Titel: | Die Tätigkeit des Königlichen Materialprüfungsamtes der Technischen Hochschule zu Berlin im Betriebsjahre 1909. |
Fundstelle: | Band 326, Jahrgang 1911, S. 59 |
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Die Tätigkeit des Königlichen
Materialprüfungsamtes der Technischen Hochschule zu Berlin im Betriebsjahre
1909.
Die Tätigkeit des Königlichen Materialprüfungsamtes
usw.
Der uns vorliegende Bericht zeigt, wie das Amt auch in dem Berichtsjahre 1909
bestrebt gewesen ist, die vorhandenen staatlichen Einrichtungen möglichst
nutzbringend in den Dienst der Technik und zwar sowohl der erzeugenden als auch der
verbrauchenden zu stellen und auszubauen, daß es hierbei nicht in bureaukratischer
Weise seine eigenen Wege geht, sondern gern gewillt ist, den berechtigten Wünschen
der Industrie Rechnung zu tragen und auch den ihm von außen zugehenden Anregungen
Folge zu geben. Als Beispiele für den Erfolg dieser Bestrebung seien angeführt die
bereits im vorjährigen Bericht (s. D. p. J. 1910, Bd. 325, S. 73) erwähnten
Verhandlungen mit den Vereinigten Fabriken für isolierte
Leitungen über Mittel und Wege, um eine wirksame chemische Kontrolle der
Gummihüllen für isolierte Leitungsdrähte herbeizuführen. Sie kamen in einem Vertrage
mit dem genannten Verein zum Abschluß, wonach vereinbart wurde, daß das Amt die
Kautschukmasse auf ihre Zusammensetzung, insbesondere darauf prüfen soll, ob sie den
von den Fabrikanten aufgestellten Bedingungen entspricht. Die Prüfungsanträge können
von jedem Käufer an das Amt gerichtet werden. Wenn die Leitungen mit den Kennfäden
der Vereinigten Fabriken versehen sind, so zahlt die
Vereinigung ⅓ der Prüfungsgebühren, während der Rest dem Antragsteller zur Last
fällt.
Ferner sind zu nennen die Verhandlungen mit dem Deutschen
Elektrotechniker-Verband, die zur Aufstellung eines großen Planes für
eingehende Versuche mit Isoliermaterialien für Spannungen bis zu 500 Volt geführt
haben. Eine Reihe von Fabriken hat die erheblichen Mittel zur Durchführung der
Versuche bewilligt, die unter anderem auch bezwecken, die Ersatzstoffe für Hartgummi
in ihren Eigenschaften zu erforschen und ihren Gebrauchswert gegenüber den
Kautschukprodukten festzulegen. Demgemäß soll geprüft werden, die
Bearbeitungsfähigkeit in der Werkstatt, die Festigkeit und Sprödigkeit bei Zug-,
Druck- und Biege-Beanspruchung, sowie die Härte, (alles bei verschiedenen
Wärmegraden) sowie die Wetterbeständigkeit und die Widerstandsfähigkeit gegen
chemische Einflüsse.
Das elektrische Verhalten, insbesondere die Oberflächen-Isolation in der Abhängigkeit
von den vorgenannten Einflüssen soll festgestellt werden. Diese Aufgabe ist der Physikalisch-technischen Reichsanstalt übertragen.
Schließlich mögen erwähnt sein die Bestrebungen, die Prüfung von Luftballonstoffen
auf Widerstand gegen Zerplatzen, Gasdurchlässigkeit, Wärmedurchlässigkeit, Faserart,
Festigkeit, Wetterbeständigkeit und Verhalten gegen Sonnenlicht und Feuchtigkeit auf
einheitliche Grundlage zu stellen.
Durch die mit den Luftschifferkreisen lebhaft geführten Verhandlungen wurde der Plan
für eine große Untersuchung von Ballonstofftypen festgelegt, so daß die
Eigenschaften der neuen Stoffe übersichtlich ermittelt werden und es möglich wird,
durch spätere Nachgrüfungen die Eigenschaften des lange Zeit im Betriebe gewesenen
Stoffes, d.h. den Einfluß des Alterns unter der Wirkung von Wetter und mechanischen
Beanspruchungen während der Fahrt und beim Landen, zu erforschen. Es steht zu
hoffen, daß die interessierten Kreise die immerhin bedeutenden Summen für die
genannten Versuche aufbringen werden, um schließlich aus den Ergebnissen dieser
Untersuchungen einen Plan für kurze und zweckmäßige Prüfungen von Ballonstoffen
entwickeln zu können.
Die bei Dauerversuchen als Kraftmesser verwendeten Meßdosen haben sich auch weiter
als betriebssicher erwiesen; von 20 Dosen haben jetzt 11 Stück in 3½ jährigem
Betriebe bereits 16–20 Millionen Anstrengungen ertragen.
Der Bericht der Abteilung für Metallprüfung zeugt von
der außerordentlichen Vielseitigkeit der Arbeiten dieser Abteilung. Wir müssen es
uns versagen, auf alle diese Arbeiten im einzelnen einzugehen und greifen nur die
wesentlichsten heraus. Zu nennen sind:
1. Untersuchungen von im Betriebe gebrochenen Konstruktions- und Bauteilen als:
Achsen, Bolzen, Kurbelwellen, Längsträger von Kraftwagenuntergestellen,
Kesselblechen, gußeisernen Wasserleitungsrohren, Drahtseilen, geschweißten Kochern
aus Flußeisenblechen usw., auf Güte des Materials und Ursache der Brüche. Bei einem
Teil der untersuchten Fälle konnten Mängel am Material, als geringe Festigkeit und
geringer Widerstand gegen stoßweise Beanspruchungen, nachgewiesen werden, im anderen
lag die Ursache des Bruches offensichtlich in Ueberanstrengungen und im Betriebe
entstandenen Schäden. Zu einem Falle, bei dem es sich um ein Hubseil handelt, heißt
es in dem Bericht: „die Schäden bestanden in starken Abnutzungen, durch die viele
Drähte stellenweise völlig zerstört waren“. Wir führen diesen Fall als
besonders warnendes Beispiel an, welches beweist, daß der Betriebssicherheit von
Drahtseilen noch immer nicht die genügende Aufmerksamkeit zugewendet wird, selbst
wenn bereits starke Schäden äußerlich an dem Seil wahrzunehmen sind.
2. Zerreiß-Versuche mit Material aus alten Brücken
ergaben, daß die Festigkeitseigenschaften des Eisens durch den etwa fünfzigjährigen
Betrieb nicht gelitten hatten. Probestäbe, die den Gurtungen und den Querträgern
alter ausgewechselter schweißeiserner Ueberbauten entnommen waren und zwar aus der
Mitte der Oeffnungen und von den Trägerenden, ergaben für die zusammengehörigen
verschieden hoch beansprucht gewesenen Stücke fast genau die gleichen
Bruchspannungen und Dehnungen. Zum Vergleich angestellte Versuche mit ausgeglühten
Stäben lieferten nur geringe Abnahme in der Festigkeit.
3. Versuche auf inneren Wasserdruck unterlagen Ton- und
Zementrohre, Schläuche, geschweißte Rohre, Elektrostahlrohre im Vergleich mit
Flußstahlrohren – die ersteren brachen bei 84,5 kg/qmm, die letzteren bei 67,5 kg/qmm Zugspannung
des Materials und 7,3 bezw. 4,4 v. H. Umfangsdehnung –, ferner Wasserleitungsrohre
aus Zink und aus Blei, sowie Leitungsrohre aus Flußstahl mit Flanschen und
Muffendichtungen.
4. Zugversuche mit normalen
Eisenbahn-Schraubenkupplungen aus Elektrostahl ergaben 36–37 t Streckgrenze
und 58–61,5 t Bruchlast.
5. Versuche mit Nickelstahl lieferten folgende
Ergebnisse:
a) Genietete Säulen von 4 m Länge ergaben bis zu 46 v. H.
höhere Knickfestigkeiten als Säulen gleicher
Konstruktion aus Flußeisen.
b) die Wärmeausdehnungszahl
betrug
für
Stahl
mit
25
v. H.
Nickel
0,0000181–0,0000199
„
„
„
34
„
„
0,0000132–0,0000178
„
„
„
36
„
„
0,0000127–0,0000178
c) den Einfluß der Wärme auf
die Festigkeit (σP,
(σS und σB) in kg/qmm und
Dehnung (δ 11,3) in v. H. sowie die Querschnittverminderung q in v. H. an der Bruchstelle zeigt nachstehende
Zusammenstellung:
E
σ
P
σ
S
σ
B
δ
11,3
q
Zimmer-wärme
25 v. H. 1812034 „ 1475036 „ 14700
23,839,637,4
37,758,157,6
69,583,078,8
34,322,326,2
685657
300°C
25 „ 1930034 „ 1595036 „ 16000
11,713,5 9,6
22,325,926,9
63,463,063,0
62,654,755,5
696656
400°C
25 „ 1465034 „ 1540036 „ 15600
11,511,511,5
22,119,621,5
48,849,650,7
56,351,946,5
726970
500°C
25 „ 1360034 „ 1370036 „ 12800
7,8 7,8 9,6
15,513,616,3
34,036,137,7
46,149,348,8
625663
6. Weitere umfassende Materialproben betrafen die Untersuchungen von Tiegelstahl,
niedrig- (1–3 v. H.) mittel-, (5–6 v. H.) und hochprozentigem Nickelstahl (25 und
mehr v. H. Nickelgehalt) für sechs Werke zwecks deren Aufnahme in die
Lieferantenliste der deutschen Kriegsmarine, sowie Prüfungen von Kupfer-, Bronze-,
Aluminium- und Zinkdrähten nach den vom Verbände deutscher Elektrotechniker
angenommenen Vorschriften. Die letzteren lieferten folgende Werte:
Material
Zustand
Durchmesserdmm
Spannung kg/qmm
σS/σB . 100
Dehnungauf l
= 35 d
StreckgrenzeσS
BruchσB
Kupfer
halbharthart
1,53–2,131,53–4,25
29,038,3–42,5
31,240,6–45,5
9493–95
2,5–5,21,7–2,1
Bronze
–
2,15–2,19
34,4–73,1
36,6–81,7
94–89
2,7–4,7
Aluminium
hart
4,51–5,65
12,7–20,1
14,7–22,5
85–88
5,1–5,3
Zink
–
5,0
11,5
16,8
74
19,6
7. Zugversuche mit ⅝-Schrauben lieferten
bei geschnittenem Gewinde:
4600 kg Streckgrenze und 5950 kg Bruchfestigkeit,
bei gewalztem Gewinde:
6400 kg Streckgrenze und 7445 kg Bruchfestigkeit,
entsprechend den Materialspannungen σS = 34,8 und 50,4 kg/qmm und σB = 45,0 und 58,9 kg/qmm.
8. Untersuchungen von Schwellenschrauben zum Befestigen von Eisenbahnschienen
auf:
a) den beim Einziehen der Schwellenschrauben erreichbaren
höchsten Auflagerdruck,
b) das Verhalten gegen seitliches Verdrücken im Holze
und
c) den Widerstand der Schrauben gegen Ueberdrehen,
an neuen und alten kiefernen Bahnschwellen angestellt, ergaben
die Ueberlegenheit der nach dem Verfahren von J.
Thiollier in Paris eingezogenen Schrauben über gewöhnliche
Schwellenschrauben.
9. Prüfungen mit selbsttätigen Feuerlöschbrausen, die
dazu dienen, ein ausgebrochenes Feuer auf seinen engsten Herd zu beschränken und den
Feuerschaden durch schnelles Ablöschen des Feuers auf ein geringes zu vermindern,
ergaben beim Anbringen der Brausen in etwa 2,8 m Höhe über dem Fußboden die Größe
der benetzten Bodenfläche zu etwa 4,2 m im Durchmesser. Nach dem Rande der
Fläche hin nahm die Benetzung ab. Bei 15 at Wasserdruck und bei kurzen Wasserstößen
zwischen 6 und 12 at wurden einige Verschlüsse undicht. Das Abschmelzen der
Verschlüsse trat im Wasserbade bei durchschnittlich 73,9° C, im Luftbade bei
durchschnittlich 112,9° C ein.
10. Versuche mit Eisenkonstruktionen im Auftrage des Vereins
Deutscher Brücken- und Eisenbaufabriken. Sie erstreckten sich auf:
a) Die Versuche über den Wert oder Unwert des kleinen
kegelförmigen Ansatzes unter dem Nietkopf. Ihre Ergebnisses. D. p. J. 1909, Bd. 324, S.
449. haben dazu geführt, daß der Herr Minister der öffentlichen
Arbeiten, der Herr Minister für Handel und Gewerbe, der Herr Staatssekretär des
Reichsmarineamtes und die Baudeputation der freien Hansastadt Lübeck die
Vorschrift, welche die Verwendung von Nieten mit kegelförmigem Uebergang vom
Kopf zum Schaft verlangen, aufgehoben haben. Diesem Entschluß sind nicht
beigetreten die Königliche Generaldirektion der Sächsischen Staatseisenbahnen
und das Baukonstruktionsamt der Königlichen Bayerischen
Staatseisenbahnen.
b) Versuche über den Einfluß des Nietdurchmessers, sowie der
Verschraubung auf den Gleitbeginn und die Festigkeit der Verbindung bei
verschiedener Oberflächenbeschaffenheit der Bleche.
c) Zugversuche mit durch Nietlöcher geschwächte Flach- und
Winkeleisen.
d) Versuche mit Stabanschlüssen und größeren Nietbildern von
verschiedener Anordnung.
11. Zugversuche mit verschiedenen Riemenarten lieferten
folgende Durchschnittswerte:
Riemenart
Zugfestigkeitkg/qcm
Reißlängem
Balata
402–488
3920–5070
Kamelhaar
268–368
2770–3380
Haarriemen
254
2430
Dana
301–504
3640–4670
Baumwolltuch
239–277
2100–2750
Gummi
293–299
2150–2230
12. Die Untersuchungen mit Eisenbetonsäulen zur Ermittlung der Unterschiede in der
Wirkungsweise der verschiedenartigen Querbewehrungen sind abgeschlossen und ihre
Ergebnisse in einem ausführlichen Bericht niedergelegt, (s. D. p. J. 1910, Bd. 325,
S. 768.)
An Eisenbetonkonstruktionen sind außerdem untersucht: Kunstgranitsäulen, die aus
einzelnen zusammenstellbaren Körpern hergestellt waren; ferner Eisenbetonsäulen mit
kreisrundem Querschnitt und umgelegten eisernen Ringen im Vergleich mit Säulen von
quadratischem Querschnitte und verschiedenen Längs- und Querbewährungen; schließlich
Eisenbeton ⊤-Balken mit Rund- und Kahneiseneinlage auf
Biegefestigkeit und Bestimmung der Formänderung durch Feinmessungen.
Kurz erwähnt mögen schließlich sein die Prüfung von neun Festigkeitsprobiermaschinen
auf Richtigkeit der Kraftanzeige, die Prüfung und Abgabe von fünf Kontrollstäben zur
Prüfung der Maschinen, Versuche mit Kabelbrunnenabdeckungen auf Tragfähigkeit,
Versuche mit imprägniertem Holz auf Brennbarkeit im Vergleich mit nicht
imprägniertem Holz, Versuche mit Anstrichfarben, sowie Untersuchungen mit drei
Treppen auf Tragfähigkeit.
Die Abteilung für Baumaterialprüfung erledigte 20 383
Versuche mit Bindemitteln und 21802 Versuche mit Steinen aller Art und sonstigen
Baustoffen. Unter den Versuchen mit Bindemitteln nahmen diejenigen von Zement einen
besonders großen Umfang an, nachdem durch den Herrn Minister der öffentlichen
Arbeiten die Einführung der neuen „deutschen Normen für einheitliche Lieferung
und Prüfung von Portlandzement und Eisenportlandzement“ verfügt war. Neu
eingeführt wurden ferner „einheitliche Bestimmungen für die Prüfung von Traß“
(s. Mitteilungen aus dem Königl. Materialprüfungsamt 1910, Heft 2 und 3).
Bei denjenigen Baustoffen, für deren Prüfung keine einheitliche Bestimmung bestehen,
gab vielfach der Umstand zu unliebsamen Verzögerungen Veranlassung, daß die
Antragsteller die gewünschte Prüfungsweise nicht gleich bei Einsendung des Materials
mit angaben. Besonders gilt dies von hydraulischen Kalken (Zementkalke, Sackkalke).
Da es unter ihnen solche gibt, die wie Zement behandelt werden, d.h. die unmittelbar
nach dem Anmachen zu Mörtel verarbeitet werden können, und andere, die entweder in
reinem Zustande oder nach dem Mischen mit Sand zunächst in Breiform eingelöscht
(eingesumpft) und vor der Verwendung gelagert werden müssen, so ist es erwünscht, in
den Anträgen von vornherein genaue Anweisung darüber zu geben, wie die Kalke
behandelt werden sollen. Insbesondere ist anzugeben, ob und wie lange der Kalk bezw.
das Kalksandgemisch eingesumpft werden soll, und ob es während des Einsumpfens
umgerührt werden muß und wie oft.
Ferner sollten bei Beton die Anträge stets über folgende Fragen Auskunft geben:
1. In welchem Verhältnis sollen die Materialien gemischt
werden?
2. Sollen die Betonstoffe nach Raumteilen oder Gewichtsteilen
gemischt werden?
3. Soll der Beton erdfeucht oder weich angemacht werden?
4. Bei welchem Alter sollen die Proben (Würfel von 30 cm
Seitenlänge) geprüft werden? (7, 28 Tage, 3 Monate usw.)
5. Wie sollen die Probekörper bis zur Prüfung erhärten? (An der
Luft, vom zweiten bis einschl. achten Tage täglich angenäßt, oder unter Wasser,
oder unter feuchtem Sande?).
Meist werden auch die Materialmengen für Betonprüfungen zu gering bemessen. Es sei
deshalb im Interesse unserer Leser auch hier darauf aufmerksam gemacht, daß zur
Herstellung von fünf Würfeln von 30 cm Seitenlänge (gleicher Mischung), wie sie
durch die Bestimmungen für die Anfertigung von Probekörpern aus Stampfbeton
vorgeschrieben sind, mindestens 1 Sack Zement und 300 kg Zuschlagmaterial
erforderlich sind.
Die Untersuchung der Mörtelmaterialien ging mehrfach über die allgemein üblichen
Prüfungen der Materialeigenschaften heraus. Zu nennen sind hierzu: die Prüfungen von
bereits verarbeitetem Mörtel und Beton auf die mechanische Zusammensetzung, d.h. auf
das Mischungsverhältnis von Bindemittel zum Zuschlagsmaterial, sowie auf die Güte
der verwendeten Materialien zum Nachweis ihres schlechten Verhaltens bei der
Verwendung im Hoch- oder Straßenbau; ferner die Untersuchung von Mörtel und Beton
auf Haftfähigkeit an natürlichem Gestein, sowie die Prüfung der Luftdurchlässigkeit
von Mörteln.
Die letztgenannten Versuche sind neu aufgenommen; sie werden in der Weise ausgeführt,
daß nach Fig. 1 aus den Mörteln hergestellte
scheibenförmige Probekörper V von etwa 3 cm Dicke in
den Trichter T, der luftdicht in dem Hals der bis zu
einem bestimmten Teilstrich mit Wasser gefüllten Flasche F befestigt ist, eingelegt und am Rand mit Wachs gedichtet werden. An der
Flasche wird das durch einen Hahn verschließbare Abflußrohr A luftdicht befestigt und die Zeitdauer bestimmt, die zu dem Abfluß von 1
l Wasser erforderlich ist.
Textabbildung Bd. 326, S. 61
Fig. 1.
Als Beispiel für die recht erheblichen Unterschiede in der Luftdurchlässigkeit von
Putzmörteln mögen die Ergebnisse von vier Versuchsreihen angeführt sein.
Verglichen sind zwei nach besonderem Verfahren hergestellte Putzmörtel (a und b) mit verlängertem
Zementmörtel c (1 Rtl. Zement + 1 Rtl. Kalkteig + 6
Rtl. Normensand) und reinem Zementmörtel d (1 Rtl.
Zement + 3 Rtl. Normensand). Die aus plastischem Mörtel auf absaugender Unterlage
gefertigten Versuchsstücke wurden nach 28 Tagen Luftlagerung der Prüfung unterzogen.
Die Durchflußzeiten für 1 l Wasser waren der Reihe nach 8,8, 4,5, 8,4 und 1,8
Stunden. Hiernach war also der reine Zementmörtel c der
luftdurchlässigste.
Eine große Zahl im Bericht mitgeteilter Ergebnisse aus Untersuchungen von Kiesbeton
verschiedener Mischungen zeigt, wie verschieden die Festigkeiten gleicher Mischungen
sein können, d.h. in welchem hohen Grade die Festigkeit durch die Eigenschaften der
verwendeten Stoffe beeinflußt wird.
Die Gesteinsuntersuchungen erstreckten sich neben Ermittlung der Druckfestigkeit auf
Beurteilung der Verwendbarkeit zur Verblendung von Bauwerken, der Ursache von
Verwitterungserscheinungen und der Feuerbeständigkeit.
Kurz genannt seien ferner die Prüfung von Decken und Betonpfählen auf Tragfähigkeit,
von Wandkonstruktionen auf Widerstandsfähigkeit gegen Erschütterungen, von Türen,
Drahtglas und Glasbausteinen sowie Kaminsteinen auf Feuerbeständigkeit, von mit
sogen. feuersicherem Anstrich behandelten Hölzern und Dekorationsleinwand auf
Entflammbarkeit, sowie von Rohstoffen auf Verwendbarkeit zur Kalk-, Zement- und
Ziegelerzeugung.
(Schluß folgt.)