Titel: | Lequesne's Commutator zur bequemen und augenblicklichen Umschaltung und Gruppirung der Elemente einer Volta'schen Säule; Bericht von Du Moncel. |
Fundstelle: | Band 206, Jahrgang 1872, Nr. CXIX., S. 438 |
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CXIX.
Lequesne's Commutator zur bequemen und augenblicklichen Umschaltung und
Gruppirung der Elemente einer Volta'schen Säule; Bericht von Du Moncel.
Aus dem Bulletin de la Société
d'Encouragement, 1871, t. XVIII p. 21.
Mit Abbildungen auf Tab.
IX.
Lequesne's Commutator zum Umschalten und Gruppiren der Elemente
einer Volta'schen Säule.
Die Elemente einer Volta'schen Säule lassen sich auf
dreierlei Weise gruppiren: nach Spannung, nach Quantität, oder nach Reihen
(en séries). Die Wahl hängt von der
elektrischen Wirkung ab, welche man erzielen will. Sind die Bedingungen genau
bestimmt, so daß über die Anwendung der einen oder der anderen dieser
Gruppirungsarten kein Zweifel bestehen kann, so bedarf es keines besonderen
Apparates zur Anordnung der Säule, und die Verbindungen der Elemente untereinander
können ein für allemal festgestellt werden. Aber in vielen Fällen, insbesondere bei
wissenschaftlichen Versuchen und Demonstrationen im Hörsaale, würde ein Apparat
welcher sämmtliche Elemente einer Säule augenblicklich so zu gruppiren gestattet, wie
es gerade den Umständen angemessen ist, von großem Werthe sein und manchen
Zeitverlust beseitigen. Dieses Problem nun hat Lequesne
in Rouen (16, rue du Champ-du-Pardon) mit
seinem Apparate, welchen er „Voltameriste“ benennt, auf eine sehr glückliche Weise
gelöst.
Der Apparat besteht im Wesentlichen aus einem cylindrischen Commutator, auf dessen
Oberfläche verschiedene Systeme ausgeschnittener Metallplatten angeordnet sind,
deren eigenthümliche Form mit den verschiedenen Gruppirungsarten der Säule im
Zusammenhang steht: ferner aus zwei Systemen von Kupferstreifen, welche federnd an
den Cylinder sich legen und mit den ausgeschnittenen Platten in Contact sind. Das
eine dieser Systeme steht mit den positiven, das andere mit den negativen Polen der
Batterie-Elemente in directer Verbindung, und es handelt sich nur darum, den
Cylinder so zu drehen, daß diese oder jene Combinationen der ausgeschnittenen
Platten unter jene elastischen Metallstreifen gelangen, um sofort die gewünschte
Gruppirung der Säule zu erhalten.
Zur Erläuterung des dem Apparate zu Grunde liegenden Principes ist Folgendes zu
bemerken:
1) Um die Elemente nach Quantität zu gruppiren, genügt es,
unter die Kupferstreifensysteme zwei denselben an Länge gleiche zusammenhängende
Metallplatten gelangen zu lassen. 2) Um die Gruppirung nach Spannung zu bewerkstelligen, bedarf es einer der Hälfte der
Batterie-Elemente gleichen Anzahl Metallplatten, welche alle auf einer und
derselben Erzeugenden des Cylinders angeordnet und so breit sind, daß die Federn der
beiden Systeme sich gleichzeitig zu zwei und zwei darauf legen können. 3) Um die
Elemente nach Reihen anzuordnen, müssen die
ausgeschnittenen Platten von dem einen zum anderen System der Kupferstreifen so oft
wechseln, als Elementenreihen in der verlangten Zusammenstellung vorkommen.
Der Apparat von Lequesne läßt sich einer Säule von mehr
oder weniger Elementen anpassen, aber die Commutatorwalze muß zu diesem Zwecke eben
so viele binäre Combinationen der Contactplatten darbieten, als die Säule
Combinationen zuläßt, d.h. eine Anzahl gleich derjenigen der Factoren, durch welche
die Zahl der Elemente theilbar ist. Bei einer Säule von 24 Elementen hätte demnach
der Cylinder 8 und bei einer Säule von 36 Elementen 9 dieser binären Combinationen
aufzunehmen.
Da der durch diese Contactplatten in der Längenrichtung des Cylinders eingenommene
Raum natürlich um so größer ist, je beträchtlicher die Zahl der Batterie Elemente,
und da die von der Anzahl jener Divisoren abhängige Zahl der binären Combinationen
dieser Platten den Durchmesser des Cylinders für eine Säule von sehr vielen Elementen allzusehr
vergrößern könnte, so construirt Lequesne die Apparate
nur für 24 Elemente, und verbindet eine größere oder geringere Anzahl solcher
Systeme mit einander, wenn es sich um sehr kräftige Säulen handelt. Man braucht sich
dabei nur zu vergegenwärtigen, daß die beiden Endplatten jedes Systemes die beiden
Pole der Säule, womit dasselbe in Verbindung steht, repräsentiren.
I. Commutator für eine Säule von zwei
Elementen.
Betrachten wir zuvörderst mit Bezug auf die schematische Abbildung Fig. 27, als einfachsten
Fall eine Volta'sche Säule von zwei Elementen, welche
nach Belieben hintereinander oder parallel (d.h. „en série“ oder „en
batterie“ ) geschaltet werden soll. c, c' und d, d' sind Kupferstreifen, wovon die
beiden ersteren mit den Kohlencylindern a, a', die
beiden letzteren mit den Zinkcylindern b, b' im Contacte
stehen. Unterhalb dieser vier Kupferstreifen sind die von einander isolirten
Kupferbleche e, f, g angeordnet, die man sich auf einem
Bretchen befestigt denken mag. + h sey der positive,
– h der negative Pol. Die durch punktirte Linien
verbundenen Ziffern bezeichnen die Art der Combination, nämlich 1–1 die
„in Batterie,“ 2–2 die „in
Reihe“ geschaltete Säule. Um die Säule in letzterer Form wirken zu
lassen, hat man das Bretchen so vorzuschieben daß die Streifen c, c' und d, d' die Platten
e, f, g in der Linie 2–2 berühren; um sie
dagegen „in Batterie“ zu stellen, schiebt man die Platten so,
daß die Berührung in der Linie 1–1 erfolgt.
Dieses Princip nun verwerthet Lequesne, indem er solche
ausgeschnittenen Kupferplatten auf einem Cylinder anbringt, und dadurch die
Vorrichtung für Säulen von beliebiger Elementenzahl, z.B. 12, 60, 300 u.s.w.
verwendbar macht. Bei der Umdrehung des Cylinders gelangen die ausgeschnittenen
Platten in einer der beabsichtigten Combination entsprechenden Weise mit den
Kupferstreifen in Berührung.
II. Commutator für eine Säule von zwölf
Elementen.
Fig. 20
stellt den für eine Säule von 12 Elementen eingerichteten Apparat in der vorderen
Ansicht, Fig.
21 in der Endansicht und Fig. 22 im Grundrisse
dar. Fig. 23
ist ein Längendurchschnitt des Commutatorcylinders durch die Achse der einen
radialen Rinne, Fig. 24 ein Querschnitt des Cylinders, Fig. 25 die Abwickelung
des Cylindermantels und der elastischen Kupferstreifen, und Fig. 26 eine
Detailansicht des zur präcisen Einstellung jeder Abtheilung des Cylinders dienenden
Sperrrades M nebst Sperrkegel L. Ein hölzerner Cylinder A, D (Fig. 20, 21 und
22) ist in
einem hölzernen Gestell K gelagert und kann mit Hülfe
einer an seinem Ende angebrachten Kurbel in Rotation gesetzt werden. Die
Mantelfläche des Cylinders ist mit drei Systemen von Kupferplatten E, F, G bedeckt.
Was das erste System E anbelangt, so besteht es in der in
Fig. 25
dargestellten Abwickelung des Cylindermantels scheinbar aus 21, Platten, in der
Wirklichkeit aber umfaßt es nur 11 Platten; denn, aufgewickelt vereinigen sich die
beiden Erzeugenden AC, BD zu einer einzigen Linie, so
daß nur die in der Mitte unter AC befindliche kleine
Platte E so bleibt, wie man sie in der Abwickelung
sieht. Alle diese Platten sind durch rechtwinkelig gegen einander stehende
Intervalle von einander isolirt Das zweite System F
besteht aus 12 Kupferplatten. Obgleich diese in der Abbildung von einander getrennt
erscheinen, so stehen sie doch mit Hülfe eines in eine Rinne des Cylinders nach der
Richtung α, α, α, α
eingelassenen kleinen Kupferstreifens mit einander in metallischem Contact.
Auch das dritte System G besteht aus 12 Kupferplatten,
welche gleichfalls durch einen dünnen, in einer anderen Rinne des Cylinders nach der
Richtung β, β, β, β
eingefügten Kupferstreifen mit einander communiciren.
Die Systeme F und G selbst
sind vollständig von einander isolirt.
In dem längs einer der Rinnen geführten Durchschnitte des Cylinders Fig. 23 bemerkt man den
Kupferstreifen β, welcher die Platten G mit einander in leitende Verbindung setzt; eben so ist
ersichtlich, wie die durch den Streifen α mit
einander communicirenden Platten F über den Streifen β hinweggehen, ohne ihn zu berühren. + H
Fig. 25 ist
der Draht des positiven, – H derjenige des
negativen Poles.
I, J sind Kupferblechstreifen, welche an der
Gestellleiste O festsitzen, und einerseits mit dem
Cylinder an welchen sie wie Federn andrücken, andererseits durch Klemmschrauben mit
den Polanschlüssen N in Verbindung stehen. Letztere sind
mit Gutta-percha überzogene Kupferdräthe, welche die Kupferstreifen I, J mit den Polen der 12 Elemente und zwar die Streifen
I mit den Zinkpolen und die Streifet J mit den Kupferpolen in Verbindung setzen. Der erste
der Drähte N ist durch den Blechstreifen P mit dem Schließungsdrahte + H, der letzte durch Q mit dem
Schließungsdrahte – H verbunden. Durch die
Ziffern 1, 2, 3, 4, 6, 12 in Fig. 25 sind die
Berührungslinien angedeutet und zugleich die Gruppen ausgedrückt, in welche bei
dieser Cylinderstellung die Batterie geschaltet ist. Dreht man z.B. den Cylinder so,
daß die Berührung durch die Kupferstreifen I, J in der
Linie 12–12 erfolgt, so ist die Säule „in Reihe“
geschaltet. Will man sie dagegen in zwei Gruppen, jede zu 6 Elementen theilen, so
läßt man die Streifen den Cylinder in der Linie 6–6 berühren. Eben so theilt
die Linie 4–4 die Säule in drei Gruppen, jede zu 4 Elementen; die Linie
3–3 in vier Gruppen, zu 3 Elementen; die Linie 2–2 in sechs Gruppen,
zu 2 Elementen. Der Linie 1–1 endlich entspricht die eigentliche
Batterie.