Titel: Klobukow's Apparate zur Selbstregistrirung.
Autor: Klobukow, Nik. v.
Fundstelle: 1888, Band 268 (S. 216–221)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj268/ar268038

Ueber Apparate zur Selbstregistrirung unter Zuhilfenahme der chemischen Wirkung des Inductionsfunkenstromes; von Dr. Nik. v. Klobukow.

Mit Abbildungen im Texte und auf Tafel 15.

Das bei der Construction von selbstregistrirenden Apparaten fast ausschlieſslich angewendete Prinzip besteht bekanntlich in einer unmittelbaren graphischen Uebertragung der Bewegung des registrirenden Theiles des Mechanismus auf zur Aufnahme der Zeichnung geeignete Unterlagen, wie z.B. Papier, beruſste Glas- oder Metallplatten u.s.w.; dabei bewegt sich also die zeichnende Vorrichtung mit gröſserer oder geringerer Reibung ununterbrochen auf der Zeichnungsfläche.

Die Aufzeichnung selbst geschieht bei solchen Apparaten in den meisten Fällen auf rein mechanischem Wege, indem man sich fester oder flüssiger farbiger Substanzen bedient, seltener auf chemischem bezieh. elektrochemischem Wege, indem man an den betreffenden Stellen der Zeichnungsfläche chemische Reactionen vor sich gehen läſst, durch welche gefärbte, also dem Auge sichtbare, Zersetzungsproducte entstehen.

Der Mangel der soeben prinzipiell geschilderten Registrirapparate liegt in ihrem Prinzipe selbst und es ist ohne Weiteres einleuchtend, daſs ihre Anwendung sich nur auf gröbere und verhältniſsmäſsig wenig empfindliche Mechanismen ausdehnen kann.

So z.B. wäre die unmittelbare graphische Auftragung der Bewegung des Zeigers eines elektrischen Meſsinstrumentes auf diesem Wege unbedingt unmöglich, denn der geringste Reibungswiderstand, den man einer solchen Bewegung entgegensetzen würde, genügt, um sie zu hemmen; ebenso verhält es sich bei vielen anderen empfindlichen Mechanismen.

In allen solchen Fällen nun kann und soll eine graphische Auftragung der zu registrirenden Bewegung nur mittelbar geschehen.

Zur Lösung dieser letzteren Aufgabe bediente man sich mit mehr oder weniger Erfolg der optischen bezieh. der photographischen Methoden; bekannt ist ferner die überaus sinnreiche Construction, welche Thomson seinem transatlantischen Kabeltelegraphen (1877 224 * 279) zu Grunde legte.

Die Ausnutzung der chemischen Wirkung des Inductionsfunkenstromes schien mir nun ein weiteres willkommenes Mittel zur Lösung der Aufgabe einer mittelbaren und continuirlichen graphischen Auftragung einer Bewegung zu sein, was auch durch die bereits angestellten Versuche vollkommen bestätigt wurde.

Man denke sich den zeichnenden Theil des zu construirenden Registrirapparates nicht mehr auf der Zeichnungsfläche aufliegend, sondern in einem gewissen Abstande von derselben befindlich und mit einer feinen Spitze ausgestattet.

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Als Zeichnungsfläche nehme man einen Papierstreifen, welcher mit einer gegen die Wirkung des Inductionsfunkenstromes empfindlichen und eine sichtbare Spur der Zersetzung hinterlassenden Substanz getränkt wurde und als Unterlage für diesen Papierstreifen eine isolirt angebrachte Metallfläche. Verbindet man nun die genannte Metallfläche mit dem einen, die registrirende Spitze mit dem anderen Pol eines Inductionsapparates und setzt diesen letzteren in Thätigkeit, so wird ein continuirlicher Inductionsfunkenstrom von der Spitze durch Luft und Papier zur isolirten Unterlage flieſsen, an den Stellen seines Durchganges das Papier chemisch verändernd und somit die gewünschte graphische Aufzeichnung mittelbar hervorbringend.

Merkwürdigerweise wurde dieses so einfache Prinzip meines Wissens bei selbstregistrirenden Apparaten noch nicht angewendet. In letzter Zeit habe ich allerdings durch persönliche Mittheilungen erfahren, daſs seiner Zeit von Lamont an magnetischen Instrumenten die Funkenregistrirung versucht wurde; gleichfalls wurden diesbezügliche Angaben von Herrn Ingenieur B. Steinach, Generalsecretär des Polytechnischen Vereines in München, gemacht.1)

Von den vielfachen Anwendungen, deren das Prinzip der Funkenregistrirung auf chemischem Wege fähig ist, sei nachstehend ein Apparat zum Selbstregistriren geringer Druckschwankungen beschrieben.

Zur Construction dieses Apparates wurde ich durch Herrn Ingenieur Th. Teller, Inspector des Beleuchtungswesens an der Gasanstalt zu München, angeregt und die von mir vorgeschlagene Registrirvorrichtung wurde an einem bereits von ihm zum Zweck seiner Untersuchungen über die durch den Gang von Gasmessern verursachten Druckschwankungen abgeänderten Elster'schen „multiplicirenden“ Gasmesser angebracht.

Die Construction des Elster'schen „multiplicirenden“ Gasmessers darf ich wohl als bekannt voraussetzen.2)

Die Einrichtung des Registrirapparates ist aus den schematischen Darstellungen seiner Vorder- und Seitenansicht (Fig. 9 und 10 Taf. 15) zu ersehen.

Der Schwimmer S des Elster'schen Apparates wird mit einem langen in radialer Richtung angebrachten Zeiger Z versehen, dessen Ende o vor einer feststehenden und isolirt angebrachten Metallplatte P zu spielen kommt.

Verbindet man nun die Platte P mit dem einen, den Schwimmer S (bezieh. irgend einen mit diesem letzteren in metallischer Verbindung stehenden Theil des Apparates) mit dem anderen Pol des Inductionsapparates J, so kommt zwischen dem Zeiger und der in einer seiner |218| Schwingungsebene parallel liegenden Oberfläche der Platte P bei jeder Stellung des Zeigers ein Inductionsfunkenstrom zu Stande.

Läſst man nun zwischen Zeiger und Platte, letztere berührend, einen gegen die Wirkung des Inductionsfunkenstromes empfindlichen Papierstreifen xx abgleiten, so zeichnet der Zeiger des Schwimmers bei seiner Bewegung auf diesem letzteren die Curve der Druckschwankungen auf.

Ueber die einzelnen Theile des Apparates mögen folgende Bemerkungen Aufklärung geben.

Der Schwimmer S bewegt sich möglichst reibungsfrei zwischen Spitzen und wurde seine ohnedies groſse Empfindlichkeit noch dadurch gesteigert, daſs man ihm die Gestalt einer biconvexen Linse gab.

Der Zeiger Z soll bei einer beträchtlichen Länge (etwa 21cm) ein möglichst geringes Gewicht besitzen; man fertigt ihn zweckmäſsig aus mehreren sich gegenseitig versteifenden Platindrähten, wie das in den Figuren angedeutet ist. Selbstredend kann auch Aluminium oder ein sonstiges Material angewendet werden; unter allen Umständen aber muſs das rechtwinkelig gegen die Platte P gebogene Ende o des Zeigers in eine feine Platinspitze verlaufen. Der Abstand zwischen Platte und Zeigerspitze kann durch Verschieben der ersteren regulirt werden und beträgt fürs Gewöhnliche 1,0 bis 1mm,5.

Die Metallplatte P wird durch die Stützen i und i1 getragen, welche ganz oder nur im unteren Theile aus Hartgummi bestehen; sie ist längs dieser Stützen in senkrechter Richtung verstellbar anzubringen, um mit Zeigern von verschiedener Länge arbeiten zu können. Ferner soll die Platte in wagerechter Richtung verstellbar sein, um ihren Abstand in wagerechter Richtung reguliren zu können, was durch Anbringen von Mikrometerschrauben mit Schlittenbetrieb erreicht wird.

Die Auſsenseite der Platte P wird mit dünnem Platinblech belegt, um ihre Oberfläche gegen die stark corrodirende Wirkung des Inductionsfunkens zu schützen; die Ränder der Platte sind nach auſsen abgerundet und lassen den Papierstreifen unter einem Winkel von 45° abgleiten, wodurch ein vollkommenes Anliegen des Streifens an die Fläche P gesichert ist.

Der Inductionsapparat J ist so zu wählen, daſs er bei einem Polabstand von 1,0 bis 1cm,5 in der Luft eben noch eine Entladung geben kann; es genügt also für unsere Zwecke eines der kleinsten Modelle, in welchen die Inductionsapparate construirt werden. Zum Treiben des Inductionsapparates verwende man für Dauerversuche Bunsen-Elemente, für kurz andauernde Versuche kleine Tauchbatterien mit Chromsäurefüllung; die Einschaltung eines Stromregulators in die Batterienleitung ist zu empfehlen.

Die zur Aufnahme der Zuleitungen dienenden Klemmschrauben befinden sich: die eine f in der Nähe der Schwimmerachse, die andere f1 an der Platte P selbst angebracht.

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Die Bewegung des Papier Streifens wird durch das Uhrwerk U mit einer entsprechenden variablen Geschwindigkeit bewerkstelligt; das Walzenpaar w dient zur Führung und Spannung des Papierstreifens. Man verwende für die Streifen nicht zu schwaches, möglichst glattes ungeleimtes Papier.

Es erübrigt nur noch, über die chemische Vorbereitung des Papieres das Nöthige anzuführen.

Unter den zahlreichen Substanzen, welche durch die Wirkung des Inductionsfunkens unter Zustandekommen einer Farbenreaction chemisch verändert werden, eignen sich begreiflicherweise für unsere Zwecke nur die allerempfindlichsten, d.h. solche, welche schon im ersten Augenblick durch die Funkenwirkung verändert werden. Ferner muſs die Lösung, mit welcher das Papier getränkt wird 1) ein guter Leiter für Elektricität sein, um dem Inductionsfunkenstrom keinen allzu groſsen Widerstand im Papier entgegenzusetzen, 2) dem Papier schwach hygroskopische Eigenschaften verleihen, weil hierdurch die chemische Reaction begünstigt bezieh. beschleunigt wird.

Der Versuch zeigte, daſs sämmtliche Mischungen, die als Bäder zum Tränken der Papierstreifen für die Zwecke der chemischen Telegraphie3) empfohlen wurden, sich auch für unsere Zwecke im gewünschten Maſse eignen, was auch im Voraus zu erwarten war, da bekanntlich dem Inductionsfunkenstrom sämmtliche Eigenschaften des galvanischen Stromes, nur im abgeschwächten Maſse, zukommen.

Ich empfehle zum Tränken der Papierstreifen in erster Linie folgende Mischung:

Wasser 100 Gew.-Th.
Salpetersaures Ammoniak 100
Ferrocyankalium 5

welche sich von der Pouget-Maisonneuve'schen Mischung für chemische Telegraphie nur durch einen Mindergehalt an salpetersaurem Ammoniak unterscheidet.

Ferner lieferte mir sehr gut brauchbare Resultate folgende Mischung:

Wasser 1000 Gew.-Th.
Stärkemehl 6
Jodkalium 20 bis 25
Chlornatrium 40
Glycerin 130

Das Stärkemehl wird zunächst zu einem dünnen Kleister verkocht; dann erfolgt in angeführter Reihenfolge der Zusatz der übrigen Stoffe. Das Kochsalz dient zur Erhöhung der Leitungsfähigkeit des Papieres, das Glycerin verleiht ihm hygroskopische Eigenschaften. Das nach diesem Recept präparirte Papier ist jedoch weniger haltbar als das mit der erst angeführten Mischung getränkte.

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Einige Versuche mit weiteren Mischungen von Metallsalzen ergaben keine günstigen Resultate, sie sind auch nach dem Gesagten nicht von Nöthen und möchte ich die Ferrocyankaliummischung für alle Fälle empfehlen.

Das Annetzen der Papierstreifen vor dem Gebrauch ist beim Inductionsfunkenstrom nicht nothwendig, worauf ich besonders aufmerksam machen möchte, weil hierdurch die Construction der Apparate wesentlich vereinfacht wird.

Die Zeichnung erscheint auf dem Ferrocyankaliumpapier in blauer bezieh. blaugrüner Farbe; das Jodkaliumstärkepapier gibt eine violette bezieh. dunkelblaue Zeichnung.

Da beim Liegen die erhaltenen Zeichnungen bald an Schärfe und Ton verlieren, so ist es zu empfehlen, sie mit Bleistift nachzuziehen oder abzupausen.

Fig. 1., Bd. 268, S. 220
Fig. 2., Bd. 268, S. 220
Fig. 3., Bd. 268, S. 220
Neben der chemischen Wirkung äuſsert der Inductionsfunken bekanntlich auch noch eine rein mechanische – das Papier wird fein durchlöchert, so daſs man im durchfallenden Lichte die aufgezeichneten Linien |221| deutlich sehen kann. Ich möchte hier auf diesen Umstand nur hingewiesen haben, weil sich vielleicht diese Erscheinung durch Anwendung eines Copirverfahrens zur Vervielfältigung der erhaltenen Diagramme verwerthen lieſse. Ein Copirverfahren mittels des Inductionsfunkenstromes wurde nämlich in neuester Zeit von Garel4) in Vorschlag gebracht und soll sich gut bewährt haben.

Zur Darstellung der Wirkungsweise des Apparates zur Registrirung geringer Druckschwankungen führe ich in den Textfig. 1 bis 3 einige Curven der Druckschwankungen, wie sie vom Apparat aufgezeichnet wurden, an.

In diesen Figuren entspricht der Abstand zwischen den parallelen Linien einem Druckunterschiede von 1mm Wassersäule und wurde dieser Reductionswerth auf empirischem Wege für den benutzten Apparat ermittelt. Der Abstand zwischen den in der Nähe der Curven angebrachten Punkten entspricht jedesmal einer vollen Umdrehung der Trommel des zu prüfenden Gasmessers; man sieht, daſs bei der Aufzeichnung unserer Curven der Papierstreifen mit ungleicher Geschwindigkeit abgewickelt wurde.

Die Zeichnung der Diagramme läſst in Bezug auf Feinheit und Genauigkeit nichts zu wünschen übrig.

Gegenwärtig bin ich mit der Construction der Funkenregistrirvorrichtung für elektrotechnische Meſsinstrumente und andere Apparate beschäftigt.

München, den 14. März 1888.

Elektrochemisches Laboratorium des Herrn Professor W.v. Miller an der Königl. technischen Hochschule.

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Vgl. z.B. Siemens' Funken-Chronograph, 1875 216 152.

D. Red.

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Vgl. N.H. Schilling's Journal für Gasbeleuchtung und Wasserversorgung, 1866 S. 97. N.H. Schilling's Handbuch für Steinkohlengasbeleuchtung, S. 200.

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Siehe 1855 138 43. 1856 140 * 185. Zetzsche, Handbuch der elektrischen Telegraphier Bd. 1 S. 477.

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Lumière électrique, 1887 Bd. 25 S. 247.

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