XXII. Ueber die Fleischstärken der Wasserleitungsröhren; von Gustav Schmidt, Professor am deutschen Landespolytechnicum zu Prag. Aus dem praktischen Maschinenconstructeur, 1871, Nr. 16. Schmidt, über die Fleischstärken der Wasserleitungsröhren. Nachdem die unverzeihliche Leichtfertigkeit, mit welcher man in Wien die Fleischstärken der Wasserleitung bestimmt hat, durch Sensations-Artikel im Wiener Tagblatt in die Oeffentlichkeit gedrungen war, fand sich der Wiener Gemeinderath, leider viel zu spät, bemüßigt, die schon früher von vielen Seiten erhobenen Bedenken zu berücksichtigen, und erwählte eine Expertise, welcher dießbezügliche bestimmte Fragen zur Beantwortung vorgelegt wurden. Es ist begreiflich, daß die Expertise bei dieser Sachlage auch nur auf die gestellten Fragen eine möglichst kurz gehaltene Antwort gegeben hat und erst später auf weiteres Ansuchen des Gemeinderathes einen umfassenderen „Bericht der Wasserleitungsröhren-Experten-Commission“ vorlegte, welcher Bericht nun im Verlag von R. v. Waldheim, Wien 1871, erschienen ist. Die Namen der Experten bürgen für die Sachkenntniß, mit der dieser Bericht gearbeitet ist, um so mehr muß aber das Befremden hervorgehoben werden, daß der Druck unter welchem die Röhren stehen, bei allen Beispielen von anderen Städten detaillirt angegeben ist, während für die neue Wiener Wasserleitung nur Seite 30 die allgemeine Angabe zu finden ist, daß die meisten Röhrengattungen dauernd einem Druck von 6 bis 8 Atmosphären zu widerstehen haben, ohne daß die von der Expertise empfohlenen Wandstärken für die Röhren von 9 bis 36 Zoll (0,24 bis 0,95 Met.) Durchmesser speciell motivirt erscheinen, so daß sich der Leser des Eindruckes nicht entschlagen kann, als ob die Expertise ihre für die großen Röhren noch immer sehr mäßigen Angaben kaum mit voller Sicherheit vor der Oeffentlichkeit zu rechtfertigen gewagt hätte, was sie freilich Seite 44 halb und halb selbst eingesteht mit den Worten: „Es sind vielmehr die Wanddicken der größeren Röhren mindestens auf dasjenige Maaß zu verstärken, welches im Experten-Bericht festgestellt wurde. Diese Verstärkung, obwohl sie hoch bemessen scheint und für große Röhren sogar bis 50 Proc. beträgt, ist thatsächlich nur auf das Nothwendigste beschränkt. Die Annahme der bei den Wasserleitungen vieler anderer Städte, z.B. in Glasgow, Pest, Brünn etc. wirklich zur Textabbildung Bd. 202, S. 102–103 Post Nr.; Autor oder Stadt; Formel; Burg 1846, 1. Auflage nach Geniey; Redtenbacher's Tabelle, 1. bis 5. Aufl.; Wiener Ausführung; Reuleaux; Hagen; d'Aubuisson; Dupuits; Hütte nach Brix; Expertise; Burg 1856, 3. Auflage nach Morin; Schmidt; Redtenbacher; Liverpool; Cöln; Dijon; Lyon; Braunschweig; Paris; Pest; Berlin; Wiesbaden; Zürich; Bombay; Carlsruhe; Paris; Magdeburg; Brüssel; Brünn; Glasgow; Dortmund; Stettin; Liverpool; Lübeck; Hamburg; Kaiser Ferdinands-Wasserleitung in Wien; Maximum des Druckes; Probedruck; Größter Durchmesser; Gußeisen; Guß und Legung; Atmosphären; Centimet.; mittlerer Qualität; frei auf 1 oder 2 Ziegelpfeiler gelegt; bester Qualität; vortrefflich; vorzüglich; die größeren Stränge in Canälen; sehr sorgfältiger Guß; beste Beschaffenheit; auf eisernen Consolen in gemauerten Canälen; englisches; sauber gegossen; außerordentlich zähe; sehr sorgfältiger Guß; guter Guß; frei im Erdreich; belgisches; sehr gut; vorzüglicher Guß; groß; aus Staffordshire; Jeder Strang nochmals mit 10 Atmosphären probirt Verwendung gelangten Dimensionen, würde zu noch größeren Verstärkungen geführt haben. Unter die im Experten-Gutachten angegebenen (Maximal-Das Wort „Maximal“ bezieht sich wohl darauf, daß dem liefernden Eisenwerk eine etwaige größere Wandstärke nicht vergütet wird.) Wanddicken kann daher nicht gegangen werden, wenn der dauernde Bestand des Röhrennetzes gesichert seyn soll.“ Wir vermissen hierbei die einzige Begründung, die man unserer Meinung nach für die geringen Fleischstärken, welche die Expertise bei den größten Röhren bestimmte, geltend machen kann, nämlich die außergewöhnlich sorgfältige Herstellung durch verticalen Guß mit dem Muff nach unten, und mit äußerst genau centrirtem Kern, wie diese Röhren von dem Eisenwerk Kladno der Prager Eisen-Industrie-Gesellschaft nach der neuen Methode des Hütten-Directors Jacobi geliefert werden. Es ist jedoch nicht unsere Absicht, den Bericht zu kritisiren, sondern nur die vielen darin enthaltenen schätzenswerthen Zahlendaten zu benutzen, um daraus rückwärts die Formeln abzuleiten, nach welchen muthmaßlich die Röhrenstärken für die einzelnen Städte berechnet wurden. Es ist natürlich wegen der üblichen Abrundungen der Fleischstärken nicht möglich, die jeweilige Formel ganz genau zu reconstruiren, jedoch sind die möglichen Fehler der Coefficienten von keinem praktischen Belang. In den nachfolgenden Formeln ist der Durchmesser d der Röhren und die Fleischstärke δ in Centimetern zu verstehen, und bedeutet n den Ueberdruck in Atmosphären. Des Vergleiches halber sind auch die bekannten theoretisch-empirischen Formeln beigesetzt, denen ich die meinen Zuhörern auf Grund meiner Vergleiche und Erfahrungen seit 1866 empfohlene Formel, Post Nr. 13, 14, einreihe. (Siehe Tabelle S. 102.) Zum Vergleich folgt zunächst die nach (33) (34) berechnete und die in Glasgow wirklich angewendete Röhrenstärke, zu welchem Behuf die Formel (34) vorerst in das englische Maaß übertragen wird. Ist h die Druckhöhe in Fußen engl., so ist n = h/34 und wird δ und d in Linien gemessen, so ist: δ = 0,00312 (h/34 + 2) d + 2,7 Linien = 0,000092 (h + 68) d + 2,7 oder wenn δ in Linien, d aber in Zollen gemessen wird: δ = 0,0011 (h + 68) d + 2,7 für h ≧ 170 δ = 0,26 d + 2,7 für h < 170 Glasgower Röhren. Textabbildung Bd. 202, S. 105 Durchmesser in Zollen; Druckhöhe in Fußen; Fleischstärke in Linien; berechnet nach; ausgeführt; Fehler der Rechnung; Summa Diese Glasgower Formel unterscheidet sich von allen übrigen dadurch, daß sie den Stößen durch einen Zuschlag von 2 Atmosphären Rechnung trägt, eine Methode, die, abgesehen von der Coefficientenbestimmung), ganz rationell genannt werden kann. Auf etwas Aehnliches kommt man, wenn man die numerischen Resultate der in Redtenbacher's „Maschinenbau“ Bd. II S. 372 abgeleiteten Formel für Dampfkesselstärken einer Prüfung unterzieht. Es ergibt sich nämlich, daß diese Formel für die Blechstärke δ bei dem Kesseldurchmesser D und dem Ueberdruck von n Atmosphären: δ = (1,81 + 0,495 n)/(362 – n) D mit sehr großer Schärfe durch die empirische Formel: δ = (0,0014 n + 0,005) D substituirt werden kann, daß aber nach den in Oesterreich üblichen Dimensionen die erheblich geringere Blechstärke δ = 0,00115 (n + 3) D als genügend erachtet wird. Wenn D in Fußen, δ in Linien gemessen wird, so ist hiernach die Kesselblechstärke δ = (n + 3)/6 D z.B. für D = 4 Fuß und n = 6 Atmosph. Ueberdruck, δ = 6 Linien. Da bei Kesseln keine so kleinen Durchmesser wie bei Röhren vorkommen, so ist hier ein von D unabhängiges Zusatzglied nicht nöthig. Man rechnet also gewissermaßen die Dampfspannung um 3 Atmosphären höher als die concessionirte Spannung und trägt hiermit den Stößen bei spontaner Dampfbildung gebührende Rechnung. Zum weiteren Vergleich folgt in der nachfolgenden Tabelle die Berechnung der neuen Wiener Wasserleitungsröhren und zwar a) nach Formel (3), b) nach dem zum Theil ausgeführten Project, c) nach Formel (10) für Röhren von 9 Zoll aufwärts, d) nach dem Experten-Bericht, e) nach der Glasgower Formel (34) für n = 8, also δ = 0,0312 d + 0,57, f) nach der von mit empfohlenen Formel (13) für n = 8, also δ = 8/300 d + 0,7. Wiener Wasserleitungsröhren. Durchmesser d (a) (b) (c) (d) (e) (f) (b) (d) (e) (f) Zoll Centimeter in Centimetern in Wiener Linien   3   7,9 1,06 0,99 – 0,99 0,82 0,91 4 1/2 4 1/2 4 4 1/2   4 10,5 1,07 0,99 – 0,99 0,90 0,98 4 1/2 4 1/2 4 4 1/2   5 13,2 1,09 0,99 – 0,99 0,98 1,05 4 1/2 4 1/2 4 1/2 5   6 15,8 1,11 1,10 – 1,10 1,06 1,12 5 5 5 5   7 18,4 1,13 1,10 – 1,10 1,14 1,19 5 5 5 1/2 5 1/2   8 21,1 1,15 1,10 – 1,10 1,23 1,26 5 5 5 1/2 5 1/2   9 23,7 1,17 1,21 1,37 1,32 1,31 1,33 5 1/2 6 6 6 10 26,3 1,18 1,21 1,43 1,43 1,39 1,40 5 1/2 6 1/2 6 1/2 6 1/2 12 31,6 1,22 1,32 1,53 1,54 1,55 1,54 6 7 7 7 14 36,9 1,26 1,32 1,64 1,65 1,72 1,68 6 7 1/2 8 7 1/2 15 39,5 1,28 1,32 1,69 1,76 1,80 1,75 6 8 8 1/4 8 16 42,1 1,29 1,43 1,74 1,87 1,88 1,82 6 1/2 8 1/2 8 1/2 8 20 52,7 1,37 1,43 1,95 2,09 2,21 2,10 6 1/2 9 1/2 10 9 1/2 24 63,2 1,44 1,54 2,16 2,31 2,54 2,39 7 10 1/2 11 1/2 10 1/2 25 65,9 1,46 1,54 2,22 2,31 2,62 2,46 7 10 1/2 12 11 26 68,5 1,48 1,54 2,27 2,42 2,70 2,53 7 11 12 1/2 11 1/2 28 73,8 1,52 1,54 2,38 – 2,86 2,67 7 – 13 12 30 79,0 1,55 1,65 2,48 2,42 3,03 2,81 7 1/2 11 14 13 33 86,9 1,61 1,65 2,64 2,53 3,27 3,02 7 1/2 11 1/2 15 14 36 94,8 1,66 1,65 2,80 (2,42) 3,52 3,23 7 1/2 (11) 16 14 3/4 Dieser Vergleich zeigt, daß auch die von der Expertise als nöthig bezeichneten Verstärkungen nur bis zu den 26 zölligen Röhren als normalmäßig angesehen werden können, wogegen die Röhren von 28 bis 36 Zoll als noch immer schwach bestimmt bezeichnet werden müssen. Die Fleischstärke, welche die Expertise bei diesen Röhren bestimmte, kann nur dann als gerechtfertigt erscheinen, wenn etwa gerade diese größten Röhren nicht unter dem Drucke von 8 Atmosphären liegen würden, was aber kaum denkbar und leider im Experten Bericht nicht ersichtlich gemacht ist, oder aber, wenn, wie schon oben gesagt, in Anbetracht der ganz außergewöhnlich vollkommenen Herstellung der Röhren in Kladno eine begründete Herabminderung der berechneten Röhrenstärke vorgenommen worden wäre. Bei den 36zölligen Röhren ist eine noch auffallendere Herabminderung durch die Qualität des Mariazeller Gußeisens gerechtfertigt, dessen absolute Festigkeit 2500 Kilogrm. pro Quadratcentimeter (310 Wiener Ctr. pro Quadratzoll) beträgt, also gerade doppelt so groß ist, wie die des Gußeisens mittlerer Qualität. Daß die bisher gelieferten Röhren zum mindesten von 14 Zoll aufwärts wegen zu gering berechneter Fleischstärke unbrauchbar sind, kann keinem weiteren Zweifel unterliegen.