Titel: Coriolis, über den Widerstand des Bleies.
Autor: Coriolis, G.
Fundstelle: 1830, Band 38, Nr. LVII. (S. 200–207)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj038/ar038057

LVII. Versuche über den Widerstand des Bleies gegen das Zerfletschen, und über den Einfluß, welchen eine kaum wahrnehmbare Menge Oxydes auf die Härte desselben äußert. Von Hrn. G. Coriolis, Ingenieur.

Aus den Annales de Chimie et de Physique. 44. B. S. 103.80)

Der General-Director des Brüken- und Straßenbaues veranlaßte die Ingenieurs Mittel aufzusuchen, durch welche die sogenannten Wagbrüken überflüssig gemacht werden könnten, so daß man sich nöthigen Falles nur darauf beschränken dürfte. Ein Rad eines Wagens allein zu wägen. Ich machte daher einige Versuche um zu sehen, ob starker Druk sich nicht durch das Zerfletschen eines Stükes Blei in einer eisernen gehörig dazu vorgerichteten Büchse bemessen ließe, auf welches Blei ein Rad des Wagens eine kurze Zeit über wirkt. Die Schwierigkeit, Bleistüke zu erhalten, welche eine vollkommen gleichförmige Masse bilden, und noch mehr der zu große Einfluß, den die Dauer des Drukes bei dem Breitdrüken oder Zerfletschen des Bleies äußert, überzeugte mich gar bald, daß diese Art zu wagen nicht ausführbar ist. Ich übergehe also hier das Detail des Apparates, den ich vorgerichtet habe, um auf eine bequeme und regelmäßige Weise Blei breit zu drüken, und die Größe der Zerfletschung mit vollkommener Genauigkeit zu bestimmen; ich will hier nur einige Resultate anführen, welche für Künstler, die mit Blei arbeiten, von einigem Interesse seyn können.

Die Stüke Blei, welche ich zerfletschen oder breit drüken ließ, waren Cylinder von 24 Millimeter im Durchmesser und 19 Millimeter Höhe, und wogen jedes 100 bis 101 Gramm.

Der Maßstab zur Bemessung der Diken vor dem Zerfletschen war |201| in 680 Theile getheilt, so daß jeder Theil oder Grad auf demselben ein Sechsunddreißigstel eines Millimeter gab; diese Theile wurden durch eine Messungsart bestimmbar gemacht, durch welche die Dike vergrößert wurde. Man gab das Blei, welches zerfleischt werden sollte, zwischen zwei eiserne Platten in Form einer Büchse, in welcher es sich während des Zerfletschens ausdehnen konnte. Der Dekel dieser Büchse hatte einen stählernen Knopf, auf welchen das Rad des Wagens sich stüzte: man hob dasselbe mittelst einer Winde, und ließ es sehr langsam auf diesen Knopf nieder.

Die Hauptumstände, welche man hier zu betrachten hatte, waren, die Beschaffenheit des Bleies, seine Temperatur, die Dauer des Versuches, und die größere oder geringere Langsamkeit, mit welcher man die Last auf die Büchse wirken ließ, endlich auch noch der Zustand der Oberflächen des Eisens, zwischen welchen das Blei zerfletscht wurde.

Die Schwierigkeit bei den Versuchen war, diese verschiedenen Umstände oder Einflüsse zu trennen. Dieß war zwar, nach aller Strenge, nicht möglich; es gelang jedoch diejenigen zusammenzustellen, die sich zunächst auf die Natur des Bleies beziehen.

Um den Einfluß zu beseitigen, den die Dauer des Drukes des Rades auf das Blei hat, fing ich damit an, daß ich dasselbe nur Eine Minute lang auf der Büchse ruhen ließ: die Zeit wurde sehr genau von dem Augenblike an gemessen, wo die Winde aufhörte die Achse zu tragen, bis zu dem Augenblike, wo sie wieder anfing auf dieselbe zu wirken und sie zu heben.

Um mich endlich zu versichern, daß während des Niedersteigens des Rades auf die Büchse kein Stoß Statt haben konnte, der zu großen Einfluß auf die Resultate haben würde, nahm ich ein Stük, das Eine Minute lang unter einer Last von 1500 Kilogramm auf das Rad gedrükt wurde. Seine ursprüngliche Dike von 680 wurde auf 459 vermindert. Ich gab dieses Stük Blei noch ein Mal auf zwei Minuten unter das Rad; es verdünnte sich bis auf 418. Ich nahm ein anderes Stük, welches unter derselben Last in Einer Minute bis auf 462 verdünnt wurde; ich gab es noch ein Mal in die Büchse, um es in derselben zwei Minuten lang der nämlichen Last auszusezen, jedoch so, daß es auf acht verschiedene Male, jedes Mal auf Eine Viertelstunde, der Wirkung dieser Last ausgesezt war. Dieses lezte Stük hatte also sieben Mal öfter die Wirkung des auf dasselbe niedersteigenden Wagenrades auszuhalten. Nun wurde es aber das durch nur auf die Dike von 399 zurükgeführt, was nur einen Unterschied von 19 Graden des obigen Maßstabes für diese 7 Stöße gibt, oder ungefähr 3 Grade für jeden Stoß. Ich habe diese Vergleichung öfters |202| an den höchsten Lasten angestellt, die man zu wägen haben kann. Nachdem ich aber so wenig merkliche Unterschiede fand, so konnte ich schließen, daß mehr oder minder starke Stöße innerhalb der Gränzen von Vorsichtsmaßregeln, die sich leicht treffen lassen, keine Unterschiede gewahren, welche sich mit denjenigen vergleichen ließen, die, wie man sehen wird, von der Beschaffenheit des Bleies und von der Art abhängen, wie es geschmolzen wird, um in den Model gegossen zu werden.

Da ich nun den Einfluß der Dauer des Drukes und des Stoßes während des Niedersteigens des Rades beseitigt hatte, blieb nur der Einfluß der Beschaffenheit des Bleies, seiner Temperatur und der Oberflächen der Büchse zu betrachten übrig. Ich werde zeigen daß er, in Hinsicht auf die beiden lezteren, vor den anderen immer verschwand. In den Versuchen, welche nun folgen, habe ich das Metall bald in einer Temperatur von 20 bis 30°, bald eiskalt (ich hatte es nämlich auf Eis gelegt) angewendet; ich habe keinen Unterschied gefunden, der nicht durch die Beschaffenheit des Metalles verdrängt gewesen wäre. Man wird leicht begreifen, daß die Temperatur wenig Einfluß haben muß, wenn man bedenkt, daß das Zerfletschen allein solche Hize am Bleie erzeugt, daß man es kaum mit der Hand zu berühren vermag, wenn es so eben zusammengedrükt wurde. Diese neu entwikelte Hize mußte nothwendig die Wirkung der ursprünglichen Temperatur vermindern. Wenn man die Büchse anwendet, nachdem man mit der Feile über die Punkte fuhr, die das Blei berührten, oder nachdem man sie etwas rostig werden ließ, fand ich immer, daß die stärkere oder schwächere Politur keinen Einfluß hatte, der nicht durch die Beschaffenheit des Bleies gedekt worden wäre. Ich habe mich daher nur im leztere gehalten.

Folgende Resultate ergaben sich aus den Versuchen, welche ich mit verschiedenen Arten von Blei zuerst unter einer und derselben Last, dann unter verschiedenen Lasten erhielt.

Nachdem der Wagen horizontal gestellt und auf beiden Rädern gleich geladen wurde, war der Druk eines jeden Rades genau die Hälfte des Gewichtes des ganzen auf der Wagbrüke abgewogenen Wagens.

Die Dauer des Drukes war Eine Minute bei allen folgenden Versuchet.

Blei in Blöken, wie es im Handel vorkommt, ohne alle Vorsicht gegen Oxydation gegossen.

Last: 1500 Kilogramm auf das Rad.

Die ursprüngliche Dike des Cylinders war 680; nach dem Zerfletschen |203| war sie 493, 492, 487, 491, 466, 546, 491, 494, 535, 465, 525, 475: im Durchschnitte 503.

Da dieses Blei zu große Abweichungen in den Diken darbot, mußte man dasselbe als Prüfungsmittel aufgeben. Ich nahm reines Blei, und erhielt folgende Resultate.

Armes Blei aus der Münze, ohne alle Vorsicht gegen Oxydation gegossen.

Last: 1500 Kilogramm.

464, 471, 462, 459, 462, 463: im Durchschnitte 463.

Last: 1824 Kilogramm.

335, 335, 337: im Durchschnitte 336.

Last: 1950 Kilogramm.

341, 336, 337, 339, 331: im Durchschnitte 337.

Last: 3175 Kilogramm.

294, 303, 303, 293, 292, 293, 293, 295: im Durchschnitte 296.

Aus diesen Versuchen erhellt, daß, da das Mittel bei einer Ueberladung von 1675 zwischen 463 und 296 spielt, ungefähr 10° (Zerfletschungs-Einheiten) auf 100 Kilogr. zwischen Lasten von 1500 und 3000 Kilogr. kommen. Da nun die Abweichungen bei derselben Last hier innerhalb der Gränze von 12 Einheiten spielen, so konnte man die Last zwischen 1500 und 3000 beinahe auf 120 Kilogr. bemessen, wenn man sich des Bleies bedienen wollte, das ich bei diesen Versuchen anwendete.

Als ich dasselbe Blei umgoß, fand ich sehr merkliche Unterschiede in Folge der zweiten Schmelzung.

Hier folgen die Resultate, immer für die Dauer Einer Minute.

Dasselbe arme Blei, jedoch mehr mit Oxyd gemengt, als bei den ersten Versuchen, weil es zum zweiten Male geschmolzen wurde.

Last: 1500 Kilogramm.

Die ursprüngliche Dike von 680 trat zurük auf

487, 495, 492, 487, 483, 491, 495: im Durchschnitte 490.

Dasselbe Blei, wie oben, unter verschiedenen Lasten.

Last von 1564 Kilog. Dike nach dem Zerfletschen 485
1596 – 477
1688 – 471.

Man sieht hier, daß, bei einer Last von 1500, das Blei, welches vor diesem zweiten Umgießen auf 463 sich verdünnte, nur mehr auf 490 zurük ging.

Um durch besondere Beobachtungen die Unterschiede in der Härte, welche durch das Umgießen entstehen, noch deutlicher zu beweisen, versuchte ich die Bildung des Oxydes zu verhindern, indem ich häufig |204| Talg und Harz auf das Blei auftrug; es scheint aber daß, da diese Körper schnell brennen, sie weder die Bildung eines neuen Oxydes verhüten, noch das vorhandene reduciren können. Ich fand noch immer sehr große Schwierigkeiten, in dem Maße als ich dasselbe Blei umgoß. Hier sind die Resultate:

Reducirtes Blei aus kohlensaurem Blei, und zum ersten Male gegossen unter häufigem Gebrauche desoxydirender Mittel.

Last: 1950 Kilogramm.

Das Blei, welches vor dem Druke, wie immer, 680 hatte, trat zurük auf

336, 341, 325, 337, 339, 322: im Durchschnitte 333.

Dasselbe Blei, noch ein Mal gegossen, und etwas mehr Oxyd enthaltend, als bei dem vorigen Versuche, trat unter derselben Last zurük auf

347, 349, 347, 352, 355, 363, 355, 344, 342, 341, 359: im Durchschnitte 351.

Dasselbe Blei, zum dritten Male gegossen, und etwas mehr Oxyd enthaltend, trat unter derselben Last zurük auf

402, 369, 402, 365, 395, 408, 405, 419, 408, 404, 408: im Durchschnitte 398.

Man sieht also daß, ungeachtet der desoxydirenden Mittel, welche ich angewendet habe, die Härte noch bei jeder neuen Schmelzung desselben Bleies zunahm.

Um nun zu sehen, ob diese Zunahme der Härte wirklich von der Gegenwart des Oxydes herrührte, wiederholte ich diese Versuche mit Blei, ohne der Luft den mindesten Beitritt zu demselben zu gestatten. Ich hatte in dieser Hinsicht kupferne Hähne am Boden des Tiegels angebracht und das Blei im Tiegel oben mit einer diken Schichte Kohlenstaub bedekt.

Ich hatte zugleich die Sorgfalt, das Metall mit Holz umzurühren, um das Oxyd an die Oberfläche aufsteigen zu lassen, und dasselbe auch noch zu gleicher Zeit etwas zu desoxydiren. Das Gießen geschah sehr leicht mittelst des Hahnes, ohne daß man die Oberfläche des Metalles ausfließen ließ.

Ich wollte zugleich sehen, ob die Temperatur des Metalles im Augenblike der Schmelzung auf die Härte Einfluß hat. Zu diesem Ende goß ich bei jedem Gusse die eine Hälfte der Stüke bei Kirschrothhize, die andere Hälfte bei einer so niedrigen Temperatur als möglich. Die Resultate waren folgende:

Erster Guß aus kohlensaurem reducirten Blei unter sorgfältiger Bedekung. Die Dauer war immer Eine Minute.

Last: 1760 Kilogramm.

|205|

290, 303, 306, 312, 312, 302, 297, 314, 290, 297, 295, 295: im Durchschnitte 303.

Dasselbe Blei noch ein Mal umgegossen und derselben Last ausgesezt:

307, 307, 313, 316, 318, 315, 316, 321, 315, 305, 315, 315, 315, 295, 301: im Durchschnitte 311.

Dasselbe Blei zum dritten Male umgeschmolzen, unter derselben Last:

315, 295, 298, 305, 297, 305, 305, 295: im Durchschnitte 301.

Die erste Hälfte aller dieser Proben bezieht sich auf Blei, das roth gegossen wurde: man sieht hieraus schon, daß diese höhere Temperatur beim Schmelzen keinen merklichen Einfluß hatte. Von einem Gusse zum anderen hatte keine Vermehrung der Harte Statt, wie dieß geschah, wann das Blei nicht immer gegen Berührung der Luft geschüzt ist. Man darf also die Zunahme der Härte, die man bei wiederholtem Umgießen in jedem Gusse in höherem Grade bemerkt, wo das Blei nicht bedekt war, nur der geringen Menge Oxydes zuschreiben, die sich durch den Zutritt der Luft bildet.

Man kann bemerken, daß schon beim ersten Gusse die Härte geringer ist, als wenn man von der oberen Oberfläche weg goß, ohne eine Kohlenschichte auf dem Metalle unterhalten zu können. Die mittlere Dike für Blei, welches bedekt gegossen wurde, ist 303 bei einer Last von 1760 Kilogramm, während sie für dasselbe reine Blei, das aber während des Schmelzens nicht beständig bedekt war, und nicht vom Boden des Tiegels aus gegossen wurde, 333 für eine Last von 1950 war. Diese leztere Last hatte, mit einem ähnlichen Bleie, wie das vorige, eine Dike von nur 283 geben sollen. Das bedekt gegossene Blei war also weit dehnbarer.

Um endlich zu sehen, ob Eine Minute eine hinlängliche Dauer war, um nicht zu übergroßen Fehlern in Schäzung der Last in Folge eines kleinen Fehlers in der Schäzung der Zeit Veranlassung zu geben, untersuchte ich mit größerer Sorgfalt als bisher den Einfluß der Dauer des Drukes. Da ich das bedekt umgegossene Blei nicht mehr bei der Hand hatte, war ich gezwungen mich des Bleies zu bedienen, das von der oberen Oberfläche zum zweiten Male umgegossen wurde. Hier sind die Resultate.

Reines Blei zum zweiten Male gegossen, ohne bedekt gewesen zu seyn und mit etwas Oxyd gemengt.

Last: 1500 Kilogramm.

Dauer des Drukes 5 Secunden 506
10 503
15 502
|206|
Dauer des Drukes 20 Secunden 498
25 501
30 501
35 499
40 497
45 491
50 487
55 483
60 485
65 483
75 483

Man sieht daß, wenn es ein Mal auf Eine Minute hin geht, der Einfluß der Zeit nur mehr wenig merklich ist, und den Einfluß, welchen die Beschaffenheit des Bleies äußert, der ihm entgegen wirkt, kaum übertrifft.

Hier noch andere ähnliche Versuche für eine stärkere Last.

Reines Blei, ein Mal ohne Bedekung gegossen und mit etwas Oxyd gemengt.

Last: 1950 Kilogramm.

Dauer des Drukes: 30 Secunden 365
45 331
60 322
75 321
90 319
120 313

Man ersieht aus diesen Versuchen, wie aus den vorigen, daß, nach Verlauf Einer Minute, 10 Secunden auf die Dike nicht um zwei Grade des Maßstabes stärker wirken.

Die Erscheinungen des Drukes bei einer Dauer über zwei Minuten interessirten mich nicht mehr in Hinsicht auf das Wägen der Lastwagen; es war aber doch interessant eine Idee davon zu bekommen. Ich machte hierüber mit Blei, welches ich damals bei Handen hatte, folgende Versuche.

Reines Blei, zum zweiten Male unbedekt gegossen.

Last: 1950 Kilogramm.

Dauer des Drukes: 60 Secunden 355.
6 Minuten 299.

Reines Blei, zum ersten Male bedekt gegossen.

Last: 1760 Kilogramm.

Dauer des Drukes: 1 Minute 317
1 Stunde 245
24 Stunden 223.

Man sieht also, daß das Blei, selbst nach Einer Stunde noch, |207| weit vom Stillstandspunkte entfernt ist; es fährt fort sich noch lange Zeit darnach zu zerfleischen.

Ich habe diese Versuche in Hinsicht auf die Möglichkeit, das Zerfleischen des Bleies als Mittel zum Wägen zu benüzen, nicht weiter fortgesezt.

So unvollständig diese Versuche auch sind, so gewahren sie dessen ungeachtet den Vortheil, daß sie beweisen, daß, wenn man Blei schmilzt, die unbedeutende und kaum bestimmbare Menge Oxydes, welche sich auf der Oberfläche während der kurzen Zeit, die zum Schmelzen desselben hinreicht, bildet, die Härte der Masse merklich verändert, und daß, um Blei zu erhalten, dessen Dehnbarkeit nicht gelitten hat, man dasselbe bedekt schmelzen, und aus dem Boden des Tiegels immer unter Schüzung gegen äußere Luft gießen müsse.

Wir haben von der Bemessung des Drukes durch Eindrüke auf Blei widerholt Notizen gegeben. Gegenwärtige Versuche beurkunden, wie nothwendig das militärische Princip auch in der Technik ist, alles Revue passiren zu lassen, alles zu exercieren, und nicht, wie die Schreiber, auf der faulen Haut zu liegen und Termine sine fine zu prolongiren.

A. d. Ue.

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