Titel: Lambel, über verschiedene Dynamometer.
Autor: Lambel,
Fundstelle: 1837, Band 63, Nr. LXXIV. (S. 367–373)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj063/ar063074

LXXIV. Ueber die der société d'encouragement vorgelegten Dynamometer. Auszug aus dem Berichte des Hrn. Grafen Lambel.

Aus dem Bulletin de la Société d'encouragement. December 1836, S. 439.

Der Wunsch für die Dynamik ein Maaß zu besizen, welches dasselbe leistet, wie die Waage in der Statik, veranlaßte die Gesellschaft zur Ausschreibung zweier Preise für sogenannte Kraftmesser oder Dynamometer. Die Resultate dieses Concurses waren im Jahre 1836 folgende.

1. Dynamometer anwendbar auf die Landwirthschaft.

Die erste Bedingung für ein Instrument dieser Art ist, daß es annäherungsweise, und zwar in einem Grade, über dessen Genügleistung sich die Gesellschaft das Urtheil vorbehält, entweder die Summe der aufgewendeten Kraft oder ein Mittel der Intensität und der Dauer in den Oscillirungen dieser Kraft angibt.

Man bediente sich bisher der Gewichte zur Graduirung der Dynamometer; allein es erhellt, daß man aus der Biegung der Federn nur eine solche Drukkraft erkennen kann, die nur in senkrechter Richtung eine virtuelle Geschwindigkeit besizt; daß sie folglich nicht als Maaßstab für die Quantität der ausgeübten Thätigkeit, deren wirkliche Geschwindigkeit ein wesentliches Element ausmacht, dienen, sondern vielmehr nur eine Quantität angeben kann, die sich als dieser Thätigkeit oder Kraft proportional betrachten läßt. Aus diesem |368| Principe ergibt sich, daß es sowohl bei den successiven Andeutungen, als auch bei der Totalisirung der von den Dynamometern gegebenen Andeutungen wesentlich darauf ankommt die relative Dauer des Drukes herzustellen.

An den Feder-Dynamometern ist diese Aufgabe gelöst, wenn man sich eines Zeigers bedient, der auf einer mit Papier überzogenen Platte genau die verschiedenen die Biegung der Feder andeutenden Punkte, und dann jene Länge der von diesen Punkten beschriebenen geraden Linie, die der Dauer dieser Biegung entspricht, angibt. Allein um diese Dauer in relativ proportionalen Quantitäten ausgedrükt zu erhalten, muß sich den Bedingungen der Preisaufgabe gemäß diese Platte gleichförmig bewegen: so zwar, daß jeder Umgang derselben irgend ein bestimmter Theil der Einheit der Zeit ist. Wird die Bewegung der Platte durch die Räder des Apparates, an welchem der Dynamometer angebracht ist, hervorgebracht, so wird die Dauer des jedesmaligen Drukes nur dann in proportionalen Quantitäten angegeben werden, wenn der Apparat eine gleichförmige Bewegung besizt. Denn nimmt die Geschwindigkeit dieser Bewegung ab, so wird die Spur, welche die Dauer des entsprechenden Drukes andeutet, eine kürzere seyn, als sie seyn sollte; nimmt sie hingegen zu, so wird diese Spur zu lang ausfallen. Uebrigens bleibt dieß das einzige Mittel um verhältnißmäßig die Intensität und die Dauer jener Kraft zu erfahren, die zur Ueberwindung der Trägheitskraft der Widerstände, welche, wenn sie nachgeben, eine anfangs beschleunigte Bewegung annehmen, aufgewendet wurden, oder um das Maximum der Dauer und der Intensität der Kraft, bei der diese Widerstände nicht nachgaben, zu erforschen.

Von den Preisbewerbern hat Nr. 5 den Dynamometer Regnier's mit zwei Zeigern, von denen der eine das Maximum der bei dem Versuche angewendeten Kraft, und der andere die successiven Schwankungen andeutet, eingesendet. In Hinsicht auf die Träger dieses Instrumentes, auf den Zapfen der Zeiger und auf die Feder hat der Concurrent allerdings einige Verbesserungen angebracht; auch hat er dasselbe in ein Gehäuse eingeschlossen, wodurch es gegen die Erschütterungen, denen es ausgesezt ist, geschüzt wird; allein da dieser Mechanismus die angewendete Kraft nicht totalisirt, und da er auch nicht das Mittel der Intensität oder der Dauer angibt, so entspricht er den Anforderungen der Preisaufgabe nicht. Es genügt demnach dieses Concurrenten in der Person des Hrn. Mechanikers Regnier ehrenvoller Erwähnung gemacht zu haben.

Der Concurrent Nr. 6 sandte ein auf ein neues Princip gegründetes Instrument ein. Die Kraft wird auch hier durch zwei |369| Zeiger angedeutet, allein mittelst einer Feder-Schnellwaage, die an dem einen Ende der Arme des Instrumentes angebracht ist, und deren Kraft durch die Verbindung zweier Hebel um das Vierzigfache erhöht wird. Man kann daher, indem man an diesem Ende eine Schnellwaage von mehr oder minder intensiver Kraft anbringt, mehr oder minder bedeutende Kräfte messen, ohne daß man das Instrument zu wechseln braucht. Dieser Dynamometer ist solid gebaut, kann mehrfache Anwendung finden, und gewährt den eben erwähnten Vortheil. Die Gesellschaft ertheilte daher dem Erfinder, einem alten Uhrmacher von Revigny, Namens Aubriot, zur Aufmunterung einen Preis von 200 Fr.

Der Concurrent Nr. 7 sandte die Zeichnung eines Dynamometers, dessen sich die landwirthschaftliche Gesellschaft in Douai bei dem Pflugconcurse vom 14. September 1835 zu voller Zufriedenheit bediente. Derselbe besteht aus zwei Stahlblättern von 66 Centimeter Länge, 6 Centimeter Vreite und 5 Millimeter Dike, welche eine Feder mit Zangen bilden, und an deren einem ein messingenes Lineal befestigt ist, welches bis auf 1600 Pfd. mit Gewichten graduirt wurde. Wenn sich diese Federn in Folge des Zuges gegenseitig annähern, so gleiter auf dem Lineal oder Richtscheit ein Zeiger, der das Maximum der entwikelten Kraft andeutet. Um das Mittel zu bekommen werden mehrere Versuche angestellt. Der englische Stahl, der zu den Federn angewendet wird, findet sich vollkommen calibrirt im Handel, so daß man beinahe nichts mehr zu schmieden und zu feilen braucht; er kostet in Frankreich 90 Centimen das Pfund und jeder Dorfschmied kann ihm die gehörige Form geben. Außerdem ist das Instrument auch noch mit einem Mechanismus versehen, welcher dazu dient einem Bleistifte eine Hin- und Herbewegung mitzutheilen, damit derselbe auf einem Blatte Papier innerhalb einer bestimmten Zeit eine kleine Streke durchlaufe. Die Gesellschaft glaubt den Concurrenten einladen zu müssen, sein Instrument bis zum nächsten Jahre in Natura einzusenden, und ihm bis dahin seine Ansprüche vorzubehalten.

Der Concurrent Nr. 3 legte einen Plan zu einem auf die Landwirthschaft anwendbaren Dynamometer vor, der in Hinsicht auf das Princip von allen übrigen gänzlich abweicht, und dessen Theorie nach den Grundsäzen des Differential- und Integral-Calculs in einer musterhaften Abhandlung auseinander gesezt ist. Das Instrument besteht aus einem mit Wasser gefüllten Cylinder, dessen Inhalt auf der einen Seite durch einen Kolben zurükgehalten wird, während er an dem anderen Ende mit einer haardünnen Oeffnung versehen ist, durch die das Wasser nur vermöge des Drukes des Kolbens ausgetrieben |370| wird. Die Kolbenstange bewegt sich mittelst eines eisernen Gestelles und ist in dem Querstüke, welches sich an dem einen Ende dieses Gestelles befindet, fixirt. Der Cylinder selbst ist an dieser Stelle mit einem eisernen Henkel und Ringe ausgestattet, womit er an dem angewendeten Transportmittel eingehängt wird. Zu beiden Seiten des Cylinders befinden sich zwei Führer, durch welche die Arme des eisernen Gestelles laufen, so daß sich der Kolben in Hinsicht auf den Cylinder stets in einer und derselben Fläche bewegen muß. Das Ende, welches jenem, woran die Kolbenstange fixirt ist, entgegengesezt ist, ist abgerundet und mit einem Ringe versehen, womit der Dynamometer mit der Triebkraft in Verbindung gebracht wird. Findet ein Zug Statt, so trägt der Kolben allein die ganze Kraft, in Folge deren das Wasser dann durch das haardünne Loch getrieben wird. Wenn die Dauer und die Kraft des Drukes, der nöthig ist, um eine bekannte Quantität Wasser zu erhalten, im Voraus bestimmt worden ist, so ergibt sich aus der Quantität des ausgeflossenen Wassers die Gesammtdrukkraft, welche Statt gefunden hat. Man kann diese Drukkraft sogar mittelst einer graduirten Längenspalte, welche in dem Cylinder angebracht ist, und durch die man einen zweiten gläsernen Cylinder, worin sich der Kolben bewegt, sieht, in jedem Augenblike bemessen; nur läßt sich die Dauer des Drukes bloß durch eine Secundenuhr ermitteln; auch bleibt keine Spur davon zurük.

Die Gesellschaft bedauert, daß dieser Preisbewerber kein nach seinem Plane verfertigtes Instrument eingesaudt hat; denn sollte es möglich seyn dasselbe genau seinen Absichten gemäß herzustellen, und sollte die Erfahrung die Theorie bestätigen, so wären die Bedingungen, die das Programm von einem für die Landwirthschaft bestimmten Dynamometer fordert, erfüllt, indem das neue Instrument den Gesammtaufwand an Drukkraft angibt. Würde der Concurrent an der Kolbenstange aber einen Stift oder einen Pinsel anbringen, der auf einem mit der Kolbenstange parallel laufenden Cylinder Spuren zurükließe, und der sich vermöge eines ihm angehörigen Mechanismus solcher Maßen bewegte, daß er jeden Umgang in einem aliquoten Theil der Zeiteinheit zurüklegte, so hätte er auch den Bedingungen des zweiten Preises, wovon wir sogleich handeln werden, entsprochen, indem sein Apparat bei Vermeidung der Schwingungen der Federn die Totaldrukkraft andeuten und während der ganzen Dauer dieses Drukes in jedem Angenblike Spuren davon zurüklassen würde. Bei dieser Veränderung, die vollkommen in seiner Macht sieht, könnte auch der gläserne Cylinder und die graduirte Längenspalte des messingenen Cylinders wegbleiben, wodurch das Instrument nicht nur einfacher werden, sondern auch an Solidität gewinnen würde. Eine |371| Graduirung der Kolbenstange wäre vollkommen hinreichend, um in jedem Augenblike die angewendete Drukkraft ersehen zu können. Die Gesellschaft hält auch diesem Concurrenten seine Rechte für das Jahr l837 bevor.

2. Verbesserter Dynamometer zur Bestimmung der Kraft der Maschinen.

Die Bedingungen, welchen ein Instrument dieser Art, wenn es preiswürdig befunden werden soll, Genüge leisten muß, sind:

1) Muß der Apparat sichtbare Spuren der Andeutung aller Kräfte, die innerhalb irgend einer Zeit entwikelt wurden, so wie auch ihrer auf einander folgenden Schwankungen znrüklassen, und sie auf directe Weise und ohne Beihülfe des Calculs andeuten;

2) muß die Dauer einer jeden Abweichung in der Kraft angegeben werden, indem die Zeiteinheit durch beliebig abzuändernde Quantitäten in Bruchtheile abgetheilt wird;

3) muß er die während der Dauer des Versuches entwikelten Gesammtkräfte andeuten.

Der Concurrent Nr. 1 legte einen noch nicht ganz vollendeten Feder-Dynamometer vor, der in jedem Momente des Versuches auf einem Streifen Papier die auf einander folgenden Abweichungen in der Drukkraft angibt, und an welchem sich dieser Streifen mit einer constanten Geschwindigkeit, welche sich für jeden einzeluen Versuch erhöhen oder vermindern läßt, bewegt. Das Instrument deutet vermöge einer höchst einfachen Vorrichtung auch die in jedem Momente des Versuches durchlaufenen Räume an; und wenn die Bewegung aufhört, so wird durch den Mechanismus des Instrumentes allein die Zeit, während welcher diese Unterbrechung Statt fand, mit Genauigkeit aufgezeichnet. Da der Apparat jedoch die allmählich angewendeten Kräfte nicht totalisirt, so entspricht er den Anforderungen des Programmes nicht vollkommen.

Die Concurrenten Nr. 2 und Nr. 4 beginnen ihre Abhandlungen mit der Erklärung, daß ihnen Hr. Poncelet, Mitglied der Akademie der Wissenschaften, die Idee lieferte, wie eine bleibende Spur der Dauer und der Schwankungen in der Biegung der Federn zu erzielen sey, und wie sich ein Zählapparat anbringen läßt, der die Kraft in jedem Augenblike ihrer Wirkung registrirt. Die Wahl der Mittel zur Ausführung dieser Idee ist jedoch verschieden und den Concurrenten eigen. Beide Concurrenten bringen zur Aufnahme der Spuren der Biegungen der Federn eine Platte in Anwendung, die sich im Kreise bewegt, und ein senkrechtes Rad, welches sich vermöge seiner Reibung an dieser Platte, auf die es sich mit einer Feder |372| stemmt, bewegt, und welches, indem es sich von dem Mittelpunkte der Platte entfernt, die Curven beschreibt, die die Biegung der Federn und deren Dauer andeuten. In Hinsicht auf die zur Registrirung dieser Curven benuzten Mittel weichen die Instrumente von einander ab; dagegen wird die Platte an beiden durch die Räder des Apparates, woran das Instrument angebracht werden soll, in Bewegung gesezt. Die Folge hievon ist, daß die Dauer der Biegungen, wie schon oben bemerkt wurde, nur dann mit Genauigkeit angegeben wird, wann die Bewegung eine gleichförmige ist. Diese Unvollkommenheit läßt sich jedoch leicht beseitigen; auch könnte man dem Papiere, womit die Platte überzogen ist, eine geringe Versezung oder Bewegung mittheilen, so daß die bei jedem Umgange zurükgelassene Spur sich von der nächst vorhergehenden genau unterscheiden ließe. Diese Modification wäre sehr leicht einzuführen, wenn der Platte eine ihr eigene Bewegung gegeben würde.

Der Concurrent Nr. 4 hat der Gesellschaft drei seiner Instrumente vorgelegt, bei deren Prüfung sich eine wichtige Frage erhob, welche die Gesellschaft um so mehr bestimmte, den über diesen Gegenstand eröffneten Concurs noch bis zum Jahre 1837 zu verlängern. Uebrigens ist in der Abhandlung des lezteren Preisbewerbers eine höchst interessante, ihm eigene Arbeit enthalten, in der er sich zur Aufgabe machte, nach theoretischen Principien den Coefficienten der Elasticität der Stahlfeder, deren er sich bei dem Baue seiner Dynamometer bedient, zu bestimmen. Es wird hierin auch angegeben, wie sich Federn herstellen lassen, die nicht nur in einer bestimmten Länge gleichen Widerstand leisten, sondern die auch jenen Elasticitätsgrad besizen, welcher nöthig ist, um in Hinsicht auf die Quantität der Wirkung, die sie anzudeuten haben, den gehörigen Grad von Empfindlichkeit zu erzielen; und die zugleich der Eigenschaft theilhaftig sind, Ordinaten zu geben, welche dem Gewichte, das sie innerhalb bestimmter Gränzen tragen, proportional sind, in so weit die Homogenität des angewendeten Metalles dieß gestattet. Diese Absichten hat der Concurrent zur Genüge erreicht, wie dieß aus der Prüfung seiner Instrumente hervorging. Seine Arbeit ist neu, gelungen und von großer Wichtigkeit; die Gesellschaft erkannte dem Verfasser in der Person des Artillerie-Hauptmannes, Hrn. Morin, Professor der Mechanik in Metz, ihre goldene Medaille zu, und wird dieselbe durch den Druk bekannt machen.

Schließlich erweitert die Gesellschaft die Zeit des für die Dynamometer ausgeschriebenen Concurses bis zum Jahre 1837, wobei sie den bisher aufgetretenen Concurrenten ihre Rechte vorbehält, mit dem Bemerken jedoch, daß bloße Zeichnungen von Instrumenten nicht |373| genügen, sondern daß vollkommene Instrumente vorgelegt werden müssen, damit sich die Gesellschaft durch Versuche von deren wirklichen Leistungen überzeugen kann.

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