Titel: Der optische Indikator von Otto Schulze.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1904, Band 319 (S. 573–575)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj319/ar319161

Der optische Indikator von Otto Schulze.

Mitgeteilt von Hans A. Martens.

Es hat an stetig fortschreitenden Verbesserungen des von James Watt im Prinzip angegebenen Indikators zur Darstellung der Arbeitsvorgänge im Zylinder von Kraftmaschinen nicht gefehlt, so dass die modernen mechanisch wirkenden Indikatoren wohl als mustergültige, einwandsfreie Apparate für den Gebrauch der Praxis und der wissenschaftlichen Forschung angesehen werden können. Es mag deshalb dahingestellt bleiben, ob ein notwendiges Bedürfnis vorliegt, von den mechanischen Indikatoren abzugehen und die Aufgabe durch ein anderes Prinzip zu lösen.

Bei vielen wissenschaftlichen Messungen bedient man sich der sog. Spiegelablesung in der Weise, dass ein drehbar gelagerter Spiegel durch die zu messende Energie aus seiner Nullage abgelenkt wird und dabei einen von einerLichtquelle auf ihn fallenden Lichtstrahl auf eine Skala zurückwirft. Es lag nahe, diesen Grundgedanken auch für den Indikator zu verwenden.

Um das Diagramm in der üblichen Gestalt auf einer ruhenden Fläche zu erzeugen, muss dem Spiegel eine doppelte Bewegung erteilt werden. Die Ordinaten werden durch eine Drehung des Spiegels um eine wagerechte Achse erzeugt, welche von dem jeweiligen Druck im Arbeitszylinder abhängig ist. Die Darstellung der Abszissen erfordert eine hin- und herschwingende Bewegung des Spiegels um eine senkrechte Achse, welche im Verhältnis mit der Bewegung des Arbeitskolbens der zu untersuchenden Maschine stehen muss. Die erstgenannte Drehung des Spiegels entspricht der auf- und abgehenden Bewegung des Kolbens mechanischer Indikatoren. Die letztbesprochene |574| Drehung ersetzt die Hin- und Herbewegung der Wattschen Diagrammfläche, bezw. die Drehung der zylindrischen Diagrammfläche mechanischer Indikatoren, die ja nur eine konstruktiv geschicktere Lösung der hin- und herbewegten Wattschen Fläche darstellt.

Im folgenden soll die von Otto Schulze, derzeitigem Direktor der Elsässischen Elektrizitätswerke zu Strassburg, erdachte und durch Patent geschützte Bauart eines optischen Indikators esprochen werden.

Textabbildung Bd. 319, S. 574

Fig. 1 stellt die äussere Ansicht des Apparates dar, Fig. 2 ist eine Prinzipskizze desselben. Mit dem Arbeitsraum des Maschinenzylinders ist durch ein Röhrchen von 2 mm lichter Weite ein Raum verbunden, der nach oben durch die nach Art von Manometern eingespannte Stahlblechbiegeplatte 1 abgeschlossen ist. Die gehärtete Biegeplatte ist ganz eben und besitzt eine freie Druckfläche von 3,5 qcm und macht bei einer Diagrammhöhe von 80 mm nur 0,4 mm Weg. Als Gegenfeder dient ein gerader Stahlstab 3 von 12 mm Durchmesser bei 40 mm freier Schwingungslänge. Bei dem sehr kleinen Arbeitshub der Biegeplatte und erheblichen Kraft- und Gegenkraftleistungen sind die Massenwirkungen der bewegten Teile, die etwa 1 g schwer sind, als verschwindend klein zu betrachten, woraus die genaueste Augenblickswirkung des Indikators folgt. Die dem wechselnden Druck im Maschinenzylinder entsprechenden Lagenänderungen der Biegeplatte werden durch den Druckübertragungsstift 2 auf den schon genannten federnden Stab 3 übertragen, der seinerseits den Spiegelträger mit Spiegel 6 bewegt und aus seiner senkrechten Nullage ablenkt. Der Spiegelträger ist an dem Schlitten 5 mittets dünner Blattfeder befestigt, welche die Ablenkung des Spiegels gegen die senkrechte Lage gestattet. Wesentlich ist hierbei die starre Vereinigung des Spiegelträgers mit einer Blattfeder zu einem Ganzen, sowie die freie Auflagerung des Spiegelträgers auf der Spitze der auf der Grundplatte befestigten senkrechten Achse 4. Diese Anordnung ermöglicht die denkbar geringsten Massen,so dass eine Veränderung der Spiegelstellung fast augenblicklich mit einer Lagenänderung der Biegeplatte eintritt, wodurch eine sehr genaue Zeichnung der Diagrammlinie selbst bei sehr schnellen Druckänderungen, wie sie im Arbeitszylinder von Verbrennungsmotoren kleiner Leistungen auftreten, gewährleistet wird. Dem Schlittenwird eine hin- und herschwingende Bewegung erteilt durch den Kurbeltrieb 7, der mittels eines Zwischengetriebes in bestimmtem Uebersetzungsverhältnis den Lauf des Arbeitskolbens nachahmt.

Textabbildung Bd. 319, S. 574
Textabbildung Bd. 319, S. 574
Textabbildung Bd. 319, S. 574
Textabbildung Bd. 319, S. 574

Die Diagrammkurve erscheint in zusammenhängender leuchtender Linie auf dem dunklen Grund einer Mattscheibe, welche die Diagrammfläche vertritt. (Vergl. Fig. 3). Soll das Diagramm festgehalten werden, so wird an Stelle der Mattscheibe eine Kassette mit lichtempfindlichem Papier (Negativpapier) eingeschoben, auf welches das Diagramm geworfen wird; es ergibt sich nach Belichtung von kaum einer Sekunde und nachheriger Entwicklung die Diagrammkurve schwarz auf weissem Grunde. Um schnelll hineinander mehrere Diagramme |575| nehmen zu können, wird sich die Einrichtung der Kassette für photographische Aufnahmen derart empfehlen, dass das lichtempfindliche Papier nach Art der Rollfilms nach einer Belichtung um ein bestimmtes Stück weiter aufgerollt wird, so dass die Diagramme dann auf einem Streifen entweder über- oder nebeneinander erscheinen. Es ist mir nicht bekannt, ob der Indikator eine ähnliche Einrichtung schon besitzt.

Als Lichtquelle wurde zuerst eine kleine Kohlenfaden-Glühlampe verwendet, wobei aber wegen ihrer zu geringen Lichtintensität eine Verdunkelung des Beobachtungsraums erforderlich wurde. Durch Verwendung einer kleinen Glühlampe mit Nernstfaden, deren Helligkeit etwa 5 mal grösser ist als die der zuerst angewendeten Glühlampe, lassen sich die Beobachtungen bei vollem Tageslicht machen.

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