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Beschreibung und Beurtheilung der von dem Mechaniker Joseph Bramah erfundenen Wasserpresse in welcher das Wasser nach dem Princip des hydrostatischen Paradoxes wirkt.

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ANNALEN DEA PHYSIK.
J A H R G A N G 1818, N E U N T E S STUCK,
I.
Befchreibung und Beurtheilung der von dem Meciurniker Jorep h B r a n a ti erfundenen Waferpregk, in weicher dae wcifer nnch dem Princ&
de8 /qdroJ)atzYcchen&-adore8
wirkt,
TO11
WILLIAX
NICHOLSON.
(Frei bearbeitst
-
ton
Gilbert).
Hydrofiatifches Paradox nannten ehemals cage
die groke Vermehrung des Drucks in Fliifigkeiten
ringsunifchloKenen Gafdfsen, in welchen die FIijITigkeit
nicht aasweichen kann.
Da in diefem Fall der Druck,
den eirr Theil derfelben leidet, Ech nach allen Richtun.
gen gleichmi[sig fortpflanzt, 10 wiirde z, B. aua e h w
brand, d. Phylik. D. 60. Pt. I . J,ilJitl. St.9,
A
[ = I
Drocke von x Pfunde a d
I
Quadratznll Fliiche, wenn die
Seitenwande des Gefifsses I ooo Quqdratzoll hielten, ein
Drack von 1000Pfund auf fie zuraminen genommen entfiehen; welches paradox indefs nur d a m ili wenn
man den Drock irn WaOier nach dem beurtlieilen zu kon-
non meint, was von dem Druck in fefien Ki5rpern gilt.
Auf d i e t Vermehrang des Drucks im W a l k gegen einen
feeen K(brper im Vcrhiililtnifs der Vergrqheriing der Obertliichc deIIelben, gegen welche dac Wafler wirkt, beruht
die ehen fo finnrciche als einf’ache und niPchtige WaITerpreCfe, durch die fich der englifche Mechaniker Engeneer 1
a n d Filbriken Befitzer B r a h m a h zuerfi beriihnit g r
macht hat, und von der wir das Lob in vielen neuern Reifebekhreibungen durch England lefen. Zwar lag die Idea
derblben jedem nahe, der die Wirkung d t r WaITerr
in deal fogenannten anatornifchen Heber oder hydrofiatifchen Blalebalge wahrnahm,undEhonViels magen hemerkt
haben, dab durchverbindung eiaer Druckpumpe niit den1
engern Schenkel, and cines beweglichen Stempels mit drm
weitern Schenkel der beiden zufarnrnenhingenden GeFifse,
6ch ein noch intcreflantcrer und krlftigerer hydrortatikhcr
Apparat, alr diefe vonwolf und s’Gravefimde erdachten,wiirde vorrichten lalTen; rber in diereem Fall war nicht die
Idee, fondern die Auefiihrung derlelben dar Schwierige.
Sie erforderte einen 10 gefchickten Mechaniker als Bramah, and in friihern Zaiten wiirde fie khwerlich auf eine befriedigende Weife gelungen feyn.
Die folgendc
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-
-
Befcbreibung uad Abbildung diekr Pro& r&t fccbn a u t
c
3
3
&m J&r 1797 her; fie m r d e bald nachdem Bramah die
&findung gemacht hatte, nach Anleitung feiner Angaben
Znr Erlangung ein2r Patents iiber diclelbe VOA dem feeL
Ni c h 01f o D, in einsm der d e n Hefte feines aurgereich.
a t e n Journals fiir Phyfik, Chcmie, Kiinfie und Gerweic
be bekannt semacht. Schon liingfi hatte ich fie mainen
Lefern mittheilen wollen , doch ktjinimt auch jetzt diefa
auafiiiirhchere BeCchreibnng and Bsarthellung derlelben,
in Dcutfchland no& h e r nicht LU fpat.
Gilbert,
&,fiellt Fig. 1. anf Kupfertafel I* den lothrschten
Durchtchnitt einer grwohnlichen fur Biicher und
Papier beltirnmten Waffeerprelh tor, und Fig. P.
die perfpektivil’che Seiten-Aoficht derfelben an d e r
Seite, wo die P u m p oogehracht ilt. Einerlei Buchkhben bezeichnen in beiden A bbildungen daaelbe.
ABCD ift der Rahmen oder das tiellell. Iu
diefem iR der Cylinder I p u s Itarkem MetaIl befefiipt, ia welchem der Druckklotz (rummcr) oder
K o l G e n E F h e r a u f und herab geht. An dem obern
Theil diefes Kolhens ilt eine eiferns ‘l’afel aogebracht, die den Druck gegen die zu prellenden Sachen Wauaiibt, weun der Kolben in die Hohe getrieben wii-d.
Q R iR cia kleiner cylindrifcher, mit W affsr
8ngefJllter Behiher, i n delren Mitte eine kleino
Druckpumpe Reht K ill doc Stiefd, t d e r KofAm
E
4
1
ben, uad M das Saugrentil diefer Dlwckpumpe.
Do8 letttere offnet Ech unter dern Kolben narh dcm
Innern des Stiefels Z U , und belteht aus eioern horizontalliegenden Metallltiihchen mit einem Kniipfchen ( n o 6 ) a m Ende, das tunachlt a n dem Stiibchen To genau konifch abgedreht ilt, dnlj ea die konifche Hohluiig, in die es (von Innen nach Aufsen) hioeingefchoben wird, a u f day gcnauelle rings
u m h e r verfchlieht.
Das Stiihchen, ilt rings urn
ahgefeilt l'u d a k es die cylindrifche Hohlung in
welcher es lich befindet, nicht ganz einuimmt, u u d
daher, wenn der Kegel nach lntieo zu zuruckgelchoben wird. dem WnEer den Uurchgaag geliottet. 1Rdas Ventil iiicht in Thitigkeit, fo wird es
verl'chlolreo erhalten durch die W irkung eiuer
Springfcder, welche at1 dem otidern Ende des Stdbchens angebracht ill.
N ilt ein zweitce Vcntil
von dwfelben A r t , welches fich usch unten z u
offnet.
0 Itellt die KolbenRange vor. Sie wird durch
den Hebel S Y i n Bervegung gefetzt \vie bei den
gerneinen Pumpen, und a m oherri Elide derfelberr
i R eine Vorrichtung nagebmcht, vermoge dcr fir?
wiihrend der Pumperrs Ret.1 in lothrechtcr Lage erhalten wird.
Bei Vergleichuiig brider Figuren
wird man diere Vorrichtung ohne Schwierigkeit
iibcrrehen.
Die Wirkung der YreITe ill nun folgende. H e b t
mnn die Handhabe S, Ib geht der Rolben L i n die
Hijhe, uud es wurde folglich antor ihrn ein lufdec-
,
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-
,
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1
r e r Raum eatfiehen, wenn nicht der Druck der AtmorpllHre dna SeitenrVentil M olfuete usd denstiefel mit W'alIkr fiillte.
Bemegl man daiin den H*
bt.l S Y wieder herunter, fo rchliefst Iich fogleich
verniiige der Feder uud des Drucks dasSeiten-Vehtil
111, es X uet fich dagegen das Boden-Vcqtil N, und
durch d i e h i mird dar WaITer i n die Riihre P uod
ous ilir in dieHiihlung F d c s grol'sen CyliadersIIiin.
eingeprel'st, und hebt hier den Kolben oder Druckq
IrlotzE. Bei W i e J e r h o l ~ n gdiefesverfohrens wird imq
mer q e h r WalI'er in den grofsen Cylinder Igetrie.
hen, und es 1rilj;t lich To gin Druck V O ~ Jfiueneblpeqder S t i r k e erreicheii,
Sol1 dasYreITen beendigt werden, To driickt man
den Hebel S herunter, da denn durch den Uruck
der Bodcaplatte des Kolbens L gegen das SL5bchen
des uotern Ventils N, diel'es offeo erlrallen wird;
yud in diefer Loge driickt m a u das obere Ende d e s
Hebels T U oech R zu.
Uadurch wird auf iihrlliche Wcife dos Seiten-Ventit M aut'gedruckt u n d
do nun die Ventilo beide zugleich ofien Iind, 6
findct ein freier Uurchgang dea Wall'ers oils d e m
graben Cylinder 1 i n den Behilter Q R Statt. Es
Enkcn folglich die Tofel G und der l)ruckklolzE%
durch ihr eigenes Gewicht zuriick, und die Pre&
kommt wieder i n ihren anfinglicheu Zqllond.
Die Kroft diel'er PrcKe zu berechnen, hat Leine Schwierigkeit. GeTettt der UruckRiefel X fey
4 Zoll und dar grofse Cylinder I 1 Zoll weit, CO
wird A Yfund, das mau auf die Kolbenltcrnge PP
I
6
1
,
fefzt 16 Pfunden, die man anf die Tafel G legt,
Bei den BelaRungea
das Gleichgewicht halten.
find aber die Gewichte der Theile der Marchine mit
eiuznrechnen, welche mit jodem Kolhen verbonden
findfund 6ch cugleich mit i b m bewegen. fletrigt nun
ferner die Lange des HebeL SY 15 Zoll, der AbAandXYder Kolhenftange von der Axe der Drehung
sber a Zoll, To bringen I Yfund iu S und 73 Pfund
in W einen gleich Rarken Druck auf dar WaEer
hervor. Folglich mufti, roll I Pfunde in 8 dar
Gleichgewicht gehalten werden, die 'l'afel G mit
1 3 0 Pfunden belaflet aerden.
Nun aber kann ein
Mann der pumpt heim Herabdrucken den Hebels
mit feinem ganzen Cewichte wirken folglich mit
Leichtigkeit mit wenigRens 8 oder f diefes Gewichts arbeiteo.
Gefetzt, e r wirke auch n u r
m i t 50 Pfund Kraft, fo entlteht doch dndurch ein
Druck von iao Ma1 50, d. i. von tio00 Yfund oder
vou nahc 3 Tonnen an Gewicht, i n der PrelI'e U,
Wollen wir diefe WaU'erpralre mit einer gewijhnlichen Schraubbnprere, die cine Spindel von
Zoll Durchmeller hat, ond an welcher folglich
ein Schraubeagang urn f Zoll lteigt, vergleichen,
Ib mua'en wir bedenken, Jars in i h r der W eg den
die LeA wiibread einer Umdrehung der Schraabe
dnrchlnuft, Zoll betriigt, und alfo die Kraft, wenn
fie urn dam xaofache verfith'rkt werden loll, To angebrocht reyn mufs, dafs fie wiihrend derfelben Zeit
den iiofachen W e g , olro nm Hehel einen Kreia
von a4 Zolleo zu durchlaufen hat, welches einen
,
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+
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1
Hehe1 vow 4 Zoll L h g e roraosfetzt. DecTheorie
nach hllte nlro eine folcheSchrsubenprefI'e a n Kraft
jener Wolrerprelfe gleich feyn.
Bctrachten wir
die Sache aber yraktirch, To erhellt fehr bald, d o 6
fie Iehr hinter jener zuruckhleibt.
Praktifclie Marchinen- HaumeiRcr wiITeen n n r
zo gut, dab ein fehr bedeutender TheiI d e r Kraft,
wornit eine Mefchine bettieben wird , darauf hingeht, die Reibang zu iiberwindeo. ZwiTchea feRea
Kiirpern iR die Reibung rehr grofs; fie bleihen,
wenn fie fich uber einander hinbemegen pliitzlich
Reheo, wenn die Kraft bis auf einen gewillen G r a d
ahnirhmt, bei fliiEgeo Karpern iff die Heibung dagegen n u r gering, wie fich beim Oehlen d e r Axen
der Rader und daraus zeigt, dars hei der Bewegung
d e r flufigen Korper die Erfahrung nur menig him
t e r der Theorie zuruckbleibt. In der Schraube
Ipielt die Reihung eine beronders bedeutenda Rolle,
und iR irrimer vie1 grijker, als die ganze Kiickwir.
kuug; derin es ift ein fe'eltner FaII, dafs die Schraube ruch beim grofsten Drucke von felbfi lich enriick
dreht, wenn die Kraft amRebe1 zu wirken aufhiirt.
Auch m u b man bedenken, dal's die ganze LaR oder
der ganze WiderRand direct auf die Schrsubengange wirkt, an welchen die Bewegring vor Rch gehen
mufs. Nach welcliern Golitze diclkr Widerltand
oder dielu Reibung rnit der LaR zunimmt, ilt noch
nicht au.sgerniLtelt worden. Man glaubr, bei geringerem Drucke, in dem einfachen VerhdtnilTe derlelben. Bei Rirkerm Druckc wird aber der griifste
,
1 8 1
Theil des balbfliiiligen Korpcrr owifchon den beiden Metallfliichen (der Schraubengangr der Spindel
u n d der Mutter) herausgetriebcn, tand diefe Plichen
E h e i a e n dapn (nach der Griifre der WiderRandes zu
nrtheilen ) a u einander durch eine h a f t gefeFelt
zu werden, welche von der N a t u r der cohafiven
Aaziehung iR. Aus diefen und andern Grunden
ilt er nicht wohl moglich, zwei Mafchinen, wie die
WaflerpreKe und die Srhraubenprell'e, die nuf lo
ganz verfchiedeue W e i f e wirken, mit einander anders als durch unrnittelbare Verluche iiber ihre
a i r k u n g e n zu vergleichen. Ioh fehe mich jetzt
nicht im Befitz von Bohl- Beltimmungen ubar die
wirkende &aft von SchraubesprelTen und bebaltc es mir vor, diere kiinftig nachzutragen *). Ver.
gleichende W irkungen, welche ich beobachtet habe, find folgende :
Eine WaEeryreITe, wie lie hier befchrieben
wordeo, wurda zum PreIren von Papicr angewendet.
Die Kraft, welche an dem Hebel wirkt e , war fo Rering, d d s dies [tiRrurnent nicht
an dem TiTche, auf dem es fiand, befeltigt zu
werden brauchtej und doch war die Wirkurig
auf die obere 3; 2011 dicke Bohle A B To nark, dal's
fie aua d e r geraden Linie f Z o l l weit aufwarta gehogen wurde, und ich zweifle nicht, dnfa ea leicht gewefen ware, b d fortgehtztem Pumpen die Bohle zu
aerbrechen. Ungefihr dieklbe W i r k u n g bcochte e L
,
*) Diefa ili aicbt gofchehcw.
Gifb.
r 9 . I
ne Schrsubenprene rnit eiferner Spindel, von den
befcbriebenen Dimeofionen, deren Hehel aber
nicht 4 fondern 12zoll hlJg War, bervor, als a n dem
Hebe1 eine Kraft von mehr a13 1100 Pfund rnit einem
Ruck mirkte. H i e r war alfo der Vortlieil fehr ouf
der Seite der hydroRatil'che11 Marchine.
In einer andern W all'erpreK9, derea g r a h e r
Cylinder 4 Zall und dereii kleioerer Cylinder 1Zoll
weit wor, und in d e r der Hebel dic Kroft urn das
Infoche rerltarkte, war iiher dem Sfempel des gto&en Cylinders ein langer einarmiger Hebel angebrocht, a n deKeo Ende eine Wagfchote hiog, in
melche 2000 Pfund (oder I T o n n e ) Gewicht gelegt
wurden. Der Hebcl halto eine Linge von in6Zol1,
und der Sternpel der PreKe wirkte ouf ihn 6 Zoll
von der A x e der Drohung, daher jedes Pfund in
der Schale auf den Sternpel mit einer Kraft von 2 1
Yfund, urid alCo dus g a m e Gewicht rnit einer Kraft
von a t Tonnen druckte.
Und docli liefs fich der
Hebel an der Yuinpe leicht und I'chnell m i t Einer
Hand in Rewegung rehen, und bei jedem Pumpen.
ltofse Itieg die Wogfchale nahe um 4 Zoll.
Als an
dem Ende des Hebcle 47 Pfund angehangen Wur.
den *), zogen fie ihii mit mifsiger Gefchwindig.
keit der Arbcit heruiiter; 43 Yfund reicllten aber
Lin uin iho irn Gleichgewichte a11 erhalten. Nach
der Theorie h i h o dazu 32 Pfund gusreicilea
c
'0
3
miinen ++). Folglich wurde in diafer WaITerpreC
Ie inehr ale der dritte Theil d e r wirkenden &aft
dazu terwandt, olle Rcibung EU Gberwinden und
Gefchwindigkeit zn erzeugeo.
Die grijfste Reibung mufi i n d e r WaTTerprefli,
am Umfange der Kolben, zwifchen ihnen und den
Cylindern, vor lich gehen, und diefe Reibung wtichfi
nicht i n dem eiafachen, fondern i n dern halben
Verhiiltnifle der Rraft. Denn wenn der grofse Cylinder i n d r m einen rail einen doppelt To grorsen
Umfong als i n dem ondern Falle hat, alle iibrigen
1Tmfiinde aber dierelben find, fo ill die Oberfliche
der I)ruckklolzes und 01r0 auch die Kroft der Pre&
jm ernen Falle 4 Ma1 To grols als in dem zweiten,
die Reibung aber nur 2
fo grol's nnd zwar blos
die a n der Liederung des Kolbens des grofien Cylinders.
Da i n dem zuletzt erwahnten Verfuch der
Uruck auf den grorsen Kolben von 4 Zoll UurchmeII'er oder von iqKreiszoll Oberfliche 47040Pfund
betrug, To kern auf jeden Kreiszoll ein Druck von
q10 Pfund. Der mitllere Druck d e r Atmorphiire
auf einen Kreiszoll betrsgt aher nnr IQPfund. Folglich war diere Wirkung dern Druck von 945 Atmo-
I
11
3
fphiren gleich.
Und da der mittiere Druck dcr
Atmofpbare dem einerwafferhule von 34 engl. Pufrea Hohe gleich i R , To wurde das Wan’er is dern
Cylinder genau fo Rark gedruckl, als wenn der
Druck von einer WaEerraule voti 8330 engl. Pub
&r if enel. Meilen H o h e hergeruhrt h i k e *).
Z u grofsen WalTerprelTen uirnmt man a Druckpumpen mit $2011 weiten Stiefeln, und einen 7Z0ll
weiten Cylinder. Man hat fich diefer zum miigliohR
feRen Einpacken von Heu und von Baummolle bedient, und diere Kiirper laEen (ich, wie ich hiire,
durch fie ausnehmend ltnrk zufammendrucken, mit
kleiner g r a f t und ohne Zeitverlufi. Da ich jedoch
noch nicht Gelegenheit gehabt hnbe, mich von diefen und andern Wirkungen TelbR zu unterrichten,
lo will ich von ihnen zu einer andern Zeit reden.
zu f a t c.
Dierea ifi, to vie1 ich weirs, nicht gefcilehen. Dam
fiir m6gen hier eiriige Nachrichten fiehen, welche i c h
in Reilebefchreibnnsen und an andern Orten von den
Wirkungen der Eramah’lchen VVaiTerprefh lgefunden
habe.
,,
Der hydro-mechanifche hpparat des bel
--
riihmten Mechanikers Branrah in London, Bursea bei
geh6riget Einrichtung cine folche Kraft , dafs damit die
fiiLkRen Batken rerbrochen und Biome aus der Erde
QeriITen werden kSnnen. Bis jettt hat ihn Br am a h
hauptlichlich au PrcJ% fir Manufakturea' und Falrjken fiatt der Schraubenpreflen benutzr. Urn nun die
Kraft einer folchen I'relle zu zeigsn, lids er durch cinen Arbeiter , welcher das Driickwerk bewegte, eisea
Balken von I Furs Dicke, der an zwei a F i 9 weit
von einander entfernten Stellen Gegeohalt hqtte, zerbrechen : desgleichen wurdelr Eifenplatten von 4 und
6 ZoII Dicke auf demlelben Gegenhaltc zarbrochsn. Er
wendet ferner diefen Apparat zum Hcbcn, fiatt der
Krahne an.
Ein Mann hob rinen eifernen Cylinder
von wenigfienc 50 Centnern, welcher an einem Tau
befefiigt wan In feiner Fabrik braucht er ihn, urn
$:)iweFe KBrper auf die Drehbank ou hebea, nnd fie
wieder von derfelben lierabzunehmen. Das horizontale
Hohelrad an der Bramah fchen Hobelniakhine, wird
eboafallr durch diele Kraft gehoben, indern die Pfanne, worauf die Axe des R a d a ruht, fich in einetn Cylinder befindet, in welchem das WalTer durcb Pump
pen geprefst wird. I'
Man findet die Bramah fche Walkprefle jetzt hiufig
aiif grolsen Comtoirs in London zum Bricfkopiren, funfzig
arif ein Ma1 ,ferner iri denPacktiiufern und Waarenhgern,
z t ~ mmaglichfi dirhten Verpqcken von gepulverten und
andera Rarpern, in Pulvernifililen, urn das Pulver ir,
baaen fo fiark einzupreflen, dsfs kein WaITer hinein
zu dringen vermag etc. Man priift niit ihr in England
(lie Halibarkeit der Ketten, und Herr Hiiniphrys in EerbfftaJttelfi ibrer, weqn i d 1 nicht irre, die Batten
[
13
3
der Oder nnd Elbe von den Baumfiimmen za befreien,
welche haufig die erfien Urfachen der Verfundungen derre)ben find. Herr Bramati i R ouch der Erfinder einer
felir wirklamen Ferierfpritza belondrer Art.
Folgende Ankiindigung fiand in der Berliner Spener'fchen Zeitung voni 19.Mai r8r8: ,,In der 2u
Hundisbnrg in Magddmrg, von dem Kaufmaan und
Gutsbefitzer Herrn N a t h u Ci u s errichteten Mafihinerr.
Fahi), ik von dem Mechanikus N o u b a u e r eine hydro mcrhani/cfic PrcJe zu S m d e gebracht worden,
welche, wenn fie durch t Menfchen in Bewegung gefetzt ifi, inZeit von einigen Minuten bis zu ihrer hBch.
Ren Wirkung konimt, einen Druck von 300000 Pfund
ausiibt, und d a m nach Brlieben in diefer hochrtcn
Spannuog erhalten, oder durch Oeffnung des AuslalsVentils nrchgelalfen werden kann. Dabei erfordert fie
nicht lo viel Platz als eine gew8hnliche SchraubenpreL
re, iiad leinet doch lo viel alr 8 , beim PirpierpreITen
lelbk lo viel als 15 gewohnliche SchraubenpreBen.
Beim AuspreCCen des Runkelriibenfaftes giabt fie 50 Procent niehr Seft ala die gcwijhnliche I'relTe. Sie ik den
Zuckerraffinerien sun1 Syrup AbpreITen, den Oehlmiihlen, den Tutlifabriken zum heifsen PreITen der Tacher
zn empfehlen, und IiLt fich vortheilliaft brauchcn, urn
-
beim Srhiffsbau die Schiffsplanken krunlm ZU bjegen,
urn in den Fotfien die Biume mit den. Wurzcln austuzichen u. d. m."
Gifiert.
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