Dieses Projekt wird gefördert von der Deutschen Forschungsgemeinschaft und präsentiert von der Sächsischen Landesbibliothek — Staats- und Universitätsbibliothek Dresden und der Humboldt-Universität zu Berlin.
![]() XII. Ueber eine Verbesserung des Brünnow'schen magnetischen Stromunterbrechers von S. W. Robinson,3) nebst einigen Bemerkungen über die Rheotomen bei elektromagnetischen Zeitübertragern, von C. Kuhn in München.Mit Abbildungen.Bekanntlich bieten bei den elektromagnetischen Uhren und Zeitindicatoren sowie bei den elektromagnetischen Chronographen, wie solche für astronomische Zwecke zur Benutzung kommen, die Vorrichtungen, durch welche in periodisch wiederkehrender Weise unter directer oder indirecter Einwirkung des Pendels der Hauptuhr der arbeitende Strom beständig hergestellt und unterbrochen werden muß, für den Gang der Uhren mancherlei Schwierigkeiten dar, die durch keine der bis jetzt uns bekannt gewordenen Anordnungen vollständig beseitigt werden konnten. Diese Anordnungen lassen sich, insoweit sie bei den elektromagnetischen Apparaten für Zeitübertragung angewendet werden, in zwei Classen theilen: bei den zur ersten Classe gehörenden Rheotomen wird die Stromherstellung und Unterbrechung mittelst einer Zwischenvorrichtung bewirkt, deren Thätigkeit von dem Räderwerke der Hauptuhr abhängig gemacht ist; bei den Rheotomen der zweiten Classe werden diese Functionen von dem Pendel der Uhr selbst verrichtet. Die Vorrichtungen der ersten Classe finden wir zwar auch bei einigen der bekannten Chronographen; hauptsächlich sind dieselben aber nur bei regulirenden Pendeluhren angewendet, welche in andauernder Weise bestimmte Zeitintervalle auf die durch den elektrischen Strom in Thätigkeit zu versetzenden Zeitindicatoren – die sogen. elektrischen Uhren – überzutragen haben, so daß letztere im Allgemeinen etwa auf eine Minute genau denselben Stand wie die Hauptuhr zeigen. Bei diesen Vorrichtungen wiederholt sich also – insoferne ihre Benutzung bloß auf die Ingangsetzung von Zeitindicatoren beschränkt bleibt – die Stromunterbrechung und Herstellung gewöhnlich erst nach einem größeren Zeitintervalle als bei den elektromagnetischen Uhren und den Chronographen, bei welch letzteren die discontinuirlichen Ströme in jeder Secunde auf einander |20| Von wesentlichem Einflusse hingegen können die Anordnungen der zweiten Classe auf den Gang der chronometrischen Apparate seyn, zu denen sie gehören; wir finden dieselben namentlich bei den elektromagnetischen Uhren so wie bei den für astronomische Chronographen bestimmten Hauptuhren in Anwendung, und dieselben unterscheiden sich ihrer principiellen Anordnung nach wesentlich von einander. Bei einer der von Bain getroffenen Anordnungen dieser Art ist das Pendel unterhalb seines Lagers mit einer Contactfeder versehen, die bei jeder Ausschwingung des Pendels nach der linken Seite der Verticalen einen Contactstreifen berühren und hierauf wieder momentan verlassen soll, um das Schließen und Unterbrechen der in der Leitung befindlichen, zur Ingangsetzung von Zeitindicatoren dienenden Batterie zu bewirken; bei seiner elektromagnetischen Uhr ist wieder die Pendelstange unterhalb der Aufhängestelle mit einem Contacte versehen, und hierbei wird durch ein an einer Feder angebrachtes Platinkügelchen die Herstellung und die Unterbrechung des Stromes dadurch bewirkt, daß das Kügelchen bei jeder zweiten Pendelschwingung nach der rechten Seite der Verticalen hin mit einem mit metallischem Lager versehenen Contact momentan in Verbindung tritt. Bei dem von Weare vorgeschlagenen Systeme berühren zwei an dem unteren Ende des Pendels mit der Spirale des Elektromagneten verbundene Contactstreifchen abwechselnd bei jeder Pendelschwingung zwei aus feinem Golddrahte angefertigte Spiralfedern, die beiderseits der Verticalen an festen Contactstellen angebracht und in der Kette eingeschaltet sind; bei den elektromagnetischen Uhren von Liais, von Detouche und Houdin, von Verité und A. ist die Pendelstange mit einem oder mit zweien metallenen Armen versehen, um bei jeder doppelten – beziehungsweise bei jeder einfachen – Pendelschwingung den Contact an federnden Hebeln herzustellen, von denen gleichzeitig das Pendel wieder einen neuen Impuls zur Fortsetzung seiner Bewegung etc. zu empfangen hat. Mouilleron hat bei seinen elektromagnetischen |21| Wenn wir nun die Bedingungen betrachten, welche in jedem der in Rede stehenden Fälle erfüllt werden sollen, so finden wir, daß unter den erwähnten Vorrichtungen insbesondere die Quecksilberunterbrecher denselben nahezu genügen, während die übrigen sowie andere, auf ähnliche Principien wie jene gegründete, manche nicht unwesentliche Störungen verursachen müssen. Jene Anforderungen sind nämlich beiläufig folgende: 1) Muh der Contact bei der Herstellung des Stromes rein metallisch und ein sicherer seyn. 2) Derselbe soll niemals durch den Einfluß der Unterbrechungsfunken oder durch andere nachtheilige Einwirkungen in der Art verändert werden, daß derselbe dem Strome einen sogenannten Uebergangswiderstand darbietet oder gar die Leitung unterbricht. 3) Die Dauer des Contactes soll zwar im Allgemeinen sehr gering, sie muß jedoch von solchem Betrage seyn, daß die auf einander folgenden discontinuirlichen Ströme zu ihrer vollen Wirksamkeit gelangen können. 4) Der Gang der Hauptuhr etc. soll durch die Einwirkung des Stromunterbrechers auf das Pendel keine Störungen erleiden: die Kraft, welche dabei entweder als Widerstand oder in activer Weise auftritt, soll in jeder Beziehung constant bleiben, so daß auf ihre Wirksamkeit bei der Anordnung des regulirenden Pendels gehörig Rücksicht genommen werden kann. Bezüglich der ersten dieser Bedingungen ist es ausreichend, dieselbe lediglich von den Resultaten abhängig zu machen, welche Mousson durch seine exacten hierüber ausgeführten Untersuchungen4) dargelegt hat. Aus diesen Untersuchungen geht nämlich unter Anderem hervor, daß jede Verbindung durch harte schleifende Theile eine sehr unvollkommene bleibe, daß indeß polirte schleifende Flächen regelmäßiger als scharf einschneidende Kanten wirken; daß Eintauchen in Quecksilber ohne |23| Was nun die von Robinson verbesserte Einrichtung betrifft, so bezieht sich diese auf die eben besprochenen Störungen, welche das Pendel der Hauptuhr als Stromunterbrecher bei astronomischen Chronographen erfährt. Diese Störungen rühren lediglich von dem Umstande her, daß das Pendel während jeder Schwingung zum Zwecke der Stromherstellung und Unterbrechung – oder für letztere allein – von einem Widerstande in Folge der eintretenden Berührung afficirt wird, und da jede Einwirkung – sowohl directe als indirecte – auf das Pendel einer astronomischen Uhr den Gang der letzteren mehr oder weniger stören und daher als einer der wesentlichsten Uebelstände betrachtet werden muß, so glaubte man, diese Schwierigkeit umgehen zu können, wenn man das Pendel mittelst magnetischer Kraft auf einen unterhalb desselben angebrachten und von ihm getrennten Stromunterbrecher einwirken läßt. Bei der von Brünnow zu diesem Zwecke getroffenen Anordnung bleibt – wie bei den älteren amerikanischen, bei dem Altonaer, dann bei dem Greenwicher Chronographen etc. – die Kette während der Schwingungen des Pendels beständig geschlossen; das Oeffnen derselben wird erst im Augenblicke des Durchganges des Pendels durch die Verticale und zwar bei dem Brunnow'schen Unterbrecher durch magnetische Kraft bewirkt. An dem unteren Ende des Pendels und zwar senkrecht zu seiner Schwingungsebene ist nämlich ein kleiner Stahlmagnet angebracht und in der Verticalen befindet sich unterhalb desselben eine kleine Armatur, auf welche dieser Magnet bei jedem Pendeldurchgange anziehend einwirken kann. Diese Anziehung bewirkt die Unterbrechung der Platincontacte, von denen einer ein an dem magnetischen Anker angebrachter Platinstift, der andere eine mit Platinspitze versehene Schraube ist, und welche beide in der Kette eingeschaltet sind. Brunnow bemerkt, daß bei den astronomischen Chronographen es von Wichtigkeit sey, den Act der Stromunterbrechung auf die möglich kürzeste Dauer zu beschränken. Bei seiner Anordnung sey es ihm gelungen, diese Dauer bis auf 0,06 Secunde zu verkürzen, und der Fehler der Ablesung zwischen zwei auf einander folgenden Secundenpunkten betrage höchstens 0,03 einer Secunde. Die Untersuchung der Störungen an der Hauptuhr, welche mittelst jenes magnetischen Stromunterbrechers den Chronographen in Thätigkeit versetzt, hat für den täglichen Gang derselben – innerhalb eines Monates – die folgenden Resultate ergeben: |25|![]()
Die eben gedachte Anordnung hat, wie Robinson bemerkt, den Uebelstand, daß das Pendel während der Bewegung nicht in seiner Schwingungsebene verharren kann, sondern, da die die Pendellinse afficirende magnetische Kraft, während das Pendel von einer Seite der Verticalen zur anderen schwingt, nicht im Sinne der Schwere wirkt, dieselbe eine elliptische Bahn – das Pendel also eine conische Fläche – beschreiben muß. Um diese Störung zu beseitigen, ward zwar an dem entgegengesetzten Ende eine fixe Armatur angebracht, aber selbst bei der besten Adjustirung konnte das Abweichen des Magneten nicht gehindert werden. Robinson hält es deßhalb für geeigneter, den Magneten sowie die Armatur in verticaler Lage gegeneinander wirken zu lassen, und hierauf beruht hauptsächlich der eine Theil der Verbesserung, welche Robinson an dem Brünnow'schen Stromunterbrecher vorgenommen hat. Die von Robinson getroffene Anordnung finden wir in Fig. 1 und 2 schematisch dargestellt. ![]() ![]() Der aus zwei dünnen Streifen zusammengesetzte Stahlmagnet M hat eine Länge von etwa 2 Zoll (engl.) und ist in der (Fig. 1) angedeuteten Weise mit dem unteren Ende der Pendelstange – an dem Pendelindex unterhalb der Linse – durch Klammern fest verbunden. Der in der Ruhelage gedachten Pendelstange steht der Anker AA' (Fig. 1 und 2), der selbst in einem dünnen Stahlmagneten besteht, so gegenüber, daß derselbe dem Magnete M seinen ungleichnamigen Pol zukehrt und von ihm nur um so wenig absteht, daß die freie Bewegung des Pendels nicht gehindert wird. Der Anker AA' ist |26| Von Robinson wird gelegentlich erwähnt, daß Brünnow's Stromunterbrecher in dem Jahre 1859 bekannt geworden und in dessen Bei der Anwendung von permanenten Magneten für Zwecke wie die in Rede stehenden hat man übrigens noch einen anderen Umstand zu beachten, der für die Thätigkeit des Chronographen nicht unwesentlich seyn dürfte. Man nimmt nämlich bei der Construction von Vorne herein an, daß die gegenseitige Einwirkung der Magnete mit einer bestimmten Kraft geschieht, die gerade noch ausreicht, den magnetischen Ankerhebel durch einen kleinen Raum zu bewegen. Bekanntlich nimmt aber die magnetische Anziehung der Stahlmagnete unter sonst gleich bleibenden Umständen bei statthabenden Temperaturerhöhungen ab, ohne daß dieselben ihre ursprüngliche Kraft bei eintretender Temperaturerniedrigung wieder annehmen, und da selbst durch die jährlichen Temperaturschwankungen in der Atmosphäre sowie in Räumen, welche einen mit dieser gleichen Temperaturgang haben, in unseren Gegenden die Kraft der Magnete auf fast 1/4 ihrer Größe nach und nach herabgeführt werden kann, so erscheint es jedenfalls für nothwendig, daß die Hauptuhr eines Chronographen mit magnetischem Unterbrecher in einem möglichst gut isolirten Raume aufgestellt werde, wo die Temperaturänderungen im Laufe des Jahres nur von ganz geringem Betrage sind. Aus dem Journal of the Franklin Institute of the State Pennsylvania, September 1864, Vol. XLVIII p. 210. |22| Neue Denkschriften der allgem. schweizerischen Gesellschaft für die gesammten Naturwissenschaften, Bd. XIV. 8 Aufsatz. (Allgemeine Encyklopädie der Physik, Bd. XX S. 686.) |27| M. s. Abhandlungen der mathematisch-physikalischen Classe der königl. bayerischen Akademie der Wissenschaften, Bd. VI. 2. Abth. S. 421. |27|
Die dort gegebene Abbildung können wir hier unterdrücken. |
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