Titel: | Ueber einen neuen Apparat zur Untersuchung der Härtegrade des Stahles auf elektromagnetischem Wege; von Dr. A. von Waltenhofen, |
Autor: | Adalbert Waltenhofen [GND] |
Fundstelle: | Band 232, Jahrgang 1879, S. 142 |
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Ueber einen neuen Apparat zur Untersuchung der
Härtegrade des Stahles auf elektromagnetischem Wege; von Dr. A. von
Waltenhofen,
k. k. Regierungsrath und Professor in
Prag.
Mit Abbildungen.
v. Waltenhofen's Apparat zur Untersuchung der Härtegrade des
Stahles.
In einer schon vor längerer Zeit (1863) erschienenen Abhandlung: „über das
elektromagnetische Verhalten des Stahles“ (1863 170 201. Sitzungsberichte der Wiener
Akademie, Bd. 48) habe ich nachgewiesen, daſs die zwischen der
magnetisirenden Stromstärke x und dem erregten
magnetischen Momente y eines Stahlstabes stattfindende
Beziehung innerhalb gewisser Grenzen durch eine empirische Formel von der Gestalt:
y = kxn darstellbar ist, deren Coëfficient k von der sogen. „Coërcitivkraft“ des Stahles
abhängt. Ich habe ferner schon damals gezeigt, daſs die numerische Bestimmung dieses
Coëfficienten ein höchst empfindliches Prüfungsmittel für die Härtegrade der
untersuchten Stahlsorten an die Hand gibt.
Daſs dieses in seiner ursprünglichen Form ziemlich umständliche Verfahren, welches
den Besitz genauer Messinstrumente, sowie eine gewisse Uebung und Sicherheit in
deren Handhabung voraussetzt, in weiteren Kreisen nicht Eingang finden werde, war
wohl leicht vorauszusehen. Dagegen habe ich andererseits aus brieflichen
Mittheilungen entnommen, daſs das Princip der neuen Methode auch bei praktischen
Technikern Interesse und Beachtung gefunden, freilich aber auch den Wunsch angeregt
hat, dasselbe in einfacherer und bequemerer Ausführung allgemein zugänglich und
nutzbar gemacht zu sehen. Diese Erwägungen und Wahrnehmungen haben mich veranlaſst,
weniger umständliche Methoden zu elektromagnetischen Härteproben zu ersinnen und
endlich (mit Benutzung des Principes der Spiralanziehung) die im 217. Bande dieses
Journals beschriebene Wägungsmethode für den besagten Zweck in Vorschlag zu
bringen.
Eine seither erschienene Abhandlung: „Beziehungen zwischen Härte und chemischer Constitution
des Eisens“ von Bergrath A. v. Kerpely (Zeitschrift des berg- und hüttenmännischen Vereines für
Steiermark und Kärnten, 1878) hat mir einerseits den erfreulichen Beweis
geliefert, daſs auch mein neueres Verfahren nicht unbeachtet geblieben ist.
Andererseits aber habe ich daraus die Ueberzeugung gewonnen, daſs auch dieses
Verfahren noch immer nicht den zu einer allgemeineren Verbreitung desselben
erforderlichen Grad von Einfachheit und Bequemlichkeit besitzt. Ein solchen
Anforderungen, wie ich glaube, viel besser entsprechender Apparat soll nachstehend
beschrieben werden. Bevor ich aber darauf eingehe, sei mir gestattet, mit einigen
Worten auf die Versuche v. Kerpely's
zurückzukommen.
Herr v. Kerpely fand nämlich in der experimentellen
Durchführung meines Verfahrens Schwierigkeiten. Es würde zu weit führen, dieselben
hier eingehend zu besprechen und aufzuklären; doch muſs ich sie wenigstens in so
weit erwähnen, als nöthig ist, um zu zeigen, daſs es nicht an meiner Methode,
sondern an den Apparaten, welche v. Kerpely anwendete,
gefehlt hat, wenn ihm die Versuche nicht gelingen wollten. Ich will dahin gestellt
sein lassen, ob die bei seinem Apparate angewendete Magnetisirungsspirale mit der
meinigen in Dimensionen, Windungszahl und Beschaffenheit des Drahtes (Widerstand)
annähernd übereinstimmend war (der Verfasser sagt nur, daſs er sich „möglichst
genau“ an meine Vorschriften hielt). Setzt man dies aber voraus, so beweist
der Umstand, daſs v. Kerpely fünf Bunsen'sche Elemente
benöthigte, um die bei meinen Versuchen mit einem einzigen Bunsen'schen Elemente
bewirkte Spiralanziehung zu erzielen, weiter nichts, als daſs seine Elemente einen
gröſseren Widerstand hatten; sei es, daſs sie im Vergleiche mit den meinen kleiner
oder mit dichteren Diaphragmen versehen waren.Es wäre in diesem Falle angezeigt gewesen, mit parallel geschalteten Elementen (Zink mit Zink und Kohle mit Kohle
verbunden) zu experimentiren. Die Wirkung einer 5elementigen Säule wäre dann
schon mit einer geringeren Elementezahl zu erreichen gewesen.Nehmen wir beispielsweise an, die Magnetisirungsspirale v. Kerpely's hätte in der That genau denselben
Widerstand (0,08) wie die meine gehabt, bei welcher ich ein Bunsen'sches
Element vom Widerstande 0,06 anwendete. Nimmt man ferner an, daſs sonst
keine in Betracht kommenden Widerstände eingeschaltet waren (d.h., daſs der
Widerstand der Verbindungsdrähte vernachlässigt werden könne), so folgt aus
der Thatsache, daſs v. Kerpely 5 Elemente
nehmen muſste, um die von mir mit einem Elemente erhaltene Wirkung zu
erzielen, eben nur, daſs seine Elemente einen Widerstand x hatten, welcher mit Rücksicht auf das
Ohm'sche Gesetz der Gleichung entspricht:
\frac{1}{0,06+0,08}=\frac{5}{5\,x+0,08}, also
x=0,124, d. i. etwas mehr als das doppelte von dem
Widerstande meiner Elemente. Durch eine Parallelschaltung von nur zwei
solchen Elementen würde unter übrigens gleichen Umständen nahezu derselbe
Effect erzielt worden sein, wie mit der 5elementigen Säule; denn es besteht
das Verhältniſs \frac{1}{1/2\,(0,124)+0,08}:\frac{5}{5\times
0,124+0,08}=70:71. – Entsprechend anders würden sich
die Verhältnisse gestalten bei dem hier beschriebenen neuen Apparate, dessen
Spirale den gröſseren Widerstand 0,125 hat. Im Uebrigen ist dieser neue
Apparat, wie später bemerkt werden wird, für schwächere Anziehungen
eingerichtet. Auch scheint es, daſs bei der Batterie, mit welcher v. Kerpely arbeitete, die Zinkplatten nicht gut
amalgamirt warenMan sehe hierüber meine Bemerkungen in D. p. J.
1868 188 282., oder schlechte
Salpetersäure verwendet wurde; sonst hätte eine so rapide Abnahme des Stromes, wie
sie der Verfasser beschreibt, unmöglich eintreten können.
Daſs bei Anwendung einer solchen Stromquelle ein messendes Verfahren, wie das von mir
vorgeschlagene, weder mit Erfolg ausgeführt, noch die Brauchbarkeit desselben
richtig beurtheilt werden kann, ist selbstverständlich. In der That hat v. Kerpely durch die Untauglichkeit der besagten
Batterie sich veranlaſst gesehen, auf Anrathen eines befreundeten Fachmannes mit
einer 96elementigen Noë'schen Thermosäule seine Versuche fortzusetzen. Daſs er
jedoch auch mit dieser die bei meinen Versuchen von einem einzigen Bunsen'schen
Elemente bewirkte Spiralanziehung (von 87g bei
Anwendung eines Probestäbchens von weichem Eisen) nicht einmal annähernd erzielen
konnte, ist schon aus folgender Erwägung einleuchtend.
Eine 96elementige Noë'sche Säule hat im Vergleiche mit einem Bunsen'schen Elemente
zwar allerdings eine nahezu vierfache elektromotorische Kraftv. Kerpely nimmt eine dreifache an. Man sehe
hierüber meine diesbezüglichen Abhandlungen in D. p.
J. * 1871 200 17. 1877 224 268., dabei aber andererseits
einen Widerstand von 2½ bis 5 Siemens'schen Einheiten (je nach der Sorte der
dickeren oder dünneren Elemente), während der Widerstand des von mir angewendeten
Bunsen'schen Elementes nur 0,06 Einheiten betrug und somit in runder Zahl vierzig
bis achtzig Mal kleiner war. Bei dem sehr kleinen Widerstände der (aus dickem Drahte
gefertigten) Magnetisirungsspirale muſste daher die Wirkung jener Thermosäule der
meines Bunsen'schen Elementes weit nachstehen. Eine vortheilhaftere Anordnung wäre
es gewesen, wenn v. Kerpely die 4 Abtheilungen der
96elementigen Noë'schen Säule (mittels des an derselben angebrachten Pachytropes)
parallel geschaltet hätte, wodurch eine Combination
erzielt worden wäre, welche (im Vergleiche mit der vorigen) bei 4Mal kleinerer
elektromotorischer Kraft einen 16Mal kleineren Widerstand gehabt hätte. Freilich
würde auch diese (bei der vorausgesetzten Beschaffenheit der Magnetisirungsspirale)
einem groſsplattigen Bunsen'schen Elemente nicht äquivalent sein.
Die Einwendungen, welche v. Kerpely gegen mein
Verfahren, oder vielmehr gegen meine darauf bezüglichen Vorschriften und Angaben
macht, sind leicht zu widerlegen, insofern der Sinn derselben überhaupt klar
ausgesprochen ist.
In meiner Anleitung habe ich z.B. die Vorsicht empfohlen, das in die
Magnetisirungsspirale eingehängte tarirte Probestäbchen bei der Schlieſsung der Kette mit zwei
Fingern festzuhalten, um bei der im Momente des Stromschlusses plötzlich
eintretenden Spiralanziehung die damit verbundene Erschütterung des Wagebalkens zu
verhindern. Erst nach annähernder Ausgleichung durch Gegengewichte soll das Stäbchen
frei gelassen und genau ins Gleichgewicht gesetzt werden. Wenn v. Kerpely sagt, daſs diese Vorsicht bei seinen
Versuchen als ganz überflüssig sich erwiesen habe, so erscheint dies bei den
äuſserst geringen Anziehungen, auf die er sich bei der mangelhaften Beschaffenheit
seines Apparates beschränken muſste, ganz begreiflich. Wenn aber v. Kerpely weiter sagtBeide Stellen finden sich auf S. 19 der citirten Abhandlung., daſs
die von mir erwähnte plötzliche Anziehung der Wirkung „des inducirten Stromes“ entspricht, so ist mir dies ebenso
unverständlich, als wenn Jemand dasselbe z.B. von der analogen Erscheinung der
plötzlichen Anziehung eines Relaishebels sagen würde.
Auch dasjenige, was v. Kerpely über die bei den
besprochenen Versuchen in Betracht kommenden „Wirkungen des inducirten und des
remanenten magnetischen Momentes“ bemerkt, ist nach meiner Ansicht theils
irrthümlich, theils unklar und entzieht sich insofern einer vollständigen
Besprechung. Ersteres gilt z.B., wenn der Verfasser sagt: „man miſst bei
langsamer Hantirung meistens die Wirkung des remanenten Momentes“Dies ist beim beschriebenen Verfahren überhaupt nicht möglich, denn das dabei
wirksame Moment ist immer ein temporäres, von
welchem das nach Unterbrechung des Stromes remanente Moment einen Bruchtheil bildet.; letzteres
gilt z.B. von dem Satze: „mit 0cm,5 dicken
Stäben von 20g Gewicht dauert die Auswiegung
unter dem Einflüsse des inducirten (?) Stromes
freilich nur 1 bis 2 Minuten, ja bei einzelnen Proben nur 30 Secunden.“Beide Stellen finden sich auf S. 20 der citirten Abhandlung. In
dieser Richtung mag es daher genügen, wenn ich daran erinnere, daſs bei meinem
Verfahren immer nur das der Intensität des magnetisirenden Stromes nach obiger
Formel entsprechende temporäre („inducirte“)
Moment des untersuchten ursprünglich unmagnetischen
Stahlstabes in Betracht kommen kann, und daſs daher, wie ich schon in meiner ersten
diesbezüglichen Abhandlung hervorgehoben habe, jedes Probestäbchen nur zu einem einmaligen Versuche dieser Art brauchbar ist.
Nach diesen Erörterungen, zu welchen ich mich durch die Arbeit v. Kerpely's veranlaſst gesehen habe, will ich nunmehr
zur Beschreibung meines neuen Apparates übergehen.
Da das Ausgleichen der Spiralanziehung durch das Auflegen von Gegengewichten unbequem
und zeitraubend ist, habe ich nunmehr anstatt einer Gewichtswage eine Neigungswage
(Zeigerwage) angewendet; dieselbe (vom hiesigen Mechaniker Hrn. W. Grund ausgeführt) hat folgende Einrichtung.
Fig. 1., Bd. 232, S. 145
Fig. 2., Bd. 232, S. 145
Auf dem mit 2 Stellschrauben A, B und einem Fuſse C versehenen Grundbrete (Fig.
1 und 2) ist eine Säule DE befestigt. Der obere vierkantig prismatische Theil
derselben dient als Führung für eine Hülse J, welche
den mit einem Gegengewichte c versehenen Wagebalken ab nebst den sogleich näher zu erwähnenden Nebentheilen
trägt. Die Hülse gestattet das Heben und Senken der Wage an der Säule und kann
mittels der Stellschraube s1 (Fig. 1) festgeklemmt werden. Um die
Ausschläge des Wagebalkens in vergröſsertem Maſsstabe sichtbar zu machen, werden
dieselben mittels eines an der Achse des Wagenbalkens angebrachten Zahnrades,
welches in einen an der Zeigerachse angebrachten Trieb eingreift, in der Art auf den
Zeiger z übertragen, daſs derselbe eine 4Mal gröſsere
Winkelbewegung als der Wagebalken ausführt. Die Scale auf dem Bogen S ist so getheilt, daſs Gewichtsdifferenzen im Betrage
von halben Grammen direct abgelesen werden können.
Auf demselben Grundbrete ist noch eine zweite Säule (ein vierkantig prismatischer
Stab) befestigt; auf diese ist eine Hülse H (Fig. 1) mit Klemmschraube s2 aufgeschoben, welche erstere den Ring
R trägt, auf dem die Magnetisirungsspirale M ruht. Diese kann also mit Hilfe der beschriebenen
Vorrichtung ebenfalls höher und tiefer gestellt und in entsprechender Höhe durch
Anziehen der Klemmschraube s2 festgehalten werden.
Die auf eine ungefähr 11cm lange hölzerne Spule
aufgewickelte Magnetisirungsspirale ist 9cm lang
und hat 6 Lagen zu je 30 Windungen eines 3mm
dicken, wohl isolirten Kupferdrahtes. Der Widerstand der Spirale beträgt nur 0,125
S. E. Die 3cm weite Höhlung der Spirale ist mit
glatt polirtem Messingblech ausgefüttert, um im Falle eines Anstreifens der
einzuhängenden Probestäbchen die Reibung möglichst zu vermindern.
Bei h (Fig. 2) steckt ein
Zäpfchen, welches für die Bewegung des Armes c als
Hemmung dient. Dadurch wird bezweckt, daſs der Zeiger auch bei heftigen Schwankungen
des Wagebalkens, wie sie bei ungeübter Ausführung der später zu besprechenden Versuche
allenfalls vorkommen könnten, nicht oben am Bügel m
anschlagen kann, wodurch die Eingriffe von Trieb und Zahnrad leiden würden. Ein
Anschlagen des Zeigers nach unten (an den Zapfen h) ist
dadurch verhindert, daſs der Arm b, bevor dies
eintreten kann, an eine (in der Zeichnung nicht sichtbare) im Bügel m befindliche Hemmung anschlägt.Aus der beschriebenen Einrichtung ist nämlich klar, daſs der Zeiger z immer nach aufwärts geht, wenn der Arm c nach abwärts sich bewegt, und
umgekehrt. Um Schwankungen des Wagebalkens noch mehr zu beschränken,
kann man in die ober der Hemmung h befindliche Bohrung
i ein zweites Zäpfchen stecken. Dies ist zu
empfehlen, wenn die Wage etwa von einem Zimmer in ein anderes übertragen werden
soll. Für weitere Transporte wird der Wagebalken mittels Draht am Ständer fest
gebunden und die Wage in einem zweckmäſsig eingerichteten Transportkasten (mit
Schloſs und Handhabe) verwahrt.
Am Ende a des Wagebalkens ist ein Gehänge angebracht,
welches eine aufgeschlitzte und daher federnde messingene Hülse trägt, die zur
Aufnahme der Probestäbchen (wie die Figur anzeigt) bestimmt ist. Wird das
Probestäbchen eingehängt, so gibt der Zeiger unmittelbar das Gewicht desselben an,
wenn man zuvor die Wage mittels der beiden Stellschrauben gehörig eingestellt
hat.
Die schon in meinen früheren Abhandlungen mehrfach erwähnten Probestäbchen, aus den
zu vergleichenden Stahlsorten hergestellt, sollen sämmtlich möglichst genau dasselbe
Gewicht (z.B. von 25 bis 27g)Schwerere (dickere) Stäbchen würden das Verfahren ganz unzuverlässig machen,
aus Gründen, in deren Erörterung hier nicht eingegangen werden
soll. haben und gleich lang sein. Die den gewählten Dimensionen der
Magnetisirungsspirale angemessene Länge ist 100mm.
Die Dicke der Stäbchen wird dann ungefähr 6mm,5
betragen.
Da das Probestäbchen bei den Bewegungen des Wagebalkens auch in horizontaler Richtung
seinen Ort verändert, so kann man es zwar nicht in der Mitte der Höhlung der
Drahtrolle erhalten, wohl aber kann und soll stets auf eine solche Einstellung des
Apparates gesehen werden, daſs die Mittellage, um welche das Stäbchen beim Senken
und Heben schwankt, ziemlich mit der Mitte der Spiralen-Oeffnung übereinstimmt,
damit das Stäbchen, so lange keine Anziehung wirksam ist, niemals an die Wand
derselben streift. Eine solche Einstellung läſst sich, wenn sie nicht schon
vorhanden wäre, durch Drehen der betreffenden Säulen und nachheriges Festschrauben
derselben (durch Anziehen der unterhalb des Grundbretes befindlichen Muttern) leicht
bewerkstelligen.
Als Stromquelle benutze ich bei den beschriebenen Versuchen ein groſses Daniell'sches
Element. – Ein 10cm weiter und 21cm hoher Zinkcylinder umschlieſst eine 21cm tiefe und 7cm,5 weite Thonzelle, in welcher ein 21cm
hoher und 6cm,5 weiter Kupferblech-Cylinder steht.
Die Thonzelle hat eine Wandstärke von 4mm und ist
in dem Maſse porös, daſs sie, im trockenen Zustande mit Wasser gefüllt, nach Ablauf
von etwa 40 Secunden an der äuſseren Mantelfläche feucht erscheint. Die zur Füllung
der Zinkzelle dienende englische Schwefelsäure ist mit dem 15fachen Volum Wasser
verdünnt. Die Kupferzelle enthält concentrirte Kupfervitriol-Lösung. Der
Zinkcylinder ist reichlich amalgamirt und wird in diesem Zustande fortwährend
dadurch erhalten, daſs er während des Gebrauches stets mit Quecksilber in Berührung
ist, von welchem zu diesem Zwecke jedesmal so viel in die Zinkzelle (nämlich in das
die verdünnte Schwefelsäure enthaltende Glasgefäſs) gegossen wird, daſs der untere
Rand des Zinkcylinders in dasselbe taucht.Siehe meine diesbezüglichen Mittheilungen in D. p.
J. 1868 188 282. Dieselben beziehen sich
freilich zunächst auf Zink-Kohlen- und Zink-Platinketten, sind aber auch bei
anderen Ketten nicht auſser Acht zu lassen. Das beschriebene
Element hat einen Widerstand von 0,11 S. E.
Die meisten Daniell'schen Elemente haben (schon aus dem Grunde, weil sie in der Regel
kleiner sind) beträchtlich gröſsere Widerstände. In einem solchen Falle wird man
sich mit zwei oder mehreren parallel geschaltetenDas sogen. „Parallel-Schalten“ besteht nämlich darin, daſs man von
zwei oder mehreren Elementen die Zinke unter sich und die Kupfer unter sich
verbindet (vgl. meinen Artikel „Elektricität“ in Karmarsch und Heeren's technischem Wörterbuche,
3. Auflage, Bd. 3 S. 194), bis man endlich bei einer gewissen Zahl von
dergestalt combinirten Elementen den Zweck erreicht hat. Wie weit man dabei
wird gehen müssen, läſst sich im Allgemeinen nicht angeben, weil die
Thonzellen hinsichtlich des Widerstandes, welchen sie verursachen, von zu
verschiedener Beschaffenheit sind. So haben z.B. die Daniell'schen Elemente,
mit welchen ich gewöhnlich arbeite (Elemente groſserer Gattung mit
Thonzellen bester Qualität), Widerstände von etwa 0,1 bis 0,3 S. E. Dagegen
sind mir auch schon Daniell'sche Elemente mit viel groſserem Widerstände,
bis fast 6 S. E., also bis zum 60- bezieh. 20-fachen des obigen Betrages
vorgekommen. Elemente dieser Art (viel kleiner als obige und mit dichten
Thonzellen) sind wohl für telegraphische Zwecke ganz gut verwendbar, aber
keineswegs für Versuche mit dem hier beschriebenen Apparate. Noch weniger
eignen sich hierzu die für andere technische Zwecke (Telegraphen,
elektrische Uhren u. dgl.) so vortrefflichen Meidinger'schen Elemente und
andere ähnliche Modifikationen des Daniell'schen Elementes, welche noch
groſsere Widerstände (in der Regel von 8 bis 20 S. E.) haben. Im Allgemeinen
kann nur empfohlen werden, daſs man Elemente von möglichst kleinem
Widerstande (also mit groſsen Thonzellen bester Sorte) wähle. Die Elemente
von Leclanché, Smee und ähnliche sind viel zu
inconstant, als daſs sie im vorliegenden Falle angewendet werden könnten,
ganz abgesehen von den Widerstandsverhältnissen. Elementen
behelfen müssen. Sollte man hingegen nur solche Elemente zur Verfügung haben, von
welchen ein einzelnes (z.B. ein groſses Bunsen'sches) schon zu stark wäre, so würde
man den Strom durch Vermehrung des Widerstandes herabmindern können, sei es, daſs
man das Element nur theilweise füllt, oder, daſs man in die Leitung einen passenden
Drahtwiderstand einschaltet.
Die Stromleitung soll nur dann geschlossen sein, wenn man den Strom wirklich benutzt;
in den Zwischenzeiten aber soll sie, zur Schonung des
Elementes, offen bleiben. Zu diesem Zwecke soll ein Unterbrecher (z.B. in
Form eines Stöpselschalters oder wenigstens eines Quecksilbernapfes) in der Leitung
sich befinden, mittels dessen man immer nur für die Dauer eines Versuches den Strom
herstellt, dann aber sofort wieder unterbricht.
Ob der Strom, welchen das Element liefert, hinreichend stark ist läſst sich auf
folgende Art erproben. Ein Probestäbchen aus weichem Eisen, welches (bei einem
Gewichte von 25 bis 27g) die oben angegebene Länge
(100mm) hat, wird mittels der bereits
erwähnten Hülse an den Wagebalken gehängt. Wir setzen voraus, daſs Wage und Spirale,
welche, wie wir gesehen haben, beziehungsweise an den Säulchen DE und FG verschiebbar
sind, in ihren tiefsten Stellungen sich befinden. Man hebt nun die Spirale so weit,
bis das in dieselbe herabhängende eiserne Probestäbchen mit seiner unteren Hälfte
innerhalb der Spirale sich befindet, welche Einstellung man sich allenfalls durch
eine an der Mitte des Stäbchens eingerissene ringförmige Marke erleichtern kann.
Schlieſst man hierauf den Strom, so muſs der Zeiger, der bisher nur das Gewicht des
Probestäbchens angab, nun auch die Spiralanziehung angeben, und zwar soll dieselbe
mindestens 10 bis 15g betragen.
Bei einem mit dem oben beschriebenen Daniell'schen Elemente und einem 27g,1 schweren eisernen Probestäbchen angestellten
Versuche z.B. ging der Zeiger bei Schlieſsung des Stromes von 27,1 auf 45,3,
entsprechend einer Spiralanziehung im Betrage von 18g,2. Dieser von Zeit zu Zeit zu wiederholende Versuch kann zugleich als
Prüfungsmittel für die Beständigkeit des Stromes
dienen, was sehr wichtig ist, denn nur so lange der Strom
constant bleibt, können brauchbare Vergleichungen der Härtegrade verschiedener
Stahlsorten ausgeführt werden.
Glücklicherweise gestattet das dabei in Anwendung kommende Verfahren, welches sofort
näher beschrieben werden soll, eine so rasche Durchführung, daſs die Zeit, während
welcher eine Daniell'sche Kette von der beschriebenen Beschaffenheit constant
bleibt, zu einer groſsen Anzahl von Stahlproben ausreicht. Dabei ist insbesondere zu
beachten, daſs der Strom eines Daniell'schen Elementes anfangs beträchtlich zunimmt
und erst, nachdem das Element etwa eine Viertelstunde lang geschlossen war, für
längere Zeit stationär wird. Ist dieser Zustand eingetreten, so unterbricht man den
Strom und macht die Stahlproben in folgender Weise.
Das eiserne Probestäbchen wird entfernt und dafür ein Stahlstäbchen (wir wollen es
z.B. A nennen) eingehängt. Nun liest man zuerst das Gewicht ab; dasselbe sei 26,8.
Hierauf hebt man, während die Wage in ihrer tiefsten Stellung belassen wird, die
Spirale so weit, daſs das ganze Probestäbchen innerhalb der Spirale sich befindet
und zwar so, daſs der
obere Rand der Hülse mit dem oberen Rande der Spiralenmündung in einer Ebene liegt.
Nun schlieſst man den Strom wieder, was keine beträchtliche Schwankung des
Wagebalkens zur Folge hat, weil die Mitte des Stäbchens ohnedies schon sehr nahe in
der Mitte der Spirale sich befindet. Hierauf läſst man die Spirale langsam herunter,
wodurch das Stäbchen mit herabgezogen wird, und beobachtet sorgfältig den gröſsten
Ausschlag, welchen der Zeiger macht, bevor er bei fortgesetzter Senkung der Spirale
wieder zurückgeht. Es sei z.B. 36,4 die gröſste Ablesung an der Scale. So erhält man
die Maximalanziehung 36,4-26,8=9,6 für den Stab A.
Für einen nahezu gleich schweren Stab B wurde in gleicher Weise die Maximalanziehung
15,5 und für einen dritten Stab C 14,6 gefunden.
Wir schlieſsen hieraus, daſs A bedeutend härter als B und C, und daſs von den beiden
letzteren C härter ist als B.
Gewichtsdifferenzen, wenn sie nicht zu groſs sind, können allenfalls in der Art
annähernd in Rechnung gebracht werden, daſs man annimmt, die Maximalanziehungen
seien innerhalb gewisser Grenzen den Gewichten proportional, und daſs man also
dieselben auf gleiche Gewichte reducirt. Hätten z.B. die Stäbe B und C die Gewichte
25,7 und 25,6, so könnte man die Zahlen: \frac{9,6}{26,8}=0,357,\
\frac{15,5}{25,7}=0,603,\ \frac{14,6}{25,6}=0,570 bei der Sortirung
nach der Härte als maisgebend betrachten. Gröſsere Gewichtsdifferenzen als solche
von wenigen Procenten sind unzulässig; sie würden die
Resultate dieser Methode ganz unsicher und fehlerhaft machen; denn es ist
klar, daſs bei entsprechend gröſserem Gewichte auch ein härterer Stab stärker
angezogen werden könnte als ein weicherer. Wollte man aber, um solchen Täuschungen
zu entgehen, die Gewichte in der vorhin angedeuteten Weise in Rechnung bringen, so
würde man, wenn die Gewichte bedeutend differiren, schon deshalb zu unsicheren
Resultaten kommen, weil die Beziehungen zwischen Spiralanziehung und Stabgewicht
keineswegs in einer einfachen Proportionalität bestehen.Vgl. meine Abhandlung: „Ueber die Anziehung, welche eine
Magnetisirungsspirale auf einen beweglichen Eisenkern ausübt“
(Sitzungsberichte der Wiener Akademie,
1870). Eine solche annähernd vorauszusetzen, ist eben nur bei sehr kleinen Gewichtsunterschieden gestattet.Die im angeführten Beispiele vorkommende Gewichtsdifferenz zwischen A im
Vergleiche mit B oder C (im Betrage von mehr als 4 Proc.) ist im
vorliegenden Falle deshalb weniger von Belang, weil A ungeachtet des
gröſseren Gewichtes schwächer angezogen wird und seine gröſsere Härte
demnach um so unzweifelhafter hervortritt.
Am besten ist es, schon der Einfachheit des Verfahrens wegen, solche Correctionen
ganz zu vermeiden, indem man die Probestäbchen möglichst
genau von gleichem Gewichte anfertigen läſst. Haben sie auſserdem noch
gleiche Länge, so können nur sehr geringe Differenzen in den Durchmessern (nach Maſsgabe der
Verschiedenheit des specifischen Gewichtes) vorkommen, welche die Verläſslichkeit
der Methode nicht beeinträchtigen.
Es liegt in der Natur der Sache und ist bereits in meinen früheren diesbezüglichen
Abhandlungen hervorgehoben worden, daſs jedes Probestäbchen nur in vollkommen unmagnetischem Zustande, also überhaupt nur einmal, zu
einer elektromagnetischen Härteprobe verwendet werden kann.Der hier beschriebene neue Apparat und dessen Handhabung bei der Sortirung
von Stahlproben ist in der Wochenversammlung des deutschen polytechnischen
Vereines zu Prag vom 8. November 1878 öffentlich gezeigt und dabei den
Anwesenden die Gelegenheit geboten worden, sich durch eigene Anschauung von
der Einfachheit und Raschheit des Verfahrens zu überzeugen. (Vgl. Technische Blätter, 1878 S.
187.)
Schlieſslich sei noch bemerkt, daſs die beschriebene Zeigerwage auch für andere
Zwecke (z.B. als Briefwage) verwendbar ist. Zu diesem Zwecke dient ein zweites
Gehänge, welches – nach Entfernung der Spirale – anstatt der zur Aufnahme der
Probestäbchen dienenden Hülse angehängt wird. Eine zweite Bezifferung der
Scalentheile gibt die entsprechenden Gewichte an.
Prag, März 1879.