Titel: Ueber Serrin's selbstthätigen Regulator für elektrisches Licht.
Autor: Roux, Le
Fundstelle: 1862, Band 163, Nr. LXX. (S. 268–274)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj163/ar163070

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.

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, |269| 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 Maschinen |270| in 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 Halbmesser |271| in 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; |272| 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 |273| 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.

|274|

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.

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