Titel: Foucault's Kohlenlicht-Regulator.
Autor: Krist, J.
Fundstelle: 1866, Band 180, Nr. CXXIV. (S. 437–442)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj180/ar180124

CXXIV. Neuer Kohlenlicht-Regulator von Foucault; mitgetheilt von Dr. J. Krist.

Aus Carl's Repertorium für physikalische Technik, 1866, Bd. I S. 288.

Mit Abbildungen auf Tab. VIII.

Einer der wichtigsten Uebelstände, welche der Anwendung des elektrischen Lichtes zu Beleuchtungszwecken ursprünglich entgegenstanden, ist bekanntlich die Unstetigkeit desselben in Bezug auf seine Position und seine Intensität. Man war daher fortwährend bemüht, diese Hindernisse zu beseitigen, nachdem Wright 1845 zum ersten Male das Kohlenlicht |438| zur Beleuchtung benutzt hatte.104) Man suchte einerseits die Gaskohle, welche man als Polspitzen verwendete, durch ein besseres Material zu ersetzen, in welcher Hinsicht namentlich Jacquelin's chemisch reine Stabkohle ein vortreffliches Resultat lieferte, andererseits wurden zahlreiche Mittel ersonnen, um die aus dem ungleichen Verbrauche der beiden Polspitzen entstehende Unregelmäßigkeit des Lichtes aufzuheben. Die für den letzteren Zweck vorgeschlagenen Apparate, von dem ersten an, welchen Staite 1847105) construirte, bis auf jene von Wartmann 106), Serrin 107), Siemens,108) haben fast alle das gemeinsame Princip, die Distanz der Kohlenenden durch Zuhülfenahme eines Elektromagneten in entsprechender Weise zu regeln und den Licht erzeugenden Strom selbst die Regulirung des Lichtes besorgen zu lassen. In den Details sind diese Apparate allerdings sehr verschieden, mehr oder weniger complicirt und sie entsprechen ihrer Aufgabe in höherem oder geringerem Maaße, ohne in Allem vollständig zu befriedigen.

Bei der Bedeutung, welche das elektrische Licht nicht nur in der Praxis, sondern auch für den Experimentator gewonnen hat, ist es daher sehr erklärlich, wenn Männer, die sich mit der Sache schon auf sehr erfolgreiche Weise beschäftigt haben, ihre Aufmerksamkeit wieder von Neuem der Verbesserung der Kohlenlicht-Regulatoren zuwenden. So hat denn auch Foucault, nach dessen Angaben Duboscq bereits 1849109) den unter dem Namen „elektrische Lampe von Duboscq beschriebenen und häufig benutzten Regulator construirt hat, der Pariser Akademie der Wissenschaften in ihrer Sitzung vom 26. December 1865110) Bericht erstattet über einen ganz neuen Regulator, welcher mit einer Präcision arbeitet wie kaum einer der vorhandenen Apparate.

Foucault's erster Regulator oder die Duboscq'sche elektrische Lampe war so eingerichtet, daß die leuchtenden Kohlen auf mechanische Weise zwar genähert, aber nicht von einander entfernt werden konnten, was namentlich dann von Unzukömmlichkeiten begleitet ist, wenn die Kohlen während der Verwendung des Apparates in unmittelbare Berührung |439| kommen. Duboscq hat diesen Uebelstand zu beseitigen gesucht, indem er einen zweiten Elektromagneten so einrichtete, daß dessen Anker bei einer gewissen, erst bei stattfindender Berührung der Kohlenspitzen auftretenden Stromstärke angezogen wird, und daß in Folge dessen die Kohlenspitzen von einander getrennt werden. Der neue Apparat dagegen hält die Kohlen ohne Vermittelung eines zweiten Elektromagneten stets in der nöthigen Distanz, indem er sie mechanisch nähert oder entfernt, sobald ihr Zwischenraum um das Mindeste zu groß oder zu klein geworden ist. Zu diesem Zwecke sind, um in Kürze das Wesentliche dieses Regulators anzugeben, die Kohlen unter die Einwirkung zweier Räderwerke gestellt, so daß jene in dem einen oder anderen Sinne bewegt werden oder ganz in Ruhe bleiben, je nachdem durch eine mit dem Anker eines Elektromagneten verbundene Hemmung das eine oder andere, oder beide Räderwerke arretirt werden. Um die Stellung des Ankers und in Folge dessen die Lage der Hemmung der jeweiligen Stromstärke entsprechend zu erhalten, ist von einem Hebel mit veränderlichem Arme, wie ihn Robert Houdin zuerst angewendet hat, Gebrauch gemacht.

Fig. 17 zeigt den vollständigen Apparat. Derselbe besteht aus dem messingenen Gehäuse P, Q, welches die oben erwähnten Räderwerke enthält, wovon das eine mit dem Schlüssel B, das andere mit dem Knopfe D in der durch Pfeile angedeuteten Richtung aufgezogen wird. Die gezahnten Messingstäbe G, I sind die Kohlenträger. I läßt sich in der Messingröhre L, welche vom Gehäuse durch eine Elfenbeinscheibe isolirt ist, mit schwacher Reibung bewegen. Der untere Theil des Apparates enthält den Elektromagneten E und die Hebelvorrichtung, durch welche die Hemmung der Räderwerke in die erforderliche Stellung gebracht wird. Wie man aus Figur 18 ersieht, trägt der um O drehbare Hebels A, F bei A den Anker aus weichem Eisen; dieser kann wohl innerhalb enger Grenzen hin- und heroscilliren, nie aber mit dem Elektromagneten E in volle Berührung kommen. Der anziehenden Kraft des Elektromagneten wirkt die Spiralfeder r entgegen, welche mit ihrem Fortsatze den Hebel A, F bei c durchdringt und an dem zweiten Hebel C befestigt ist. Mittelst der Schraube V Fig. 17 kann die Feder r der Stromstärke entsprechend gespannt werden. Der Hebel C hat an der unteren Seite eine eigenthümlich gekrümmte Fläche, weßhalb der beispielsweise in a angenommene Angriffspunkt des Druckes, welchen r durch Vermittelung von C auf F ausübt, eine Verschiebung nach rechts oder links erleidet, sobald in der Stromstärke und demzufolge in der anziehenden Kraft des Elektromagneten eine Aenderung eintritt. Auf diese Weise wirkt die Gegenkraft des Elektromagneten auf einen Hebelarm |440| von veränderlicher Länge und es kann die Stellung des Ankers in jedem Augenblicke gewissermaßen als Ausdruck der eben herrschenden Stromstärke angesehen werden. So lange der Strom jene Intensität besitzt, bei welcher das Licht die gewünschte Helligkeit und die Kohlen die nöthige Distanz haben, werden durch die bei D auf AF senkrecht stehende Hemmvorrichtung K, H die beiden Räderwerke, durch welche die Stellung der Kohlenspitzen geregelt wird, in Ruhe erhalten. Es greift nämlich der Ansatz H in die Flügelchen s, s' ein, in deren Getriebe beziehungsweise die Räder R, R' von denen jedes mit einem der Räderwerke in Verbindung steht, einzahnen. Nimmt in Folge des Abbrennens der Kohlen die Stromstärke etwas ab, so neigt sich K nach rechts, H hemmt R und das damit verbundene Räderwerk, während R' frei wird und daher die Kohlen durch das andere Räderwerk auf die rechte Distanz genähert werden. Bei einer die normale Entfernung überschreitenden Annäherung der Kohlen wird dagegen R' gehemmt, R frei und dadurch jenes Räderwerk bewegt, welches bestimmt ist, die Kohlen von einander zu entfernen. Wegen der großen Empfindlichkeit der Ankervorrichtung gegen die Intensitätsänderungen des Stromes und wegen der engen Grenzen, innerhalb welcher derselbe oscillirt, ändern die Kohlen ihre gegenseitige Entfernung stets nur um Geringes und bewegen sich jedesmal nur sehr wenig, so daß das Licht eine bemerkenswerthe Stetigkeit in seiner Lage und seinem Glanze besitzt.

Der die Kohlenträger bewegende Mechanismus ist in Fig. 19 besonders dargestellt. M und N sind zwei Uhrtrommeln, von welchen N eine stärkere Feder als M besitzt, so daß M durch N mitbewegt werden kann. Das obere mit M verbundene Zahnrad 1 greift in die gezahnte Stange G, welche die positive Kohle trägt, das untere, nur mit starker Reibung auf der Achse von M aufsitzende Rad in den Träger I der negativen Kohle ein. Die Halbmesser dieser zwei Räder stehen im Verhältnisse 2 : 1. Das mittlere auf derselben Achse befindliche Rad 2 greift in das Rad 3 ein, welches die Bewegung vermittelst des Rades 4 auf das sogenannte Satellitenrad 5 überträgt. Auf der Achse p, q dieses Rades sitzen oberhalb die mit einander verbundenen Räder 7, 8 und ebenso unterhalb ein Rad mit Getriebe lose auf. Nebstdem ist das Rad 5 nahe am Rande von einer Achse durchdrungen, auf welcher das Getriebe 6 und das Rädchen k sich drehen können. Das Rad 8 zahnt in das Getriebe 9 des Rades 10 ein, welches durch Vermittelung zweier mit je einem Getriebe versehenen, in der Figur der Deutlichkeit halber weggelassenen Zahnräder mit dem Rade R' Fig. 18 in Verbindung steht. Wenn also die Hemmung K, H Fig. 18 sich nach rechts neigt, so wird M |441| durch seine Feder im Sinne des Pfeiles gedreht, während N festgehalten ist. Man erkennt leicht, wie diese Drehung auf die verschiedenen Räder bis auf R' übertragen wird, wenn man bemerkt, daß durch das Satellitenrad 5 das Getriebe 6 um die Achse p, q herumgeführt wird, wobei es sich auch um seine Achse dreht und so die Bewegung auf 7, 8, 9, 10 überträgt. Die Kohlenträger bewegen sich in diesem Falle in der Pfeilrichtung; die Kohlenspitzen nähern sich einander.

Wird in Folge zu starker Annäherung der Kohlen die Hemmung K, H nach links geneigt und dadurch R' arretirt und R frei gemacht, so fängt die in M befindliche Feder an zu wirken; es dreht sich N von rechts nach links und überträgt die Bewegung auf das untere Rad der Achse p, q, von dessen Getriebe das Rädchen k und durch dessen Vermittelung das Rad 5 mitgedreht werden. Mit Hülfe der Räder 5, 4, 3 wird die Bewegung auch auf M übertragen, so daß die Kohlen entfernt werden. Die Verbindung zwischen der Trommel N und dem Rade R ist durch zwei Räder mit je einem Getriebe, von denen in der Fig. 19 nur das eine m, n abgebildet ist, hergestellt. Um die Bewegung der Räderwerke gleichförmiger zu machen, sind die Achsen von s und s' Fig. 18 mit je einem Windflügel u, v versehen.

Bei einem Apparate, wie ihn Fig. 17 darstellt, wird der negative Pol der Kette mit der Klemmschraube z der Röhre L, der positive Polardraht mit der Klemmschraube y verbunden, so daß die positive Kohlenspitze unten zu liegen kommt, wie das für physikalische Demonstrationen zweckmäßig ist. Soll dagegen möglichst viel Licht nach unten, gegen den Boden gesendet werden, so wird der positive Pol besser nach oben verlegt, wie das auch bei dem Apparate der Fall ist, welcher der Fig. 19 zu Grunde liegt. Mittelst der Knöpfe D und X Fig. 19 lassen sich die Kohlen jede für sich oder beide zusammen bewegen: die Kohlen nähern sich auch, wenn man das unten am Messingkasten P, Q Fig. 17 rechts unten befindliche, mit einem Zeiger versehene Knöpfchen x nach rechts dreht. Da auch der Stab f, d in einer Hülse verschiebbar ist und sich bei i ein Kugelgelenk befindet, so ist man im Stande, die Kohlen mit größter Genauigkeit einzustellen. Wird x nach links gedreht, so werden die Räderwerke vollständig gehemmt.

Als ein Vorzug des Apparates sey schließlich noch angeführt, daß derselbe in jeder beliebigen Stellung ebenso gut, wie in verticaler Lage verwendet werden kann, und daß selbst Erschütterungen und Schwankungen keinen störenden Einfluß auf die Bewegung seines Mechanismus haben, weßhalb er sich zur Beleuchtung von Schiffen sehr gut eignet. Herr Duboscq (Paris, 21 Rue de l'Odeon) führt den Regulator mit gewohnter |442| Sorgfalt in zwei Größen aus; ein Exemplar der kleineren Sorte kostet 450, eines der größeren Art 600 Frcs.

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Polytechn. Journal Bd. CVI S. 267.

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Polytechn. Journal Bd. CVIII S. 344.

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Archives de Genève, t. XXXVI p. 332.

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Du Moncel, Revue des applications de l'électricité, 1857–58 p. 492.

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Dub, die Anwendung des Elektromagnetismus, S. 577.

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Müller's Lehrbuch der Physik, Bd. II S. 277.

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Comptes rendus, t. LXI p. 1148; S. 37 in diesem Bande des polytechn. Journals.

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