III. Versuche uͤber die Adhaͤsion verschieden geformter eiserner Bolzen und Stifte, wenn dieselben in verschiedene Holzarten eingetrieben worden sind. Von Hrn. Walter R. Johnson, Professor der Mechanik und Physik an dem Franklin Institute in Philadelphia. Aus dem American Journal of Science and arts, im Mechanics Magazine No. 729, S. 281. Mit Abbildungen auf Tab. I. Johnson's Versuche uͤber die Adhaͤsion verschieden geformter eiserner Bolzen. Die Adhaͤsion der verschieden geformten Bolzen, Stifte und Naͤgel ist sowohl fuͤr den Bruͤken- und Schiffbau, als auch fuͤr den Bau der Eisenbahnen und fuͤr andere aͤhnliche Zweke ein Gegenstand von hoͤchster Wichtigkeit. Namentlich verdient er in Bezug auf die Eisenbahnen eine groͤßere Aufmerksamkeit, als man auf den ersten Blik vermuthen moͤchte. Man ist naͤmlich wegen der hohen Preise des Eisens nicht selten gezwungen flache Schienen anstatt der Kantenschienen anzuwenden, und wenn die Geschwindigkeit eines Wagenzuges, der in Folge seiner eigenen Schwere uͤber eine schiefe Ebene hinabrollt, oder der durch die ganze Kraft seiner Maschine fortgetrieben wird, ploͤzlich durch die Bremse unterbrochen wird, so sucht die Reibung, welche zwischen dem Umfange des Rades und der Schiene Statt findet, die Schiene der Laͤnge nach zu bewegen, und mithin alle jene Bolzen zu uͤberwaͤltigen, womit die Schiene an den Enden der Fasern, die beim Eintreiben der Bolzen durchschnitten wurden, in innigere Beruͤhrung gebracht und befestigt wurde. Wenn nun dieses partielle oder totale Ziehen der Raͤder laͤngs der Schienen bald nach der einen, bald nach der anderen Richtung Statt findet, so werden die Bolzen nothwendig abwechselnden Impulsen nach entgegengesezten Richtungen ausgesezt. Wenn die Triebkraft, was ihre Wirksamkeit betrifft, wirklich von der Reibung abhaͤngt, wie dieß z.B. an der gewoͤhnlichen Locomotive der Fall ist, so muͤssen die Wirkungen der beiden erwaͤhnten entgegengesezten Kraͤfte beinahe ununterbrochen auf einander folgen, indem die Maschine durch ihre Treibraͤder die Schienen fortwaͤhrend nach Ruͤkwaͤrts zu treiben strebt, waͤhrend der Wagenzug saͤmmtliche Schienen, uͤber die er sich in demselben Momente bewegt, nach Vorwaͤrts zu draͤngen sucht. Dieser Einfluß ist so offenbar, daß ich an einer Eisenbahn, auf der der Transport nur nach einer Richtung Statt findet, und an der die Wagen in Folge ihrer eigenen Schwere zuruͤkkehren. Schienen sah, welche ganz lose geworden waren oder nur mehr mit einem einzigen Nagel festhielten, waͤhrend aus der schiefen Stellung der oberen Flaͤchen oder der Koͤpfe anderer Naͤgel deutlich zu erkennen war, daß sie in Hinsicht auf die hoͤlzerne Unterlage in eine schiefe Stellung gerathen. Diese einzige Thatsache duͤrfte als Beweis fuͤr die Wichtigkeit dienen, welche man bei derlei Bauten den Eigenschaften der Bolzen und Naͤgel beizulegen hat. Um nun einige dieser Punkte in Bezug auf die Gestalt der Bolzen oder Naͤgel und auf die Art des Holzes, in welches sie eingetrieben worden sind, zu bestimmen, wurden mehrere Versuche vorgenommen, aus denen die relative Ersparniß bei jeder Form von Bolzen und auch deren Tauglichkeit zu dem Zweke, zu dem sie bestimmt sind, hervorgehen soll. Das bei diesen Versuchen befolgte Verfahren bestand darin, daß jeder Bolzen bis auf eine gewisse Entfernung von seiner Schneide in einen Balken eingetrieben wurde; und daß man ihn dann mittelst eines geeigneten Apparates durch eine direct und nach seiner Laͤngenrichtung wirkende Gewalt auszuziehen suchte. Die hiezu benuzte Maschine war dieselbe, wie jene, deren man sich zur Ermittelung der Staͤrke des Eisens und Kupfers bei Gelegenheit der Versuche uͤber die Zaͤhigkeit des zu den Dampfkesseln verwendeten Materiales bediente. Ein starkes, mit dem Waagbalken dieser Maschine in Verbindung gebrachtes, eisernes Band hielt die Holzstuͤke fest; an dem entgegengesezten Theile der Maschine hingegen hielten Zangen mit entsprechenden Wangen, die durch eine starke Schraube fest angezogen wurden, den Kopf und den hervorragenden freien Theil des Bolzens fest. Das Ausziehen des Bolzens und das Zuruͤkziehen des Holzes ward dadurch bewerkstelligt, daß man an dem langen Hebelarme Gewichte anbrachte. Dabei ward sorgfaͤltig darauf geachtet, daß die Gewalt in der Laͤngenachse des Bolzens wirkte, und daß die Gewichte nur sehr allmaͤhlich erhoͤht wurden, damit keine hoͤhere Kraft, als eben zum Ausziehen der Bolzen noͤthig war, in Anwendung kam. Der erste Versuch betraf einen vierseitigen Burden'schen Patentbolzen mit Schneide, welche Art von Bolzen oder Stift dem Patenttraͤger gemaͤß unter allen Umstaͤnden gegen die Holzfaser eingetrieben werden soll. Dieser Bolzen, der 0,375 Zoll im Gevierte hatte, wurde 3 3/8 Zoll tief in eine gesunde Diele aus gut ausgetroknetem gelben Fichtenholze von New-Jersey eingetrieben. Zum Herausziehen desselben war eine Kraft von 2052 Pfd. erforderlich, und der in das Holz eingedrungene Theil des Bolzens wog genau 866 Gran Troy-Gewicht. Der zweite Versuch ward mit einem Bolzen vorgenommen, der an den Kanten Vorspruͤnge hatte, und an dem jene Seiten, die mit seiner Schneide parallel liefen, zwischen den Randvorspruͤngen ausgekehlt waren, waͤhrend seine beiden anderen Seiten bis zum Kopfe hinauf glatt verliefen. Einen Querdurchschnitt dieses Bolzens 1 1/5 Zoll uͤber seiner Schneide oder Spize sieht man aus Fig. 1. In einer Entfernung von 8/10 Zoll, d.h. da, wo die Randvorspruͤnge am wenigsten uͤber die Kante hinausragten, oder wo die zwischen ihnen befindliche Anschwellung einem vollkommenen Quadrate am naͤchsten kam, hatte er die aus Fig. 2 zu ersehende Gestalt. An beiden Figuren bezeichnet die punktirte Linie die Richtung der Schneide. Gegen den Kopf hin verschwanden sowohl die Randvorspruͤnge als die zwischen ihnen befindlichen Auskehlungen, wodurch der Bolzen hier eine quadratische Durchschnittsflaͤche bekam. Dieser Bolzen in dieselbe Diele, wie der vorhergehende eingetrieben, erheischte zum Ausziehen eine Gewalt von 1596 Pfd., wobei der in das Holz eingedrungene Theil 708 1/4 Gran wog. Seine Schneide war unregelmaͤßig; die Tiefe der Eintreibung war wie beim ersten Versuche 3 3/8 Zoll. Um nun hienach den relativen Werth der beiden beschriebenen Formen von Bolzen zu berechnen, muß man das zum Ausziehen eines jeden Bolzens erforderliche Gewicht durch die Zahl der Grane des in das Holz eingedrungenen Theiles dividiren; wonach 2052 : 866 = 2,37 und 1596 : 703,25 = 2,112. Mithin hat der glatte Bolzen vor dem ausgekehlten und angeschwollenen einen Vorzug, welcher sich beinahe verhaͤlt wie 23 zu 21. Dabei kommt noch zu beruͤksichtigen, daß der glatte Bolzen nur sehr allmaͤhlich durch Verstaͤrkung des Gewichtes ausgezogen wurde, waͤhrend der ausgekehlte unmittelbar nach Anwendung der 1596 Pfd. gleichsam mit einem Zuge entfernt wurde. Bei dem ersten Versuche wurde nachgeforscht, ob der Bolzen schon vor der Anwendung des aͤußersten Gewichtes nachgegeben hatte, es war jedoch keine Spur hievon zu entdeken. Dem dritten und vierten Versuch waren Bolzen der beschriebenen Art gewidmet; anstatt des gelben Fichtenholzes ward jedoch gut ausgetroknetes weißes Eichenholz genommen. Der 3 3/8 Zoll tief in dieses eingetriebene glatte Bolzen erheischte eine Kraft von 3910 Pfd. zum Ausziehen, wobei gleichfalls keine Spur eines Nachgebens zu bemerken war, als bis er ploͤzlich um einen Viertelzoll austrat, d.h. so weit als es der gestattete Spielraum und die Elasticitaͤt der Maschine erlaubte. Zum Ausziehen des ausgekehlten, mit Randvorspruͤngen und Anschwellungen versehenen Bolzens, der in dasselbe Holz gleichfalls 3 3/8 Zoll tief eingetrieben worden ist, waren 3791 Pfd. erforderlich. Dabei war vor dem Austreten desselben eine langsame, ungefaͤhr 1/25 oder 1/20 Zoll betragende Bewegung und ein allmaͤhliches Hervortreiben der Holzfasern unmittelbar um das Eisen herum bemerkbar. Bei diesen Versuchen ergab sich demnach, obwohl der glatte Bolzen ein groͤßeres absolutes Gewicht aushielt, wenn man das Gewicht des Metalles in Anschlag bringt, fuͤr den glatten Bolzen ein relativer Werth von 4,515 und fuͤr den ausgekehlten einer von 5,354. Die verschiedenen Umstaͤnde dieser vier Versuche sind in folgender Tabelle zusammengefaßt. Tabelle I. Textabbildung Bd. 66, S. 10 Art des Bolzens; Art und Beschaffenheit des Holzes; Breite des Bolzens in Zoll; Dike des Bolzens in Zoll; Tiefe der Eintreibung in Zoll; Gewicht des eingetriebenen Theiles in Cranen Avoir dupois; Zum Ausziehen erforderliche Gewalt in Cranen Avoir dupois; Verhaͤltniß de Auszieh-Gewalt zu dem Gewichte des Bolzens; Datum; Burden's glatter vierseitiger Bolzen; Bolzen mit Randvorspruͤngen, Auskehlungen und Anschwellung; Burden's glatter Bolzen; Bolzen mit Randvorsprungen etc. Es scheint demnach, daß der ausgekehlte Bolzen in dem gelben Fichtenholze beinahe um 5 Proc. minder vortheilhaft war, als der glatte; waͤhrend in weißem Eichenholze ersterer gegen 18 1/2 Proc. vor lezterem voraus hatte. Was den Vorzug des ausgetrokneten weißen Eichenholzes vor dem ausgetrokneten gelben Fichtenholze in Hinsicht auf das Festhalten der Bolzen betrifft, so ergibt sich dieser, wenn man den Versuch 1 und 3 vergleicht, wie 1 zu 1,9, und bei einem Vergleiche der Versuche 2 und 4 wie 1 zu 2,37. Bei den angegebenen Versuchen wurden die Bolzen unmittelbar nachdem sie eingetrieben waren auch wieder ausgezogen. Bei jenen Versuchen hingegen, die in der zweiten Tabelle zusammengestellt sind, wurde das Holz nach dem Eintreiben der Bolzen einige Tage lang in Wasser eingeweicht. Die Holzstuͤke waren so gleichartig, als man sie fuͤglich bekommen konnte; sie waren saͤmmtlich aus einem Balken und mit Vermeidung von Aesten und Spruͤngen geschnitten. Tabelle II. Textabbildung Bd. 66, S. 12 Art des Bolzens; Art und Beschaffenheit des Holzes; Breite des Bolzens in Zoll; Dike des Bolzens in Zoll; Tiefe des eingetriebenen Theiles in Granen; Zum Ausziehen erforderliche Gewalt in Pfund; Verhaͤltniß des Ausziehgewalt zu dem Gewichte des Bolzens; Datum und Bemerkungen; Bolzen mit Anschwellung und Auskehlung; Bolzen mit Anschwellung und Auskehlung nach Wegfeilung ersterer; Glatter, der Laͤnge nach gefeilter Bolzen; Gesaͤgter Bolzen; Burden's Patentbolzen Die ersten fuͤnf der in dieser Tabelle aufgefuͤhrten Versuche zeigen, daß die bei denselben angewendeten Holzarten in Hinsicht auf die Eigenschaft, Bolzen von einer gewissen Gestalt, welche bis auf eine gewisse Tiefe eingetrieben worden sind, zuruͤkzuhalten, in folgender Ordnung auf einander folgen: 1) Locustbaumholz, 2) weißes Eichenholz, 3) canadisches Tannenholz, 4) unausgetroknetes Kastanienholz, 5) gelbes Fichtenholz. Nach Versuch 6, 7 und 8 steht das Kastanienholz noch uͤber dem gelben Fichtenholze, das canadische Tannenholz aber unter beiden. Dasselbe ergibt sich auch aus Versuch 9 und 10. Vergleicht man das Resultat des ersten Versuches mit jenem des sechsten, und jenes des zweiten mit jenem des siebenten, so ergibt sich, daß die Anschwellung an der Spize des Bolzens nichts weniger als einen Vortheil brachte, sondern daß die Bolzen sogar ohne Anschwellung einen groͤßeren Halt besaßen, als mit einer solchen: so zwar, daß, wenn diese Gestalt auch ohne alle Gewichtserhoͤhung des Bolzens zu erzielen waͤre, sie immer noch geringere Vortheile darboͤte, als der einfache ausgekehlte Bolzen ohne Anschwellung. Bringt man vollends erst in Anschlag, daß durch die Anschwellung das Gewicht des Bolzens um 47 Gr. (= 806–759) erhoͤht wurde, so ist offenbar, daß der ausgekehlte Bolzen einen entschiedenen Vortheil vor dem anderen voraus hat. Bei den mit unausgetroknetem Kastanienholze vorgenommenen Versuchen (Nr. 1 und 6) betraͤgt dieser Vortheil 15 Proc., denn (2440 – 2121)/2121 und bei jenen mit gelbem Fichtenholze (Nr. 2 und 7) 12 1/2 Proc.: denn (2328 – 2069)/2069. Es erhellt auch wirklich, daß, wenn die Fasern des Holzes ein Mal durch den dikeren Theil des Bolzens oder durch dessen Anschwellung auseinander getrieben worden sind, an jenen Stellen, die hierauf der uͤber der Anschwellung befindlichen Einziehung gegenuͤber zu liegen kommen, ein Verlust in Hinsicht auf den Druk der Holzfasern gegen den Bolzen und mithin auch eine verminderte Reibung beider an einander entstehen muß. Bei der dritten Reihe von Versuchen wurde das Verhaͤltniß welches zwischen mannigfaltigeren Bolzenformen, als den bisher angewendeten bestehen koͤnnte, auszumitteln gestrebt. Da es offenbar ist, daß die ganze Haltkraft des Holzes großen Theils von der Zahl der Fasern abhaͤngen muß, welche durch den Bolzen der Laͤnge nach zusammengedruͤkt werden, so war vorauszusehen, daß die Kraft, mit der der Bolzen zuruͤkgehalten wird, großen Theils von dem Flaͤchenraume jener beiden Flaͤchen abhaͤngen muß, die beim Eintreiben des Bolzens gegen die Enden der Holzfasern zu liegen kommen. Es wurden bei dieser Reihe von Versuchen vier Holzarten und zehn verschiedene Formen von Bolzen in Anwendung gebracht; die sowohl in Hinsicht auf die Zwekmaͤßigkeit der Formen, als in Hinsicht auf die Haltkraft verschiedener Holzarten sich hiebei ergebenden Resultate sind aus der dritten Tabelle zu entnehmen. Tabelle III. Textabbildung Bd. 66, S. 14 Art des Bolzens; Art und Beschaffenheit des Holzes; Breite des Bolzens in Zoll; Dike des Bolzens in Zoll; Flaͤchenraum zweier Flaͤchen in Quadratzoll; Tiefe der Eintreibung in Zoll; Tiefe des eingetriebenen Theiles in Granen; Zum Ausziehen erforderliche Gewalt in Pfund; Verhaͤltniß des Ausziehgewalt zu dem Gewichte des Bolzens; Datum und Bemerkungen; Gerader, quadratisch vierseitiger Bolzen; Burden's Patentbolzen; Breiter flacher Bolzen; Schmaler flacher Bolzen; Gerader, quadratisch vierseitiger Bolzen; Breiter flacher Bolzen; Schmaler flacher Bolzen; Burden's Patentbolzen; Cylindrischer Bolzen in eine Schneide auslaufend; Bolzen mit Auskehlung und Anschwellung Textabbildung Bd. 66, S. 15 Art des Bolzens; Art und Beschaffenheit des Holzes; Breite des Bolzens in Zoll; Dike des Bolzens in Zoll; Flaͤchenraum zweier Flaͤchen in Quadratzoll; Tiefe der Eintreibung in Zoll; Tiefe des eingetriebenen Theiles in Granen; Zum Ausziehen erforderliche Gewalt in Pfund; Verhaͤltniß des Ausziehgewalt zu dem Gewichte des Bolzens; Datum und Bemerkungen; Bolzen mit Auskehlung aber ohne Anschwellung; Bolzen mit Auskehlung und mit Saͤgezaͤhnen im Grunde der Auskehlungen; Quadratisch vierseitiger Bolzen; Breiter flacher Bolzen; Schmaler flacher Bolzen; Cylindrischer, spiziger Bolzen mit 15 der Laͤnge nach von der Spize nach Aufwaͤrts zu eingefeilten Furchen; Glatter cylindrischer Bolzen Diese Tabelle liefert drei Reihen von Vergleichspunkten fuͤr unausgetroknetes Kastanienholz, ganz ausgetroknetes weißes Eichenholz, und ausgetrocknetes Locustbaumholz. Der quadratische Bolzen ward durch ein Gewicht von 1995, der breite flache durch ein Gewicht von 2394, und der schmale flache durch ein Gewicht von 2223 Pfd. aus dem unausgetrokneten Kastanienholze ausgezogen, was zusammen die Summe von 6612 Pfd. gibt. Die Summe fuͤr dieselben Bolzen aber mit weißem Eichenholze ist nach Versuch 5, 6 und 7 nicht weniger als 13110; und die Summe fuͤr das Locustbaumholz nach Versuch 13, 14 und 15 gar 18, 280, wonach diese drei Summen sich zu einander verhalten wie 1, 2 und 2 2/3. Hieraus folgt, daß die Haltkraft des weißen Eichenholzes gerade zwei Mal und jene des Locustbaumholzes 2 2/3 Mal so groß ist, als jene des unausgetrokneten Kastanienholzes. Vergleicht man die Resultate der Versuche 1 und 2, so ergibt sich, daß die zum Ausziehen der beiden Bolzen erforderlichen Kraͤfte mehr mit der Breite als mit der Dike oder mit dem Gewichte der Bolzen im Verhaͤltnisse stehen; denn der Bolzen mit 0,405 Zoll Breite und 0,402 Zoll Dike erheischte 1995 Pfd. zum Ausziehen, waͤhrend zum Ausziehen des Bolzens von 0,375 Zoll Breite 1873 Pfd. erforderlich waren. Der Berechnung nach ergibt sich 0,373 : 405 = 1873 : 2033 als die Haltkraft, anstatt der beobachteten 1995 Pfd., wornach die Differenz zwischen den beobachteten und den berechneten Resultaten nur + 38 Pfd. ist. Berechnet man die Haltkraft nach dem Gewichte der Bolzen, so erhaͤlt man 866 : 942 = 1873 : 2987 oder eine Differenz von 42 Pfd.; waͤhrend man, wenn man die Dike allein zum Grunde legt, 0,384 : 0,402 = 1873 : 1960, mithin eine Differenz entgegengesezter Art von 35 Pfd. erhaͤlt, indem die groͤßere Dike der geringeren Haltkraft entspricht. Dieses Correspondiren zwischen den Breiten und den zum Ausziehen erforderlichen Gewichten tritt noch mehr hervor, wenn man den dritten und namentlich den vierten mit dem zweiten Versuche vergleicht. So ergibt sich, wenn man den breiten flachen Bolzen (Vers. 3) mit dem Versuche 2 vergleicht: fuͤr die Breiten 0,373 : 0,539 = 1873 : 2701 anst. 2394 Dif. –   307 fuͤr die Gewichte 0,866 : 0,898 = 1873 : 1942 anst. 2394 Dif. –   452 fuͤr die Diken 0,384 : 0,288 = 1873 : 1379 anst. 2394 Dif. – 1015 und vergleicht man den duͤnneren und leichteren Bolzen (Vers. 4) damit, so erhaͤlt man fuͤr die Breiten 0,373 : 0,390 = 1873 : 1958 anst. 2223 Dif. – 266 fuͤr die Gewichte 0,866 : 0,566 = 1873 : 1224 anst. 2223 Dif. – 999 fuͤr die Diken 0,384 : 0,253 = 1873 : 1234 anst. 2223 Dif. – 989. Zu beinahe denselben Schluͤssen gelangt man, wenn man die mit ausgetroknetem weißen Eichen- und Locustbaumholze angestellten Versuche vergleicht. In der That scheint es, daß bei einer gegebenen Breite der Bolzenflaͤche eine Verminderung der Dike bisweilen der Haltkraft des Holzes zu positivem Vortheile gereicht; denn in dem weißen Eichenholze erforderte der Bolzen, der nur 0,390 Zoll Breite hatte, eine weit groͤßere Kraft als ein Bolzen, dessen Breite 0,405 Zoll hatte, obschon ersterer nur 0,253, lezterer hingegen 0,402 Zoll Dike hatte. Auch bei den mit dem Kastanienholze vorgenommenen Versuchen erheischte der duͤnnere, schmaͤlere und leichtere Bolzen eine absolut groͤßere Ausziehkraft. Dieß veranlaßt uns zu Bemerkungen uͤber die verschiedene Wirkung, welche verschiedene Bolzen auf verschiedene Arten von Holz ausuͤben. An den weicheren und mehr schwammigen Holzarten werden die Fasern naͤmlich, anstatt der Laͤnge nach auf den Ruͤken gelegt zu werden, durch das Eintreiben eines diken und besonders eines stumpfen Bolzens in Massen nach Ruͤkwaͤrts und Abwaͤrts zuruͤkgeschlagen, so daß die Flaͤchen des Holzkornes an gewissen Theilen mit der Oberflaͤche des Metalles in Beruͤhrung bleiben. Daß die hier dargelegte Ansicht die richtige ist, wurde durch die an den Bolzen mit Anschwellung beobachteten Resultate noch wahrscheinlicher. Denn, waͤhrend zum Ausziehen des ausgekehlten aber nicht angeschwollenen Bolzens, der in Kastanienholz eingetrieben worden ist (Vers. 6 Tab. II.), 1852 Pfd. noͤthig waren, forderte der ausgekehlte und zugleich mit einer Anschwellung versehene Bolzen (Vers. 1 Tab. II.) nur 1710 Pfd. Eben so zeigt Tab. III. Vers. 10, daß der Bolzen mit Anschwellung durch eine Gewalt von 3727 Pfd. aus dem weichen Eichenholze ausgezogen wurde, waͤhrend zum Ausziehen des Bolzens ohne Anschwellung, Vers. 12, ihrer 4247 noͤthig waren. Hienach scheint es, wenn der groͤßte Effect erzielt werden soll, erforderlich, daß die Holzfasern so viel als moͤglich in der Laͤngenrichtung gegen die Flaͤche des Bolzens druͤken, und zwar in seiner ganzen Laͤnge mit gleicher Intensitaͤt. Nach dem Verhaͤltniß ihrer Haltkraft zu dem Gewichte reihen sich die Bolzen den Versuchen 5 bis 12 gemaͤß in folgender Ordnung: 1. Schmaler flacher Bolzen, mit einem Verhaͤltnisse von 7,049 2. Breiter flacher Bolzen 5,712 3. Ausgekehlter Bolzen ohne Anschwellung 5,662 4. Ausgekehlter, gesaͤgter Bolzen 5,330 5. Ausgekehlter Bolzen mit Anschwellung 4,624 6. Burden's Patentbolzen 4,509 7. Vierseitig gehaͤmmerter Bolzen 4,129 8. Glatter cylindrischer Bolzen 3,200. Bei den Versuchen 16, 17 und 18 derselben Tabelle wurden cylindrische Bolzen mit kegelfoͤrmigen Spizen nach der Richtung der Holzfasern in das Holz eingetrieben. Diese Methode, glatte und gefurchte cylindrische Bolzen miteinander zu vergleichen, ward deßhalb gewaͤhlt, weil sich das Holz gar zu leicht spaltet, wenn man Bolzen von dieser Gestalt quer gegen die Holzfaser eintreibt. Beim Herausziehen dieser Bolzen zeigten sich die von ihnen gelassenen Loͤcher beinahe vierkantig, was von der Stellung der Jahresringe, und wohl auch davon herruͤhren muß, daß das Holz nach einigen Richtungen einen hoͤheren Grad von Elasticitaͤt hat, als nach anderen. Wahrscheinlich wuͤrde sich bei den Versuchen 16 und 17 ein etwas hoͤheres Resultat ergeben haben, wenn die Furchen der Bolzen eben so mit einer Schichte Oxyd uͤberzogen gewesen waͤren, wie dieß bei dem glatten, zu Versuch 18 genommenen Bolzen der Fall war. Wenn Loͤcher in die Steinbloͤke gebohrt werden, und wenn man diese Loͤcher spaͤter mit Holz verkeilt, welches bei der Befestigung der Unterlagen zur Aufnahme der Bolzen zu dienen hat, so findet die eben beschriebene Experimentirmethode eine Nuzanwendung. Wahrscheinlich duͤrfte sich in derlei Faͤllen der gefurchte Cylinder mit kegelfoͤrmiger gefurchter Spize als vortheilhaft bewaͤhren. Es wurden auch einige Versuche zum Behufe der Bestimmung der Wirkung der Eintreibung in verschiedene Tiefen auf die Gesammthaltkraft angestellt. Man waͤhlte zu diesem Zweke zweierlei Bolzen: naͤmlich den vierseitigen, aus der Hand gearbeiteten, dessen Durchschnitt 0,405 × 0,402 war, und den breiten flachen mit einem Durchschnitte von 0,539 × 0,288. Beide wurden auf verschiedene Tiefen in unausgetroknetes Kastanienholz eingetrieben, und dann einer Gewalt ausgesezt, die eben hinreichend war sie in Bewegung zu sezen. Diese Gewalt ward notirt, und unmittelbar darauf ward der Bolzen um einen Zoll tiefer eingetrieben und neuerdings der Gewalt ausgesezt. Alle meine Versuche bewiesen, daß, wenn ein Bolzen ein Mal in Bewegung gesezt worden ist, die zum gaͤnzlichen Herausziehen noͤthige Kraft weit geringer ist, als jene die zur Erzeugung der ersten Bewegung erforderlich war. Dieß erklaͤrt sich leicht dadurch, daß, da die keilfoͤrmige Spize 1/2 bis 1 Zoll in der Laͤnge hatte, und da diese Spize beim Zuruͤkziehen um eine geringe Streke groͤßten Theils von dem Druke der Fasern befreit wird, jener Theil der Haltkraft, der durch den kegelfoͤrmigen Theil des Bolzens bedingt ist, mit einem Mal aufgehoben wird. Aus Tabelle IV. wird man jedoch entnehmen, daß das bloße Bewegen eines Bolzens mit parallelen Flaͤchen die Haltkraft nicht wesentlich beeintraͤchtigt, wenn man den Bolzen neuerdings wieder auf eine groͤßere Tiefe als vorher eintreibt. Wenn man aber einen Eisenstab in Holz eintreibt, bis er das Holz in hohem Grade comprimirt, so kann der Ruͤkstoß, den das Holz ausuͤbt, so groß werden, daß der Bolzen nach dem lezten Schlage wieder etwas zuruͤkgetrieben wird, in welchem Falle nothwendig eine bedeutende Verminderung des gewoͤhnlichen Effecrs Statt finden muß. Hieraus ergibt sich, daß es in Hinsicht auf die Kraft, womit man die Bolzen, womit gewisse Materialien miteinander verbunden werden sollen, eintreibt, gewisse Graͤnzen gibt. Tabelle IV Textabbildung Bd. 66, S. 19 Art des Bolzens; Art und Beschaffenheit des Holzes; Breite des Bolzens in Zoll; Dike des Bolzens in Zoll; Flaͤchenraum der beiden gegen die Enden der Holzfasern druͤkenden Flaͤchen in Quadratzoll; Tiefe der Eintreibung des Bolzens in Zoll; Gewicht des eingetriebenen Theiles in Granen; Zum Ausziehen des Bolzens noͤthige Kraft; Verhaͤltniß des Kraft zu dem Gewichte des Bolzens; Datum; Vierekiger nicht gefeilter Bolzen; Breiter flacher Bolzen Vergleicht man die Versuche 1 und 4, so findet man, daß, wenn der flache Bolzen auf 1,8 eingetrieben worden ist, er dem Gewichte nach einen Vortheil von 42,3 Proc. vor dem vierekigen darbot. Eben so ergibt sich aus einem Vergleiche der Versuche 2 und 5 zu Gunsten des ersteren ein Vortheil von 37,7 Proc. Da wenn der Bolzen nur 1,9 Zoll eingetrieben war, ein geringerer Theil seiner parallelen Flaͤchen und dagegen ein groͤßerer Theil der kegelfoͤrmigen Spize der Ruͤkwirkung der Holzfasern ausgesezt war, so war natuͤrlich zu erwarten, daß die Haltkraft nicht genau den eingetriebenen Laͤngen entsprechen wuͤrde. Dabei versteht sich, daß, wenn hier von Schneiden und von dem keilfoͤrmigen Theile der Bolzen, sie mochten vierseitig, flach oder cylindrisch seyn, die Sprache war, die Richtung der Schneide jedes Mal quer gegen die Faser oder das Korn des Holzes gedacht wurde. Der keilfoͤrmige kann offenbar so scharf seyn, daß er beinahe zwei parallelen Flaͤchen entspricht. In diesem Falle ist dann die Neigung sich dem seitlichen Druke zu entziehen gering; und da der Druk selbst von der Spize an bis zu der Stelle empor, wo der Bolzen am diksten ist, zunimmt, so kann der Gesammtnuzeffect einer bestimmten Laͤnge so groß seyn, als eine gleiche Laͤnge der parallelen Flaͤchen, und selbst groͤßer: vorausgesezt, daß die Dike des Bolzens so groß ist, daß er beim Eintreiben eine bedeutende Zermalmung und eine unregelmaͤßige Biegung der Holzfasern erzeugt. Ist hingegen die Schneide sehr stumpf, so kann der Raͤkstoß so groß werden, daß dadurch die Adhaͤsion beeintraͤchtigt wird. In lezterem Falle ist daher der Nuzeffect der Keilform ein negativer, waͤhrend er in ersterem Falle ein positiver seyn kann.Folgende Formel duͤrfte die verschiedenen Versuche repraͤsentiren: R = lf ± c, wobei N die beobachtete Haltkraft; l die Laͤnge des eingetriebenen Theiles in Zoll, f die Haltkraft per Zoll der parallelen Flaͤchen, und c die Differenzen zwischen der Haltkraft eines parallelen Theiles des Bolzens und einer gleichen Laͤnge der convergirenden Flaͤchen in der Naͤhe der Spize andeutet. Das + und – wechselt nach dem oben angedeuteten Grunde.A. d. O. Der erste, zweite und dritte Versuch der lezten Tabelle gibt in der zehnten Columne zu erkennen, daß uͤber eine gewisse Graͤnze hinaus das Verhaͤltniß des Gewichtes des Metalles zu der Ausziehkraft abzunehmen beginnt, woraus erhellt, daß es, um einen bestimmten Grad der Befestigung zu erzielen, weit vortheilhafter ist, die Zahl der Bolzen anstatt deren Laͤnge zu erhoͤhen. Es laͤßt sich ferner aus diesen Versuchen abnehmen, daß die Adhaͤsion in weit naͤherer Beziehung zu dem Flaͤcheninhalte der comprimirenden Bolzenflaͤchen, als zu deren Gewichten steht. Bei dreien der Versuche laͤßt sich dieses Verhaͤltniß als identisch betrachten, und theilt man fuͤr jeden der fuͤnf Versuche die beobachtete Haltkraft durch den Flaͤchenraum der beiden Enden der Holzfasern gegenuͤber liegenden Flaͤchen, so gelangt man zu einem mittleren Resultate, aus welchem hervorgeht, daß die absolute Haltkraft des unausgetrokneten Kastanienholzes an quadratischen oder flachen Bolzen von 1,8 bis 3,9 Zoll in der Laͤnge gegen 813 Pfd. fuͤr jeden Quadratzoll jener Flaͤchen betraͤgt, die die Fasern des Holzes der Laͤnge nach zusammendruͤken. Fig. 7 bis 10 geben Ansichten des Holzes, wenn dasselbe nach der Achse der Loͤcher oder Aushoͤhlungen, die nach Ausziehung der Bolzen zuruͤkbleiben, gespalten worden. Fig. 7 zeigt das bei Versuch 11 Tab. II. erwaͤhnte Locustbaumholz, an welchem zum Ausziehen des Bolzens 3990 Pfd. erforderlich waren. Der obere Theil deutet an, in welchem Grade und auf welche Weise das Holz sich erhob, wenn sich der Bolzen in Bewegung sezte: eine Wirkung, welche der angestellten Untersuchung gemaͤß in allen Faͤllen in sehr geringem Grade Statt fand. Fig. 8 gibt eine Ansicht des auf Tab. III. unter Vers. 3 erwaͤhnten Kastanienholzes, und zwar sowohl unter Anwendung des breiten flachen Bolzens, als auch bei anderen Versuchen. An der Spize der Biegung nach Abwaͤrts erscheinen hier die Holzfasern nicht bloß gebogen, sondern selbst gebrochen. Fig. 9 zeigt das mit dem geraden ausgekehlten Bolzen (Fig. 10) probirte Stuͤk canadischen Tannenholzes, an welchem dem Vers. 8 Tabelle II. gemaͤß zum Ausziehen des Bolzens nur 1296 Pfd. erforderlich waren. Fig. 10 erlaͤutert, wie ein fehlerhaftes Stuͤk Foͤhrenholz (pitch pine) durch den Bolzen angegriffen wurde. Die zum Ausziehen noͤthige Kraft war hier so unbedeutend, daß ich deren Auffuͤhrung in den Tabellen fuͤr unzwekmaͤßig hielt. Fig. 11 ist eine Ansicht des in den Versuchen 1, 5 und 13 Tabelle III. erwaͤhnten quadratischen Bolzens von 0,405 Zoll im Gevierte. Fig. 12 ist der bei Vers. 9 Tab. III. gebrauchte cylindrische Bolzen von 0,485 Zoll im Durchmesser, der am unteren Ende in eine Schneide auslaͤuft. Fig. 13 ist der ausgekehlte, und an zwei Seiten mit Saͤgezaͤhnen versehene Bolzen, welcher bei Versuch 12 Tabelle III. in Anwendung kam. Fig. 14 ist ein Bolzen, dessen Flaͤchen mit glatten Auskehlungen versehen sind, welche sich von dem oberen Theile der Endzuspizung bis auf 3 1/2 Zoll hinauf erstreken. Fig. 15 ist ein Bolzen mit Auskehlung und Anschwellung, d.h. an welchem die Auskehlung in einer Entfernung von zwei Zoll von der Spize tiefer ist, als in einer Entfernung von einem Zoll von derselben. In ersterer Entfernung hat jede Auskehlung 0,066 Zoll in der Tiefe. Fig. 16 ist ein cylindrischer, in eine Spize auslaufender Bolzen von 0,5 Zoll im Durchmesser. Fig. 17 ist ein cylindrischer Bolzen von demselben Durchmesser, in dem jedoch von der Spize nach Aufwaͤrts 15 spiralfoͤrmig laufende Furchen angebracht sind. Fig. 18 endlich ist ein flacher Bolzen von 0,390 Zoll Breite und 0,253 Zoll Dike, wie er zu den in Tabelle III. aufgefuͤhrten Versuchen 4, 7 und 15 genommen ist. Ich muß schließlich bemerken, daß die einzigen aͤhnlichen Versuche, welche zu meiner Kenntniß gelangt sind, von Hrn. B. Bevan in Hinsicht auf die Adhaͤsion von Stiften, Bodennaͤgeln und Naͤgeln, welche der Laͤnge und der Quere nach in Holz eingetrieben wurden, angestellt worden sind. Diese Versuche erstreken sich auf verschiedene Holzarten, naͤmlich auf norwegisches Tannenholz, trokenes Eichenholz, Ulmenholz, trokenes Birkenholz und gruͤnes aͤgyptisches Feigenholz. Die angewendeten Naͤgel waren zum Theil sehr klein, denn es gingen von einigen 4560 auf ein Pfund Avoir dup. Zum Ausziehen eines solchen, auf 0,4 Zoll in eine Tannendiele eingetriebenen Nagels waren 22 Pfd. erforderlich. Von diesen Naͤgeln an stieg Hr. Bevan allmaͤhlich bis zu solchen, von denen 73 auf das Pfund gehen; und bei diesen zeigten sich die zum Ausziehen noͤthigen Kraͤfte bei einer Eintreibung von einem Zoll: fuͤr Tannenholz 187 Pfd. fuͤr Ulmenholz 327  – fuͤr Eichenholz 507  – fuͤr Birkenholz 667  – fuͤr aͤgyptisches Feigenholz 312  – Hr. Bevan untersuchte bis auf einen gewissen Grad den Unterschied, der daraus erwaͤchst, wenn man einen Nagel durch Schlage mit einem Hammer von bestimmtem Gewichte und aus einer bestimmten Hoͤhe, oder durch einfachen Druk in das Holz eintreibt. Er fand hiebei, daß zum Eintreiben eines Nagels der zweiten Art auf einen Zoll Tiefe ein Druk von 235 Pfd. und zum Ausziehen desselben eine Kraft von 187 Pfd. noͤthig war; daß zum Eintreiben desselben Nagels auf 1 1/2 Zoll Tiefe 400, zum Ausziehen hingegen 327 Pfd. erforderlich waren; daß endlich eine zweizoͤllige Eintreibung einen Druk von 610, beim Ausziehen hingegen eine Kraft von 530 Pfd. erheischte. In Versuche dieser Art einzugehen, lag, so hoͤchst interessant sie auch sind, nicht im Plane des Verfassers.