XXXV. Ueber den von Hrn. Saxton erfundenen Strommesser. Aus dem Magazine of Popular Science, No. 2, S. 108. Mit Abbildungen auf Tab. III. Ueber Saxton's Strommesser. Die oͤfter eintretende Notwendigkeit, die Geschwindigkeit der Fluͤsse zu messen, um die Quantitaͤt des voruͤberstroͤmenden Wassers, die Stroͤmung etc. zu bestimmen, machte es hoͤchst wuͤnschenswerth, Mittel an der Hand zu haben, mit deren Huͤlfe sich die Geschwindigkeiten in jedem vorkommenden Falle messen und vergleichen lassen. Wir besizen bereits von Eytelwein, Wattmann, Fontaine und anderen Instrumente, welche zu diesem Zweke bestimmt sind; keines scheint jedoch saͤmmtlichen Bedingungen so vollkommen entsprochen zu haben, wie jenes, welches den Gegenstand gegenwaͤrtiger Mittheilung bildet. Mit Erfolg und mit Vortheil wurde dasselbe daher auch seit zwei Jahren sowohl von englischen, als auswaͤrtigen Hydraulikern angewendet: namentlich zum Messen der Quellen, aus denen man in lezter Zeit das große London mit gesundem Trinkwasser versehen zu koͤnnen hoffte. Unter den Bedingungen, welche an einem Instrumente von fraglicher Art besonders zu wuͤnschen waͤren, duͤrften folgende die vorzuͤglichsten seyn: Leichtigkeit der Anwendung unter allen moͤglichen Umstaͤnden, Tragbarkeit, geringe Anzahl von Bestandtheilen, Staͤrke und Einfachheit, damit es nicht leicht brechen oder in Unordnung gerathen, dafuͤr aber jedenfalls leicht ausgebessert werden kann. Auch muß es nothwendig die Geschwindigkeit der Stroͤmung waͤhrend der ganzen Dauer einer bestimmten Zeitperiode registriren, und zwar selbst dann, wann die wirkliche Beobachtung des Instrumentes wegen Untertauchung desselben oder aus anderen Gruͤnden unmoͤglich gemacht ist. Allen diesen Bedingungen entspricht nun das Instrument des Hrn. Saxton. Man kann mit ihm die Geschwindigkeit der Stroͤmung an der Oberflaͤche, oder am Boden, oder in irgend einer beliebigen, zwischen beiden gelegenen Linie leicht und genau messen; und hieraus, wenn hinreichende Beobachtungen dieser Art in verschiedenen Linien angestellt wurden, die mittlere Geschwindigkeit eines Wasserstromes fuͤr einen bestimmten Ort der Beobachtung berechnen. Multiplicirt man bann diese mit dem Durchschnittsflaͤchenraume des Wasserstromes, so ergibt sich die Gesammtmasse des Wassers, welche waͤhrend der Dauer der Beobachtung voruͤberfloß. In Faͤllen, wo große Genauigkeit erforderlich oder die Geschwindigkeit sehr wandele bar ist, kann man mit einer beliebigen Anzahl von Instrumenten zugleich beobachten. Das Instrument besteht aus einem sich umdrehenden Fluͤgel, aus einem Register, aus einem Schwanze, und aus einem Maaßstabe. Lezterer bildet eine Stange von 7/8 Zoll im Durchmesser und 6 Fuß Laͤnge, welche in Fuß, Zolle und Zehntheile abgetheilt ist; an ihr schieben sich die uͤbrigen Theile des Instrumentes, und zwar so, daß sie an jedem beliebigen Punkte gestellt werden koͤnnen. Der Schwanz besteht aus einer duͤnnen Metallplatte, welche 6 bis 20 Zoll lang seyn kann, und auf welche das voruͤberstroͤmende Wasser wirkt, um die Achse oder Welle des Fluͤgels mit der Richtung der Stroͤmung parallel zu erhalten. Der umlaufende Fluͤgel besteht aus einem oder aus mehreren an einer Welle befestigten Armen, deren Oberflaͤche so gedreht ist, daß sie von der Welle auslaufend einen fortwaͤhrend groͤßer werdenden Winkel mit dieser bildet. Dieser Winkel ist ein solcher, daß durch die Wirkung der Stroͤmung auf einen Arm unter allen Geschwindigkeiten in einer gegebenen Laͤnge, wie z.B. in einem Yard, in einem Fuß etc., ein Umgang hervorgebracht wird. Ist dieß genau der Fall, so folgt hieraus, daß ein Wassertheilchen, auf welchen Theil der gekruͤmmten Oberflaͤche es auch stoßen mag, immer mit gleicher Gewalt die Welle umzutreiben trachten, und innerhalb einer und derselben Zeit uͤber die ganze Breite des Fluͤgels gelangen wird, der Uebergang mag in der Naͤhe der Achse oder Welle, wo die Oberflaͤche schmal, aber wenig geneigt ist, oder in der Naͤhe des Endes geschehen, wo die Oberflaͤche breiter ist und eine groͤßere Neigung besizt. Das Register besteht aus einem an der Seite graduirten Rade, welches die Zahl der Umdrehungen, die der Fluͤgel machte, andeutet. Das Eingreifen des Fluͤgels in das Rad kann nach dem Belieben des Beobachters augenbliklich eintreten und eben so schnell wieder aufgehoben werden. Zu allen uͤbrigen Zeiten hingegen bleibt das Register unbeweglich, wie sich der Fluͤgel auch umdrehen, oder welches uͤberhaupt die Stellung des Instrumentes seyn mag. An Fig. 59, welche einen Seitenaufriß des Registers, des Fluͤgels und eines Theiles des Meßstabes und des Schwanzes gibt, ist E die Welle des Fluͤgels A, die in einem Gestelle F laͤuft, und an der sich eine endlose Schraube G befindet. In diesem Gestelle haͤngt das Rad des Registers H, welches am Rande fein gezaͤhnt, an der Seitenflaͤche hingegen graduirt ist. Die Welle dieses Rades ruht in zwei Fuͤhrstangen I, J, von denen man hier nur die eine I sehen kann. Aus dem unteren Theile des Gestelles ragt ein Einfall K hervor, der das Rad unbeweglich haͤlt, so lange es in dasselbe eingefallen ist. Die Fuͤhrstangen sind nur mit dem einen Ende an dem Gestelle festgemacht und bewegen sich daselbst an einem Zapfen L. Ihre Bewegung ist durch einen an dem anderen Ende befindlichen Aufhaͤlter M, der sich in einem durch Punkte angedeuteten Fenster bewegt, beschraͤnkt. Dieses Fenster gestattet den Zaͤhnen des Rades genau so tief in die endlose Schraube G einzugreifen, daß keine Einzwaͤngung Statt finden kann. Die beweglichen Enden der Fuͤhrstangen werden mit einer in dem Oehre O befestigten und bis in die Hand des Beobachters emporlaufenden Schnur N emporgehoben. Ist diese Schnur außer Thaͤtigkeit, so bleiben die Fuͤhrstangen herabgesenkt; das Rad ist dann von der endlosen Schraube befreit, und wird von der Feder P, welche sich zwischen der vorderen Fuͤhrstange und dem Rade befindet, auf den Einfall K gedruͤkt. Ein Gefuͤge Q, welches sich an der Verbindung des Registers mit dem aus der Meßstabscheide S hervorragenden Arme R befindet, gestattet, daß die Welle des Fluͤgels gegen den Meßstab C geneigt werden kann, was zuweilen bei der Anwendung des Instrumentes an der Oberflaͤche von Stroͤmungen von Nuzen ist. Der untere Theil der Meßstabscheide S ist zu einer kegelfoͤrmigen Schraube mit Laͤngenspalten U geschnitten, und an dieser Schraube bewegt sich eine geraͤnderte Schraubenmutter V, womit die Scheide an dem Stabe C festgehalten wird. Eine aͤhnliche, an der Fluͤgelwelle E befindliche Schraubenmutter X gestattet das Herausnehmen dieser Welle zum Behufe der Reinigung. Fig. 60 gibt einen Grundriß des Fluͤgels, des Registers, des Meßstabes, und eines Theiles des Schwanzes. Man kann hier auch die Hintere Fuͤhrstange sehen. Fig. 61 ist ein Frontaufriß des Fluͤgels. Will man sich dieses Instrumentes bedienen, so sezt man das Nullende des Meßstabes gewoͤhnlich auf den Boden des Fluͤgels etc., und schirrt den Fluͤgel in jener Hoͤhe an den Meßstab, in welcher man die Geschwindigkeit der Stroͤmung kennen zu lernen wuͤnscht. Wenn der Meßstab dann frei und aufrecht gehalten wird, so schwingt sich der Schwanz alsogleich nach der Stroͤmung, wo dann der Fluͤgel dieser dargeboten und durch sie in Bewegung gesezt wird. In dem in Fig. 59 dargestellten Zustande des Instrumentes steht der Fluͤgel nicht mit dem Register in Verbindung, so daß sich also lezteres in Ruhestand befindet. Wenn der Fluͤgel eine gleichmaͤßige Geschwindigkeit erlangt hat, und die Beobachter bereit sind, so wird nach der Uhr gesehen und zu gleicher Zeit die Schnur angezogen, wo dann das Registerrad zugleich mit dem Fluͤgel in Bewegung kommt. Nach Ablauf der bestimmten Zeit laͤßt man die Schnur wieder los, wo dann die an der Fuͤhrstange befindliche Feder das Register herabdruͤkt, von der Welle des Fluͤgels befreit, und dafuͤr mit dem Einfalle in Verbindung bringt, so daß es zum Stillstande kommt, obschon der Fluͤgel wie fruͤher umlaͤuft. Es kann daher in diesem Zustande nach Belieben gepruͤft werden, und auf diese Weise laͤßt sich also die Zahl der Umgaͤnge des Fluͤgels und mithin die Geschwindigkeit und das Volumen des voruͤberstroͤmenden Wassers mit großer Genauigkeit ermitteln. Soll das Register auf Zero zu arbeiten beginnen, so braucht man nur die Feder Y, welche den Einfall fuͤhrt, herabzudruͤken, wo dann dieser von dem Registerrade H befreit und lezteres ganz frei wird. Das Zero kann dann an die Stelle des Einfalles als Zeiger gesezt werden. Da der Betrag der Reibung an der Welle und an dem Instrumente durch Vernachlaͤssigung desselben nach Versuchen und durch andere Ursachen groͤßer werden kann, als er zur Zeit der Graduirung war, so soll man, wenn große Genauigkeit erforderlich ist, das Instrument, bevor man es anwendet, genau untersuchen, und seine Reibung pruͤfen, indem man es mit einer entsprechenden Geschwindigkeit durch eine Streke stehenden Wassers von bekannter Laͤnge zieht, und hierauf beobachtet, ob das Register diese Laͤnge genau andeutet oder nicht.Bei den in der Gallery of Practical Science mit dem Instrumente angestellten Versuchen wurde eine Laͤnge von 60 Fuß abgestekt, und dann der Strommesser mit verschiedenen Geschwindigkeiten durch das stehende Wasser gezogen. Jedes Mal zeigte das Instrument hiebei die durchlaufene Laͤnge beinahe mit mathematischer Genauigkeit an. A. d. O. Ist irgend eine Veraͤnderung an dem Instrumente eingetreten, so wird sie auf diese Weise entdekt werden, so daß man sie bei den weiteren Versuchen gehoͤrig in Anschlag bringen kann. Um den ganzen Apparat leichter tragbar zu machen, ist die Einrichtung getroffen, daß man den Schwanz und den Fluͤgel leicht von der Scheide des Meßstabes und von dem Register abnehmen kann. Der ganze Apparat mit Ausnahme des Meßstabes laͤßt sich dann in ein Etui von 6 1/2 Zoll Laͤnge, 4 1/2 Zoll Breite und 1 1/2 Zoll Hoͤhe paken. Der Meßstab selbst laͤßt sich in zwei Stuͤke, von denen jedes einen Yard in der Laͤnge mißt, abbiegen. Die Oberflaͤche des Fluͤgels laͤßt sich auf folgende Art finden. Es sey die Laͤnge A, innerhalb welcher der Fluͤgel eine Umdrehung zu machen hat, gegeben: naͤmlich 1 Fuß; es betraͤgt die Laͤnge des Armes B 3 Zoll; und es sey C die Breite des Armes an der Welle, welche ein Theil von A, z.B. 1/12 Zoll, seyn soll. Nun beschreibe man ein vielseitiges Prisma, welches man in Fig. 62 im Grund- und in Fig. 63 im Aufrisse sieht, und dessen Seitenzahl = der Zahl, wie oft C in A enthalten ist (hier z.B. 12 Mal), und dessen Radius = B. In Fig. 62 sey ad eine der Seiten und o der Mittelpunkt; wenn man dann ao und do verbindet, so wird ao der eine und do der andere Rand des Armes seyn. In Fig. 63 sey abcd eine der Seiten und ono die Achse des Prisma's; verbindet man dann a mit d, so ist ad die geneigte oder inclinirte Linie des aͤußeren Endes des Armes. Gesezt das Prisma bestehe aus einer weichen Substanz, so wird, wenn man eine Schnittlinie bei ad eindringen und den Linien ao, do folgen laͤßt, die verlangte Oberflaͤche entstehen, die ihre Richtung in dem Maaße, als sie fortschreitet, veraͤndert, und wie ono senkrecht wird, wenn sie an dem Mittelpunkte anlangt. In Fig. 62 erscheint die Oberflaͤche des Armes durch das Dreiek aod beschraͤnkt. Aus Fig. 63 erhellt deren Drehung, wenn man annimmt, daß sich die Linie ad um ihren Mittelpunkt dreht, bis sie mit ono zusammenfaͤllt.