Titel: | Ueber den selbstthätigen Regulator für elektrisches Licht von Serrin in Paris; Bericht von Le Roux. |
Fundstelle: | Band 163, Jahrgang 1862, Nr. LXX., S. 268 |
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LXX.
Ueber den selbstthätigen Regulator für
elektrisches Licht von Serrin in Paris; Bericht von Le Roux.
Aus dem Bulletin de la
Société d'Encouragement, November 1861, S. 647.
Mit Abbildungen auf Tab.
IV.
Ueber Serrin's selbstthätigen Regulator für elektrisches
Licht.
Hr. Serrin in Paris (rue
Meslay, 5) bezweckt durch seinen Mechanismus: 1) die Einhaltung der
richtigen Entfernung der Kohlenspitzen, und 2) die selbstthätige Entzündung des
Apparates, oder dessen Wiederentzündung, wenn das Licht durch einen Zufall
verlöschen sollte. Diese letztere Function ist zwar nicht neu erfunden, aber durch
eine elegante Einrichtung des Apparates verwirklicht.
Man denke sich einen senkrechten Stab A, B, Fig. 20, 21 und 22, der
hinreichend schwer und unten gezahnt ist. Oben ist daran ein Querarm angebracht und
an diesem die Kohle C, D in verticaler Stellung
aufgehängt. Die Zahnstange greift in das Zahnrad F ein,
woran die Rolle G befestigt ist, um welche eine
metallene Kette gewunden ist, die um die zweite Rolle J
geht und an der die untere Kohle tragenden verticalen Stange K befestigt ist. In demselben Maaße also, als die obere Kohle sinkt,
steigt die untere in die Höhe, und das Verhältniß dieser beiden Bewegungen wird
bestimmt durch dasjenige der Halbmesser von G und F. Zu diesem System gehört noch ein Elektromagnet, der
die Bewegung der Kohlen durch seine Wirkung auf das Rad F mittelst einer Reihe von Zahnrädern aufhalten muß.
Dieß ist im Wesentlichen die Einrichtung des in Rede stehenden Apparates, und
insofern enthält derselbe zwar Modificationen in den Einzelheiten, beruht aber auf
einem bekannten Princip. Eine einfache und sinnreiche Anordnung verändert jedoch
sofort den Charakter des Mechanismus, ohne ihn complicirter zu machen. Die Rolle J ist nämlich im Stande, sich in verticaler Richtung um
einige Millimeter zu verschieben; dieß wird durch ein bewegliches Parallelogramm R, S, T, U (Fig. 20) ermöglicht und
durch den erwähnten Elektromagneten bewirkt.
Man sieht also – und hierin liegt die Haupterfindung des Hrn. Serrin – daß die niedersinkende Bewegung, welche
diejenige der Zahnstange vermittelt, so zu sagen die Entfernung der Kohlen nur im
Allgemeinen bewirkt; die genaue Einstellung, wie sie in jedem Augenblick die
elektrische Intensität erheischt, wird ihnen durch die oscillirende Bewegung, welche der unteren Kohle
eigen ist, ertheilt. Diese Wirkung ist von der Bewegung durch ein Getriebe sehr
verschieden, indem letzteres den Kohlen nie einen Rückgang gestattet, während bei
der erwähnten Einrichtung die untere Kohle volle Freiheit behält, sich vorwärts oder
rückwärts zu verschieben.
Dieß wird genügen, um die Idee, welche dem neuen System zu Grunde liegt, deutlich zu
machen; Alles andere wird aus der unten folgenden Beschreibung der Zeichnung klar
werden. Ich will nur noch auf den Elektromagneten aufmerksam machen, dessen
Einrichtung die vorzügliche Wirksamkeit des Apparates hauptsächlich zuzuschreiben
ist. Es ist bekannt, wie rasch die Anziehungskraft eines Magnets mit der Entfernung
von den Polen abnimmt; die Wirkung einer gegebenen Entfernungsveränderung ist
offenbar um so merklicher, je geringer diese Entfernung ist. Ist also der Anker den
Polen sehr nahe, so darf man denselben nur sehr kleine Bewegungen ausführen lassen,
weil sonst der Apparat alle Empfindlichkeit verliert. Wenn man aber so das Spiel des
Ankers beschränkt, so muß man, um einige Wirkung hervorzubringen, die Bewegung
mittelst Hebeln vergrößern, was oft den Effect unsicher macht. Beim Apparate des
Hrn. Serrin hingegen durchläuft der Anker des
regulirenden Elektromagnets einen Weg, der demjenigen völlig gleich ist, welchen die
Theile beschreiben, die er in Bewegung setzt, und an welche er unmittelbar stößt.
Außerdem ist dieser Anker so angeordnet, daß die Anziehung weniger schnell als bei
den bisherigen Apparaten mit der Entfernung sich ändert. Der Elektromagnet ist
nämlich geradlinig und horizontal; den Anker bildet (Fig. 22) ein rechtwinklig
umgebogenes Eisen P, Q, dessen Enden etwa 2 Millimeter
von den Polen O und O'
entfernt sind. Man erkennt leicht, warum die auf einen solchen Anker ausgeübte
Anziehungskraft weniger rasch mit der Entfernung wechselt als die eines Ankers, der
fast in Berührung mit den Polen steht.
Der Plan des Apparates ist also ganz vortrefflich. Was seine Ausführung betrifft, so
ist er eine in ihren kleinsten Einzelheiten vollkommen durchdachte Maschine; dieß
gilt sowohl für die auszuübenden Functionen, als für die Beschränkung der einzelnen
Theile in Anzahl und Dimensionen.
In der Praxis hat er sich in hunderten von Versuchen bewährt. Ich habe denselben
unter den verschiedensten Verhältnissen beobachtet; er entzündete sich von selbst an
der Spitze eines Mastbaumes; die Kohlen brannten eben so regelmäßig im Wasser wie in
der Luft; er arbeitet mit gleich guter Wirkung unter dem Einfluß des Stromes einer
galvanischen Säule, wie unter dem einer magneto-elektrischen Maschine.
Mittelst Serrin's Regulator kann man sogar die Ströme
benutzen, welche diese Maschinenin abwechselnd entgegengesetztem Sinne liefern, ohne daß
sie umgekehrt zu werden brauchen.
Hiermit soll jedoch nicht gesagt seyn, daß dieser Apparat zu allen Zwecken, wozu man
das elektrische Licht anwenden wollte, gleich gut zu gebrauchen ist. Von keinem
Instrumente kann man eine ganz allgemeine Zweckmäßigkeit verlangen.
Der Apparat, einmal aufgestellt, entzündet sich von selbst und verbrennt seine Kohlen
ununterbrochen bis zum Ende. Verlangt man ein absolutes Feststehen des leuchtenden
Punktes, so ist es hier, wie bei allen bisherigen Apparaten, von der regelmäßigen
Abnutzung der Kohlen bedingt. Will man dagegen die Höhe des leuchtenden Punktes sich
verändern lassen, so muß man den ganzen Apparat höher oder niedriger aufstellen. Da
endlich die Schwere die bewegende Kraft ist, und einige Stücke des Apparates durch
Federn im Gleichgewicht gehalten werden, so versteht es sich von selbst, daß man die
Neigung des Apparates während dessen Gang nicht viel verändern darf; schon eine
Neigung von weniger als 10° würde seine Thätigkeit stören, wenn er für die
verticale Stellung regulirt war. Auch sind heftige Stöße zu verhüten, und daher
besondere Vorsichtsmaßregeln erforderlich, wenn der Apparat auf einem Wagen oder
einem stark schaukelnden Schiffe benutzt werden soll. Solche specielle Fälle
erheischen offenbar specielle Vorsichtsmaßregeln, und man darf daher nicht
vergessen, daß auch dieses Instrument, wenn es gut arbeiten soll, unter den
passenden Verhältnissen aufgestellt werden muß.
Erklärung der Abbildungen.
Fig. 20 gibt
den Aufriß des Apparates, ohne den oberen Kohlenträger; Fig. 21 stellt diesen
Träger allein, und Fig. 22 den Durchschnitt des Apparates nach der Linie XY dar. Die punktirten Linien I, II, III, IV
deuten das kupferne Gehäuse an, worin der Apparat enthalten ist.
A, B, C ist der obere Kohlenhalter, dessen Ständer
gezahnt ist und vermöge seiner Schwere stets die Annäherung der beiden Kohlen zu
veranlassen sucht.
C, D ist die obere (positive) Kohlenspitze, mit einer
Schraube an dem Halter befestigt.
E feste Röhre, welche dem Halter als Führung dient.
F Zahnrad, welches in die Zahnstange des oberen Trägers
eingreift und dessen Bewegung auf den unteren Kohlenhalter überträgt. Dieß wird
durch die mit F verbundene Rolle G und die kleine Kette H vermittelt. Das Rad
und seine Rolle sind so construirt, daß ihre Halbmesserin gleichem Verhältniß zu
demjenigen der von beiden Kohlen durchlaufenen Wege stehen; diese werden nämlich
nicht gleichmäßig verzehrt, und dürfen daher, wenn das Licht seine Stelle
beibehalten soll, nicht gleichmäßig vorrücken.
Die Kette H ist an dem unteren Kohlenhalter mittelst
einer kleinen Platte I befestigt; sie läuft um die
kleine Leitrolle J, welche auf einem beweglichen Theile
angebracht ist, und mit diesem um einige Millimeter oscilliren kann; eine kleine
Schraube über der Rolle erhält die Kette in der Kehle.
K ist der untere Kohlenhalter; er besteht aus einem
beweglichen Träger, der an seiner Basis von der Kette H
getragen wird; die negative Kohlenspitze L ist auf
demselben mittelst einer Schraube befestigt. Der Träger K bewegt sich in der Röhre M, die an ihrem
unteren Theil einen Schlitz für die Platte I hat, woran
der Kohlenträger befestigt ist.
N Elektromagnet, dessen Pole O,
O' in einer auf dem Rade F senkrecht stehenden
Ebene liegen. Auf dem den Elektromagnet umfassenden Anker P,
Q sind alle Theile des oscillirenden Systems angebracht, die in Folge der
Wirkung des durchgehenden Stromes in Bewegung kommen.
R, S, T, U ist das gegliederte Parallelogramm oder das
oscillirende System, welches die Entfernung der Kohlen bewirkt; es besteht aus:
1) einer verticalen Platte S, T, welche die Rolle J und die Röhre M trägt;
2) einem Hebel R, S, welcher einerseits den Kopf der
Platte S, T mittelst einer Gabel trägt, und andererseits
mittelst einer kreisförmigen Gabel das untere Ende der Röhre E umfaßt;
3) einem horizontalen Rahmen, der aus zwei parallelen Hebeln T, U besteht, die durch Zwischenstücke verbunden sind.
Das Parallelogramm ist an allen Winkeln auf Spitzen beweglich, und die Enden S und T bringen mit großer
Empfindlichkeit die verticale Verschiebung der Platte hervor, indem sie kleine
Kreisbogen um die entgegengesetzten Enden der entsprechenden Hebel beschreiben.
Da dieses ganze System fest mit dem Anker P, Q verbunden
ist, so sieht man, daß, sobald der Strom durch die Spiralen des Magnets geht, der
Anker angezogen, und zugleich die Platte S, T, die Röhre
M, die Rolle J, und
mithin der untere Kohlenhalter mit nach unten bewegt werden; je nachdem diese
Anziehung stärker oder schwächer ist, kann das ganze System abwechselnd herunter und
hinauf gehen, und so Schwingungen beschreiben, welche die gegliederte Einrichtung
des Parallelogramms äußerst empfindlich macht.
V ist ein kleiner Arm an der Platte S, T und in derselben Ebene; er dient als Aufhalter, indem er
sich zwischen zwei gegenüberliegenden Schrauben (Fig. 21) bewegt, deren
Entfernung von einander die Amplitude der Schwingungen des Parallelogramms
nothwendig beschränkt.
W ist die erste Gegenfeder; sie ist einerseits an eines
der Lager für die Zahnräder, andererseits an den Anker P,
Q befestigt.
Z ist die zweite Gegenfeder; sie ist an der andern Seite
des Ankers symmetrisch angebracht, und drückt oben gegen einen beweglichen Hebel a, dessen veränderliche Neigung die Spannung der Feder
Z nach Belieben zu reguliren gestattet; dieser Hebel
ist an dem Träger der Röhre E, um einen Punkt drehbar,
befestigt; nach oben geht er in eine Art Fuß aus, worauf man mit der Schraube oder
dem Knopfe b drücken kann; dieser Knopf b tritt aus dem Gehäuse heraus und dient zum Reguliren
der Federspannung je nach der Stärke des elektrischen Stromes, über welchen man
verfügen kann, um darnach die Intensität des galvanischen Bogens zu vermindern oder
zu vergrößern.
Wie man sieht, bewirkt das Gewicht des Stabes A, B die
Annäherung der Kohlenspitzen, nämlich das Niedergehen der oberen, und vermittelst
des Rades, der Kette u.s.w. das Aufsteigen der unteren; es ist daher wesentlich zu
bemerken, daß der untere Kohlenträger auf zweierlei Art bewegt werden kann: wenn er
gleichzeitig mit dem Niedergehen des oberen in die Höhe steigen soll, so geschieht
dieß in der oben bezeichneten Weise, unabhängig von dem stehenbleibenden Rohre M; wenn er aber herabgehen soll, so wird er von dieser
Röhre mitgenommen, und zwar in Folge des Niedergehens der Rolle J, welches durch das Anziehen des Ankers P, Q bewerkstelligt wird.
c ist ein Sperrrad, welches durch das Rad F mittelst eines Zwischengetriebes a, f, g, h, i bewegt und von dem Aufhalter d berührt wird, um in einem bestimmten Moment dem Gange
der Kohlenspitzen Einhalt zu thun; dieß geschieht, wenn die Platte S, T, woran d befestigt ist,
unter der Wirkung des Elektromagnetes nach unten geht.
j ist ein doppeltes Flügelrad, welches auf der Achse des
Sperrrades c und des Getriebes i sitzt, und zum Reguliren der Geschwindigkeit dient.
Das Rad e, welches das erste Zwischenglied zwischen F und c bildet, sitzt lose
auf der Achse des Getriebes g; mittelst des Sperrrades
k, welches auf derselben Achse festsitzt, und einer
von dem Rad e getragenen Sperrfeder kann man aber den
oberen Kohlenträger rasch mit der Hand herausziehen, denn bei einer plötzlichen
Bewegung desselben lösen sich die beiden Theile des Räderwerkes, um alsbald wieder
in einander zu greifen, wenn man den Kohlenträger wieder losläßt.
l ist eine Metallplatte, die einerseits an dem Träger
des Rohres E
und andererseits an dem
Rohr M befestigt ist; sie hat eine wellenförmige
Gestalt, da sie eine gewisse Elasticität besitzen muß, um den Bewegungen des
oscillirenden Systems folgen zu können, welchem sie den elektrischen Strom
zuführt.
m ist eine Kette, die einerseits mittelst eines Winkels
an dem Träger der Röhre E und andererseits an der Platte
I des unteren Kohlenhalters befestigt ist; sie dient
als Gegengewicht, und soll beim Aufsteigen in dem oscillirenden System den
Gewichtsverlust der sich verzehrenden unteren Kohlenspitze compensiren. In Folge
dieses Kunstgriffes braucht der Apparat während des Ganges nicht regulirt zu werden,
und behält so seine ganze Empfindlichkeit.
n und o sind die den Polen
der Batterie entsprechenden Knöpfe. Sie sind einander gegenüber und zu beiden Seiten
des Trägers der Röhre E angebracht, und in Fig. 22 nur
punktirt angedeutet.
p ist ein an dem oberen Kohlenträger angeschraubter und
eine der Lagerplatten des Getriebes umfassender Griff, der zur Führung jenes Trägers
dient.
q ist ein auf M aufgesetzter
Ring, der das Innere des Apparates vor der herabfallenden Asche schützt, welche so
auf das Gehäuse geleitet wird.
Alle diese Theile des Apparates bestehen aus Metall. Folgende Stücke sind durch
zwischengelegte Elfenbeinplättchen von einander isolirt: die Verbindung der
gewellten Platte l mit der Stütze der Röhre E, die Verbindungen der Röhre M mit der Platte S, T des Parallelogramms, die
Verbindung der Kette H mit der Platte I, endlich die Verbindungen der beiden Enden der
Gegengewichtskette m.
Die Wirkungsweise des Apparates findet demnach, wenn die
Verbindung der Spirale mit der Batterie hergestellt ist, wie folgt, statt:
1) Wenn der Strom nicht circulirt, bleibt der Elektromagnet unthätig, das ganze
oscillirende System bleibt durch die Federn W und Z in einer Höhe erhalten, welche durch die oben auf den
Aufhalter V wirkende Schraube bestimmt wird; da alsdann
die Sperrtaste d außer Berührung mit dem Sperrrad ist,
so hat das Gewicht des oberen Kohlenträgers seine volle Wirkung, das Getriebe
arbeitet und die Kohlenspitzen kommen mit einander in Berührung.
2) Wenn nun der Strom eintritt, so geschieht dieß durch den Knopf o; er geht nach E und
gelangt zur oberen Kohlenspitze, von hier zu der sie berührenden unteren, dann in
die Röhre M und durch die Platte l zum Elektromagnet, um durch den isolirten, dem Zinkpol entsprechenden
Knopf n auszutreten.
Bei Schließung der Kette wird der Anker angezogen, und das ganze oscillirende System
senkt sich; zugleich sinkt die untere Kohle, die Taste d
greift in das Sperrrad und hält das ganze Getriebe auf, so daß die obere Kohle
unbeweglich wird. Die beiden Kohlen werden also getrennt und der Lichtbogen
augenblicklich gebildet.
Wenn aber die Kohlen verbrennen, nimmt ihre Entfernung zu; der Bogen wird also größer
und die Kraft des Elektromagnets kleiner; im Moment, wo sie zu schwach wird um den
Anker anzuziehen und die Wirkung der Gegenfedern zu überwinden, geht das
oscillirende System in die Höhe, das Sperrrad wird ausgelöst, die Räder kommen in
Thätigkeit, und die Kohlen nähern sich um einen Bruchtheil eines Millimeters.
Dadurch gewinnt der Elektromagnet an Kraft, das oscillirende System wird wieder
angezogen, und die Kohlen werden in ihrer sich nähernden Bewegung aufgehalten, bis
eine neue Abnutzung eine neue Annäherung zuwege bringt u.s.w.