Ueber die Beziehungen von Stoss und Druck in ihrem Gebrauche zu Deformationsarbeiten; von Friedrich Kick, Professor am deutschen Polytechnicum in Prag. Mit Abbildungen auf Taf. VIII [a.b/1]. Kick, über die Beziehungen von Stoß und Druck in ihrem Gebrauche zu Deformationsarbeiten. Die Technologie kennt eine große Zahl von Formänderungen der Materialien, welche bald durch ruhig oder stetig wirkende Kräfte, bald durch Stöße herbeigeführt werden. Wir erinnern hier an das Schmieden mittels Hammerarbeit und, im Gegensatze hierzu, an Haswell's Preßschmieden; an das Prägen unter den alten Fall- und Prägwerken und unter der Uhlhorn'schen Maschine oder unter hydraulischen Pressen; an die Stabeisenfabrikation in den alten „Eisenhämmern“ und an jene in den modernen Walzwerken; an die Nietenfabrikation durch Schmieden und jene durch Pressen; an das Steinbohren durch Meißelbohrer und jenes durch den rotirenden Diamantbohrer u. a. m. Ein Blick auf die hier bezogenen Beispiele zeigt, daß jene Mittel, welche durch Stoß wirken, einer weit älteren Zeit entsprangen und unstreitig auch constructiv einfacher sind als jene, wobei ruhiger, entsprechend angewendeter Druck dieselbe und oft noch bessere Arbeit vortheilhafter verrichtet. Es ist auch nicht zu gewagt, den Schluß zu ziehen, daß die Technik der Neuzeit sich bestrebt, stoßend wirkende mechanische Mittel durch drückend wirkende zu ersetzen. Gebrauchen wir das Wort Druck der Kürze wegen für ruhig und stetig wirkende Kräfte, mögen dieselben das Material auf Zug-, Druck-, Schub-, Biegungs- oder Torsionsfestigkeit in Anspruch nehmen, sei uns also dieses Wort im Folgenden ein bequemer Ersatz für „ruhige Inanspruchnahme“ im Gegensatz zum Stoß, so können wir sagen: Es zeigen die vorerwähnten Beispiele, daß stoßend wirkende mechanische Mittel mit Erfolg durch drückend wirkende ersetzt werden können, und dies legt den weiteren Schluß nahe, daß der Arbeitsaufwand für Deformationen unter ruhigem Drucke kleiner sei, als jener bei Anwendung von Stößen. Zu diesem Satze, dessen Richtigkeit in seiner vollsten Allgemeinheit — d. h. mit Beziehung auf beliebige Zahl und Intensität der Stöße und für jedes Material — wir behaupten, gelangten wir durch anderweitige Betrachtungen, und sei er zunächst durch solche seiner scheinbaren Ungereimtheit, des scheinbaren Widerspruches mit den Erfahrungen des täglichen Lebens entkleidet. Jede Deformationsarbeit (sei dieselbe ein Dehnen, Verkürzen, Biegen, Reißen, Brechen etc.) läuft daraus hinaus, die kleinsten Theilchen eines Körpers, oder wenigstens jene eines Theiles des Körpers, in eine andere relative Lage zu bringen. Jeder Verschiebung der kleinsten Theilchen, welche bei einer Deformation ihre gegenseitige relative Lage ändern müssen, wird durch die „inneren“ Kräfte ein gewisser Widerstand entgegengesetzt. Denken wir uns nun ganz dieselbe Deformation einmal durch einen ruhigen Druck, ein zweites Mal durch einen Schlag hervorgebracht, so sind die inneren Widerstände durch die gleichen Wege überwunden worden und beide Arbeitsgrößen müßten daher gleich sein, d. h. die mechanische Arbeit (Kraft mal Weg) des durch ruhige Inanspruchnahme (Druck) wirkenden, entsprechend construirten Apparates müßte gleich der Stoßarbeit oder der zur Deformation verwendeten lebendigen Kraft des stoßend wirkenden Werkzeuges sein. Dieser ideelen Forderung kann aber nicht entsprochen werden; der Stoß muß immer Verdichtungen der unmittelbar stoßenden und gestoßenen Oberfläche und Vibrationen zur Folge haben, welche mit der praktisch beabsichtigten Formänderung Nichts zu thun haben, und hierfür geht ein guter Theil von mechanischer Arbeit verloren. Läßt man z. B. auf einen an seinen beiden Enden unterstützten Eisenstab ein Gewicht in der Mitte des Stabes auffallen, so wird nicht allein eine bestimmte Durchbiegung die Folge sein, sondern auch eine Compression der unmittelbar durch den Schlag getroffenen äußeren Schichten und in Consequenz hiervon eine oft sehr beträchtliche Erwärmung. Das mechanische Aequivalent einer Wärmeeinheit ist aber bekanntlich 424mk; es geht daher bei verhältnißmäßig geringer Erwärmung einer größeren Masse, in Folge der Verdichtung durch Stöße, ein bedeutender Theil der Stoßarbeit für Formveränderung verloren. Hierzu gesellen sich noch die Vibrationen der Unterlage. Dies wird man zugeben, doch behaupten, daß der Stoß vortreffliche Dienste leistet, wenn ein starrer Körper getheilt werden soll. Man wird sagen: „Das Zersprengen eines Steinblockes vermittels mehrerer Eisenkeile, die in eine in den Stein gemeißelte, geradlinige Furche gesetzt und dann mit mäßig starken Schlägen angetrieben werden, erfordert eine ungemein kleine Wirkungsgröße, wenn man sie mit jener vergleicht, die erforderlich wäre, um den Stein durch eine nur durch Druck wirkende Belastung zu zerbrechen. Dies erklärt sich dadurch, daß beim Zersprengen mit Keilen nur allein jene Körpertheilchen, welche in der Sprungfläche liegen, erschüttert zu werden brauchen, um eine Trennung derselben zu bewirken, während die ganze übrige Masse des Steinblockes unverändert bleiben kann; wo hingegen, wenn ein Zerbrechen durch Belastung hervorgebracht werden soll, in allen Theilen der Steinmasse Ausdehnungen oder Zusammenpressungen hervorgebracht werden müssen, von denen nur diejenigen, welche in der Nähe der Brechungsebene stattfinden, zweckdienlich sind. Der Vortheil des Zersprengens beruht also darauf, daß eine gewisse lebendige Kraft gerade nur auf diejenigen Körpertheile wirksam gemacht wird, die von einander getrennt werden sollen, wo hingegen beim Zerbrechen durch Druck der ganze Körper unnöthiger Weise deformirt wird.“Redtenbacher: Principien der Mechanik. Dem Satze: Der Vortheil des Zersprengens beruht darauf, daß eine gewisse Arbeit gerade nur auf diejenigen Körpertheile wirksam gemacht wird, die von einander getrennt werden sollen, stimmen wir vollkommen bei; dies kann aber auch ohne Anwendung von Stößen geschehen. Wir erinnern an das Sprengen von Steinen durch befeuchtete Holzklötze; auf das Zerklüften durch die Wirkung gefrierenden Wassers und an das Absprengen von Glas durch entsprechende Erwärmung und plötzliche Abkühlung. Wird durch diese Mittel nicht auch ein Sprengen erzielt, mit geringem Arbeitsaufwande und doch ohne Schlag? Ja noch mehr. Wir kennen seit einigen Jahren in vielen Haushaltungen ein einfaches Werkzeug zum Zerkleinern des Zuckers, die sogen. Zuckerzange, welche das „Zuckerschlagen“ mit Messer und Hammer — vergleichbar dem Keil und Schlägel der Steinmetze — verdrängte. Wer dieses einfache Werkzeug nicht zu handhaben versteht, wird wohl beim alten Verkleinerungsverfahren bleiben; wer jedoch einige Fertigkeit erlangte, wird gewiß gefunden haben, daß der Zweck mit weniger Anstrengung (Arbeit) erreicht wird. Unseres Wissens ist dies (von den meist irrationellen Schotterquetschen abgesehen) das erste Zerkleinerungswerkzeug für einen starren Körper, welches auf ruhigem Druck basirt; doch zweifeln wir nicht, daß weitere folgen werden. Redtenbacher sagt ferner: „Das Eintreiben eines Pfahles in die Erde ohne Anwendung von Schlägen ist so zu sagen eine praktische Unmöglichkeit. Wollte man einen Pfahl auf irgend eine Weise in die Erde hineindrücken, so würden dazu ganz riesenmäßige Vorkehrungen und Veranstaltungen nothwendig werden; man müßte entweder auf den Pfahl eine Last legen, die ungefähr dem Gewicht eines Hausbaues gleich käme, oder man müßte, wenn man das Eintreiben mittels einer Presse bewerkstelligen wollte, diese Presse zuerst mit dem Erdboden so stark befestigen, wie es der Pfahl ist, wenn er einmal in der Erde steckt; dabei setzt man also voraus, daß das, was erst entstehen soll, bereits vorhanden sei.“ Es ist auch hier, der „nützlichen Wirkung der Schläge“ zu liebe, zu weit gegangen worden. Ganz abgesehen davon, daß das Einschrauben von Piloten in das Erdreich oft möglich und auch vortheilhaft sein kann, ist so viel gewiß, daß die Kraft oder der Druck, welcher zum Eintreiben erforderlich wäre, nichts weniger als exorbitant zu nennen ist. Denken wir uns die Hauptmauer eines vierstöckigen Gebäudes auf einer einfachen Pilotenreihe ruhend und sei der Abstand der Piloten, Mittel zu Mittel, 3 Fuß, so ist die Belastung eines Pfahles ca. 500 Ctr. (oder 25 000k), wobei die Mauerstärken des Keller- und Erdgeschosses zu je 3, der drei Stockwerke zu 2, 2 beziehungsweise 1½ Fuß angenommen würden. Man wird gewiß nicht behaupten können, daß ein Druck von 500 Ctr. nicht mehr zu erzielen ist. Denken wir uns das Pilotirungsschiff, oder bei Landpilotirungen einen Wagen, mit dieser Last beladen, so kann die auf diesem Vehikel entsprechend angebrachte Presse den geforderten Druck ausüben. Ja selbst wenn doppelte und dreifache Sicherheit verlangt wäre, d. h. wenn man forderte, daß die Pilote selbst bei 1000 oder 1500 Ctr. nicht mehr weiter einsinken darf, so würde auch die Erzielung dieses Druckes auf keine unüberwindlichen Schwierigkeiten stoßen. In lockeren Boden (Sandboden) hat Capt. Liernur, und nach ihm Andere, das Eintreiben der Piloten mit ausgezeichnetem Erfolge dadurch erzielt, daß er längs der Pilote ein Röhrchen anbrachte, dessen Oeffnung nahe der Pilotenspitze einen dünnen aber kräftigen Wasserstrahl austreten ließ, wodurch der feine Sand zur Seite geschafft und gegen oben verdrängt, das Niedersinken der Pilote gestattete. Es liefert dieses Verfahren ebensowohl einen Gewinn an Zeit, als an mechanischer Arbeit. Mit diesen Betrachtungen soll nur gezeigt werden, daß der Vortheil der Anwendung der Ramme zum Pilotiren, oder allgemeiner gesprochen, der Anwendung von Stößen ein sehr fraglicher ist. Es kommt wohl — z. B. bei Montirungen — vor, daß man einen schweren Körper durch Schläge verschiebt, resp. in die richtige Position bringt, und es wird dieses Mittel seiner Einfachheit wegen auch immer hier und da Verwendung finden; in diesen Fällen ist sich aber der Mechaniker klar, daß Arbeit für die Bewegung verloren geht (d. h. in Disgregation und Wärme verwandelt wird) und daß Hebel, Winden und dergl., wo sie anwendbar sind, vortheilhafter wirken. So wie nun Stöße zum Zwecke von Massenbewegungen einen Verlust an Arbeit bedingen — und zwar darum, weil ein Theil der im stoßenden Körper angesammelten Arbeit als Disgregations- und Wärmearbeit verloren geht, — so bedingen auch Stöße, zu Formänderungen oder Deformationen angewendet, stets einen Verlust an Arbeit, weil sich Compressionen der äußersten Schichten, und Umsetzung von Arbeit in Wärme in einem größeren Maße als bei Anwendung ruhigen Druckes nicht vermeiden lassen. Es kann behauptet werden, daß sich die Wirkung von Stößen mit der Wirkung stetiger Kräfte (Drücke) überhaupt nicht vergleichen lasse, indem die Deformationen ganz andere sind. Dies geben wir für viele Fälle ohneweiters zu, ja wir werden hierauf in einer späteren Arbeit zurückkommen; doch kann in anderen und sehr zahlreichen Fällen, z. B. dem Durchbiegen einer Achse, dem Prägen einer Münze u. s. w., ganz wohl gefragt werden, wie sich die Arbeitsgrößen verhalten für dieselbe Durchbiegung, dieselbe Prägung u. s. w., wenn Stöße oder wenn Druck zur Formänderung angewendet wurde. Für solche Fälle haben wir behauptet, daß ganz allgemein der Arbeitsaufwand für dieselbe Deformation unter Anwendung von Druck kleiner sei, als unter Anwendung von Stoß. Wir wollen unsere Behauptung durch eine Reihe von Versuchsergebnissen belegen, welche wir theilweise der Literatur entnehmen. I. In einem Vortrage über Stahlbronze, gehalten am 10. April 1874 (im Selbstverlage gedruckt), veröffentlicht General Franz Ritter v. Uchatius Resultate über Zerreißversuche von Geschützgußeisen durch Stoß und Zug. Die Länge des Stäbchens betrug 75mm, der Querschnitt 0qc,5, das Fallgewicht 1k,15. m mk Die Stäbchen rissen bei 0,72 Fallhöhe beim 1. Stoße, entspricht 0,828 Die Stäbchen rissen bei 0,63 Fallhöhe beim 2. Stoße, entspricht 1,43 Die Stäbchen rissen bei 0,54 Fallhöhe beim 4. Stoße, entspricht 2,48 Die Stäbchen rissen bei 0,45 Fallhöhe beim 8. Stoße, entspricht 4,14 Die Stäbchen rissen bei 0,36 Fallhöhe beim 14. Stoße, entspricht 5,80 Die Stäbchen rissen bei 0,27 Fallhöhe beim 37. Stoße, entspricht 11,49 Die Stäbchen rissen bei 0,18 Fallhöhe beim 352. Stoße, entspricht 72,86 Die Stäbchen rissen bei 0,09 Fallhöhe beim 2052. Stoße, entspricht 212,38 Es wurde mithin mit dem geringsten Arbeitsaufwande das Reißen bei einer Fallhöhe von 0m,72 bewirkt und betrug derselbe 0mk,828. Es könnte angenommen werden, daß eine zwischen 0m,63 und 0m,72 liegende Fallhöhe bereits für das Zerreißen hingereicht hätte; da aber bei 0m,63 bereis zwei Schläge erforderlich waren, der Arbeitsaufwand für einen Schlag hier 0mk,715 beträgt, so kann die Zahl 0,828 als dem Minimum der zum Zerreißen erforderlichen Stoßarbeit sehr naheliegend betrachtet werden. Man erreicht also eine Deformation durch Stöße(oder Schläge) mit um so kleinerem Arbeitsaufwande, je weniger und je kräftigere Stöße man hierzu verwendet. Fragen wir nun nach dem Arbeitsaufwande, welcher für dasselbe Material bei ruhigem Drucke (Zuge) zum Zerreißen erforderlich war. Die Versuche ergaben: Textabbildung Bd. 216, S. 382 Last in k pro 1qc Querschnitt; Dehnung in 0,00001 der Länge; elast; bleib; Last in k pro 1qc Querschnitt; Dehnung in 0,00001 der Länge; elast; bleib. Nach diesen von General Uchatius gegebenen Versuchsdaten ist das Arbeitsdiagramm Fig. 1 construirt, wobei die Abscissen die Gewichte (100k als ½cm) und die Ordinaten die totale Dehnung, d. h. den Weg der Kraft (1/1000 der Länge d. i. 75/1000mm als 2cm) darstellen. Dieses Diagramm liefert als Arbeitsaufwand für das Zerreißen eines Stäbchens von 1qc Querschnitt aus Geschützgußeisen nahe 0mk,2, daher für ½qc Querschnitt aus Geschützgußeisen nahe 0mk,1. Vergleichen wir diese Zahl mit dem Arbeitsaufwande 0mk,828 für das Zerreißen durch Stoß, so stellt sich die Stoßarbeit als achtmal größer als die Druckarbeit dar. Die Arbeit für die Dehnung bis zur Elasticitätsgrenze beträgt, bei ½qc Querschnitt, etwa 0mk,003; es würde dies einem Schlage des Gewichtes pr. 1k,15 von weniger als 3mm Fallhöhe entsprechen, während Uchatius fand, daß schon bei 30mm die Schläge dieses Gewichtes die Elasticitätsgrenze nicht übersteigen. Wenn die erst angegebene Versuchszahlenreihe nachweist, daß ein kräftiger Schlag eine günstigere Ausnützung der lebendigen Kraft liefert wie mehrere schwächere Schläge, und hierauf gezeigt wird, daß dieselbe Wirkung durch ruhige Inanspruchnahme mit einem geringeren Arbeitsaufwande erzielt wird, als bei dem einen Schlage, so folgt ganz allgemein, daß zur gleichen Deformation Schläge einen größeren Arbeitsaufwand erheischen als ruhige Inanspruchnahme, für welche wir das Wort „Druck“ gebrauchten. Durch diese Versuche ist also obige Behauptung für Gußeisen bestätigt. II. Hr. Robert Lane Haswell machte zwei comparative Versuche,Wir sprechen für die Mittheilung dieser Versuche, welche noch nicht publicirt wurden, unseren Dank aus. eine und dieselbe Achse durch ruhigen Druck zu biegen und hierauf durch Schläge wieder gerade zu richten. Ist eine bleibende Durchbiegung nicht sehr bedeutend, so kann der Arbeitsaufwand, welcher für das Geraderichten erforderlich ist, gleich dem Arbeitsaufwand für die Biegung genommen werden; denn derselbe Stoß (Fallklotzgewicht mal Hubhöhe), welcher eine gewisse Biegung erzielte, richtet, in gehöriger Weise ausgeübt, das gebogene Stück auch wieder gerade. Dies vorausgeschickt, lassen Haswell's Versuche jenen Vergleich zu, welchen unsere Behauptung erfordert. Bei der angewendeten Hebelpresse betrug das auf das Hebelende reducirte Hebel- und Schalengewicht zusammen 241k,25; der kurze Hebelarm hatte 210mm, der lange 4845mm, und war daher das Uebersetzungsverhältniß 23,07. Der Abstand der Auflagen betrug 1m,5. Die Druckprobe ergab bei einer Schmiedeisen-Achse von 132mm,75 Durchmesser nachstehende Resultate. Textabbildung Bd. 216, S. 383 Auflage auf der Waageschale; Durchbiegung; elast; bleib; Anmerkung; k; mm; mm; Die Auflagegewichte sind um obengenannte 241k,25 zu vermehren und diese Summen je mit 23,07 zu multipliciren, um die in der Mitte der Achse ausgeübten Drücke zu finden. Diesen Daten entsprechend ist in Fig. 2 das Arbeitsdiagramm gezeichnet, welches für die bleibende Durchbiegung von 24mm den Arbeitsaufwand von 125mk liefert, und zwar entsprechen die Ordinaten wieder den Dehnungen (3mm für 1mm Durchbiegung) und die Abscissen den Belastungen, welche aber erst in der Umrechnung auf das Uebersetzungsverhältniß von 23,07 reducirt wurden; in dem Diagramm ist 1mm = 10k genommen, entspricht also thatsächlich 230k,7. — Da die Daten bezüglich der elastischen Streckung für die beiden letzten Belastungen nicht angegeben sind, so wurde das Diagramm nach dem Gefühle ergänzt; der hierdurch mögliche Fehler kann das Resultat um höchstens 10mk beeinträchtigen. Dieselbe Achse wurde nun durch Schläge unter einem Fallwerk zurückgebogen. Schlag Fallhöhe Durchbiegung m mm 1 0,600 12 2 0,600  5 3 0,332  3 4 0,335 – 2 Indem das Gewicht des Fallklotzes 649k,5 betrug, so beläuft sich der gesammte Arbeitsaufwand für das Zurückbiegen (eigentlich wurde eine kleine Krümmung nach der entgegengesetzten Seite erhalten) auf 1212mk,6. — Blos für das Zurückbiegen um 12mm wurden 389mk,7 aufgewendet. Unser Diagramm weist für die Arbeit der Biegung von 12 bis 24mm bleibender Deformation in der Fläche mnop den Arbeitsaufwand von ca. 56mk auf; es verhält sich demnach hier die Druckzur Stoßarbeit wie 56: 389,7 oder nahe 1 zu 7. Weil aber bei den wiederholten und schwächeren Schlägen der Arbeitsaufwand, wie dies auch Uchatius fand, noch größer wird, so kann es nicht Wunder nehmen, daß die gesammte Druckarbeit von 125mk zur gesammten Schlagarbeit von 1212mk,6 sich nahe wie 1:10 verhält. Einen zweiten Versuch machte Haswell mit einer Bessemerstahlachse von 129mm,5 Durchmesser. Dieselbe wurde durch ruhigen Druck auf eine bleibende Durchbiegung von 12mm,5 gebracht, und hierzu die oberwähnte Hebelpresse verwendet. Die Versuchsdaten sind folgende. Textabbildung Bd. 216, S. 385 Auflage auf der Waageschale; Durchbiegung; elast; bleibend; Auflage auf der Waageschale; Durchbiegung; elastisch; bleibend Das auf Grundlage dieser Daten construirte Arbeitsdiagramm Fig. 3 erweist den Arbeitsaufwand zu etwa 229mk. Bei der Zurückbiegung derselben Achse, durch Schläge unter dem Fallwerke, wurden nachstehende Resultate erhalten. Schlag Fallhöhe Durchbiegung m mm 1 0,6 7,0 2 0,7 2,5 3 0,6 0 Dieser Arbeitsaufwand beträgt 649,5 × 1,9 = 1234mk. Bei ruhigem Druck beträgt die Biegungsarbeit von 7 bis 12mm,5 (entsprechend Fläche wxyz) 75mk, während der erste Schlag einer Arbeit von 389mk,7 entspricht. In diesem Falle verhält sich die Druckarbeit zur Stoßarbeit wie 1:5. III. Bessemerstahlschienen-Proben vom Maschineninspectorate der indischen Staatsbahn, publicirt im Engineering deutsche Ausgabe 1. Bd. S. 26 (jetzt Stummer's Ingenieur). Textabbildung Bd. 216, S. 385 Druckprobe; Schlagprobe. Fallklotz 10 Ctr. Fallhöhe 5 Fuß; Tonnen; Durchbiegung in Zoll; gesammte; bleibende; Schlag; bleibende Durchbiegung; Zoll; Bruch. Der Abstand der Auflagen betrug in beiden Fällen 3 Fuß engl. Die Arbeit für die bleibende Biegung auf 1,31 Zoll stellt sich nach dem Diagramme Fig. 4 auf ca. 480 Fußpfund, und die Arbeit des ersten Schlages, welcher eine Durchbiegung von 1,25 Zoll hervorbrachte, auf 5000 Fußpfund, mithin verhält sich die Druck- zur Schlagarbeit nahe wie 1:10. Bei einer zweiten Schiene sind die Versuchsergebnisse: Textabbildung Bd. 216, S. 386 Druckprobe; Schlagprobe; Tonnen; Durchbiegung in Zoll; gesammte; bleibende; Schlag; bleibende Durchbiegung; Zoll. Der Abstand der Auflagen, die Fallhöhe und das Fallgewicht sind wie oben. Vergleichen wir die Arbeit des ersten Schlages, welche eine Durchbiegung von 1,19 Zoll hervorbrachte, mit der Arbeit, welche zu derselben Durchbiegung bei ruhigem Druck erforderlich war, so finden wir das Verhältniß von 5000:420. Die Zahl 420 ist aus einem Diagramm abgeleitet, welches wir hier weglassen. Die Druckarbeit zur Stoßarbeit stellt sich wie 1:12. Ganz ähnlich stellt sich dieses Verhältniß bei den Proben der in genannter Quelle mit Nr. 4, 5 und 10 bezeichneten Schienen, bei welchen wir auch die Vergleichrechnung durchführten. Unter den Proben befinden sich auch solche, welche mit gehärteten Schienen vorgenommen wurden, und sind die Versuchsdaten z. B. bei Schiene Nr. 20 nachstehende. Textabbildung Bd. 216, S. 386 Druckprobe; Schlagprobe; Tonnen; Durchbiegung in Zoll; gesammte; bleibende; Schlag; Durchbiegung Zoll; Hierbei betrug die Fallhöhe 5 Fuß, das Gewicht 6 Ctr. Aus einem Diagramme bestimmte sich die Arbeit für die Durchbiegung von 0,56 Zoll zu 240 Fußpfund, während der erste Schlag einer Arbeit von 3000 Fußpfund entspricht. Das Verhältniß der Druckzur Schlagarbeit beträgt demnach 1:12. IV. Wir legten eine parallelopipedische Fichtenholz leiste von den Querschnittsdimensionen 13,7 und 19mm hochkantig auf 0m,6 entfernte Unterlagen. Durch ruhigen Druck bei einem Arbeitsaufwande (nach einem Diagramm bestimmt) von ca. 0mk,3 erfolgte der Bruch. Im Schlagwerk wurde der 3k,43 wiegende Hojer durch 0m,1 Höhe fallen gelassen, ohne daß eine gleiche Leiste brach. Es wurde der Bruch erst bei einer Fallhöhe von 0m,21 erzielt, was einer Arbeit von 0mk,72 entspricht. Hier verhält sich also die Druckarbeit zur Schlagarbeit für den Bruch wie 1:2,4. V. Ein Glasstab von 6mm Durchmesser wurde an einem Ende zwischen Bleibacken im Schraubstock eingespannt, an dem anderen Ende, im Abstände von 17mm eine Waageschale im Gewichte von 235g aufgehängt. Es betrug bei der Belastung von 0k,235 die Biegung 2mm Es betrug bei der Belastung von 0,435 die Biegung 3 Es betrug bei der Belastung von 0,735 die Biegung 4 Es betrug bei der Belastung von 0,985 die Biegung 5 bei der Belastung von 1,135 erfolgte der Bruch. Das Diagramm liefert als Brucharbeit näherungsweise 0,34 Kilogramm-Centimeter. Fallproben. 20g durch 10cm Höhe auf das Ende des Stängelchens fallen gelassen, entsprechend einer Arbeit von 0,2 Kilogrm.-Centim., kein Bruch, 50g durch 10cm Höhe, entsprech. einer Arbeit von 0,5 Kilogrm.-Centim., kein Bruch, 100g durch 10cm Höhe, entsprech. einer Arbeit von 1,0 Kilogrm.-Centim., erfolgte der Bruch. Es ist daher auch aus diesem Versuche zu entnehmen, daß für dieselbe Deformationsarbeit (Bruch) bei Anwendung von Stößen eine größere Arbeitsleistung erforderlich ist. Es stellt sich die Druckarbeit zur Stoßarbeit ungefähr wie 1:2. Es ist, gestützt auf die unter I besprochene Versuchsreihe, nachgewiesen worden, daß man durch Stöße mit dem geringsten Arbeitsaufwande eine bestimmte Deformation zu Wege bringt, wenn man nur einen, aber entsprechend starken Schlag anwendet; es ist ferner dargethan, daß ruhige Inanspruchnahme ein noch günstigeres Ergebniß bezüglich des Arbeitsverbrauches liefert und zwar für eine Reihe von Fällen, mit verschiedenen Materialien als Gußeisen, Schmiedeisen, Stahl, Holz und Glas, und ist somit die Eingangs gemachte Behauptung durch die Versuche bestätigt worden. In v. Kaven's „Collectaneen über einige zum Brücken- und Maschinenbau verwendete Materialien“ (Hannover 1869) S. 38 ist zwar aus Kirkaldy's Versuchen über plötzlich angebrachte Gewichte das Gegentheil von dem gefolgert, was wir fanden; wir bemühten uns aber vergebens, die Begründung für diese gegentheilige Behauptung in jener Schrift zu entdecken. Zudem erscheint uns die Eingangs gemachte Reflection so wenig anfechtbar, daß diese wohl schon allein zur aufgestellten Behauptung berechtigt. Man könnte fragen, wie es komme, daß die Verhältnisse zwischen der Arbeit bei ruhiger Inanspruchnahme und bei Stößen zwischen 1:2 und 1:12 schwanken. Die durch die bezogenen Versuche erhaltenen Verhältnißzahlen müssen um mehr variiren, als dies durch den Charakter der Materialien bedingt ist, weil sie nicht unter ganz gleichen Verhältnissen vorgenommen wurden. Je weicher und auch je federnder die Unterlage ist, auf welche das Probestück aufgelegt wurde, um so weniger wirksam muß der Schlag sein, um so mehr Arbeit geht für die Formänderung der Unterlage oder für Vibrationen verloren. Schlägt der Fallklotz nicht unmittelbar auf das Probestück, sondern ist eine Zwischenlage eingeschaltet, wie bei den Versuchen I, so beeinträchtigt dies das Resultat ebenfalls. Die bedeutenden Abweichungen selbst bei demselben Materiale, z. B. Schmiedeisen (vergl. Versuche II mit III), sind dadurch erklärt. Aus den Diagrammen (vergl. Diagramm Fig. 1 und 2) ist zu ersehen, daß, je zäher ein Körper ist, umsomehr die Form des Diagrammes von der Dreiecksform abweicht. Oefter pflegt man den Arbeitsaufwand für den Bruch in der Weise approximativ zu berechnen, daß man das Zerreißgewicht mit der Dehnung beim Reißen multiplicirt und dieses Product durch zwei dividirt. In den durch die Diagramme Fig. 2, 3 und 4 dargestellten Fällen würde die mechanische Arbeit für das Zerreißen auf diesem Wege mehr als doppelt so groß gefunden werden, als sie nach dem Diagramme ist. Wir haben oben gesehen, daß bei Holz und Glas der Unterschied der Arbeitsgröße bei ruhigem Druck und jener für den Schlag, für eine bestimmte Deformation nicht sehr bedeutend ist. Hiermit stimmen einige Versuche überein, die den Vergleich herstellen sollten, in welchem Verhältnisse die Arbeitsleistung steht, welche erforderlich ist, um einen Nagel in Holz einzudrücken und andererseits einzuschlagen. Die Versuchsergebnisse wiesen einen geringen Unterschied bald zu Gunsten des Druckes bald des Schlages auf. Aus unserer Darstellung ergeben sich nachstehende Folgerungen: 1) Wendet man Stöße zur Deformirung oder Zertheilung von Körpern an, so ist hierzu ein größerer Aufwand von mechanischer Arbeit erforderlich, als wenn man ruhigen Druck hierzu verwendet. 2) Kennt man die mechanische Arbeit, welche einen Körper bei ruhigem Druck zertheilt oder bricht, so kann man sicher sein, daß ein Stoß, welcher diese mechanische Arbeit abzugeben vermag, die Zertheilung oder den Bruch nicht herbeiführt. 3) Ist die mechanische Arbeit für die vorübergehende Deformirung eines Körpers bis zur Elasticitätsgrenze bekannt, so werden Stöße, welche dieselbe Arbeit abzugeben vermögen, den Körper nicht bis zur Elasticitätsgrenze beanspruchen. Für den Maschinenbau würde hieraus folgen, daß man trachten soll, stoßend oder schlagend wirkende Mechanismen durch drückend wirkende zu ersetzen, und daß Maschinen, wie z. B. der Desintegrator (die Schleudermühle), auf einem irrigen Principe beruhen.