessels die Verbindung zwischen der cylindrischen Wand und der Kopfplatte, und ist auf die Unveränderlichkeit des Neigungswinkels daselbst Werth zu legen. Ist p die innere, p1 die äussere Pressung, ρ der Radius des Cylinders, ρ1 der der Kopfplatte, e und e1 die entsprechenden Wandstärken, sowie R und R1 die Spannungen in den entsprechenden Kesselblechen so gilt

für den Cylinder Re = ρ (p – p1),

für die Kopfplatte .

Die Radien ρ und ρ1 gehen unter dem Einfluss des Druckes über in

unter E dem Elasticitätscoefficienten verstanden.

Da , so ist nach der Veränderung

Derselbe behält seinen Werth, wenn man R = R1 setzt; dann ist

die Bedingung für die Unveränderlichkeit des Winkels.

Der Werth von α schwankt unter gewöhnlichen Verhältnissen zwischen 0 und 60°. Durch Einsetzen einiger Werthe ergibt sich:

α = 0°, e1 = 0,50 e
α = 30°, e1 = 0,577 e
α = 45°, e1 = 0,707 e
α = 60°, e1 = e;

demnach wären die Bodenstärken geringer zu nehmen, als die Stärken der cylindrischen Theile.

Eine Frage von hervorragender Wichtigkeit, die Wahl des Stahl- bezieh. Schweisseisenmateriales, hat in den Hamburger Normen nur eine beiläufige Berücksichtigung gefunden. Der Grund zu dieser Zurückhaltung wird demjenigen nicht zweifelhaft sein, welcher die mitunter recht unerquicklichen Auseinandersetzungen zwischen den Eisen- und Stahlinteressenten kennen gelernt hat. Hier wird erst die langsam, aber sicher voranschreitende Praxis sowohl in der Herstellung des Materiales als dessen Verarbeitung eine Klärung herbeiführen. Unzweifelhaft hat aber die Verwendung von Stahlblechen von Jahr zu Jahr eine grössere Verbreitung gefunden.

Wie sehr die Verbreitung der Dampfkessel und Dampfmaschinen wächst, dafür liefern die diesbezüglichen |223| Mittheilungen des königlichen statistischen Bureaus für Preussen aus dem Jahre 1890 einen Beleg, über deren Zusammenstellung wir aus dem Wollengewerbe Nr. 8 vom 25. Januar 1891 einige Mittheilungen entnehmen:

Wenn man die Zahl der Dampfkessel und Dampfmaschinen Preussens, mit Ausnahme der in der Benutzung der Militärverwaltung und der kaiserlichen Kriegsmarine befindlichen sowie der Locomotiven, zu Anfang 1890 mit den entsprechenden Ergebnissen des Vorjahres vergleicht, so ergibt sich, dass in Preussen vorhanden waren

zu Anfang
1889
der Jahre
1890
feststehende Dampfkessel 47151 48538
Dampfmaschinen 45192 46554
bewegliche Dampfkessel u. Locomobilen 12177 12821
Schiffsdampfkessel 1836 2046
Schiffsdampfmaschinen 1674 2007

Während also die Zahl der feststehenden Dampfkessel um 2,9 und diejenige der feststehenden Dampfmaschinen um 3,0 Proc. zunahm, vermehrten sich die beweglichen Dampfkessel und Locomobilen um 5,3, die Schiffskessel aber um 11,4 und die Schiffsdampfmaschinen sogar um 19,0 Proc; allerdings ist die letztere Steigerung mit auf Rechnung einer Aenderung in der Anschreibung zu setzen.

Auf die einzelnen preussischen Provinzen vertheilen sich jene fünf Arten von Dampfentwicklern und Dampfmaschinen zur angegebenen Zeit in folgender Weise.

Es wurden 1890 gezählt
feststehende bewegliche Schiffs-
Dampf-
kessel
Dampf-
maschinen
Dampf-
kessel
Dampf-
kessel
Dampf-
maschinen
Rheinland 11571 11810 1398 399 334
Schlesien 7328 6558 1701 57 67
Westfalen 7147 6914 1129 11 11
Sachsen 4851 5587 1881 112 84
Brandenburg 3994 3338 1190 95 10
Hannover 3151 2855 832 124 131
Hessen-Nassau 1804 1525 677 31 30
Schleswig-Holstein 1699 1575 531 403 400
Berlin, Stadtkreis 1627 1363 285 78 79
Pommern 1464 1574 819 390 385
Posen 1432 1218 902 23 23
Westpreussen 1240 1232 886 172 214
Ostpreussen 1197 985 569 151 144
Hohenzollern 33 20 22

Bezüglich der feststehenden Dampfkessel und Dampfmaschinen geht also die Rheinprovinz auf Grund ihrer hochentwickelten Industrie allen übrigen Provinzen weit voran, an zweiter Stelle folgt bei den feststehenden Dampfkesseln die Provinz Schlesien, an dritter die Provinz Westfalen, während bei den feststehenden Dampfmaschinen die Provinz Westfalen die zweite und Schlesien die dritte Stelle einnimmt. Die Zahl der beweglichen Dampfkessel und Locomobilen ist in den Provinzen Sachsen und Schlesien bei weitem am grössten. Mit Schiffsdampfkesseln und -Maschinen ist die Provinz Schleswig-Holstein am reichlichsten ausgestattet; betreffs der Schiffsdampfkessel folgt die Rheinprovinz an zweiter und Pommern an dritter, bei den Schiffsdampfmaschinen dagegen Pommern an zweiter und Rheinland an dritter Stelle.

Die Verwendung der treibenden Kraft des Dampfes ist in den einzelnen Landestheilen des preussischen Staates überhaupt sehr verschieden. Während der Umfang der gewerblichen Thätigkeit hierfür in erster Linie massgebend ist, und das starke Anwachsen derselben die Benutzung der Dampf kraft erheblich gesteigert hat, trug neuerdings auch die Landwirthschaft hierzu insofern bei, als letztere sich mehr und mehr bestrebt, die theure Menschen- und Thierkraft durch die billigere Maschinenkraft zu ersetzen, und zu einer immer ausgedehnteren Aufstellung von Locomobilen behufs Betriebes von Dresch- und anderen Maschinen schreitet. Hierauf beruht einerseits die starke Zunahme der feststehenden Dampfkessel und Dampfmaschinen in den industriereichen Landestheilen, andererseits diejenige der beweglichen Dampfkessel und Locomobilen in den hauptsächlich dem Landbau obliegenden Bezirken. Indess ist auch der Umstand nicht ausser Acht zu lassen, dass neuerdings gewisse sinnreich construirte bewegliche Dampfmotoren mit geringen Abmessungen und verhältnissmässig grosser Leistungsfähigkeit in den kleinen Werkstätten und Betrieben immer grösseren Eingang gefunden und die starke Vermehrung der beweglichen Dampfkessel überhaupt mit veranlasst haben.

Ueber die Vertheilung dieser Kessel auf die verschiedenen Gewerbegruppen wurden im Jahre 1890 nur bei drei Gewerbegruppen Ermittelungen angestellt, nämlich bei der Industrie der Steine und Erden, wo 28 Schiffsdampfkessel und 32 Schiffsmaschinen, bei dem Baugewerbe, wo deren 185 und 184, und beim Verkehrsgewerbe, wo ihrer 1833 und 1791 gezählt wurden. Im Uebrigen ergibt sich, dass in Preussen der Schwerpunkt der gewerblichen Thätigkeit nach wie vor im Berg- und Hüttenwesen, in der Nahrungs- und Genussmittelindustrie und in der Textilindustrie beruht. Von sämmtlichen feststehenden Dampfmaschinen und Dampfkesseln, welche überhaupt ihre Verwendung vornehmlich in der Industrie finden, entfielen sowohl 1879 wie 1890 fast zwei Drittel auf die genannten drei Gewerbszweige. Es benutzten nämlich

Proc. der feststehenden
Dampfkessel Dampfmaschinen
1879 1890 1879 1890
Bergbau und Hüttenwesen 29,19 24,48 27,93 24,92
die Nahrungs- und Genuss-
mittelindustrie

25,56

26,77

25,41

27,11
die Textilindustrie 10,61 9,98 11,56 9,57

Von den beweglichen Dampfkesseln (Locomobilen) macht den verhältnissmässig grössten Gebrauch die Land- und Forstwirthschaft; denn wurden schon im Jahrr 1879 von letzterer nahezu die Hälfte aller damals in Preussen vorhandenen beweglichen Dampfkessel verwendet, so stieg ihre Zahl 1890 auf über 55 Proc., indem die von der Land- und Forstwirthschaft benutzten Kessel sich fast verdreifachten.

|221|

v1 ist stets dann kleiner als v2, wenn

beiUeberlappung und einseitiger Laschennietung und bei
Schweisseisen-Nieten in Schweisseisen-Blech d > 1,28 s;
beiUeberlappung und einseitiger Laschennietung und bei
Flusseisen-Nieten in Flusseisen-Blech d > 1,5 s;
beiUeberlappung und einseitiger Laschennietung und bei
Schweisseisen-Nieten in Flusseisen-Blech d > 1,7 s;
beiDoppellaschen-Nietung und bei Schweisseisen-Nieten in
Schweisseisen-Blech d > 0,75 s;
beiDoppellaschen-Nietung und bei Flusseisen-Nieten in Fluss-
eisen-Blech d > 0,85 a;
beiDoppellaschen-Nietung und bei Schweisseisen-Nieten in
Flusseisen-Blech d > s
ist.
Suche im Journal   → Hilfe
Alternative Artikelansichten
  • XML
  • Textversion
    Dieser XML-Auszug (TEI P5) stellt die Grundlage für diesen Artikel.
  • BibTeX
Feedback

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