V. Ueber die Eigenschaften der Seile und die Güte derselben, insoferne sie von ihrer Verfertigung abhängt. Von Hrn. Th. Tredgold. Aus dem Repertory of Patent-Inventions, Mai, 1826. S. 299. Mit Abbildungen auf Tab. II. Tredgold, über die Eigenschaften der Seile und die Güte derselben. 1. Die Eigenschaften eines guten Seiles haͤngen großen Theiles von dem Zweke ab, zu welchem dasselbe bestimmt ist: Dauer ist fuͤr jeden Fall von der hoͤchsten Wichtigkeit. 2. Sobald fuͤr Dauer gesorgt ist, muß fuͤr die groͤßte Staͤrke, insoferne sie mit jener vereinbar ist, Sorge getragen werden. 3. Seile muͤssen auch, soviel bei gehoͤriger Ruͤksicht auf Dauer moͤglich ist, die moͤglich groͤßte Biegsamkeit besizen. 4. Seile muͤssen einen bestaͤndigen Wechsel von Naͤsse und Trokenheit ertragen koͤnnen: dieser Wechsel ist es, der am meisten an ihrer Zerstoͤrung arbeitet. Dieß geschieht großen Theils dadurch, daß die Fasern mit einem klebrigen Stoffe, der das Wasser abhaͤlt, und in demselben unaufloͤsbar ist, gesaͤttigt werden: wenn dieser Stoff nicht klebrig waͤre, so wuͤrde die Staͤrke leiden, indem die Fasern uͤber einander glitschen wuͤrden. 5. Die einfachste Probe um zu sehen, ob die Fasern gehoͤrig gesaͤttigt sind, ist, ein Stuͤk Seil abzuwaͤgen, und dann bei einer mittleren Temperatur wenigstens 6 Stunden lang in Wasser zu tauchen. Wenn es mehr als 23 per Cent an Gewicht zunimmt, so ist es nicht gehoͤrig gesaͤttigt. Diese normale Zunahme muß an einem Stuͤke Seil bestimmt werden, welches mit aller Sorgfalt verfertigt wurde. Um bei dieser Probe zugleich auch die Guͤte des Theeres zu bestimmen, oder uͤberhaupt des Stoffes, womit man die Fasern saͤttigen will, muß dieses Stuͤk eine bestimmte Zeit uͤber einer Temperatur von 120 Fahr. (+ 39,11 Réaum.) ausgesezt werden; denn, wenn der Theer irgend ein wesentliches Oehl enthielte, wodurch er in Wasser aufloͤsbar wuͤrde, so wuͤrde dieses Oehl bei dieser Temperatur verduͤnsten. Im Sommer sind die Seile oͤfters einer solchen Temperatur ausgesezt. 6. Man kann durch eine groͤßere Festigkeit die Seile dem Wasser besser widerstehen machen; allein, dadurch leidet ihre Biegsamkeit so wie auch ihre Staͤrke: daher muß ein gewisses Gewicht des Seiles immer innerhalb eines gewissen Umfanges bleiben, wenn nicht Dichtheit durch Festigkeit auf Kosten der Biegsamkeit erhalten, und das Seil zu steif werden soll. 7. Es wird nicht ohne Nuzen seyn, die Umstaͤnde, durch welche die Staͤrke des Seiles schon bei seiner Verfertigung leidet, einzeln und genau zu betrachten, da sie noch in keinem uͤber diesen Gegenstand geschriebenen Werke untersucht wurden, obschon sie aͤußerst wichtig sind. Duhamel und Robison haben den Gegenstand nur theilweise betrachtet: eine halbe Theorie ist aber keine ganze, und muß, wie es sich erwarten laͤßt, mit der Erfahrung mehr oder minder im Widerspruche stehen. Seile sind keine unwandelbaren mathematischen Linien, und Geometrie reicht allein nicht hin, die Aufgabe zu loͤsen. Daher kommt es, daß theoretische Gelehrsamkeit zuweilen in Mißcredit geraͤth. Dieser Punct wird sich leicht erklaͤren lassen. Es ist moͤglich ein Seil so zu verfertigen, daß, wenn der Seiler dasselbe aus der Hand legt, jeder Faden desselben den moͤglich groͤßten Widerstand gegen das Abreißen nach der Laͤnge darbiethet. Ein solches Seil wird also, so lange es neu ist, das moͤglich staͤrkste seyn. Wird es aber diese Gleichheit der Spannung an den Faden auch in der Anwendung aͤußern? Wir koͤnnen wohl leicht das Gegentheil erweisen, wenn wir die Umstaͤnde erwaͤgen, welche bei der Anwendung eines Seiles Statt haben. 8. Ein Seil wird, wenn es gebraucht wird, nach allen Richtungen gebogen, und dadurch muͤssen nothwendig die aͤußeren Faden mehr gestrekt werden. Wenn dieß oͤfters geschieht, muͤssen diese aͤußeren Faden nachlassen, und wenn man die Staͤrke eines Seiles auf die Probe stellt, nachdem die aͤußeren Faden durch wiederholtes Biegen gestrekt wurden, so wird man es weniger stark finden, als da es neu war, vorausgesezt, daß es, zu beiden Versuchen als neu, so stark wie moͤglich gemacht wurde. Es ist ferner klar, daß ein Seil, welches so verfertigt wurde, daß alle Faden, so lange es neu ist, gleichen Widerstand leisten, wenn die aͤußeren Faden durch Gebrauch gestrekt wurden, die in der Mitte der Lizen befindlichen Faden nachlassen muͤssen, so oft das Seil eine bedeutende Spannung erleidet, und der losgewundene Hanf dieser gebrochenen Faden so viel Wasser einsaugen wird, daß das Seil in kurzer Zeit abfault. 9. Jede Erfindung und Entdekung, wodurch man das Seilerhandwerk zu verbessern hoffte, hatte stets zum Zweke, die die neuen Seile so stark zu machen, wie moͤglich. Die Folge hiervon fuͤr den Gebrauch wurde nie in Anschlag gebracht. Die vergleichenden Versuche wurden nur an neuen Seilen angestellt, obschon es ohne allen Zweifel besser gewesen seyn wuͤrde, die Seile so einzurichten, daß sie durch das Streken, welches sie waͤhrend des Gebrauches derselben erleiden, an Staͤrke zunehmen, und das verdorbene Material ersezen muͤssen. Die verschiedenen Patent-Seile werden, wenn sie nicht sorgfaͤltig gearbeitet wurden, sehr oft die in der Mitte gelegenen Faden zu kurz haben, selbst wenn sie noch neu sind. Wenn man solche Seile nur mit drei Viertel jener Last beladet, unter welcher sie reißen, so wird man die mittleren Faden abgerissen finden. Solche Seile muͤssen, wenn sie bei ihrer Probe durch angehaͤngte Gewichte, als neu, auch noch so schoͤne Resultate geben, beseitigt werden. Obige Bemerkungen gelten besonders von gewissen Patent-Seilen, welche, wir wissen nicht von wem, fuͤr die Flotte gemacht werden. Ich berufe mich auf die bei der Flotte gemachten Erfahrungen, ob diese Bemerkungen wahr sind oder nicht. 10. Wir wollen nun die gewoͤhnliche Art Seile zu spinnen, und dann jene Verbindung dieser Art mit der Patent-Methode betrachten, durch welche die besten Seile entstehen. An den gewoͤhnlichen Seilen sind die inneren Faden der Lizen zu lang, und wenn das Seil so eben fertig geworden ist, sind sie um so vieles zu lang, daß die Staͤrke desselben beinahe lediglich von den aͤußeren Faden der Lizen abhaͤngt. Seile, die auf diese Weise verfertigt wurden, sind um vieles schwaͤcher, als Patent-Seile, wenn diese so eben fertig geworden sind. Bei den gewoͤhnlichen Seilen macht jedes Streken, Biegen und Glitschen der Fasern waͤhrend des Gebrauches die aͤußeren Faden laͤnger, und daher die Spannung der Faden mehr gleichfoͤrmig, indem die inneren mehr gestrekt werden. Die Richtigkeit dieser Bemerkung wird durch die bekannte Thatsache erwiesen: „daß die gewoͤhnlichen Seile staͤrker werden, nachdem sie einige Zeit uͤber regelmaͤßig gebraucht wurden.“ Sie scheint die einzige richtige Erklaͤrung jener Thatsache, wie sie zuerst in meinem Essay on the strength of Iron, 2. ed. p. 280. in der Anmerkung gegeben wurde. 11. Die Folge hiervon ist eben so einleuchtend, als wichtig. Ein Patent-Seil ist am staͤrksten, so lange es neu ist; allein mit jedem Monate, den es laͤnger gebraucht wird, wird die gleichfoͤrmige Spannung der Faden, von welcher anfangs die groͤßere Staͤrke abhing, mehr gestoͤrt. Ein gewoͤhnliches Seil hingegen ist, anfangs schwach, und wird durch den Gebrauch besser, indem die Spannung der Faden dadurch immer mehr gleichfoͤrmig wird. Allein, die Spannung der Faden kann an einem gewoͤhnlichen Seile nie vollkommen gleichfoͤrmig werden, und ein solches Seil kann daher nie den Vortheil des Widerstandes aller Faden besizen. 12. Der Fehler bei dem Verfahren mehrerer Patent-Seile besteht darin, daß die in der Mitte der Lizen gelegenen Faden zu kurz sind. Die Laͤnge derselben laͤßt sich durch folgendes Verhaͤltniß bestimmen. Die mittleren Faden einer Lize muͤssen um so viel laͤnger seyn, als das Seil, als dieses vor dem Brechen gestrekt wird, nebst der Verlaͤngerung, welche die oberflaͤchlichen Faden durch den Gebrauch erleiden: die uͤbrigen Faden richten sich nach jenen in der Mitte. Die in der Mitte gelegenen Faden sollten nie kuͤrzer seyn, als nach diesem Verhaͤltnisse bestimmt wurde: wenn man sie etwas laͤnger macht, so wird nur sehr wenig Kraft verloren gehen: es ist aber besser, sie zu lang als zu kurz zu machen. Die aͤußerste Genauigkeit laͤßt sich nie erreichen; es wird sich indessen leicht durch Versuche eine Regel finden lassen, welche hinreicht, die Seiler bei ihrer Arbeit zu leiten. Bei dieser Verbesserung wird man die Patent-Seile besser, als die anderen, finden. 13. Es ist noch ein wichtiger Punct bei Verfertigung der Seile uͤbrig, auf welchen ich aufmerksam machen will, und dieser ist der Grad der Drehung, der an den Faden Statt haben muß, wenn das Seil fertig ist. Es darf nur soviel Drehung an den Faden uͤbrig bleiben, als noͤthig ist, um die Hanf-Fasern zu hindern, sich uͤber einander zu schieben; ein geringerer Grad von Drehung wuͤrde machen, daß die Faden auseinander gehen, ohne daß der Hanf reißt, und ein staͤrkerer, als durchaus nothwendig ist, wuͤrde die wirkliche Staͤrke des Fadens in dem Verhaͤltnisse des Winkels der Drehung schwaͤchen. Der gehoͤrige Winkel der Drehung wurde bisher noch nie bestimme; er laͤßt sich aber sehr leicht durch Versuche bestimmen, wodurch dann alle Zweifel gehoben sind. Die reinen Theoretiker wollen zu wenig Drehung, und die Seiler geben in der Praxis deren zuviel. Wir sind jezt einiger Maßen zu einer mehr theoretischen Analyse der Seilerkunst vorbereitet. 14. Obschon die Fasern des Hanfes nur sehr wenig ausdehnbar sind, so ist doch ein aus denselben gesponnenes Seil sehr dehnbar, und, wie wir gesehen haben, wird die Staͤrke durch die Dehnbarkeit gar sehr veraͤndert. Dieser Theil der Theorie der Seilerkunst wurde am wenigsten beleuchtet. Den am mindesten verwikelten Fall zur Untersuchung gibt das Schiffseil (hawser), wo eine gewisse Anzahl von Faden in drei Lizen gesponnen wird, und diese zu dem Seile zusammengeflochten oder gedreht werden. In Fig. 67. ist, A, B, das Seil; C, C, C, sind die drei Lizen; und D, E, ist ein Faden einer dieser Lizen, der sich in die Hanffasern, F, F, aufloͤsen laͤßt. Wenn die Drehungen alle denselben Winkel bilden, so laͤßt sich beweisen, daß die Staͤrke der geraden Hanffasern sich zur Staͤrke des Seiles beinahe verhaͤlt, wie der Halbmesser zu der mittleren Proportionalen zwischen dem Quadrate und dem Kubus des Cosinus des Winkels der Drehung, wenn alle Fasern gleich ausgedehnt sind, und der Drehungs-Winkel bei der groͤßten Spannung des Seiles gemessen wird, die dasselbe ohne zu reißen ertragen kann. Dieß sind Graͤnzen, welche man bei Anwendung theoretischer Grundsaͤze gaͤnzlich vernachlaͤßigt hat. 15. Der Cosinus des Winkels ist bei der staͤrksten Spannung des Seiles gewoͤhnlich 0,87, und daher, unter vorausgesezter gleicher Ausdehnung, die Staͤrke ungefaͤhr 0,708 Mahl die Staͤrke des Hanfes, oder kaum etwas mehr als zwei Drittel der Staͤrke des Hanfes. Allein in den meisten Faͤllen ist der Verlust groͤßer, als ein Drittel, weil die Theile nicht alle gleich gestrekt sind. Denn eine Litze besteht aus Faden, die um eine Achse, oder um einen in der Mitte gelegenen Faden, A, B, gewunden sind; Fig. 68. Die Laͤnge der aͤußeren Faden im Seile wird, ohne Spannung desselben, C, D, seyn; wenn das Seil aber gespannt wird, werden die Theile zusammengedruͤkt, und der Durchmesser des Kreises der aͤußeren Faden nimmt ab, und laͤßt die aͤußeren Faden sich ausdehnen, und das Seil sich verlaͤngern, wie die Litze, E, F, zeigt, so daß die Spannung auf die inneren Faden geworfen wird, wenn diese nicht bei dem Spinnen des Seiles so sehr aufgewikelt wurden, daß sie der Laͤnge nach gleiche Ausdehnung mit den aͤußeren bekommen. Dieses Verhaͤltniß genau zu erreichen, durch welches die aͤußeren und inneren Faden gleich gespannt werden, muß der Hauptzwek der hoͤchsten Vervollkommnung der Seilerei seyn. Die gewoͤhnliche Weise Seile zu spinnen laͤuft in das entgegengesezte Extrem; die inneren Faden sind zu sehr aufgewunden, so daß die ganze Spannung auf die aͤußeren geworfen wird, und Seile, die auf diese Weise gesponnen wurden, streken sich immer in einem sehr bedeutenden Grade, und saugen auch eine groͤßere Menge Feuchtigkeit ein, als die verbesserten Seile. Es ist aber besser, die aͤußeren Faden der Lizen kuͤrzer als die inneren zu machen, indem, wenn die inneren zu kurz sind, die Spannung großen Theils auf den mittleren Faden ruht, die nothwendig reißen muͤssen, was nachher auch an den Faden zunaͤchst am Mittelpuncte geschehen muß. Wenn nun der mittlere Theil des Seiles gebrochen ist, so wird dasselbe Wasser einsaugen, und die uͤbrigen Faden werden abfaulen. Dieß ist der Fehler, der durch die neueren Methoden entsteht, wenn sie nicht gehoͤrig geleitet werden. Nach der alten Weise kam die staͤrkste Spannung immer auf die aͤußeren Windungen in den Lizen, und wenn diese gelitten hatten, konnte man es alsogleich sehen. 16. Es laͤßt sich leicht bestimmen, ob die Lizen eines Seiles so verfertigt wurden, daß die Faden alle gleich gespannt sind; denn, wenn sie dieses sind, so muͤssen die im Mittelpuncte befindlichen Faden, wenn sie aus den Lizen genommen werden, ungefaͤhr um 1/10 laͤnger seyn, als die Lizen selbst, die Drehung mit gemessen. Es laͤßt sich wirklich leicht ein Maßstab zur Bemessung aller Faden entwerfen, so daß man jede wesentliche Abweichung bei Verfertigung derselben leicht entdeken kann. 17. Bei den großen Anker-Tauen entsteht nothwendig ein noch groͤßerer Verlust an Staͤrke des Hanfes. In Fig. 69. ist, A, B, das Tau; C, C, C, sind die drei Seile, die es bilden; D, D, D, die drei Lizen eines einzelnen Seiles; E, F, die Faden, die in Hanf-Fasern, G, G, aufgeloͤst sind. Da nun das Anker-Tau noch um Ein Mahl mehr gedreht werden muß, als ein Schiff-Seil (hawser), so laͤßt sich erweisen, daß die eigentliche Staͤrke des Hanfes sich zur Staͤrke des Taues beinahe verhaͤlt, wie der Halbmesser zu der mittleren Proportionalen zwischen der dritten und vierten Potenz des Cosinus des Drehungs-Winkels, wenn das Tau so verfertigt ist, daß die Fasern durch die spannende Kraft alle gleich ausgedehnt werden. Oder daß seine Staͤrke sich zur Staͤrke der drei Seile, die es bilden, sich verhaͤlt, wie der Cosinus des Drehungs-Winkels, was, bei dem gewoͤhnlichen Winkel, beinahe wie 87 zu 100 betraͤgt. Das heißt, es gehen 13 Theile von 100 an der Staͤrke verloren, wenn man ein Tau aus Seilen spinnt. Dieser Verlust an Staͤrke wird aber durch den groͤßeren Grad von Festigkeit ersezt, den man durch diese Verbindung erhaͤlt; denn die Festigkeit steht hier nicht im Verhaͤltnisse mit einer groͤßeren Steifigkeit. Uebrigens muß bei Tauen wie bei Seilen dieselbe Aufmerksamkeit auf gleichfoͤrmige Vertheilung der Spannung der Faden in den Lizen verwendet werden. 18. Da es nun, nach einer richtigen Theorie, offenbar ist, daß die Ausdehnung an jedem Theile des Seiles gleich seyn muß, so ist die einfachste Weise dasselbe zu bilden diese, daß man jedem Faden eine soviel moͤglich gleiche Drehung gibt, und ebenso auch jeder Lize. Daher ist es wahrscheinlich, daß Seile, die auf der Maschine gemacht wurden, alle uͤbrigen Umstaͤnde gleich gesezt, besser sind; wenn der Hanf in Maschinen zu Faden gesponnen wird, so wird hoͤchst wahrscheinlich ein bedeutender Vortheil herauskommen. 19. Sollten durch diese Bemerkungen die Seile wohlfeiler, staͤrker und sicherer werden, so wuͤrde ich mich fuͤr meine Muͤhe hinlaͤnglich belohnt glauben. Bei genauerer Untersuchung dieses Gegenstandes wird man an Vergleichung und Zerlegung einzelner Muster im verschiedenen Zustande von Abnuͤzung und aus verschiedenen Fabriken noch viele Belehrung finden; das sicherste Mittel zur Wahrheit zu gelangen, und Irrthum zu vermeiden. Man kann hieruͤber die Werke des Dr. Young, der HHrn. Chapman und Duhamel, und Dr. Robison vergleichenAuch Roxburgh's Abhandlung „Ueber die Cultur, Eigenschaften und verhaͤltnißmaͤßige Staͤrke des Hanfes und anderer vegetabilischen Fasern,“ polyt. Journal Bd. XV. S. 426. u. f. A. d. R., und auch die kleinen Schriften der HHrn. Huddarts und anderer, die sich fuͤr besondere Systeme interessirten, nachdem man vorlaͤufig die allgemeinen Grundsaͤze der Seilerei gruͤndlich studirte.