Waagen zur Bestimmung des Gewichtsverhältnisses von Kupfer zu Zinn

Balkenwaage mit ungleichlangen Schenkeln

Balkenwaage
Balkenwaage von Rolf Bulka mit ungleich langen Schenkeln zur Bestimmung des Verhältnisses zwischen Kupfer und Zinn.

Das Verhältnis von Zinn zu Kupfer variiert stark, ist aber dem jeweiligen Zweck gut angepasst.

Die Mengenverhältnisse müssen also möglichst exakt bestimmt werden. Bei gleicher Granularität des Rohmaterials kann man das über die Volumina der Stoffe machen. Allerdings geht es hier um relativ kleine Mengen, so dass der Fehler recht groß werden dürfte. Besser geht es mit einer Waage.

Für die Bronzezeit kommt lediglich eine Balkenwaage in Frage. Statt die beiden Schenkel des Balkens gleich lang zu machen, was Gewichte zum Auswiegen der richtigen Mengen an Zinn und Bronze erfordern würde, haben wir die Schenkel im Verhältnis 20 : 80 entsprechend dem gewünschten Mischungsverhältnis aufgeteilt. In die Waagschale auf der kurzen Seite des Balkens wird Kupfer gegeben und auf der anderen Seite soviel Zinn aufgelegt, bis die Waage ins Gleichgewicht kommt.

Verhältniswaage selbstgebaut
Die Verhältniswaage, die wir selbst gebaut haben, hat noch einige Schwierigkeiten.

In der Praxis fiel dabei jedoch auf, dass bei unserer selbstgebauten Waage (siehe Abbildung) das Auflegen von 100g Kupfer ohne Ausgleich von Zinn auf der anderen Seite die Waage bereits ins Gleichgewicht bringt. Das Eigengewicht des Balkens spielt offenbar eine nicht unerhebliche Rolle. Der Balken aus Holz weist ein Verhältnis der Schenkel von 8cm zu 32cm und ein Eigengewicht von 40g auf. Jede Waagschale (aus Leder) wiegt zusammen mit ihrer Halteschnur 15g.

Die Gewichteverteilung in nachfolgender Tabelle bringt die Waage ins Gleichgewicht. Hinter den absoluten Zahlen stehen die prozentualen Angaben. Die rechte Spalte zeigt die Abweichung des Zinnanteils vom gewünschten Anteil (20%) in Prozent.

Zinn Gewicht Zinn Prozent Kupfer Gewicht Kupfer Prozent Abweichung Zinnanteil vom Soll
40g 15% 230g 85% 25%
25g 13% 170g 87% 35%
10g 8% 120g 92% 60%
0g 0% 100g 100% 100%

Beim Abwiegen macht man also je nach aufgelegter Menge einen mehr oder weniger großen Fehler. Schon bei der größten aufgelegten Menge von insgesamt 270g Metall beträgt die Abweichung vom gewünschten Mischungsverhältnis immerhin 25%. Je weniger Metall insgesamt gewogen wird, desto größer wird dieser Fehler.

Zur Korrektur des Fehlers kann man die Waage vor dem Wiegeprozess mittels geeigneter Gewichte ins Gleichgewicht bringen.

Briefwaage

Das "Wiegeproblem" haben wir bislang nicht gelöst. Wir verwenden deshalb eine ausrangierte Briefwaage mit zwei umschaltbaren Skalenbereichen (0 - 125g und 0 - 2000g) bis wir eine eigene Waage gebaut haben nach dem Vorbild der Waage von Rolf Bulka oben auf der Seite.

  • Briefwaage