Titel: Anwendung des Glases in der Elektrotechnik.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1896, Band 301 (S. 88–90)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj301/ar301019

Anwendung des Glases in der Elektrotechnik.

In einer Sitzung des Vereins der Civilingenieure hat Eugen Sartieaux, Chef des elektrotechnischen Dienstes der französischen Nordbahn, am 22. November 1895 in Paris einen umfänglichen Vortrag über die im Bereiche der elektrotechnischen Industrie vorkommenden Verwendung des Glases gehalten, aus welchem wir nach dem Novemberhefte der Mémoires et compte rendu des traveaux de la société des ingénieurs civils de France, 1895 S. 434, Folgendes wiedergeben:

Zu den für Isolirzwecke an elektrischen Instrumenten, Apparaten und Maschinen gewöhnlich in Verwendung kommenden, nicht leitenden Stoffen zählen bekanntlich in erster Reihe Kautschuk, Guttapercha, vulcanisirte Fiber, Ebonit, Glimmer, trockenes oder ölgetränktes Holz, künstliches Holz aus Presspänen, Compositionen aus Kautschuk, Theer und Gyps o. dgl., natürliches und künstliches Elfenbein, Gummi- und andere Harze, sowie Lacke u.s.w.; in zweiter Reihe Porzellan, Marmor, Speckstein, Schiefer u.s.w. Von diesen Materialien stehen jene der ersten Gruppe im Allgemeinen ziemlich hoch im Preise; sie lassen sich mehr oder minder schwer bearbeiten und verderben leicht, wenn sie längere Zeit hindurch der atmosphärischen Luft oder hohen Temperaturen oder heissen Wasserdämpfen ausgesetzt sind, oder wenn sie sich andauernd unter der Einwirkung von Verbrennungsgasen oder sauren Dämpfen o. dgl. befinden. Was hingegen die Stoffe der zweiten Gruppe anbelangt, so haben dieselben allerdings einen annehmbaren Preis und den soeben angeführten üblen äusseren Einflüssen gegenüber in der Regel auch ein befriedigendes Widerstandsvermögen; allein auch ihre Bearbeitung bietet Schwierigkeiten, da die Structur des natürlichen Gesteins selten eine gleichmässige ist, und dieses daher auch die Bearbeitung mit Bohrer und Meissel schlecht verträgt, dabei leicht Sprünge erhält oder abbröckelt und sich gegen Stoss oder ungleich vertheilten Druck sehr empfindlich erweist. Porzellan aber lässt sich überhaupt nicht bearbeiten und zeigt stets gewisse, durch das Verziehen beim Brennen hervorgerufene Formenungleichheiten, weshalb es von Seite der elektrotechnischen Industrie lediglich für Leitungsauflager (Isolatoren) – allerdings im weitgehendsten Maasse – verwendet, für sonstige Anwendungen jedoch fast durchgängig zurückgewiesen wird.

Unter den angeführten Nichtleitern hat nur das Glas absichtlich deshalb keine Erwähnung gefunden, weil dieses Material trotz seines bedeutenden specifischen Leitungswiderstandes, trotz seiner ausserordentlichen Beständigkeit gegen äussere Einflüsse und trotz seiner grossen, bei der Erzeugung durch ein geeignetes Abkühlverfahren leicht erzielbaren Unzerbrechlichkeit noch bis vor kurzem verhältnissmässig wenig verwendet wurde, obwohl dasselbe eben der bezeichneten Eigenschaften halber vorzüglich geeignet wäre, der elektrotechnischen Industrie werthvolle Dienste zu leisten und insbesondere die oben in Betracht gezogenen Isolirmittel in vielen Fällen höchst vortheilhaft zu ersetzen. Viele dieser Isolirmittel, vor allen die der ersten Gruppe, enthalten nicht selten Beimengungen, welche im Laufe der Zeit durch die chemische Einwirkung der äusseren Umgebung nachtheilige Aenderungen, nämlich eine unzuträgliche Verminderung des Leitungswiderstandes mit sich bringen, oder auch umgekehrt auf die mit ihnen in Berührung stehenden Stoffe zerstörenden Einfluss ausüben; es sind das Uebelstände, welche bei Glas nie vorkommen können, selbst dann nicht, wenn nur gewöhnliches Krystallglas zur Verwendung gebracht würde. Wohl hätte man in früheren Zeiten einwenden dürfen, dass das Glas sich ebenso schwierig bearbeiten lässt, wie das Porzellan; allein heutzutage, wo man im Glasgiessen eine solche Vollkommenheit |89| erreicht hat, ist es möglich, diesem Stoffe jede gewünschte Form zu geben und daraus Werkstücke mit allen möglichen Erhöhungen oder Vertiefungen herzustellen, welche zum Festmachen an andere Theile beliebig mit glatten Achsen- oder Bolzenlöchern oder mit Hohlgewinden für Schraubenbolzen o. dgl. versehen werden können. Wenn diese Vortheile nichtsdestoweniger selbst jetzt noch in der Praxis bloss in sehr unzureichendem Maasse ausgenützt werden, so scheint dies zumeist nur von dem geringen Interesse der Glasfabrikanten verschuldet zu sein, welches sie bisher dem Gegenstände zugewendet haben; ganz zweifellos lässt sich jedoch für die Zukunft in dieser Richtung eine günstige Aenderung, nämlich ein nennenswerther Aufschwung vorhersagen.

Das Glas hat doch schon von altersher für die elektrostatischen Maschinen eine wichtige Rolle gespielt, und zwar in doppelter Eigenschaft, nämlich sowohl als Elektricitätserreger wie als Isolator. Als im Jahre 1785 der Physiker van Marum für das Teyler'sche Museum in Harlem eine kräftige elektrostatische Maschine anfertigen liess, welche die berühmte Elektrisirmaschine des englischen Gelehrten Nairme überflügeln sollte, und deshalb mit einer 45 cm im Durchmesser haltenden Glasscheibe versehen wurde, galt diese Reibplatte als die grösste, welche man zu dieser Zeit überhaupt herzustellen verstand. Die zur Isolirung der Maschine dienenden Füsse bestanden aus starken, 152 cm hohen Glasstangen und, wie van Marum in seinem 1785 zu Harlem herausgegebenen Berichte anführt, stammten die sämmtlichen Glastheile der Elektrisirmaschine aus einer nächst Paris gelegenen Glashütte, deren Namen oder Eigenthümer jedoch leider nicht genannt erscheinen. Meinen Nachforschungen nach habe ich jedoch alle Ursache, anzunehmen, dass es sich vorliegenden Falles um eine in Saint-Cloud bestandene Glashütte handelt, wo durch deren Besitzer Lambert die Fabrikation von Krystallglas, dem Flintglas der Engländer, zuerst in Frankreich eingeführt worden ist. Van Marum bemerkt ausdrücklich, die Scheibe sei Flintglas und die Herstellung einer so grossen Platte sehr schwierig gewesen; er habe das französische Fabrikat dem englischen deshalb vorgezogen, weil sich das erstere zu dem Zwecke, elektrisirt zu werden, als ganz besonders geeignet erweise. Derselbe Physiker stellte sich 1786 zu seinen Versuchen auch eine aus 35 grossen Leydener Flaschen bestehende Batterie zusammen, welche im Ganzen eine Glasoberfläche von 225 Quadratfuss engl. (21,3 qm) besass. Die Flaschen waren aus böhmischem Glase, weil van Marum diese Sorte als diejenige ansah, welche den grössten Leitungswiderstand besitzt und daher gegen das Durchschlagen der Elektricität die grössere Sicherheit darbietet. Allein diese Anschauung war offenbar eine irrthümliche, denn gerade das böhmische Glas weist bei denselben Temperaturen einen weit geringeren specifischen Widerstand auf, als selbst die gewöhnlichen Gattungen. Seither hat man für alle physikalischen Cabinete der Welt, für alle möglichen wissenschaftlichen Institute, höhere Lehranstalten, Mittel- und Volksschulen ähnliche Apparate nach den gleichen Principien und mit demselben Material angefertigt: das heisst die Leydener Flasche, die Stützen und Reibungsscheiben der elektrostatischen Maschinen, die Isolirstühle, die Condensatortafeln, die Handhaben der Entlader u.s.w. u.s.w., alle diese zahllosen Dinge sind lediglich aus Glas hergestellt.

Der von Charlotte Cordey hingerichtete berüchtigte Demagoge Maral, Doctor der Medicin und Arzt des Garde-du-Corps-Regimentes Graf Artois, war gleichzeitig aber auch ein hervorragender Physiker. Er publicirte im Jahre 1782 eine sehr interessante Arbeit über die Elektricität, in welcher er in Schrift und Bild von zahlreichen Versuchen Mittheilung macht, die er mit Hilfe von eigenthümlichen, theils plattenförmigen, theils becher- oder röhrenförmig gestalteten, hellen und gefärbten Gläsern angestellt hatte. Er bemerkte unter anderem, dass sich gewisse elektrische Erscheinungen deutlicher mit farbigen als mit farblosen Glassorten hervorrufen lassen, und schrieb diesen Umstand den Metallsalzen zu, welche die ersteren enthalten. Ueberhaupt behandelt Marat bei der Erörterung der Verschiedenheit des elektrischen Verhaltens ungleicher Glasarten die betreffenden Schmelzmischungen sehr eingehend und stellt fest, dass für ersteres einzig und allein nur die Zusammensetzung und die Herstellungsweise, vorerst das Kühlverfahren maassgebend sei. Einige Jahre später, nämlich 1785, war es der französische Physiker Sigaud de la fond, welcher die Classification der Körper in elektrisirbare (idioelektrische) und in nicht elektrisirbare (anelektrische) einführte und der feststellte, dass das Glas in die erstgenannte Klasse gehört; jedoch haben auch schon lange früher Benjamin Franklin (1752) und Joseph Priestly (1761) in ihren Arbeiten über Elektricität des Glases dasselbe als Idioelektrikon, sowie als Isolator gekannt.

In unserer Zeit haben sich selbstverständlich die Anwendungsformen des Glases auf dem elektrotechnischen Gebiete erweitert und neben den zahllosen verschiedenen Messinstrumenten und den mannigfachen, in riesigen Mengen erzeugten galvanischen Elementen sind es insbesondere die elektrischen Lampen, welche einen grossen, immer ansteigenden Verbrauch nachweisen. Für Bogenlampen haben die gewöhnlich aus Krystallglas geblasenen Kugeln die verschiedensten Durchmesser bis zu 0,5 m; in der Regel sind sie leicht weiss gefärbt, um ein Minimum der Lichtstrahlen zu absorbiren. Die zumeist benutzte Materialsorte ist eine Mischung von gewöhnlichem Krystallglasgemenge mit einem geringen Zusatz von phosphorsaurem Kalk oder von phosphorsaurem und fluorsaurem Kalk, wodurch die Masse eine gewisse Undurchsichtigkeit erhält. Die tulpen-, becher- oder röhrenförmigen äusseren Glashüllen der Glühlichtlampen werden aus weissem oder gefärbtem Krystallglas hergestellt, dem gleichfalls ein ganz bestimmter Zusatz von fluorsaurem Kalk beigemengt ist, welche Zusammensetzung das sogen. Albatrin gibt; die Farben werden, wie immer, lediglich durch zugesetzte Metallsalze erhalten. Nicht selten wirkt das elektrische Licht auf die Glaskugeln der Bogenlampen derart ein, dass sich dieselben nach einigen Monaten des Gebrauches verfärben.

Eine eigenthümliche Anwendung findet das Glas bei elektrischen Dynamomaschinen in der Form von Zwischenstücken, welche den Ring von den Felgen und von der Nabe zu isoliren haben und daher denselben Druck und alle Stösse ebenso schadlos aushalten müssen wie die Metallbestandtheile; die Isolirstücke sind deshalb aus sehr hartem, äusserst vorsichtig und langsam abgekühltem Glase herzustellen. Wieder eine andere Verwendung ist jene für treppen förmige Linsen in elektrisch beleuchteten Leuchtthürmen und für Scheinwerfer nach dem Mangin'schen oder Schuckert'schen System, wozu man in Frankreich ausschliesslich |90| ein Fabrikat der Glashütte von Saint-Gobain benutzt, das aus 72,1 Proc. Kieselerde, 15,7 Proc. Kalk und 12 Proc. Natron besteht, eine grosse Härte besitzt und sich gegen die Einflüsse der Atmosphäre ganz unempfindlich erweist. Hier anschliessend möge auch ein interessanter Versuch Erwähnung finden, welcher 1894 von dem Ingenieur Cabirau in der Absicht ausgeführt wurde, ein Mittel zu entdecken, durch welches der Verbrauch an Leuchtkohle bei Bogenlampen sich vermindern und zugleich eine grössere Gleichmässigkeit der Lichtstärke im Voltabogen sich bewirken liesse. Es gelang ihm, diesen Zweck zu erreichen, indem er die Leuchtkohlen in der Lampe mit einer cylindrischen Hülle aus sehr dünnem, hochgradig diathermanem Glase umgibt und nur so viel atmosphärische Luft zutreten lässt, als unbedingt erforderlich ist. Die Gebrüder Appert, welche derlei Gläser anfertigen, haben die bemerkenswerthe Thatsache festgestellt, dass, je nachdem man dem Glasflusse bestimmte Mengen Eisen als Protoxyd (Eisenoxydul) oder als Sesquioxyd (Eisenoxyd) beimischt, das erhaltene Product ein geringes oder hohes Wärmeausstrahlungsvermögen besitzt und ersterenfalls bis auf 30° C. herabgedrückt, letzterenfalls hingegen bis auf 200, oft sogar bis 300° C. erhöht werden kann.

Zwischendrein möchte ich, ein wenig abschweifend, einer noch im Entstehen begriffenen Verwendung des Glases Erwähnung thun, die allerdings nicht unmittelbar, aber doch mittelbar mit der Elektrotechnik zusammenhängt. Es besteht nämlich heutzutage in den betreffenden Fachkreisen vielfach die Ueberzeugung, dass die Elektricität einen unbestreitbar günstigen Einfluss auf die Vegetation ausübe. Allerdings ist diese Anschauung keineswegs neu, denn schon im verflossenen Jahrhundert haben der Abbe Nollet, Jallabert von Genf und mehrere andere, sowohl französische wie nichtfranzösische Physiker die sogen. elektrische Begiessung oder Bewässerung angewendet und die Sämereien elektrisirt, in der Ueberzeugung, dass die Elektricität das Gedeihen und Wachsen der Pflanzen etwa ebenso fördere, als eine reichliche Düngung. In unserer Zeit hat man diese Idee wieder aufgegriffen und so sind beispielsweise von dem unter der Leitung des Pater Paulus stehenden, landwirthschaftlichen Institut in Beauvais zahlreiche einschlägige Versuche vorgenommen worden, wobei sich in der That staunenswerthe Erfahrungen über den Einfluss der Elektricität auf das Wachsthum der Pflanzen ergeben haben. Im gleichen Sinne hat auch Baron Thenard experimentirt; er wie andere benutzen nun Becher, Platten oder auch Röhren von Glas, um darin die Samenkörner vor der Aussaat zu elektrisiren. Auch benutzen sie Glasstangen als Isolatoren und zugleich zum Befestigen von Leitungsdrähten, mit welchen die bestellten Beete überspannt werden, und die entweder durch eiserne Auffangstangen zur Aufsaugung der atmosphärischen Elektricität eingerichtet sind, oder mit einer künstlichen Elektricitätsquelle in Verbindung stehen, so dass sie dauernd oder auch nur zeitweilig von einem elektrischen Strome durchflössen werden.

Nunmehr wieder in das engere Gebiet der Elektrotechnik zurückkehrend, will ich auf jene Art gläserner Isolirstühle hinweisen, welche häufig von meteorologischen Anstalten als Sammler der atmosphärischen Elektricität gebraucht werden, ferner auf die grosse Zahl von Condensatoren, in welchen das Glas sowohl seines Isolirvermögens als seiner Capacität wegen verwendet wird, weiters auf die Glaswolle, welche man als Ersatz des Asbest in Trockenelementen und auch als Isolirmaterial mit Erfolg einzuführen sucht u.s.w. u.s.w. Eine besondere Glassorte erfordern die eiförmigen Hohlkörper der Glühlampen; das betreffende Material muss nämlich sehr leicht schmelzbar sein und soll zugleich denselben Ausdehnungscoefficienten besitzen, wie das Platin, damit nach dem Einschmelzen der Drahtanschlüsse keine Risse entstehen, durch welche mit der Zeit Luft eindringen könnte. Bemerkenswerth ist auch die Art und Weise, in welcher man sich bei der City and South London Railway des Glases bedient. Auf dieser elektrisch betriebenen Eisenbahn ist das Hauptgleis als Stromzuleiter benutzt und daher seiner ganzen Ausdehnung nach durch unterlegte Schienenstühle aus Rohglas isolirt. In Amerika benutzt man durchaus das Glas auch als Isolator für alle Arten oberirdischer Leitungsanlagen, wogegen man bekanntlich in Europa aus berechtigten Gründen, deren Darlegung aber hier zuweit führen würde, für diesen Zweck Porzellan vorzieht.

(Schluss folgt.)

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