Delperdange's Röhrenverbindung für Wasser- oder Gasleitungen. Nach einem Bericht von Tresca.

Delperdange, Unteringenieur bei den belgischen Staatseisenbahnen, hat der Société d'Encouragement zu Paris eine von ihm erfundene Röhrenverbindung für Wasser- oder Gasleitungen vorgelegt, welche auf der Pariser Ausstellung vom Jahre 1855 eine ehrenvolle Erwähnung erhielt. Diese Verbindung ist höchst einfach. Die gußeisernen cylindrischen Röhren endigen auf beiden Seiten in einen angegossenen kreisförmigen Wulst von ungefähr 1 Centimeter Durchmesser. Hier erfolgt die Verbindung der beiden an einander stoßenden Röhrenenden vermittelst eines Streifens vulcanisirten Kautschuks von 3–4 Centimeter Breite, welcher gegen die Wulste der beiden zu verbindenden Röhren durch einen aufgeschraubten eisernen Ring angedrückt wird. Wenn der Ring den Kautschuk gleichförmig gegen den ganzen Umfang der Wulste andrückt, wenn der Kautschuk in dem Zwischenraume zwischen den beiden Berührungsflächen nicht zu stark ausgedehnt wird und wenn sich derselbe beim Anziehen zwischen den Wulsten nicht in Falten legt, so kann man einen vollkommen dichten Abschluß erwarten, welcher auch noch andere Vortheile bietet.

Das System von Delperdange ist noch nicht angewendet worden; der Bestätigung seiner Zweckmäßigkeit fehlt also noch die praktische Erfahrung. Ein in Belgien angestellter officieller Versuch hat jedoch einige seiner Eigenthümlichkeiten außer allen Zweifel gesetzt. Die bei diesem Versuche gemachten Beobachtungen sind in einem kurzen Berichte zusammengestellt, welchen wir hier einschalten wollen:

„Den 15. Januar 1856 nahm man in der Werkstatt des Bahnhofs der südlichen Staatsbahn in Brüssel in Gegenwart der Unterzeichneten mit der von dem Unteringenieur Victor Delperdange erfundenen Röhrenverbindung einen Versuch vor, welcher folgende Resultate ergab:

„Delperdange hatte drei gußeiserne Röhren von 10 Centimeter Durchmesser auf Gerüsten aufstellen lassen. Diese Röhren, jede von 2 Meter Länge, waren vermittelst eines Kautschukringes verbunden, welcher durch einen eisernen Ring in der Weise, wie dieß die Figuren 20 bis 25 auf Tab. I zeigen, zusammengedrückt war. Das eine Ende der durch diese Röhren gebildeten Leitung war durch eine Scheibe geschlossen, welche auf dieselbe Weise befestigt war, wie die Röhren unter einander, und in das andere Ende war ein Holzpfropf gesteckt, durch welchen das nach der Versuchspumpe führende Verbindungsrohr geleitet war.

„Die eine dieser Röhren war versehen: 1) mit einem Hahn, damit die Luft aus den Röhren abgeleitet und dieselben vollständig mit Wasser gefüllt werden konnten, und 2) mit einem Bourdon'schen Manometer zum Messen des Drucks.“

In dieser Anordnung wurde der Apparat folgenden Versuchen unterworfen:

„In die Röhren wurde Wasser eingepumpt, und zwar bis zu einem Drucke von 7 Atmosphären; als man hierauf die Verbindungen sorgfältig untersuchte, fand man durchaus keine Undichtheit. Gleichzeitig ergab sich hierbei aber ein Hauptvortheil dieses Systems, seine Biegsamkeit. Unter dem Drucke von 7 Atmosphären wurden die Röhren so weit von einander abgelenkt, daß sie einen Winkel von 176°, 50' unter sich einschlossen. Trotz dieser Biegung blieben die Verdichtungen vollkommen dicht.

„In dieser Lage wurden die Röhren erhalten und nun einem Drucke von 14 Atmosphären ausgesetzt; auch hierbei hielten die Verbindungen noch fest und zeigten durchaus keine Undichtheit.

„Durch einen Bruch des Rohrs, durch welches die Verbindung mit der Druckpumpe hergestellt wurde, wurde der Druck in den Röhren herabgezogen. Während das zerbrochene Rohr ausgebessert wurde, suchte man die Röhren noch stärker von einander abzulenken und kam endlich zu einer Abweichung von 175°, 42'. Hierauf unterwarf man sie nochmals einem Drucke von 14 Atmosphären. Dabei riß einer der Kautschukringe und ließ Wasser durch. Es zeigte sich, daß der Kautschuk von einer zu scharfen, nicht abgerundeten Kante des eisernen Bundrings zerschnitten worden war. Der Bruch erfolgte also in Folge mangelhafter Ausführung ohne Verschulden des Systems.

„Die beiden anderen Verbindungen widerstanden diesem Versuche, welcher den Schluß bildete, vollständig.

Brüssel, den 15. Januar 1856.

(Folgen die Unterschriften.)“

Der Kautschukring ist 2 Millimeter dick. Durch die Zusammendrückbarkeit des Kautschuks werden die Ungleichheiten in der Form der Wulste und der eisernen Bundringe ausgeglichen, aber nur Ungleichheiten von höchstens 1 Millimeter; bei größeren Fehlern würde die Verbindung mangelhaft werden. Man könnte diesem Uebelstande dadurch abhelfen, daß man die Wulste der Röhren außen und die Bundringe innen abdrehte; dann würde aber der Hauptvorzug, die Billigkeit verloren gehen. Die Röhren müssen mit der größten Sorgfalt gegossen werden, und es sind nur solche zu gebrauchen, welche die erforderliche Regelmäßigkeit zeigen. Um den Einfluß dieses Umstandes würdigen zu lernen, wollen wir darauf verweisen, was Darcy in seinem kürzlich erschienenen Werke: „Les fontaines publiques de la ville de Dijon, etc. darüber sagt:

„Man verwarf die Röhren aus verschiedenen Gründen, unter anderen solche:

„4) Die an den Enden nicht rund, sondern oval waren und zwischen zwei rechtwinkelig gegen einander gemessenen Durchmessern eine Differenz zeigten.“

Trotzdem war für die Röhren von 0,081; 0,108; 0,135; 0,162; 0,190 Meter Durchmesser 3 Millimeter, und für die Röhren von 0,216 und 0,350 Meter Durchmesser 4 Millimeter Toleranz gegeben.

Bei dem System von Delperdange müßten diese Toleranzen in viel engere Gränzen zurückgeführt werden, wodurch die Herstellungskosten in sehr erheblicher Weise gesteigert würden.

Noch größere Schwierigkeiten würde die Ausführung der Bundringe verursachen, wenn nicht Delperdange bei der Fabrication ein billiges und dem jetzigen Stande der Metallurgie angepaßtes Verfahren einschlüge. Man wendet zu diesen Bundringen Flacheisen an, welches an den Rändern gebogen ist. Dieses Eisen wird in erhitztem Zustande spiralförmig über einen Dorn gewunden, und parallel zur Achse desselben mit der Säge oder der Schere ein Schnitt geführt. Jede Windung gibt einen Ring, welcher nach dem Erkalten gerade den gehörigen Durchmesser hat. Dieser Ring ist nun noch zu richten, was über dem Dorn selbst mit der ganzen Reihe auf einmal geschehen kann. Für die Lappen wendet man Winkeleisen von eigenthümlichem Querschnitt an, welches man mit der Säge oder mit einer Schere zerschneidet. Jedes Blatt der Schere besteht aus zwei Backen, welche das Eisen über seine ganze Oberfläche umfassen, damit es nicht verdrückt wird. Gleichzeitig kann auch das Schraubenloch gebohrt werden. Zuletzt vernietet man die Lappen mit dem Ring. Diese verschiedenen Operationen, fabrikmäßig ausgeführt, stellen den Preis der Ringe für das Kilogramm nicht theurer, als den der gewöhnlichen Schrauben. Die Biegungen an den Rändern des Flacheisens sollen verhindern, daß sich die Wulste zweier an einander gelegter Röhren zu weit von einander entfernen können; die innere Fläche des Flacheisens muß glatt seyn, damit sie den Kautschuk nicht zerreißt, und endlich muß das Eisen schwach seyn, damit es der Form des Wulstes sich gut anschließt. Aus denselben Gründen müssen die Nieten innen versenkt seyn und mit den Oberflächen ihrer Köpfe genau in die inneren Flächen fallen. Der Bundring, welcher sich in der Expedition der Société d'encouragement befindet, erfüllt diese verschiedenen Bedingungen, so viel man es von einer mit der Hand und ohne Anwendung besonderer Eisensorten hergestellten Probe verlangen kann. Damit der Kautschuk beim Anziehen sich zwischen den beiden Lappen nicht in Falten legen kann, muß er hier mit einem dünnen Metallblech bedeckt seyn, auf welchem das Gleiten stattfindet.

Delperdange bespricht in einem besonderen Schreiben die Vortheile, welche sein System vor allen anderen hat. Er ist zwar in demselben etwas exclusiv in Bezug auf den Werth seiner Erfindung, aber in seinen Zahlen immer zuverlässig; wir wollen deßhalb diese interessante Arbeit als Grundlage unseres Berichts benutzen, gleichzeitig aber einige vergleichende Daten dem oben erwähnten Werke von Darcy entnehmen.

Die beiden am häufigsten angewendeten Systeme sind die Rohre mit Flantschen für kleine Leitungen, und für bedeutendere die Rohre mit Schnauzen und Bleidichtung. Bei beiden wird durch die Verbindungsstücke das Gewicht bedeutend vermehrt, der kleine Wulst von Delperdange dagegen hat einen beinahe unmerklichen Einfluß. Delperdange hat eine vergleichende Tabelle über die Gußeisenquantitäten zusammengestellt, welche bei den verschiedenen Systemen gebraucht werden. Dieselbe folgt hier:

Textabbildung Bd. 144, S. 19 Innerer Durchmesser der Röhren, in Millimet.; Röhren mit Schnauzen in Brüssel und Paris; Neues System; Ersparniß an Gußeisen; Gesammtgewicht einer Röhre, in Kilogr.; Nutzgewicht; Dicke in Millimet.; Benutzte Länge; Mittlerer Durchmesser, in Millim.; Kubikinhalt in Kubikdecimet.; Nutzgewicht in Kilogr.; Gewicht der Verbindungsstücke, in Kilogr.; Gewicht der beiden Wulste, in Kilogr.; Gesammtgewicht einer Röhre, in Kilogr.; bei einer Röhre, in Kilogr.; auf 100 Kil., in Kilogr.

Aus diesen Zahlen geht hervor, daß bei den neuen Röhren für Durchmesser von 20 Centimeter und darunter 20 Procent und im Durchschnitt 15 Procent an Material erspart werden. Dimensionen und Gewichte der Verbindungstheile an den Schnauzenröhren, wie sie von Darcy angegeben werden, lassen sich in folgende Tabelle einordnen.

Textabbildung Bd. 144, S. 20 Innerer Durchmesser der Röhren, in Millimetern; Gesammtlänge der Röhren, in Metern; Wandstärke, in Millimetern; Länge der Schnauze, in Millimetern; Wandstärke der Schnauze, in Millim.; Innerer Durchmesser der Schnauze, in Millim.; Volumen der Schnauzen, in Kubikdecimetern; Gesammtvolumen der Röhren, in Kubikdecimetern; Verhältniß

Nach dieser Aufstellung würden mit den neuen Röhren also nur 10 Procent an Material gewonnen werden.

Delperdange bemerkt mit Recht, daß durch die Einfachheit seiner Röhrenform das Formen, der Transport und die Verpackung wesentlich erleichtert werden. Da sie keine vorspringenden Theile haben, so können sie mit großer Leichtigkeit und ohne Gefahr eines Bruchs gehandhabt werden, und da ferner beide Enden gleich sind, so braucht man die Lage, welche die Röhre beim Transport und beim Einlegen haben muß, nicht erst auszusuchen, wie dieß bei den Schnauzenröhren nothwendig ist.

Das System von Delperdange erfordert für jede Verbindung einen Kautschukring, ein Gleitblech und einen Bundring mit Lappen, Schraube und Mutter. Nimmt man den Werth des Kautschuks zu 10 Francs für das Kilogr., den des Bundrings mit Zubehör zu 1 Franc das Kilogr. an, so kommt jede Verbindung zwischen 0,55 und 3,06 Francs zu stehen. Nach dem Berichterstatter ist der Preis des Bundrings zu 1,20–1,25 Francs für das Kilogr. anzunehmen, wornach die Kosten für die Verbindung 60 Centimeter weiter Röhren sich auf 4 Francs erheben würden, was jedenfalls als das Maximum zu betrachten ist.

Die Schnauzenverbindungen werden vermittelst eines getheerten Hanfzopfes abgedichtet, über welchen Blei gegossen wird. Delperdange gibt die Kosten für diese Materialien an, die wir in der folgenden Tabelle im Vergleich mit den von Darcy angegebenen Preisen zusammenstellen.

Textabbildung Bd. 144, S. 21

Hierbei ist das Blei zu 0,58 Fr. für das Kilogr., die Hanfzöpfe zu 0,38 Fr. für das Kilogr. und die Stunde Arbeitszeit zu 0,40 Fr. gerechnet.

Nach Delperdange; Nach Darcy; Durchmesser der Röhren, in Millimetern; Gewicht der Hanfzöpfe, in Kilogr.; Gewicht des Bleies, in Kilogr.; Geldwerth, einschließl. Arbeitslohn, in Francs; Durchmesser der Röhren, in Millimetern; Gewicht der Hanfzöpfe, in Kilogr.; Gewicht des Bleies, in Kilogr.; Geldwerth, in Francs; Zeitaufwand, in Stunden; Geldwerth, einschließl. Arbeitslohn, in Francs

Hieraus ergibt sich, daß die Zahlen von Delperdange zwar etwas übertrieben sind, daß aber dennoch in Bezug auf den Preis der Verbindungen seinem System ein namhafter Vorzug zukommt. Wir glauben nicht zu viel anzunehmen, wenn wir sagen, daß die Kosten für die Verbindungen durch dasselbe auf die Hälfte vermindert werden. Hierzu kommt noch, daß das Legen und Auswechseln der Röhren leichter wird und mit dem Umlegen kein Materialverlust verbunden ist. Im Ganzen kann die Materialersparniß zu 10 Procent und der Gewinn an den Verbindungen zu 50 Procent gerechnet werden.

Es bleibt noch übrig, die praktische Brauchbarkeit des neuen Systems sowohl für Wasser- als für Gas- und Windleitungen zu erörtern. Die Verbindungen von Delperdange widerstehen, wenn sie gut ausgeführt sind, einem bedeutenden Drucke. Da sie aus einer elastischen Membran bestehen, so müssen sie vollkommen dicht seyn und besser als alle anderen die Gase zurückhalten. Ob freilich der Kautschuk seine Dichtheit bewahrt, oder ob er im Laufe der Zeit in Folge der Schwefelung andere Eigenschaften annimmt, ist eine Frage, welche sich nur durch längere Erfahrung entscheiden läßt. In den Gasleitungen setzen sich immer brenzlige Oele an dem Kautschuk an; der Einwirkung dieser Oele widersteht der vulcanisirte Kautschuk vollständig, höchstens erweichen sie ihn etwas. Diese Erfahrung hat sich wenigstens bei den Gasbrennern aus Kautschuk herausgestellt. Läßt man einmal die Anwendung des Kautschuks zu, so wäre es vielleicht am rationellsten, die elastischen Scheiben zwischen die Stoßfugen der Röhren einzulegen und sie in der Richtung der Leitung anzuziehen; allein diese Anordnung hat sich mit den einfachen Formen, welche die Röhren von Delperdange gestatten, noch nicht vereinigen lassen.

Unsere Abbildungen, Fig. 20–25, zeigen verschiedene Ansichten dieser Röhrenverbindung: Fig. 20 das Endstück eines gußeisernen Rohres mit seinem kreisförmigen Wulst, Fig. 21 eine Verbindung in gerader Richtung, Fig. 22 einen Längendurchschnitt dieser Verbindung parallel zur Achse, Fig. 23 einen Querdurchschnitt derselben rechtwinkelig zur Achse, nach der Linie XY in Fig. 21, Fig. 24 den Längendurchschnitt einer Verbindung mit schief angesetzten Röhren, Fig. 25 das schief abgeschnittene Endstück eines Rohres für Krümmungen.

A, A' sind die beiden verbundenen Röhren, B, B' die kreisförmigen Wulste der Röhren. Bei den geraden Verbindungen liegen die Achsen in gleicher Richtung, ohne daß die Endflächen an den Stoßfugen sich berühren. Durch den zwischen den beiden Wulsten gelassenen Zwischenraum wird die Verbindung weniger starr und kann den Wirkungen der Ausdehnung, sowie den Bewegungen in Folge des Erddrucks nachgeben. i, i ist der Ring aus dem vulcanisirten Kautschuk. Er ist auf beide Wulste zu gleichen Theilen vertheilt, und nimmt in Folge des Drucks, welchen der Bundring C auf ihn ausübt, die Gestalt derselben genau an. Der eiserne Bundring C hat eine geringere Breite als der Kautschukring, welchen er umfaßt, und hat an seinen Rändern Vorsprünge, welche die Verbindung dicht und unverrückbar fest halten, dabei aber den Röhren nach allen Richtungen hin Bewegung gestatten. Das Anziehen erfolgt vermittelst eines durch die beiden Lappen D, D' durchgesteckten Schraubenbolzens mit Mutter. e, e ist eine Blechplatte, welche man unter den Lappen D, D' zwischen den Bundring C und den Kautschukring i, i einlegt, um zu verhindern daß der Kautschuk beim Anziehen sich in Falten legt und sich zwischen die Lappen des eisernen Bundrings einklemmt. Diese Platte muß sehr dünn seyn, damit sie unter dem Drucke des Bundrings die gewünschte cylindrische Form annimmt. Wenn die Röhren weit sind, so wird der Bundring durch außen aufgesetzte Rippen verstärkt. Immer aber muß er, sowie auch das kleine Blechplättchen, verzinkt seyn, um gegen Oxydation geschützt zu seyn. Wenn die durchzuleitenden Flüssigkeiten oder Gase so beschaffen sind, daß sie den vulcanisirten Kautschuk angreifen, so bekleidet man die cylindrischen Wulste erst mit dünnem Bleiblech und überzieht dann dieses mit dem Kautschuk.

Wenn die Achsen der Röhren wegen der Unebenheit des Bodens oder aus irgend anderen Ursachen nicht in gleiche Richtungen gelegt werden können, so verbindet man, wie Fig. 24 zeigt, die Röhrenenden unter einem stumpfen Winkel. Der Kautschuk- und der Eisenring haben dann auf der den Lappen D, D' entgegengesetzten Seite eine größere Breite als bei den Lappen. Oder will man endlich ein Knie anbringen, so neigt man, wie Fig. 25 zeigt, den Wulst gegen die Achse. Je nachdem man die Ebene des Wulstes mehr oder weniger stark neigt oder beide Rohre nach gleichen Richtungen abschneidet, erhält man ein Knie mit einem mehr oder weniger großen Ablenkungswinkel.