Titel: Gebr. Richard's registrirende meteorologische Apparate.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1883, Band 247 (S. 484–488)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj247/ar247185

Ueber die registrirenden meteorologischen Apparate der Gebrüder Richard in Paris-Belleville.

Mit Abbildungen auf Tafel 38.

Welchen Werth die registrirenden Barometer, Thermometer und Hygrometer der Gebrüder Richard für die Meteorologie bereits erlangt haben, läſst sich aus der groſsen Anzahl der Instrumente, nahezu 300, schlieſsen, welche die Genannten nach dem Bulletin de la Société d'Encouragement, 1882 Bd. 9 S. 531 innerhalb 18 Monaten an die meteorologischen Anstalten nicht nur beinahe aller europäischen Staaten, sondern auch anderer Welttheile geliefert haben.

Sämmtliche Instrumente haben das mit einander gemein, daſs sie den Druck, die Temperatur und den Feuchtigkeitsgrad der Atmosphäre auf einem durch ein Uhrwerk in Bewegung gesetzten Papierstreifen aufzeichnen. Die Apparate sind leicht transportabel und bei sorgfältiger Ausführung nicht theuer (72 bis 80 M). Wir schicken der Beschreibung derjenigen Theile, welche dem Instrumente als Barometer, Thermometer oder Hygrometer eigenthümlich sind, die Erläuterung des gemeinschaftlichen registrirenden Mechanismus voraus.

Jedes der in Fig. 10 bis 15 Taf. 38 dargestellten Instrumente ist auf einem Sockel unter einem Glasgehäuse aufgestellt, welches den physikalischen Vorgang bequem zu beobachten gestattet. Gehäuserahmen sowie Sockel sind bei Zimmerapparaten von Holz, bei solchen jedoch, welche in freier Luft zu stehen haben, von Metall. Eine vertikale Trommel E (Fig. 10) wird durch ein in ihrem Inneren angebrachtes Uhrwerk in langsame Drehung versetzt. Die obere Trommelplatte enthält zwei durch Klappen verschlieſsbare Oeffnungen für die zum Aufziehen und Reguliren des Werkes dienenden Schlüssel. Durch die Bodenplatte tritt eine der Räderachsen, deren Ende ein Getriebe h trägt; letzteres steht mit einem unbeweglichen Zahnrade g in Eingriff, welches an die im Sockel des Apparates feststehende und der Trommel als Achse dienende cylindrische Stange s (vgl. Fig. 12) festgekeilt ist. Hieraus folgt, daſs das Getriebe h, indem es das feste Rad g umkreist, die Drehung der Trommel veranlaſst. Aus Fig. 12 und 14 ist ferner ersichtlich, daſs Trommel und Uhrwerk nach Abschrauben der Mutter w zum Zweck etwaiger Ausbesserung o. dgl. leicht von den übrigen Theilen des Apparates getrennt werden kann.

Der Abstand der Horizontallinien, womit die zur Aufnahme der Diagramme dienlichen Blätter im Voraus bedruckt sind, hängt von der Bestimmung des Instrumentes ab. Die Vertikallinien oder Erzeugenden dienen zur Zeitbestimmung und ihre Abstände richten sich nach dem Gang des Uhrwerkes. Für die Apparate, auf welche sich gegenwärtige Beschreibung bezieht, ist die Dauer einer Umdrehung auf 1 Woche und |485| einige Stunden berechnet, so daſs die Blätter alle 8 Tage zu einer festgesetzten Zeit umgetauscht werden können. Die Erzeugenden sind im vorliegenden Falle in Zwischenräumen entsprechend der Zeitdauer von 2 Stunden auf dem Papier angeordnet und wieder in Gruppen abgetheilt, deren jede einen ganzen Tag darstellt. Am Kopf des Bogens sind die Tage der Woche und die Ordnungsnummern der Stunden aufgezeichnet. Der Zeitraum von 2 Stunden entspricht einem Abstande von 3mm.

Wenn die Vertikallinien der Papierfläche ganz gerade wären, so müſste der zeichnenden Feder eine streng vertikale Bewegung ertheilt werden, ein Umstand, welcher einen besonderen Mechanismus voraussetzen und die Empfindlichkeit des Instrumentes beeinträchtigen würde. Hierin liegt eine der Hauptschwierigkeiten, denen seither Alle begegnet sind, welche sich die Construction von registrirenden Apparaten dieser Art zur Aufgabe machten. Die Gebrüder Richard haben diese Schwierigkeit sehr glücklich beseitigt, indem sie sich mit einer allerdings nur annähernden Lösung begnügten, welche aber eine in der Praxis hinreichende Genauigkeit darbietet. Alle ihre registrirenden Apparate sind nämlich mit einem an seiner Drehungsachse durch ein Plättchen b geschützten, elastischen Metallhebel C ausgestattet, welcher in einer die Trommel E berührenden Vertikalebene beweglich ist. In Folge der Biegsamkeit dieses Hebels bleibt die an seinem Ende angebrachte Schreibfeder D mit der Cylinderfläche in steter Berührung und beschreibt mit ihrer Spitze eine leicht einwärtsgebogene Linie. Der Fehler, welchen diese Einbiegung hinsichtlich des den Aufzeichnungen entsprechenden Zeitmaſses zur Folge haben könnte, wird dadurch vermieden, daſs man, wie Fig. 10 zeigt, den Vertikallinien des Papieres eine entsprechende Krümmung gibt. Die Befestigung des Papieres auf der Trommel geschieht höchst einfach dadurch, daſs die zusammenstoſsenden Ränder durch den Druck einer leicht auszulösenden Messingfeder i zusammengehalten werden. Um den Parallelismus der Horizontallinien mit den Cylinderkanten zu sichern, ruht der Papierbogen mit seiner Basis auf dem vorspringenden unteren Rande der Trommel. Letztere kann frei nach beiden Richtungen gedreht werden, weil sie mit dem Triebwerk, wie das Stundenzeigerrohr einer Uhr, nur durch Reibung verbunden ist. Somit läſst sich die schreibende Spitze zu jeder Zeit leicht auf die gewünschte Abtheilung des Papieres bringen.

Zu den beachtenswerthen Eigentümlichkeiten der vorliegenden Instrumente gehört die Schreibfeder D, durch welche die Aufgabe, die Aufzeichnungen mit Tinte auszuführen, gelöst ist. Diese Feder besteht aus einem kleinen Metallnäpfchen in Form einer 3seitigen Pyramide, welche mit ihrer Basis an das Ende des Hebels C befestigt ist. Die das Papier berührende Spitze ist wie der Schnabel einer gewöhnlichen Schreibfeder gespalten, um vermöge der Capillarität die Tinte – ein Gemenge von Anilin und Glycerin, womit das Näpfchen gefüllt wird, – |486| dem Papier zuzuführen. Ihr Druck gegen die Trommel läſst sich mit Hilfe einer Schraube c reguliren. Um sie von der Trommel abzuheben, rückt man mittels des Winkelhebels e die vertikale Stange d und durch diese den Arm C auf die Seite.

Fig. 10 und 11 Taf. 38 stellen ein registrirendes Aneroïdbarometer dar, dessen Empfindlichkeit in Folge einer von Richard angebrachten Vervollkommnung wesentlich erhöht worden ist. Das bewegende Organ dieses Barometers bildet eine luftleere Aneroïdkapsel, bestehend aus zwei an ihren Rändern zusammengelötheten dünnen Metallschalen, deren Bestreben, unter dem Einflüsse des atmosphärischen Druckes sich einander zu nähern, durch eine im Inneren angebrachte Gegenfeder ein Ziel gesetzt wird. Eine Anzahl solcher Kapseln ist zu einem System A vereinigt. Wenn die Basis dieser Säule auf einer festen Ebene ruht, so hebt oder senkt sich das obere Ende derselben bei jeder Aenderung des Luftdruckes um einen Betrag, welcher die Summe der Hebungen oder Senkungen der einzelnen Kapseln darstellt. Die Bewegung der obersten Kapsel theilt sich dem kürzeren Arm des Hebels B mit und wird von dem längeren Arm des letzteren mittels eines Gelenkstückes auf den Hebel C aus Aluminium übertragen, dessen Ende, wie schon bemerkt, die registrirende Sehreibfeder trägt. Ein kleines regulirbares Gegengewicht a dient zur Ausgleichung des Hebelmechanismus.

Bei den gegebenen Hebelverhältnissen, welche die Bewegung des Aneroïdsystemes um das 40fache vergröſsern, würde die Schreibfeder für eine Luftdruckänderung entsprechend einer Quecksilbersäule von 8cm die ganze Höhe der Trommel durchlaufen. Innerhalb dieser gegebenen Grenzen wird die Theilung des zur Aufnahme des Diagrammes bestimmten Bogens nach einem guten Quecksilberbarometer ausgeführt, so daſs die Ziffern an der von der Federspitze berührten Stelle mit den Skalenziffern des gleichzeitigen Quecksilberstandes übereinstimmen.

Einmal regulirt, ist das registrirende Barometer hinsichtlich der Gröſse seiner Schwingungen keinen merklichen Störungen unterworfen; die einzige Aenderung, welche man mit der Zeit beobachten kann, ist eine Bewegung des Ganzen in Folge einer langsamen Veränderung im Gleichgewichtszustande des Metalles, woraus die Kapseln bestehen, was mit einer Verschiebung des Nullpunktes der Barometerskala gleichbedeutend ist. Um diese Abweichung berichtigen zu können, läſst sich die Grundplatte, worauf das Kapselsystem ruht, mit Hilfe einer Regulirungsschraube heben oder senken und auf diese Weise zu jeder Zeit die Uebereinstimmung der Anzeigen mit denen eines Quecksilberbarometers wieder herstellen. Der störende Einfluſs der Temperatur auf die Angaben des Instrumentes kann dadurch ausgeglichen werden, daſs man eine gewisse Menge Luft in eine der Kapseln läſst. Bringt man alsdann das Instrument in einen geschlossenen Raum, worin eine Temperatur von 50° herrscht, und verändert die Federspitze merklich ihre Lage, so läſst |487| man so lange von Neuem Luft in die Compensationskapsel strömen, bevor man die Oeffnung zulöthet, bis der beabsichtigte Zweck erreicht ist.

Eine so hohe Genauigkeit, wie sie Quecksilberbarometer gewähren, darf man von den registrirenden Barometern dieser Art nicht verlangen; für die Mehrzahl der Anwendungen und insbesondere für meteorologische Beobachtungen bieten sie jedoch eine durchaus genügende Genauigkeit.

Das wesentliche Organ des in Fig. 12 und 13 Taf. 38 in Seitenansicht und im Grundriſs dargestellten registrirenden Thermometers besteht aus einer flachen, hermetisch geschlossenen und bogenförmig gekrümmten Kupferröhre A nach Bourdon'schem System, 18mm breit, 100mm lang, von 2cc Rauminhalt und mit Alkohol gefüllt. Die Ausdehnung oder Zusammenziehung des Alkohols in Folge der Temperaturveränderungen ist es, welche die Krümmung der Röhre ändert. Letztere ist mit dem einen Ende an die Säule F befestigt, welche sich von einer Platte f erhebt, deren Lage mittels einer Schraube m regulirt werden kann. Das freie Ende der Röhre ist durch ein Gelenkstück B mit dem Messinghebel C verbunden, welcher die registrirende Schreibfeder trägt. Die Theilung geschieht nach einem Quecksilberthermometer und dieselbe erstreckt sich bei den für meteorologische Zwecke construirten Instrumenten von – 15° bis zu + 40°. Innerhalb dieser Grenzen sind die Ortsveränderungen der Schreibfeder den Temperaturveränderungen nahezu proportional.

Die registrirenden Thermometer sind sehr empfindlich. Die Röhre bildet einen ausgezeichneten Wärmeleiter und sie bietet der Luft bei geringem Rauminhalte eine beträchtliche Berührungsfläche dar, weshalb der sie füllende Alkohol sich mit der umgebenden Temperatur schnell ins Gleichgewicht setzt. Die Folge ist eine solche Empfindlichkeit, daſs bei dem Versuch, das registrirende mit dem gewöhnlichen Thermometer zu vergleichen, das letztere bei einigermaſsen raschem Temperaturwechsel immer hinter dem ersteren zurückbleibt. Wenn man aber, wie dies auf den meteorologischen Centralbüreaus geschieht, die von den Maximum- und Minimumthermometern gelieferten Anzeigen mit denjenigen des in Rede stehenden Instrumentes vergleicht, so zeigt es sich, daſs sie nahezu bis auf 0,1° übereinstimmen.1)

Die Schwierigkeiten, welche der Construction eines praktisch anwendbaren registrirenden Hygrometers im Wege stehen, sind bekannt. So empfindlich die Haarhygrometer sind, so bewahren sie doch diese Eigenschaft nicht lange. Durch Anwendung des Goldschlägerhäutchens, welches hinsichtlich der Empfindlichkeit dem Haar gleichkommt, jedoch dem letzteren gegenüber den Vortheil einer groſsen Beständigkeit besitzt, scheinen |488| Gebrüder Richard eine wesentliche Verbesserung erzielt zu haben. In Fig. 14 und 15 Taf. 38 bezeichnet A das über einen Metallring gespannte Goldschlägerhäutchen; ein Gelenkstück B verbindet seine Mitte mit einem kleinen Hebel, welcher unter dem Einflüsse einer Gegenfeder das Gelenk leicht gegen das Häutchen andrückt. Die mit dem Feuchtigkeitsgrade der Luft sich ändernde Spannung des Häutchens äuſsert sich durch eine gröſsere oder geringere Einbiegung desselben und diese wieder durch eine entsprechende Bewegung, welche, durch den Messinghebel C vervielfacht, sich in der bekannten Weise auf der Trommel darstellt.2)

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Gebrüder Richard verfertigen auch Thermometer für gewisse industrielle Zwecke; andere sind für die Marineartillerie bestimmt, um die Temperaturveränderungen der Trockenstuben für Schieſsbaumwolle zu registriren. In diesem Falle ist jedoch im Interesse der genaueren Zeitablesung die Anordnung getroffen, daſs die Registrirtrommel 1 Umdrehung schon in 24 Stunden macht.

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Die Bewegungen des Apparates sind sehr regelmäſsig und die Resultate so zufriedenstellend, daſs man ein nach diesem System ausgeführtes Instrument den Mitgliedern der meteorologischen Expedition an das Cap Horn anvertrauen konnte. Man darf wohl hoffen, daſs diese Apparate ihre Empfindlichkeit hinreichend lang bewahren werden; denn ein im J. 1878 angefertigtes Hygrometer dieser Art, welches eine 35cm lange Nadel bewegt, zeigt stets die gleichen Resultate und die nämliche Empfindlichkeit, obgleich es bei verschiedenen Gelegenheiten dem äuſsersten Feuchtigkeitsgrade und der absoluten Trockenheit ausgesetzt worden ist.

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