Titel: | Zur Geschichte der Magneto-Inductions-Maschinen mit ununterbrochenem Strom von unveränderlicher Richtung; von Dr. Eduard Zetzsche. |
Autor: | Eduard Zetzsche |
Fundstelle: | Band 216, Jahrgang 1875, Nr. , S. 491 |
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Zur Geschichte der
Magneto-Inductions-Maschinen mit ununterbrochenem Strom von
unveränderlicher Richtung; von Dr. Eduard
Zetzsche.
Mit Abbildungen auf Taf.
X [d/3]).
Zetzsche, zur Geschichte der Magneto-Inductionsmaschinen
etc.
Die Magneto-Inductionsmaschinen mit ununterbrochenem Strom von
unveränderlicher Richtung und nahezu unveränderlicher Stärke finden eine immer
weitere Verwendung für verschiedene industrielle und wissenschaftliche Zwecke und
erweisen sich dabei als höchst vortheilhaft und bequem zum Ersatze von galvanischen
Batterien. Muß daher schon an sich ein Blick auf die Entwickelungsgeschichte dieser
Maschinen ein gewisses Interesse bieten, so dürfte er für die Leser dieses Journals
doppelte Berechtigung haben, weil er Gelegenheit geben wird, einige nicht unwichtige
Momente in der Erfindungsgeschichte dieser Maschinen näher zu beleuchten, welche
durch die bis jetzt im Journal über diese Maschinen gebrachten Artikel entweder gar
nicht oder doch nicht genügend klar gelegt worden sind.
Diejenigen Inductionsmaschinen, bei welchen sich ein kupferner Rotationskörper
zwischen Elektromagnetpolen dreht, und auch die sogen. unipolaren
Inductionsapparate, bei welchen sich entweder ein
Elektromagnetpol beständig um einen feststehenden Stromleiter dreht oder die sich um
ihre eigene Achse drehende erregende Magnethälfte selbst einen Theil des
Stromleiters bildet, können hier füglich außer Betracht gelassen werden, weil sie einen zu
schwachen, wiewohl ununterbrochenen Strom liefern und nur als wissenschaftliche
Versuchsapparate gebaut wurden.
Kräftigere Ströme von unveränderlicher Richtung und möglichst unveränderlicher Stärke
hat man sodann vielfach dadurch hervorzubringen gesucht, daß man zwei oder mehrere
gewöhnliche Magneto-Inductionsmaschinen so mit einander verband, daß die
Zeiten der größten Stromstärke der einen Maschine, beziehentlich des einen Magnetes,
mit den Zeiten der geringsten Stromstärke der oder des anderen zusammenfielen. Sehr
vollständig war dies bei einer Maschine durchgeführt, welche Siemens und Halske in Berlin zur Londoner
Ausstellung 1851 geschickt hatten. In dieser (bei Siemens
und Halske noch vorhandenen) Maschine dreht oder wälzt
sich eine auf einem Kugelzapfen aufliegende runde eiserne Scheibe (ein Teller) auf diesem Zapfen in jener eigenthümlichen Weise,
in welcher sich ein auf seine Kante gestellter und auf dieser in Drehung versetzter
Teller kurz vor seinem völligen Umfallen bewegt, auf im Kreise aufgestellten
Magnetpolen; die Kreisebene liegt etwas tiefer als der Kugelzapfen, und die
Polflächen sind nach einer ziemlich stumpfen Kegelfläche abgeschnitten, wie denn
auch die untere Fläche des Tellers den Mantel eines solchen Kegels bildet. Senkrecht
zur Oberseite des Tellers, in dessen über dem Kugelzapfen liegenden Mitte, steht ein
metallener Arm vor, welcher daher bei der Tellerbewegung eine Kegelfläche
beschreibt, dessen oberes Ende aber in einen auf der Achse eines Commutators
sitzenden Arm hineingreift und so diese Achse in Drehung versetzt. Der so rollende
Teller veranlaßt in richtiger Aufeinanderfolge die Schließung oder Oeffnung von
Contacten, mittels deren der Strom einer galvanischen Batterie immer durch die eine
Hälfte der im Kreise stehenden Elektromagnete gesendet wird — und zwar stets
durch alle diejenigen Elektromagnete, welche von der jedesmaligen Berührungsstelle
des Tellers mit den Elektromagnetpolen aus im Sinne der Bewegung bis zu der
augenblicklichen höchsten Stelle des Tellers liegen; durch die Elektromagnete wird
der Teller selbst magnetisch inducirt, zugleich aber auch durch die von den
Elektromagneten auf ihn ausgeübte Anziehung in seiner drehenden und auf den Polen
langsam fortschreitenden Bewegung erhalten. Nun hat aber jeder Elektromagnet auch
noch eine zweite Umwickelung, und in dieser muß daher bei jedem Auftreten und
Verschwinden des Stromes in der ersten Umwickelung ein Inductionsstrom entstehen.
Diese zweiten Umwickelungen sämmtlicher Elektromagnete sind zu einem in sich
zurücklaufenden Ganzen verbunden, an der Verbindungslinie von je zwei benachbarten
Umwickelungen aber ist der Draht in Form einer Schleife nach dem Commutator geführt. Obwohl die
in sämmtlichen vom galvanischen Strome umströmten Elektromagneten auftretenden
Inductionsströme vom Entstehen des Magnetismus, die in den nichtdurchströmten
Elektromagneten auftretenden Inductionsströme aber vom Verschwinden des Magnetismus
herrühren und den ersteren entgegengesetzt gerichtet sind, so werden sie doch durch
den Commutator als ununterbrochener Strom von unveränderlicher Richtung den
gemeinschaftlichen Abführungsdrähten zugeleitet. Es besitzt diese Schaltung und
Commutation viel Aehnlichkeit mit der gleich zu besprechenden Pacinotti'schen, und bei beiden findet sich die eigenthümliche Theilung
des Stromkreises in zwei Zweige. Jene Maschine von Siemensund Halske war dazu bestimmt, mit Hilfe
weniger Elemente einen elektrischen Strom von großer Spannung zu liefern, welcher
zum Betrieb langer Telegraphenlinien verwendet werden kann; so wurde mittels dieser
Maschine direct von Leipzig über München nach Wien telegraphirt. Auch während der
Londoner Ausstellung wurde die Maschine zum Betrieb von Telegraphen und anderen
Apparaten benützt; doch wurde weder ihre Einrichtung irgendwo beschrieben, noch die
Maschine weiter ausgebildet. Die eigenthümliche Tellerbewegung aber hat Dr. Werner Siemens soeben bei
einer neuen dynamo-elektrischen Maschine wieder verwendet.
Als erste Magneto-Inductionsmaschine mit ununterbrochenem Strom von
unveränderlicher Richtung und Stärke darf nach Vorstehendem eine Maschine betrachtet
werden, welche Professor Dr. Antonio Pacinotti bereits 1860 für das
physikalisch-technologische Cabinet der Universität Pisa erbaute. Eine
Beschreibung und Abbildung dieser Maschine veröffentlichte er in dem am 3. März 1865
ausgegebenen Junihefte d. J. 1864 des Nuovo Cimento (Bd.
19 S. 378 ff.), welchem die nachfolgenden Mittheilungen sowie Fig. 28 bis 31 entnommen
sind.
Wenn man, wie Figur
27 andeutet, um einen kreisförmigen Ring ABCD
aus weichem Eisen einen mit Seide übersponnenen Kupferdraht in einer einzigen Lage,
aber in unveränderter Windungsrichtung wickelt und die beiden Drahtenden da, wo die
erste Lage der Windungen sich schließt, zusammenlöthet, wenn man dann die Pole einer
galvanischen Batterie an zwei möglichst von einander entfernte, natürlich von der
Umspinnung entblöste Punkte a und b des Drahtes, aus welchem diefe ein Ganzes bildende Umwickelung gebildet
ist, legt, so wird der elektrische Strom in zwei Zweigen von dem einen dieser beiden
Punkte nach dem anderen gehen, und es wird, wegen der Stromrichtungen in den beiden
Zweigleitungen, der Eisenring ABCD so magnetisirt
werden, daß seine Pole da liegen, wo die Stromzuleiter angelegt sind, also bei A und C. Die durch diese
beiden Pole gehende gerade Linie AC wird als magnetische
Achse bezeichnet werden können. Den Polen wird man durch Veränderung der
Zuleitungsstellen des Stromes irgend welche Lage quer durch den Eisenring des
Elektromagnetes geben können, und deshalb nennt Pacinotti
letzteren einen Quer-Elektromagnet
(electro-calamita trasversale). Die zwei zu beiden Seiten jener
Geraden AC (in Pacinotti's
Maschine eines Durchmessers) liegenden Hälften des Elektromagnetes lassen sich als
zwei krumme, mit den gleichnamigen Polen an einander liegende Elektromagnete
betrachten.
Um mit diesem Quer-Elektromagnete die in Fig. 28 im Aufrisse, in
Fig. 29
im Grundrisse abgebildete elektro-magnetische Maschine zu bauen, wickelte Pacinotti auf einen gedrehten und, wie Fig. 30 erkennen läßt,
mit 16 gleichen Zähnen versehenen Eisenring, welcher durch 4 messingene Arme a an einer Achse MM
befestigt wurde, mit Seide umsponnenen Kupferdraht und zwar so, daß durch die Zähne
und auf dieselben gelegte dreiseitige Holzprismen m die
ganze Bewickelung in 16 einzelne gut isolirte Spulen r,r abgetheilt wurde; jede Spule enthielt 9
Lagen und alle Spulen waren in demselben Sinne gewickelt. Jedes von einer Spule zur
benachbarten führende Drahtstück wurde als Schleife an dem zwischen beiden Spulen
liegenden Holzstückchen befestigt, durch passende Löcher in einer auf der Achse MM sitzenden Holzscheibe hindurch und an der Achse herab
nach dem ebenfalls auf die Achse MM aufgesteckten
Commutator o geführt. In die Mantelstächeder Holzscheibe
dieses Commuratorswurden in 2 Reihen und gegen einander verstellt je 8 Messingstücke
eingelegt, welche über das Holz ein wenig vorstanden, durch das dazwischen liegende
Holz aber von einander getrennt waren, und deren jedes an eine jener Schleifen
gelöthet war. Wurden nun die beiden metallenen Rollen k,k′ welche an den Messingstücken
lagen, mit den beiden Polen einer Batterie verbunden, so wurde der Strom von den
beiden eben von den Rollen berührten Messingstücken aus in zwei Zweigen durch die
ein Ganzes bildende Umwickelung geführt, die magnetischen Pole im Eisenringe
erschienen bei N und S,Natürlich war die Verbindung der Messingstücke des Commutators mit den
Schleifen zwischen den Spulen r,r dem entsprechend gewählt worden.
wurden von den Polen A und B
eines festen Elektromagnetes angezogen und abgestoßen, und der
Quei-Elektromagnet begann auf seiner Achse umzulaufen, wobei jedoch in ihm
die Pole immer die Lage NS beibehielten. Die Stellung
der Schenkel des gewöhnlichen Elektromagnetes AB ließ
sich in dem geschlitzten Eisenstabe FF durch die
Schraube G reguliren. Mittels der Klemmen h,h′, l und l′ wurde
derselbe Strom durch AB und die Spulen r,r geführt.
Pacinotti fand es zweckmäßig, die Pole des festen
Elektromagnetes mit Schuhen AAA und BBB zu versehen,In Fig.
28 hat Pacinotti diese Schuhe
weggelassen, weil durch sie der Ring verdeckt worden wäre. welche
den Quer-Elektromagnet mehr als auf ⅓ seines Umfanges umfaßten und
durch Messingführungen mit einander verbunden waren.
Mittels der Schnurscheibe Q suchte Pacinotti die Leistung seiner Maschine beim Heben eines Gewichtes zu
bestimmen und fand einen Aufwand von 33 bis 36mg
Zink für je 1mk Leistung. Er hofft, eine
sorgfältiger als das Versuchsmodell ausgeführte Maschine werde günstigere Leistungen
aufweisen, und zählt die Vorzüge seiner Maschine gegenüber den älteren Maschinen
auf.
Nun zeigt Pacinotti, daß diese elektro-magnetische
Maschine in eine magnetoelektrische Maschine mit
ununterbrochenem Strom von stets gleicher Richtung übergehe, wenn der
Elektromagnet AB durch einen permanenten Magnet ersetzt
und der Quer-Elektromagnet in Umdrehung versetzt werde, und bemerkt, daß in
dem bewegten Quer-Elektromagnete durch Influenz die Pole N und S (Fig. 31) an den
Endpunkten eines Durchmessers gegenüber den Polen des festen Magnetes auftreten würden, daß diese Pole
auch bei der Umdrehung des Quer-Elektromagnetes eine unveränderliche Lage
beibehalten würden, und daß man sich daher vorstellen könne, die Spulen drehten sich
über dem kreisförmigen Magnete, während dieser in Ruhe bliebe. Bei der Bewegung
einer Spule vom Nordpol N gegen den Südpol S hin habe der inducirte Strom die nämliche Richtung,
bis die Spule in der Mitte a zwischen N und Sgekommen sei;
zwischen a und S sei die
Stromrichtung die entgegengesetzte, bleibe unverändert bei der Bewegung von S bis zur Mitte b zwischen
S und N, kehre sich aber
beim Ueberschreiten von b gegen N hin abermals um. Die von den verschiedenen Spulen gelieferten Strome
müßten sich also summiren und würden am zweckmäßigsten bei a und b aufgesammelt und abgeführt; die
Stromsammler müßten also am Commutator im rechten Winkel zu der magnetischen Achse
des Elektromagnetes angebracht werden; in der Achse selbst angebracht, würden sie
dagegenkeinen. Strom aufzunehmen vermögen. Die Stromrichtung wechsele mit der
Umdrehungsrichtung.
Pacinotti erhielt auch wirklich einen ununterbrochenen
Strom von unveränderter Richtung, wenn er während der Drehung des
Quer-Elektromagnetes demselben die entgegengesetzten Pole zweier permanenten
Magnete näherte oder den festen Elektromagnet durch einen Strom magnetisirte; das
erstere bezeichnet er als vorzüglicher. Dieselbe Maschine aber ließ sich ebensowohl
zur Umwandelung des elektrischen Stromes in mechanische Arbeit, als der Arbeit in
Elektricität benutzen.
Bevor die von Pacinotti erfundene
magneto-elektrische Maschine mit einem zwischen zwei
Magnetpolen rotirenden ringförmigen Kern in der Inductionsspule irgend eine
Verwendung gefunden hatte, wurde Dr. Werner Siemens, von der Thatsache ausgehend, daß jede
elektro-magnetische Maschine in sich einen bei wachsender Geschwindigkeit der
Drehung an Stärke zunehmenden Gegenstrom erzeugt, durch theoretische Betrachtungen
auf das „ dynamoelektrische Princip“
geführt, welches in jüngster Zeit durch seine Anwendung auf die Maschinen mit
ringförmigem Kern auch für diese Maschinen von der höchsten Bedeutung wurde. Als der
Mechaniker H. Wilde in ManchesterBergl. 1866 182 180. — Die Gesellschaft L'Alliance, welche schon früher sich um den Bau
magneto-elektrischer Maschinen verdient gemacht hatte (vergl. 1863
167 104. Comptes
rendus, Bd. 66 S. 1101) erwarb für Frankreich das Recht, die Wilde'schen Maschinen zur Beleuchtung der
Leuchtthürme anzuwenden (vergl. Carl's
Repertorium, Bd. 4 S. 69 und 73). im Frühjahr 1866 eine
magneto-elektrische Maschine von überraschender Wirkung gebaut hatte, in
welcher zwei der 1856 von Werner Siemens erfundenen
Cylinder-Inductoren verwendet wurden, und zwar so, daß der eine, mit
Stahlmagneten versehene, nur zur dauernden Magnetisirung des inducirenden
Elektromagnetes des anderen benützt wurde, hätte er sich leicht von der
unzuverlässigen Wirkung der Stahlmagnete ganz unabhängig machen können, wenn er den
Strom des zweiten Inductors zur Magnetisirung des ersten benützt hätte. Wilde kam jedoch nicht auf diesen Gedanken. Dagegen
experimentirte Siemens im December 1866 vor mehreren
Berliner Physikern mit
einer nach dem dynamo-elektrischen PrincipsDie Priorität hierin wurde Siemens von Prof. Wheatstone (1867 184
15 bis 22) und von William Ladd (1867 185 160) bestritten; beider Ansprüche wies aber
Dr. Schellen in
Carl's Repertorium (Bd. 4 S. 65 bis 88)
schlagend zurück. Hiernach wäre auch Niaudet-Bréguet's Darstellung
(S. 9 seines 1875 erschienenen Schriftchens über die Gramme'sche Maschine) zu berichtigen. — Nach einer den Proceedings of the literary ans philisophical Society
of Manchester (1867 Bd. 6 S. 103 bis 107) entnommenen Mittheilung
in den Fortschritten der Physik (Jahrg. 25 S. 738) sollen Murray und Farmer die
dynamo-elektrische Maschine selbstständig noch einmal erfunden
haben. gebauten eincylindrischen Maschine, welche keine
Stahlmagnete besaß. In den ersten Tagen des Jahres 1867 aber legte Siemens der Berliner Akademie den in deren Sitzung vom
17. Januar 1867 vorgelesenen und in deren Berichten (1867 S. 55 bis 58) und daraus
an mehreren anderen Stellen abgedruckten Aufsatz vor, in welchem er nachweist, wie
die von einem (Elektro-)Magnet inducirten Ströme zur Verstärkung des
Magnetismus des Elektromagnetes und dadurch wieder zur Verstärkung des folgenden
inducirten Stromes verwerthet werden können, daß daher auch der geringe Grad von
Magnetismus, welcher auch im weichsten Eisen zurückbleibt, genügt, um einen
Inductionsstrom von sehr schnell wachsender Stärke hervorzurufen. Zur Pariser
Industrieausstellung 1867 hatten Siemens und Halske eine kleinere und eine größere eincylindrige
dynamo-elektrische Maschine geschickt, während eine schon im Januar 1867
angefangene große zweicylindrige Maschine für die Ausstellung nicht zeitig genug
fertig geworden war; Ladd dagegen hatte im Mai 1867 die
erste fertige zweicylindrige dynamo-elektrische Maschine zur Ausstellung nach
Paris gesendet. Sowohl Wheatstone als Ladd benützten übrigens (in ihren
dynamo-elektrischen Maschinen) den Cylinderinductor des Dr. Werner Siemens. Die Siemens'schen Maschinen haben zur Minenzündung und zur
Auslösung von Läutewerken vielfach Verwendung gefunden.
Wie die dynamo-elektrische Maschine die Royal
Society in London beschäftigte, in welcher am 14. Februar 1867 Dr. C. William Siemens unter
Vorzeigung einer in London angefertigten kleinen Maschine einen Vortrag über
dieselbe hielt und auch Prof. Wheatstone über die
seinige, während Ladd erst am 14. März 1867 der Royal Society seine erste Mittheilung über seine
Maschine machte, so kamen die neuen Magneto-Inductionsmaschinen auch in der
Pariser Akademie zur Sprache (vergl Comptes rendus, 1868
Bd. 66 S. 1100 und 1250), in welcher namentlich Gaiffe
(Comptes rendus, 1868 Bd. 67 S. 626) die Siemens'sche Maschine dahin zu verbessern vorschlug, daß
die beiden von Ladd benützten Elektromagnete auf
derselben Achse durch einen Elektromagnet mit 2 Spulen neben einander ersetzt würden,
— eine Verbesserung, deren Priorität Ruhmkorff
für Dr. Schellen in Anspruch
nahm. In Frankreich aber, wo übrigens das Nuovo Cimento
nicht unbekannt ist, und wo auch Dr. Pacinotti (laut brieflicher Mittheilung) 1865 auf seiner
Reise nach Paris mehrere Abzüge seines Aufsatzes vertheilt hatte, gab Z. T. Gramme in Paris die erste Anregung zur Ersetzung der auf
den Quer-EIektromagnet in Pacinotti's Maschine
wirkenden permanenten Magnete oder unabhängigen Elektromagnete durch von dem Strom
der Maschine selbst erregte Elektromagnete, also zur Anwendung des
elektro-dynamischen Princips auf jenen Quer-Elektromagnet, und nur in
diesem Sinne wäre es statthaft, wenn die soentstandene Maschine von Gramme noch in dem neuesten darüber erschienenen
Schriftchen (Paris 1875, S. 2) von Alfred Niaudet-Bréguet
„la première de son espèce“ genannt
wird. Gramme machte der französischen Akademie die erste
Mittheilung über seine Maschine in der Sitzung vom 17. Juli 1871 (Comptes rendus, Bd. 73 S. 175); in dieser Mittheilung
sagt Gramme selbst: „ die als Erreger
angewendeten hufeisenförmigen Stahlmagnete könnten durch Elektromagnete ersetzt
werden, welche „in der bekannten
Weise“ durch einen Zweigstrom der Maschine selbst
magnetisirt würden, wobei anfänglich der remanente Magnetismus der
Elektromagnete einen schwachen Strom in der mit massivem ringförmigen Kern
ausgerüsteten Inductionsspule inducire, bald aber die Maschine zu voller Kraft
gelange.“ Die gleichzeitig der Akademie vorgezeigte MaschineDie in diesem Journal (1871 202 239) besprochene
Maschine unterscheidet sich von der in der französischen Akademie
vorgezeigten (Fig. 10 auf Taf. V in diesem Journal 1873 209 entsprechenden) nur bezüglich der Anordnung
der den Strom aufnehmenden Rollen und dadurch, daß die Hufeisenmagnete mit
bogenförmigen Polschuhen versehen sind. enthielt 2 Elektromagnete
mit 4 auf den Ringkern wirkenden Polen und 4 den Strom aufnehmende Rollen; zwei der
letzteren senden die Hälfte des Stromes durch die Elektromagnete, während die beiden
anderen den nach außen verwendbaren Strom liefern. Je zwei zusammengehörige, den
Strom aufnehmende Rollen laufen auf isolirten, radialen Messingstreifen an den Enden
des zur Verbindungslinie der Elektromagnetpole senkrechten Ringdurchmessers. An
diese Messingstreifen aber waren die Drahtschleifen gelöthet, welche je zwei
benachbarte Abschnitte der Inductionsspule verbanden. Die in derselben Mittheilung
von Gramme gegebene Theorie seiner Maschine wurde später
von Gaugain berichtigt (vergl. Annales de Chemie et de Physique, 1873 Bd. 23 S. 324).
Es kann nicht überraschen, daß Dr. Pacinotti in einem aus Pisa unterm 20. August 1871 an den Secretär der
französischen Akademie gerichteten Briefe (Competesrendus, Bd. 73 S. 543) seine Priorität in Bezug auf den zwischen
den Polen des Elektromagnetes umlaufenden Quer-Elektromagnet wahrte und
darauf hinwies, daß seine 1860 gebaute Maschine im Cabinet der technologischen
Physik der Universität Pisa noch vorhanden sei. Pacinotti
stellte seine Maschine auch 1873 in Wien (Officieller General-Catalog, 2.
Aufl. S. 225, Gr. XIV Nr. 12) aus und erhielt auf
dieselbe die Fortschrittsmedaille.
In seiner zweiten am 2. December 1872 der französischen Akademie gemachten
Mittheilung (Comptes rendus, Bd. 75 S. 1497 und daraus
in diesem Journal, 1873 207 31) über seine Maschine nimmt
GrammeEbensowenig thun dies G. Planté und A. Niaudet-Bréguet
in einer Note über die Rückverwandelung der von der Gramme'schen Maschine gelieferten Elektricität in mechanische
Arbeit (Comptes rendus, 1873 Bd. 76 S. 1259). Ja
S. 10 seines schon erwähnten Schriftchens scheint Niaudet-Bréguet sogar auch die
Erfindung des elektro-dynamischen Princips sür Gramme in Anspruch nehmen zu wollen. jedoch keine Notiz
von Pacinotti's Prioritätseinspruch, was Letzteren zu
einer weiteren ErwiderungDie Ausführung eines bei dieser Gelegenheit von Pacinotti gemachten Vorschlags zur Verwendung seines
Quer-Elektromagnetes zur Herstellung eines Zeigertelegrophen, welcher
dazu dienen könnte, die Winkelstellungen der Achse in irgend einem nicht
zugänglichen Apparate einem Beobachter vor Augen zu führen, wird wohl stets
daran scheitern, daß zu diesem Telegrophen24 Leitungsdrähte erforderlich
wären. im Nuovo Cimento (Serie II, Vol. IX, fascicolo Aprile, Maggio e
Giugno 1873) veranlaßte, worin er zugleich hervorhebt, daß der von Gramme in seiner zweiten Mittheilung für den
Elektromagnet mit ringförmigem Kerne gewählte Name „électro-animant mobile à pôles Conséquents“ weit
weniger sachentsprechend sei, als der ältere Name „ elettro-calamita trasversale.“
Niaudet-Bréguet spricht
sogar nur von dem „Gramme'schen
Ringe“ (vergl. 1873 209 356), während Gramme doch nur auf den „Pacinotti'schen Ring“ das „Siemens'sche dynamo-elektrische Princip“ angewendet
hat; seine Verdienste um die praktische Ausführung der in Rede stehenden Maschinen
und deren Einführung in die Technik, in das physikalische Laboratorium und in die
Heilkunde (vergl. 1873 208 166 und 263; 209 359. 1874 211 260) bleiben
Gramme natürlich unbestritten.
Dem bereits erwähnten Schriftchen von Niaudet-Bréguet (dessen Inhalt übrigens im wesentlichen mit dem
in der Revue industrielle, November 1874 S. 405 ff.
abgedruckten Aufsätze desselben Verfassers übereinstimmt) sind nachstehende kurze Notizen über
einige Aenderungen und Verbesserungen entnommen, welche Gramme neuerdings an seiner MaschineIn England wurde zum Ankauf und zur Ausbeutung der
„Erfindung“ von Gramme
„The Electrical Power Company
(Limited)“ mit einem Nominalcapital von 100 000 Pf.
St. gegründet, wovon die „Gründer“ 65 000 Pf. St.
erhalten sollten. Da das Publicum nur wenig zeichnete, so wurde eine neue
Gesellschaft gegründet, „Gramme's Magneto-Electric Company
(Limited)“, mit 250 000 Pf. St. Nominalcapital.
Davon sollten die Verkäufer der Gramme'schen
Erfindung 145 000 Pf. St. erhalten, und, um ihr Vertrauen in das Unternehmen
zu zeigen, wollten sie 35 000 Pf. St. von dieser Summe in volleingezahlten
Actien annehmen. (Engineer, April 1875 S.
228.) angebracht hat.
Die jetzige Einrichtung des ringförmigen Elektromagnetes läßt Fig. 32 erkennen. Um den
aus einem Drahtbündel gebildeten Kern sind die zu einem einzigen Ganzen vereinigten
60 Inductionsspulen gewickelt, die Verbindungsdrähte zwischen je zweien dieser
Spulen sind an die radialen Blätter R geführt, welche
durch Seidenbänder gegen einander isolirt sind und auf welchen an ihren aus dem Ring
vorstehenden Enden die zur Aufnahme des Stromes bestimmten kupfernen Pinsel oder
Besen schleifen (vergl. dies Journal, 1873 209 357 und
Fig. 13
auf Taf. V). Um den durch die erregenden
Elektromagnete in den Schließungskreis gebrachten Widerstand zu vermindern, hat Gramme für gewisse Zwecke den Umwickelungsdraht dieser
Elektromagnete durch Spiralen von Blattkupfer von derselben Länge wie die
Elektromagnete selbst ersetzt. Auf diese Weise und durch Einschaltung dieser
Elektromagnete in den Stromkreis der Maschine hat Gramme
z. B. eine für die Galvanoplastik bestimmte Maschine hergestellt, welche bei
geringerem Raumerforderniß und Gewicht wesentlich mehr leistet als die in diesem
Journal (1874 211 260) beschriebene und abgebildete. An
den neueren Maschinen für die Galvanoplastik bringt Gramme einen automatischen Stromunterbrecher
(brise courant) an, um zu verhüten, daß bei
zufälligem oder beabsichtigtem Stillstande der Maschine ein von galvanoplastischem
Bade gelieferter Secundärstrom die Pole der erregenden Elektromagnete umkehre, was
zur Folge haben würde, daß die Maschine, wenn sie dann wieder in Gang gesetzt wird,
einen Strom von der dem früheren entgegengesetzten Richtung erzeugt und so das
bereits niedergeschlagene Silber u. s. w. wieder auflöst. Dieser Stromunterbrecher
ist ein einfacher Hebel mit Gegengewicht, welcher die metallischen Pinsel mit den
Elektromagneten verbindet, so lange die Maschine regelmäßig arbeitet, während bei
Verminderung der Geschwindigkeit der Maschine und der Anziehung der Elektromagnete
das Gegengewicht den Stromunterbrecher umlegt und jene Verbindung unterbricht.
Für andere Zwecke hat Gramme den ringförmigen
Elektromagnet in zwei zerlegt, indem er die
Verbindungsdrähte der 30 Spulen ungerader Ordnung rechts, jene der 30 Spulen gerader
Ordnung links herausgeführt hat, und auf den ersteren sowohl wie auf den letzteren
Pinsel schleifen läßt. Ein Commutator gestattet dann diese beiden Hälften der
Maschine neben oder hinter einander zu schalten. Davon macht Gramme besonders in den zur Erzeugung elektrischen Lichtes bestimmten
neueren Maschinen Gebrauch, um das Licht nach Bedarf blos an einer oder an zwei
verschiedenen Stellen zu erzeugen.
In besonderer Weise läßt sich ein solcher doppelter Ring
benützen, wenn er unsymmetrisch gemacht wird, d. h. wenn
man die Spulen gerader Ordnung aus feinem, jene ungerader Ordnung aus dickem Drahte
wickelt. Sendet man dann durch den dicken Draht dieses zwischen die Pole eines
Magnetes (ähnlich wie in Fig. 33) gestellten
Ringes den Strom von 2 Bunsen'schen Elementen, so beginnt
der Ring zu laufen, und
dabei wird in den Spulen aus feinem Drahte ein Strom von 16 Bunsen'schen (oder etwa 30 Daniell'schen)
Elementen inducirt. Darauf, daß dieser Strom zum Telegraphiren verwendet werden
könnte, weist Gramme auch in seiner dritten Mittheilung
an die französische Akademie (Comptes rendus, 1874 Bd.
79 S. 1182) hin.
Die Möglichkeit der Benützung des Stromes einer Magneto-Inductionsmaschine zum
Magnetisiren der Elektromagnete einer zweiten als elektro-magnetische
Maschine arbeitenden Maschine versuchte Gramme zur
Fortpflanzung der Kraft auf größere Entfernungen zu verwerthen, indem er die erstere
Maschine in der Nähe einer Kraftquelle aufstellte und die zweite an dem Orte, wo die
von dieser Quelle gelieferte Kraft verbraucht werden sollte.
Die neueste Magneto-Inductionsmaschine mit ununterbrochenem Strome von
unveränderlicher Richtung und Stärke wurde von Friedr. v. Hefner-Alteneck, dem Vorstande des
Constructionsbureau von Siemens und Halske, im März 1872 entworfen und war in mehreren Exemplaren von
verschiedener Größe 1873 in Wien ausgestellt. Zwei kleinere befanden sich dort in
der Ausstellung von Siemens und Halske im Industriepalaste, eine größere in der Maschinenhalle; eine
andere war, mit einer älteren Siemens'schen Maschine mit
I-förmigem Anker verbunden, für die Zwecke
der Beleuchtung auf einer Locomobile montirt und feldmätzig ausgerüstet, und zwar
waren beide so mit einander verbunden, daß der von der kleineren gelieferte Strom
den Elektromagnet der größeren magnetisirte. Diese Doppelmaschine lieferte eine
Lichtstärke bis zu 2000 Normalkerzen, und mittels derselben wurde wiederholt die
Kuppel des Mittelbaues des Industriepalastes beleuchtet. Bei der v. Hefner'schen MaschineEine ausführlichere Beschreibung und Abbildung derselben soll in einem der
nächsten Hefte dieses Journals folgen. sind die Drahtwindungen so
angeordnet, daß, unbeschadet der kräftigen Einwirkung der Magnetpole auf die als
Inductionsspule dienenden Windungen, ihre Länge und somit der innere
Leitungswiderstand möglichst klein wird, und daß die Möglichkeit geboten ist, die
Inductionsspule dann, wenn es vortheilhaft ist, allein
rotiren zu lassen, während der Eisenkern in derselben feststeht. Es soll durch
letzteres die Entstehung der im Inneren eines zwischen Magnetpolen rotirenden
eisernen Ankers jeder Form auftretenden Foucault'schen
Ströme verhütet werden, weil diese einen unnützen Arbeitsverbrauch bedingen und
zugleich einen weiteren Anlaß zur Erwärmung der Maschine geben; diese Erwärmung der Maschine läßt sich aber umgehen,
während die von dem nutzbar gemachten Strome selbst herrührende Erwärmung der
Maschine unvermeidlich ist und zugleich die Leistungsfähigkeit der Maschine
innerhalb gewisser Grenzen hält. Zur Erreichung des angegebenen Zweckes sind die
Drahtwindungen nicht unmittelbar auf den Eisenkern gewickelt, sondern auf eine von ihm
vollständig getrennte, ihn aber ganz eng umschließende, aus dünnem Blech
hergestellte Trommel. Jede einzelne Windung läuft auf dem Trommelmantel parallel zu
dessen Achse, an die Stirnfläche der Trommel dagegen entlang einem Durchmesser
dieser Fläche; dabei überkreuzen sich die Windungen auf der Stirnfläche gruppenweis.
Die ganze Oberfläche der Trommel ist also von den Windungen überdeckt. Die Windungen
liegen in 8 Abtheilungen oder Gruppen zu je zweien übereinander in je zwei
gegenüberliegenden der 8 Abtheilungen der Trommel; doch bilden die sämmtlichen
Windungen ein in sich geschlossenes Ganzes von der Form eines Hohlcylinders. Die 16
Enden der 8 Drahtabtheilungen sind an einen achttheiligen scheibenförmigen
Commutator geführt, über welchem an zwei an einander gegenüberliegenden Punkten zwei
Contact-Rollen oder Bürsten laufen. Der Kern innerhalb der Windungen ist ein
massives oder hohles Eisenstück von passendem Querschnitt und ruht auf zwei Stangen,
welche an den beiden Enden der Trommel durch deren hohle Zapfen frei hindurchgehen.
Außerhalb des Hohlcylinders endlich und denselben seitlich zu etwa zwei Dritttheilen
umfassend stehen die äußeren Magnetpole und zwar wiederum möglichst nahe an dem
Cylinder, so daß zwischen diesen Polen und dem Kerne kein größerer Zwischenraum
bleibt, als nöthig ist, damit die Windungen frei zwischen beiden auf ihren Zapfen
umlaufen können. Durch die eigenthümliche Schaltung, in welcher jene 16 Drahtenden
mit den 8 Sectoren des zugleich mit den Windungen umlaufenden Commutators verbunden
sind, wird durch letzteren der in den Windungsabtheilungen ursprünglich nach jedem
halben Umlauf der Spule feine Richtung ändernde Strom in einen gleichgerichteten
verwandelt und von den Rollen oder Bürsten dem äußeren Schließungskreise zugeführt.
Abgesehen von dem bereits erwähnten Vortheile, welchen das Feststehen des Kernes
bietet, besitzt die v. Hefner'sche Maschine vor der Pacinotti'schen insofern einen wesentlichen Vorzug, als
der das Innere des Pacinotti'schen ringförmigen Kernes
ausfüllende unwirksame Theil der Windungen in Wegfall gebracht ist.
Zum Schluß mag noch darauf hingewiesen werden, daß in einem ebenfalls im Nuovo Cimento (2. Serie, Bd. 12 S. 140 ff.,
September- und Oktoberheft 1874) abgedruckten Artikel auch Pacinotti ausspricht, daß der Ring in seiner
elektro-magnetischen Maschine, wenn er rückwärts gedreht wird, einen Strom
liefert, welcher den Magnetismus des erregenden Elektromagnetes verstärkt, und daß
man daher den Batteriestrom ganz entbehren könne, daß man ferner zweckmäßig die
innere Höhlung des Ringes möglichst klein mache, noch besser aber die im Inneren liegenden Theile der
Umwickelung ganz weglasse und den Ring durch einen massiven Kern ersetze; nur dürfe
dadurch der Zusammenhang zwischen den äußeren Windungstheilen nicht gestört werden,
es müsse also der Draht in einer besonderen Weise (wie bei einem
„Knäuel“) gewickelt werden. Pacinotti baute sich ein Modell einer solchen Maschine, brachte an dem
Commutator desselben außer den gewöhnlichen Stromsammlern und um 15° gegen
dieselben verstellt noch ein Paar Bürsten aus Messingdraht an, um letztere als
Stromsammler für den äußeren Strom zu benützen, den von den ersteren aufgenommenen
Strom aber zur Erregung des Hufeisenmagnetes zu verwenden. Pacinotti ist damit auf die nämliche Bewickelungsweise gekommen, welche v.
Hefner-Alteneck
schon 1872 angewendet hat; an ein Feststellen des Kernes dagegen hat Pacinotti nicht gedacht.