LXXIV. Ueber die Cohaͤsions- und Elasticitaͤtsverhaͤltnisse einiger beim Bau der Haͤngebruͤken in Anwendung kommenden Eisendraͤhte; von A. F. W. Brix. Brix, uͤber die Cohaͤsions- und Elasticitaͤtsverhaͤltnisse der Eisendraͤhte. Die in Frankreich seit mehreren Jahren gebraͤuchlich gewordene Anwendung der Eisendraͤhte zu den Haͤngebruͤken hat mehrfach Veranlassung gegeben, die absolute Festigkeit derselben durch directe Versuche auszumitteln; bei Gelegenheit des beabsichtigten Baues mehrerer Drahthaͤngebruͤken uͤber die Ruhr gewann dieser Gegenstand neuerdings auch in Preußen ein erhoͤhtes Interesse, und es wurden Versuche in Anregung gebracht, um dadurch bestimmte Erfahrungen uͤber die Festigkeit der Drahte aus den preußischen Fabriken zu erlangen, woran es bisher noch immer gefehlt hat. Da man zum Bau jener Bruͤken die Anwendung franzoͤsischer Eisendraͤhte vorgeschlagen hatte, weil dieselben angeblich ein groͤßeres Widerstandsvermoͤgen als die preußischen Drahte darbieten sollten, so wurde fuͤr angemessen erachtet, die angeregten Versuche nicht bloß auf leztere zu beschraͤnken, sondern sie auch auf diejenigen Draͤhte auszudehnen, die man in Frankreich zu den Haͤngebruͤken anzuwenden pflegt; indem nur auf diesem Wege eine positive Gewißheit daruͤber zu erlangen war, ob und in wie weit die preußischen Drahtsorten den franzoͤsischen wirklich nachstehen. Eine hohe Verwaltung fuͤr Handel, Fabrikation und Bauwesen hat mit großer Liberalitaͤt diese Versuche zu genehmigen und die koͤnigl. technische Gewerbedeputation damit zu beauftragen geruht; und nachdem von Seiten des wirklichen Geheimen Ober-Regierungsrathes und Directors, Hrn. Beuth, die Ausfuͤhrung derselben Hrn. Brix uͤbertragen worden ist, hat derselbe nicht weniger als zwei und siebenzig Versuche mit preußischen, franzoͤsischen, schweizerischen und englischen Eisendrahten von 1,28 bis 1,54 Linien Dike angestellt, woruͤber folgende wichtige Schrift den ausfuͤhrlichen Bericht enthaͤlt: Abhandlung uͤber die Cohaͤsions- und Elasticitaͤtsverhaͤltnisse einiger, nach ihren Dimensionen beim Bau der Haͤngebruͤken in Anwendung kommenden Eisendraͤhte des In- und Auslandes. Von A. F. Brix. koͤnigl. Fabriken-Commissionsrath etc. Mit 2 Kupfertafeln. Berlin, 1837. Hr. Brix hat sich bei diesen Versuchen aber nicht bloß auf die Ausmittelung der zum Zerreißen der Eisendrahte erforderlichen Kraft beschraͤnkt, sondern auch die Elasticitaͤtsverhaͤltnisse, die Anfangsgraͤnze der permanenten Rekungen, den Betrag derselben bis zu dem Augenblik des Zerreißens u. d. m. mit moͤglichster Genauigkeit zu ermitteln gesucht; denn nur dadurch durfte man hoffen, solche Resultate zu gewinnen, die, abgesehen von dem wissenschaftlichen Interesse, auch in der Praxis als sichere Anhaltspunkte zum Grunde gelegt werden koͤnnen. Es kam daher auf eine solche Anordnung der in Anwendung zu bringenden Vorrichtung an, die in jedem Augenblik nach Belieben ein Belasten und Entlasten des eingespannter Drahtes gestattete, und dabei mit Sicherheit das Maaß der jedesmaligen Spannung und zugleich die zugehoͤrigen Dehnungen und respective Zusammenziehungen moͤglichst genau angab. Unter allen Apparaten zu gleichem Zwek, konnte keiner den gemachten Anforderungen so vollkommen einsprechen, als derjenige, welcher in der vom Professor Pfaff besorgten Uebersezung der bekannten Versuche von Peter Lagerhjelm, Nuͤrnberg 1829, beschrieben und abgebildet ist. Dieser wurde daher im Allgemeinen bei der Construction desselben zum Grunde gelegt, jedoch mit einigen Vereinfachungen, welche ruͤksichtlich der geringeren Maaßverhaͤltnisse der zu pruͤfenden Metalldraͤhte als zwekmaͤßig erschienen. Die Draͤhte wurden naͤmlich, nachdem sie vorher gehoͤrig gerade gerichtet waren, in Langen von etwa 4 Fuß zu den Versuchen angewendet und in horizontaler Lage mit beiden Enden fest eingeklemmt. Das eine Ende derselben wirkte mittelst der zum Einklemmen dienenden Vorrichtung auf den kurzen Arm eines Winkelhebels, dessen horizontal auf einer Unterlage ruhender langer Arm an seinem aͤußersten Ende eine Waagschale zur Aufnahme von Gewichten trug, um da, durch jede beliebige Spannung hervorbringen zu koͤnnen. Mit dem anderen Ende standen die Draͤhte mit einer Schraube in Verbindung, durch deren mittelst Kurbel, Getriebe und Zahnrad bewirkte Drehung dieselben so lange angezogen wurden, bis der lange Hebelsarm sich von seiner Unterlage erhob und frei schwebte, wo dann der Draht diejenige Spannung erlitt, welche durch Multiplication der Hebelbelastung mit dem Verhaͤltniß der Hebelsarme (= 20,2) erhalten wird. Zur Ausmittelung der Dehnungen dienten zwei auf dem Draht befestigte Nonien, die sich mit demselben laͤngs einer unverruͤkbaren Scale bewegten und dadurch die jedesmalige Laͤnge des Drahtes vom Nullpunkte des einen bis zum Nullpunkte des anderen Nonius in Viertel- und Hundertel-Linien anzeigten. Drahtsorten; deren Ursprung, Staͤrke und Gewicht. Obgleich beabsichtigt war, die angeordneten Versuche uͤber die Elasticitaͤts- und Cohaͤsionsverhaͤltnisse der Eisendraͤhte auf eine ganze Reihenfolge von Nummern, von der staͤrksten bis zur schwaͤchsten Sorte, auszudehnen, so mußte man sich doch vorlaͤufig, um zunaͤchst dem praktischen Beduͤrfnisse Genuͤge zu leisten, bloß auf diejenige Drahtsorte beschraͤnken, welche vorzugsweise zum Bau der Haͤngebruͤken angewendet wird. Dieß ist die Sorte, welche in Frankreich die Fabriknummer 18 fuͤhrt und nach der Angabe franzoͤsischer Schriftsteller 3 Millimeter = 1,376''' preuß. im Durchmesser hat. Von den aus inlaͤndischen Fabriken bezogenen Draͤhten entsprach keine Sorte jenem Durchmesser genau, weßhalb man sich veranlaßt sah, die naͤchststaͤrkere und naͤchstschwaͤchere Sorte, naͤmlich die Sorten Feinmemel und Klinkmemel, der vorgeschriebenen Pruͤfung zu unterwerfen. Hiezu wurden die Draͤhte groͤßten Theils in demselben Zustande verwendet, wie sie aus den betreffenden Fabriken geliefert waren, und nur sechs Versuche sind mit Draͤhten gemacht worden, die ohne Zutritt der Luft sorgfaͤltig ausgegluͤht waren, um den Einfluß kennen zu lernen, den das Gluͤhen auf die Festigkeit des Eisens ausuͤbt. Die Draͤhte wurden in einzelnen Stuͤken von 46'' Laͤnge angewendet, wie es der Apparat forderte; sie wurden zuerst ohne Ziehen und Haͤmmern so gut als moͤglich gerade gerichtet, und die noch uͤbrigen Kruͤmmungen durch Pressen im Schraubstoke zwischen Bleibaken entfernt; dennoch blieben einzelne Kruͤmmungen, welche erst waͤhrend der Versuche verschwanden und Ursache der Unregelmaͤßigkeiten in den Resultaten waren. Das Gewicht des laufenden Fußes wurde aus der Waͤgung von 20' bestimmt; der Durchmesser durch Messungen von 4 bis 5 Stellen, welche in rechtwinkelig auf einander stehenden Richtungen vorgenommen und bei merklicher Abweichung auch auf die zwischenliegenden Durchmesser ausgedehnt wurden. Die angestellten 72 Versuche sind in den beigefuͤgten Tabellen in vierzehn Versuchsreihen geordnet- deren jede eine bestimmte Drahtsorte von ein und demselben Ringe begreift. Die ersten acht Versuchsreihen begreifen inlaͤndische Draͤhte aus unseren maͤrkischen und rheinischen Fabriken, die vier naͤchstfolgenden aber franzoͤsische Draͤhte, welche saͤmmtlich direct aus den betreffenden Fabriken, leztere uͤber Paris und Straßburg, bezogen wurden. Die dreizehnte Versuchsreihe begreift schweizerischen Draht aus der Fabrik von Neuhaus und Panserot in Bienne (Kanton Bern), welcher beim Bau der großen Haͤngebruͤke bei Freiburg Anwendung fand, waͤhrend die vierzehnte und lezte Versuchsreihe mit englischem Drahte geschah, der durch eine hiesige Handlung uͤber Hamburg bezogen worden war. Verfahren bei den Versuchen. Nachdem die Draͤhte gemessen, gewogen und gehoͤrig gerade gerichtet waren, wurden sie mit ihren beiden Enden vermittelst der konischen Stahlbaken in den Kluppen eingeklemmt, und dann durch Drehung der Kurbel so lange angezogen, bis der Hebel sich ein wenig von seiner Unterlage erhoben hatte. Wenn der Hebel an seinem aͤußersten Ende bloß mit der leeren Waagschale belastet war, so entsprach dieß, wie der vorlaͤufige Versuch ergab, einer Laͤngenspannung des Drahtes = 262,6 Pfd. Unter dieser anfaͤnglichen Spannung ließ man den Draht eine Zeit lang stehen, damit die Stahlbaken hinreichend einbeißen und sich in den Kluppen gehoͤrig festsezen konnten, wonach die Nonien an ihm befestigt und deren Klappen so gestellt wurden, daß ihre Limbusse die Scalen uͤberall beruͤhrten und denselben genau parallel waren. Die Nullpunkte der ersteren ließen sich zwar nicht genau auf die der lezteren stellen, weil es hiezu an einer feinen Mikrometerbewegung fehlte; indessen war dieß auch weder fuͤr die Beobachtung noch fuͤr die Berechnung durchaus erforderlich, weßhalb man sich begnuͤgte, beide Nonien nach der Seite ihrer Bewegung hin mit ihren Nullpunkten um einige Hundertel Linien uͤber die gleichnamigen Punkte der Scalen vortreten zu lassen, und zwar der rechte Nonius etwas mehr als der linke, um negative Differenzen zu vermeiden. Wird naͤmlich die Anzeige des linken Nonius von der des rechten subtrahirt, so erhaͤlt man in der Differenz die Groͤße, um welche der Abstand zwischen den Nullpunkten beider Nonien den der Scalen uͤbertrifft; und da der leztere genau 3' = 432''' betraͤgt, so muß umgekehrt jene Differenz zu dieser Laͤnge addirt werden, um den Abstand der Nonien zu erhalten. Dieser Abstand mag die Laͤnge des Drahtes heißen, da offenbar die beobachteten Dehnungen nur von seiner Groͤße abhaͤngig seyn koͤnnen. – Jene anfaͤngliche Hebelbelastung wurde nun, nachdem die zugehoͤrigen Anzeigen der Nonien abgelesen und in der Liste notirt waren, durch successive Gewichtszulagen immer mehr vergroͤßert. In der Regel betrug jede neue Zulage an Gewicht 5 Pfd. auf der Waagschale, welches einer Vermehrung in der Spannung des Drahtes = 101 Pfd. entspricht, wohingegen man in der Naͤhe der Elasticitaͤtsgraͤnze und kurz vor dem Zerreißen aus leicht begreiflichen Gruͤnden mit geringeren Gewichtszulagen weiter ging. Das Ablesen der Nonien, besonders nachdem die Elasticitaͤtsgraͤnze uͤberschritten war, geschah aber erst nach ein- oder mehrstuͤndiger Einwirkung einer jeden neuen Hebelbelastung, um dem Drahte Zeit zu lassen, die seiner Spannung entsprechenden Dehnungen ganz anzunehmen. War das Maximum der Dehnung eingetreten und notirt, so wurde die Belastung des Hebels jedesmal wieder auf die anfaͤngliche Belastung zuruͤkgebracht, um dadurch die nach jenen Operationen statthabende Laͤnge des Drahtes, und durch deren Vergleichung mit der urspruͤnglichen Laͤnge die erlittene bleibende Rekung kennen zu lernen. Die Hauptfrage, um welche es sich urspruͤnglich handelte, betrifft zunaͤchst Die absolute Festigkeit. Die hierauf bezuͤglichen Versuche fuͤhrten zu sehr befriedigenden Resultaten; die Zahlen, welche bei einer und derselben Drahtsorte erhalten wurden, zeigen eine Uebereinstimmung, welche um so erfreulicher ist, da keiner der angestellten Versuche wegen schlechter Drahtbeschaffenheit u.s.w. ausgeschlossen zu werden brauchte. Folgende Tabelle enthaͤlt die Mittelwerthe fuͤr die absolute Festigkeit der nicht gegluͤhten Draͤhte: Textabbildung Bd. 66, S. 339 Nr. der Versuchsreihe; Drahtsorten; Deren Durchmesser in Linien; Benennung der Fabrik, aus welcher sie herruͤhren; Absolute Festigkeit pro □ Zoll in Pfunden; Bemerkung; Feinmemel; Klinkmemel; Sorte; Franzoͤsischer Draht; Schweizer Draht Nr. 18; Englischer Draht Nr. 11; J. H. Schmidt und Soͤhne, aus Everlingsten bei Iserlohn; J. C. Rumpe und Comp. in Altena; Drahtfabrik-Compagnie in Eschweiler; Dubost frères, Forges de Chatillon (Doubs); Vandel frères et fils; Forge de la Ferrière (Doubs); Mouret et Veiloreille à l'Usine de Chenecey (Doubs); Vantrin et Villiers; Forges des Lods (Doubs); Neuhaus et Panserot à Bienne, Canton de Bern; Fabrik unbekannt; Mittel von; Versuchen; Elasticitaͤtsverhaͤltnisse der Eisendraͤhte Was zunaͤchst die Drahte aus den maͤrkischen und rheinischen Fabriken betrifft, so sieht man, daß die dikere Drahtsorte, der sogenannte Feinmemel, eine verhaͤltnißmaͤßig bedeutend geringere Haltbarkeit gezeigt hat, als der duͤnnere Klinkmemel, und es scheint daraus hervorzugehen, daß diese Drahtsorte zum Bau der Haͤngebruͤken mehr geeignet ist als jene. Diese Folgerung erhaͤlt noch mehr Gewicht durch den Umstand, daß beide Sorten denselben Preis haben, naͤmlich der Centner 10 Thlr. kostet, waͤhrend ein Centner Klinkmemel zwischen 5 und 600 Fuß Laͤnge mehr hat, als ein Centner Feinmemel, woraus zu Gunsten des ersteren ein nicht unbedeutender oͤkonomischer Vortheil entspringt. Um dieß an einem Beispiele darzuthun, waͤhlen wir die beiden Drahtsorten der I. und III. Versuchsreihe, aus der Fabrik von Schmidt und Soͤhne herruͤhrend, von denen erstere durch eine Laͤngenspannung = 1264,5 Pfd., leztere durch 960,9 Pfd. zerrissen worden ist. Ein Seil, aus 1000 in einem Buͤndel neben einander liegenden Draͤhten der Sorte Feinmemel gebildet, wird daher gleiche Festigkeit haben mit einem eben solchen Seile, welches aus 1316 Drahten der Sorte Klinkmemel besteht, und da von diesen beiden Drahtsorten der laufende Fuß beziehlich 1,50 bis 1,07 Loth wiegt, so wird das Gewicht des einen Seiles 47 Pfd., das des anderen aber nur 44 Pfd. fuͤr den laufenden Fuß betragen, welches eine Kostenersparniß von beinahe 7 Proc. zu Gunsten des Klinkmemels gibt. Daß diese Folgerung durch die Verschiedenheit in den Dehnungsgroͤßen beider Drahtsorten keinen Eintrag erleidet, wird nachher deutlich werden, wenn die Resultate in Bezug auf das Elasticitaͤtsverhalten der Draͤhte im Allgemeinen dargelegt worden sind. – Im Allgemeinen ergibt sich, daß die rheinischen und maͤrkischen Drahte gegen die franzoͤsischen keineswegs zuruͤkstehen. Das Mittel aus den einheimischen Draͤhten ist 106968, das der franzoͤsischen 106633 Pfd. pro □ Zoll. Bei weitem der staͤrkste von allen versuchten Drahten ist aber der schweizer Draht aus der Fabrik von Neuhaus und Panserot in Bienne im Kanton Bern, dessen enorme Festigkeit von uͤber 130000 Pfd. pro □ Zoll als ganz isolirt dasteht, und vollkommen die Kuͤhnheit rechtfertigt, mit welcher der geschikte Architekt, Hr. Chaley, die Haͤngebruͤke bei Freiburg in der Schweiz in einer Laͤnge von 845 rheinlaͤndischen Fuß, ohne andere Unterstuͤzung als die an den Enden, aus diesem Drahte construirt hat. Es mag nun noch eine kurze Uebersicht derjenigen Versuche folgen, zu welchen die Construction der Drahtbruͤken schon fruͤher Veranlassung gegeben hat. Nach Buffon ist die absolute Festigkeit der Eisendraͤhte von 2,26 Millim. im Durchmesser im Mittel zweier Versuche = 60 Kilogr. pro □ Millim., oder pro □ Zoll preuß. = 87754,5 Pfd. Bei Gelegenheit der Erbauung der großen Haͤngebruͤke uͤber die Mersey bei Runcorn, machte Telford verschiedene Versuche mit Drahten, welche folgende Resultate gaben: Ein Draht von 1/10 Zoll = 1,2 Linien engl. imDurchmesser wurde zerrissen durch 738 Pfd. avoirdu poids welches nach preuß. Maaß und Gewichteine Festigkeit gibt =   96562 Pfd. Im Mittel von 9 anderen Versuchen mit Draͤhten von demselben Durchmesser wurde die zumZerreißen erforderliche Kraft = 630 Pfd. a. d. p.gefunden; dieß gibt auf gleiche Weise =   82431 Pfd. Durch 12 andere Versuche fand man 634 Pfd.,also pro □ Zoll preuß =   82954 Pfd. Ein Draht von 6/70 Zoll = 1,03 Linien engl.im Durchmesser wurde durch 531 Pfd. a. d. p.zerrissen; gibt pro □ Zoll preuß. =   95339 Pfd. Ein Draht von 6/100 Zoll = 0,72 Linien engl.im Durchmesser zerriß unter 277 Pfd. a. d. p.;also die Festigkeit pro □ Zoll preuß = 100604 Pfd. Nach Versuchen von Seguin d. a. ergaben sich unter anderen folgende Resultate: Zwei Draͤhte aus einer unbekannten Fabrik inBourgogne, Sorte Nr. 7 und 18, von resp. 1,062und 3,366 Millim. im Durchmesser, gabendurchschnittlich pro □ Millim. 65,25 Kilogr., alsopro □ Zoll preuß =   95433 Pfd. Eine ganze Versuchsreihe mit ungegluͤhten Draͤhten aus der Fabrik der Wittwe Fleur in Besançon, in aufsteigender Ordnung von Nr. 1 bis 23, oder mit zunehmender Dike von 0,62 bis 5,94 Millim. im Durchmesser, gab als Maximum 86,98, als Minimum 49,32 Kilogr. pro □ Millim. Das Mittel von allen Versuchen, im Ganzen 97 an der Zahl, war aber 68,56 Kilogr. pro □ Millim. oder = 100274 Pfd. Dufour machte Versuche mit den Drahtnummern 4, 13, 17 und 19, welche ungefaͤhr den Diken von 1, 2, 3 und 4 Millim. entsprachen, und fand folgende Resultate: Draht aus der Fabrik von La Ferriére, Mittel von 25 Versuchen = 72,5 Kilogr. pro □ Millim.,oder pro □ Zoll preuß. = 106037 Pfd. Draht aus der Fabrik von Duroveray und Carteret et in St. Gingolf; Mittel von mehr als40 Versuchen = 60 Kilogr. pro □ Millim., oderpro □ Zoll preuß. = 87755 Pfd. Die Festigkeit der vorher gegluͤhten Drahte hat fuͤr den Bau der Haͤngebruͤken wenig oder gar kein, fuͤr die Anwendung zu Drahtseilen bei der Schachtfoͤrderung aber ein hohes Interesse, seitdem in Vorschlag gebracht worden ist, sich zu diesen Seilen, der groͤßeren Biegsamkeit wegen, der ausgegluͤhten Drahte zu bedienen. Um daher auch in dieser Beziehung bestimmte Erfahrungen mit einheimischen Drahten zu gewinnen, wurden von jeder der beiden Sorten Feinmemel und Klinkmemel aus der Fabrik von Schmidt und Soͤhne drei Drahte gewaͤhlt, und nachdem man sie ohne Zutritt der Luft in einem cylindrischen Blechrohre sorgfaͤltig hatte ausgluͤhen lassen, denselben Versuchen wie die uͤbrigen Drahte unterworfen. Die Resultate dieser Versuche, welche die Versuchsreihen Nr. II. und IV. bilden, sind in nachstehender Tafel mit denen der nicht gegluͤhten Draͤhte der I. und III. Versuchsreihe zusammengestellt: Textabbildung Bd. 66, S. 342 Nr. der Versuchsreihe; Drahtsorte; Durchm. in der Naͤhe d. Bruchs vor u. nach dem Zerreißen; Spannung, unter welcher d. Draͤhte zerrissen sind; Verhaͤltniß der absoluten Festigkeit; I. II.; Feinmemel, nicht gegluͤht; deßgl., vorher gegluͤht; IV.; Klinkmemel, nicht gegluͤht; deßgl., vorher gegluͤht Im Mittel von diesen Versuchen, die einzeln eine hoͤchst befriedigende Uebereinstimmung gewaͤhren, kann man annehmen, daß die Festigkeit des gegluͤhten Drahtes sehr nahe gleich 0,62 der Festigkeit des nicht gegluͤhten ist, oder, daß Eisendraht durch das Ausgluͤhen beilaͤufig 38 Proc. von seiner Haltbarkeit verliert. – Nachtheiliger stellt sich dieß Verhaͤltnis nach den Ergebnissen der bereits erwaͤhnten franzoͤsischen Versuche von Seguin und Dufour, nach welchen durchschnittlich die Festigkeit des gegluͤhten Drahtes nur 0,488 oder noch nicht die Haͤlfte der Festigkeit der nicht gegluͤhten Draͤhte betraͤgt, was mit den Angaben anderer franzoͤsischer Schriftsteller uͤbereinstimmt.Die Resultate von Baubrimont's Versuchen findet man im Polyt. Journal Bd. LIX. S. 273. Laͤngendehnung im Allgemeinen. Die nummerischen Ergebnisse enthaͤlt folgende Tabelle, in welche nur die Mittelwerthe der Beobachtungen aufgenommen sind: Textabbildung Bd. 66, S. 343 Versuchsreihe und Benennung der Drahtsorten; Zahl der Versuche; Elasticitaͤtsdehnung auf 3' Laͤnge bei 20,2 Pfund Spannung; Anfangsgraͤnze der Verschiebbarkeit im Verhaͤltniß zur abs. Festigk.; Permanente Rekung bis zum Moment des Zerreißens; auf 3' Laͤnge in Linien; in Theilen der Laͤnge; Elasticitaͤtsmodulus nach dem urspruͤnglichen Querschnitte berechnet; pro □ Linie; pro □ Zoll; Querschnitt in □ Linien; I. Feinmemel Nr. 9, Schmidt und Soͤhne; II. Wie vorher gegluͤht; III. Klinkmemel Nr. 10, dieselbe Fabrik; IV. Wie vorher, gegluͤht; V. Feinmemel Nr. 7, Rumpe und Soͤhne; VI. Klinkm. Nr. 8, von Denselben; VII. Nr. 11, Comp. in Eschweiler; VIII. Nr. 11 1/2 von derselben; IX. Dubost frères, Forges de Chatillon; X. Vandel frères et fils; F. de la Ferrière; XI. No. 18, Mouret et Veiloreille à l'usine de Chen; XII. No. 18, Vautrin et Villiers, F. de Lods; XIII. Nr. 18, Neuhaus und Panserot in Bienne; XIV. Nr. 11, engl. Fabrik; Pfund Es ist eine bekannte Thatsache, und die gegenwaͤrtigen Versuche bestaͤtigen sie aufs Neue, daß, wenn Metallstaͤbe oder Drahte durch Kraͤfte, welche eine gewisse Graͤnze nicht uͤberschreiten, nach der Richtung ihrer Laͤnge gespannt werden, alsdann Ausdehnungen entstehen, die gaͤnzlich wieder verschwinden, sobald die spannende Kraft zu wirken aufhoͤrt, waͤhrend bei groͤßeren Spannungen die Metallstabe ihre Ausdehnungen nicht gaͤnzlich verlieren, sondern theilweise als permanente Verlaͤngerungen beibehalten. In lezterem sind die Dehnungen, wie sich bei naͤherer Untersuchung ergab, zu betrachten als aus zwei Theilen bestehend, von denen der eine, eben so wie die Dehnungen innerhalb der Elasticitaͤtsgraͤnze, der spannenden Kraft proportional ist und mit derselben wieder verschwindet, waͤhrend der andere Theil, der sich als eine permanente Verlaͤngerung des Drahtes manifestirt, in einem viel hoͤheren Verhaͤltnisse zunimmt, ohne jedoch in lezterer Beziehung eine bestimmte Gesezmaͤßigkeit wahrnehmen zu lassen. Zur naͤheren Erlaͤuterung dieses Resultats, welches durch saͤmmtliche Versuche ganz unzweifelhaft bestaͤtigt wird, mag hier nur einer derselben, naͤmlich der 65ste Versuch, in einer etwas veraͤnderten Darstellung Plaz finden. Tafel der progressiven Verlaͤngerungen eines nicht gegluͤhten Drahtes mit der Zunahme seiner Laͤngenspannung. Textabbildung Bd. 66, S. 345 a Lauf. Nr. der Vers; Belastungen des Hebels; b Beobachtete Laͤnge des Drahts; c Zunahme der Hebelbelastungen; d Zugehoͤrige Verlaͤngerungen; e Bleibende Rekung nach der Entlastung des Drahts; Elasticitaͤtsdehnung nach Abzug der bleibenden Rekung; fuͤr die in c angegebene Rekung; fuͤr 1 Pfd. Hebelbelastung; Bemerkungen; Pfd.; Linien Die Rubrik d enthaͤlt die beobachteten totalen Verlaͤngerungen, welche den nebenstehenden Gewichten entsprechen, c die dem Drahte verbliebene permanente Rekung, und f gibt den Unterschied von d und e oder die wieder aufgehobene Ausdehnung. Die leztere ist der deutlicheren Uebersicht wegen noch auf 1 Pfd. Hebelbelastung reducirt worden. Man muß es also wenigstens in Bezug auf Eisendrahte als eine feststehende Thatsache ansehen, daß die Ausdehnungen jenseits der Elasticitaͤtsgraͤnze allemal aus zweien Theilen zusammengesezt sind, von denen der eine eben so wie die innerhalb jener Glaͤnze bewirkten Dehnungen der spannenden Kraft proportional ist und mit derselben verschwindet, waͤhrend der andere Theil sich als eine permanente Verlaͤngerung des Drahtes kund gibt, obgleich in lezterer Beziehung eine bestimmte Gesezmaͤßigkeit nicht hat ermittelt werden koͤnnen. Hieraus laͤßt sich auf zwei, von einander wesentlich verschiedene Eigenschaften des Eisens schließen, welche in diesem Metalle nebeneinander bestehen, ohne sich gegenseitig in ihrem Verhalten bei einer statthabenden Laͤngenspannung zu stoͤren. Die eine von ihnen entspricht genau dem Begriff der vollkommenen Elasticitaͤt, und soll daher unter dieser Benennung hier verstanden werden, obwohl man sie auch die Spannkraft zu nennen pflegt. Die andere, welche wir nach Dr. Pfaff Peter Lagerhjelm's Versuche zur Bestimmung der Dichtheit, Gleichartigkeit, Elasticitaͤt, Schmiedbarkeit und Staͤrke des gewalzten und geschmiedeten Stabeisens. Aus dem Schwedischen uͤbersezt von Dr. J. W. Pfaff. Nuͤrnberg, 1829. die Verschiebbarkeit (Ductilitaͤt) nennen wollen, begreift die Faͤhigkeit, eine Aenderung in der urspruͤnglichen Lage der Theile durch spannende Kraͤfte je nach der Groͤße derselben entweder ganz zu verhindern, oder bis zu einem gewissen Maximum zu gestatten, ohne daß dieß jedes Mal eine Trennung der Theile herbeizufuͤhren braucht. Jene scheint an keine Zeit gebunden zu seyn, denn sie zeigt sich selbst bei den kleinsten Spannungen augenbliklich als wirksam; diese erfordert dagegen, um sich bemerklich zu machen, eine Kraft von bestimmter Groͤße, und selbst dann tritt sie nur allmaͤhlich, in der Regel erst nach mehreren Stunden, in volle Wirksamkeit. Obige Kraft ist diejenige Laͤngenspannung, welche die erste bleibende Rekung des Metallstabs oder Drahtes hervorbringt, und sie kann als die Anfangsgraͤnze der Verschiebbarkeit angesehen werden. Ihre endliche Graͤnze findet diese Eigenschaft aber in der zur Ueberwaͤltigung der Cohaͤsion erforderlichen Spannung; denn nach dem Zerreißen der Drahte zeigten die Enden bei abermaliger Laͤngenspannung sich nur noch elastisch, und zwar auf ganz gleiche Weise, wie vor dem Zerreißen; von permanenter Rekung war hingegen wenig oder gar nichts zu bemerken. Dasselbe Phaͤnomen zeigte sich aber auch schon vor dem Zerreißen, wenn der Draht nach mehrstuͤndiger Einwirkung der spannenden Kraft die ganze Rekung angenommen hatte, der er bei dieser Spannung faͤhig war. Wurde naͤmlich diese Spannung dann aufgehoben und der Draht einer neuen Operation der progressiven Belastung unterworfen, so war die Verschiebbarkeit fast ganz entfernt, d.h. der Draht erlitt bei geringeren Spannungen keine anderen, als die der Elasticitaͤt zugehoͤrigen Dehnungen, wogegen die permanenten Rekungen erst wieder eintraten, wenn bei fortgesezter Operation jene erste Spannung uͤberschritten wurde. Da also nach dem Gesagten die Elasticitaͤt von den kleinsten Spannungen bis zum Augenblik des Zerreißens, und nachdem dieses erfolgt ist, selbst in den einzelnen Enden des zerrissenen Drahtes immer auf gleiche Weise fortbesteht, ohne etwas an Intensitaͤt zu verlieren, so tritt sie neben der Verschiebbarkeit als eine absolute Eigenschaft auf, und es erscheint als eine ungenaue Bezeichnung, wenn man der Elasticitaͤt da, wo die Verschiebbarkeit beginnt, eine Graͤnze zuschreibt. Diese Bemerkung mag es rechtfertigen, wenn wir in der Reihe der progressiven Spannungen dasjenige Stadium, wo sich die erste permanente Rekung kund gibt, die Anfangsgraͤnze der Verschiebbarkeit nennen, deren endliche Graͤnze, wie bereits erwaͤhnt, mit der der Cohaͤsion zusammenfaͤllt. Die Elasticitaͤt. Der Verfasser versteht unter Modulus der Elasticitaͤt nach Thomas Young die Kraft, mit welcher ein Koͤrper von einem Quadratzoll Querschnitt nach der Richtung seiner Laͤnge gespannt werden muß, um eine dieser Laͤnge gleiche Ausdehnung zu erfahren, vorausgesezt, daß die Elasticitaͤt des Koͤrpers so weit reicht, ohne der Verschiebbarkeit einen Einfluß zu gestatten, und daß die absolute Festigkeit als unbegraͤnzt gedacht wird. Nach den Versuchen, welche der Verf. mit gegluͤhten Draͤhten anstellen konnte, ist er sehr geneigt, die Elasticitaͤt der gegluͤhten und der nicht gegluͤhten Draͤhte fuͤr gleich groß zu halten, was auch mit den Beobachtungen von Coulomb, Tredgold und Lagerhjelm uͤbereinstimmt. Die preußischen Drahte haben einen betraͤchtlich groͤßeren Elasticitaͤtsmodulus, im Mittel 30317000, als die franzoͤsischen (!m Mittel 29424000). Von zwei Drahtseilen, deren eines aus Klinkmemel, das andere aus franzoͤsischem Draht besteht, und die im Verhaͤltnisse zum Querschnitt einerlei Laͤngenspannung erleiden, wird das leztere sich betraͤchtlich mehr ausdehnen und daher wahrscheinlich fruͤher schlaff werden als das erstere, woraus ein wichtiger Vorzug der einheimischen Draͤhte folgt. – Die Resultate anderer Beobachter anlangend, so ist der Elasticitaͤtsmodulus des franz. Schmiedeisens im Mittel nach Duleau: 29252000; des engl.           –    –   – Tredgold: 27398000; nach Lagerhjelm: fuͤr ungegerbtes schwedisches Stabeisen     gewalzt = 10,70; mithin m = 30180420 Pfd.     geschmiedet = 1080; mithin m = 30462480  – fuͤr gegerbtes schwedisches Stabeisen     gewalzt = 1093; mithin m = 30744540  –     geschmiedet = 1026; mithin in m = 29052180  – fuͤr englisches Ankertaueisen     beste Sorte = 1044; mithin m = 20334240  – Die Verschiebbarkeit. Der Verf. hat diese Eigenschaft bei den Eisendraͤhten in zweierlei Hinsicht zu erforschen gesucht, naͤmlich ein Mal in Bezug auf die Anfangsgraͤnze, und dann auch in Bezug auf den ganzen Betrag der Verschiebung oder der permanenten Rekung bis zum Moment des Zerreißens. Die Anfangsgraͤnze der Verschiebbarkeit ist dadurch bestimmt worden, daß man diejenige Spannung des Drahtes, welche die erste permanente Rekung hervorbrachte, durch die zum Zerreißen erforderliche Spannung dividirte. Auf diese Weise suchte sich der Verf. zu uͤberzeugen, ob und in wiefern jene Anfangsgraͤnze im Verhaͤltniß zur absoluten Festigkeit steht, was seit Tredgold gewoͤhnlich angenommen worden ist. Im Durchschnitt aller Versuche glaubt er der Wahrheit ziemlich nahe zu kommen, wenn er die Anfangsgraͤnze der Verschiebbarkeit fuͤr die ungegluͤhten preußischen Drahte auf 0,5, fuͤr die gegluͤhten aber auf 0,6 der absoluten Festigkeit feststellt, so daß also bei jenen die erste permanente Rekung eintritt, wenn der Draht mit der Haͤlfte, bei diesen aber wenn er mit 3/5 der zum Zerreißen erforderlichen Kraft gespannt wird. Uebrigens weichen die Resultate fruͤherer Versuche in dieser Beziehung mitunter sehr von einander ab, was zum Theil wohl einer Verschiedenheit des Eisens zuzuschreiben seyn mag. So findet Tredgold durch Biegungsversuche die Kraft, welche beim Schmiedeisen die erste permanente Aenderung erzeugt, im Verhaͤltniß zur absoluten Festigkeit = 17,8 : 60, oder die Anfangsgraͤnze der Verschiebung – 0,300; waͤhrend sich diese Graͤnze nach den Versuchen von Duleau, je nach der Beschaffenheit des Eisens, mindestens = 1/3 und hoͤchstens = 2/3 der absoluten Festigkeit ergibt. Am naͤchsten stimmen hiemit die Versuche von Lagerhjelm uͤberein, aus welchen sich die kleinste Verhaͤltnißzahl = 0,360, die groͤßte = 0,438 ergibt, waͤhrend fast alle anderen Versuche mit Stabeisen eine betraͤchtlich hoͤher liegende Graͤnze geben. Betrag der Verschiebung. Auf den Betrag der Verschiebung hat nach den Versuchen des Verf. das Ausgluͤhen einen bedeutenden Einfluß; beim Feinmemel wird diese Eigenschaft durch das Gluͤhen in dem Verhaͤltnisse von 1 : 22,3, beim Klinkmemel aber von 1 : 29,3 vergroͤßert, so daß also die Operation des Gluͤhens bei den staͤrkeren Drahtsorten einen geringeren Einfluß zu haben scheint, als bei den duͤnneren. Ein gleiches Ergebniß lieferten Dufour's Versuche mit Messingdraͤhten, nach welchen der Totalbetrag der Verschiebung sich folgendermaßen herausstellt: Ein Messingdraht mit Nr. 13 bezeichnet, 1,90 Millimet. im Durchmesser, erlitt eine Rekung beim Zerreißen, ungegluͤht = 0,68, gegluͤht = 0,259; Verhaͤltnis = 1 : 38. Ein Draht mit Nr. 4 bezeichnet, 0,85 Millimet. im Durchmesser, gab ungegluͤht = 0,0072, gegluͤht = 0,3421; Verhaͤltniß 1 : 475. Hauptresultate. 1) Von den preußischen Drahtsorten ist der Klinkmemel, etwa 1,3''' im Durchmesser, zum Bau der Haͤngebruͤken in jeder Beziehung am meisten geeignet. 2) Diese Drahtsorte hat mit den franzoͤsischen Drahten mindestens gleiche Festigkeit, uͤbertrifft sie aber hinsichtlich der elastischen Kraft um 4 bis 5 Proc.; denn die zugehoͤrigen Elasticitaͤtsmoduli verhalten sich sehr nahe wie 307 : 294. Auch vertragt der Klinkmemel, unter uͤbrigens gleichen Umstaͤnden, eine um 5 Proc. groͤßere Spannung als der franzoͤsische Draht, bevor bleibende Verlaͤngerungen eintreten. 3) Von den ungegluͤhten Drahten hat die groͤbere Nummer (Feinmemel) eine geringere Festigkeit gezeigt, als die naͤchstfeinere Nummer (Klinkmemel), waͤhrend im gegluͤhten Zustande fuͤr beide Drahtsorten dieselbe Festigkeit (63000 Pfd. pro □'') gefunden wurde. Im Durchschnitt verlieren diese Draͤhte durch das Ausgluͤhen beilaͤufig 38 Proc. der Festigkeit, die sie im ungegluͤhten Zustande hatten. 4) Die elastische Kraft der Drahte aus den preußischen Fabriken koͤmmt der des besten schwedischen Eisens gleich, und erleidet durch den Proceß des Ausgluͤhens keine Aenderung. In runder Zahl kann der Elasticitaͤtsmodulus zu 30000000 Pfd. pro □'' angenommen werden. 5) Dagegen ruͤkt die Anfangsgraͤnze der Verschiebbarkeit, welche bei den ungegluͤhten Draͤhten den Zahlenwerth = 1/2 hat, nach dem Ausgluͤhen um 1/10 der absoluten Festigkeit hoͤher hinauf, naͤmlich auf 3/6, waͤhrend gleichzeitig der Totalbetrag der Verschiebung durchschnittlich auf das Fuͤnfundzwanzigfache seiner fruͤheren Groͤße steigt. 6) Die Wirkung des Ausgluͤhens besteht nach des Verf. Versuchen darin, die Eisendraͤhte genau wieder in denselben Zustand zu versezen, den das rohe Stabeisen hatte, bevor es zum Drahtziehen verwendet wurde. Diese Wirkung scheint bis jezt noch wenig oder gar nicht beobachtet worden zu seyn, wie es denn uͤberhaupt nur eine verhaͤltnißmaͤßig sehr geringe Anzahl von Versuchen gibt, die uͤber das Cohaͤsions- und Elasticitaͤtsverhalten der gegluͤhten Draͤhte einigen Aufschluß geben koͤnnen.