Titel: Heller's elektrischer Wasserstandszeiger.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1889, Band 274 (S. 419–424)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj274/ar274069

F. Heller's elektrischer Wasserstandszeiger.

Mit Abbildungen.

In Uhland's Technischer Rundschau, 1889 * S. 225, ist ein elektrischer Wasserstandszeiger beschrieben, in welchem Friedrich Heller in Nürnberg die Vorzüge zweier Arten solcher Wasserstandszeiger zu vereinigen strebt. Vgl. auch * D. R. P. Kl. 13 Nr. 48013 vom 2. Februar 1889.

Bei der einen Art erfolgt ein Stromschluſs, so oft das Wasser einen gewissen Höhenabschnitt übersteigt oder verläſst, und es geht in Folge dessen der Zeiger des Empfangsapparates um einen Theilstrich vor- oder rückwärts; dabei zeigen sich gar nicht selten Ungenauigkeiten, indem bei Auftreten irgendwelcher Zufälle, besonders bei Gewittern, der Zeiger leicht einen falschen Sprung macht. Dadurch ergeben sich fehlerhafte Angaben, welche oft nur zufällig entdeckt werden und sich oft lange fortschleppen, unter Umständen sogar addiren.

Bei der anderen Art wird vor jeder Angabe der Zeiger auf 0 eingestellt; dabei werden die Schwankungen des Wasserspiegels nur in |420| bestimmten Zeiträumen, etwa alle 15 oder 30 Minuten, angegeben, auch ist ein solcher Controlapparat von einem Uhrwerke abhängig, welches regelmäſsig aufgezogen werden muſs. Weiter wird die Batterie zwecklos beansprucht, wenn der Wasserstand sich längere Zeit nicht ändert, und endlich wird die Meldung viel zu spät erfolgen, wenn in dem Zeitraume zwischen zwei regelmäſsigen Angaben ein Rohrbruch oder anderer Unfall ein auſsergewöhnlich schnelles Sinken des Wasserspiegels veranlaſst.

Bei Heller's Wasserstandszeiger kehrt wie bei der letztangeführten Art der Zeiger nach jeder Angabe auf die Nullage zurück, und andererseits erfolgen die Anzeigen selbsthätig, so oft der Wasserspiegel um ein gewisses Maſs gestiegen oder gefallen ist. Der Betrieb geschieht vollständig mit Arbeitsstrom. Die Einrichtung des Heller'schen Wasserstandszeigers läſst sich am besten aus einer schematischen Darstellung des Apparates entnehmen: Fig. 1 zeigt den Empfangsapparat mit dem Zeigerwerke, Fig. 2 das den Geber bildende Contactwerk.

Fig. 1., Bd. 274, S. 420

Bei dem Zeigerapparate (Fig. 1) sitzen das Zahnrad S, die Rolle r und der Zeiger Z auf einer Welle in starrer Verbindung mit der letzteren. Der Ankerhebel X steht unter dem Einflüsse zweier polarisirter Magnete, von denen der eine (M1) nur auf negative, der andere (M2) nur auf positive Ströme anspricht. Ein über die Rolle r gehängtes Gewicht g strebt das Zahnrad stets in Eingriff mit jenem Ankerhebel zu halten. Wird nun M2 magnetisch, so bewegt der Hebel X, während er sich dem Elektromagnete M2 nähert, das Rad S um einen Zahn vorwärts. Letzteres führt das Gewicht g in seine Nullstellung zurück, sobald darauf M1 magnetisch wird. An Stelle der polarisirten Elektromagnete würden sich natürlich auch zwei gewöhnliche Elektromagnete entweder mit einem polarisirten Relais, oder am besten wohl in zwei Leitungen anwenden lassen.

Nicht so einfach ist das Contactwerk (Fig. 2); es besteht zunächst aus einer runden, metallenen Scheibe C, welche zur Hälfte auf ihrem Rande mit Zähnen versehen ist, während die nicht gezahnte Hälfte einen um die Zahnhöhe kleineren Halbmesser hat. Je nachdem das Wasser steigt oder fällt, bewirkt der nebst seinem Gegengewichte q an der Kette K hängende Schwimmer mittels der Zahnradübersetzung W eine Drehung der Contactscheibe C in dem einen oder anderen Sinne. Der Anschaulichkeit halber ist in Fig. 2 die Contactscheibe doppelt gezeichnet, und zwar einmal im Schnitte, einmal in Ansicht. Die beiden |421| über einander gezeichneten Skizzen von C müſsten sich also eigentlich decken.

Der in der oberen Darstellung ersichtliche, isolirt angebrachte Halbring R verdeckt einen Theil des Randes von C; bei geleertem Behälter, wenn der Schwimmer am tiefsten steht, befindet sich die Zahnreihe ganz hinter diesem Halbringe versteckt. Steigt das Wasser um eine bestimmte Höhe, etwa um 10cm, so erhält das Räderwerk W eine solche Drehung, daſs ein einziger Zahn z links hinter dem Halbringe R sichtbar wird. Bei jedem weiteren Steigen des Wassers um 10cm tritt ein weiterer Zahn hinter dem Ringe vor, so daſs die sichtbare Anzahl derselben die Standhöhe in Vielfachen von 10cm angibt.

Fig. 2., Bd. 274, S. 421

Um die Achse der Scheibe C dreht sich ein mit der Erde E verbundener Contactarm A, welcher am Ende eine Schleiffeder F trägt und durch ein Laufwerk mit Gewicht- oder Federbetrieb bewegt wird, und zwar macht derselbe jedesmal eine Umdrehung in der Richtung des gezeichneten Pfeiles, so oft das Laufwerk ausgelöst wird. Der Deutlichkeit halber ist letzteres in der Skizze nicht angegeben. Nach |422| einem solchen Umgange nimmt A wieder die gezeichnete Stellung ein. Hat sich A so weit gedreht, daſs die Feder F den Ring R verläſst, so schleift F auf den vorgetretenen Zähnen z der Scheibe C und stellt ebenso viele Contacte her. Bevor die Contactfeder den Ring verläſst, gleitet sie über das Metallstück K1 und entsendet dadurch von der links Hegenden Hälfte der Batterie B einen negativen Strom durch die Leitung L nach dem Empfangsapparate, so daſs sich der Zeiger auf 0 stellt. Die in der Folge stattfindenden Stromschlüsse aus der aufrechten Hälfte von B bewirken, daſs der Zeiger sich wieder um ebenso viele Theilstriche vorwärts bewegt, als Zähne in dem Bereiche der Feder F liegen. Danach verharrt der Zeiger in seiner Stellung bis zur nächsten Auslösung des Armes A.

Die Auslösung geschieht mittels eines Elektromagnetes m in folgender Weise: Auf der gleichen Welle mit dem unmittelbar von dem Schwimmer bewegten Rade s befindet sich die in Fig. 2 nebenbei gezeichnete Schleiffeder f1, welche über der Fläche einer festen Scheibe H gleitet. So oft das Wasser um den festgesetzten Betrag gestiegen oder gefallen ist, kommt die Contactfeder über ein neues der auf der Scheibe im Kreise angeordneten Metallplättchen. Diese sind, wie in Fig. 2 durch eine ausgezogene und eine gestrichelte Linie angedeutet ist, in zwei Gruppen mit einander leitend verbunden, so zwar, daſs immer ein Contactplättchen der einen Gruppe mit einem solchen der anderen abwechselt. Dieselbe Anordnung haben die zwei Gruppen Contactplättchen auf der festen Scheibe J, worauf die Feder f2 schleift. Die entsprechenden, schwarz und weiſs angedeuteten Contacte der beiden Scheiben H und J stehen durch die Drähte u und v mit einander in leitender Verbindung. Die Feder f1 wird dem Steigen oder Fallen des Wassers entsprechend in beiden Richtungen, die Feder f2 dagegen durch den Elektromagnet e nur in einer Richtung bewegt.

Die Wirkungsweise dieser Einrichtung ist nun leicht verständlich. Es möge z.B. ft auf einem der schwarz, f2 auf einem der weiſs gezeichneten Plättchen ruhen. Beim Steigen des Wassers um 10cm kommt die Feder f1 auf das nächstfolgende, weiſs gezeichnete Plättchen. Dies hat die Schlieſsung der Batterie b, sowie die gleichzeitige Erregung des Elektromagnetes m zur Folge und es geht dabei der Strom vom + Pol aus über 1, 2, 3, 4, m, f1, v, f2, a, 6 zurück zum – Pol. So oft das Wasser um den bestimmten Betrag steigt oder fällt, wiederholt sich dieser Vorgang und ebenso oft löst der Elektromagnet m den Arm A aus. Nun würde aber bei längerem Stillstande des Wassers die Feder f1 lange Zeit auf dem Plättchen stehen bleiben, und es würden dadurch nicht nur die Batterien b und B übermäſsig beansprucht, sondern auch das Laufwerk nicht mehr arretirt und frühzeitig ablaufen und endlich der Zeiger des Empfangsapparates in eine fortwährende Hin- und Herbewegung gerathen, die eine bequeme Beobachtung verhindert, Um dies zu |423| vermeiden, muſs die Uebereinstimmung in den zwei Contactsystemen H und J wieder aufgehoben werden. Dies geschieht auf folgende Weise: Nachdem m das Laufwerk ausgelöst hat, beginnt A seine Bewegung und die Feder F schleift nach kurzer Zeit auf dem Contactstücke K2, wodurch ein Strom, vom + Pol der Batterie b aus, über 1, 2, 3, 4, 5, zum Contactarme A, Contactstück K2, 7, 8, durch e über 6 zurück zum – Pol gesendet wird. Dabei wird der Elektromagnet e erregt und dreht das Zahnrädchen a um einen Zahn weiter und mit diesem die auf derselben Achse mit a sitzende Feder f2 auf das nächste schwarz gezeichnete Plättchen der Scheibe J, so daſs die ganze Leitung für b wieder stromlos wird, bis durch die Schwankungen des Wasserspiegels die Feder f1 ebenfalls wiederum auf ein schwarz gezeichnetes Contactplättchen kommt, worauf das Spiel von neuem beginnt. Natürlich könnten statt der Federn f1 und f2 auch die Scheiben H und J mit ihren Contactplättchen beweglich und dafür die Federn feststehend sein. Auch laſst die Anordnung der Batterien und die Schaltungsweise des Ganzen verschiedene, das Grundwesen der Erfindung nicht beeinflussende Abänderungen zu. In Wirklichkeit wird nur mit einer einzigen Batterie gearbeitet.

Der Zeiger des einfachen Apparates wird nach den gegebenen Erklärungen jedesmal, sobald das Wasser um 10cm gestiegen oder gesunken ist, zunächst plötzlich auf 0 gehen, um gleich darauf sprungweise von Strich zu Strich wieder vorzurücken, bis der dem jeweiligen Wasserstande entsprechende Theilstrich erreicht worden ist.

Die Bedienung des Apparates besteht in einem gelegentlichen Aufziehen des den Arm A treibenden Laufwerkes. Die Auslösung desselben kann 1150 mal geschehen, ehe das Laufwerk von Neuem aufgezogen zu werden braucht. Wenn demnach z.B. ein Behälter von 3m Höhe vorhanden ist und der Unterschied zwischen höchstem und niedrigstem Wasserstande durchschnittlich täglich 1m beträgt, so wird das Laufwerk etwa 57 Tage gehen, ohne aufgezogen werden zu müssen, wenn die Anzeigen von 10 zu 10cm erfolgen. Es genügt demgemäſs ein wöchentliches Aufziehen mehr als vollkommen, und sollte dies einmal vergessen werden, so wird trotzdem noch lange keine Störung eintreten.

Das Zeigerwerk kann auch noch mit einer selbsthätigen Registrirvorrichtung verbunden werden. Auf der Welle des Zeigers befindet sich zu diesem Zwecke ein Zahnrad, welches die Bewegungen des Zeigers auf eine Zahnstange überträgt. Letztere steht mit einem Schreibhebel in Verbindung, welcher die Schwankungen des Wasserstandes mit rother Tinte auf ein über eine Messingtrommel gespanntes Papier aufzeichnet. Auf solche Weise erhält man eine fortdauernde Controle, die namentlich bei Nachtzeit Annehmlichkeiten bietet. Bei diesem Apparate besteht die Bedienung in einem wöchentlichen Aufziehen der Uhr, welche die Messingtrommel bewegt und in einem täglichen Neubespannen der letzteren mit dem Diagrammblatte.

|424|

Die Batterie arbeitet immer nur kurze Zeit, und zwar nur dann, wenn die Aenderung des Wasserstandes um 10cm stattgefunden hat. In Folge dessen stellen sich die Unterhaltungskosten der Batterie sehr niedrig. Heller verwendet als Stromerzeuger Leclanché- oder Trockenelemente. Bemerkt sei schlieſslich noch, daſs sich mit der elektrischen Leitungsanlage für das Heller'sche System Telephonapparate verbinden lassen, ohne daſs neue Drähte gelegt zu werden brauchen.

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