Kraftmesser für direkt explodirbare Sprengstoffe; von Fabriksdirektor Oscar Guttmann. Mit Abbildungen auf Tafel 10. Guttmann's Kraftmesser für Sprengstoffe. Von den vielen Apparaten, welche zur Beurtheilung der Leistung des Pulvers construirt wurden, sind die für militärische Zwecke – sofern es sich dabei um ballistische Wirkung handelt – am ausgebildetsten. Für civile Zwecke, d. i. für die Sprengtechnik, hat man leider noch wenige Versuchsapparate gemacht, trotzdem sie hier nicht minder nothwendig sind. Ich war bemüht, die hervorragenden Typen von Kraftmessern auf ihre Brauchbarkeit zur Prüfung von Sprengmitteln zu versuchen, und gebe in Nachfolgendem meine Resultate. Von vorn herein muſste ich alle jene Apparate ausschlieſsen, welche nur einzelne bei der Explosion zu Tage tretende Momente beurtheilen lassen. Als solche sind zu bezeichnen: die Apparate zur Messung der Verbrennungstemperatur, die Probemörser, die Zahnstangen-Eprouvette, die ballistischen Apparate, überhaupt alle, bei welchen die Kraft des Sprengmittels sich nur nach einer Richtung äuſsert. Es tritt nämlich neuestens das Bestreben hervor, verhältniſsmäſsig langsam verbrennende Explosivstoffe zu erzeugen, um das abgesprengte Gut nicht zu sehr zu zertrümmern, was sowohl für die meisten hüttenmännischen Zwecke, als auch von der Kohle gefordert wird; werden nun solche Sprengmittel, beispielsweise in den Mörser der Zahnstangen-Eprouvette, geladen, so bedarf es einer sehr gut meſsbaren Zeit, ehe die Ladung vollständig verbrennt, während der Apparat schon im ersten Stadium der Verbrennung zu arbeiten beginnt, die Spannung der Gase allmählich kleiner wird und so ein groſser Theil der Kraft unausgenützt und ungemessen bleibt. Beim Sprengen von Gestein kann man aber als Regel annehmen, daſs eine annähernd genau berechnete Ladung erst dann ihre Wirksamkeit beginnt, wenn sie vollständig verbrannt ist. Ich habe dennoch einen Apparat dieser Gattung, welcher in Oesterreich-Ungarn häufig vorkommt, die Wagner'sche Hebelprobe, eingehend geprüft. Bekanntlich besteht dieselbe aus einem zweiarmigen Hebel, welcher drehbar aufgehängt ist und an dem einen Arme ein Gewicht, an dem anderen einen kleinen Mörser trägt- eine neben diesen befestigte Stahlzunge läuft entlang einem gezahnten Gradbogen und arretirt den Hebel auf dem äuſsersten Punkte, welcher durch den Rückschlag des Pulvers erreicht wird. Nach Upmann soll auf der normalen Hebelprobe Scheibenpulver 130°, Sprengpulver 22° schlagen. Bei den von mir angestellten Versuchen hat österreichisches Jagdpulver 133°, Sprengpulver 26° ergeben, verschiedene andere Schwarzpulver-Surrogate jedoch, welche nach den in Bergwerken gemachten Erfahrungen theils gleiche, theils gröſsere Sprengkraft entfalten als Schwarzpulver, haben auf dieser Wagner-Probe oft nur 2°, oft gar nicht ausgeschlagen und selbst mit doppelter Ladung konnte häufig nur 1° erreicht werden. Ich lieſs deshalb eine Wagner-Probe mit kleinerem Gewichte und schwächerem Hebel anfertigen, bei welcher österreichisches Sprengpulver 130° schlägt; mit dieser verglich ich nun andere Pulvergattungen (ich nenne diesmal absichtlich keine Namen). Ein dem Schwarzpulver entschieden überlegenes Sprengmittel zeigte nur 26°; ein anderes schlug nicht nur sämmtliche 400° durch, sondern warf auch noch den Mörser auf 5 Schritte heraus, jedoch ein zweites Mal zeigte es nur 80°. Es ist klar, daſs da nur die Brisanz, d. i. die Raschheit der Verbrennung gemessen wird, was dann eingehendere Versuche auch zeigten. Pulver von geringer Brisanz brannten anfangs beim Zündloche heraus und gaben erst nach 2 bis 3 Sekunden, wenn die ganze Ladung von etwas über 2g in Brand war, einen Ausschlag. Es war auch keineswegs gleichgültig, ob das Zündschnurende oben oder unten die Ladung berührte, ob das Pulver gut geschichtet, mit wenig Zwischenraum zwischen den einzelnen Körnern, oder nur lose gefüllt lag, ob die Ladung die Hälfte oder einen gröſseren Raum im Mörser erfüllte. Es ist begreiflich, daſs ich unter solchen Umständen alle auf ähnlichem Prinzipe beruhenden Apparate als untauglich verwerfen muſste. Da die elektro-ballistischen Apparate nur die Geschoſsgeschwindigkeit zeigen, also auch in hohem Grade von der Brisanz beeinfluſst werden, die Deprez'schen Manometer vorläufig nur für Geschoſszwecke construirt sind und sich durch ihren umständlichen Mechanismus sowie ihre groſse Kostspieligkeit für die Zwecke der Praxis auch nicht leicht eignen, so blieben eigentlich nur noch übrig: das Rodmann'sche Manometer, der Noble'sche Crusher, die Trauzl'sche Bleiprobe und der Brisanzmesser von Kostersitz und Heſs. Das Rodmann'schen Manometer muſste ich gleichfalls bald aufgeben, ebenso wie die ähnlich wirkende Uchatius-Probe, welche eine Combination der Zahnstangen-Eprouvette und des Rodmann'schen Apparates ist. Für die Zwecke der Praxis bleibt es schwierig, den Schnitt genau zu messen, welchen der schräge Stahlmeiſsel des Rodmann'schen Apparates in eine Kupferplatte führt. Letztere ist auch nicht immer in gleicher Reinheit und Härte zu erlangen; überdies ist das Herrichten der Ladung schwierig, welche ja, um den in Wirklichkeit vorhandenen Bedingungen nachzukommen, möglichst fest zusammengepreſst sein muſs. Der Noble'sche Crusher hat ähnliche Schwierigkeiten. Hier muſs auch noch der Kolben, auf welchen der Stoſs übertragen wird, abgedichtet sein; mit dem fortschreitenden Zusammenpressen des Kupfercylinders wird die Druckfläche gröſser. Bei dem Noble'schen, wie bei dem Rodmann'schen Apparate ist auch ein Hauptfehler, daſs ein Theil der Gase beim Zündloche entweicht, die Spannung im Inneren also bedeutend niedriger ist als in Wirklichkeit und, wie schon erklärt, mit der Brisanz des Pulvers wechselt. Der Brisanzmesser von Kostersitz und Heſs ist ein 0m,50 langes Gasrohr, in welchem ein beiderseits in conische Spitzen auslaufender cylindrischer Stahldorn durch die Kraft des Pulvers in zwei den Spitzen gegenüber stehende Bleicylinder eingetrieben wird. Ladung, Dorn und Cylinder befinden sich in der Mitte des Rohres, der beiderseits freie Rest desselben wird mit Sand angefüllt und mit Lehmpfropfen verschlossen; die Zündung erfolgt durch Zündschnur an der dem Dorne entgegengesetzten Seite. Die Resultate mit diesem auch für Nitrilpräparate verwendbaren Apparate waren unbefriedigend. Der in das Blei eindringende Stahldorn stülpt dasselbe auf, so daſs der Hohlraum nicht genau zu messen ist; er ist auch so klein, daſs man genauer Cubicirgefäſse bedarf. Durch den nach dem Abbrennen der Zündschnur erzeugten Kanal entweicht ein Theil der Gase. Die im Handel vorkommenden Gasrohre haben selbst auf 0m,5 Länge verschiedene Wandstärken und Festigkeit, so daſs sie häufig aufgerissen sind, ehe das Pulver seine volle Kraft entfaltet hat; daraus entstehen verschiedene Resultate bei derselben Pulvergattung. Langsam brennende Pulver müssen einen Theil ihrer Kraft dazu verwenden, um den Sand zu verdichten, und selbst mit Hilfe einer Rammmaschine unter gleicher Zahl von Schlägen und bei gleicher Fallhöhe hergestellter Sandbesatz hat ungleiches Verhalten gezeigt. Der Versuch ist auch durch das jedesmalige Auswechseln des Gasrohres kostspielig. Die Trauzl'sche Bleiprobe, nach den von Hauptmann Beckerhinn gemachten Beobachtungen construirt, ist ein Bleicylinder mit centraler Bohrung, in welche die Ladung und ein mit einem Kanäle für die Zündschnur versehener Bleipfropfen eingeführt wird. Das Ganze wird in geeigneter Weise so verzwängt, daſs der Pfropfen sich nicht rühren kann. Trauzl hat hierzu einen schmiedeisernen Rahmen und Keile verwendet; ich stellte den Bleicylinder zwischen zwei Kesselblechplatten, welche mit 4 Schraubenbolzen angezogen wurden. Diese Bleiprobe hat mehrere Uebelstände, welche die Messungen damit unverläſslich machen. Der etwa 70k wiegende Bleiblock muſs in einer Form gegossen werden durch häufiges Umgieſsen wird das Blei stets härter, die Resultate also ungleich. Beim Zündschnurkanale entweichen Gase und es wird daher statt eines kugelförmigen ein flaschenförmiger Hohlraum erzeugt, welcher sich um so weiter von der Kugelform entfernen wird, je weniger brisant das Sprengmittel ist, – und daſs die Brisanz selbst bei Nitrilpräparaten nicht allein maſsgebend ist, hat die Praxis gelehrt. Da der Bleipfropfen niemals absolut dicht schlieſst, so wird er an dem Umfange sowie an den Rändern des Zündkanales abgeschmolzen, ein Theil der Wärme und somit der Sprengkraft hierzu aufgebraucht. Ich habe deshalb – und gleichzeitig auch die Pulverfabrik in Rottweil (vgl. 1882 246 * 190) – Lettenbesatz statt des Bleipfropfens verwendet, welchen ich zur Erzielung absoluter Gleichmäſsigkeit mit der Rammmaschine herstellte. Da dies bei Nitrilpräparaten wegen möglicher Detonation der Sprengkapsel nicht thunlich ist, so gibt man in England bloſs gesiebten Sand als Besatz, ohne den Bleiblock weiter einzuspannen. Für die minder brisanten Sprengmittel, wie es alle direkt explodirbaren sind, hat sich die Bleiprobe absolut unbrauchbar gezeigt. Statt des flaschenförmigen Hohlraumes entsteht stets eine nach oben erweiterte trichterförmige Ausweitung der Bohrung um den Besatz herum, verbunden mit theilweisem Schmelzen des Bleies. Versuche mit weiterer Bohrung und doppelter Ladung hatten zur Folge, daſs durch den unteren Theil des Bleiblockes die Pulvergase strahlenförmige Kanäle ausschmolzen und am äuſseren Boden sich vertheilten, wo sie in kreisförmig angeordneten Löchern herausschössen. Von einer Messung konnte natürlich keine Rede sein. Das Schmelzen erfolgte um so stärker, je weniger brisant das Pulver war, je mehr Zeit also die Gaswärme hatte, auf das Blei einzuwirken. Um nun die vielfachen hier erörterten Uebelstände möglichst zu vermeiden, griff ich auf das Prinzip zurück, welches die Obersten de Montluisant und de Reffye in Meudon in Anwendung brachten, nämlich aus einem in einen conischen Kanal gedrückten Bleicylinder auf die Kraft des Pulvers zu schlieſsen. Dem Vorwurfe, welchen Désortiaux diesem Systeme macht, wenn es bei Kanonenladungen benutzt wird, daſs nämlich die einstanzende Wirkung schon beginnt, wenn auch nur ein Theil des Pulvers verbrannt ist, konnte ich dadurch begegnen, daſs mein Apparat nur mit kleinen Ladungen (20g) arbeitet, welche praktisch sich in allen Theilen gleichzeitig entzünden, wenn die Zündung im geschlossenen Räume erfolgt. Um die Kraft nicht bloſs nach einer Richtung, durch den Rückstoſs vermehrt, wirken zu lassen, sind 2 Bleicylinder im Apparate. Die Zündung unter luftdichtem Verschlüsse ist nothwendig, damit die Kraft durch entweichende Gase nicht verringert werde; bei ohne luftdichten Verschluſs gemachten Versuchen wurden die Bleicylinder an der Seite des Zündkanales schief in den Conus gedrückt, während der Kanal sich durch Ausbrennen stetig erweiterte. Mein in Fig. 21 Taf. 10 dargestellter Kraftmesser besteht aus dem Mittelstücke a und zwei Kopfstücken b, mit sämmtlich 100mm äuſserem Durchmesser, aus Bessemerstahl angefertigt und gehärtet. Die beiden Kopfstücke sind 100mm lang, auf 29mm mit einem flachen Schraubengewinde (15 Gänge auf 1 Zoll engl.) versehen, und haben je eine unten 34mm, oben 33mm weite, 30mm tiefe Bohrung c, welche sich in einer 35mm tiefen, an ihrem kleinen Grundkreise 10mm weiten conischen Bohrung d und endlich in einer 10mm weiten cylindrischen Bohrung e bis an die Auſsenwand fortsetzt. Das Mittelstück a ist 104mm lang, hat beiderseits auf 30mm Tiefe Muttergewinde, zwischen denen eine cylindrische Bohrung f von 46mm Länge zur Aufnahme der Ladung sich befindet. In die Auſsenwand des Mittelstückes a, genau in der Mitte, ist der Zündpfropfen g eingeschraubt, welcher bis auf 25mm Tiefe in die Wandung geht. In die noch verbleibende Zwischenwand ist eine Pyramide h eingeschraubt. Die untere Seite des Pfropfens g ist auf 15mm Weite und 15mm Höhe ausgehöhlt, welcher Hohlraum sich in einer 6mm weiten Bohrung fortsetzt. In diesen Hohlraum ist ein Ventil i eingeführt, das etwa 2mm Spielraum besitzt. Die drei Theile werden mit einem Hakenschlüssel (vgl. Fig. 20), der in entsprechende Löcher x an der Auſsenwand gesteckt wird, zusammengeschraubt und mit Kupferringen y gedichtet. Soll der Apparat geladen werden, so gibt man in ein Kopfstück einen 34mm langen, 33mm dicken Cylinder aus gezogenem Blei und schraubt das Mittelstück so auf, daſs noch einige Drehungen möglich sind. Auf den Bleicylinder kommt dann eine 33mm weite, 5mm dicke Stahlplatte k, auf diese eine 34mm breite Scheibe l aus 1mm dickem Preſsspan (Satinirpappe), welche letztere den Hohlraum abdichtet. (Die Stahlplatten haben ebenso wie die Kopfstücke die Ziffern 1 und 2 eingestanzt, welche sich von ersteren auf den Bleicylindern erhaben ausprägen.) Nun gibt man die genau gewogene Ladung von 20g Pulver hinein, setzt wieder eine Preſsspanscheibe, eine Stahlplatte und einen Bleicylinder auf, schraubt das zweite Kopfstück darauf und sodann den ganzen Apparat vollständig zusammen. Auf die Pyramide wird ein gewöhnliches Gewehrzündhütchen aufgesetzt und der Pfropfen mit dem Ventile so eingeschraubt, daſs letzteres nicht ganz fest aufsitzt. Durch einen an der Auſsenwand befindlichen Hahn m wird auf das Ventil ein starker Schlag geführt, welcher das Zündhütchen und damit die Ladung zur Explosion bringt. Die Gase strömen bei der Pyramide heraus, heben das Ventil und pressen es an den Pfropfen an, sperren sich also selbstthätig ab. In der That erfolgt die Explosion ohne irgend ein Geräusch; ein kurzes Zischen beim Ventile verräth nur, daſs das Zündhütchen nicht versagte, worauf man den Apparat sofort öffnen kann, da die Gase sich im Inneren verdichtet haben. Es ist jedoch gut, den abgeschlossenen Apparat in Wasser zu legen, damit der in die Gewinde eingedrungene Rückstand sich löse und der Apparat dann leichter geöffnet werden könne. Obzwar man ruhig beim Apparate stehen kann, ist es doch besser, aus einiger Entfernung mit einer Schnur den Hahn abzuziehen, weil die Pyramide und das Ventil – erstere mehr als letzteres – allmählich ausbrennen und auch herausgeschleudert werden können- bei sehr wenig brisanten Sprengmitteln schmilzt die Pyramide sehr rasch und muſs häufig ausgewechselt werden, was keine Schwierigkeiten macht, weil die Pyramiden im Laden käuflich sind. Die so erzeugten zwei Bleiconusse werden mit einer Schublehre, deren Form aus der Zeichnung Fig. 22 Taf. 10 deutlich ersichtlich ist, auf Zehntelmillimeter gemessen. Ich habe mit meinem Apparate vielfache Versuche gemacht und glaube, daſs er in vollkommener Weise die gesammte vom Pulver geleistete Kraft anzeigt. Um ihn für Nitrilpräparate verwendbar zu machen, müſste die Ladung auf die Hälfte gesetzt (10g) oder der conische Hohlraum verlängert werden, nachdem Jagdpulver schon das Blei in die cylindrische Bohrung treibt; auch müſsten die für Nitrilpräparate bekanntlich sehr langen Zündhütchen mit gleicher Ladung von Knallquecksilber kürzer gemacht werden. Ich werde demnächst in der Lage sein, Resultate von vergleichenden Versuchen mit verschiedenen Sprengmittelsorten bekannt zu geben. Diesmal will ich in der folgenden Tabelle nur einige davon mittheilen, um zu zeigen, wie verläſslich der Apparat arbeitet: Probe Sprengmittel KleineWagner-ProbeGrad 1. Conus 2. Conus Zu-sammen Millimeter Höhe 1 A 130 29,8 29,0 58,8 2 B   80 27,4 29,0 56,4 3 C   80 28,2 27,4 55,6 4 D probeweise erzeugt 320 29,0 28,8 57,8 5 „  Mit einem Bestandtheile in       geringerer Güte 180 28,3 27,7 56,0 6 „  Mit veränd. Bestandtheilen   20 31,3 30,3 61,6 7 „  Wie Probe 5 Ladung 5g 180   8,5   8,0 16,5 8 „     „       „     „      „     10g 180 18,3 14,8 33,1 9 „     „       „     „      „     15g 180 23,9 23,1 47,0 Man ersieht auch aus dieser Tabelle, daſs die Höhe des Conus mit der Gröſse der Ladung nicht proportional wächst; vielleicht werden spätere eingehende Versuche eine Formel dafür finden lassen. Der kleine Höhenunterschied zwischen dem ersten und zweiten Conus rührt daher, daſs das Zündloch nicht vollkommen genau in der Mitte herzustellen ist und so ungleiche Gasmengen in der Zeiteinheit auf die Conusse wirken. Versuche, welche ich mit obigen Sprengmitteln in einem sehr gleichmäſsigen Gesteine anstellte, haben erwiesen, daſs die Sprengkraft derselben in der That in obigem Verhältnisse steht. Die scheinbar geringe Differenz ist dennoch nicht unwesentlich; denn in einem gewissen, sehr zähen Quarzgesteine war es beispielsweise nur das unter Probe 6 angeführte Sprengmittel, mit welchem man ein Bohrloch abthun konnte.