Titel: Beschreibung einer wohlfeilen und empfindlichen Wage.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1831, Band 42, Nr. XC. (S. 334–339)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj042/ar042090

XC. Beschreibung einer wohlfeilen und empfindlichen Wage. Von einem Unter-Graduirten der Universität Cambridge.

Aus dem Mechanics' Magazine. N. 422. S. 440.

Mit Abbildung auf Tab. VI.

(Im Auszuge.)

Ich mußte vor Kurzem mehrere Versuche machen, die eine sehr zarte Wage erforderten, und wollte dazu die von Hrn. Ritchie gegebenen Anweisungen in Ausführung bringen. Allein sie zeigten sich unausführbar, indem derselbe einige wesentliche Umstände übersehen hat. – Die Methode des doppelten Wägens (double-weighing), welche die vollkommene Gleichheit der Arme des Wagbalkens entbehrlich macht, sezt offenbar voraus, daß der Balken und der Zeiger bei jedem einzelnen Wägen der Substanz und der Gewichte dieselbe relative Stellung behalten, d.h. daß das Messer in beiden Fällen genau dieselben Punkte auf den Glascylindern einnimmt. Wird der Zeiger auf die von mir angenommene Weise an dem Ende der Arme angebracht, so wird (wenn der Wagbalken mathematisch wagerecht gestellt ist) der Zeiger immer auf einen und denselben Grad zeigen, an was immer für einem Theile des Glascylinders sich auch der Stüzpunkt befinden mag. Die Schwierigkeit diese vollkommen wagerechte Stellung zu finden, und die Notwendigkeit, daß man dann immer auf derselben Linie wägen muß, sind Nachtheile, die die Verwerfung dieses Planes bedingen. Wird aber das Instrument nach Hrn. Ritchie so eingerichtet, daß sich die Zeigerkarte unter dem Wagbalken befindet, so scheint es unumgänglich nothwendig, daß das Messer immer an einen und denselben Punkt gestellt wird, wenn der Körper und die Gewichte für sich allein gewogen werden. Diese wichtige Erforderniß scheint von Hrn. Ritchie ganz vernachlässigt worden zu seyn.

Meine Wage nun ist einfach, indem sie bloß aus einem aufrechten Stüke Holz besteht, das einen eisernen Arm trägt, welcher sich in einer Scheide bewegt, und auf welchen ein, mit einer Spalte versehenes Stük Messing fallen kann. Sie ist ferner empfindlich, indem die Zeigernadel für jede gegebene Zahl von Zeiten unfehlbar auf dieselbe Linie des Zeigers gebracht werden kann, und indem 1/100 Gran die Nadel beinahe um 1/2 oder 2/3 Grad bewegt. Unter den an dem Wagbalken selbst angebrachten Verbesserungen erwähne ich zuerst der Möglichkeit, das Messer zu bewegen, wodurch der Experimentator bei jeder Form des Wagbalkens sehr leicht im Staude ist, den Schwerpunkt zu finden. In der Praxis ist der Schwerpunkt eines regelmäßig |335| geformten Wagbalkens zwar schnell, nicht so aber jener eines unregelmäßig geformten gefunden. Ueberdieß ist derselbe verschieden, je nachdem die Wagschalen mit einem größeren oder geringeren Gewichte beladen sind; so kann bei 20 oder 30 Granen der Schwerpunkt beinahe vollkommen mit den Aufhängepunkten in eine und dieselbe Ebene gebracht werden, während bei 200 oder 300 Granen der Schwerpunkt sich über den Stüzpunkt erheben wird. Der Schwerpunkt muß mithin höher oder niederer seyn, nach dem Gewichte, welches die Wagschalen tragen.

Die Fähigkeit meines Wagbalkens sowohl leichte als schwere Gewichte zu tragen, ist ein Vorzug desselben vor jenem des Hrn. Ritchie. Ein anderer Vortheil dieses Abgleichstüzpunktes ist, daß man in jedem Falle das Maximum der Empfindlichkeit der Wagschalen erhalten kann.

Man weiß, daß die Empfindlichkeit der Wagschalen von der relativen Stellung des Schwerpunktes, des Stüzpunktes und der Aufhängepunkte zu einander abhängt. Befindet sich der Schwerpunkt unter dem Stüzpunkte, so werden die Schwingungen der Wage schnell seyn, allein sie werden bald aufhören; auch wird ein verhältnißmäßig großes Gewicht nöthig seyn, um den Wagbalken umzuwenden. Wird der Schwerpunkt so hoch gehoben, daß er mit dem Stüzpunkte und den Aufhängepunkten in eine und dieselbe gerade Linie kommt, so kann der Wagbalken mit dem kleinsten Gewichte bewegt werden; er wird sich nicht länger schwingen, weil er keine Neigung zu irgend einer besonderen Stellung hat, sondern in jeder bleiben wird. Wird aber der Schwerpunkt über den Stüzpunkt und die Aufhangepunkte gehoben so werden die Wirkungen des Niedersinkens (setting) eintreten.

Es ist am besten den Schwerpunkt ein wenig unter den Stüzpunkt zu sezen, um eine so große Empfindlichkeit zu erhalten, als sich mit einer deutlich ausgesprochenen Schwankung verträgt. Aus diesen Grundsäzen, die ohnedieß größten Theils allgemein bekannt sind, wird leicht Jedermann einsehen, wie man das Maximum der Capacitäten der Wagschalen, sie mögen kleine oder große Gewichte zu tragen haben, schnell finden kann: ein Aufgabe, die den Gegenstand dieser Abhandlung bildet.53)

Man hebe das Messer zuerst absichtlich zu hoch, wobei man in die Schalen jenes Gewicht bringt, mit welchem man gewöhnlich arbeitet. Dann schraube man das Messer gradweise herab; wie dieß |336| geschieht, wird man finden, daß sich der Wagbalken mit einem geringeren Gewichte umwendet. Dieses Herablassen kann so lang fort, gesezt werden, als die Zeigernadel nach der Schwingung jedes Mal auf dieselbe Linie an dem Zeiger zurükkehrt. Bei diesem Punkte muß man aufhören, denn über denselben hinaus würde der Schwerpunkt beinahe in eine und dieselbe Linie mit dem Stüzpunkte und den Aufhangepunkten fallen, wo dann der Wagbalken in mehr denn einer Stellung in Ruhe kommen würde.

Ich weiß, daß physikalische Instrumentenmacher nach demselben Grundsaze verfahren; allein in der Anwendung der Mittel weichen dieselben von mir ab. Sie hängen nämlich an den, unter den Wagbalken gebrachten Registerzeiger (index pointer) unter rechten Winkeln eine bewegliche Messingkugel auf. Wenn nun hierbei der Wagbalken seine horizontale Stellung verändert, so hat er die Gravitation der Kugel und des Zeigers zu überwinden, so daß mithin die Schwingungen desselben nach dem Verhältnisse des Gewichtes dieser Theile verschieden seyn werden. Dieser Einwurf trifft hingegen meine Methode nicht.

Statt der Messer, an welche Hr. Ritchie die Wagschalen aufhängt, steke ich in die Enden des Wagbalkens bloß die oberen Hälften zweier kleiner Nadeln auf eine solche Weise, daß deren Oehre horizontal stehen. Die drei Faden der Schalen werden in Einen vereinigt, welcher durch das Nadelöhr gezogen und dann mit einem Knoten versehen wird. Auf diese Weise vermeide ich die Reibung der Seidenfaden unter einander und an den Seiten der Nadeln. Nach Hrn. Ritchie's Vorschlag würde zwar die Wage empfindlicher werden, allein die Erfahrung zeigte mir, daß meine Methode, bei wett geringerer Schwierigkeit, eine hinlänglich große Empfindlichkeit gibt.

Die Schalen werden beide mit beinahe 260, d.h. 250 Granen beladen, und durch Zusaz eines 5/1000 Granes wird der Zeiger sich doch noch beinahe durch 1/4 Grad bewegen. Nun sind 250 Grane getheilt durch 5/1000 eines Granes = 250/1 : 5/1000 = 1/250 × 5/2000 = 5/250,000 = 1/10,000. Man kann mithin 1/50000 Gran in der Wagschale wägen, und folglich bis auf 4 Decimalstellen das Gewicht bestimmen, was für die meisten Versuche hinreicht.

Die Anwendung dreier gewöhnlicher Schrauben um das Niveau der Glascylinder, auf welchen sich das Messer des Wagbalkens bewegt, herzustellen, ist wenigstens ökonomisch, und macht alle die viele Sorgfalt, die sonst gewöhnlich angewendet werden muß, überflüssig. Alles Uebrige wird aus der Zeichnung deutlich werden.

Die Verfertigung einer solchen Wage und ihres Gehäuses erfordert |337| nur sehr geringe Uebung in der Anwendung des Meißels; ich habe mir wenigstens dieselbe, obwohl ich keine Kenntnisse in der Tischlerkunst besize, ohne alle Beihülfe selbst verfertigt. Sie kam mir bloß auf vier bis fünf Shillinge (2 fl. 24 kr. – 3 fl.) zu stehen, während man bei den Mechanikern keine Wage von solcher Genauigkeit unter 15 Guineen bekommt.

Fig. 26.

1) Das Grundbrett, welches beiläufig 13 Zoll lang und 4 1/2 Zoll breit seyn kann.

2) Doppelte Stüzen, die in dieses Brett eingezapft sind, und 7 Zoll Höhe, 0,9 Zoll Breite und 0,3 Zoll Dike haben.

3) Eine, in das Grundbrett eingezapfte Stüze, welche mit

4) dem eisernen Arme, der sich in einer Scheide bewegt, und nach Belieben mittelst einer Schraube angezogen werden kann, 6 3/4 Zoll hoch ist. Diesen Arm kann jeder gewöhnliche Schmid verfertigen.

5) Ein zugespizter Theil, auf welchen

6) ein Messingstük mit einer Spalts fällt. Dieses Stük ist in ein Stük Holz eingelassen, und das Holz wird an den Balken angeleimt.

7) Ein anderer, 3 und 4 vollkommen ähnlicher Arm, der zur Bewegung des Wagbalkens dient, wenn sich die Schalen in dem Gehäuse befinden.

8) Ein auf dem Arme reitendes Stük Holz, wodurch der Arm weiter von dem Wagbalken entfernt gestellt werden kann um demselben mehr Spielraum zu gestatten. Man kann dieses Stük theilen, und die eine Hälfte an den Wagbalken anleimen, wie es in der Zeichnung dargestellt ist.54)

9) Der Wagbalken aus leichtem Holze, von 8,3 Zoll Länge, 0,15 Zoll Dike, und 0,4 Zoll Tiefe in seiner Mitte, der sich gegen beide Enden verdünnt, und in der Mitte ein Loch zur Aufnahme der Schraube des Stüzpunktes hat. Die Form dieses Balkens weicht etwas von jener des Wagbalkens des Hrn. Ritchie ab, und scheint uns eine Verbesserung desselben darzubieten.

10) Das Messer, welches in Fig. 28 in größerem Maßstabe dargestellt ist, so daß dessen Theile so deutlich sind, daß sie keiner weiteren |338| Beschreibung bedürfen. Es hat eine kleine messingene Nuß, die sich auf einer fein gedrehten Schraube bewegt; der Raum, in welchem das Messer an der Schraube befestigt ist, erlaubt; daß Man das Messer vollkommen in rechte Winkel mit derselben bringen kann, ehe der kleine Stift sich auch nur im Geringsten umbiegt. Ich fand, daß ein Federmesser wegen der Verschiedenheit seiner Seiten nicht gut zu diesem Zweke taugt. Das Messer, welches ich an meinen Schalen anwende, ist ein mit einer Feile ausgeschnittener Theil eines größeren Messers.

11) Zwei Stüke einer Thermometerröhre von 0,7 Zoll Länge, die ich mit feinem Drahte befestigt habe.

12) Die oberen Hälften zweier, mit ihren Oehren horizontal gestellter, in die Enden des Wagbalkens eingefügter Nadeln.

13) Die Zeigernadel, die man auf die Enden des Wagbalkens leimen kann. Besteht die Scale aus Elfenbein, so kann man die Nadel durch Eintauchen in eine Auflösung von Kupferbisulphat anders färben.

14) Drei gewöhnliche eiserne Schrauben, um die wagerechte Stellung von N. 11 herzustellen; sie gehen durch Hölzer, welche in das Grundbrett eingezapft sind. Die Elfenbeinscale kann, wenn man einen Faden mit einem großen Schrote an ihr befestigt, als Richtscheit hierbei dienen.

Fig. 27.

Diese Figur zeigt das Gehäuse für die Wagschalen, welches durchaus nothwendig ist, wenn man genau wägen will.

1. 1. Die beiden Seiten desselben sind aus einem dünnen Brette verfertigt, und unten und oben mit Silberpapier, welches mit kampenöhl abgerieben wird, überzogen. Dieser Ueberzug ist wohlfeil, leicht und halbdurchsichtig.

2. 2. Zwei Glasthüren, welche, wenn sie geöffnet sind, den Zugang zu den Wagschalen gestatten.

3. 4. 4. Ein Fensterglas, welches nach beiden Seiten geschoben, und auch ganz weggenommen werden kann, wenn etwas mit dem Wagbalken geschehen soll.

N. 2 nimmt in Fig. 26 den Raum zwischen 5 und 8, und N. 3. 3 jenen auf beiden Seiten der eisernen Arme ein, die um 1/4 oder 1/2 Zoll über das Gehäuse hervorragen.

Die Beweglichkeit dieser Theile ist während des doppelten Wagens, und um den Wagbalken correct zu stellen beständig nothwendig. Die Eintheilungen der Fenster sind sowohl wohlfeil als bequem.

5. Die elfenbeinerne Scale, welche durch eine Oeffnung in der |339| hölzernen Seite geht, und nach Belieben längs des Randes bewegt werden kann, über den die Zeigernadel geht.

|335|

Da der Wagbalken ganz unabhängig von den übrigen Theilen des Instrumentes, und so leicht zu machen ist, so ist es am besten zwei Wagbalken – den einen zum Wägen von Gewichten bis zu 150 Granen, und den anderen zum Wagen größerer Gewichte-vorräthig zu haben. A. d. O.

|337|

Als mit den Theilen 3 bis 8 in Verbindung stehend, muß ich hier in einer Note bemerken, daß ich, um den Wagbalken genauer unter ganz gleiche Verhältnisse zu bringen, wenn das Gewicht und die Substanz einzeln für sich allein gewogen werden, immer den Arm zur Linken niederlasse, so daß die Zeigernadel irgend einen bestimmten Grad an der Elfenbeinscale erreichen kann. Sind die Thüren und Schieber verschlossen, so wird der Balken mittelst N. 8 gehoben, während das Messingstük N. 6 in N. 5 fällt. Der rechte Arm wird dann plözlich gesenkt, so daß der Wagbalken frei schwanken kann Durch diese Vorrichtung ist das Moment der Schalen in beiden Fällen gleich gestellt. A. d. D.

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