Online-Bibliothek

Wage [1]

[737] Wage, 1) ein Instrument, womit man vorzugsweise das Gewicht eines Gegenstandes, d.h. die Größe der Wirkung der Schwerkraft bestimmt; wenn man die W. braucht, um die Größe anderer Kräfte zu messen, so nennt man sie dann gewöhnlich Kraftmesser od. Dynamometer. Die Einrichtung der W-n ist wesentlich verschieden, je nachdem man mit ihr große Lasten schnell u. bequem wägen od. kleinere Gewichte mit möglichster Genauigkeit bestimmen will. Bei allen W-n strebt man indeß nach einer großen Empfindlichkeit u. Stabilität; empfindlich ist eine W., wenn sie das Vorhandensein eines kleinen Übergewichts sehr deutlich anzeigt, also das Gewicht sehr genau ermitteln läßt; stabil ist die W., wenn sie nach Beseitigung des Übergewichts od. der Belastung sicher in die Gleichgewichtslage zurückkehrt. Bezüglich der physikalischen Gesetze, nach denen man mittels einer W. das Gewicht eines Gegenstandes bestimmt, lassen sich die W-n in drei Klassen eintheilen: in Senkwagen, Federwagen u. Hebelwagen. Schon die Römer hatten sowohl W-n (Librae) mit Wagschalen (Lances) u. Wagbalken (Jugum), als auch Schnellwagen (Staterae). Bei den Griechen hieß die W. Zyga (Zygos, Stathmos), der Wagbalken hieß Stathmos od. Zygos.

A) Bei den Senkwagen od. Aräometern (hydrostatischen W-n, auch wohl Wasserwagen) ermittelt man das absolute Gewicht eines Körpers nach dem Archimedischen Princip: man beobachtet, wie tief das Aräometer mit dem darauf gelegten Körper in das Wasser einsinkt, nimmt den Körper herab u. legt nun so lange Gewichtsstücke auf, bis das Aräometer wieder eben so tief einsinkt; dann ist das Gewicht des Körpers dem der Gewichtsstücke gleich. Vgl. Aräometer a). Gewöhnlicher werden die Aräometer zur Ermittelung des specifischen Gewichtes benutzt (s. Aräometer a) u. b) u. sind oft für blos eine Flüssigkeit bestimmt u. nach dieser benannt, z.B. Branntweinwage, Bierwage, Salzwage, Zuckerwage.

B) Die Federwagen gründen sich auf das Elasticitätsgesetz, daß die Dehnung od. Biegung eines Körpers mit der Belastung desselben wächst. Bei den Federwagen läßt man nun die Kraft, welche man messen will, auf eine gehärtete Stahlfeder wirken u. erkennt die Größe der Kraft aus der eintretenden Formänderung mit Hülfe eines auf einer Scala hinlaufenden Zeigers. Die Stahlfedern müssen vollkommen elastisch sein u. dürfen nie so stark belastet werden, daß die Feder nach Beseitigung der Belastung ihre frühere Gestalt nicht wieder vollkommen annimmt. Die Federwagen sind zwar für den Gebrauch sehr bequem, allein nicht sehr zuverlässig, da Temperatur- u. andere Verhältnisse auf die Elasticität der Federn einwirken, diese sich auch oft im Laufe der Zeit von selbst ändert; man muß daher mindestens die Federwage von Zeit zu Zeit auf ihre Richtigkeit prüfen. a) Die bei uns gebräuchliche Federwage s. Federwage. b) Die in Frankreich übliche Federwage hat eine spiralförmig gewundene Feder in einem cylindrischen Gehäuse, an welches sich die Feder mit dem einen Ende anlegt, während auf das andere Ende der Knopf des Mit der Scala versehenen u. durch die Spiralfeder hindurch gesteckten Stäbchens zusammendrückend wirkt; Gehäuse u. Stäbchen sind mit je einem Ring od. Haken versehen, woran man die W. hält u. die Last anhängt; je größer die Last, desto weiter tritt das Stäbchen aus dem Gehäuse heraus. Man kann diese W. auch so einrichten, daß die Feder die Last trägt, also von ihr ausgedehnt wird. Kleine derartige W-n kommen wohl auch als Briefwagen vor. c) Bei Mariotte's Patentwage liegt eine halbkreis- od. fast vollkreisförmige Feder in einer runden, uhrähnlichen Büchse, ist mit dem einen Ende an der Hinterseite des Zifferblattes befestigt, während die Last auf das andere freie Ende wirkt; an letzterem befindet sich ein Arm mit einer Zahnstange, welche in ein Getriebe eingreift, auf dessen Welle der Zeiger sitzt; beim Anhängen der Last bewegt sich demnach die Zahnstange in ihrer Führung u. dreht den Zeiger um. d) Vollkommener, aber auch künstlicher, eingerichtet sind die Federdynamometer. Über das von Regnier s. Dynamometer 1). Das von Morin ist nach dem Vorschlag von Poncelet mit einem Zähl- u. Zeichenapparate[737] versehen. Außerdem gibt es Federdynamometer von Hartig u. das Differentialdynamometer von Batchelder.

C) Die Hebelwagen sind materielle einfache od. zusammengesetzte Hebel u. daher nach den Gesetzen des Hebels zu beurtheilen. Es gibt vier verschiedene Arten: a) Die gleicharmige od. gemeine W. ist im Wesentlichen ein gleicharmiger Hebel. Obgleich diese W-n je nach ihrer Größe u. Bestimmung sehr verschieden gebaut werden, so kommen doch gewisse Theile an allen vor. Zur Aufnahme der Gewichtsstücke u. des zu wägenden Körpers dienen die beiden Wagschalen, welche von Messing, Kupfer, Eisen, Holz, Horn, rund od. viereckig, stach od. tief ausgebaucht sind; sie sind an drei od. vier Schnuren od. Ketten aufgehängt, theils unmittelbar, theils mittels Ringen u. Haken, letzteres bes. bei sehr großen n; die Schnuren vereinigen sich oben in einen Ring od. eigenthümlichem Haken u. mittels desselben wird jede Schale oben an einem runden Stift od. an einer keilförmigen Schneide des Wagbalkens aufgehängt od. mit einer solchen Schneide in eine Art Pfanne auf den Wagbalken aufgelegt. Der Wagbalken ist ein mehr od. minder starker, meist metallener Stab, welcher außer den bereits genannten an seinen Enden befindlichen zwei Stiften od. Schneiden für die Wagschalen noch einen dritten Stift od. Schneide (die Achse) genau in der Mitte zwischen jenen beiden besitzt, womit der Wagbalken entweder in einer gabelartigen Schere eingelegt od. auf eine Stützung an einem Ständer aufgelegt wird, so daß er sich frei um seine Achse drehen kann; an dem Wagbalken sitzt endlich noch ein zeigerartiger Fortsatz, die Zunge, welche auf einer bestimmten Marke zeigen muß, wenn die W. einspielt, d.h. der Wagbalken horizontal steht; bisweilen fehlt die Zunge u. dann vertritt das eine Ende des Wagbalkens deren Stelle. Diese W. soll nun stets einspielen, wenn das Gewicht des zu wägenden Körpers dem der Gewichtsstücke vollkommen gleich ist. Dazu müssen folgende Bedingungen erfüllt sein: es müssen nicht nur beide Schalen sammt Ketten u. sonstigem Zubehör völlig gleich schwer u. in genau gleicher Entfernung von der Achse aufgehängt sein, sondern es muß auch der Wagbalken in Bezug auf die Achse symmetrisch sein, damit der Schwerpunkt der ganzen, leeren W. genau unter den Aufhängepunkt falle u. die W. leer einspiele; damit die W. stabil werde, muß der Schwerpunkt des leeren Wagbalkens weder in, noch über, sondern etwas unter der Achse desselben liegen; die mathematische Theorie der W. zeigt, ferner, daß der Ausschlag bei einem gegebenen Übergewichte in der einen Schale, also auch die Empfindlichkeit der W., um so größer wird, je länger der Wagbalken, je leichter derselbe u. je weniger tief sein Schwerpunkt unter der Achse liegt, u. daß die W. am empfindlichsten wird, wenn die Aufhängepunkte der Schalen mit der Achse in einer u. derselben Geraden liegen. Daher macht man bei feineren W-n den Balken nicht massiv, sondern durchbrochen u. aus Festigkeitsrücksichten mehr hoch als breit. Wichtig für die Empfindlichkeit ist ferner, daß die Reibung in dem Zapfen möglichst klein sei, deshalb wendet man Stahlschneiden an, welche auf harten Metall- od. Steinlagern ruhen. Eine schwingende W. läßt sich als ein Pendel betrachten; je empfindlicher daher eine W. ist, desto langsamer schwingt sie, desto langsamer kommt sie nach einem Ausschlag zur Ruhe; die Theorie zeigt aber, daß die Ausschlagwinkel nahezu den Übergewichten proportional wachsen, man kann also aus der Größe des Ausschlagwinkels auf die Größe des Übergewichts schließen, u. um dies bequemer zu können, läßt man bei feineren W-n die Zunge über einem getheilten Gradbogen hin u. herschwingen, an welchem man dabei den Ausschlagwinkel beobachten kann. Da bei seinen W-n die kleinsten Gewichte zu klein werden, so bedient man sich statt ihrer lieber sogenannter Reiter- od. Laufgewichte, welche auf den graduirten Wagbalken aufgesetzt wenden, aber der Achse näher, weshalb sie schwerer sein können, z.B. zehnmal so schwer, wenn ihre Entfernung von der Achse zehnmal so klein ist, als die der Schalenaufhängepunkte Um die Richtigkeit einer W. zu prüfen, muß man erst nachsehen, ob die W. leer einspielt u. dann, ob sie beim Auflegen gleicher Gewichte in beide Schalen wiederum einspielt, od. ob sie noch einspielt, wenn man zwei Körper, bei denen die W. einspielte, in den Schalen vertauscht. Gewöhnlich wägt man den zu wägenden Gegenstand zweimal, nämlich in jeder Wagschale einmal u. nimmt aus den beiden so gefundenen Gewichten das arithmetische Mittel, wobei man jedoch stets einen zu großen Werth findet, denn der richtige Werth ist das geometrische Mittel aus den beiden gefundenen Gewichten. Oder man legt den zu wägenden Körper in die eine Schale, tarirt ihn in der andern mit Schrot od. dgl., nimmt ihn heraus u. legt nun statt seiner in die erste Schale die Gewichtsstücke bis die W. wieder einspielt, wo dann die Gewichtsstücke das richtige Gewicht angeben. W-n mittlerer Größe, welche man beim Gebrauch frei in der Hand halt, heißen Handwagen. Um dieselben od. auch größere W-n, welche gewöhnlich an der Decke aufgehängt werden, im Freien gebrauchen zu können, hat man ein galgenförmiges Wagegestelle od. Wagehalter, an welchem die W. bisweilen mittels Rollen u. eines Gegengewichts so aufgehängt ist, daß man sie beim Gebrauche herabziehen, nach dem Gebrauche in die Höhe schieben kann. Ähnliche Einrichtung erhalten auch seine W-n, welche man dann zugleich mit einer Arretur versteht, so daß der Wagbalken für gewöhnlich u. während des Auflegens u. Abhebens der Gewichte u. der zu wägende Körper auf zwei Stiften aufruht, ohne auf der Achse aufzuliegen, vielmehr erst auf diese aufgelegt wird, wenn gewogen werden soll. aa) Die gewöhnlichste derartige W. ist die Krämerwage, welche in verschiedenen Größen vorkommt; vgl. auch Handwage; der Balken ist gewöhnlich ein vierkantiger Eisen- od. Messingstab. bb) Sehr groß ist die Getreidewage zum Wägen des Getreides; bei ihnen bildet die eine Schale oft gleich das Meßgefäß für das zu wägende Getreide u. dann hat das Einschütten u. Abstreichen des Getreides großen Einfluß auf die Richtigkeit des Wagens mit dieser W. Gebräuchlicher sind die kleinen Balkenwagen, welche gemeine Balkenwagen mit verjüngten Gewichten sind. Das kleine cylindrische Gefäß der einen Seite wird mit Getreide gefüllt u. in die andere Wagschale werden die verjüngten Gewichte gelegt. Die äußersten Schwankungen belaufen sich dabei gewöhnlich auf 1 Procent, während sie bei der gemeinen Balkenwage 3–4 Procent betragen. Doch muß man fortwährend kleine Gewichte auflegen u. abnehmen. Am meisten ist der Gewichtsbefund[738] abhängig von der Art, wie der Cylinder gefüllt u. abgestrichen wird. Gewichtsschwankungen dabei können bis zu 7 Procent betragen. Um diesen Fehler zu beseitigen, muß ein flaschenförmiges Gefäß statt des Cylinders angewendet werden, wobei noch nicht 1 Procent Schwankung gefunden wird. Zum Wägen des Getreides braucht man auch Zeigerwagen (s. unten c) u. das Silometer (s.d.). cc) Zum Wägen der Goldstücke dient die Goldwage, s.d. dd) Die Apotheker benutzen außer verschiedenen Handwagen (s.d.), deren kleinste noch ¹/₈ Gran anzeigen, bes. die Tarirwagen zum Wägen von Flüssigkeiten in Gefäßen, deren eine Schale flach u. an einer Seite an einem metallenen Bügel befestigt u. so in ihrem ganzen Umfange frei zugänglich ist. Auf diese Schale wird das zum Aufnehmen der zu wägenden Flüssigkeit bestimmte Gefäß gestellt, sein Gewicht durch in die andere Schale gelegte Gewichte (Tara) od. Schrotkörner ausgeglichen u. nun die Flüssigkeit eingegossen. Zum Ausgleichen des Gewichts der Gefäße bedient man sich auch eines sattelförmig gebogenen, auf dem einen Arme des Wagbalkens liegenden Metallstückes, welches nach Bedürfniß mehr od. weniger dem Ende des Balkens genähert werden kann. Diese W-n hängen an dem Arme eines Stativs. ee) Beim Probiren der Erze sind mehre sehr empfindliche W-n in Gebrauch, nämlich die Probir- od. Adjustirwage (s.d.); die Einwägewage, die kleine W. zum Abwägen des Probircentners eines zu untersuchenden Erzes; zum Abwägen der Probekörner der Metalle die feinere Aufziehwage, s.d.; die Bleiwage, der Feinheit nach die dritte W., welche bei den zum Probiren abzuwägenden Materialien gebraucht wird u. 6–8 Loth trägt; die Markwage, mit welcher nicht mehr als 1 Mark gewogen wird. ff) Die feinsten W-n sind die für physikalische u. chemische Zwecke; an ihnen wägt man höchstens 1 Pfund schwere Gegenstände u. sie geben ¹/₅₀ Gran, also den 384,000sten Theil von einem Pfunde an. An den Enden des Wagbalkens sind gewöhnlich kleine Stellschräubchen angebracht, durch deren Hinein- od. Herausschrauben man kleine eingetretene Unrichtigkeiten beseitigen kann. Solche seine W-n sind stets durch einen Glaskasten gegen Staub geschützt.

b) Die ungleicharmige W. od. Schnellwage ist ein ungleicharmig zweiarmiger Hebel, bei welchem der kurze Arm für die Last, der lange für das Gewicht bestimmt ist. Das Gewichtsstück ist deshalb kleiner als die Last, u. weil man demnach vom Kleinen auf das Große schließt, ist die Wägung nicht allzugenau. Will man umgekehrt eine kleine Last mit großer Genauigkeit wägen, so benutzt man eine verkehrte Schnellwage, indem man die Last am langen, das Gewichtsstück am kurzen Arme anhängt. Man hat drei verschiedene Arten: aa) Die Schnellwage mit Laufgewicht od. die Römische Schnellwage (von dem arabischen Worte Romman, ein Granatapfel, weil das Laufgewicht [italien. Romano] die Form eines Granatapfels hatte) hat einen festen, d.h. unveränderlichen Aufhängepunkt für die ganze W. u. einen festen Lastpunkt, dagegen ist das unveränderliche Laufgewicht auf dem mit einer Scala versehenen längern Schenkel verschiebbar; es ist also blos eine Wagschale (für die Last) vorhanden, oft auch gar keine, sondern die Last wird unmittelbar an die herabhängenden Ketten gehängt. Ist der Aufhängepunkt vom Lastpunkte um a entfernt u. muß das Laufgewicht G um l od. um x vom Aufhängepunkte entfernt sein, je nachdem es die leere od. die mit der Last Q belastete W. zum Einspielen bringen soll, so muß Gx = Gl + Qa sein; für Q = 0 ergibt sich x = l, u. man setzt daher den Nullpunkt in die Entfernung l vom Aufhängepunkt; für die Last Q muß dann das Laufgewicht vom Nullpunkte entfernt sein um y = x – l = ^Qa/_G woraus man ersieht, daß y proportional zu Q wächst, also die Scala gleich große Theile haben muß. Häufig gibt man solchen W-n zwei Lastpunkte, um nach Bedarf größere od. kleinere Lasten auf derselben W. wägen zu können, indem man die größeren an den dem Aufhängepunkte näheren Lastpunkt anhängt; zu demselben Zwecke wendet man wohl auch zwei verschiedene Laufgewichte u. zwei verschiedene Scalen an, od. selbst zwei verschiedene Lastpunkte u. verschiedene Laufgewichte. Solche Schnellwagen werden vorzüglich zum Abwiegen sehr großer Lasten, so des Heus (Heuwage), gebraucht, geben aber Gewichtsunterschiede von einem od. einigen Pfunden nicht mehr an. Um diese W. bei schweren Lasten gebrauchen zu können, ist ihr Wagbalken an dem kürzern Ende eines andern ungleicharmigen Hebels aufgehängt. Ist die Last z.B. ein beladener Wagen u. mit Ketten an den eigentlichen Wagbalken befestigt, so wird der Hebel mittelst einer Winde od. Gegengewichte am langen Arme niedergedrückt, so daß sich der kürzere Arm mit der Schnellwage erhebt u. die Last schwebend wird, u. nun das Wägen stattfinden kann. bb) Die Schnellwage mit verjüngtem Gewichte ähnelt der gemeinen W. mit zwei Schalen, nur ist der Wagbalken ein ungleicharmiger Hebel, so daß das Gewicht in der Wagschale des längern Arms, eine verhältnißmäßig größere Last in der Wagschale des kürzern Arms in die Höhe zieht. Wäre z.B. der eine Arm dreimal länger als der andere, so würde 1 Pfund Gewicht an dem längern Arme 3 Pfund Last in das Gleichgewicht bringen. Häufig sind solche W-n Decimalwagen, wozu blos nöthig ist, daß der lange Arm 10mal so lang ist als der kurze, damit das Gewichtsstück nur den zehnten Theil der Last zu betragen braucht. cc) Bei der Schnellwage mit festem Gewicht od. der Dänischen Schnellwage hat das unveränderliche Gewicht einen festen Aufhängepunkt, auch ist der Lastpunkt unveränderlich, dagegen der Aufhängepunkt der ganzen W. ist veränderlich, indem der Wagbalken über seinen Stützpunkt hin u. her geschoben wird, bis man den Ort trifft, wo die W. einspielt. Der Balken ist mit einer Scala versehen, allein die Theile der Scala sind ungleich, weil durch das Verrücken des Aufhängepunktes der W. gleichzeitig der Lastarm verkürzt u. der Gewichtsarm verlängert wird od. umgekehrt, u. zwar werden die Theile um so kleiner, je näher sie dem Lastpunkte liegen. Je größer die Last, desto näher liegt der Aufhänge- od. Stützpunkt an dem Lastpunkte.

c) Die Zeigerwagen (Indexwagen) sind ungleicharmige Hebel, oft auch Winkelhebel, u. geben das Gewicht der angehängten, meist nicht sehr großen Last aus dem Ausschlagwinkel mittels eines auf einer festen Scala hin u. herschwingenden Zeigers an, indem sich das am Zeiger befindliche, oft[739] in einer bloßen Verdickung des Zeigers bestehende Gewicht mit der Last ins Gleichgewicht setzt. Gewöhnlich ist die Scala auf einem Bogen aufgetragen (dann Gradwagen) od. die Scala wird auf einem verticalen od. horizontalen geraden Stabe angebracht, auf welchem dann die Scalentheile sämmtlich gleich lang werden, da die Tangente des Ausschlagwinkels der angehängten Last proportional wächst. Die Zeigerwagen kommen vor als Briefwagen, Garnwagen (s. Garn 1), Papierwagen (s.d.), Sortirwagen, wobei oft nicht das Gewicht der Last auf der Scala aufgetragen ist, sondern eine andere Angabe, z.B. die Garnnummer, od. das Gewicht eines Rieß Papier. Bei den Zeigerwagen kann man sofort nach dem Auflegen der Last das Gewicht ablesen u. braucht nicht erst wiederholt Gewichtsstücke aufzulegen u. abzuheben od. zu verschieben.

d) Zusammengesetzte Hebelwagen dienen meist zum Wägen großer Lasten u. enthalten daher behufs nicht einer großen Übersetzung eine Verbindung mehrer Hebel od. Wagbalken; man benutzt bei ihnen ein verjüngtes Gewicht u. nennt die W. bei 10- od. 100facher Verjüngung eine Decimal- od. Centesimalwage (vgl. C) b) bb). Die Schale für die Last ist meist eine große Tafel (Brücke, daher Tafel- od. Brückenwage), u. dieselbe ist so unterstützt u. mit den Hebeln verbunden, daß die Angabe der W. von dem Orte, wo die Last auf der Brücke liegt, unabhängig ist u. das Auflegen u. Abnehmen der großen Last bequem erfolgen kann. Bevor man die zu wägende Last auf die Brücke bringt, wird die W. mittels eines kleinen Hebels zunächst der Wagschale arretirt, nachdem sie vorher durch eine kleine, auf dem Wagschalenhebel befindlichen Kugel regulirt ist; nach dem Arretiren ruht die Brücke auf dem Untergestell auf drei Punkten fest u. kann somit beim Auflegen der zu wägenden Gegenstände dem Mechanismus des Hebels keinen Schaden zufügen; gleichzeitig legt man den ungefähren Betrag des Gewichts in die Wagschale; nun wird durch Zurücklegen des kleinen Hebels die W. frei u. man ermittelt nun das Gewicht genau durch das Auflegen kleiner Gewichtsstücke, bis die W. einspielt. Die Einrichtung dieser W-n kann je nach der gewählten Hebelverbindung sehr verschieden sein. Man hat kleinere transportable Brückenwagen von Schwilgue in Strasburg, Becker in Strasburg, Quintenz, George in Paris, von Kuppler u. von Baumann etc. Die größten derartigen W-n sind die Straßen- od. Mauthwagen, aufweiche die beladenen Lastwagen unmittelbar auffahren u. gewogen werden; dieselben erfordern nur eine schmale Brücke, wenn man den Lastwagen erst nur mit den Vorder- u. dann mit den Hinterrädern auffährt u. wägt, wobei die Summe beider Wägungen das (auf beide Radachsen vertheilte) Gesammtgewicht des ganzen Wagens giebt. Bei der schwedischen Schiffswage hängen zwei ungleicharmige Wagbalken über einander u. sind so verbunden, daß die Kraft des untern (einarmigen) Balkens als Last des obern (zweiarmigen) wirkt. Ähnlich ist die von Jos. Beranger construirte. Außerdem gibt es noch eine große Menge W-n, so die Brabysche, Ramsdensche, Dumontsche (Pendelwage), Rovervallsche, Fourchesche, Prassesche, Newtonsche W., Universalwage; sie alle sind Hebelwagen. 2) So v.w. Drehwage; 3) so v.w. Bleiwage 1) u. Gradbogen 2); 4) so v.w. Wasserwage; 5) das Gebäude, in welchem eine W. zu öffentlichem Gebrauche errichtet ist; 6) so v.w. Balancier 2) u. 3); 7) die W. am Wagen, so v.w. Ortscheit; 8) Theil des Strumpfwirkerstuhls, s.d. I. B); 9) horizontale Leiste, welche oft unten an den einzelnen Schäften des Webstuhls mittels zweier starker Schnüre angebunden wird u. von deren Mitte dann eine Schnur nach dem Quertritte hinab geht; 10) s.u. Stangenkunst B) b) aa); 11) (Schnellwage, Schneller), einarmiger Hebel am Webstuhl; dient dazu, um mittels des darauf wirkenden Schnell- od. Wagegewichtes an dem Kettenbaum eine Anspannung der Kette zu bewirken; 12) ein bestimmtes Maß der Schwere, eine W. Eisen ist in Obersachsen 44 Pfund, im Nassauischen 122 Pfd., auf dem Harze 3 Pfd.; in Schweden ist eine W. Zinn 122 Pfd.; 13) so v.w. Gleichgewicht, Gleichheit der Stärke u. Güte.