Titel: Waltenhofen's Verfahren die Härte von Stahlsorten auf elektromagnetischem Wege zu vergleichen.
Autor: Waltenhofen, Adalbert
Fundstelle: 1875, Band 217 (S. 357–360)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj217/ar217095

Ein vereinfachtes Verfahren die Härte von Stahlsorten auf elektromagnetischem Wege zu vergleichen; von Dr. A. von Waltenhofen, Professor an der technischen Hochschule zu Prag.

Mit einer Abbildung.

Wenn man einen gehärteten Stahlstab durch eine Magnetisirungsspirale hindurch zieht, bemerkt man in der Regel, daß die eine Hälfte des Stabes stärker von der Spirale angezogen wird als die andere. Die Ursache dieser Erscheinung ist eine Ungleichförmigkeit in der Härte des Stahlstabes. Der Versuch zeigt zugleich – selbst in dieser primitiven Ausführung –, daß sich Unterschiede im Härtegrade auf elektromagnetischem Wege erkennen lassen.

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In der That gibt die vervollkommnete Anwendung dieses Principes, wie ich durch eingehende Untersuchungen* (1863 170 201) dargethan habe, ein höchst empfindliches Prüfungsmittel für die Härtegrade des Stahles an die Hand.

Die Beachtung, welche meinen diesbezüglichen Publicationen zwar nicht bei uns, wohl aber in Amerika zu Theil geworden ist, von wo mir schon wiederholte Aufforderungen zugegangen sind, mein Verfahren für praktische Zwecke entsprechend zu vereinfachen, veranlaßt mich zu den nachstehenden Mittheilungen.

Textabbildung Bd. 217, S. 358

Um die Methode in einfachster Weise auszuführen, kann man folgendermaßen verfahren. Die Stahlsorten, deren Härtegrade verglichen werden sollen, müssen in cylindrischen Stäbchen s von genau gleicher Länge und gleichem Gewichte (z.B. 10cm lang und 20g schwer) zur Verfügung stehen. Das zu untersuchende Stäbchen wird mittels eines dünnen Kupferdrahtes oder einer mit einem Drahtbügel versehenen Korkhülse k unterhalb der zur rechten Hand befindlichen, kürzer gehängten Waageschale b einer hydrostatischen Waage AB vertical aufgehängt und durch entsprechendes Tariren ins Gleichgewicht gesetzt. An die Stelle des bei specifischen Gewichtsbestimmungen in Anwendung kommenden Wassergefäßes, wird nun eine ungefähr 10cm hohe und 2cm weite Magnetisirungsspirale S gleichfalls vertical und zwar in der Weise aufgestellt, daß das aufgehängte Stäbchen s zur Hälfte in die Höhlung der Magnetisirungsspirale hineinreicht. Würde man nun ohne weitere Vorkehrung einen elektrischen Strom durch die Magnetisirungsspirale gehen lassen, so würde sofort das Eisenstäbchen plötzlich in die Magnetisirungsspirale ganz hineingezogen werden und gleichzeitig eine mehr oder weniger heftige Erschütterung des Waagebalkens stattfinden. Um dem vorzubeugen, hält man, bevor man die mit der Magnetisirungsspirale verbundene |359| Kette K schließt, mit zwei Fingern der einen Hand das äquilibrirte Stäbchen in der Mitte fest, schließt sodann erst mit der anderen Hand die Kette und legt hierauf Gegengewichte g in die linke Waageschale a, bis man wahrnimmt, daß dieselben der Kraft, mit welcher die Spirale das Stäbchen in ihre Höhlung hineinzuziehen sucht, ungefähr das Gleichgewicht halten. Nun läßt man das Stäbchen frei und setzt es möglichst genau ins Gleichgewicht, so daß ein kleines Zulagegewicht hinreicht, das von der Spirale angezogene und zur Hälfte in dieselbe hineinreichende Stäbchen ganz aus derselben herauszuziehen. Bei diesem Ausgleichen der Spiralanziehung durch Gegengewicht muß man fortwährend darauf sehen, daß die früher beschriebene Einstellung beibehalten wird, diejenige nämlich, bei welcher der Waagebalken horizontal steht und die untere Hälfte des Stäbchens innerhalb, die obere außerhalb der Spirale sich befindet.

Man wird es bei diesem Versuche nie dahin bringen, daß das von der Spirale angezogene und durch Gegengewichte äquilibrirte Stäbchen frei in der Mitte der Spirale hängt; es wird sich vielmehr immer an die innere Wand der Spirale anlegen, sobald ein Strom durch die Spirale geht. Damit dadurch nicht eine zu starke Reibung verursacht wird, welche das Verfahren unempfindlich und ungenau machen würde, muß in die Spirale ein gläsernes oder inwendig glattes messingenes Rohr h von gleicher Länge eingeschoben sein.

Als Kette dient zweckmäßig ein Bunsen'sches Element. Außerdem muß noch ein Widerstandsapparat R als Stromregulator (Rheostat) und eine der Stromstärke angemessen gewählte Bussole M (z.B. eine Tangentenbussole oder ein in einfachster Form aus einem dicken Kupferdrahtbügel und einer Magnetnadel hergestellter Stromprüfer) eingeschaltet werden, damit man den Strom bei der ganzen Versuchsreihe constant erhalten und dies beobachten kann. Es ist zweckmäßig, den Schließungskreis der Kette, wenn man vom Strome eben nicht Gebrauch macht, zu unterbrechen, damit die Kette länger constant bleibt.

Bei meinen Versuchen bediente ich mich in der Regel einer Spirale von 144 Windungen eines 3mm dicken (mit Wolle doppelt übersponnenen) Kupferdrahtes. Die Spirale hat 6 Drahtlagen von je 24 Windungen und ist 91mm hoch und 3cm weit.

Bei Anwendung eines Eisenstäbchens, welches nahezu die oben angegebenen Dimensionen hatte, waren 87g nöthig, um die Anziehung der Spirale zu überwinden; dagegen genügten bei Anwendung eines ebensolchen gehärteten Stahlstäbchens 52g. Für nicht gehärteten oder weniger harten Stahl ergeben sich Zahlen, welche zwischen den obigen liegen.

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Es ist zweckmäßig, jede Versuchsreihe mit der Untersuchung eines Normalstäbchens von weichem Eisen zu beginnen und mit der dabei erhaltenen Zahl die Zahlen zu vergleichen, welche sich für die gleichlangen und gleichschweren Probestäbchen aus den zu prüfenden Stahlsorten ergeben.

Man erhält natürlich andere Zahlen bei einer anderen Stromstärke oder bei Anwendung anderer Dimensionen der Spirale oder der Stäbchen; doch wird in jeder unter gleichen Umständen durchgeführten Versuchsreihe dem härteren Stahle die geringere Spiralanziehung entsprechen.

Ein bereits gebrauchtes und daher auch schon magnetisches Stahlstäbchen kann zu anderen Vergleichungen nicht mehr verwendet werden, wenn man genaue Resultate erhalten will; dagegen kann man ein eisernes Normalstäbchen immer wieder benützen, wenn das Eisen sehr weich und daher der magnetische Rückstand verschwindend klein ist.

Prag, im Juli 1875.

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Sitzungsberichte der Wiener Akademie, Bd. 48 und 62; Poggendorff's Annalen, B. 121 und 141.

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