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Vierte Aufla

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Biblioteka Politechniki Krakowskiej

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DIE ELEKTRICITÄT.

EINE KÜRZE UND VERSTÄNDLICHE DARSTELLUNG

DER

GRUNDGESETZE

SOWIE DER

ANWENDUNGEN DER ELEKTRI01TÄT

ZUR

KRAFTÜBERTRAGUNG, BELEUCHTUNG

GALVANOPLASTIK, TELEGRAPHIE UND TELEPHONIE.

FÜR JEDERMANN GESCHILDERT

VON

Th. Schwartze, E. Japing und A. Wilke.

VIERTE AUFLAGE

BEARBEITET VON

Dr. Alfred Ritter y. Urbanitzky.

MIT 156 ABBILDUNGEN.

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1803

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WIEN. PEST. LEIPZIG.

A. HARTLEBEN’s VERLAG.

1892.

(ALLE RECHTE VORBEHALTEN.)

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Druck von Bär & Hermann in Leipzig.

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VORREDE.

Die rasche Entwicklung der Anwendung der Elektricität hat ein allseitiges Interesse an der Elektrotechnik wachgerufen, so dass auch schon jene Kreise, welche der elektrischen Wissenschaft und Technik ferner stehen, ein lebhaftes Verlangen bekunden, über die neue Cultur-macht belehrt zu werden.

Diesem natürlichen Wunsche aller Gebildeten entgegenzukommen, hat der Verleger der Elektrotechnischen Bibliothek, Firma A. Hartleben in Wien, die Verfasser veranlasst, sich zu einer Collectiv-arbeit zu vereinigen und die einzelnen Partien der Elektrotechnik in gemeinverständlicher und knapper Weise darzustellen. Der Zweck des Buches musste daher bestimmend für Form und Inhalt sein, und demgemäss sind die elektrotechnischen Erfindungen und Alles, was zum Verständniss derselben gehört, klar und bündig beschrieben worden. Hierüber hinauszugehen, hätte ebensowohl ausserhalb der gesteckten Ziele gelegen, als es der Erreichung des Zweckes dieses Buches schädlich gewesen wäre.

Die Verfasser hoffen nun, dass das Buch im reichen Maasse dazu dienen wird, wozu es bestimmt ist, zu einer Einführung in die Elektrotechnik. Die würdige Ausstattung, und die zahlreichen Illustrationen, welche die Verlagsbuchhandlung ihm beigegeben hat, werden ihm in der Erreichung dieses Zieles noch mehr förderlich sein.

Die Verfasser.

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INHALT.

Seite

Vorwort..........................

Inhalt...........................

I. Die elektrischen Erscheinungen und ihre Gesetze. Von A. Wilke . . Einleitung ........................

1.    Der elektrische Zustand.................

Positive und negative Elektricität. Anziehung und Abstossung der Elektricitäten. Influenz. Leitung der Elektricität. Spitzenwirkung. Elektrische Apparate.

2.    Der galvanische Strom..................

Der elektrische Ausgleich. Das galvanische Element. Quantität und Spannung.

3.    Spannung, Widerstand und Stromstärke..........

Spannungsverschiedenheiten im Stromkreise. Widerstand. Stromstärke. Ohmsches Gesetz. Elektrische Einheiten.

4.    Die Wirkungen des galvanischen Stromes..........

A.    Im Stromkreise....................

Der Volta’sche Lichtbogen. Die chemische Wirkung. Wasserzersetzuug. Metallniederschlag.

B.    Ausserhalb des Stromkreises..............

Oersted’s Entdeckung. Die Ablenkung der Magnetnadel. Galvanometer. Der Elektromagnetismus. Elektro-dynamische Wirkung. Anziehung und Abstossung paralleler Ströme. Ampère’s Erklärung des Magnetismus. Induction. Magnet-Induction. Dynamo-elektrisches Princip.

5.    Uebersicht über die Gesetze der Elektricität........

14

16

19

19

22

29

II. Die Erzengnng der Elektricität. Von Th. Schwartze Batterien, Accumulatoren, Dynamomaschinen und Lampen.

31

Einleitung

31

Entdeckung der elektrischen Eigenschaften des Bernsteins durch Thaies Entdeckung des Galvanismus. Galvani-Volta. Volta’s galvanische Säule Contacttheorie. Chemische Wirkung des elektrischen Stromes. Spannungsreihe.

34

Die galvanischen Elemente.................

Volta’s Element. Die Volta’sche Säule. Wallaston’s Batterie. Tyer’s Element. Constante Elemente. Bunsen’s Element. Pulvermacher’s galvanische Kette. Leclanché’s Braunstein-Element. Daniell’s Element. Meidinger’s Ballon-Element. Erhard’s und Hauck’s Batterie für elektrische Beleuchtung. Fuller’s Element. Chromsäure-Elemente. Grenet-Jarriant-Säule für elektrische Beleuchtung. Griscom’s Element zum Nähmaschinenbetrieb. Upward’s Batterie. Verbindung der Elemente auf Spannung und Quantität.

44

Die Secundärbatterien oder Accumulatoren..........

Planté’s Element und Batterie. Faure’s Accumulator. Accumulatoren der Electrical Power Storage Company. Accumulatoren von Schenek & Farbaky. Benutzung der Accumulatoren zum Locomotivbetrieb. Theaterbeleuchtung. Waggonbeleuchtung.

Die Thermosäulen.....................

Thermische Spannungsreihe der Metalle. Noe’s Thermosäule. Clamond’s Thermosäule. Benutzung der Thermosäulen.

Seite-

51

Die elektrischen Maschinen.................

Inductionswirkung. Pixii’s magnet-elektrische Maschine. Die Maschinen von Saxton und Clarke. Siemens’ Cylinder-Inductor. Pacinotti’s Ringinductor. Wilde’s elektro-magnetische Maschinen. Die dynamo-elektrische Maschine. Die Alliance-Maschine für elektrische Beleuchtung. Gramme’s Maschine. Wechselstrom-Maschine von Ganz. Maschine von Brush. Drehstrom-Maschinen von Gramme, Gülcher und v. Hefner-Alteneck. Benützung der Dynamomaschinen zur Reinmetallgewinnung und zur Beleuchtung. Maschinen von Edison.

70

Die Transformatoren ...................

III.    Die elektrische Kraftübertragung. Von E. Japing.......

Wesen und Zweck der elektrischen Kraftübertragung. Gesetze der Kraftübertragung durch den elektrischen Strom. Anwendungen der elektrischen Kraftübertragung. Elektrischer Schiffsbetrieb. Elektrische Eisenbahnen. Kraftübertragung auf grosse Entfernungen. Deprez’ Versuche. Kraftübertragungsanlagen Kriegsstätten-Solothurn, Rom-Tivoli. Systeme der Stromvertheilung auf grosse Gebiete.

84

IV.    Die elektrische Beleuchtung. Von E. Japing .........

Eigenschaften und Entstehung des elektrischen Lichtes. Edison’s Glühlampen. Details der Edison’schen Glühlampen. Montirungen für Glühlampen. Der Volta’sche Bogen. Contact-Glühlampen. Contact-Stehlampen. ElektrischeKerzen. Einzellicht-Lampen. Nebenschluss-Lampen. Differential-Lampen. Montirungen für Bogenlicht-Lampen. Stromregulirungs-Methoden für Bogenlicht. Beleuchtungsanlage des Anhalter Bahnhofes in Berlin. Locomotiv-Lampen. Verwendung des Bogenlichtes für Zwecke der Schifffahrt. Elektrische Strassenbeleuchtungen. Stromregulirung bei der Gliih-licht-Beleuchtung. Anwendungen des Glühlichtes.

106

V.    Die chemischen Wirkungen der Elektricität. Von E. Japing . . . .

Theorie der Elektrolyse. Elektrolytische Ausscheidungen von Metallen. Elektrolytische Analyse. Begriff und Zweck der Galvanoplastik. Kupfergalvanoplastik : Geschichtliches, Apparate, Methoden derselben. Galvanische Verkupferung. Anwendungen der Galvanoplastik in der Vervielfältigungskunst. Galvanische Ueberzüge von anderen Metallen. Silbergalvanoplastik und Versilbern. Vergolden. Vernickeln und Verkobalden. Galvanische Metallfärbungen. Reinmetallgewinnung auf elektrolytischem Wege. Aluminiumwerke in Neuhausen. Sonstige gewerbliche Verwendungen der Elektrolyse.

VI. Elektrische Telegraphen, Uhren, Telephone. Von Th. Schwartze . 131

131

Die elektrische Telegraphie................ .

113

Geschichte der elektrischen Telegraphie. Die Nadeltelegraphen. Marine-Galvanometer. Spiegelgalvanometer. Die Zeigertelegraphen von Stöhrer, Siemens und Halske. Typendruck-Telegraphen. Hughes’ Typendrucker. Elektro-magnetische Schreibtelegraphen. Morse-Apparat. Das Relais. Copirtelegraphen. Doppeltelegraphie. Gegensprechen. Feuerwehrtelegraphen.

Die elektrischen Uhren.............

147

Elektrische Zeigerwerke oder sympathische Uhren. Zeigerwerke mit selbstständigem Gangwerk. Elektrische Pendeluhren. Steinheil’s und Stölirer’s Uhr. Houdin’s Uhr. Hipp’s Uhr.

Die Fernsprechkunst oder Telephonie............

Die Bedeutung des Telephons. Seine Geschichte. Reis’ Telephon. Bell’s Telephon. Das Mikrophon von Hughes, Blake. Die Telephonanlagen zu Berlin und Paris.

156

Alphabetisches Register.............».....

I.

Die elektrischen Erscheinungen und ihre Gesetze.

Yon A. Wilke.

Einleitung-.

Seit einem Jahrzehnt hat die Anwendung der Elektricität einen Aufschwung genommen, den wir vorher kaum zu hoffen wagten, und allem Ermessen nach stehen uns noch viel grössere Fortschritte in Aussicht. Woher diese plötzliche Wendung? Und was bedeutet, wohin zielt diese mächtige Entwicklung? Schon bald nach der Entdeckung des Galvanismus fanden die Forscher so hervorragende Eigenschaften an ihm, dass sie an eine praktische Verwendung desselben dachten, und dieses Streben zeitigte auch Anwendungen des elektrischen Stromes, welche sich seitdem über die ganze Erde hin verbreitet haben und schlechthin unentbehrlich geworden sind. Wir meinen die Telegraphie und die Galvanoplastik.

Aber mit diesen schien lange Zeit die Entwicklung der Elektrotechnik, d. h. die Anwendung der Elektricität abgeschlossen zu sein. Nicht etwa, dass es an weiteren, verwendbaren Eigenschaften der Elektricität gemangelt hätte — denn die Elektricität hat deren noch viele und grosse — sondern einfach deshalb, weil die Elektricität viel zu theuer war, um allgemein verwendet werden zu können. Telegraphie und Galvanoplastik wurden durch diesen Uebelstand nur wenig berührt, 'da die hierzu nöthige Elektricität nur den kleinsten Theil der Ausgabe für Einrichtung und Betrieb ausmacht. Andere Anwendungen waren aber durch den hohen Preis unmöglich gemacht, sofern es sich um eine allgemeine, nicht nur gelegentliche Anwendung handelte, bei welcher der Preis keine Rolle spielte. Zu einer ausgedehnten Anwendung der Elektricität für die Beleuchtung, Kraftübertragung, bei elektrochemischen und elektro-metallurgischen Processen konnte man erst dann schreiten, als es gelungen war, die Elektricität billig zu erzeugen.

Zu Mitte der Sechziger Jahre wurde nun von Siemens und, unmittelbar nach ihm und von ihm abhängig, von Wheatstone eine Erfindung gemacht, welche eine ganz neue Erzeugungsweise der Elektricität zur Folge hatte. Es war dies die dynamoelektrische Maschine, d. h. eine Maschine, welche mechanische Kraft in Elektricität umsetzt. Mit dieser Maschine betrat die Elektrotechnik die neuen Bahnen, in denen sie sich so glänzend entwickelt hat.

Zur Erzeugung der Elektricität bedurfte man nämlich früher der galvanischen Batterien, welche verhältnissmässig theuere Stoffe zur Erzeugung der Elektricität verbrauchten und darum die Anwendung der Elektricität so vertheuerten. Die dynamoelektrische Maschine hingegen braucht mechanische Kraft und, wenn wir diese z. B. mittelst der Dampfmaschine erzeugen, haben wir für die Erzeugung der Elektricität nur die verzehrte Kohle, welche für die Dampferzeugung benöthigt wird, in Betracht zu ziehen. Die Kohle ist aber sehr viel billiger, als z. B. das Zink der galvanischen Batterie, und deshalb ist auch die mit der dynamo-elektrischen Maschine erzeugte Elektricität, trotzdem die Kraft der Kohle kaum zu einem Zehntel ausgenutzt wird, billig genug, um eine allgemeine Anwendung zu ermöglichen.

Daher hat auch die Dynamomaschine, wie man den neuen Elektricitäts-Erzeuger nennt, den zu Eingang erwähnten Umschwung der Elektrotechnik bewirkt, und die Elektricität findet mehr und mehr Eingang in die Technik und in das Lehen. Aber alles dies bezeichnet erst den Anfang. Schon jetzt sehen wir ganz andere, gewaltige Ziele vor uns. Zunächst muss die Elektricität noch viel billiger werden. Einmal sollen uns die riesigen Kraftquellen, welche das von der Höhe in das Meer fallende Wasser unserer Flüsse darstellt, zu einer Elektricitäts-Erzeugung im grössten Maassstahe dienen. Ferner wollen wir bei der Ausnützung der Kraft der Kohle zur Elektricitäts-Erzeugung die Dampfmaschine umgehen, indem wir das Problem lösen, Wärme in jeder Quantität in Elektricität umzusetzen. Hiermit ist ein Problem von grösster Bedeutung bezeichnet. Denn jetzt setzen wir mittelst Dampf- und Dynamomaschine erst Wärme in mechanische Kraft und diese dann in Elektricität um; können wir aber Wärme direct in Elektricität verwandeln, so bedürfen wir nicht mehr der Dampfmaschine. Aber weiterhin wird damit die Dampfmaschine überhaupt beseitigt, weil wir mittelst Elektricität auch mechanische Kraft erzeugen können, und nunmehr statt der Umwandlung Wärme-, mechanische Kraft-Elektricität, die Umwandlung Wärme-Elektricität = mechanische Kraft setzen, welche eine weit bessere Ausnutzung der Kohle verspricht.

Das sind die nächsten grossen Ziele der Elektrotechnik, und wir wollen hoffen, dass sie recht bald erreicht werden, um von der Höhe dieser Errungenschaften dann nach neuen Gefilden zu spähen, die wir erobern wollen. Denn das Feld, welches sich der menschliche Geist Strecke um Strecke unterwirft, kennt glücklicherweise kein Ende.

1. Der elektrische Zustand.

„Was ist Elektricität?“ Auf diese Frage vermögen wir keine Antwort zu geben, da wir von der eigentlichen Natur der Elektricität nichts wissen, sondern nur ihre Eigenschaften kennen. Diese Kenntniss genügt aber auch vollkommen, um die Elektricität für unsere Zwecke anzuwenden und ihre Anwendung zu verstehen, und wir wollen daher im Folgenden jene Eigenschaften kurz und verständlich darstellen.

Die Körper, welche für gewöhnlich nicht aus der Entfernung aufeinander sichtlich einwirken, gerathen unter gewissen Umständen in einen Zustand, in welchem sie eine

Fig. 1.

Anziehung oder Abstossung auf andere Körper ausüben. Reiben wir z. B. eine Glas- oder Siegellackstange mit einem wollenen Tuche, so wird die Stange nach der Reibung leichte Körperchen anziehen. Wir befestigen, um dies bequemer zeigen zu können, ein kleines Stückchen Hollundermark an einem ganz dünnen Seidenfaden, und hängen es, wie wir in Fig. 1 sehen, an einem Stativ auf. Nähern wir diesem kleinen Pendel nun unsere geriebene Glas- oder Siegellackstange, so wird dasselbe lebhaft angezogen, nach einiger Zeit aber, während welcher es an der Stange anlag, wieder fortgeschleudert.

Dies können wir folgendermaassen erklären : Die Stange geräth durch das Reiben in einen anderen Zustand, in welchem sie andere Körper anzieht; berühren diese letzteren die Stange, so theilt sie ihnen ihren Zustand mit, nunmehr stösst die Stange den Körper, der mit ihr in gleichem Zustande ist, ah. Diesen ungewöhnlichen Zustand wollen wir den elektrischen Zustand nennen, und wir können dann sagen, elektrische Körper, d. h. solche, welche in elektrischem Zustande sich befinden, ziehen unelektrische an und stossen elektrische ab.

Diesen Satz werden wir aber sofort verbessern müssen. Wir machen nämlich das Experiment noch einmal und elektrisircn das Hollundermarkkügelchen mit der geriebenen Glasstange; es wird darauf von der Glasstange abgestossen. Nunmehr reiben wir aber eine Siegellackstange und nähern sie dem Kügelchen. Was geschieht? Es wird heftig angezogen, bleibt darauf einige Zeit an der Siegellackstange liegen und wird von dieser alsdann abgestossen. Nunmehr wird es wieder von der elektrischen Glasstange angezogen, um, wenn es von dieser wieder abgestossen ist, auf’s Neue von der Siegellackstange angezogen zu werden. Dieses Spiel könnten wir in’s Unendliche fortsetzen und würden stets finden, dass das Kügelchen, wenn es mit der Elektricität der einen Stange geladen ist, von der anderen elektrisirten Stange angezogen wird.

Demnach muss zwischen den elektrischen Zuständen der Glas- und Siegellackstange ein Unterschied sein. Wir wollen daher auch die beiden Elektricitäten unterscheiden und diejenige der Glasstange positive, die der Siegellackstange negative Elektricität nennen. Nunmehr können wir unseren obigen Satz dahin berichtigen, dass wir sagen:

Körper, welche mit gleichnamiger Elektricität geladen sind, stossen einander ab; Körper dagegen, welche mit ungleichnamiger Elektricität geladen sind, ziehen einander an.

Aber nicht nur die Körper ziehen sich an und stossen sit^i ab, sondern auch die Elektricitäten selbst, wie wir hier schon erwähnen wollen, und hieraus erhalten wir das Fundamentalgesetz der Elektricitätslehre :

Gleichnamige Elektricitäten stossen sich ab, ungleichnamige ziehen sich an.

Wenn wir nun Körper von allen möglichen Stoffen in gleicher Weise reiben wie die Glas- und Siegellackstange, so werden wir finden, dass die einen positiv, die andern negativ elektrisch werden. Nur bei den Metallen wird es uns von vornherein nicht gelingen sie elektrisch zu erregen, weil hiezu ein kleiner Kunstgriff notliwendig ist, den wir gleich kennen lernen werden.

Wir sahen schon vorhin, dass die geriebene Stange dem Hollundermarkkügelchen etwas von ihrer Elektricität mittheilt. Bei diesem Uebergelien von Elektricität verhalten sich nun die verschiedenen Stoffe sehr verschieden. In den einen Stoff geht die Elektricität sehr leicht über und verbreitet sich durch den ganzen Körper; bei dem anderen dagegen geht Elektricität nur auf die berührte Stelle über und verbreitet sich keineswegs von hier aus weiter. Die ersteren gewähren also der Elektricität einen leichten Weg, während die letzteren die Fortbewegung der Elektricität hindern. Jene heisst man darum auch Leiter der Elektricität, diese dagegen Nichtleiter.

Die Leitungsfähigkeit der Stoffe ist eine sehr verschiedene und hängt von mancherlei Umständen ab. Ganz ohne Leitungsfähigkeit ist kein Körper, so dass Nichtleiter im strengsten Sinne des Wortes nicht existiren. Allein der Unterschied der Leitungsfähigkeit ist ein so grosser, dass, während die einen Körper die grössten Quantitäten Elektricität fast im Augenblick durchströmen lassen, die anderen selbst in längerer Zeit nur Spuren durchlassen, so dass man diese letzteren getrost als Nichtleiter betrachten darf.

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Die besten Leiter sind die Metalle; nach diesen kommen Kohle und die Metalloxyde. Sehr viel schlechter leitet schon das Wasser, obwohl auch dieses noch den Leitern zuzuzählen ist. Nichtleiter dagegen sind z. B. Wolle, Seide, Glas und allem die Harze, Schellack, Guttapercha. Die Luft ist trocken ein Nichtleiter, feucht dagegen ein mehr oder weniger schlechter Leiter. Wenn wir daher einen elektrisirten Leiter in der Luft so aufhängen, dass er seine Elektricität durch die Luft, nicht durch seine Aufhängung, welche also auch nichtleitend sein muss, verlieren kann, so wird er je nach dem Feuchtigkeitsgrade der Luft seine Elektricität schneller oder langsamer durch Ableitung verlieren.

Sehr häufig ist es nothwendig, den Elektricitätsverlust von elektrisirten Körpern zu verhindern. Man umgibt sie zu diesem Zwecke von allen Seiten mit Stoffen, welche

möglichst gute Nichtleiter sind. Ein solcher Körper heisst isolirt. Die gute Isolation ist für die Anwendung der Elektricität von der grössten Wichtigkeit und darum wird auch in der Elektrotechnik hierauf die grösste Sorgfalt verwendet.

Nach dem, was wir soeben über Leiter und Nichtleiter gesagt haben, wird man leicht verstehen, warum die Metalle anscheinend nicht durch Reiben elektrisirt werden. Fasst man nämlich eine Metallstange mit der Hand und reibt sie mit der andern, so wird allerdings Elektricität erzeugt, aber diese wird wegen der grossen Leitungsfähigkeit der Metalle sofort in die Hand, welche die Stange hält und von dort aus durch den Körper zur Erde geleitet, so dass mit dem Reiben auch sofort der elektrische Zustand aufhört. Wenn wir nun aber die Berührung zwischen Hand und Metall verhindern und der Metallstange z. B. einen Handgriff von Glas geben, durch welchen die Stange isolirt wird, so vermögen wir das Metall ebensowohl wie jeden anderen Stoff durch Reiben elektrisch zu machen, so dass also die elektrische Erregung durch Reiben eine Eigenschaft aller Stoffe ist.

Was nun die Ausbreitung der Elektricität auf Leitern von verschiedener Form anbelangt, so haben vielfache Erfahrungen und Experimente das Resultat ergeben, dass sich die Elektricität nur dann vollkommen gleichförmig über den ganzen Leiter ausbreitet und vertheilt, wenn dieser Körper die Form einer Kugel besitzt; in jedem anderen Falle aber erfolgt die Yertheilung der Elektricität über die Oberfläche des Körpers in ungleichförmiger Art und zwar in der Weise, dass sie sich in grösster Menge an allen Hervorragungen des elektrisirten Körpers anhäuft. In dieser Art wirken auf die Yertheilung der Elektricität in ganz auffälliger Weise alle Kanten, Ecken und Spitzen ein und zwar desto energischer, je schärfer, beziehungsweise spitzer sie sind. Versieht man z. B. eine elektrische Kugel mit einer Spitze, etwa mit einer Nadel, so strömt augenblicklich die gesammte auf der Kugel befindliche Elektricität zur Spitze; infolge des Zusammenströmens der gesammten, früher auf die ganze Kugel vertheilten Elektricität auf den kleinen Raum der Spitze entsteht dann daselbst eine bedeutende Spannung der Elektricität, eine Spannung, die in kürzester Zeit so gross wird, dass die Elektricität trotz der schlechten Leitungsfähigkeit der die Spitze umgebenden Luft in diese überströmt und die Kugel hierdurch in kürzester Zeit ihrer ganzen Elektricität beraubt. Dieses Verhalten der Spitzen oder die Spitzenwirkung ist so bedeutend, dass man einen mit der Spitze versehenen Leiter gar nicht zu elektrisiren im Stande ist, wie viel Elektricität man ihm auch zuführen mag.

Die Spitzenwirkungen gewinnen noch an Interesse, wenn sie gleichzeitig mit Influenzerscheinungen auftreten; wir wollen daher auch diese näher kennen

Fig. 2.

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11

II

lernen. Stellt man einer durch einen Glasfuss isolirten elektrischen Metallkugel einen ebensolchen, gleichfalls isolirten Cylinder gegenüber, wie dies Fig. 2 darstellt, so zeigt sich dieser Cylinder, und zwar ohne dass er vorher mit der Kugel in Berührung gekommen wäre, gleichfalls elektrisch, was man z. B. durch Anbringung leichter Doppelpendel (mit Hollundermarkkügelchen) nachweisen kann; es werden dann nämlich in jedem Pendelpaare beide Hollundermarkkügelchen gleichnamig elektrisch und stossen sich infolge dessen einander ab, wie dies die Figur zeigt. War der Kugel positive Elektricität mitgetheilt, so ergibt eine weitere Prüfung der elektrischen Ladung auf den Cylinder, dass dieser negativ, also ungleichnamig elektrisch auf jenem Ende wird, welches der Kugel zugekehrt ist, hingegen positiv, also gleichnamig elektrisch auf dem abgewandten Ende.

Dieser durch Influenz oder Yertheilung hervorgerufene elektrische Zustand des Cylinders währt so lange, als die Kugel ihre elektrische Ladung behält und in der angegebenen Stellung zum Cylinder belassen wird. Letzterer wird aber sofort wieder unelektrisch, wenn die Kugel ihrer Elektricität beraubt oder vom Cylinder entfernt wird. Die Wirkungsweise der elektrischen Kugel ist aber folgende: die Elektricität der Kugel ruft auf dem Cylinder gleiche Mengen positiver und negativer Influenz-Elektricität hervor und stösst die ihr gleichnamige Influenzelektricität nach dem oben angegebenen Gesetze ab, d. h. drängt letztere in das von der Kugel entferntere Ende des Cylinders; die ungleichnamige Influenzelektricität sammelt sich hingegen infolge der durch die Elektricität der Kugel ausgeübten Anziehung in dem der Kugel zugekehrten Cylinderende an. Wird nun aber die Kugel ihrer Elektricität beraubt oder die Kugel selbst vom Cylinder entfernt, so fällt nunmehr auch die anziehende, beziehungsweise abstossende Kraft weg, welche bisher die beiden Influenzelektricitäten von einander getrennt erhalten hat. Nun wird sich jede der beiden Influenzelektricitäten über den ganzen Cylinder zu verbreiten suchen und dieses Bestreben wird noch dadurch unterstützt, dass die beiden Influenzelektricitäten ungleichnamige Elektricitäten sind, sich also anziehen. Es tritt sonach eine derartige gleichförmige Yertheilung bei den Influenzelektricitäten über den ganzen Cylinder ein, dass an jeder Stelle desselben eine ebenso grosse Menge positiver als negativer Influenzelektricität vorhanden ist. Durch diese Vereinigung gleich starker aber ungleichnamiger Elektricitäten wird ein Ausgleich herbeigeführt, derart, dass nach vollzogenem Ausgleiche der Cylinder unelektrisch erscheint. Sonach können wir als unelektrischen Zustand eines Körpers jenen Zustand bezeichnen, bei welchem dieser Körper gleiche Mengen ungleichnamiger Elektricitäten besitzt. Nehmen wir diese Erklärung als richtig an, so stellt sich die ganze Influenzoder Vertheilungswirkung als eine elektrische Anziehungs- beziehungsweise Abstossungs-erscheinung dar; die, z. B. positive (-)-) Elektricität der Kugel trennt nämlich die im unelektrischen Zustande des Cylinders mit einander vereinigten Elektricitäten räumlich in der oben angegebenen Weise von einander und erhält sie eben so lange von einander getrennt, so lange sie auf den Cylinder ein wirkt.

Diese Erklärung der Influenzwirkung deutet uns aber auch bereits den Weg an, welchen wir einzuschlagen haben, wenn wir den durch die Influenz hervorgerufenen Zustand des Cylinders dauernd, d. h. auch nach Entladung oder Beseitigung der influenzirenden Kugel erhalten wollen. Wir haben nämlich zu diesem Behufe offenbar nichts anderes zu thun, als dafür zu sorgen, dass die Wiedervereinigung der beiden ungleichnamigen Influenzelektricitäten auf dem Cylinder verhindert wird. Ist letzterer so beschaffen, dass man ihn in zwei Hälften zerlegen kann, so wird dies genügen, um die eine Hälfte positiv, die andere Hälfte negativ elektrisch zu erhalten. Ist eine solche Theilung nicht ausführbar, so kann dem Cylinder dadurch eine elektrische Ladung erhalten werden, dass man ihm die eine der beiden Influenzelektricitäten entzieht. Dies wird erreicht, indem man z. B. bei der durch Fig. 2 dargestellten Anordnung das der Kugel abgewandte Cylinderende mit der Hand berührt; dann fliesst die positive Influenzelektricität durch die Hand und den Körper zur Erde ab, während die negative Influenzelektricität durch die Anziehungskraft der positiven Elektricität der Kugel auf dem Cylinder zurückgehalten wird.

Versieht man in Fig. 2 das positive Ende des Cylinders mit einer Spitze, so wird nach dem oben über die Spitzenwirkung Gesagten die positive Influenzelektricität ausströmen müssen und der Cylinder bleibt gleichfalls negativ elektrisch geladen zurück. Bringt man die Spitze aber an dem der Kugel zugekehrten Ende des Cylinders an, dann strömt die negative Influenzelektricität aus und der Cylinder bleibt positiv elektrisch geladen. In diesem Falle gelangt nun aber die durch die Spitze ausströmende negative Influenzelektricität auf die positive elektrische Kugel. Hier muss sie sich nun offenbar mit einer gleich grossen Menge positiver Elektricität aus-gleichen. Da nun aber negative Influenzelektricität ebensoviel erregt wird als positive, so verliert also in diesem Falle die influenzirende Kugel genau ebensoviel von ihrer positiven Ladung, als dann auf dem Cylinder vorhanden ist. Dies war, als man die

Influenzwirkungen noch ungenügend studirt hatte, die Veranlassung zu der Annahme einer Saug Wirkung der Spitzen; man stellte sich eben vor, die Spitze habe positive Elektricität von der Kugel auf den Cylinder herübergesaugt.

Die Influenzwirkuiig und das Verhalten der Spitzen wurden zur Construction von Apparaten benützt, welche einerseits die Erregung und anderseits Aufspeicherung

grösserer Elektricitätsmengen gestatten. In Bezug auf Erregungsapparate beschreiben wir hier die in Fig. 3 abgebildete Elektrisirmaschine.

Auf einer gläsernen Achse, welche durch eine Kurbel gedreht werden kann, sitzt eine Glasscheibe. An diese pressen sich unten zu beiden Seiten zwei Keibkissen aus Leder, an welche sich Flügel aus Wachstaffet schliessen, um die Elektricität, welche durch die Reibung der Glasscheibe an den Kissen erregt wird, nicht verloren gehen zu lassen. Auf demselben Brette mit dieser Vorrichtung steht, durch eine Glassäule isolirt auf-gestellt, eine Metallkugel, der positive Conductor. Dieser trägt zwei parallele Ringe, welche zu beiden Seiten der Glasscheibe liegen und mit ihren gegen die Scheibe gekehrten Flächen mit Spitzen besetzt sind. Die durch die Reibung positiv elektrisirten Stellen der Glasscheibe gelangen bei fortgesetzter Drehung von den Reibkissen zwischen diese Ringe; hier wirkt die positive Elektricität der Scheibe influenzirend auf den Conductor, stösst die gleichnamige, also positive Influenzelektricität in die Messingkugel und bringt die ungleichnamige, also negative Influenzelektricität, infolge der auf sie ausgeübten Anziehung durch die Metallspitzen zum Ausströmen. Diese negative Influenzelektricität gleicht sich mit der positiven Elektricität der Glasscheibe aus und letztere verlässt daher bei Fortsetzung derjDrehung wieder unelektrisch den Raum zwischen beiden Ringen. Bei ununterbrochener Drehung der Scheibe spielt sich der angegebene Process natürlich gleichfalls

Fig. 3.

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Fig. 4.

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Fig. 5.

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ununterbrochen ab. Hierbei werden die Reibkissen und der damit verbundene Messing-cylinder (negative Conductor) negativ elektrisch. Der auf dem positiven Conductor aufgesetzte Holzring enthält im Innern eine Drahtspirale und verhält sich, wie zahlreiche

Experimente gezeigt haben, gerade so, wie eine Kugel von gleichem Durchmesser, d. h. also, der positive Conductor wird durch diesen Ring in den Stand gesetzt, eine ebenso grosse Menge von Elektricität aufzuspeichern, als wenn eine Kugel von gleichem Radius vorhanden wäre.

Auf der Influenzwirkung beruhen auch die Ansammlungs-Apparate, welche in den Figuren 4 und 5 abgebildet sind.

Fig. 6.

In Fig. 4 sehen wir eine viereckige Glastafel, welche auf beiden Seiten in der Mitte mit dünnen Zinnblättern, sogenanntem Stanniol, belegt ist. Der Rand bleibt einige Zoll breit frei, so dass die beiden Belegungen von einander isolirt sind. Verbindet man nun die eine Belegung mit der Elektrisirmaschine, die andere mit der Erde, so sammeln sich auf beiden Belegungen entgegengesetzte Elektricitäten an. Die eine Belegung wird nämlich durch die Elektrisirmaschine direct geladen und diese Ladung wirkt auf die zur Erde abgeleitete zweite Belegung durch Influenz in der oben bei Besprechung der Influenzwirkung einer elektrischen Kugel auf einen zur Erde abgeleiteten Cylinder angegebenen Weise. Hebt man alsdann die Verbindungen mit der Elektrisirmaschine und mit der Erde auf und verbindet die beiden Belegungen leitend miteinander, so findet ein heftiger Ausgleich statt. Diese Vorrichtung heisst man Franklin’scbe Tafel. Kur in der Form von ihr verschieden ist die Leydener Flasche, welche Fig. 5 darstellt. Ein cylindrisches Glasgefäss ist innen und aussen bis auf einige Centimeter vom Rande mit Stanniol beklebt. Zur inneren Belegung führt ein Draht, welcher oben in einer Kugel endigt.

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Zur Ladung der Flasche wird dieser Draht mit der Elektrisirmaschine, die äussere Belegung aber mit der Erde verbunden.

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Leydener Flaschen werden häufig zu mehreren mit einander vereinigt, indem man die inneren Belegungen unter sich und die äusseren unter sich verbindet, solche Vereinigung heisst man Leydener- oder Flaschenbatterie (Fig. 6). Die Wirkung solcher Leydener Flaschen und Batterien ist eine sehr kräftige. Der Ausgleich erfolgt mit starkem Funken, indem die Elektricität bei Annäherung der Verbindung zu der anderen Belegung überspringt und bei ihrem Wege durch die Luft diese bis auf Weissgluth erhitzt. Führt man den Ausgleich durch einen feinen Draht so wird dieser geschmolzen und unter starkem Knall in Dampf verwandelt, wenn die Ladung kräftig genug war. Papier, Holz, Glas werden von dem Funken durchbohrt, wenn die zu durchschlagende Schicht nicht zu stark war.

Diese Wirkungen des elektrischen Funkens zeigen uns aufs deutlichste die Identität desselben mit dem Blitze, der auch nichts anderes ist als ein elektrischer

Funke in grösstem Maassstabe. Es ist wohl hinlänglich bekannt, dass die Entdeckung dieser Identität zur Construction des Blitzableiters geführt hat.

2. Der galvanische Strom.

Wir haben gesehen, dass zwei Elektricitätsmengen entgegengesetzter Art sich ausgleichen, wenn sie in leitende Verbindung miteinander gebracht werden. Denken wir uns nun an unserer Elektrisirmaschine das Reibzeug mit dem Conductor durch einen Draht verbunden und die Scheibe gedreht, so wird sich an der Reibungsstelle des Glases und des Reibzeugs positive und negative Elektricität entwickeln und in oben angegebener Weise den Conductor mit positiver Elektricität laden. Die negative Elektricität wird in das Reibzeug übergehen und von dort aus durch den Draht dem Conductor Zuströmen, wo sie sich mit den positiven ausgleicht. Wird also die Scheibe gedreht, so findet durch den Verbindungsdraht ein fortwährender Ausgleich statt.

Fig. 7.

Wir wollen diesen Vorgang noch an einem Bilde erläutern, das wir in der Folge öfter gebrauchen werden. Denken wir uns (Fig. 7), zwei hohe Gefässe A und B, von denen jedes zur Hälfte mit Wasser gefüllt ist. Diese Gefässe sind durch zwei Leitungen verbunden. Die eine («) ist eine schlichte Röhre, die andere (b) enthält dagegen eine Druckpumpe, mit welcher das Wasser aus B nach A gepumpt werden kann. Nunmehr setzen wir unsere Pumpe in Bewegung. Die Folge wird sein, dass das Niveau in A steigt, in B aber fällt; sofort beginnt aber auch der Ausgleich durch die Röhre a, durch welche ein beständiger Wasserstrom geht, so lange die Pumpe in Thätigkeit bleibt. Durch die Pumpe wird also das Niveau des Wassers in A über seine anfängliche Lage gehoben, in B dagegen unter dieselbe hinabgedrückt. Es werden also zwei entgegengesetzte Zustände in A und B geschaffen, welche sich auszugleichen streben, sozusagen eine Fülle in A, eine Leere in B. Durch die Verbindungsleitung a strömt nun die Fülle von A nach B; wir könnten aber auch sagen, dass zugleich die Leere von B nach A strömt, so dass durch a ein Doppelstrom geht. Die beiden Ströme bringen aber, wie sofort zu ersehen, gleiche Zustände hervor, nämlich ein Gefälle von A nach B, so dass wir den Doppelstrom als einen einzigen von A nach B gehenden anselien können.

Ganz gleiche Verhältnisse haben wir uns auch bei der elektrischen Erregung zu denken. Die positive Erregung ist ebenfalls eine Art Fülle, welche einen Druck, die negative eine Art Leere, welche ein Saugen veranlasst. Die Elektrisirmaschine ist das Pumpwerk, welches die beiden verschiedenen Zustände hervorbringt. Beim Ausgleich strömt nun die positive Elektricität nach der negativen Seite, die negative nach der positiven, und so entsteht wie oben ein Doppelstrom. Weil uns diese Anschauung aber weniger geläufig ist, fassen wir die beiden Bewegungen in eine zusammen und betrachten den Strom als einen einfachen, welcher von der positiven zur negativen Seite geht. Dieser beständige, stromartige Ausgleich ist der elektrische Strom.

Zur Erzeugung der elektrischen Ströme ist nun die Elektrisirmaschine nicht geeignet, weil sie verhältnissmässig nur geringe Quantitäten Elektricität zu liefern im Stande ist. Wir bedienen uns daher zur Erzeugung derselben anderer Einrichtungen, von denen wir zuerst die galvanischen Batterien kurz beschreiben wollen.

Taucht man ein Kupfer- und ein Zinkstäbchen in verdünnte Schwefelsäure, ohne dass erstere untereinander sich berühren, so wird in dem Kupferstäbchen positive, in dem Zinkstäbchen negative Elektricität frei. Verbinden wir nun die aus der Flüssigkeit hervorragenden Enden der Stäbchen, die sogenannten Pole, durch einen Draht miteinander, so tritt der Ausgleich ein. In beiden Stäbchen findet aber ein beständiger Nachschub von Elektricität statt, so dass der Ausgleich ein beständiger ist, und ein anhaltender Elektricitätsstrom durch den Draht geht. Eine solche Vorrichtung heisst man ein galvanisches Element und den Strom galvanischen Strom.

Zwischen diesem Elektricitäts-Erzeugungs-Apparate und der Elektrisirmaschine ist aber ein bedeutender Unterschied, welcher uns auch sofort auffallen wird, wenn wir mit beiden Apparaten hantiren.

Mit der Elektricität des positiven und negativen Conductors können wir leicht Funken von einiger Länge erzeugen, während dies bei den beiden Elektricitäten des Kupfer- und Zinkstäbchens unmöglich ist. Die Elektrisii’maschine ist nämlich ein elektrisches Pumpwerk, welches verhältnissmässig nur wenig elektrische Flüssigkeit, aber unter scharfem Druck in den positiven Behälter presst. Da nun dieser Behälter trotz seines körperlichen Umfanges in Bezug auf Elektricität ziemlich klein ist, so nimmt die Elektricität hier bald einen hohen Druck, oder wie man sagt, eine hohe Spannung an. Anders dagegen das Pumpwerk, welches die beiden Metallstäbchen darstellen. Dieses kann zwar mit Leichtigkeit sehr viel grössere Massen Elektricität, einige tausendmal mehr, in derselben Zeit in Bewegung setzen, aber der Druck, welchen es ausüben kann, ist auch einige zehntausendmal geringer. "Wenn also die Stäbchen nicht verbunden sind, werden sie bald bis auf den Druck, welchen dieser Apparat leisten kann, gefüllt sein. Höheren Druck kann derselbe in den Stäbchen nicht erzielen, und so erreicht auch die Elektricität nur eine verschwindende Spannung gegenüber der mit der Elektrisirmaschine erzielten. Hier ist diese hoch genug, um als Funke die Luftschichte zu durchbrechen, was dort unmöglich ist.

Die Elektrisirmaschine kann also einen sehr scharfen, aber dünnen Elektricitäts-strahl erzeugen, das galvanische Element dagegen einen breiten, mächtigen Strom, der langsam dahinfliesst. Hierin beruht der Unterschied der beiden Elektricitätserzeuger, und man unterscheidet demgemäss auch häufig die von ihnen hervorgebrachten Elektricitäten. Man heisst die hochgespannte Elektricität der Elektrisirmaschine Reibungs-oder Spannungselektricität, die durch das galvanische Element erzeugte, von niederem Druck und grosser Quantität dagegen galvanische oder Volta-Elektricität, nach den Entdeckern, Volta und Galvani.

Es ist daher nur der Unterschied in der Spannung und in der Menge der von beiden Vorrichtungen erzeugten Elektricitäten, welches den Unterschied zwischen Galvanismus und Reibungselektricität bedingt, was hier ausdrücklich bemerkt werden soll, um nicht die Meinung aufkommen zu lassen, als seien Reibungselektricität und Galvanismus von einander in der Art verschieden.

Man kann nun, um kräftige Ströme zu erhalten, mehrere Elemente miteinander verbinden und heisst eine solche Vereinigung eine galvanische Batterie. Bei dieser Verbindung können wir entweder alle Zinke miteinander und alle Kupfer miteinander verbinden oder das erste Zink mit dem zweiten Kupfer, das zweite Zink mit dem dritten Kupfer etc., so dass hier am ersten Element ein Kupfer, am letzten ein Zink frei bleibt. Welcher Unterschied wird dabei sein? Wir wollen zu unseren Pumpwerken zurückkehren, um dies zu erläutern. Wenn ich 10 Pumpen habe, von denen jede, sagen wir, in der Minute einen Cubikmeter Wasser einen Meter hoch hebt, so können wir zunächst alle 10 Pumpen Wasser aus einem Gefäss in ein anderes Gefäss pumpen lassen, alsdann heben die 10 Pumpen zehnmal soviel Wasser auf dieselbe Höhe, wie eine Pumpe, oder 10 Cubikmeter Wasser auf ein Meter. Wir können aber auch anders verfahren. Wir lassen das Wasser, welches die erste Pumpe gehoben hat, von der zweiten Pumpe weiter heben, darauf von der dritten noch höher u. s. w. Alsdann wird dasselbe Cubikmeter Wasser alle Pumpen durchlaufen und, da jede es um ein Meter hoch hebt, wird also hier ein Cubikmeter Wasser 10 Meter hoch gehoben.

Im ersten Falle können wir uns vorstellen, dass alle Saugröhren miteinander und alle Abflussrohren miteinander verbunden sind; im zweiten Falle dagegen ist die

Fig. 8 4.

erste Abflussrohre mit der zweiten Saugröhre, die zweite Abflussrohre mit der dritten Saugröhre u. s. w. verbunden, während die erste Saug- und die letzte Abflussrohre frei bleiben.

Ganz Aehnliches erhalten wir bei der Verbindung der galvanischen Elemente. Ver-/JBŁ ^ binden wir alle Zinke miteinander und alle Zijik    ^SrŒÔUÏe Kupfer miteinander, so geben 10 Elemente

eine zehnmal grössere Quantität Elektricität ;

zwischen dem Zink und dem Kupfer ist aber keine grössere Spannung als bei einem Elemente. Diese Verbindungs weise heisst darum die auf Quantität oderParallelschaltung.

Verbinden wir aber die Elemente, indem wir das Kupfer; des einen mit dem nächsten Zink verbinden, so wird nicht die geförderte Menge Elektricität dadurch grösser, als bei einem Elemente, wohl aber die Spannung zwischen dem ersten Zink und letztem Kupfer, so dass 10 Elemente, in dieser Weise verbunden, eine zehnmal höhere Spannung haben, als ein Element. Diese Verbindungsart heisst die auf Spannung oder Serien- (Hintereinander-) Schaltung. Welche von den beiden Verbindungsarten, die in Fig. 8 A dargestellt sind, die zweckmässigere ist, richtet sich, wie wir später sehen werden, nach den Umständen. Zu erwähnen sei hier noch, dass auch gemischte Verbindungen oder Schaltungen Vorkommen können, wie sie in Fig. 8jß zu finden sind.

Fig. SB.

Kohle

Fig. SB.

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3. Spannung, Widerstand und Stromstärke.

Wir wollen nun auf einige Eigenthümlichkeiten des galvanischen Stromes ein-gehen, welche die Wirkungsfähigkeit des Stromes bestimmen und darum in der Elektrotechnik eine grosse Holle spielen.

Wir haben gesehen, dass sich an den Polen der galvanischen Elemente und Batterien positive und negative Elektricität ansammelt. Je dichter diese Anhäufung ist, umso grösser wird die „Spannungsdifferenz“¹) zwischen den beiden Polen sein. Verbinden wir nun die beiden Pole durch einen Draht, so wird ein beständiger Ausgleich erfolgen. Hierbei wird die Dichtigkeit der Elektricitäten an den beiden Polen abnehmen, aber nie ganz verschwinden. Wenn wir nun den Zustand des Ver-

des Drahtes liegt in gleicher Weise negative Elektricität, deren Dichtigkeit nach dem negativen Pole hin steigt. Wir können dieses Ver-haltenfolgendermaassenzur Anschauung bringen.

bindungsdrahtes seiner ganzen Länge nach untersuchen, wozu allerdings besondere und empfindliche Messinstrumente gehören, so finden wir, dass auf dem ganzen Drahte Elektricität ausgebreitet ist, aber nicht überall von gleicher Dichte und gleicher Art. Ungefähr in der Mitte wird ein Punkt sein, in welchem keine Elektricität wahrzunehmen ist; von diesem Punkte aus nach dem positiven Pole finden wir den Draht positiv elektrisch, und die Dichtigkeit dieser positiven    pjo. g

Elektricität nimmt zu, je näher wir dem positiven Pole kommen. Auf der anderen Hälfte

Sei Fig. 9 AB der Verbindungsdraht, A der positive, B der negative Pol. Den elektrischen Zustand jedes Drahtpunktes bezeichnen wir nun so, dass wir in dem Punkte eine senkrechte Linie auf A B errichten. Je grösser die Dichtigkeit ist, desto länger machen wir die Linie, so dass ihre Länge uns den Grad der Dichtigkeit darstellt. Ist ferner der Punkt positiv elektrisch, so ziehen wir die Linie nach oben, ist er negativ, nach unten. Die Verbindung dieser Linien wird alsdann eine Linie geben, welche bei A am höchsten ist und von hier aus sich absenkt. Sie schneidet AB in der Mitte und erreicht bei B ihren tiefsten Punkt, indem sie unaufhörlich abfällt

Aus diesem Bilde sehen wir aber sofort, dass nicht nur zwischen dem positiven und negativen Pole Spannungsdifferenz herrscht, sondern auch zwischen je zwei Punkten der positiven und negativen Seite. Aber mehr noch, auch zwischen zwei Punkten derselben Seite wird Spannungsdifferenz sein, da ihre Dichtigkeiten verschieden sind.

Bei jeder Dichtigkeitsverschiedenheit wird aber ein Ausgleich stattfinden. Diesen Ausgleich hatten wir uns nun so vorgestellt, dass ein Strom von Elektricität von dem positiven nach dem negativen Pole geht. Bei diesem Strome muss nun durch jeden Querschnitt des verbindenden Leiters dieselbe Menge Elektricität in der Zeiteinheit z. B. in der Secunde gehen. Wäre dies nicht der Fall , ging etwa durch den Quer schnitt A mehr Elektricität als durch den weiter unten liegenden a, so müsste sich die durch A strömende Elektricität irgendwo zwischen A und a anstauen, weil von ihr ja nur ein Theil durch a gehen soll. Alsdann würde aber die Spannung an diesem Punkte sofort anwachsen, und dies würde zur Folge haben, dass durch A weniger Elektricität fliessen könnte, durch a aber ein stärkerer Abfluss stattfinden müsste. Die Folge hiervon wäre, dass die beiden Querschnitte bald wieder gleich viel Elektricität durchliessen, und die Anstauung verschwände.

Fig. 10.

a ~b

Die Menge der einen Querschnitt des Leiters pro Zeiteinheit passirenden Elektricität gibt das Maass der Stromstärke oder Intensität ab. Diese Intensität ist also für alle Querschnitte des Leiters gleich. Ist der Leiter nicht ein einziger Draht, sondern besteht er aus mehreren Zweigen, so vertheilt sich die Stromstärke auf die einzelnen Zweige; die Summe bleibt aber stets die gleiche.

Wenn wir nun an zwei Punkten A und B (Eig. 10) eines Stromkreises die Spannungen bestimmen, so werden wir finden, dass sich die Spannungsdifferenz ändert, wenn sich die Stromstärke ändert, für deren Messung wir nachher Instrumente kennen lernen werden (S. 23). Je grösser die Stromstärke ist, desto grösser ist die Spannungsdifferenz. Die Intensität hängt also ab von der Spannungsdifferenz.

Die Elektricität. 4. Anti.

Wenn wir nun aber ausser AB noch zwei andere Punkte des Stromkreises auf ihre Spannungsdifferenz prüfen, so werden wir im Allgemeinen finden, dass die Spannungsdifferenzen zwischen A und B einerseits und a und b andererseits nicht gleich sind. Widerspricht das nicht dem eben Gesagten? Die Stromstärke soll doch in dem Theile AB ebenso gross wie in ab sein, folglich müsste auch die Spannungsdifferenz gleich sein. Und dennoch ist das nicht der Fall. Dies kommt daher, dass die Intensität nicht allein von der Spannungsdifferenz abhängt. Vielmehr sind hier die Natur und die Dimensionen der Leiterstücke AB und ab mitbestimmend. Durch keinen Leiter kann nämlich die Elektricität momentan stimmen, sondern die Leiter lassen die Elektricität nur nach und nach durch. Dieses Verhalten der Leiter bezeichnet man als ihren Widerstand, welchen sie dem elektrischen Strome entgegensetzen.

Ein Leiter wird nun dem Strome umsomehr Widerstand entgegensetzen, je länger er ist; umsoweniger dagegen je dicker er ist, denn durch einen grossen Querschnitt kann natürlich mehr Elektricität hindurchfliessen als durch einen kleinen. Ferner werden sich aber auch bei gleichen Dimensionen die verschiedenen Stoffe verschieden verhalten, weil ihre Leitungsfähigkeit eine sehr verschiedene ist.

Wenn also die Strecke ab einen grösseren Widerstand hat, als die Strecke AB, so muss ihr auch eine grössere Spannungsdifferenz zukommen, damit ihre Stromstärke die gleiche von AB ist. Denn es muss der grössere Widerstand durch die grössere Spannungsdifferenz bewältigt werden, indem diese die Stromstärke verstärkt, welche durch den grösseren Widerstand vermindert wird. Es wird daher auch zwischen den Widerständen und den Spannungsdifferenzen ein gewisses Gleichgewicht herrschen. Das Ohm’sehe Gesetz gibt uns darüber klare Auskunft.

Dieses Ohm’sche Gesetz zeigt uns die einfache Beziehung zwischen den drei Grössen: Spannungsdifferenz oder elektro-motorische Kraft, Stromstärke oder Intensität und Widerstand. Wir drücken es durch folgende einfache Formel aus:

Stromstärke =

Elektro-motorische Kraft

Widerstand.

Wir sehen also, dass die Stromstärke mit der Spannungsdifferenz wächst, mit dem Widerstande abnimmt; bei gleichem Widerstande wird also die doppelte elektro-motorische Kraft die doppelte Stromstärke bewirken, bei gleicher elektro-motorischer Kraft der doppelte Widerstand aber die halbe Stromstärke.

Dieses Ohm’sche Gesetz ist von der grössten Wichtigkeit, weil die drei in ihm verbundenen Grössen für alle elektrischen Erscheinungen maassgebend sind, und die Elektrotechnik darum immer auf sie Rücksicht nehmen muss.

Um diese Grössen in bestimmten Einheiten ausdrücken zu können, hat man neuerdings solche Einheiten festgestellt und nach berühmten Physikern benannt. Für die Quantität der Elektricität nimmt man als Einheit ein Coulomb; wenn ein Coulomb in einer Secunde durch den Querschnitt des Leiters fliesst, so entsteht ein Strom, der die Stromstärke 1 Ampère hat. Für die elektro-motorische Kraft hat man als Einheit das Volt und für die Einheit des Widerstandes das Ohm angenommen. Der Zusammenhang dieser Einheiten ist

1 Volt

1 Ohm.

1 Ampère =

Bestimmen wir also für irgend einen Fall, dass die Spannungsdifferenz zwischen zwei Ausgleichspunkten 24 Volt, der Widerstand zwischen denselben dagegen 8 Ohm beträgt, so können wir ohne Weiteres die Stromstärke finden; dieselbe muss sein:

24 Volt 8 Ohm

also gleich 3 Ampère. In gleicher Weise können wir aber auch die Spannung finden, wenn wir Stromstärke und Widerstand kennen, da

1 Ampère x 1 Ohm = 1 Volt

ist. Oder gleicherweise aus Spannung und Stromstärke den Widerstand, weil

1 Ohm =

1 Yolt

1 Ampère.

Für den Widerstand hatte man früher ein anderes Maass, die Sie mens-Einheit benutzt. Diese ist der Widerstand, welchen eine Quecksilbersäule von einem Meter Länge und einem Quadrat-Millimeter Querschnitt bietet. Das Ohm ist um etwa 6 Percent grösser als die Siemens-Einheit.

Es ist, um das Folgende zu verstehen, absolut nothwendig, sich die eben besprochenen Verhältnisse vollkommen klar zu machen. Man bann sich dies erleichtern, indem man auf unser Bild vom Wasserstrome und der Pumpe zurüchgreift. Was dort der durch den Kiveau-Unterschied erzeugte Wasserdruck ist, ist hier der Dichtigkeitsunterschied oder die elektro-motorische Kraft. Die Stromstärke ist dort die Wassermenge, hier die Elektricitätsmenge, die in der Sekunde durch den Querschnitt geht. Und endlich den Widerstand möge man sich durch enge und weite Leitungsröhren verständlich machen.

Ł Die Wirkungen des galvanischen Stromes.

Nach dem Gesetze von der Verwandtschaft der Kräfte sind Wärme, Licht, mechanische Kraft, Elektricität, chemische Kraft und Magnetismus nur verschiedene Formen Eines und desselben, nicht aber durchaus von einander unterschieden. Aus jeder dieser Formen kann unter bestimmten Umständen jede andere erzeugt werden.. Daher können wir auch mittelst Elektricität Wärme und Licht, Bewegung, chemische Kraft und Magnetismus erzeugen. Von vorneherein können wir aber einen Hauptunterschied machen. Wärme, Licht und chemische Kraft werden nämlich von dem Strome im Stromkreise erzeugt, Bewegung und Magnetismus ausserhalb desselben.

A. Wirkungen des Stromes im Stromkreise.

An jeder Stelle des Stromkreises entwickelt der Strom Wärme und, falls der Leiter ein flüssiger und zersetzbarer ist, neben der Wärme auch chemische Kraft, indem er den Leiter zersetzt.

In festen Leitern wird dagegen nur Wärme entwickelt und umsomehr je grösser die Stromstärke und der Widerstand ist. Es wird in dem doppelten, dreifachen Widerstande die doppelte, dreifache Wärmemenge, bei der doppelten, dreifachen Stromstärke aber die vierfache, neunfache Wärmemenge entwickelt. Dieses Gesetz gilt für jedes einzelne Stück des Leiters; in jedem wird eine Wärmemenge erzeugt, welche seinem Widerstande und dem Quadrate²) der Stromstärke verhältnissmässig gleich ist. Wir können diese Erscheinung und das eben ausgesprochene, nach dem englischen Physiker Joule benannte Gesetz an dem beistehend abgebildeten Instrumente (Fig. 11) zeigen. Dasselbe ist ein Thermometer, dessen Quecksilbergefäss nicht eine Kugel, sondern eine mehrfache gebogene Röhre ist. An dem Ende dieser Röhre und dort, wo sie sich mit dem graduirten Theile verbindet, sind Drähte eingeschmolzen. Verbindet man diese mit den Polen einer Batterie, so geht der Strom durch das Quecksilbergefäss, das Quecksilber erhitzt sich, dehnt sich aus und steigt in dem Thermometer, so dass dieses die Erwärmung sichtbar macht.

Ist nun das Volumen des Leiterstückes im Verhältnis zu der in ihm entwickelten Wärmemenge klein, so wird die Temperatur eine sehr hohe werden, weil diese ja davon abhängt, wie viel Wärmemenge in einem Raume zusammengedrängt ist. Lassen

16 X 16

■wir’’daher das Leiterstück aus einem dünnen Drahte bestehen, der wegen seines kleinen Querschnittes einen verhältnissmässig grossen Widerstand hat, so wird sich hier auf engem Raume viel Wärme und deshalb eine hohe Temperatur entwickeln, und unser Draht wird glühend heiss werden, und wenn die Stromstärke gross genug ist, auch schmelzen.

Fig. 11.

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Sehr viel grössere Wärme-Entwicklung und höhere Temperatur erhalten wir im Yolta’schen Lichtbogen. Nähert man, Fig. 12, zwei zugespitzte Stäbe a und b aus Kohle, wie sie zu Bunsen’schen Elementen verwendet wird, mit ihren Spitzen einander, nachdem vorher der Stab a durch cz mit dem einen, b über die mit dem zweiten Pole einer kräftigen Batterie verbunden worden ist, so werden die Spitzen bei der Berührung glühend. Entfernt man sie alsdann von einander, so wird der Strom nicht unterbrochen, sondern geht von der einen Spitze zur andern über. Dabei werden die Spitzen und die dazwischen liegenden Luftschichten weissglühend und strahlen ein intensives Licht aus. Zugleich werden von dem positiven Pole Kohlentheilchen abgerissen und auf die negative Kohlenspitze übertragen. Hierbei bildet sich ein Flammenbbgen, welcher von der einen Spitze zur anderen übergeht. Die Kohlenspitzen, werden dabei langsam aufgezehrt, und zwar die positive, welche auch weit stärker erhitzt wird, in höherem Grade als die negative. Durch dieses Verzehren wird der Zwischenraum zwischen den Spitzen allmälig grösser, es vermag der galvanische Strom den grösser und grösser gewordenen Widerstand nicht mehr zu überwinden, und der Flammenbogen erlischt.

Um diesem Uebelstande abzuhelfen, hat man Vorrichtungen ersonnen, welche die Kohlenspitzen nach Bedarf wieder einander nähern, wie dies der Abschnitt über das elektrische Licht zeigen wird.

Da der Widerstand zwischen den beiden Kohlenspitzen im Lichtbogen ziemlich bedeutend, das Volumen, desselben aber gering ist, so können wir leicht verstehen, dass sich hier eine ganz ausserordentliche Temperatur entwickeln muss, da verhältnissmässig sehr viel Wärme in einem kleinen Raume erzeugt wird. In der That erhalten wir auch im elektrischen Flammenbogen Temperaturen, wie wir sie durch andere Processe nie hätten erzeugen können. Und ebenso ist das ausgestrahlte Licht der weissglühenden Kohlentheilchen ein so intensives, wie es vorher auch nicht annähernd erreicht wurde.

Der ausserordentliche Hitzegrad des Volta’schen Lichtbogens muss naturgemäss die Idee anregen, ihn zur Schmelzung schwer schmelzbarer Substanzen zu benützen. Diesem Gedanken folgend, hat William Siemens bereits vor längerer Zeit einen Schmelzofen für Stahl construirt; in neuerer Zeit wurde das Scbweissen von Stahl und Eisen sowie das Verbinden verschiedener Metalle unter einander mit Hilfe des Volta’schen Bogens zu einer nennenswerthen Ausbildung und praktischen Anwendung gebracht.

Ist der Leiter, welchen der Strom passirt, flüssig und zersetzbar, so wird der Strom eine Zersetzung bewirken.

Das einfachste Beispiel hierfür haben wir in der Zersetzung des Wassers durch den galvanischen Strom. Durchsetzt nämlich der Strom eine Wasserschicht, so zerlegt er dabei das Wasser in seine Bestandtheile, Sauerstoff und Wasserstoff.

Um diese Erscheinung nachzuweisen, bedienen wir uns des nebenstehend ab-

Fig. 1?.

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QK--' gebildeten Apparates (Fig. 13). Hier ragen die Platinbleche pp in oben durch die Hähne BB verschlossene Röhren hinein, welche mit Wasser gefüllt werden können und in das mit Wasser gefüllte Gefäss A tauchen.

Fig. 13.

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B§

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pi.J

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Von den Platinblechen führen Drähte zu den Klemmen KK, die mit den Polen einer Batterie in Verbindung gesetzt werden. Ist dies geschehen, so sieht man sofort von beiden Platinblechen Gasblasen aufsteigen. Wir werden auch alsbald bemerken, dass sich an dem Platinbleche, welches mit dem negativen Pole der Batterie verbunden ist, doppelt soviel Gas entwickelt, als an dem Platinbleche des positiven Pôles. Untersuchen wir die Gase näher, so finden wir, dass das Gas am negativen Pole Wasserstoff, dasjenige des positiven Pôles aber Sauerstoff ist. Die beiden Gase, aus welchen das Wasser besteht, entwickeln sich also getrennt.

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Hätten wir statt der Platinbleche solche von Kupfer etc. genommen, so würde die Gasentwicklung am negativen Pole dieselbe gewesen sein. Am positiven Pole aber, wo sich Sauerstoff entwickelt, wäre entweder gar keine oder nur geringe Gasentwicklung zu bemerken gewesen, dagegen hätte sich das Kupfer bald mit grünem Oxyd bedeckt.

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EI

Der entstehende Sauerstoff' hätte nämlich sofort das metallische Kupfer angegriffen und sich mit ihm vereinigt. Dies ist bei dem Platin nicht möglich, weil dasselbe unter diesen Umständen keine Verbindung mit Sauerstoff eingeht.

Die Menge der in der Zeiteinheit, z. B. in der Minute oder Stunde, entwickelten Gasmenge ist der Stromstärke des zersetzenden Stromes verhältnissmässig gleich, so dass also der doppelt, dreimal so starke Strom auch die doppelte, dreifache Gasmenge in der Minute liefert. Diesen Umstand können wir benützen, um die Stromstärke eines Stromes zu bestimmen. Wir brauchen zu diesem Zwecke bloss das entwickelte Gas in einer graduirten Röhre aufzusammeln und zu messen. Wenn wir nun wfissen, wie viel ein Ampère Stromstärke an Gas in der Minute entwickelt, können wir leicht die Stromstärke aus der Menge des erhaltenen Gases bestimmen.

Wir wollen aber gleich hier hinzufügen, dass wir weit bessere Mittel besitzen, um Stromstärken zu bestimmen und zu vergleichen. Wir werden dieselben in einem späteren Abschnitte kennen lernen.

Eine Zersetzung anderer Art erhalten wir, wenn wir den Strom durch die Auflösung eines Metallsalzes gehen lassen. Ein Metallsalz ist die Verbindung einer Säure (Schwefelsäure, Salpetersäure etc. etc.) mit einem Metalloxyd; Metalloxyd ist die Verbindung eines Metalles mit Sauerstoff.

Diese Zersetzung können wir mittelst des Apparates Fig. 14 deutlich zeigen. In dem Metallring R liegt die kupferne Schale P. In dieselbe kann der kupferne Stab E, der durch das metallene Stativ S gehalten wird, eingesenkt werden, bis er den Boden nahezu berührt. Wir füllen nunmehr die Schale mit einer Lösung von Kupfervitriol (schwefelsaures Kupferoxyd), verbinden die Schale mit dem negativen, das Stativ mit dem positiven Pole einer Batterie. Der Strom wird alsdann von der Stange E durch die Flüssigkeit zur Schale P gehen. Hierbei zersetzt er das Kupfervitriol und scheidet am negativen Pole, an der Schale P, Kupfer ab, welches sich an der Wandung der Schale ansetzt. Am positiven Pole werden der Sauerstoff des Oxydes und die Schwefelsäure abgeschieden. Der Sauerstoff greift sofort das Kupfer des Stabes E an und

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bildet Kupferoxyd, welches sich mit der freien Schwefelsäure zu schwefelsaurem Kupferoxyd vereinigt. An der Stelle des zersetzten Kupfervitrioles wird aber neues

Kupfervitriol gebildet. Dieser Pro-cess geht ununterbrochen weiter, so lange der Strom dauert und der Stab È noch nicht aufgezehrt ist.

Ganz gleiche Erscheinungen erhalten wir, wenn wir statt des Kupfervitriols ein anderes Metallsalz nehmen; doch ist hierbei zu beachten, dass die Menge Metall, welche bei derselben Stromstärke pro Zeiteinheit niedergeschlagen wird, für die verschiedenen Metalle verschieden ist.

Fig. 14.

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Die chemische Wirkung des Stromes, welche man mit dem Kamen Elektrolyse bezeichnet, stellt die umgekehrte Erscheinung zur Elektricitätserregung durch chemische Processe dar: bei der elektrolytischen Trennung der Stoffe wird Elektricität verbraucht; bei chemischer Vereinigung wird Elektricität erzeugt und darauf basiren eben die galvanischen Batterien. In diesen vereinigt sich die Schwefelsäure mit dem Zink und erzeugt schwefelsaures Zinkoxyd. Wir sehen also, dass einerseits der elektrische Strom schwefelsaures Zinkoxyd zersetzen oder anderseits die Vereinigung von Schwefelsäure Zink und Sauerstoff zu schwefelsaurem Zinkoxyd Elektricität erzeugen kann.

Wenn wir nun den Zinkverbrauch in einer galvanischen Batterie auf das Genaueste bestimmen und alle Verluste an Elektricität vermeiden könnten, so würden wir finden, dass derselbe Strom ebensoviel Zink aus einer Lösung von schwefelsaurem Zink niederschlägt, als er in der Batterie verbraucht. In Wirklichkeit werden wir weniger erhalten, weil ein Theil des erzeugten Stromes durch den Widerstand in Wärme verwandelt wird, also für die Zersetzung verloren geht. Ziehen wir aber auch diesen in Rechnung, so erhalten wir den Satz: dass der Strom ebensoviel Zink niederschlägt, als er selbst zur Erzeugung verbraucht.

B. Die Wirkungen des Stromes ausserhalb des Stromkreises.

Die Secundärbatterien (Accumulatoren).

CS‘:

ruhiges, und erlischt selbst bei stärkeren Stromsc

PB

Die elektrischen Uhren.*;

A. Hartleberrs Verlag In Wien. Pest und Leipzig.

¹

Der Ausgleich zwischen zwei Elektricitätsmengen ist umso heftiger, je grösser der Unterschied ihrer Dichtigkeit ist, wenn beide Elektricitätsmengen von derselben Art, oder j e grösser die Summe der beiden Dichtigkeiten, wenn beide Mengen von verschiedener Art sind. Dieser Unterschied der Dichtigkeiten gleicher oder die Summe der Dichtigkeiten ungleicher Elektricitäten heisst Spannungsdifferenz oder elektromotorische Kraft.

²

Quadrat einer Zahl ist die Zahl mit sich seihst multiplicirt. Das Quadrat von 16 ist also: = 256.

2²

B. Die Wirkungen des Stromes ausserhalb des Stromkreises.

Die Wirkung des Stromes auf die Magnetnadel.

Als die Physiker anfingen, sich mit der Elektricität zu beschäftigen, fielen ihnen bald die mannigfachen Beziehungen zwischen Elektricität und Magnetismus auf, und man war eifrig bestrebt, der vermutheten Verwandtschaft zwischen beiden auf den Grund zu kommen. Es gelang dies endlich im Jahre 1820 dem dänischen Physiker Oersted durch seine Entdeckung der Nadelablenkung durch den galvanischen Sti'om.

Er stellte den Versuch an, indem er den Strom durch einen Draht über die Nadel hin leitete. Kaum war der Strom geschlossen, als die Nadel auch von ihrer Lage abgelenkt wurde. Führte er den Strom unter der Nadel hin, so wurde sie nach der entgegengesetzten Seite abgelenkt. Wechselte er die Richtung des Stromes, so trat auch ein Wechsel in der Richtung der Ablenkung ein. Diese Entdeckung erregte grosses Aufsehen in der wissenschaftlichen Welt und wurde alsbald der Gegenstand des eifrigsten Studiums.

Um die Richtung der Ablenkung jederzeit leicht bestimmen zu können, hat Ampère die Regel gegeben:

Man denke sich eine menschliche Figur mit dem Strome, den Kopf nach vorne schwimmend, und das Gesicht der Nadel zugewendet; alsdann wird der Nordpol nach links abgelenkt werden.

Wenn daher in Fig. 15 bei dem mit A bezeichnten Schema die Nadeln unter, bei dem mit B bezeichneten aber über dem Strome liegen, so werden sie nach unserer Regel so abgelenkt, wie es in der Figur zu sehen ist.

Die Grösse der Ablenkung wird von der Stromstärke abhängen; und umgekehrt können wir von jener Grösse auf die Stromstärke schliessen, so dass uns hierin ein bequemes Mittel geboten ist, die Stromstärke zu messen und zugleich die Stromrichtung zu ermitteln.

Fig. 16.

Fig. 15.

Ein sehr einfaches derartiges Instrument, Galvanoskop genannt, das allerdings nur zu einer rohen Messung tauglich ist, stellt Fig. 16 dar. Um ein Holzrähmchen sind einige Windungen von Draht gelegt, welcher behufsIsolirung mit Baumwolle oder Seide umsponnen ist. In dem Rähmchen schwingt eine Magnetnadel. Geht nun ein Strom durch die Windungen, so wirken alle Windungen in gleicher W eise auf die Nadel und lenken sie, je nach der Richtung des Stromes, nach rechts oder links ab.

Um sehr schwache Ströme wahrnehmbar zu machen, bedient man sich des Multiplica-tors, welcher in Fig. 17 ^-= abgebildet ist. Hier sind mehrere tausend Windungen von feinem, um- 5«= sponnenen Draht um ein Holzrähmchen gelegt. Innerhalb des Rähmchens schwingt eine kleine, dünne Magnetnadel, die an einem Coconfaden hängt. Mit ihr verbunden ist eine zweite Magnet-

Fig. 17.

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nadel, welche über den Windungen sich bewegt und die Ablenkung sichtbar macht. Die Anordnung der beiden Magnetnadeln ist so, dass die obere Magnetnadel von dem

Fig. 18.

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0.

Strom im gleichen Sinne mit der unteren abgelenkt wird, beider Bewegungen also einander unterstützen.

IV

Das allerfeinste Messinstrument ist aber das Spiegelgalvanometer. Um den Gebrauch dieses Instrumentes zu verstehen, müssen wir uns mit den Spiegelablesungen bekannt machen, durch welche noch die kleinsten Ablenkungen beobachtet und gemessen werden können.

Fig. 19.

St

iTś K

In der Figur 18 bedeutet F ein Fernrohr, über welchem ein Maasstab aufgestellt ist. NS ist die Magnetnadel, auf welcher senkrecht ein kleines Spiegelchen ss steht. Wenn nun die Nadel abgelenkt wird, so erblickt man in dem Spiegel den Theilstrich Q; dreht sich die Nadel mit dem Spiegel, so wird auch ein anderer Theilstrich im Fernrohre sichtbar werden, so dass wir aus dem gesehenen Theilstrich auf die Ablenkung schliessen können. Ist das Fernrohr dem Spiegel nicht zu nahe, so wird schon die leiseste Verrückung von SN eine merkliche Vei'schiebung des gesehenen Theilstriches im Fernrohr hervorrufen, so dass auch die schwäch-| sten Zuckungen der Nadel hierdurch I sichtbar werden.

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Diese Ablesung wendet man nun bei dem nachstehend beschriebenen Instrumente an. Auf einem Gestell (Fig. 19) sitzen die beiden Drahtrollen R und R, welche aus mehreren tausend Windungen bestehen. Zwischen ihnen hängt an . einem Coconfaden der Magnet M. Es ist ein kleiner glockenförmig zusammengebogener Hufeisenmagnet, welchen man darum Glockenmagnet nennt.

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Der Magnet sitzt an einer leichten Stange, welche auch das kleine Spiegelchen trägt, das sich mit dem Magneten bewegt. Der Spiegel spielt innerhalb eines durch eine Glasplatte geschlossenen Gehäuses, auf welchem die Glasröhre V steht. In dieser hängt der Coconfaden, der oben an einer Aufhängungsvorrichtung befestigt ist. Diese Spiegelgalvanometer sind ausserordentlich empfindlich und genau, so dass sie zu den vollendetsten Mess-Instrumenten gehören, die wir kennen.

Der Elektro-Magnetismus.

Fig. 20.

Fig. 21.

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Gleich nach Oersted’s Entdeckung wurde durch A rago und Andere eine weitere Beziehung zwischen Elektricität und Magnetismus entdeckt. Man hatte nämlich bemerkt, dass der Leitungsdraht eines geschlossenen Stromes Eisenfeilspäne anzieht und hierdurch kam man auf den Gedanken, dass der Strom Magnetismus    ^

erzeugen könne.    ^

erum-

Dies erreicht man auch in der That in der einfachen Weise, dass man einen isolirten Leitungsdraht in Windungen um von weichem Eisen) (siehe Fig. 20) einen Stab il führt und den Strom hindurchschickt. Alsdann nimmt derEisenkern sofort einen starken Magnetismus an. Der Südpol dieses Magneten liegt dabei an dem Ende des Stabes, von welchem aus der Strom im Sinne des Uhrzeigers kreisend gesehen wird.

Diesen durch den ^ galvanischen Strom er- «s zeugten ' Magnetismus heisst man Elektro - Magnetismus und Magnete von der beschriebenen Art Elektro-Magnete.

Um grössere Wirkungen zu erzielen, biegt man den Stab hufeisenförmig um und erhält alsdann Elektro-Magnete von der Form, wie sie Fig. 21 darstellt. Dergleichen Elektro-Magnete übertreffen bei weitem die aus Stahl hergestellten sogenannten permanenten Magnete.

Die elektrodynamischen Wirkungen.

Bei dem Studium der magnetischen Wirkungen des galvanischen Stromes kam der geniale französische Physiker Ampère auf die Vermuthung, dass auch zwei Ströme aufeinander eine Wirkung ausüben könnten, und seine Vermuthung wurde durch die angestellten Versuche auf das glänzendste bestätigt.

Wenn man nämlich zwei parallele Drähte, die in Fig. 22 schleifenförmig gebogen sind, so aufhängt, dass sie sich einander nähern oder von einander entfernen können, so werden dieselben einander anziehen oder abstossen, wenn sie von Strömen durchflossen werden. Hierbei bedient mau sich der Aufhängungsdrähte als Zuleitungen.

Es findet sich nun, dass die parallelen Ströme einander anziehen, wenn sie gleiche Richtung haben, dagegen sich abstossen, wenn die Richtungen entgegengesetzte sind.

Dieses Gesetz gilt aber nicht nur für parallele Ströme, sondern auch für solche, die sich kreuzen, aber die Wirkung der Ströme aufeinander wird wieder um so schwächer, je mehr die Ströme von dem Parallelismus entfernt sind. Die Wirkung solcher gekreuzter Ströme auf einander wird immer eine solche sein, dass die Ströme sich parallel und gleichgerichtet zu stellen suchen. Die aufeinander einwirkenden Stromtheile könnten dabei auch demselben Stromkreise angehören, so dass die Wirkung auch wahrzunehmen ist, wenn wir bei dem Apparate (Fig. 22) die beiden parallelen Leitungen hintereinander in demselben Stromkreis einschalten.

Fig. 22.

Um diese Wirkung des Stromes, mit dem Ausdrucke „elektro-dynamische“ bezeichnet, recht deutlich zu zeigen, bedient man sich der in Fig. 23 dargestellten Vorrichtung, welche Ampère angegeben hat. Auf einem Brette steht eine Säule, welche zwei Arme trägt, die in zwei übereinander liegenden Quecksilbernäpfen endigen. In diese Quecksilbernäpfe tauchen die umgebogenen und zugespitzten Enden der kleinen Vorrichtung S. Diese besteht aus einigen Windungen Draht, welche einen cylindrischen Kaum umschliessen ; die Figur lässt dies ohne Weiteres erkennen.

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Fig. 23.

•S

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+\

Hängt man dieses Solenoid, wie Ampère die Vorrichtung S genannt hat, mit seinen Enden in die Quecksilbernäpfe, so kann es sich um die durch die Spitzen gehende Axe drehen. Werden darauf die Quecksilbernäpfe mit den Polen einer Batterie verbunden, so durchläuft der Strom das Solenoid. Sobald der Strom geschlossen ist, stellt sich das Solenoid in die Richtung Nord-Süd ein; kehrt man den Strom um, so wendet sich das vorher nach Norden zugewandte Ende nach Süden.

Nähert man dem j vom Strom durch-1 flossenen Solenoid

Fig. 244.

einen Magnetstab, so wird das eine Ende des Solenoides vom Nordpol des Magneten angezogen, das andere dagegen abgestossen; vertauscht man den Nord- mit dem Südpol, so kehrt sich das Verhältniss um. Nimmt man alsdann statt des Magnetstabes ein zweites Solenoid, welches gleichfalls vom Strome durchflossen wird, so hat dieses Solenoid auf das erste genau die gleiche Wirkung wie ein Magnet.

LvXJ,

Die Solenoide verhalten sich also gerade wie Magnete. Diese Erscheinung veranlasste Ampère zu einer ganz neuen Theorie des Magnetismus. Er sagte nämlich: die Magnete sind nichts anderes als Solenoide: die Erscheinungen, welche wir mittelst derselben hervorrufen können, beruhen darauf, dass die Eisentheilchen von vielen kleinen parallelen Strömen umflossen werden, welche alle vou gleicher Richtung sind.

Fig. 24B.

A A AA/

Diese kleinen Strömchen werden sich in einem einzelnen Querschnitte zum Theil aufheben und es bleiben uns die Theile, welche auf den Rand des Querschnittes fallen (Fig. 24, A). Wir können uns demgemäss also den Magneten vorstellen, als sei er aussen von parallelen und gleichgerichteten Kreisströmen durchflossen, wie Fig. 24B es vorstellt.

Der Südpol des Magneten wird alsdann auf der Seite liegen, auf welcher wir die Ströme im Sinne des Uhrzeigers laufen sehen. Wenn wir also die Solenoide in Fig. 23 uns betrachten, werden wir leicht erkennen, dass sie bei der angedeuteten Stromrichtung Nord- und Südpol an den Stellen n und s haben.

Jetzt erklärt sich auch leicht, warum der Strom auf eine Magnetnadel wirkt. Wenn der Strom längs der NadeT über dieselbe hinläuft, kreuzt er die Ströme, welche den Magneten bilden. Indem er nun diese Ströme zu seiner eigenen Richtung parallel zu stellen sucht, bewirkt er die Ablenkung der Nadel.

Durch die Ampère’sche Theorie sind also die magnetischen Erscheinungen und die magnetischen Wirkungen des Stromes auf eine Erscheinung zurückgeführt, auf die elektro-dynamische, die Anziehung und Abstossung paralleler Ströme. Diese Vereinfachung gewinnt aber noch mehr Bedeutung, wenn wir die Erzeugung von Strömen durch Magnetismus betrachten, zu welcher wir nunmehr übergehen.

Die Induction.

Fig. 25.

Im Jahre 1831 entdeckte Faraday eine neue Wirkung des elektrischen Stromes. Er fand, dass der elektrische Strom ausserhalb seines Stromkreises in einem anderen geschlossenen Leiter einen Strom erzeugen kann. Wenn nämlich (Fig. 25) der Theil A A¹ des Stromkreises sich in der Nähe eines anderen geschlossenen Leiters BB¹ befindet, so wird jedesmal, wenn der Strom in A A¹ geschlossen oder geöffnet wird, ein kurzer Strom in BB¹ entstehen.

Diese Erzeugung eines neuen elektrischen Stromes in einem anderen Leiter heisst man Induction; den erzeugenden Strom nennt man den primären, inducirenden oder Hauptstrom, den erzeugten den secundären oder In-ductionsstrom.

A B"

Die ' Inductionswirkung findet aber nicht nur bei dem Entstehen und Vergehen des Hauptstromes statt, sondern auch bei jedem Wechsel der Stromstärke desselben. Denn wir können uns vorstellen, dass das Anschwellen des Stromes durch das Entstehen eines neuen Zusatzstromes hervorgebracht wird, das naturgemäss eine Induktionswirkung zur Folge hat.

Anderseits kann das Schwächerwerden des primären Stromes als das Vergehen eines Theil es desselben aufgefasst werden, und auch dieses wird nach dem Gesagten eine Inductionswirkung hervorbringen.

Die bei dem Entstehen und Vergehen des Hauptstromes erzeugten Inductions-ströme sind nun ihrer Richtung nach einander entgegengesetzt. Das Entstehen des Hauptstromes bewirkt einen Inductionsstrom, welcher die umgekehrte Richtung des Hauptstromes hat. Das Vergehen des Hauptstromes erzeugt dagegen einen gleichgerichteten Inductionsstrom.

Um dergleichen Inductionsströme von grosser Stärke zu erzeugen, wickelt man den primären Leiter zu einer Spule von mehreren hundert Windungen zusammen und umgibt ihn mit einer zweiten Spule, auf welcher der secundäre, sehr dünne Draht, auf das Allersorgfältigste isolirt, in 20 000—30 000 Windungen aufgewickelt ist.

Solche Apparate (Fig. 26), welche der Pariser Mechaniker Ruhmkorff in besonderer Vollkommenheit baute, geben einen ununterbrochenen Funkenstrom von 5—30 Cm. Länge.

Das Schliessen und Oeffnen des Stromes wird durch eine eigene Vorrichtung, durch den inducirenden Strom selbst bewirkt. Dieser macht den Eisenkern bei f' magnetisch und veranlasst dadurch den Hebel L, der auf seinem linken Ende einen kleinen Anker trägt, zu einer Drehung, wodurch der am rechten Hebelende befestigte Stift aus dem Quecksilber bei M gehoben wird. Da nun aber der inducirende Strom seinen Weg durch das Quecksilber und den Stift nehmen muss, wird er hierdurch

unterbrochen und der Eisenkern wieder uninagnetisck. Nun schnellt der Hebel wieder zurück und stellt abermals den Stromschluss her

Hie Inductionswirkung eines Stromes findet aber nicht nur zwischen zwei verschiedenen Leitern, sondern auch zwischen zwei verschiedenen Tlieilen eines und desselben Stromes statt. Wickeln wir nämlich einen iibersponnenen Draht zu einer Spule zusammen, so wird, wenn wir einen Strom durch dieselbe leiten, beim Entstehen und Aufhören des Stromes, jede Windung auf alle anderen Windungen inducirend •ł wirken. Beim Entstehen wird also ein entgegen-gesetzter Strom hervor-Bjgp gerufen, der Strom jjj^J schwächt sich also an-^ fangs selbst und erreicht erst allmälig seine volle Stärke. Beim Aufhören hingegen wird ein gleichgerichteter Strom erzeugt und der Strom verschwindet also mit einem mächtigen Stosse. Dieser im eigenen Stromkreise erzeugte Strom heisst der Extrastrom.

Neben dem Entstehen und Vergehen des Hauptstromes existirt aber noch eine zweite Veranlassung für Inductionswirkung, nämlich die Annäherung und Entfernung des Hauptstromes an den secuudären Leiter.

Denken wir uns z. B. in Fig. 22 den einen Leiter von einem Strome durchflossen, den anderen geschlossen, so wird in diesem letzteren ein entgegengesetzter Strom entstehen, wenn wir den ersteren ihm annähern, dagegen ein gleichgerichteter, wenn wir den primären Strom vom secundären Leiter entfernen. Die so inducirten Ströme dauern solange an, als die Bewegung des primären Leiters dauert.

Wenn wir nun den primären Strom annäliern, so entsteht im secundären Leiter ein entgegengesetzter Strom; entgegengesetzte Ströme stossen sich aber ab, wie wir vorhin gezeigt haben. Wir werden daher beim Annähern den Druck der Abstossung überwinden müssen. Wenn wir dagegen den primären Strom entfernen, wird ein gleichgerichteter Inductionsstrom erzeugt; gleichgerichtete Ströme ziehen sich aber an, so dass wir hier den Druck der Anziehung zu überwinden haben. In beiden Fällen müssen wir also Kraft anwenden, und wir sehen also, dass wir es bei dieser Inductionswirkung mit einer Verwandlung von mechanischer Kraft in Elektricität zu thun haben. Wir haben somit hier die Umkehrung der elektro-dynamischen Wirkung vor uns, bei welcher durch Elektricität mechanische Kraft erzeugt wurde.

Bei der Besprechung der elektro-dynamischen Wirkung hatten wir aber die Anschauung kennen gelernt, dass der Magnetismus eine Folge der elektro-dynamischen Wirkung der parallelen Molecularströme sei.

Wenn diese Anschauung nun richtig ist, wenn wirklich der Magnet aus solchen parallelen Strömen besteht, alsdann muss auch die Annäherung oder Entfernung eines Magneten an einen Leiter Inductionsströme heiworrufen, und dies ist auch thatsächlich der Fall.

u. s. w.

--------—

Fig. 2fi.

A-%

all 1,

Mi

Wenn wir den Südpol des Magneten NS (Fig. 27) den geschlossenen Leiter L nähern, so entsteht in ihm ein entgegengesetzter Inductionsstrom, der somit die vorgezeichnete Richtung hat. Entfernen wir dagegen den Pol von dem Leiter, so wird ein gleichgerichteter Strom entstehen, der also der bezeichneten Richtung entgegengesetzt ist.

Denken -wir uns nunmehr den Magnetpol beständig hin- und herbewegt, wobei er sich dem Leiter abwechselnd nähert oder sich von ihm entfernt, so werden im Leiter unaufhörlich Ströme von wechselnder Richtung entstehen, sogenannte Wechselströme. Bringen wir nun eine Vorrichtung an, durch welche die Ströme abgeleitet und zugleich stets in eine Richtung gelenkt werden, so können wir durch Hin- und Herbewegen des Magneten gleichgerichtete Ströme

Fig. 27.

erzeugen.

JV

Denken wir uns nun weiter noch, der Magnet sei durch einen Elektro-Magneten ersetzt, und der erzeugte Strom werde durch diesen Elektro-Magneten hindurchgeleitet. Ist nun das Eisen des Elektro-Magneten nur / k ganz wenig magnetisch, so wird der Elektro- \

Magnet beim Bewegen anfangs einen schwachen \

Strom erzeugen; dieser wird aber den Magnetismus des Magneten verstärken, es werden daher stärkere Ströme erzeugt, die wiederum den Magnetismus des Elektro-Magneten vermehren, und in dieser Weise erhalten wir bald einen starken Strom, der lediglich durch das Bewegen der Elektro-Magneten hervorgebracht wird.

Dies ist das in den dynamo-elektrischen Maschinen angewendete Princip. Mittelst dieses Principes können wir nun Ströme von jeder Grösse aus mechanischer Kraft erzeugen und die Entdeckung derselben hat die Elektricität allgemein anwendbar gemacht.

Kurze Zusammenfassung der elektrischen Hauptgesetze.

1.    Es gibt zwei Arten von Elektricität, positive und negative.

2.    Gleichnamige Elektricitäten stossen sich ab, ungleichnamige ziehen sich an.

3.    Die Verbreitung der Elektricität durch die Körper heissen wir die Leitung derselben. Manche Stolle vermitteln eine rasche Verbreitung, während bei anderen die Verbreitung sich nur langsam vollzieht oder fast gänzlich verhindert wird. Die ersteren heisst man gute, die letzteren schlechte Leiter. Isolation heisst das Umgeben eines guten mit einem möglichst schlechten Leiter, wodurch die Elektricität des guten Leiters in demselben zurückgehalten wird.

4.    Ein elektrischer Körper trennt in einem ihm genäherten Leiter die bis dahin verbundenen beiden Elektricitäten, indem er die ungleiche anzieht, die gleiche abstösst. (Influenz.)

5. Werden zwei Elektricitätsmengen ungleicher Art in leitende Verbindung miteinander gebracht, so gleichen sie sich aus, wenn sie an Menge gleich sind. Sind sie an Menge ungleich, so wird von der überwiegenden so viel vernichtet, als die andere beträgt. (Elektrischer Ausgleich.)

G. Werden an zwei Punkten eines Leiters beständig Elektricitäten verschiedener Art oder verschiedener Dichtigkeit erzeugt, so findet ein beständiger Ausgleich zwischen den beiden Punkten statt. (Elektrischer oder galvanischer Strom.)

7. An allen Punkten eines Leiters, in welchem ein Strom stattfindet, wird Elektricität vorhanden sein, aber für die verschiedenen Punkte von verschiedener Dichtigkeit. Am grössten wird die Dichtigkeit in den beiden Punkten sein, in welchen die Elektricitäten erzeugt werden. Von diesen beiden Punkten aus fällt die Dichtigkeit mehr und mehr nach der Mitte hin ab.

8. Je grösser die Spannung zwischen zwei Punkten ist, desto rascher wird sich der Ausgleich vollziehen. Dieser wird aber ausserdem noch durch den Widerstand des Leiters bestimmt. Je grösser dieser ist, um so schwächer und langsamer ist der Ausgleich.

11.    Der Strom entwickelt in jedem Leiterstücke Wärme, und um so mehr, je grösser der Widerstand dieses Stückes und je grösser die Stromstärke ist.

9.    Die Elektricitätsmengen, welche sich pro Zeiteinheit, z. B. pro Secunde aus-gleichen, oder, wie man auch sagt, durch einen Querschnitt des verbindenden Leiters fliessen, drücken die Stromstärke aus.

10.    Spannung, Widerstand und Stromstärke stehen in einem einfachen Zusammenhänge. Die Stromstärke ist gleich der Spannung zwischen zwei Punkten, dividirt durch den zwischen beiden Punkten liegenden Widerstand. (Ohm’sches Gesetz.)

12.    Der Strom zersetzt flüssige Leiter. (Elektrolyse.)

13.    Der Strom lenkt die Magnetnadel ah; der Sinn der Ablenkung hängt von der Richtung des Stromes und der Lage der Magnetnadel ab.

14.    Der Strom erzeugt Magnetismus im Eisen, wenn er dasselbe umkreist. (Elektro-Magnetismus.)

15.    Parallele Ströme ziehen sich an, wenn ihre Ströme gleich gerichtet sind, stossen sich aber ab, wenn dieselben entgegengesetzt laufen. Gekreuzte Ströme suchen sich parallel und gleichgerichtet zu stellen. (Elektro-dynamische Wirkung.)

16.    Die magnetische Anziehung und Abstossung erklärt sich aus dem Vorhandensein sehr kleiner (molecularer) paralleler Ströme in den Magnettheilchen.

17.    Ein elektrischer Strom erregt in einem geschlossenen Leiter, der nicht mit ihm leitend verbunden ist, einen kurzen elektrischen Strom, wenn er entsteht, vergeht, oder sich in seiner Stromstärke ändert. (Induction.)

Beim Anwachsen erregt er einen entgegengesetzten, beim Verschwinden einen gleichgerichteten Strom.

Den erregenden Strom heisst man primären oder Hauptstrom, den zweiten den secundären oder inducirten Strom.

18.    Ein elektrischer Strom erregt in gleicher Weise einen Inductionsstrom, wenn er sich, ohne seine Stärke zu ändern, dem geschlossenen Leiter nähert oder von ihm entfernt. Im ersteren Falle erzeugt er einen entgegengesetzten, im letzteren einen gleichgerichteten Strom.

19.    Da der Magnetismus auf der Existenz paralleler Ströme im Eisen beruht, so muss auch ein Magnet in einem geschlossenen Leiter Ströme erzeugen, wenn sein Magnetismus zu- oder abnimmt, oder er sich dem Leiter nähert oder von ihm entfernt.

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Die Erzeugung der Elektricität

Von Th. Schwartze.

Einleitung.¹)

Bis weit hinein in clie zweite Hälfte des achtzehnten Jahrhunderts kannte man nur die Reibungselektricität, deren Auftreten bereits 500 Jahre vor Christi Geburt der griechische Philosoph Thaies von Milet am geriebenen Bernstein erkannte und welche später auch am Glas nachgewiesen wurde, wobei sich der Unterschied von negativ und positiv zwischen der Harz- und Glaseiektricität herausstellte. Weiter war, bis kui’z vor Anfang des letzten Jahrzehntes des vorigen Jahrhunderts über die Erscheinungsformen der Elektricität nichts bekannt.

Im Jahre 1789 endlich bemerkte der italienische Arzt Luigi Galvani gelegentlich der Präparirting von Froschschenkeln, dass diese Schenkel wie wiederbelebt in Zuckung geriethen, als er dieselben zufällig mittelst eines kupfernen Häkchens an einer eisernen Geländerstange aufhing.

Die Kunde von der sonderbaren Entdeckung Galvani’s erregte unter den Physikern seiner Zeit das grösste Aufsehen und Tausende von Fröschen mussten ihr Leben lassen, damit man an ihren Schwimmfüssen der wunderbaren Kraftwirkung nachforschen konnte, wobei man vielfach darauf ausging, möglicherweise eine Spur des Lebensprincips wahrzunehmen.

Zur richtigen Erkenntniss der hier zu Grunde liegenden Ursache kam erst Alessandro Yolta, ein Landsmayn Galvani’s, welcher die Elektricitätserregung bei der gegenseitigen Berührung zwischen zwei verschiedenen Metallen erkannte und daraufhin die Lehre von der Contact-Electricität begründete. Im Jahre 1800 con-struirte Yolta auf Grundlage dieses Princips den nach ihm benannten eigenthümlichen elektrischen Apparat, die Volta’sche Säule, bei welcher die durch den Contact verschiedenartiger Körper hervorgerufene chemische Wirkung zur Elektricitätserregung benutzt wird.

Der erste Volta’sche Apparat bestand aus einem Streifen Zink und einem Streifen Kupfer, welche beide in ein mit angesäuertem Wasser gefülltes Gefäss eingetaucht und dann miteinander in Berührung gebracht wurden.

Während hei der Berührung zweier verschiedenartiger trockener Metalle nur eine momentane elektrische Erregung, ein elektrisches Aufzucken zum Vorschein kommt, entsteht bei der Volta’schen Säule ein fortdauernder elektrischer Strom.

Man hat versucht, die sonderbare Erscheinung, welche in dieser besonderen Elektricitäts-Erregung zutage tritt, zu erklären. Yolta selbst, der Begründer der sogenannten Contact-Theorie war der Meinung, dass zwei in verschiedenen elektrischen Zuständen sich befindende Metalle bei der gegenseitigen Berührung in eine gewisse elektrische Spannung gerathen, weil sich dabei die vorher vereinigten und im Gleichgewichtszustände befindlichen Elektricitäten derartig vertheilen, dass in dem einen Metall positive, in dem anderen Metall negative Elektricität abgeschieden wird.

Diese Abscheidung der Elektricitäten erfolgt momentan, worauf sich wiederum ein neutraler Gleichgewichtszustand einstellt, in welchem die beiden entgegengesetzten Elektricitäten durch die gegenseitige Einwirkung sich in ihrem gespannten Zustande erhalten.

Will man mittelst solcher verschiedenartiger elektrischer Körper, die wir uns hier vorläufig als eine Zink- und Kupferplatte denken wollen, einen dauernden elektrischen Strom erzeugen, so muss man die beiden Platten mit einer Flüssigkeit in Berührung bringen, welche auf das eine Metall eine auf lösende Wirkung ausübt, so dass nunmehr die chemische Erregung zur Wirkung kommt, welche eine fortdauernde Ausscheidung der beiden entgegengesetzten Elektricitäten zur Folge hat. Diese Flüssigkeit besteht aus Wasser, das mit etwas Schwefelsäure vermischt ist. Bei dem Eintauchen der Zinkplatte in dieses angesäuerte Wasser wird sofort die chemische Wirkung bemerkbar; es entwickeln sich Gasbläschen und das Zink wird allmälig aufgelöst.

Wird aber die Kupferplatte noch neben der Zinkplatte mit einem kleinen Abstand von dieser in das angesäuerte Wasser eingetaucht und hierauf eine Verbindung zwischen den beiden Platten durch einen Kupferdraht herbeigeführt, so wird die chemische Wirkung sofort bedeutend stärker und die Wasserstoffbläschen scheiden sich aus dem Wasser au der Kupferplatte aus, während das Zink nach wie vor den Sauerstoff des Wassers verzehrt und dabei sich immer mehr in dem sauren Wasser auflöst.

So lange der elektrische Stromkreis durch den Draht zwischen den Zink und Kupfer geschlossen bleibt, geht von dem Kupfer positive Elektricität nach dem Zink und von da durch die Flüssigkeit wieder auf das Kupfer über.

Das Vorhandensein dieses elektrischen Stromes lässt sich leicht nachweisen. Ein feiner kurzer Platindraht, mit welchem die Verbindung der Kupfer- und Zinkplatte bewirkt wird, erwärmt sich (vergl. S. 19) und kann selbst glühend werden. Windet man den Draht, mit welchem die beiden Platten verbunden werden, spiralförmig und schiebt einen kleinen Compass in diese Spirale hinein, so übt der durch die Spirale hindurch gehende Strom eine magnetische Wirkung auf die Magnetnadel aus (s. S. 22), indem er dieselbe aus ihrer Richtung ablenkt: ausserdem kann man noch chemische Wirkungen und bei genügender Spannung selbst Funken mit der Volta’schen Säule hervorbringen.

Um die hier vorkommenden Erscheinungen eingehender zu studiren, kann man noch die folgenden Versuche anstellen: Man taucht zuerst das Zink für sich allein in das mit ungesäuertem Wasser gefüllte Glasgefäss ein, worauf alsbald die schon bemerkte Entwicklung von Wasserstoffbläschen zum Vorschein kommt, und hierbei erwärmt sich die Flüssigkeit allmälig, was als ein Beweis dafür gelten kann, dass chemische Spannkraft in Wärme verwandelt wird; ausserdem lässt sich aber auch noch nachweisen, dass sowohl das Zink wie die Flüssigkeit sich in einem elektrisch erregten Zustande befinden. Dieser Zustand ist die Ursache, dass eine Trennung der Elektricitäten stattfindet, wobei die negative Elektricität auf das Zink übergeht; die positive dagegen in der Flüssigkeit sich anhäuft. Diese Trennung der beiden entgegengesetzten Elektricitäten dauert aber nur so lange fort, bis die nach Wiedervereinigung strebende Anziehungskraft derselben sich mit der ihre Trennung verursachenden Gegenkraft, die in der chemischen Wirkung vorhanden ist, in das Gleichgewicht gesetzt hat. Durch die Vergrösserung der Zinkplatte und der Flüssigkeit kann man aber den Zeitpunkt dieser Wiedervereinigung der beiden Elektricitäten hinausschieben und dadurch eine vergrösserte Ansammlung von Elektricität auf der Zinkplatte und in der Flüssigkeit hervorrufen. Taucht man nun neben dem Zink auch noch eine mit einem Drahte verbundene Kupferplatte in die Flüssigkeit ein und verbindet die beiden Drähte mit. dem Erdboden, so strömen die entgegengesetzten Elektricitäten nach der Erde ab, woselbst wiederum eine Vereinigung derselben stattfindet; dasselbe wird erreicht, wenn man die Zink- und Kupferplatte in der vorher beschriebenen Weise durch einen Kupferdraht oder überhaupt durch einen Metalldraht verbindet.

Man sieht hieraus, dass bei dieser Elektricitätserregung verschiedenartige

Vorgänge ins Spiel treten, einmal der Contact verschiedenartiger Körper und alsdann die chemische Wirkung. Volta und auch noch eine Anzahl jetzt lebender Physiker wollen die Hauptursache der Elektricitätserregung in der Contactwirkung suchen; andere halten dafür, dass der chemische Process der eigentliche Elektricitäts-erreger sei.

Um nun eine klare Anschauung von dem sich hier abspielenden Vorgänge zu gewinnen, wollen wir uns nochmals den einfachen trockenen Contact zwischen zwei verschiedenen Metallen — Zink und Kupfer — vergegenwärtigen. Bei dieser Berührung geht die positive Elektricität in das Zink, die negative in das Kupfer über, weshalb man das Zink als das elektro-positive und das Kupfer als das elektro-negative Metall bezeichnet. Bringt man das Zink auf diese Weise nacheinander mit verschiedenen anderen Metallen, wie Blei, Eisen, Nickel, Silber, Kohle u. s. w. in Berührung, so wird stets das Zink in dem angegebenen Sinne als das elektro-positive Metall anf-treten und überhaupt steht das Zink in dieser Beziehung obenan, während die anderen Metalle sich nach einer gewissen, von der Stärke der elektrischen Wirkung abhängigen Ordnung aneinanderreihen lassen.

Auf diese Reihenfolge wollen wir nachher zurückkommen, jetzt aber das Verhalten der beiden Metalle in Berührung mit einer Flüssigkeit (Wasser mit Schwefelsäure vermischt) betrachten. Bringt man zuerst die Kupferplatte allein mit der Flüssigkeit in Berührung, so scheidet sich die negative Elektricität im Metall und die positive Elektricität in der Flüssigkeit ab. Dasselbe geschieht, wenn man das Zink für sich allein in die Flüssigkeit eintaucht. Stellt man nunmehr beide Metallplatten in die Flüssigkeit, so dass sich eine mehr oder minder starke Schicht Flüssigkeit dazwischen befindet, und sonst beide Platten vollständig von einander isolirt sind, so dass keine directe elektrische Verbindung ausser durch die Flüssigkeit zwischen ihnen besteht, so geht die freie positive Elektricität der Flüssigkeit infolge der Leitungsfähigkeit der Metalle in dieselben über, jedoch geht die Vertheilung dieser positiven Elektricität auf beiden Metallen so vor sich, dass im Zink die negative Elektricität überwiegend bleibt, während im Kupfer die positive Elektricität überwiegt. Leitet man die Elektricität des einen Metalles nach der Erde mittelst eines Metalldrahtes ab, so verdoppelt sich die elektrische Spannung auf dem andern Metall. Im Allgemeinen ist aber diese Spannung auf beiden Metallen geringer bei der Berührung zwischen Metall und Flüssigkeit, als bei der directen Berührung der Metalle. Verbindet man nun, wie schon oben bemerkt wurde, die beiden in der Flüssigkeit befindlichen Metalle (Zink und Kupfer durch einen Metalldraht, so strömt die positive Elektricität vom Kupfer durch den Draht nach dem Zink und vom Zink durch die Flüssigkeit nach dem Kupfer, so dass also in diesem Volta’schen oder galvanischen Element ein elektrischer Kreislauf anzunehmen ist, und die Bahn dieses Kreislaufes bezeichnet man als den Stromkreis.

Wie schon bemerkt wurde, ist die Art und der Grad der elektrischen Erregung zwischen den verschiedenen Körpern verschieden und nach dieser Verschiedenheit hat man die Metalle und andere feste Körper zu einer sogenannten Spannungsreihe geordnet, in welcher jeder einzelne Körper in Berührung mit irgend einem ihm nachstehenden positiv, der nachstehende Körper aber negativ elektrisch erregt wird. Die folgende Reihe gibt ungefähr die mittleren Resultate der verschiedenen Beobachtungen an.

Kupfer Antimon

+ Zink Oxydirtes Zink

Blei.......

Zinn......

Eisen......

100

40

45

55

75

106

Stahl . . . Aluminium Messing . Nickel . . Wismuth .

88

89

92

95

97

Silber.....

Quecksilber. . Schwefeleisen

Gold......

Platin.....

Kohle.....

Graphit .... — Braunstein

109

110

112

115

123

200

205

220

Die Elektricität. 4. Aufl.

:3

Aus dieser Tabelle ist ersichtlich, dass als positiv elektrischer Körper das Zink obenan steht und dass dieses Zink mit Kohle gepaart eine viel stärkere elektrische Erregung ergeben wird, als wenn man dasselbe mit Kupfer paart, während bei der Zusammenstellung mit Eisen die Erregung noch schwächer ausfällt. Diese Tabelle gibt also einen guten Anhalt bei der Herstellung der sogenannten elektrischen Elemente, auf deren Construktion wir im Folgenden näher eingehen werden. Es muss noch besonders darauf hingewiesen werden, dass oxydirte Metalle sich bezüglich elektrischen Erregung anders verhalten, wie reine Metalle, so dass man durch Zusammenstellung zweier Stücke desselben Metalles, von denen aber das eine Stück oxydirt, das andere rein metallisch ist, eine elektrische Erregung erhalten kann.

der

Wenn man anstatt des Zinks ein anderes Metall, z. B. Eisen wählt, und dasselbe mit einem in der Reihe tiefer stehenden, also gegen Eisen elektrisch negativen Metall, z. B. Nickel paart, indem man beide Metalle in ein Glasgefäss mit angesäuertem Wasser taucht und die aus der Flüssigkeit heiwoi'ragenden Enden der beiden Metallstreifen durch einen Draht verbindet, so wird nunmehr das an die Stelle des Zinks getretene und somit elektro-positive Eisen in der Flüssigkeit gelöst, indem die dabei entwickelte chemische Kraftwirkung zum Unterhalt des elektrischen Stromes dienen muss.

Die galvanischen Elemente.

Fig. 28.

Zn-

Das bereits im Vorhergehenden erwähnte Volta-Element ist in Fig. 28 dargestellt. Die mit den Ziffern 1, 2, 3, 4 bezeiclineten Metallstreifen bestehen abwechselnd aus Zink und Kupfer, wie dies auch durch die links befindliche Bezeichnung Zn — (negatives Zink) und durch die rechts befindliche Bezeich-4 Cu+ S nung Cu -f- (positives Kupfer) angegeben ist. Auf den bei-Efijfl den Endstreifen sitzen kleine Bfe:    Schraubenvorrichtungen zum

JBfajglll Befestigen und Verbinden des Éjjj|g Leitungsdrahtes mit der durch jj diese Zusammenstellung gebil-⁻ deten „galvanischen Batterie“. Wegen der Verwendung becherartiger Glasgefässe zur Aufnahme der die Elemente verbindenden und erregenden Flüssigkeit wird dieser Apparat Becherbatterie bezeichnet. Die Flüssigkeit selbst besteht aus 20 Raumtheilen Wasser mit 1 Raumtlieil Schwefelsäure.

Von der nach ihrem Erfinder als Volta’sclie Säule benannten Batterie hat man diese Bezeichnung alsdann auch auf andere galvanische Batterien, die keineswegs der Säulenform entsprechen, übertragen. Die Säule besteht aus abwechselnd aufeinander gelegten Scheiben aus Zink und Kupfer, wobei zwischen je zwei Scheibenpaare eine mit verdünnter Schwefelsäure oder auch Salzwasser getränkte Filz- oder Tuchscheibe eingelegt ist. Da bei der senkrechten Stellung der Säule die Flüssigkeit leicht an der Säule herabläuft, wodurch deren Wirkung bedeutend geschwächt wird, so legt man die Säule wohl auch horizontal auf Glasstäbe, oder es werden die Kupferscheiben durch flache Kupfertassen ersetzt (Fig. 29).

Die galvanischen Batterien liefern zuerst, wenn sie frisch zusammengesetzt worden sind, einen der Anzahl ihrer Paare gemäss mehr oder minder starken elektrischen Strom, welcher jedoch bald an Stärke merklich abnimmt. Diese Schwächung des Stromes rührt daher, dass die am Kupfer sich ausscheidenden Wasserstoffbläschen sich zum Theil an der Fläche der Kupferplatte festsetzen und so theils deren vollständige Berührung mit der Flüssigkeit verhindern, theils einen entgegengesetzten elektrischen Zustand auf der Kupferplatte erzeugen, wodurch deren Gegenwirkung auf

das Zink mehr oder minder geschwächt wird. Dieses Vorkommniss wird als Polarisation bezeichnet. Als eines jener Mittel, welche derselben entgegenzuwirken vermögen, hat man gefunden, dass es vortheilhaft ist, die negative „Elektrode“, das ist das Kupfer oder ein anderes an seine Stelle tretendes Material in einer grösseren Platte anzuwenden als das Zink.

Fig. 29.

Nach diesem Princip ist die in Fig. 30 abgehildete "

Wollaston’sche Batterie construirt. Die Kupferplatte hat bei dieser Einrichtung eine U-förmige Gestalt und die Zink-Elektrode ist zwischen die beiden parallelen Schenkel der Kupfer-Elektrode hineingehängt oder mittelst Holzleistchen hineingeklemmt, um eine gegenseitige Berührung zu verhüten.

Ein ebenfalls älteres Element ist das Ty er 'sehe (Fig. 31), welches in England im Eisenbahndienste vielfach benutzt wird.

Dasselbe besteht aus einer in ein Glasgefäss eingehängten platinirten Silberplatte, mit welcher ein Eisendraht verbunden ist, der in einer Zinnkugel endet. Bei der Zusammenstellung mehrerer solcher Elemente zu einer Batterie, wird dieser Draht in das Gefäss des Nachbarelements eingesenkt, woselbst die Zinkkugel auf den Boden mit dem daselbst befindlichen Quecksilber-Zinkamalgam in Berührung kommt.

Die bis jetzt beschriebenen Elemente haben den Nacli-theil, dass sie mehr oder minder stark der Stromschwächung unterliegen, indem ihre negative Elektrode der Polarisation ausgesetzt ist und sonstige unliebsame Veränderungen durch rasches Verändern der Flüssigkeit u. s. w. darin Vorgehen. jl|p Man suchte durch die Wahl anderer Materialien diese Uebel- r stände zu umgehen und kam dabei schliesslich auf die Ver-wendung einer künstlich hergestellten, coaksartigen Kohlen-masse, welche an die Stelle der negativen Elektrode in das Element eingesetzt wurde. Eine solche Kohlenmasse wurde 1842 von dem berühmten Chemiker Bunsen erfunden. Dieselbe besteht aus einem fein gepulverten Gemisch 1 Theil Coaks und 2 Tlieile Steinkohle, welches in cylindrische oder plattenförmige Formen gepresst und in dieserîForm der Rothglühhitze ausgesetzt wird, bis die vollständige Verkohlung eingetreten, wozu ein mehrmaliges Eintauchen in Syrup und wiederholtes Glühen nöthig ist.

Die so hergestellte Masse ist klingend und dabei sehr porös, so dass sie eine grosse Oberfläche bietet, wie dies für die negative Elektrode gewünscht wird.

wird diese Masse von keiner Säure angegriffen und steht in der auf S. 33 angegebenen Spannungsreihe vom Zink sehr weit entfernt, so dass sie also mit diesem in einem galvanischen Element zusammengestellt eine sehr starke elektrische Wirkung ergibt. Um den Leitungsdraht an der Kohle befestigen zu können, wird diese mit einem

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Fig. 30.

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Kupferstreifen verbunden, der bei cylindrischer Form der Kohle einen offenen Ring bildet, der mittelst einer Schraube zusammengezogen wird, wobei man zwischen Kohle

Fig. 31.

und Kupfer einen Streifen Blei oder Zinnfolie einlegt. An diesen Kupferring wird alsdann der Leitungsdraht meistens mit einer Schraubenklemme befestigt. Andererseits hat man anstatt der Kohlen-Elektrode auch Metall-Elektroden mit einem porösen, schwammartigen Metallüberzüge verwendet und dazu Kupfer oder Blei benutzt. Zur Herstellung eines recht billigen Elements wählt man Zink und Eisen.

Fig. 32.

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Fig. 33.

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Unter derselben Rücksicht auf Wohlfeilheit hat man auch Eisen-Kupfer - Elemente gebildet, in denen also das Zink durch Eisen ersetzt, dafür auch wiederum die Entfernung in der Spannungsreihe verändert worden ist. Anstatt der ₍ Schwefelsäure kann manauch andere f JJ Säuren, wie Salzsäure und Salpetersäure benutzen, worauf wir später noch zurückkommen werden.

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Pulvermacher’s Kette ist eine häufig empfohlene tragbare galvanische Batterie, welche, am Körper getragen, als Heilmittel gegen Rheumatismus wirken soll. Dieser in Fig. 32 abgebildete Apparat besteht aus bleistiftstarken Holzstäbchen, auf welche gegenseitig isolirte Drähte aus Kupfer und Zink spiralförmig nebeneinander aufgewunden sind, wobei die zu Oesen gebogenen Enden je eines Zinkdrahtes in den Oesen des nächsten Kupferdrahtes eingehängt sind, wodurch eine gelenkige Kette gebildet wird. Die Kette wird vor dem Gebrauch in Essig eingelegt, welcher in die Holzstäbchen eindringt, dieselben befeuchtet und als Erregungsflüssigkeit dient.

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Als Zink-Salmiak-Kolilen-Element ist das Mai che-Element (Fig. 33) bemerkenswert!], indem dasselbe sehr sinnreich construirt ist und wegen seiner Dauerhaftigkeit sich ganz besonders für Haustelegraphen eignet. Als negative Elektrode dient platinirte Kohle, die von plati-nirten Kohlenkörnern umgeben ist, welche sich in einem durchlöcherten porösen Gefäss befinden. Durch die Mitte dieses Gefässes geht vom Ebonitdeckel, woran dasselbe befestigt ist, ein Hartgummirohr nach abwärts, das an seinem unteren Ende ein Porzellanschälchen trägt, worin sich etwas Quecksilber und einige Zinkstückchen befinden, welche die positive Elektrode bilden. Ein Platindraht, welcher in das Amalgam eintaucht und durch das Hartgummirohr nach oben geht, vermittelt die Verbindung mit der Klemmschraube; ein zweiter Platindraht ist um ein grösseres der im porösen Gefäss befindlichen Kohlen-

stücke gewunden und mit der zweiten der auf dem Deckel angebrachten Klemmschrauben verbunden. Die Flüssigkeit, welche — wie schon bemerkt wurde — aus Salmiaklösung besteht, soll nur etwa ²/₃ des Gefässes füllen, so dass sie nur etwa um 2 cm über den unteren Rand des porösen Gefässes steht, damit der obere Tlieil der Kohlenkörner nur befeuchtet ist und der Sauertoff der Luft leicht Zutritt zu denselben findet, um sich mit dem frei werdenden Wasserstoffe zu verbinden.

Fig. 31.

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Ein viel benutztes und in seiner Wirkung ausgezeichnetes Element ist das von Leclanché, welches als Braunstein-Element zu bezeichnen ist; dasselbe ist in Fig. 34 in seiner neuesten Anordnung dargestellt. Die beiden Elektroden befinden sich in einem eigentümlich geformten Glasgefässe. Die positive Elektrode besteht aus einem cylindrischen Zinkstabe, die negative aus einer Kohlenplatte der oben beschriebenen Art; diese Kohlenplatte ist zwischen zwei anderen Platten eingeklemmt, welche aus einer eigentümlichen Mischung von Braunstein, Kohle, Gummiharz und doppelt schwefelsaurem Kali unter äusserst starkem Drucke und Erwärmung hergestellt sind. Zwischen dem Zink und der elektronegativen Elektrode befindet sich eine passend geformte Holzeinlage und das Ganze wird durch Gummibänder zusammen gehalten. Die Erregungsflüssigkeit besteht aus einer Salmiaklösung. Der sauerstoffreiche Braunstein gibt hierbei das Mittel ab, die Polarisation der Kohlen-Elektrode infolge des sich davon abscheidenden Wasserstoffes sehr wirksam zu verhüten, indem er diesen Wasserstoff durch Ausscheiden von Sauerstoff sofort neutralisât.

Diese Neutralisation des Wasserstoffes und die dadurch herbeigeführte constante Wirkung der galvanischen Elemente hat man auch noch durch andere Mittel zu erreichen gesucht. So in dem vielgenannten Bunsen’sehen Elemente durch Salpetersäure bei Anwendung von Zink und Kohle, wobei man jedoch die bösartigen Dämpfe der genannten Säure mit in den Kauf nehmen musste, weshalb man dieses sehr kräftig wirkende Element nur ausnahmsweise benutzt.

Fig. 35.

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Ganz anderer Art ist wiederum das Daniell-Element. In dem Daniell-Element (Fig. 35), welches wie das Volta-Element aus Zink und Kupfer besteht, ist noch ein grösserer Thoncylinder, eine sogenannte poröse Zelle, vorhanden, worin sich die Kupfer-Elektrode in einer Auflösung von Kupfervitriol befindet, während der ausserhalb im Glasgefäss stehende Zinkcylinder von verdünnter Schwefelsäure (1 Theil Säure auf 10 Theile Wasser) umgeben ist. Unter der Einwirkung des elektrischen Stromes wird das Kupfervitriol (schwefelsaures Kupfer) zersetzt; es scheidet sich dabei Kupfer an der Kupfer-Elektrode aus und Schwefelsäure wird frei, welche durch die poröse Zelle nach aussen dringt, so dass es dem Zink nie an Schwefelsäure fehlt; hierdurch ist dieses Element befähigt, einen sehr con-stanten Strom abzugeben.

Auf denselben Principien beruht auch das nur in seiner Construction verschiedene Meidinger-Ballon-Element (Fig. 36), dessen Bezeichnung durch seine Form wohl gerechtfertigt erscheint. Die zerbrechliche poröse Zelle ist hier weggelassen. Auf dem Boden des Hauptgefässes steht ein kleines becherförmiges Gefäss und in dasselbe ist die verkorkte, aber durch ein Glasröhrchen nach aussen communi-

Fig. 36.

cirencle Mündung eines umgestürzten Glasballons gesenkt, worin sich Kupfervitriol-Krystalle befinden. Im äusseren Gefässe steht ein weiter Zinkcylinder als positive

Elektrode, während die negative Elektrode aus einem Kupfer- oder Bleiringe besteht, der in dem erwähnten becherförmigen Gefäss Platz findet. Das äussere Gefäss ist mit einer verdünnten Bittersalz-

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lösung (schwefelsaurer Magnesia) gefüllt. Diese Lösung dringt von unten durch das Röhrchen des Ballons ein und löst die Kupfervitriol-Krystalle allmälig auf, die alsdann im kleinen Gefässe in der bereits angedeuteten Weise zersetzt werden.

In jüngster Zeit haben Erhard und W. Ph. Hauck dem Daniell-Elemente eine Form gegeben, welche es gestattet, constant und automatisch wirkende Batterien zusammenzustellen, die einer sehr geringen Bedienung bedürfen und bei welchen keine Säure zur Anwendung gelangt. Es wurden hierbei von Hauck je 10 Elemente zu einer Batterie vereinigt und mit einer Speisevorrichtung versehen, Fig. 37 ; grössere Batterien werden dann durch Zusammenstellung solcher Theilbatterien gebildet, Fig. 38.

Die Herstellung einer Theilbatterie erfolgt in nachstehender Weise. Auf die wagrecht gelegte Deckelplatte wird zuerst eine mit einem Poldraht versehene Zinkplatte, auf diese ein Pergamentblatt mit der Stoffseite nach Innen, hierauf eine Rahme, sodann eine mit Bleifolie versehene Zinkplatte aufgelegt und zwar so, dass das Zink nach oben, die Bleifolie nach unten auf die Rahme zu liegen kommt. Auf die Zinkplatte legt man nun wieder ein Pergamentblatt, eine Rahme u. s. w. bis die Zahl 10 erreicht ist. Zum Schluss kommt eine mit Bleifolie und

Fig. 37.

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Poldraht versehene Zinkplatte und auf diese die zweite Deckelplatte. Durch die vorstehenden durchbohrten Ränder werden die Schrauben durchgesteckt, die Muttern angeschraubt und so fest angezogen, dass die durch die Elektroden und die Rahmen gebildeten Zellen wasserdicht werden.

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Die Speise- und Circulations-Vorrichtung besteht aus zwei Röhrenrechen, welche durch Gummischläuche, über welche je ein Quetschhalm aufgeschoben ist, mit dem gemeinschaftlichen Behälter in Verbindung stehen. Um die Batterie in Thätigkeit zu setzen, füllt man die Zellen derselben mit Wasser so hoch, bis es aus den Rinnen abzufliessen beginnt, sodann werden die vom Reservoir ausgehenden Schläuche mittelst der Quetschhähne abgesperrt, das Reservoir mitKupfervitriol-Krystallen u. zw. bei Batterie I */₄ kg, bei Batterie Grösse II 2 kg) und Wasser gefüllt und mit dem Gummipfropfen luftdicht verschlossen. Dann setzt man die beiden Röhrenrechen so auf die Batterie auf, dass von jedem derselben je ein Röhrchen in die Flüssigkeit einer Zelle der Batterie eintaucht. Die Röhrchen müssen stets zwischen das Pergament — Diaphragma und Blei, nie zwischen Diaphragma und Zink gesteckt werden. Dann öffnet man die Quetschhähne der Circulations-Vorrichtungen, worauf die Circulation der Flüssigkeit sofort in Thätigkeit tritt und die Batterie in beiläufig 20 Minuten ihre volle Kraft erreicht, welche so lange andauert, so lange sich noch Vitriol im Reservoir befindet. Um rascher eine volle Wirkung der Batterie zu erzielen, kann man zur Füllung derselben Wasser von circa 20° R. Wärme verwenden, besonders gut eignet sich Regenwasser. Will man die Batterie aussfr Thätigkeit setzen, so unterbricht man die Circulation*)durch Schliessen der !Quetschhähne, lässt die z. B. ein-

geschalteten Lampen so lange brennen, bis die Kupfervitriollösung in der Batterie vollständig aufgezehrt ist, damit sich der noch in der Batterie befindliche Rest von

Fig. 38.

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Vitriol ebenfalls als Kupfer niederschlägt. Da die Batterie noch 1 Stunde nach Schluss der Circulation fortwirkt, empfiehlt es sich, diese 1 Stunde früher zu schliessen.

Von Wichtigkeit in der Herstellung galvanischer Elemente ist auch die Verwendung von Chromsäure, welche als eine sehr starke, heftig oxydirend wirkende Säure den an der negativen Elektrode entstehenden Wasserstoff sofort verzehrt. Zur Herstellung dieser Säure wird das doppeltchromsaure Kali benutzt, welches durch concentrirte Schwefelsäure in der Weise zersetzt wird, dass sich schwefelsaures Kali bildet und Chromsäure frei wird, die sich durch ihre hochrothe Färbung auszeichnet. Die Chromsäure-Elemente werden aus Zink und Kohle gebildet.

Ein einfach herzustellender Apparat dieser Art ist das Fuller’sche Element, welches in England im Telegraphen-betriebe benutzt wird. Dasselbe ist in Fig. 39 dargestellt.

Die Zink-Elektrode besteht aus einem pyramidalen massiven Klotz Z, von welchem ein amalgirter Zinkdraht ausgeht. Dieser Klotz steht in einer Thonzelle, welche in | der Figur theilweise ausgebrochen dargestellt ist, um den : |||jlj Zinkklotz sichtbar zu machen. Um die Amalgamirung des IgfflfjL Klotzes zu sichern, ist der Boden der Thonzelle mit etwas ligMllI Quecksilber bedeckt. Die Kohlen-Elektrode wird von einer Kohlenplatte, aus der oben besprochenen Kohlenmasse gebildet; sie ist 15 Centimeter hoch und 5 Centimeter breit; oben mit einer Metallfassung a und einer Schraube versehen, um den Verbindungsdraht, auf welchen der elektrische Stromkreis zwischen Zink und Kupfer gebildet wird, befestigen zu können. Am Boden des Glasgefässes, worin die Kohlen-Elektrode steht, befindet sich ein Vorrath von Krystallen des doppeltchromsauren Kalis, woraus die Chromsäure allmälig ausgeschieden wird. Infolge der Abgabe von Sauerstoff wird die Chromsäure allmälig zu Chromoxyd umgewaDdelt und es bildet sich schwefelsaures

Fig. 39.

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Kalium-Chromoxyd oder sogenannter Chromalaun. In der Wirkungsfähigkeit sind diese Elemente ganz ausgezeichnet, aber man muss darauf sehen, dass das Zink stets gut amalgamirt ist, weil sonst zuviel davon aufgelöst wird.

Yon Interesse ist die Verwendung der galvanischen Elemente zur elektrischen Beleuchtung im Grossbetrieb, wie solche z. B. in den Comptoirs d’Escompte zu Paris eingerichtet wurde. Mit diesen Batterien werden etwa 150 elektrische Lampen gespeist, eine Leistung, zu der wohl an 50 Pferdestärken Dampfmaschinenkraft nöthig sein würde. Soviel müssen 60 Batterien am genannten Orte leisten. Wir geben die Beschreibung dieser sogenannten Grenet-Jarriant-Säule hier nach der Zeitschrift ,,La Nature“ wieder.

Jede Batterie besteht aus 48 in zwei Reihen aufgestellten Elementen, welche sich in zwei langen, parallel nebeneinander stehenden Kästen befinden, wie dies aus der

Fig. 40.

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Abbildung Fig. 40 zu erkennen ist. Das Ge-fäss K jedes einzelnen Elementes besteht aus Ebonit und enthält vier durch einen angegossenen Bleikopf vereinigte Kohlenplatten, sowie ein Ueberlaufrohr i, durch welches die Flüssigkeit abfiiesst, sobald dieselbe eine gewisse Höhe erreicht hat. Am Bleikopf L der Kohlenplatten sind zwei kleine Röhren 0 befestigt, durchweiche Luft nahe am Boden ig die Flüssigkeit eingeblasen werden kann. Die positive Elektrode besteht aus sechs mittelst Kautschukbänder zusammengehaltener Zinkstäbchen von 1 cm Durchmesser, in deren Mitte sich ein emporragender Kupferdraht S befindet, der mit einer Hülse von Hartgummi umgeben ist, welche Quecksilber enthält, durch dessen Einwirkung auf das Zink ein inniger Contact erzielt wird. Diese Kupferstäbe sind für jede Elementen-reihe an einen Holzbalken F befestigt und von den oberen Zinkpolen gehen Kupferstäbe aus, welche in die mit Quecksilber gefüllten Hülsen münden, und mit den Kohlenplatten des Nachbarelements verbunden sind. Durch diese Einrichtung ist es möglich, alle Zink-Elektroden ohne Weiteres auf einmal herauszuheben und einzusenken. Endlich taucht in das Gefäss K noch eine Röhre E ein, durch welche aus den oben befindlichen Schalen E die Chromsäurelösung zutliesst. Diese Lösung besteht aus doppeltchromsaurem Natron, welches in Sch wefel-säure aufgelöst ist; sie wird mittelst einer Pumpe bis auf den Dachboden des Hauses gehoben, dort in Behältern im Vorrath gehalten, und fiiesst durch eine Röhrenleitung B mittelst des Hahnes C in die Ebonitgefasse D und aus diesen durch Umkippen in die darunter stehenden Schalen E. Neben der Chromsäureleitung befindet sich eine Wasserleitung S, durch welche die Elemente zeitweise ausgewaschen werden können. Eine dritte Rohrleitung 0 steht mit einer Luftpumpe iu Verbindung, mittelst welcher durch die schon erwähnten in die ij Flüssigkeit der Elemente eintauchenden Röhren 0 Luft in die Flüssigkeit eingeführt wird, um die Batterie stets in guter Wirksamkeit zu erhalten.

Die Pole der verschiedenen Batterien sind durch Drähte verbunden, so dass man die Kraft mehrerer Batterien vereinigen kann. Jede solche Batterie soll I¹/» Pferdestärken leisten und 8 bis 10 Glühlampen oder eine Bogenlampe speisen können. In Fig. 41 ist eine Reihe dieser mächtigen Battterien nebeneinander sichtbar.

Aber nicht nur für den Grossbetrieb, auch für den Kleinbetrieb hat man neuer dings die galvanischen Batterien in zweckmässigster Weise eingerichtet. Ein Beispie davon gibt die in Fig. 42 abgebildete Batterie des Amerikaners Griscom, welche

Fig. 41.

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ebenfalls aus Chromsäure-Elementen zusammengesetzt ist, und welche zum Betrieb einer kleinen magnet-elektrischen Maschine benutzt wird, welche durch ihre Rotation eine Nähmaschine oder eine andere kleinere Maschinerie bewegen kann. Sehr brauchbare Elemente werden auch mit der Benutzung von Chlorkalk erhalten. Ein solches Element lässt sich iu der folgenden Weise zusammensetzen: Es wird eine poröse Zelle aus

Fig. 42.

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Pergament, Asbest oder einem ähnlichen Stoffe hergestellt, welche zur Aufnahme eines Kohlenstahes bestimmt ist. Um denselben wird abwechselnd Kohle und Chlorkalk geschichtet und oben dann die Zelle mit aufgegossenem Pech geschlossen. Diese Zelle ist von einem Zinkcylinder umgeben, der in Salzwasser eintaucht. Derartige Elemente sind besonders für Haustelegraphen und dergleichen Betrieb geeignet, weil sie ohne Aufsicht lange aushalten. Auch Elemente aus Chlorsilber und Zink hat man hergestellt, welche wir indessen nur deshalb erwähnen wollen, weil damit von dem Physiker Warren de la Rue grossartige Versuche angestellt worden sind, indem derselbe 11,009 solcher an sich allerdings nur kleinen Elemente vereinigte und damit ein fortwährendes Funkenüberschlagen, wie bei einer Elektrisirmaschine, erhielt,

Einer praktischen Verwendung, wie z. B. hei Beleuchtungsanlagen, bei welchen elektrische Maschinen aus irgend welchen Gründen ausgeschlossen sind, soll die in jüngster Zeit von Upward und Pridham construirte Batterie fähig sein. In Fig. 43

Fig, 43.

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sind zwei Elemente dieser Batterie, und zwar in jener Form, in welcher sie von Woodhouse und Rawson hergestellt werden, ahgebildet. Das Element besteht aus einem glasirten Thongefässe, welches durch einen darauf passenden Deckel gasdicht verschlossen ist. Durch diesen Deckel ragen die in das Gefäss eingesetzten 5 porösen Thonzellen mit ihren Zinkcylindern und die 4 Paare von Kohlenplatten heraus. Die 5 Zinkcylinder sind unter einander leitend verbunden und ebenso die 8 Kohlenplatten ; der übrige Raum im Thongefässe ist mit gestossener Retortenkohle ausgefüllt, während man in die Thonzellen Wasser bringt. Ausserdem ist jedes Thongefäss mit einem an dessen Boden angebrachten Gaszuleitungsrohre und mit einem vom oberen Theile des Thongefässes ausgehenden Gasahleitungsrohre versehen. Ferner dient noch ein gleichfalls am Boden des Thongefässes angebrachtes Rohr dazu, die Zinkchloridlösung, welche sich heim Betriebe des Elementes bildet, in eine für alle Elemente gemeinschaftliche horizontale Rinne abzuleiten.

Um das Element in Thätigkeit zu setzen, verbindet man das Gaszuleitungsrohr mit einem eigens zu diesem Zwecke construirten Chlorgasbehälter und das Gasableitungsrohr dieses Elementes mit dem Gaszuleitungsrohr des zweiten Elementes u. s. w. Da das Chlorgas 25 Mal so schwer ist als athmosphärisclie Luft, so wird es bei seinem Aufsteigen im ersten Elemente die Luft aus .diesem durch das Gasableitungsrohr nach und nach verdrängen und endlich das ganze Thongefäss des ersten Elementes füllen. Hierauf wird die Luft aus dem zweiten Elemente verdrängt u. s. w. Die Elemente liefern dann so lange einen elektrischen Strom, als sie von Chlorgas durchströmt werden und noch Zink in den Thonzellen vorhanden ist.

Zu den galvanischen Elementen sind auch die sogenannten trockenen Säulen, d. h. Säulen ohne Anwendung einer eigenen Flüssigkeit zu rechnen.

Die von Z am boni construirte trockene Säule wird in der Weise verfertigt, dass man unechtes Gold- und Silberpapier mit den Rückseiten aufeinander klebt und aus dem in dieser Art erhaltenen Doppelbogen, dessen eine Seite Gold, dessen andere Seite Silber ist, kreisförmige Scheiben ausstanzt. Letztere werden dann in grosser Anzahl derart aufeinander gelegt, dass alle Goldseiten nach der einen, alle Silberseiten nach der anderen Richtung weisen. Da das unechte Goldpapier durch Ueberziehen mit einer dünnen Kupferschicht, das Silberpapier durch Ueberziehen mit einer Zinnschicht hergestellt wird, so erhält man durch das angegebene Verfahren eine Säule, welche ganz ähnlich der Voltasäule aufgebaut ist. Die Zinn- und Kupferschichten sind in jedem Plattenpaare durch Papier und Kleister, also eine sehr hygroskopische, folglich stets mehr oder weniger feuchte Zwischenschicht von einander getrennt, Da man bei einer solchen Säule gewöhnlich eine sehr bedeutende Anzahl von Elementen, 3000 bis 4000, aufeinander schichtet, so erlangen die beiden Endscheiben oder Pole der Säule ziemlich

starke elektrische Spannungen und zwar wird hierbei die letzte Zinnscheibe negativ, die letzte Kupferscheibe positiv elektrisch. Die Pole der Säule zeigen daher An-ziehungs- und Abstossungserscheinungen wie geriebene Glas- oder Harzstangen, ja kann im Dunkeln selbst das Ueberspringen kleiner Fünkchen beobachten. Der Strom bei geschlossener Säule ist aber sehr schwach, weil nach jeder Entladung der Pole geraume Zeit verstreichen muss, bis die Pole, der schlechten Leitungsfähigkeit der Säule wegen, durch Nachströmen der Elektricität wieder jene Spannung erhalten, die sie vor Schluss des Bogens besassen. Da sich aber andererseits die Ladung an den beiden Polen jahrelang erhält, so ist die Säule verschiedener Anwendungen fähig.

Bei der Benützung der galvanischen Elemente kann man verschiedene Zwecke in’s Auge fassen. Einmal kann es sich darum handeln eine sehr starke Spannung mit geringer Elektricitäts- Entwicklung zu erhalten, während man ein andermal viel Elektricität mit wenig Spannung erhalten will. Es ist hier genau dasselbe wie mit dem Wasserbetrieb. Um eine gewisse Kraft leicht auch auszuüben, kaun man entweder eine geringe Wassermenge mit sehr hohem Gefälle, oder eine grosse Wassermenge mit geringem Gefälle benutzen.

Um eine hohe Spannung der Elektricität zu erreichen, hat man die elektrische Spannung der einzelnen Elemente zu summiren, was in der durch Fig. 44 dargestellten Weise geschieht, wobei immer der eine Pol des Elementes mit dem entgegengesetzten Pole des änderen Elementes verbunden wird. *) Besteht also beispielsweise jedes Element aus einer Kupfer- und einer Zinkplatte, welche paarweis in quadratischen Kästen vereinigt sind, so verbindet man den Kupferpol des ersten Elementes mit dem Zinkpole des zweiten, dessen Kupferpol wieder mit dem Zinkpole des dritten Elementes u. s. f., so dass schliesslich am letzten Element noch ein Kupferpol frei bleibt, welcher alsdann zur Herstellung des elektrischen Stromes durch einen Leitungsdraht mit dem freien Zinke des ersten Elementes vereinigt wird.

Will man aber viel Elektricität mit geringer Spannung verwenden, Zn so vereinigt man in der durch Fig. 45 angegebenen Weise sämmtliche Zinkpole für sich und sämmtliche Kupferpole für sich durch je einen gemeinsamen Draht, dessen vereinigte Enden alsdann wiederum den Schluss des Stromkreises ergeben. Man bezeichnet die erstgenannte Verbindungsmethode als Hintereinanderschaltung, während man die zweite Verbindungs weise als Parallelschaltung bezeichnet. Durch Combination dieser beiden Verbindungsmethoden man mit einer gegebenen Anzahl von Elementen sehr , verschiedene Stromstärken der elektrischen Wirkung Zn erreichen.

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Fig. 44.

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Um die Leistungsfähigkeit einer galvanischen Batterie zu messen, benutzt man die chemisch zersetzende Wirkung (s. S. 21) des elektrischen Stromes und bedient sich dabei des sogenannten Voltameters oder Wasserzersetzungs-Apparates, wie dies ooen (s. S. 21) bereits erläutert wurde.

Yergl. Abschnitt I S. 16.

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Vergl. die ersten beiden Capitel des I. Abschnittes.

Die Secundärbatterien (Accumulatoren).

Die Wirkungsweise einer Secundärbatterie oder eines elektrischen Accumulators lässt sich am Voltameter beobachten. Unterbricht man nämlich den Batteriestrom, welcher unter Vermittlung der beiden Platinbleche (oder Elektroden) durch das Wasser geleitet wird, und verbindet man hierauf die beiden Platinelektroden leitend untereinander, so verläuft nunmehr in diesem neuen Schliessungsbogen ein elektrischer Strom, dessen Richtung zwischen beiden Elektroden entgegengesetzt ist jener, welche der Batteriestrom verfolgte. Dieser zweite oder secundäre Strom verdankt dem Umstande seine Entstehung, dass durch die Wasserzersetzung, welche der primäre Batteriestrom bewirkt hat, die Platinelektroden mit einer Wasserstoff- beziehungsweise Sauerstoffschichte überzogen wurden; dadurch ist nun aber gewissermaassen ein neues (secun-däres) galvanisches Element, bestehend aus einer Sauerstoff- und einer Wasserstoffplatte, gebildet worden. Der von diesem secundären Elemente gelieferte Strom kann nun durch besondere Anordnung der Elektroden sehr versärkt und für längere Zeit andauernd gemacht werden. Die hierzu geeignete Anordnung des Apparates wurde von dem französischen Chemiker Planté erfunden, indem derselbe nachwies, dass das Blei •ein hierzu sehr geeigneter Körper sei.

Zu dem Zwecke der Herstellung einer wirksamen Secundärbatterie rollte Planté zwei Bleiplatteu mit dazwischen gelegten Kautschuckstreifen so zusammen, dass diese

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Platten sich nicht berühren konnten, sondern von einander vollständig isolirt waren. Diese Herstellung Secundärelementes illustrirt Fig. 46. Der so gebildete Cylinder wird in ein Gefäss mit verdünnter Schwefelsäure eingesetzt. Hierauf wird die eine der Bleiplatten mit dem positiven, die andere mit dem negativen Pole einer galvanischen Batterie, die aus zwei bis drei Elementen zusammengesetzt ist, verbunden, so dass nunmehr der Batteriestrom durch die Bleiplatten und die zwischen denselben stellende Flüssigkeit hindurchgeht. Durch die Wirkung dieses Stromes wird die mit dem positiven Pol verbundene Bleiplatte allmälig mit einem braunen Ueberzuge versehen, der aus einer Verbindung des Bleis mit dem ausgeschiedenen Sauerstoff besteht und von den Chemikern als Bleisuperoxyd bezeichnet wird. Die mit dem negativen Pol verbundene Bleiplatte wird dagegen ganz blank, indem sich daran Wasserstoff abscheidet. Wenn an der mit dem braunen Ueberzuge auftretenden Elektrode Gasbläschen zum Vorschein kommen, so ist der Apparat als geladen zu betrachten und der hineingeleitete Strom wird unterbrochen. Die auf diese Weise geladene Secundärbatterie hat nunmehr zwischen ihren in chemischen Gegensatz gebrachten Bleiplatten eine starke chemische Spannung, welche zum Ausgleich kommt, sobald die Bleiplatten durch einen Leitungsdraht verbunden werden; die chemische Spannung setzt sich alsdann nach einer dem zugeführten Strome entgegengesetzten Richtung wieder in elektrischen Strom um, wobei der Sauerstoff der mit Bleisuperoxyd bedeckten Platte unter Zurücklassung eines schwammigen Bleiüberzuges entzogen wird, während sich nunmehr die früher blanke Bleiplatte mit Bleisuperoxyd überzieht. Hat sich auf diese Weise die zwischen den beiden Platten hervorgerufene Spannung ausgeglichen, so wird die Secundärbatterie abermals in gleicher Weise wie vorher mit einer galvanischen Batterie verbunden und der Strom hindurch geleitet, wobei alsdann der vorher geschilderte Process wiederum auftritt, die entsauerstoffte Bleiplatte nimmt den Sauerstoff wieder auf und die andere

entsauerstofft sich, wobei nunmehr auf ihr der schwammige Bleiüberzug zurückbleibt. Auf diese Weise wird die Secundärbatterie durch vielmaliges und in längeren Pausen wiederholtes Laden und Entladen formirt, d. h. die Platten werden mit einem immer mehr sich verstärkenden Bleischwammüberzug bedeckt , der ihnen eine äusserst poröse und für die reichliche Sauerstoffauf-nahme empfängliche Oberfläche gibt. Schliesslich ist die Secundärbatterie oder der elektrische Accu-mulator auf diese Weise für den praktischen Gebrauch fertig gestellt, d. h. der Apparat ist nun im Stande, eine kräftige, für längere Zeit ausdauernde elektrische Ladung aufzunehmen. Vereinigt man nun, wie dies Planté ge-than, eine grössere Anzahl solcher Accumulatoren, so erhält man eine entsprechend verstärkte _Secundär-batterie, welche im geladenen Zustande eine beträchtliche Arbeitskraft in sich aufgesammelt halten und für beliebige Verwendung auf bequeme Weise darbieten kann.

Fig. 47.

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Fig. 48.

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Eine so zusammengestellte Planté’sche Secundärbatterie illustrirt Fig. 47. Dieselbe besteht aus zwanzig der beschriebenen Blei-Elenrente und ' ist mit einem sogenannten Commuta-tor, d. i. Stromwender, versehen, durch welchen man die Elemente in bequemster Weise mit einer kurzen Drehung einer Holzleiste entweder auf Spannung oder auf Quantität vereinigen kann, wie dies schon oben bei der Besprechung der Schaltungsweisen der galvanischen Elemente näher ausgeführt wurde. Von verschiedenen Elektrikern ist das Planté’sche Secundärelement auf verschiedene Weise abgeändert worden, um dessen Wirkung möglichst zu erhöhen.

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Eaure erleichtert das Formiren, indem er die Bleiplatten sofort mit einem geeigneten Ueber-zug, mit Mennige versieht, die mit verdünnter Schwefelsäure unter Zusatz von etwas Stärke zu einem dicken Brei angerührt und auf die Bleiplatte aufgetragen wird. Hierbei wird die Platte, welche als negative Elektrode dienen soll, etwa 20 Centimeter hoch und 60 Centimeter lang, die positive aber bei gleicher Höhe nur 40 Centimeter =SL >i lang gemacht. Die grössere Platte erhält auch ggjjjj einen viel stärkeren Meunigüberzug als die kleinere, j^BÉi §1 und zwar etwa 1000 bis 1400, die andere aber nur    -

700 Gramm Mennigaufstrich. Die bestrichenen Platten werden mit einer Zwischenlage von Pergamentpapier oder Flanell (am besten soll Scliafwollgewebe sein) bedeckt und zusammengerollt und in ein Glasgefäss 'eingesenkt. Ein derartiges Element ist in Fig. 48 dargestellt.

Einer grossen Verbreitung erfreuen sich gegenwärtig die Accumulatoren der Electrical Power St orage Company. Diese verwendet zu ihren Accumulatoren gitterförmig gegossene Bleiplatten, deren Oeffnungen bei den positiven Platten mit einem Schwefelsäure-Mennige-Brei, bei den negativen Platten mit einem Brei Bleiglätte und Schwefelsäure oder auch Magnesiumsulfat ausgefüllt werden. Die „Formirung“ dieser Platten erfolgt in der Weise, dass man sie längere Zeit als Elektroden bei einer kräftigen Wasserzersetzung verwendet. Dann legt man die Platten, und zwar abwechselnd eine negative und eine positive, aufeinander, schliesst dabei mit einer negativen und verhindert die Berührung der Platten miteinander dadurch, dass man kleine Plättchen aus vulcanisirtem Kautschuck dazwischen legt; auf die beiden Endplatten kommt dann je eine Glasplatte, worauf sämmtliche Platten durch zwei starke Ivautschuckbänder zu .einem Ganzen vereinigt werden. Man bindet dann durch kräftige Bleistangen einerseits alle positiven und anderseits alle negativen Platten untereinander und setzt sie in ein mit verdünnter Schwefelsäure gefülltes Gefäss aus Glas oder auch aus Pockholz ein. Wie Fig. 49, welche eine grosse Type dieser Accumulatoren darstellt, erkennen lässt, ruhen die Platten nicht unmittelbar auf dem Boden des Glasgefässes auf, sondern stehen vielmehr auf den Kanten zweier Glasprismen. Man bezweckt durch diese Anordnung, dass eine metallische Verbindung der Platten untereinander, infolge einer Ansammlung etwa von der wirksamen Masse abgelöster Theilchen, 1 unmöglich gemacht wird.

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Fig. 49.

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Schenek und Far-ï hak y verwenden bei ihren gleichfalls aus gitterförmig gegossenen Bleiplatten gebildeten

Mennige und Bleiglätte mit einem geringen Coke-Zusatz für die positiven und Bleiglätte mit Bimsstein für die negativen Platten; in beiden Fällen werden die gut gemengten Füllmassen mit Schwefelsäure zu einem Teige von entsprechender Consistenz geknetet. Die Auseinanderhaltung der einzelnen Platten im Accumulator wird durch zwischengelegte paraffinirte Holzstäbe erreicht und die Herstellung kurzer Schlüsse während des Betriebes durch Abbröckeln und dergleichen durch Einschaltung je eines Blattes aus nitrirtem Filtrirpapier zwischen je zwei aufeinander folgende Platten verhindert, die überdies auch noch nicht direct auf dem Boden des Gefässes, sondern auf untergelegte, gleichfalls paraffinirte Holzstäbe gestellt sind. Die Vereinigung sämmtlicher Platten eines Accumulators zu einem compacten Körper wird durch eine eiserne Gussform vermittelt, welche man über dieselben bringt und dann mit Blei ausgiesst. Als Gefässe verwenden Schenek und Farbaky Holzkisten, welche mit Blei ausgekleidet sind und mit einem mit Blei überzogenen Holzdeckel durch Verlöthung verschlossen werden. Durch diesen Deckel ragen in isolirter Führung die beiden Elektroden heraus; eine, gewöhnlich verschlossene, etwas grössere Oeffnung im Deckel dient zum Nachfüllen und Nachsehen.

Die Accumulatoren haben eine entschieden nicht geringe Bedeutung, obschon ihre Leistungsfähigkeit oft sehr übertrieben worden ist. Gewiss ist die Art und

Weise, in welcher hier die Elektricität gewissermaassen im Vorrath dargeboten wird, für viele Zwecke eine äusserst angenehme. Man denke nur an deren Verwendung zum Betrieb von Tramway wagen, kleinen Booten und dergleichen. Ferner eignen dieselben sich auch zum Betrieb der elektrischen Beleuchtung sehr gut, indem man sie mit einer kleinereu, für den Beleuchtungsbetrieb an sich nicht ausreichenden Maschine durch längeren Betrieb laden und dann für kürzere Zeit zur Speisung der elektrischen Lichter benutzen kann. Vielleicht kommen wir auch noch dahin, dass solche Apparate an einer elektrischen Centralstelle geladen und den Abonnenten zur beliebigen Benützung in das Haus gebracht werden.

Unter den wirklichen Verwendungen der Accumulatoren ist der vom Ingenieur Clovis Dupuy, dem technischen Dirigenten der grossen Bleicherei des Herrn Duchenne-Fournet zu Breuil-en-Auge (Calvados) in’s Werk gesetzte elektrische Betrieb eines Eisenbahnwagens, worüber „La Nature“ das Folgende berichtet:

Fig. 50.

71

In dem bezeichneten Etablissement ist schon seit längerer Zeit elektrische Beleuchtung angelegt, zu deren Betrieb elektrische Maschinen dienen. Diese Maschinen waren am Tage unthätig und so kam der genannte Ingenieur auf den Gedanken, sie auch am Tage zu benutzen, um damit Accumulatoren zu laden, durch welche wiederum der Betrieb einer Locomotive vermittelt werden sollte, die für die Aufnahme der Leinwandstücke von den Bleichplätzen bestimmt war. Bisher wurde diese Arbeit durch blosse Handarbeit ausgeführt, was sehr zeitraubend und kostspielig war, denn es handelte sich darum, die auf einer Fläche von etwa 15 Hektaren ausgebreiteten 100 Meter langen Leinwandstücke aufzunehmen. Um diese Arbeit nun mit einer elektrischen Locomotive zu verrichten, wurde der Bleichplatz mit einem 500 Meter langen Schienenweg umgeben, woran sich 21 Zweiggeleise quer über den Platz an-schliessen, was eine Gesammt-bahnlänge von 2040 Meter ergibt.

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Die für die betreffende Locomotive nöthige Betriebskraft wurde in 60 Accumulatoren, von der Form, wie sie Fig. 48 darstellt, durch die elektrischen Beleuchtungsmaschinen aufgespeichert und die geladenen Accumulatoren wurden alsdann in Körben verpackt auf einen Wagen geladen, der in Fig. 50 abgebildet ist. Die elektrische Kraft der Accumulatoren diente nun dazu, eine elektrische Maschine zu betreiben, welche auf einem zweiten Wagen (Fig. 51) sich befand. Diese Maschine ist im Stande, eine Kraft von ungefähr zwei Pferden auszuüben, welche mittelst einer Kette auf

die Räder übertragen wird. Die so hergestellte elektrische Locomotive hat ungefähr eine Fahrgeschwindigkeit von 12 Kilometer in der Stunde, was freilich nicht viel ist, aber für die zu verrichtende Arbeit ist auch keine grössere Geschwindigkeit nöthig. Die Dauer des Betriebes hängt

natürlich von der Ladung der Accumulatoren ah; bei voller Ladung beträgt sie drei Stunden.

Fig. 51.

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Die Benützungsweise dieser Locomotive illustrirt Fig. 52. Die elektrische Maschine setzt hierbei eine aus Walzen und Bollen bestehende Vorrichtung in Betrieb, welche dazu dient, die langen Leinwandstreifen aufzuwinden, um dieselben auf dazu angehängten Wagen, deren Zahl 6 bis 8 beträgt, niederzulegen.

Grosse, gegenwärtig im praktischen Betriebe befindliche Accumulatorenanlagen sind die Beleuchtungsanlagen der beiden Wiener Hoftheater. In den Kellerräumen des Hofburgtheaters sind 540Accumulatoren von Schenek-Farbaky aufgestellt, die in drei Batterien parallel geschaltet sind, von denen eine der Bühne reser-virtist, während die beiden anderen den Strom für den Zuschauerraum und die anderen Tbeile des Gebäudes liefern. Das vom Stromvertheilungsraume ausgehende Kabelnetz hat eine Gesammtlänge von 110 Kilometer und versorgt 5300 Glühlampen und 15 Bogenlampen mit Strom. Die Ströme,

Fig. 52.

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Seit Jahren werden die Züge der Strecke London-Brighton durch Accumulatoren elektrisch beleuchtet. Im ersten Packwagen ist eine kleine dynamo-elektrische Maschine aufgestellt, welche unter Vermittlung eines unter dem Wagen angebrachten Vorgeleges und entsprechender Riemenverbindungen durch die hintere Wagenaxe in Bewegung versetzt wird. Mit den Polklemmen der Maschine sind die Glühlampen und eine Accumulatoren-Batterie in paralleler Schaltung verbunden. Ist der Zug in vollem Laufe, so liefern die Maschine und die Accumulatoren gleichzeitig den Strom Speisung der Lampen; bleibt jedoch der Zug stehen oder vermindert sich seine Geschwindigkeit unter eine bestimmte Grenze, so bestreiten die Accumulatoren allein den Strombedarf. Die Unterbrechung wird automatisch besorgt.

Durch die vorstehenden kurzen Andeutungen soll die Anwendungsfähigkeit der Accumulatoren keineswegs erschöpfend dargestellt werden, sondern es ist hierdurch vielmehr nur bezweckt, darauf hinzuweisen, dass die Accumulatoren in vielen Fällen, namentlich wo ihr hoher Anschaffungspreis nicht in Betracht kommt, recht gut geeignet sind, die elektrischen Maschinen gewissermaassen zu ergänzen, oder deren Arbeitsleistung zu reguliren, oder auch sie zeitweilig ganz zu vertreten.

Die Thermosäulen.

Während hei den galvanischen Batterien durch die Berührung verschiedenartiger Körper unter Mitwirkung der chemischen Kräfte die Erzeugung des elektrischen Stromes erfolgt, wird dieser Strom mittelst der Thermosäulen durch die gleichzeitige Einwirkung von Erwärmung und Abkühlung gewisser Metalle hervorgerufen. Ein schwacher elektrischer Strom entsteht schon dann, wenn man einen gewöhnlichen Metalldraht an dem einen Ende erwärmen und am anderen abkühlen lässt. Stärker wird dieser Strom, wenn man dieselbe Manipulation mit zwei verschiedenartigen in geeigneter Weise verbundenen Metallen vornimmt. Auch hinsichtlich dieser Art der Elektricitäts-erregung lassen sich ganz ähnlich wie mit Rücksicht auf die Contact-Elektricität die Metalle nach dem Grade ihrer Wirkung in einer Reihe ordnen, und zwar wie folgt:

+ Antimon, Eisen, Stahl, Zink, Silber, Gold, Kupfer, Zinn, Blei, Quecksilber, Messing, Platin, Neusilber, Wismuth —.

Mit Antimon verbunden wirken also hinsichtlich der thermo-elektrischen Er

regung alle übrigen Metalle negativ, mit Wismuth verbunden alle übrigen positiv. Hierbei ist indessen auch die Temperatur maassgebend, indem bei gewissen Temperaturen die Wirkungsweise der Metalle sich auch zuweilen umkehrt. Die besten Erfolge hat

Fig. 53.

man jedoch mit Anwendung gewisser Legirungen erzielt, aus denen man in geeigneter Weise sogenannte Thermosäulen oder thermoelektrische Batterien herstellt. Sehr geeignet sind dazu die aus Antimon, Zink und Wismuth bestehenden Legirungen für das positive Metall und aus Kupfer, Zink und Nickel für das negative Metall, weil mit denselben einestheils der elektrische Gegensatz der Metalle bedeutend erhöht und anderntheils die Anwendung hoher Temperaturen Ijjjjl 1 ermöglicht wird. Aus diesen Metall-Legirungen werden mehr oder i j'j minder starke Stäbe gegossen, welche alsdann abwechselnd mit ihren jjj ]

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Enden verbunden werden.    ™ ®

Eine zweckmässige Construction für Thermosäulen rührt von Noé her. Das dazu dienende sogenannte thermo-elektrische Element wird in der folgenden durch Fig. 53 illustrirten Weise hergestellt.

In eine geeignete Form wird eine Metallkapsel und in diese ein Eisenstift eingesetzt, worauf man eine Anzahl von Neusilberdrähten, welche das elektro-negative Metall bilden, in die Kapsel einführt und alsdann dieselben mit einer ge-

Die Elektricität. 4. Aufl.

heim gehaltenen, wahrscheinlich aber auch hauptsächlich aus Kupfer, Zink und Kickei bestehenden Legirung ausgiesst. Diese mit der Metall-Legirung ausgefüllten Metallkapseln werden dann mit Kupferstreifen verlöthet, welche an einem Holzi’inge

Fig. 54.

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im Kreise herum befestigt sind und das sogenannte Abkühlungsgestell der Thermo-säule bilden. Auch die Keusilberdrähte werden alsdann mit dem Kupferstreifen durch Löthung verbunden und zwar stets dieDrähte des einen Elementes mit dem nächsten Streifen, die Drähte des letzten Elementes aber mit einem am Ringe befestigten besonderen Metallstück, welches den nega-s tiven Pol der Säule bildet, •während der § nachfolgende Kupferstreifen den positiven | Pol abgibt, wie Eig. 54 illustrirt. Auf die |§jgi\ in der Mitte sternförmig gegen einander stehenden Eisenstifte wird dann ein Glimmerscheibchen gelegt und eine Spiritus-Hamme darunter gebracht, um die Erhitzung der Stifte und damit die elektrische Erregung der Tiiermosäule zu bewirken. Die Kupferstreifen aber werden zur Herstellung einer möglichst starken Temperatur-Differenz der Löthstellen in kaltes Wasser gestellt. Diese Säulen zeigen in sehr auffälliger Weise, dass die Wärme sich in elektrische Wirkung verwandelt. So lange

Fig. 55.

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der elektrische Strom Verwendung findet, kann man die Eisenstifte so stark erhitzen als es geht, ohne dass die Temperatur der Kupferstreifen sich über 30 bis 40° steigert; sobald aber der Stromkreis bei fortdauernder Wärme-zuführung geöffnet ist, so erhitzen sich die Kupferstreifen viel stärker, so dass dadurch sogar das Loth an den Verbindungsstellen flüssig werden kann.

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Die Wirkung geeignet construirter und aus einer grösseren Anzahl von Elementen zusammengesetzter Thermosäu-len kann eine sehr kräftige sein, man kann damit sogar elektrisches Licht erzeugen ; i obschon nur als physikalisches Experiment und nicht für Beleuchtungszwecke,

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I für welche eine derartige Lichtquelle zu umständlich und kostspielig sein HH würde. Wohl aber benutzt man die B Thermosäulen zur Ausscheidung von B Metallen u. s. w.

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Eine Tiiermosäule für grössere jji elektrische Leistungen illustrirt Fig. 55; dieselbe ist von Clamond construirt und besteht aus drei Haupttheilen: 1. dem Collector TOP, der als Ofen dient und aus gusseisernen Röhren zusammengesetzt ist; 2. den eigentlichen Thermo-Elementen C und 3. aus der Kühlvorrichtung L.

Die elektrischen Maschinen.

Wir haben im Vorhergehenden gesehen, dass die Quellen der Elektricität sehr verschiedenartig sein können. Chemische Wirkung und Wärme lassen sich mittelst geeigneter Apparate in Elektricität verwandeln, aber die Wirkungen sind verhältniss-mässig nur schwach und zur Erzielung halbwegs starker elektrischer Wirkungen müssen diese Apparate sehr umfänglich hergestellt werden, und ihr Gebrauch wird sehr kostspielig.

Vortheilhafter hat es sich erwiesen, die mechanische Arbeit, d. i. die zur Umdrehung einer Welle verwendete Triebkraft zur Erzeugung von Elektricität zu benutzen. Das Mittel dazu bietet die p •eigentümliche Wechselwirkung zwischen Elektricität und Magnetismus. Das dieser Wechselwirkung zu Grunde liegende Princip ist die von Earaday entdeckte Inductions Wirkung (s.

S. 27).

Fig. 56.

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Die in Figur 56 dargestellte Vorrichtung lässt dies erklären. Zwei cylindrische gleich grosse Eisenstücke a und b sind durch ein plattenförmiges Eisenstück vereinigt und die Eisenkerne a und b sind in der angedeuteten Weise mit isolirtem d. h. mit Daumwolle oder Seide um-

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Fig. 57.

sponnenem Kupferdraht umwunden. Wird durch diesen Draht ein elektrischer Strom, der mit einer galvanischen Batterie erzeugt werden kann, geleitet, so wird das Eisen zu einem starken Magnet, von welchem a und b die Pole sind. Umgekehrt wird aber in dem spiralförmig um das Eisen gewundenen Drahte •ein elektrischer Strom erregt werden, wenn man den noch nicht magnetischen Eisenkernen a und b einen sogenannten Hufeisenmagnet mit seinen Polen NS nähert, indem die beiden Eisenkerne dadurch in entgegengesetzter Weise polai'isirt werden, d. h. der dem Südpole S des Hufeisenmagnetes entgegenstehende Eisenkern b wird nordpolarisch und der dem Nordpole N des Hufeisenmagnetes entgegenstehende Eisenkern a wird südpolarisch. Nach der von Ampère aufgestellten Ansicht (s. S. 26) ist aber ein Magnet an und für sich schon von elektrischen Strömen umkreist, wie dies auch durch die auf den Polflächen bei S und N, sowie bei b und a gezeichneten Pfeile dargestellt ist. Diese in den Eisenkernen a & durch die angenäherten Magnetpole erregten elektrischen Ströme rufen alsdann durch Induction entgegengesetzt gerichtete Ströme in den Drahtspiralen hervor, und der somit elektrisch erregte Draht ist im Stande, einen elektrischen Strom abzugeben.

Auf dieses Princip begründete Pixii im Jahre 1832 die erste magneto-elektrische Maschine, welche in Fig. 57 dargestellt ist. Diese Maschine besteht aus zwei an einem Holzgestelle befestigten, unter sich durch eine Eisenplatte verbundenen Eisenkernen,

über welche zwei in vielfach übereinander liegenden Windungen mit Kupferdraht versehene Rollen, sogenannte Inductionsspulen, gesteckt sind. Unterhalb dieser Inductions-spulen befindet sich ein auf einer verticalen Achse befestigter Stahlmagnet, der aut geeignete Weise in rasche Rotation versetzt werden kann. Da hierbei die Pole des Magnets unterhalb der Inductionsspulen sich fortwährend bewegen, so werden auch in rascher Folge abwechselnd nach der einen oder anderen Seite gerichtete elektrische Ströme in den Drahtwindungen der Spulen erzeugt. Diese Ströme können als ein gleichgerichteter Strom, also in einer elektrischen Wirkungsweise, welche derjenigen einer galvanischen Batterie ganz ähnlich ist, aufgenommen und von der Maschine durch geeignete Drähte weiter geführt und zu irgend welchen Zwecken verwendet werden. Die Vorrichtung, welche zu dieser Gleichrichtung der Ströme dient, befindet sich unterhalb des Magnets und wird als Commutator bezeichnet. Diese Vorrichtung besteht aus einem kleinen Cylinder mit zwei stufenförmig in einander greifenden, aber von einander isolirten Metallhülsen, auf denen hüben und drüben eine Feder schleift. Jede dieser beiden Federn geht infolge der Rotation des Commutators oder Stromwenders im Moment, wo der Strom seine Richtung wechselt, auf die andere Hülse über, um nunmehr den Strom aus der anderen Inductionsspule, d. i. den Strom von gleicher Richtung zu empfangen. Auf diese Weise geht der von jeder dieser beiden Federn aufgenommene Strom stets in derselben Richtung aus der Maschine heraus.

Die Construction der oben abgebildeten Maschine von Pixii wurde bald in praktischer Weise von Saxton und Clarke abgeändert, indem der Magnet fest mit dem Gestell verbunden und dagegen der aus den Inductionsrollen bestehende sogenannte Inductor auf die Welle gesetzt, was insofern praktischer war, als nunmehr das leichte Stück beweglich und das schwere Stück fest gemacht wurde.

Ein bedeutender Schritt vorwärts wurde mit der Erfindung des sogenannten Cylinderinductors von Dr. W. von Siemens in Berlin im Jahre 1851 gethan. Dieser

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Inductor besteht nach Fig. 58 aus einem Fisencylinder a, der mit zwei gegenüber liegenden, rinnenförmigen Ausschnitten versehen ist, die zur Aufnahme der Drahtwindungen b dienen. Bei dieser Form des Inductors können die Drahtwindungen sehr dicht an die Magnetpole gebracht werden, indem man diese selbst entsprechend aushöhlt, wie dies bei c ersichtlich ist. Hierin liegt ein Vorth eil, weil dadurch eine viel stärkere elektrische Erregung der Drähte stattfindet und daher dieselben von viel kräftigeren Strömen durchflossen werden, sobald der Inductor in Umdrehung versetzt und dadurch ein fortwährender Wechsel der Pole NS im Inductor herbei-

geführt wird. Gerade durch diesen magnetisirten Eisenkern wird die elektrische Erregung, d. i. die sogenannte Induction in den Drahtwindungen noch bedeutend verstärkt. Um die in den Drahtwiudungen erregten elektrischen Ströme nach aussen abzuleiten, ist das eine Drahtende mit der den Inductor tragenden Welle und das andere* Drahtende mit einem auf der Welle sitzenden, aber davon isolirten Metallringe verbunden. Zwei Federn, von denen die eine auf der Welle und die andere auf dem erwähnten Ringe schleift, nehmen die Ströme auf und führen dieselben der mit der Maschine verbundenen Leitung zu.

Fig. 59 zeigt eine kleine Siemens’sche magnet-elektrische Maschine, welche mit

diesem Cylinder-Inductor versehen ist. Die magnetische Einwirkung auf denselben wird durch sechzehn nebeneinander senkrecht im Gestell befestigte Magnete hervorgerufen.

Die aus den Drahtenden dieses Inductors abgeleiteten Ströme sind sogenannte Wechselströme, weil 'sie bei jeder halben Umdrehung des Inductors ihre Richtung wechseln, d. h. sie durchlaufen den Draht einmal von links nach rechts und das andere Mal von rechts

Fig. 59.

nach links, wenn man sich vor die Langseite des Inductors gestellt denkt. Diese Wechselströme können nun zwar mittelst eines Gommutators in einen continuir-lich, nach einer Richtung laufenden Strom verwandelt werden, was für gewisse Zwecke der Elektrotechnik erwünscht ist, aber durch die betreffende Einrichtung wird die Maschine complicirt und der Commutator, sowie die auf den- ^ = _ selben schleifenden Federn unter-liegen einer raschen Abnützung, weshalb es erwünscht war, eine derartige Maschine zu besitzen, von deren Inductor ohne Weiteres ein gleichgerichteter Strom ausging.

Die hier vorliegende Aufgabe wurde durch den vom Professor Antonio Paci-notti in Florenz im Jahre 1860 erfundenen Ringinductor gelöst.

Die Wirkungsweise dieses Ringinductors wird durch Fig. 60 erklärt. Der Ring besteht ebenso wie der Cylinder des vorher besprochenen Siemens’schen Inductors aus weichem Eisen und ist mit isolirten Draht umwunden. Wenn sich dieser Ring zwischen zwei Magnetpolen NS befindet, so entsteht im Eisen gegenüber dem Nordpol ein Südpol und gegenüber dem Südpol ein Nordpol, während die beiden Punkte des Ringes, die am weitesten von den Magnetpolen abliegen, gar nicht magnetisch sind, indem sie die sogenannten neutralen Punkte bilden. Wird der Eisenring zwischen den beiden Magnetpolen in der Richtung seiner Krümmung herumgedreht, so werden nach und nach andere Stellen des Ringes magne-tisirt, während die vorher magnetisirten Stellen ihren Magnetismus verlieren. Die im weichen Eisen erregten Pole wandern also um den Ring herum und dabei werden in dem den Ring umwindenden Drahte in jeder Ringhälfte stets nach gleicher Richtung fliessende elektrische Ströme erregt, wobei aber der Strom in der einen Ringhälfte entgegengesetzt zu dem Strome in der anderen Ringhälfte gerichtet ist. Es wird dies in Fig. 61 durch Pfeile verdeutlicht. Indem man die einzelnen Drahtwindungen des Ringes mit der Welle durch radial gerichtete Drähte verbindet, kann man diese Ströme sammeln und zwar wird dies an den neutralen Punkten des Ringes

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geschehen, weil hier die Ströme stets ihre Richtung beibehalten. Auf die specielle-Construction dieser Maschinen werden wir später zurückkommen.

Eine bedeutende Verbesserung der magnet-elektrischen Maschinen wurde durch H. Wilde in Manchester erreicht, indem derselbe auf die Idee kam, die mittelst einer

magnet-elektrischen Maschine erzeugten Ströme zur Herstellung eines starken Elektromagnets benutzen, welcher hierauf seinerseits wiederum elektrische Ströme von grösserer Mächtigkeit in einem zwischen seinen Schenkeln rotirenden Induc-

Fig. 61.

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In den bisher beschriebenen elektrischen

Maschinen wurden die elektrischen Ströme entweder durch Stahlmagnete oder (wie in der Wildeschen Maschine) durch Magnete erregt, welche-ihren Magnetismus durch den von einer anderen magnet-elektrischen Maschine erzeugten Strom zugeführt erhielten. Diese Maschinen beiderlei Art werden als magnet-elektrische bezeichnet.

Im Jahre 1866 wurde jedoch noch ein anderes Princip der Erzeugung elektrischer Ströme entdeckt, und zwar gleichzeitig von Dr. W. von Siemens in Berlin und Professor Wheatstone in London. Dieses Princip beruht darauf, dass die Maschine in sich selbst den zur Erzeugung ihrer Elektromagnete nöthigen elektrischen Strom erzeugt, und zwar dient ihr dazu die geringe Spur von Magnetismus, welche nach einmaliger Magnetisirung auch im weichsten Eisen zurückbleibt. Durch diesen schwachen Magnetismus wird zuerst auch nur ein entsprechend schwacher Strom im Inductor erregt, der aber alsbald den Magnetismus verstärkt, welcher hierauf wiederum verstärkend auf den Inductionsstrom zurückwirkt. So dauert mit einem wachsenden Aufwande von Betriebskraft die gegenseitige Verstärkung zwischen den Elektro-Magneten und Inductor fort, bis die Maschine die ihr zukommende volle elektrische Kraftwirkung erreicht hat. Da in diesem Falle die elektrische Erregung durch die auf die Maschinenwelle wirksame Drehkraft, also rein durch dynamische Wirkung erregt wird, so nennt man diese Maschinen dynamo-elektrische Maschinen oder kurz Dynamomaschinen.

Wird nun eine Dynamomaschine, deren Pole durch einen Leitungsdraht, den. sogenannten Stromkreis, verbunden sind, mit einem Aufwand von mechanischer Arbeit in Umdrehung versetzt, so entsteht, ähnlich wie in den Wärmemaschinen, d. i. in den Dampf-, Heissluft- und Gasmaschinen ein sogenannter Kreisprocess. Wird in dem Stromkreise der Maschine keinerlei Arbeit, weder mechanische noch chemische verrichtet, so ist nur der Widerstand des Drahtes in Betracht zu ziehen und es sind alsdann drei von einander verschiedene Grössen zu berücksichtigen. Zuerst die Stromstärke oder die Intensität des Stromes, wobei man sich vorstellen kann, dass in dem Stromkreise der Maschine eine elektrische Masse bewegt werde. Wenn es nun möglich ist, diese elektrische Masse durch Zurückführung auf eine Einheit zu messen, so stellt die Intensität des Stromes diejenige elektrische Masse dar, welche in der Secunde durch jeden Querschnitt des Stromkreises hindurch geht.

Der elektro-motorische Vorgang in der Dynamomaschine besteht nun darin, dass dieser elektrischen Masse ein Arbeitsvermögen ertheilt wird und dieses Arbeitsvermögen lässt sich darstellen durch das Product aus der elektrischen Masse und einer gedachten Hubhöhe, ganz ähnlich, wie man die Arbeit, welche, beim Heben eines Gewichtes auf eine gewisse Höhe verrichtet, durch das Product aus der Zahl der gehobenen Gewichtseinheiten und der Hubhöhe gemessen wird. Diese bei der elektrischen Arbeit ebenfalls denkbare (ideelle) Hubhöhe heisst die elektro-motorische Kraft.

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Die dritte Grösse, welche im elektrischen Kreisprocesse zur Wirkung kommt, ist der Widerstand, den man sich als eine Art Reibung denken kann, welchen die elektrische Masse bei ihrer Fortbewegung zu überwinden hat. Diese drei Grössen: Stromstärke, elektro-motorische Kraft und Widerstand spielen in der Elektotechnik eine grosse Rolle und sie stehen in dem bereits S. 18 angegebenen Zusammenhänge (Ohm’sches Gesetz).

Die erste von Siemens construirte Maschine dieser Art ist in Fig. 62 abgebildet. Die beiden Elektromagnete EE, welche aber eigentlich nur einen Magnet darstellen, bestehen aus zwei Platten aus weichem Eisen, jede von etwa 60 Centimeter Länge, 50 Centimeter Breite und 10 Centimeter Dicke. Dieselben sind am hintern Ende durch eine dritte Platte P mit einander verbunden und mit übersponnenem dicken Kupfer-

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drahte quer bewickelt, so dass der Draht wie in einer einzigen Spirale verläuft. Die Enden cd dieses Drahtes sind in den Schraubenklemmen a und b befestigt, welche mit den Schleiffedern 1 und 2 verbunden sind, von denen die letztere auf dem Wellenende A, die andere auf dem Commutator n des Inductors I aufliegt, welcher letztere sich zwischen den Polen NS des Magnets dreht.

Die dynamo-elektrische Maschine erfuhr noch manche Umgestaltung und Verbesserung, wovon im Folgenden die Rede sein wird. Alle weiteren Fortschritte, die auf diesem Gebiete gemacht worden sind, beruhen jedoch auf den im Vorhergehenden beschriebenen Erfindungen, welche die Grundlagen in der Construction der elektrischen Maschinen geliefert haben.

Die elektrischen Maschinen überhaupt lassen sich in zwei grosse Classen unterbringen. Die eine Classe umfasst die sogenannten Wechselstrom-Maschinen mit den in neuester Zeit hinzugekommenen Drehstrom-Maschinen, die andere die Gleichstrom-Maschinen.

Die Wechselstrom-Maschinen liefern, wie schon der Name besagt, Ströme, welche gewissermaassen als hin- und hergehende Zuckungen zu betrachten sind. Für manche Beleuchtungsapparate sind solche Ströme nothwendig, um ein gleichmässig fortwährendes Licht zu erhalten, erfahrungsmässig brauchen aber diese Wechselstrom-Maschinen für eine bestimmte Leistung mehr Betriebskraft als die Gleichstrom-Maschinen und ausserdem können die letzteren auch einfacher ’construirt und vielseitig benutzt werden. Ferner kann eine Wechselstrom-Maschine nicht direct ihre Elektro-Magnete selbst erregen, weil dazu ein gleichgerichteter Strom nöthig .ist, denn Wechselströme würden die Magnetpole fortwährend umändern und den Magnet nie zur Wirkung kommen lassen. Die Wechselstrom-Maschinen sind aus den magnet-elektrischen Maschinen hervorgegangen, haben aber mit der Zeit ihre eigentümlichen Formen erhalten und sind mit Elektro-Magneten ausgerüstet worden, welche meist von einer besonderen kleineren, gleichgerichtete Ströme liefernden Maschine erregt werden, oder zu deren Erregung ein Theil der Maschinenströme in gleiche Richtung gebracht wird.

Eine vielgenannte und für die Entwicklung des elektrischen Beleuchtungswesenś

epochemachende Wechselstrom-Maschine wird durch die grosse magnet-elektrische Maschine der Compagnie „l’Alliance“ repräsentirt. Diese sogenannte Alliance-Maschine ist in Fig. 63 dargestellt.

Die Maschine besteht aus einem Gestell, in welchem nach radialer Richtung acht Reihen grosser Stahlmagnete befestigt sind. Auf der im Centrum der sternförmig angeordneten Magnete befindlichen Betriebswelle sind zwischen den Magneten Messingscheiben angebracht und an jeder sitzen entsprechend der gleichmässigen Entfernung der 16 Magnetpole beiderseits ebensoviele Drahtrollen, welche den Inductor bilden.

Fig. 63.

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Die Magnete sind so angeordnet, dass stets entgegengesetzte Pole sowrnhl einander gegenüber als nebeneinander stehen, so dass bei der Rotation der Inductor-Drahtrollen fortwährend neue Stromzuckungen in denselben erregt werden. Die Drahtrollen sind so mit Draht bewickelt, dass die Drahtwindungen einer einzigen grossen Spirale entsprechen und von den beiden Enden dieser Spirale ist das eine mit der Welle, das andere mit dem isolirt darauf sitzenden Commutator verbunden. Durch Federn, die auf dem Ringe und der Achse schleifen, werden die Wechselströme aufgesammelt und der Leitung zugeführt.

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Eine solche Alliance-Maschine ist gewöhnlich mit 4—6 der erwähnten Messingscheiben und dementsprechend mit 32 oder 48 Magneten versehen, welche durch ihre 64 oder 96 Pole auf ebensoviele Inductor-Rollen wirken. Da nun bei jeder Umdrehung der Scheiben jede Seite der 16 auf ihnen sitzenden Inductor-Rollen an ebensovielen Magnetpolen vorübergeht, so entstehen bei jeder Umdrehung 16 Wechselströme und da die mittelst einer Öpferdigen Dampfmaschine in Rotation versetzte Welle circa 1400 Umdrehungen in der Minute macht, so findet in jeder Secunde nahezu einhundertmaliger Stromwechsel statt.

Yon der Mächtigkeit der Maschine legen die folgenden Angaben Zeugniss ab. Jeder der Magnete wiegt 20 Kilogramm, die Spulen bestehen aus gespaltenen Eisen-cylindern, die in gespaltenen Messingcylindern stecken; jede ist 10 Centimeter lang und hat 4 Centimeter im Durchmesser. Auf jede Spule werden gewöhnlich acht circa 30 Meter lange und 1 Millimeter dicke mit Baumwolle umsponnene Kupferdrähte nebeneinander aufgewickelt. Mit einer solchen Maschine von 32 Magneten kann man ein elektrisches Kohlenlicht von über 1000 Kerzen Leuchtkraft erhalten. Es haben diese Maschinen fast nur auf Leuchtthürmen Verwendung gefunden und ihrer complicirten und kostspieligen Construction wegen werden sie nicht mehr gebaut.

Die Anordnung der Gramme’schen Wechselstrom-Maschine ist aus den Figuren 64 u. 65 zu ersehen. Auf der Welle dieser Maschine sitzen 8 radiale, plattenförmige Elektro-Magnete K, welche zwischen zwei Naben H befestigt und mit bogenförmigen Polschuhen versehen sind.

Die Armatur dieser Maschine ist ein mit dem Gestell fest verbundener breiter Eisenring, welcher mit 32 von einander getrennten und abwechselnd nach verschiedener Richtung gewundenen Drahtspulen ab cd versehen ist. Bei der Rotation der Elektro-

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Magnete werden in diesen Drahtspulen Wechselströme erregt, welche mittelst eines Strom Sammlers abgenommen werden. Das Gestell dieser Maschine besteht aus zwei nahezu kreisförmigen gusseisernen Böcken S, welche auf der ebenfalls gusseisernen Grundplatte Ii befestigt sind. Die Erregung der Elektro-Magnete muss bei dieser Maschine mittelst einer besonderen elektrischen Maschine erfolgen.

Die Gramme’sche Wechselstrom-Maschine liefert den Strom für 8 der später zu beschreibenden .Tablochkoff-Kerzen bei einer Betriebskraft von 16 Pferdestärken. Ihr Gewicht beträgt 650 Kilogramm, wovon 103 Kilogramm auf den in der Maschine vorhandenen Kupferdraht kommen.

Die Erregung der Elektro-Magnete durch Ströme, welche von einer Erreger-Maschine, die von der Wechselstrom-Maschine vollständig unabhängig ist, erzeugt werden, führte mannigfache Uebelstände mit sich. Jede Schwankung dieses Stromes machte sich in erhöhtem Maasse in den von der Wechselstrom-Maschine erzeugten Strömen geltend und veranlasste ein unruhiges Brennen der Kerzen. Gramme hat daher in einer spätem Construction die Erreger-Maschine mit der Wechselstrom-Maschine zu einem Ganzen vereinigt und diese eine Wechselstrom-Maschine Auto-Excitatrice benannt.

Diese in Fig. 66 abgebildete Maschine stellt eine Combinirung der weiter unten noch ausführlicher zu beschreibenden Gramme’schen Maschine für Gleichstrom A mit der eben geschilderten Wechselstrom-Maschine B dar. Die Wechselstrom-Maschine

Fig. 66.

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. ist gerade so gebaut wie vorbeschrieben. Die Maschine für Gleichstrom weicht durch die Anordnung der erregenden Elektromagnete etwas von den gewöhnlichen Ringmaschinen ab. Von der Innenseite des cylindrisch gebauten Seitenständers A A ragen j in radialer Richtung die Elektromagnete E hinein. An zwei einander gegenüber-

liegenden Scheitelpunkten der durch die Elektromagnete gebildeten Winkel sind "die beiden Polschuhe PP angebracht, welche je zwei Elektromagnete verbinden. Die Drahtwindungen in den Elektromagnetschenkeln sind so geführt, dass je zwei derselben an den durch den Polschuh vereinigten Enden gleiche Polarität erhalten.

Fig. 67.

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Innerhalb des cy lind rischen Raumes, welcher durch die Polschuhe gebildet wird, rotirt ein Gramme’scher Ring R gewöhnlicher Construction. Er bewegt sich also wie bei den früher beschriebenen Maschinen zwischen zwei diametral einander gegenüberliegenden entgegengesetzten Magnetpolen und erfährt daher auch ganz dieselben Inductions Wirkungen. Der Ring ist auf derselben Achse aufgekeilt, auf welcher die in-ducirenden Elektromagnete der Wechselstrom - Maschine B befestigt sind. Die im Ringe R inducirten Ströme werden durch die Bürsten B₁ B.₂ den Elektromagneten der Wechselstrom-Maschine zugeführt.

Fig. 6f>.

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Um die Ströme beider Maschinen reguliren zu können, sind die Bürsten der Erregermaschine nicht unmittelbar mit den Drahtwindungen der Elektromagnetschenkel in der Wechselstrom-Maschine verbunden, sondern die Verbindung ist eine derartige, dass durch sie ein bequemes Ein- oder Ausschalten grösserer oder geringe-rerDrahtwiderstände ermöglicht wird.

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DieWechselstrom-Maschine von Ganz ist in den Figuren 67 und 68 in Vorder- und Rückansicht abgebildet. Sie besteht, wie daraus ersichtlich, aus sechs fest-stehenden Elektromag- ^^l§| neten, deren Eisenkerne mit dem Lager der Riemenscheibe aus einem Stücke gegossen werden.

Der Ring, der seitlich gefasst über die Elektromagnete hinwegrotirt, ist bei der sechspoligen Maschine derart bewickelt, dass schon Ve desselben die nöthige Spannung erzeugt; diese Sechstel sind dann zur Erreichung der gewünschten Stromstärke parallel geschaltet. Jedes Ringsechstel besteht aus 50 Spulen zu je 12 Windungen, woraus ein Stromsammler von

56 x 6 = 336 Sectoren rèsultirt. Um die Ableitung auf 2 Bürsten zu beschränken, wurden je sechs gleichwerthige Sectoren untereinander verbunden.

Eine der wirksamsten und in ihrer Construction ganz originelle Maschine ist die des Amerikaners Brush, deren äussere Form die Fig. 69 darstellt, während Fig. 70 einen Theil des Armatur-Ringes und Fig. 71 den Commutator zeigt. Der Ring der Armatur besteht aus Gusseisen und ist mit Vorsprüngen versehen, zwischen denen der Draht aufgewickelt wird. Zum Zwecke der Kühlung haben die Vorsprünge Ein-

Fig. 69.

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schnitte, durch welche bei der raschen Drehung die Luft hindurch streicht. Zu beiden Seiten 'des Ringes sind die beiden horizontalen zweisckenkeligen Elektro-Magnete angebracht, welche durch den zuvor gleichgerichteten Strom der Maschine erregt werden-Der JCommutator (Fig. 71) besteht aus zwei nahezu halbkreisförmigen Metallstücken LS und einem dazwischen geschobenen keilförmigen Stücke T. Diese sämmt-lichen drei Theile sind unter sich, wie auch von der Welle isolirt, d. h. durch nicht elektrisch leitendes Material von einander getrennt. Auf dem Commutator schleifen

Fig. 70.

Fig. 71.

vier Bürsten, von denen jede einzelne stets zwei Ringe des Commutators berührt, wodurch immer zwei diametral gegenüberliegende Spulen verbunden sind. Berührt eine der Federn aber das Stück T, den sogenannten Isolator, so wird in diesen Spulen gerade in dem Moment unterbrochen, wo si durch die zwischen den beiden Magnetpolen befindlichen neutralen Stellen des wirksamen Magnetfeldes gehen. Hierdurch wird erreicht, dass der Strom nicht unnöthigerweise durch unwirksame Drahtspiralen hindurch gehen muss und keine Stromkraft vergeudet wird. Infolge dessen gewährt auch diese Maschine einen hohen Nutzeffect.

Ausser der bisherigen Art der Wechselstromerzeugung ist in jüngster Zeit von verschiedener Seite ein abgeändertes Verfahren vorgeschlagen und ausgeführt worden, über welches gegenwärtig zwar noch keine endgiltig entscheidenden praktischen Erfahrungen vorliegen, das aber bereits im Versuchsstadium seine Bedeutung namentlich für Uebertragung elektrischer Energie auf grosse Entfernungen erkennen lässt. Es ist dies der sogenannte Drehstrom. Dieser unterscheidet sich von den gewöhnlichen Wechselströmen nur dadurch, dass die Phasen der einzelnen Wechselströme gegeneinander verschoben sind. Obwohl zur Erzeugung eines solchen Drehstromes eine grössere Anzahl von Strömen zur Anwendung gelangen kann, werden doch gewöhnlich nur 3 Ströme benützt. Man verwendet hierbei eine entsprechend gebaute Wechselstrommaschine mit 3 Schleifringen, welche.von einer besonderen Gleichstrommaschine angeregt wird. Bei der Anwendung dreier Ströme beträgt die Verschiebung ihrer Phasen gegeneinander natürlich 120° (¹/₃ des Kreises). Da hierbei die Ströme stets in einer bestimmten Ordnung aufeinander folgen, z. B. 1, 2', 3, 1, 2, 3 ..., so hat der Drehstrom in diesem Sinne eine bestimmte Richtung. Es zeigt sich dies am einfachsten durch seine Wirkung auf eine Magnetnadel. Während nämlich der Gleichstrom eine einseitige, constante Nadelablenkung und der gewöhnliche Wechselstrom ein Pendeln der Nadel um ihre Gleichgewichtslage bewirkt, versetzt der Drehstrom die Nadel in dauernde rotirende Bewegung.

Wir gehen nunmehr zur Besprechung der Gramme’schen Dynamomaschine über, welche im Princip mit der schon erwähnten älteren Pacinotti’schen Maschine übereinstimmt, in ihrer rationellen Construction dieselbe aber bedeutend übertrifft.

Fig. 72.

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Zenobe Theophile Gramme, ein Belgier, war Modelltischler in den Werkstätten der Compagnie l’Alliance. Im Jahre 1871 erfand er seine Ringarmatur, ohne von Pacinotti’s früherer Erfindung etwas zu wissen. Fig. 72 zeigt die eigenthümliche Anordnung dieses Ringes. Der Ring besteht aus geglühtem Eisendrahte, wodurch derselbe für die wechselnde Polarität sehr empfänglich wird. Um den Drahtring A B herum, von welchem unsere Figur nur ein Bruchstück zeigt, sind eng aneinander liegendeDrahtspiralen aufgewunden, welche der Deutlichkeit halber in der Abbildung zum Theil auseinander gerückt sind. Der Anfangsdraht jeder Drahtspirale oder Drahtrolle ist mit dem Enddrahte der vorhergehenden verlöthet, so dass diese Spulen, von denen jede etwa 300 Drahtwindungen enthält und von denen der Ring 60 bis 100 enthält, eine einzige Leitung bilden.

Die gelötheten Verbindungsstellen der Drahtrollen liegen alle auf einer Seite des Ringes und sind an rechtwinkelig gebogenen Kupferstreifen R befestigt, die sich an einen den Drahtring stützenden Holzring anlegen und auf dessen Rückseite hervorragen, so dass sie die Welle umgeben und von dieser, so wie unter sich isolirt den hier an Stelle des Commutators stehenden Collector bilden, von welchem die Schleiffedern die gleichgerichteten Ströme abnehmen, indem sie dieselben nicht erst in die gleiche Richtung zu bringen haben.

Fig. 73 führt eine kleine Gramme’sche Maschine für Handbetrieb vor, welche mit einem bogenförmigen Stahlmagnet ausgerüstet, der aus vielen schwachen Lamellen besteht und deshalb als Blättermagnet bezeichnet wird. Die Kraft solcher Magnete ist viel stärker, als wenn ein massives Stahlstück dazu verwendet wird. An den Enden ist dieser Magnet mit massiven Polschuhen versehen, welche die Ringarmatur nahezu ganz umschliessen.

Die zu industriellen Zwecken gebauten Maschinen erhalten an Stelle der per-

manenten Stahlmagnete viel kräftiger wirkende Elektromagnete, deren Erregung unter Anwendung des dynamischen Principes erfolgt. Eine derartige Maschine ist in Fig. 74

schematisch und in Fig. 75 in perspectivischer Ansicht dargestellt.

Fig. 73.

Aus der schemati

schen Zeichnung ist die Stromführung leicht zu entnehmen. E stellt den auf der Achse AB befestigten Ring dar, N ASunà NyBS sind die beiden Elektromagnete, welche bei NNy ihre Nordpole und bei SSy ihre Südpole besitzen. Die Stromführung ist durch die Pfeile angedeutet. Die eine Schleiffeder berührt den Kupferstreifen 1, welcher mit jenem Spulenpaare in Verbindung steht, von dem aus die Ableitung in den äusseren Stromkreis erfolgen muss. Die im Ringe E - inducirten Ströme gelangen daher von 1 in den Elektromagnet Sy B .ZV,, dann in den zweiten Magnet NAS und durch die Schleiffeder 2 zum Ringe zurück. Der Deutlichkeit halber ist in der schematischen Zeichnung von einem äusseren Stromkreise (in welchem etwa Lampen eingeschaltet sind) abgesehgn worden. Die Maschine

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Fig. 74.

Die perspectivische Ansicht in Fig. 75 zeigt das Modell einer Lichtmaschine. An zwei gusseisernen verticalen Ständern sind die Schenkel B der Elektromagnete horizontal befestigt. Je zwei gleichnamige Pole stossen in der verticalen Mittellinie der Maschine zusammen und sind daselbst mit je einem Polschuhe versehen. Diese umfassen den Ring au dessen äusserem Umfange derart, dass nur etwa ein Drittel unbedeckt bleibt; möglichst viele Drahtwindungen der Einwirkung der Induction auszusetzen, ist der Zweck dieser Anordnung. Der Ring sitzt auf einer stählernen Achse, deren Lager an den verticalen Ständern befestigt sind. Auch die Oelgefässe zum Schmieren der Lager sind an diesen angebracht. Die Riemenscheibe (auf der linken

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Seite der Figur) dient zum Antriebe der Maschine durch einen Motor. Das abgebildete Modell ist für fünf Bogenlampen bestimmt; es hat eine Länge von 0⁻623 Meter, eine Höhe von 0⁻538 Meter und ein Gewicht von 360 Kilogramm.

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Bei der Maschine, welche Gramme für Galvanoplastik construirt hat, sind die Windungen um die Elektromagnetschenkel nicht aus Kupferdrähten, sondern aus Blechen hergestellt, deren Breite der ganzen Schenkellänge gleich ist und in 20 bis 30 Lagen aufgerollt wird, wie Zeichnungen auf einer Holzwalze. Die Oberfläche der Bleche ist blank, um die Wärmeausstrahlung zu erleichtern und dadurch ein Erhitzen der Maschine hintanzuhalten. Die Spiralen der Ringarmatur sind gleichfalls aus Kupferbändern gebildet, die. aber stärker gehalten ~rsHg sind wie dieBleche derElek-tromagnetwindungen. Diese Form der Armatur und Elek-tromagnetwindungen hat ' darin ihre Begründung, dass es bei galvanoplastischen Arbeiten mehr auf Quantität als auf Spannung der Elektricität ankommt; es müssen daher auch die Widerstände der Maschine auf ein möglichst geringes Maas reducirt werden.

Fig. 76.

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In Fig. 76 ist schliesslich noch ein in jüngster Zeit [hergestelltes Modell der Gramme’schen Maschine dargestellt. Diese Type ist hauptsächlich dadurch charakte-

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^zeichnet, weil es das erste isr, bei welchem Gramme den Ring in die obere Hälfte der Maschine setzte.

Eine ebenfalls öfter genannte und durch solide und praktische Construction ausgezeichnete Dynamomaschine ist die von Gülcher (Fig. 77). Dieselbe ist für Ströme von geringerer Spannung, aber quantitativ grosser Stärke construirt, indem die hier im Querschnitt keilförmige'Ringarmatur mit einer verhältnissmässig geringen Anzahl von Windungen aus starken, doch mehrfach zusammengedrehte Drähte gebildeten Seilen bewickelt ist.

Es sind vier Paar Elek-tro-Magnete vorhanden, welche mit ihren Polschuhen die Ringarmatur umfassen; die vier in den Windungen der Armatur erregten elektrischen Ströme werden durch zwei auf dem Collector schleifende Bürsten abgenommen, quantitativ vereinigt und nach aussen geführt.

Fig. 78.

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Das neueste Modell der Gülcher-Maschine, charakterisirt durch den Quadratring, ist in Fig. 78 abgebildet. Diese Maschinen finden vorzugsweise für Beleuchtungszwecke und speciell hei gleichzeitigem Betriebe von Bogen- und Glühlampen Anwendung.

Sehr verschieden von den im Vorhergehenden beschriebenen Dynamomaschinen sind die nunmehr zu beschreibenden. Bei denselben kommt die von v. Hefner- Alteneck erfundene Trommelarmatur zur Verwendung.

Die einfachste Form dieser Armatur illustrirt Fig. 79. In dieser Figur sind N jV, und S SL die Pole der inducirenden Magnete; zwischen denselben befindet sich

Fig. 79.

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der eiserne Cylinder s n nu welcher mit zwei Zapfen Ft F.₂ versehen ist, mit denen er iu den Lagern des Maschinengestelles liegt und mittelst der Riemenscheibejbei C in Umdrehung versetzt werden kann.

Um diesen Eisencylinder sind die Drähte parallel zur Axe aufgewickelt. Bei der Umdrehung werden durch die Magnetpole N S in dem Eisencylinder gerade so wie in dem Gramme’schen Ringe wandernde Pole hervorgerufen (inducirt) und, da nun der Eisencylinder sich sehr nahe an den Magnetpolen befindet, so werden in den den Cylinder umgebenden Drähten sehr kräftige elektrische Ströme erregt.

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Die die Armatur umgebenden Drähte sind in eine grössere oder geringere Anzahl von Gruppen eingetlieilt, welche eine zusammenhängende Drahtleitung bilden; die Enddrähte e e der einzelnen Gruppen sind mit dem Collector p p, verbunden und es besteht der Collector aus eben so vielen von einander isolirten Theilen (Segmenten) als Drahtgruppen auf der Trommel vorhanden sind. Die Verbindung der Enddrähte mit den Collectortheilen ist übrigens derartig bewirkt, dass stets in zwei gegenüberliegenden Theilen des Collectons Ströme von entgegengesetzter Richtung Zusammenkommen, welche sich zu einem Strome summiren, der durch die auf dem Collector aufschleifenden Bürsten nach aussen geleitet wird.

Die Elektricität. 4. Auf).

Die Ai’t und Weise, wie zu dem Zwecke diese Verbindungen hergestellt werden ist aus Fig. 80 deutlich ersichtlich. Diese Figur zeigt in schematischer Darstellung eine Trommelarmatur, auf welcher acht Drahtgruppen aufgewickelt sind; die einzelnen Segmente des Collectors sind mit a b x¹ c d e x f und die einzelnen Theile derselben Drahtgruppe sind durch gleiche Ziffern bezeichnet.

Wenn man den Verlauf des Drahtes einer Gruppe in der Figur verfolgt, indem man dabei von dem Collecter ausgeht, so ist ersichtlich, dass der Draht von dem betreffenden Collector-Segment aus auf der vorderen Seite des Cylinders bis zur Peripherie läuft, dann sich rechtwinklig umbiegt, parallel mit der Axe auf dem Cylinder-umfange weiter geht und am andern Cylinderende sich abermals rechtwinklig umbiegt, über das Centrum der zweiten Stirnseite des Cylinders hinweg geht, am Rande sich abermals rechtwinklig umbiegt und auf der entgegengesetzten Seite des Cylinderumfanges entlang läuft, hierauf die vierte und letzte Umbiegung macht und sich mit dem diametral gegenüberstehenden Collector-Segment verbindet.

Fig. 81.

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Die eine Hälfte einer solchen, ein Rechteck bildenden Drahtgruppe ist in einem Moment der Rotation der Einwirkung des Nordpoles und die andere Hälfte der Einwirkung des Siidpoles der inducirenden Magnete ausgesetzt. Auf diese Weise werden in den beiden entgegengesetzten Langdrähten der Gruppen elektrische Ströme von entgegengesetzter Richtung erregt, welche sich zu einem Strome von gleicher Richtung vereinigen.

Indem nun die Trommel rotirt, wird die Drahthälfte einer Drahtgruppe, welche vorher oben war, im nächsten Moment, d. i. nach einer halben Umdrehung nach unten und die andere Hälfte nach oben kommen. Hierdurch wird die Stromrichtung in der Drahthälfte umgekehrt, dabei nimmt aber der Collecter doch immer einen Strom von gleichbleibender Richtung auf, indem die oberen Drahthälften stets von links gerichteten, die unteren Drahthälften stets von rechts gerichteten Strömen durchlaufen werden. Die Wirkung der Trommelarmatur ist also in dieser Beziehung ganz ähnlich, wie diejenige der Ringarmatur und daher liefert die Trommelmaschine ebensogut gleichgerichtete Ströme wie die Ringmaschine.

Fig. 81 stellt eine Siemens’sche mag net-elektrische Trommelmaschine

dar; dieselbe ist für Riemenbetrieb eingerichtet, wie die Riemscheibe G links erkennen lässt. Die Trommelarmatur P P dieser Maschine rotirt zwischen den sie eng um-schliessenden Polen NN¹, SS, von 50 V-förmigen, paarweis einander gegenüber-stehenden Stahlmagneten, wobei diese ' Magnete so angeordnet sind, dass sie sich mit ihren gleichnamigen Polen vereinigen, indem diese gleichen Pole durch kreissegmentförmige Polschuhe aus weichem Eisen miteinander verbunden sind, so dass sehr starke magnetische Felder auf beiden Seiten der Trommelarmatur gebildet werden. Der Collector h ist auf der rechten Seite der Maschine angebracht und auf demselben streifen die aus Kupferstäbchen gebildeten breiten Bürsten E B auf, um den Strom nach den Klemmen A und B und von da in die Leitungen L und Lx überzuführen.

Bei der praktischen Ausführung der Siemens’schen Maschinen zur Beleuchtung, Elektrochemie und Kraftübertragung werden natürlich an Stelle der Stahlmagnete Elektromagnete angewandt und diese entweder stehend oder liegend, dem speciellen Bedürfnisse entsprechend angeordnet. Hierbei wird auch in der Regel auf die etwas complicirtere Stromführung verzichtet, der Draht auf der Trommel in viele Partien getheilt, die dann keines Collectons bedürfen, sondern in Gramme’scher Weise zu den Sectoren eines Stromsammlers von der bei diesen Maschinen benützten Art geleitet werden.

Eine derartige Maschine für Beleuchtungszwecke ist in Fig. 82 abgebildet. Die Elektromagnete sind hierbei flach gebaut und liegend angeordnet. Die Pole bestehen aus sieben Eisenlamellen, welche in Bogenform die Trommel derart umfassen, dass stets mehr als zwei Drittel derselben der Inductionswirkung ausgesetzt sind. Die Anwendung des dynamischen Principes zeigt die Verfolgung des Stromweges durch die Maschine. Der in den Umwindungen der Trommel inducirte Strom gelangt

Fig. 82.

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durch die rechts auf dem Stromsammler schleifende Bürste mittelst eines Drahtbogens in die rechts unten liegende Spule des Elektromagnetes, durchläuft diese, geht dann in die obere Spule, von hier in die am Gestelle rechts befindliche Klemme, in den äusseren Schliessungsbogen (der hier weggelassen ist) zur Klemme links, von dort zu den links befindlichen Spulen des Magnetes und endlich durch die links befindliche Schleiffeder wieder in die Trommelwindungen.

Fig. 83 stellt eine Maschine dar, wie sie zur Reinmetallgewinnung aus Lösungen der betreffenden Metallsalze angewandt wird. Wie schon früher erwähnt,

Fig. 83.

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bedarf man zu solchen Zwecken keiner hochgespannten Elektricität, sondern kommt hauptsächlich die Quantität derselben in Betracht. In der That ersieht man aus der

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sind gleichfalls aus Kupferbarren hergestellt und bedecken die Trommel nur in einer Lage. Sie sind in der früher angegebenen Weise durch passend geformte Ivupfer-stücke miteinander verbunden. Die Verbindungsstellen sind nicht gelöthet, sondern verschraubt und die Isolirungen zwischen den einzelnen Windungen und den anderen Maschinenbestandtheilen aus unverbrennlichem Asbest hergestellt. Diese Ausführung gestattet, die Leistungsfähigkeit der Maschine so hoch zu steigern, dass sogar die dicken Windungen heiss werden können, ohne hierdurch die Maschine zu beschädigen. Die Magnetpole sind wie bei der vorbeschriebenen Maschine aus sieben bogenförmigenLamellen gebildet.

In Fig. 84 endlich ist das neueste Modell (Mod. 4) der Sie mens'sehen Maschine abgebildet. Es ist dies jene Form, welche sich speciell zum gleichzeitigen Betrieb von Bogen- und Glühlampen in Parallelschaltung am zweckmässigsten erwies. Bemerkenswerth an derselben sind die kurzen kräftigen Magnetschenkel, deren Eisenkerne mit der Grundplatte in einem Stücke gegossen sind, und ferner die Isolirung der Commutator-segmente untereinander ohne Zuhilfenahme einer Isolirmasse einzig und allein durch Luftzwischenräume, wodurch das Herstellen leitender Verbindungen durch Eindringen von Kupferstaub in die Isolirungen vermieden wird.

Ebenso wie der Gramme’sche King, bildet auch die Trommelarmatur den charakteristischen Bestandtheil einer ganzen Reihe mehr oder minder modificirter

Fig. 85.

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Maschinen. Wir begnügen uns, nachstehend noch eine derselben zu beschreiben. Es ist die Maschine von Edison. In Fig. 85 ist jene Form derselben dargestellt, welche von der Deutschen Edison-Gesellschaft gegenwärtig benützt wird. Sie ist,

wie die vorbeschriebene Maschine, gleichfalls durch die kurzen kräftigen Elektromagnete charakterisirt.

InFig. 86 ist eine jener 12 grossen Dynamomaschinen abgebildet, welche Edison zur Beleuchtung eines Theiles der Stadt New-York bauen und aufstellen Hess.

Fig. 86.

116

Die Trommel dieser Maschine ist nach dem Siemens’schen Muster construirt, in der Anordnung jedoch etwas abgeändert. Der Kern des Cylinders besteht aus Eisenplatten, die hintereinander auf der Achse befestigt und von einander durch Zwischenlagen von dünnem Papier isolirt sind, wodurch der Polweclisel sehr befördert wird. Die Kupferbekleidung des Cylinders besteht aus starken Kupferbarren von trapezförmigem Querschnitt, welche von einander und vom Eisenkerne durch Zwischenräume getrennt und isolirt sind. Jeder Barren steht an der Vorderseite mit einer Kupferscheibe inV er-bindung, welche denselben Durchmesser Avie der cylindrische Kern hat. Dieselbe Scheibe ist wiederum mit dem diametral gegenüberliegenden Kupferbarren verbunden, Avelche seinerseits nach einer an der hinteren Seite des Cylinders befindlichen Kupferscheibe führt, die Aviederum

mit dem dritten Barren verbunden ist und so fort, so dass die sämmtlichen Barren und Kupferscheiben zusammen eine ununterbrochene Leitung darstellen. Die Kupferscheiben sind natürlich ebenso Avie die Kupferbarren von einander isolirt und bilden mit den Kernscheiben zusammen eineii soliden Cylinder, wodurch die Dauerhaftigkeit bedeutend erhöht Avird. Durch diese Construction wird der Widerstand der Maschine sehr verringert und dieselbe befähigt, einen starken Strom bei geringer Spannung auszusenden. Die Trommel dieser Maschine hat einen Durchmesser von 071 Meter und eine Länge von P55 Meter. Der Durchmesser des Collectors beträgt 0⁻22 Meter. Die Stahlachse, um welche die Trommel rotirt, hat eine Länge von reichlich 2 Meter. Diese Achse steht mittelst einer Kurbelscheibe in directer Verbindung mit einer schnellaufenden 120pferdigen Dampfmaschine, welche per Minute 350 Touren macht.

Die Erregungsmagnete bestehen aus zAvölf cylindrischen Kernen aus Aveichem Eisen, die mit dem einen Ende am Gestell befestigt sind und an dem anderen Ende Polschuhe tragen, Avelche die Armatur von beiden Seiten nahezu bis zur Hälfte umfassen. Das Gewicht der ganzen Maschine beträgt etAva 22,000 Klgr., wovon gegen 1700 Klgr. auf das Kupfer kommen.

Transformatoren.

Im selben Maasse als die Ausdehnung eines Bezirkes wächst, Avelcher von einer Centralstelle aus mit Elektricität versehen werden soll, nimmt auch die Schwierigkeit der Stromleitung zu. Man gelangt dann bald zu so bedeutenden Querschnitten für die Kupferleitungen, dass einer Weiterführung derselben durch die abnormen Kosten ein Ziel gesetzt wird, die bedeutend rascher (im quadratischen Verhältnisse) als die Länge der Leitungen wachsen. Bei so ausgedehnten Betrieben Avird überdies die

Dieser, und speciell der ersterwähnten, hauptsächlich in Betracht zu ziehenden Schwierigkeit kann man wirksam begegnen, indem man für die Stromvertheilung nachstehendes Princip annimmt : Man erzeugt an der Centralstelle Ströme hoher Spannung und leitet diese au die Verbrauchsstellen; an letzteren stellt man dann Apparate auf, welche geeignet sind, die hochgespannten Ströme in solche Ströme umzuwandeln, wie sie an der betreffenden Verbrauchsstelle eben erforderlich sind. Gelingt letzteres, so werden die kostspieligen, massigen Kupferleitungen überflüssig und an deren Stelle treten billige Drahtleitungen. Diese Idee ist nicht neu und wurde in der That schon j vor längerer Zeit ausgesprochen — verhältnissmässig neu sind aber die praktischen Ausführungen derselben. Zur Umwandlung der elektrischen Energie stehen uns gegen-

Forderung nicht zu umgehen sein, dass durch die Centrale Objecte mit Strom versehen werden, die elektrisch einander ganz ungleicliwerthig sind oder mit anderen Worten, dass durch diese Centrale, wenn wir von anderen Anordnungen vorläufig absehen, Bogen- und Glühlampen mit ganz verschiedenem Strombedarf betrieben werden müssen.

Eig. 88.

Fig. 87.

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wärtig zweierlei Wege offen, nämlich: die Anwendung der Accumulatoren und jene der Induktionsapparate (S. 27). Bei den ersteren erfolgt dann die gewünschte Umwandlung der elektrischen Energie durch entsprechende Schaltung, bei den letzteren durch eine entsprechende Wahl der Wicklungsverhältnisse für die primäre und secun-däre Spirale. Man nennt derlei Umwandlungsapparate Secundärgeneratoren, Transformatoren oder Umformer und baut sie nach dem Principe der Inductorien in Ringform oder in prismatischer Form, wobei man die Wirkung des inneren Eisenkernes durch einen die Drähte umhüllenden eisernen Mantel zu unterstützen sucht. Der von der Firma Ganz & Co. erzeugte Transformator ist in den Figuren 87 und 88 abgebildet. Der Apparat ist, wie Fig. 87 erkennen lässt, dem Gramme’schen Ringe ähnlich geformt. Den Kern des Ringes bildet ein Eisendrahtbündel, um welches die primären und secundären Kupferdrähte gewickelt sind. Die Isolirung zwischen den beiderlei Windungen ist durch eine lackgetränkte Skirtinghülle gebildet. Durch diese Gesammtanordnung wird erzielt, dass die elektrischen Ströme in den Kupferdrähten in Kreisen verlaufen, welche auf die gleichfalls in Kreisen verlaufenden magnetischen Kraftlinien senkrecht stehen, wodurch man eine kräftige (InductionsWirkung erhält.

Als Fortschritte in der Erzeugung und Anwendung von Transformatoren sind die Oeltransformatoren und die Umformer für Gleichstrom zu bezeichnen. Erstere unterscheiden sich von den gewöhnlichen Transformatoren der Hauptsache nach nur dadurch, dass die genannten Wicklungen mit Oel bedeckt werden oder dass man den ganzen Transformator in ein Oelbad setzt. Der Zweck, welcher hiermit erreicht wird, ist der, dass man mit der Spannung der Ströme sehr hoch gehen kann, ohne ein Durchbrechen der Isolirung befürchten zu müssen, da in Oelisoliruug ein Funke sehr schwer zu Stande kommt. Für die Praxis ergibt sich hieraus das Resultat, dass man statt Spannungen von 5000 Volt oder vielleicht 10,000 Yolt solche von 50,000 Yolt anwenden kann. Der erste Nachweis für die praktische Brauchbarkeit dieses Systems wurde durch die Maschinenfabrik Oerlikon bei der Frankfurter Ausstellung erbracht. — Durch den Gleichstrom-Umformer, welcher namentlich von Lahmeyer eine entsprechende Ausbildung erhielt, ist die Möglichkeit gegeben, auch den Gleichstrom zu transformiren und dadurch ausgedehnte Districte rationell mit Gleichstom zu versehen.

Was endlich die magnetische Isolirung der Eisendrähte unter einander anbelangt, so mag noch bemerkt werden, dass diese durch einen Lacküberzug oder durch Baum-wollüberspinnung erreicht ist. Fig. 88 stellt den Transformator in seiner gegenwärtigen Gestalt dar.

III.

Die elektrische Kraftübertragung.

Von E. Japing.

Als man in den ersten Decennien dieses Jahrhunderts die im Eingänge dieses Buches beschriebenen merkwürdigen Eigenschaften des Elektro-Magnetes erkannt hatte, gaben sich zahlreiche Sanguiniker und selbst ernste Männer der Wissenschaft der Hoffnung hin, in denselben eine neue, unerschöpfliche und fast kostenlose Maschinentriebkraft im Grossen gefunden zu haben. Jacobi, der berühmte Erfinder der Galvanoplastik und Wagner in Frankfurt dürften die Ersten gewesen sein, welche gleichzeitig im Jahre 1835 diese Idee anfachten und zu verkörpern suchten. Jacobi erbaute im Jahre 1838 auch wirklich eine elektrisch-magnetische Kraftmaschine, welche ³/₄ bis 1 Pferdekraft ausübte und ein kleines Schiff auf der Newa in Bewegung setzen konnte; allein er fand bald, dass sich einer nutzbringenden Anwendung seiner Erfindung im Dienste von Gewerbe und Industrie Hindernisse in den Weg stellten, die mit den Mitteln der damaligen Technik unbezwingbar genannt werden mussten.

Als Stromquelle war man einzig auf die galvanischen Batterien angewiesen und brauchte zur Erzeugung einer Pferdekraft mindestens 130 Grove-Elemente gewöhnlicher Grösse und consumirte in diesen per Stunde circa 2 Kilogramm Zink. Rechnet man hierzu noch 8 Kilogramm Salpetersäure (der Verlust der verbrauchten Schwefelsäure wird durch das erzeugte Zinkvitriol aufgewogen), so kostet die Pferdekraft per Stunde 8'2 Mark, wenn man den Preis von 1 Kilogramm Zink mit 1¹ /₂ Mark und von Salpetersäure mit 65 Pfennigen berechnet. Ausserdem ist für die Bedienung der Elemente‘ein Stundenlohn von 25 Pfennigen für 6 Arbeiter in Anschlag zu bringen, welche auch die Gesammtkosten der Pferdekraft und Stunde auf 9'70 Mark und für den zehnstündigen Arbeitstag auf 97 Mark stellen, während man von einer Dampfmaschine dieselbe Leistung für etwa D/a Mark erhält.

Ganz anders aber stellt sich die Rechnung, wenn man die elektrischen Ströme, wie es in den magnet- und dynamo-elektrischen Maschinen geschieht, durch directen Aufwand von Arbeit erzeugt und diese dann in eine zweite Dynamomaschine leitet und dadurch in Umdrehungen versetzt; mittelst solcher elektrischer Maschinen sind elektrische Ströme ja verhältnissmässig billig und in beliebiger Stärke hervorzubringen. Natürlich geht auch bei dieser Uebertragung ein beträchtlicher Theil der ursprünglich aufgewendeten Arbeit verloren und es wird an und für sich immer vortheilhafter bleiben, den Motor, welcher zum Betriebe der ersten Dynamomaschine dient, direct zur Verrichtung der fraglichen Arbeiten zu benutzen. Indessen gibt es zahlreiche Fälle, in denen eine solche directe Verbindung zwischen Motor und Arbeitsmaschine nicht wohl ausführbar ist und da bietet die Eigenschaft der Elektricität, sich auf beliebige Entfernung fortleiten und in beliebig viele Zweigströme zerlegen zu lassen, ein ausgezeichnetes Mittel, Motor und Arbeitsmaschine unabhängig von einander gerade da aufzustellen, wo sich Betriebskraft aus irgend welchen Gründen besonders billig erzeugen, resp. wo sich dieselbe am besten verwerthen lässt.

Wieder gibt es zahlreiche Gewerbe, welche zum Betriebe ihrer Arbeitsmaschinen nur ein so geringes Quantum von Kraft brauchen, dass sich die Anlage eigener Motoren nicht lohnt, wie es z. B. bei Nähmaschinen und vielen Maschinen für das Kleingewerbe der Fall ist. Man erzeugt nun in einer grossen Stadt an einem Centralpunkte elektrische Ströme auf billige Weise in grossen Massen, leitet dieselben dann per Draht in die einzelnen Häuser, und macht sie dort für die mannigfaltigsten Zwecke dienstbar, z. B. zur Beleuchtung und zum Betriebe von Nähmaschinen, Pumpwerken, zum Kochen und Heizen etc. und kann da manchem längst empfundenen Bedürfniss abhelfen, z. B. die Näherinnen des gesundheitsschädlichen Drehens oder Tretens ihrer Nähmaschinen entheben und kann sich auch manche Bequemlickeit und Annéhmlichkeit schaffen, wie es auf andere Weise nicht wohl möglich ist. Gewiss, es ist kein geringes Feld, auf welchem sich die elektrische Kraftübertragung zu Nutz und Frommen der Menschheit dienstbar machen wird und es verlohnt sich wohl, einen Blick auf die Mittel und Wege zu werfen, welche dabei einzuschlagen sind.

Es springt sofort in die Augen, welch ungeheuren Erfolg man erzielen könnte, wenn es möglich wäre, die grosse Zahl bisher unbenutzter Naturkräfte, vermittelst der elektrischen Kraftübertragung in den Dienst der Industrie zu stellen. Wir erinnern nur an die ungeheure Menge von Wärme, welche uns von der Sonne Jahr für Jahr gespendet wird und deren Effect man einem Verbrauch von 180 Billionen Tonnen Steinkohlen gleichschätzt, an die sonstigen Kraftäusserungen der Sonne und des Mondes auf die Wassermassen der Erde, welche sich in den Gezeiten, dem Phänomen der Ebbe und der Fluth an unseren Meeresküsten zeigen, oder an die Kraft der Wasserfälle in unseren Gebirgen. Allein am Niagarafall in Nordamerika stürzen stündlich 100 Millionen Tonnen Wasser aus einer Höhe von 150 Fuss herab und entwickeln beiläufig 16800000 Pferdekräfte, welche bisher keinen anderen Effekt erzielten, als die Temperatur des Wassers am Fusse des Falles um den neunten Theil eines Grades zu erhöhen. Gegenwärtig hat man aber bereits begonnen, diese Wasserkraft durch elektrische Uebertragung der Kraft nutzbar zu machen. Die Kohlenproduction der ganzen Erde würde kaum hinreichen, um diese Wassermasse wieder auf ihre frühere Höhe zu pumpen. Statistische Erhebungen haben nachgewiesen, dass in Deutschland derzeit nicht der hundertste Theil der vorhandenen Wasserkräfte für gewerbliche Zwecke ausgenützt wird und dieselben liegen auch meist in so öden gebirgigen Gegenden, dass es keinem Menschen einfallen kann, dort eine Fabrik zu errichten und sie durch eine Chaussee oder gar Eisenbahn mit der übrigen Welt in Verbindung zu setzen, nur um die billige Wasserkraft auszunützen.

Anders ist es aber, wenn man die Arbeit des Wasserfalles an Ort und Stelle auf Wasserräder und Turbinen überträgt und zum Betriebe grosser dynamo-elektrischer Maschinen benützt, den gewonnenen elektrischen Strom durch lange Drahtlinien zu einer Stadt führt und dort als Betriebskraft an zahlreiche Werkstätten abgibt oder auch zur Erzeugung von elektrischem Licht und für Zwecke der Galvanoplastik nutzbar macht.

, Zu einer jeden electrischen Kraftübertragung gehört also eine Kraftmaschine [Dampfmaschine, Wasser-, Gas-, Windmotor etc.), eine primäre Stromerzeugungs-Maschine (Dynamo- oder magnet-elektrische Maschine), die Leitung und eine secundäre Dynamomaschine, welche durch den elektrischen Strom in Drehung kommt und Arbeit leistet, deren elektro-motorische Kraft also der des Stromerzeugers entgegengesetzt ist. Demgemäss ist die im Stromkreise wirkende gesammte elektro-motorische Kraft gleich der Differenz der elektro-motorischen Kräfte beider Maschinen, so dass nach dem im Eingänge dieses Buches erwähnten Ohm’schen Gesetz die Stromstärke gleich ist der Differenz der elektro-motorischen Kräfte dividirt durch den Gesammtwiderstand. Da nun aber die elektro-motorische Kraft, von der Construction der Maschine und dem Widerstand im Stromkreise abgesehen, nur von der Rotationsgeschwindigkeit abhängt, so wird, wenn Primär- und Secundär-Dynamo einander gleich sind, die Stromstärke nur von der Differenz der Tourenzahlen und dem Gesammtwiderstande abhängen, müsste aber bei gleicher Rotationsgeschwindigkeit gleich Null sein.

Wenn aber die zweite Maschine Arbeit leisten muss, so wird dadurch ihre Geschwindigkeit vermindert werden, wenn nicht die Geschwindigkeit der ersten Maschine erhöht wird. Mit der Geschwindigkeit der zweiten Maschine nimmt aber auch ihre elektro-motorische Kraft ab, während die Stromstärke im ganzen Kreise wächst. Die Arbeit der Kraftmaschine dient dazu, in der ersten Dynamomaschine eine elektromotorische Kraft hervorzubringen und einen Strom durch den Schliessungskreis zu treiben. Da dieser letztere nun aber sowohl in der Leitung als auch in der zweiten Maschine Widerstand findet, so setzt er sich zum Theil in Wärme um und es handelt sich nun darum, der zweiten Maschine eine solche Geschwindigkeit zu geben, dass möglichst wenig Wärme entwickelt und die Arbeitsdynamo bei einer gegebenen Tourenzahl der ersten möglichst viel Arbeit verrichten kann. Durch mathematische Untersuchung lässt sich immer feststellen, dass das Yerhältniss der übertragenen zu der aufgewendeten Arbeit, also der Nutzeffekt der elektrischen Kraftübertragung gleich ist dem Yerhältniss der Tourenzahlen beider Maschinen. Je geringer aber die Differenz der Tourenzahlen ist, desto weniger elektro-motorische Kraft kann die erste Maschine aufnehmen. Durch Regulirung der Tourenzahlen gegeneinander hat man es also in der Hand, entweder eine möglichst grosse Kraft mit geringem Nutzeffect oder eine geringere Kraft mit möglichst hohem Nutzeffect zu übertragen. Man kann z. B. mit zwei gleichen Maschinen von 150 Pferdekräften des Motors so auf die zweite oder Arbeitsdynamo 50 Pferdekräfte übertragen, wenn man derselben nur ¹j₃ der Tourenzahl der ersten oder Stromdynamo gibt und hat dann allerdings nur 337s Percent Nutzeffec^ man kann aber, auch wenn man in der Arbeitsdynamo nur 16 Pferdekräfte braucht, die Tourenzahlen derselben so steigern im Verhältnis zu der der Stromdynamo, dass letztere nur noch 20 Pferdekräfte aufzunehmen vermag und hat dann einen Nutzeffect von 80 Percent.

Durch die Wärme-Entwicklung des Stromes selbst und besonders auch durch die in den Eisenkernen der Magnete sich bildenden Foucault’schen¹) Ströme geht ein grosser Theil der nutzbaren Arbeit verloren. Yon der Anwendung in der Praxis hat sich in der Regel ein noch weiter verminderter Nutzeffect ergeben, was mit der Entfernung der beiden Dynamomaschinen zusammenhängt. Je länger die Leitungen bei gleichem Querschnitt werden, desto mehr Wärme wird in ihnen entwickelt werden und desto geringer wird die Nutzarbeit sein. Durch eine Verstärkung der Leitungsdrähte, welche ja wieder vermindernd auf den Widerstand und auf die Wärme-Entwicklung wirkt, kann man sich nur in geringem Maasse helfen, weil man dadurch die Kosten der Anlage rasch vertheuern würde.

Nun wächst aber nach dem Joule’schen Gesetz die Wärme-Entwicklung genau wie das Quadrat der Stromstärke, d. h. vermindert man die Stromstärke um die Hälfte, so entwickelt sich in den Leitungsdrähten nur mehr 7r der Wärme. Um aber die Stromstärke zu verkleinern, muss man die elektro-motorische Kraft erhöhen. Aus diesen Gründen muss man, um möglichst vorteilhaft zu arbeiten, sich zur elektrischen Uebertragung der Kraft möglichst hoch gespannter Ströme bedienen. Allerdings darf aber hierbei nicht ausser Acht gelassen werden, dass mit der Spannung auch die Schwierigkeit der Isolirung wächst.

Einer der einfachsten elektro-magnetischen Motoren ist der von Froment, welchen wir in Fig. 89 abgebildet haben. Derselbe besteht aus vier an einem gusseisernen Gestell befestigten Hufeisenmagneten ABCD, vor deren Polen eine Trommel rotirt, auf welcher mehrere mit der Achse parallele Stangen von weichem Eisen befestigt sind. Der Strom tritt durch den positiven Pol bei K ein und gelangt von dort durch einen auf der Achse befindlichen Umschalter in die Drahtwindungen der Elektro-Magnete. Der Umschalter ist so construirt, dass der Strom während einer Umdrehung der Trommel 24mal wechselt und immer durch denjenigen Magnet geht, welcher sich

am nächsten bei einem der Eisenstäbe befindet. Dieser Eisenstab wird infolge dessen augezogen, bis er sieb den Polen des Elektro-Magnets gegenüber befindet; dann tritt

Fig. 89.

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der Strom in den benachbarten Elektro-Magnet ein, der diesem Elektro-Magnet gegenüberliegende Stab wird angezogen u. s. w. und infolge dessen wird die Trommel in eine continuirliche Bewegung gesetzt, die man alsdann auf irgend einen beliebigen Apparat übertragen kann, wie dieses in der Figur in Bezug auf eine Wegreihe veranschaulicht ist.

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Trouvés Motor (Fig. 90) ist im Grunde genommen nur eine kleine dy-namo-elektrische Maschine von Siemens, die so modificirt ist, dass bei der Drehung der Armatur keine todten Punkte auf-treten. Dies erreicht Trouvé dadurch, dass er den Polflächen des Siemens’schen Jnductors eine spiralförmige Gestalt gibt, so dass in jedem Momente der Drehung ein Theil derselben dem Einflüsse der inducirenden Magnete ausgesetzt ist. Mit einem solchen Motor kann man, wie die Figur in circa ¹/i Grösse zeigt, Nähmaschinen oder andere kleine Apparate leicht in Bewegung setzen und einen solchen benutzte auch Trouvé während der elektrischen Ausstellung in Paris, um sein kleines Boot, genannt das „Telephon“, fortzubewegen. Das Boot hatte eine Länge von 5,5 Meter, eine Breite von 1,2 Meter und ein Gewicht von 80 Kilogramm. In der Mitte desselben befand sich eine aus 12 Elementen bestehende und 94 Kilogramm wiegende Bunsen - Batterie, welche HHi durch zwei biegsame Kabel SPA mitdem oberhalb desSteuer-ruders befindlichen Motor jUm in leitender Verbindung stand; die Kabel dienten zugleich dazu, die Bewegung des Steuerruders zu regu-liren. Die Bewegung der Armatur wurde vermittelst eines Treibriemens auf die in einem Ausschnitte des Steuerruders befindliche Propellerschraube übertragen und befähigte das Boot mit einer Geschwindigkeit von 1 Meter gegen und l¹/» Meter mit dem Strome zu fahren.

Wichtiger ist ein neuerer Versuch Schiffe mit Elektrität zu treiben, welcher in dem (Fig. 91—99 abgebildeten) Boote „Elektricity“ auf der Themse gemacht wurde. Man bediente sich zum Betriebe desselben zweier Siemens-Dynamos, welche ihren Strom von 54 Sellon-Volkmar’schen Secundärbatterien erhielten. Der Körper des Bootes ist aus Eisen gefertigt, 25 Fuss lang, in der Mitte etwa 25 Fuss breit; vorne hat es 21, hinten 30 Zoll Tiefgang. Die Propellerschraube hat 20 Zoll Durchmesser bei 36 Zoll

Ganghöhe und soll 350 Umdrehungen per Minute machen. Die Secundärbatterien werden, während das Boot vor Anker liegt, vom Etablissement der Gesellschaft aus

Fig. 91. 92.

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Fig. 93.

mittelst einer quer durch die Werfte gelegten Drahtleitung geladen. Die einzelnen Elemente B wurden so aufgestellt, dass sie den Laderaum des Fahrzeuges nicht beeinträchtigen und besitzen ein Gewicht von circa 1000 Kilogramm.

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Die Motoren sind durch Treibriemen mit den Riemenscheiben einer Vorlegewelle in Verbindung, von welcher dann wieder ein Riemen nach einer Riemenscheibe auf die Schiffschraubenachse führt. An Stelle der Signalpfeife, welche des mangelnden Dampfes wegen entfallen musste, bedient man sich eines grossen elektrischen Läutewerks, welches ebenfalls von den Accumula-toren aus betrieben wurde. Die Fahrgeschwindigkeit war auf neun Meilen per Stunde berechnet und wird auch bei den regelmässigen Fahrten in der That erreicht.

Seither sind elektrische Boote, sowohl gewöhnlicher Art als auch geeignet zu unterseeischen Fahrten in grösserer Anzahl gebaut und in Betrieb gesetzt worden. Wir nennen hier nur folgende Bootsnamen: Volta, Electra, Heureka, Countess, Nautilus und Magnet.

Eine andere Anwendung von ausserordentlicher Wichtigkeit (die elektrische

Eisenbahn) haben Siemens & Halske in Berlin ausgeführt,

Dynamomaschine mit den Achsen der Eisenbahnwagen in Verbindung setzten. — Zwar soll schon in den Dreissiger Jahren Davidson eine elektrische Locomotive zwischen Edinburgh und Glasgow, mittelst einer Volta’schen Säule nach Spurgon’s System betrieben haben. Jede der beiden Achsen des 16 Fuss langen, 6 Fuss breiten und reichlich 5000 Klgr. wiegenden Gefährtes wurde durch einen elektrischen Motor in Bewegung gesetzt, aber man erzielte auf ganz horizontaler Strecke nur èine Geschwindigkeit von 4 englischen Meilen pro Stunde und liess deshalb die Sache gleich wieder fallen Eine elektrische Bahn mit Accumulatorenbetrieb und für einen ganz speciellen Zweck gebaut haben wir auch bereits kennen gelernt (s. S. 47).

Praktischen Werth für Personenbeförderung haben erst die Constructionen von Siemens & Plalske erlangt, welche dem Secundärmotor während der Fahrt den erforderlichen Strom von einer feststehenden Dynamomaschine aus zuführen. Fig. 94 zeigt die Einrichtung einer solchen elektrischen Eisenbahn neuerer Anordnung; dieselbe besteht aus einem Wagen, ungefähr wie sie für Pferde-Eisenbahnen gebräuchlich sind, welcher die Secundär-Dynamomaschine trägt. Bei den ersten Versuchen

indem sie die Kette der

auf der Gewerbeausstellung in Berlin im Jahre 1879 wurde der Strom von der primären Maschine durch die Schienen fortgeleitet und zwar waren drei Schienen vorhanden, von denen die mittlere allein zur Zuleitung des Stromes zur Arbeitsdynamo diente; von dieser ging er dann durch die Räder zu den beiden äusseren Schienen und zur Stromdynamo zurück. Da aber bei feuchtem Wetter, Schnee und sonstigen

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Einflüssen die Isolirung der mittleren Schiene sehr erschwert, wenn nicht unmöglich gemacht wird, lässt man jetzt den Strom durch neben den Schienen aufgehängte Drähte fliessen, auf welchen, wie Fig. 94 zeigt, ein kleiner leichter Contactwagen fährt, welcher von der elektrischen Tramway mitgeschleppt wird und ihrer Arbeitsdynamo stets den nöthigen Strom zuführt.

Die Bahn von Berlin-Lichterfelde bis zum Cadettenhause hat eine Länge von 2,6 Kilometer und wird mit einer Geschwindigkeit von 20 Kilometer in der Stunde bei voller Belastung des Wagens mit 26 Personen befahren; es könnte jedoch auch die doppelte Geschwindigkeit erreicht werden. 36 Züge laufen jeden Tag bin und zurück und die ganze Einrichtung hat bisher als sehr zufriedenstellend sich erwiesen. Es sind seitdem noch zahlreiche andere elektrische Bahnen theils fertig gebaut, theils in Angriff genommen und bringt unsere nebenstehende Fig. 95 eine Abbildung der unterirdischen Bahn in den Steinkohlengruben von Zaukerode bei Dresden. Dieselbe geht durch einen Stollen von 700 Meter Länge und dient ganz speciell zur Förderung von Steinkohle.

Fig. 95.

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Strom wird auch hier durch einen an der Decke des Tunnels auf zwei Schienen laufenden Contact-wagen geführt und die Dynamo der kleinen Locomotive zieht 10 Wagen mit 8 Tonnen Gewicht und einer Geschwindigkeit von 10—12 Kilometer pro Stunde.

Die elektrischen Bahnen haben eine ganze Reihe sehr wesentlicher Vorzüge vor den gewöhnlichen Dampfeisenbahnen, vor Allem viel geringere Anlage und Betriebskosten, dann entwickeln sie keinen Rauch, was für Tunnels und Hochbahnen in grossen Städten sehr wesentlich ist, überwinden leicht besondere Steigungen etc. etc. Aus allen diesen Gründen werden sie zweifellos für kürzere Strecken immer zahlreichere Anwendung finden. Auch Fahrstühle hat man mit grossem Vorth eil durch Elektricität betrieben und Omnibusse durch Secundärbatterien, wie in Paris auf der Linie Tourevinge-Rouboix, deren Kosten sich auf nur 0,32 Francs per Wagen und Kilometer belaufen sollen gegenüber einem Kostenaufwand von 0,52—0,55 Frcs. für Pferde wagen und 0,75 für Dampftramways.

Auch mit der Ausnutzung entfernter Wasserkräfte sind schon recht befriedigende Resultate erreicht worden. So setzt eine chemische Fabrik von Shaw in Greenwich durch einen 137 Meter weit entfernten Wasserfall eine Turbine in Bewegung, welche ihrerseits eine Siemens’sche Dynamomaschine treibt. Von dieser gehen zwei Kupferdrähte bis zur Fabrik, in welcher eine zweite Siemens’sche Maschine steht und mit der Achse dieser sind durch Riemen eine Kreissäge, eine Drehbank und eine Bohrmaschine verbunden, welche also indirect durch die Kraft des Wassers in Bewegung kommen.

Besonderes Interesse verdienen in dieser Beziehung auch die Deprez’ sehen Versuche auf der elektrischen Ausstellung in München (1882). Bei dem ersten derselben wurden von der 5 Kilometer weit entfernten Hirschau aus zwei leergehende Dreschmaschinen in Bewegung gesetzt; die zwei Dynamos aus der Fabrik von Schlickert

Noch wichtiger war der zweite Versuch, bei welchem mittelst einer Maschine von Gramme Wasser mit einer Pumpe auf einen künstlichen Felsen gehoben wurde, von welchem es als Wasserfall in ein Bassin herabfloss. Die Gramme’sclie Dynamo empfing ihren Strom von einer gleichen Primärmaschine, welche in dem 57 Kilometer weit entfernten Miesbach aufgestellt war, durch eine gewöhnliche Telegraphenleitung, oder einen Eisendraht von 4,5 Millimeter Durchmesser und 114 Kilometer Länge. Die Tourenzahl der Primärmaschine, welche von einer Dampfmaschine betrieben wurde, betrug 2700, die der Arbeitsdynamo 1400. Ueber den erzielten Nutzeffect ist viel gestritten worden, französische Blätter sprachen von 67 Percent, während derselbe wahrscheinlich nicht viel über 35 - 40 Percent betragen haben dürfte. Immerhin war hierdurch bereits die Möglichkeit mechanische Arbeitskraft auf grosse Entfernungen zu überti'agen ausser allen Zweifel gestellt worden und damit die Versorgung grosser Städte von Centralpunkten aus mit Kraft und Licht auf elektrischem Wege nur mehr eine Frage der Zeit.

in Nürnberg waren durch den Telegraphendrähten ähnlich geführte Kupferdrähte verbunden. Die primäre Maschine in der Hirschau wurde in Rotation gesetzt, durch Vermittelung eines Vorgeleges von einer circa 50pferdigen Turbine, die ihrerseits wieder ihre Bewegung von einem bei Thalkirchen von der Isar abgegrenzten Bache erhält. Die Turbine machte 65, das Vorgelege 170 und die dynamische Maschine 680 Touren per Minute. Nachts wurde der Strom zum Speisen der Lampen am Glaspalast und am Königsplatz benutzt.

„Man muss selbst den Boden unter sich zittern fühlen“, schreibt ein Augenzeuge, ²) „durch die gewaltigen Umdrehungen der massiven schweren Turbine, daneben die kleine elegante Maschine von Schlickert mit ihrem rastlos kreisenden Anker sehen, selbst die dünnen unscheinbaren Leitungsdrähte erblicken, die ruhig und bewegungslos auf ihren Trägern bleiben, selbst sich sagen, in diesen einfachen Kupferdrähten fliesst die rohe gewaltige Wasserkraft, gebändigt durch die Elektricität, wohin man sie nur haben will, um dort von ihren Bändigern freigegeben, wieder als rohe Kraft Arbeit zu verrichten oder im glühenden Bogen sonnenhell aufzuleuchten: AVer dann nicht fühlt, dass er vor einer Errungenschaft der modernen Technik steht, die ebenso zu den wunderbarsten wie zu den weittragendsten dieses erfindungsreichen Jahrhunderts zählt, der ist eben überhaupt unfähig, irgend einen bedeutungsvollen Moment zu erfassen.“

Seither sind gerade in dieser Richtung ganz kolossale Fortschritte gemacht worden. So hat z. B. die Maschinenfabrik Oerlikon bei der von ihr ausgeführten Kraftübertragungsanlage zwischen Kriegsstätten und Solothurn einen nachgewiesenen Nutzen von 75 Perc. erzielt. Die in Kriegsstätten befindliche Wasserkraft kann 30—50 Pferdestärken leisten und wird durch elektrische Uebertragung in den 8 Kilometer entfernt in Solothurn gelegenen Werkstätten von Miiller-Haiber ausgenützt. In der Primärstation treibt eine Turbine zwei hintereinander geschaltete Dynamos, welche einen Strom von 15—18 Ampère und 1250 Volt erzeugen. Dieser wird durch eine oberirdische Leitung aus 6 Millimeter starkem blanken Kupferdraht den gleichfalls hintereinander verbundenen Dynamos der Secundärstation zugeführt. Diese Anlage functionirt seit December 1886 ohne jedwede Störung.

Zwischen Rom und Tivoli wurde von der Firma Ganz & Cie. eine Anlage zur elektrischen Uebertragung der Kraft auf die Entfernung von 26 Kilometer und für 2000 Pferdestärken eingerichtet. Auf der Frankfurter elektrischen Ausstellung ist es der Firma Oerlikon mit Hilfe ihrer Oeltransformatoren gelungen, 300 Pferdekräfte von Lauffen nach dem 150 Kilometer entfernten Frankfurt zu übertragen. Hierbei gelangte man zur Anwenduug von Spannungen bis zu 20,000 Volt, was man vor kurzer Zeit noch für praktisch unausführbar gehalten hat.

Statt hier die Beschreibung weiterer Anlagen für Stromfernleitung oder Uebertragung von Kraft auf elektrischem Wege folgen zu lassen, mögen nachstehend die verschiedenen Systeme, nach welchen man gegenwärtig solche Anlagen durchführt, skizzirt werden.³) Die einfachste Form der Stromleitung und Vertheilung ist jene, welche von Edison vor ungefähr 10 Jahren erdacht und in Newyork zuerst in grossem Maassstahe ausgeführt wurde. Sie besteht darin, dass von einer Centralstation aus die dort erzeugten Ströme zunächst durch sogenannte Speiseleitungen nach verschiedenen Punkten der Stadt geführt werden; daselbst befinden sich die Vertheilungskästen, welche Verbindungen für die Kabel und ausserdem auch Sicherheitsschalter und Anschlusstheile zum Einschalten von Messinstrumenten enthalten. In diesen Kästen sind die Vertheilungsleitungen, welche die einzelnen Häuserblöcke netzartig umspannen, an die Speiseleitungen angeschlossen. Bei diesem Systeme, welches in Fig. 96 anschaulich dargestellt erscheint, dient eine Leitung dazu, den verschiedenen Verbrauchsstellen den Strom zuzuleiten, während eine zweite Leitung ^ die Rückleitung bildet. Dieses Zweileitersystem zeichnet sich zwar durch ausserordentliche Einfachheit und Uebersichtlichkeit aus, kann aber rationell nur zur Leitung bis auf Entfernungen von 500—600 Meter von der Station aus verwendet werden. Macht man nämlich die Leitungen genügend stark, um den Stromverlust auf ein zulässiges Maass zu beschränken, so werden die Leitungskosten der grossen Querschnitte wegen zu hoch, verwendet man hingegen schwache Leitungen, so ist der Verlust an elektrischer Energie zu gross. Dieser Verlust könnte allerdings dadurch verringert werden, dass man den Druck (die Spannung), mit welchem man die Elektricität in die Leitungen treibt, erhöht, doch entsprechen solche Ströme nicht der niedrigen Spannung von 60—100 Volt, mit welcher unsere gegenwärtig gebräuchlichen Lampen zu brennen vermögen. Diese Verhältnisse veranlassten den Uebergang vom Zwei- zum Drei- und Mehrleitersystem.

Fig. 96.

Fig. 97.

Nach dem von Edison und Hopkinson erfundenen Dreileitersystem, Fig. 97, sind zwei Dynamomaschinen von je 100 Volt Klemmspannung hintereinander verbunden und bilden somit eine Stromquelle von 200 Volt Spannung. Sämmtliche Verbrauchsstellen sind in zwei Gruppen getheilt, welche gleichfalls hintereinander geschaltet werden. Ist bei diesem Systeme der Stromverbrauch in beiden Gruppen derselbe, so functionirt die Anlage gerade so wie beim Zweileitersystem: der Strom fiiesst durch die eine Leitung zu den Verbrauchsstellen, durchfliesst hier zuerst die eine und hierauf die zweite Gruppe und kehrt durch eine zweite Leitung zu den Maschinen zurück. Sind jedoch die beiden Gruppen ungleich belastet, so müsste überschüssige Elektricität der schwächer belasteten Gruppe in die stärker belastete übertreten, wenn ihr nicht in einem dritten Leiter (punktirt gezeichnet) ein directer Rückweg zu den Maschinen geboten wäre. Da diese Ausgleichsleitung bei gleichmässigem Betriebe beider Gruppen stromlos ist und auch bei ungleicher Belastung nur einen Stromüberschuss zu leiten, nie aber die volle Betriebsstärke auszuhalten hat, so erfordert sie auch nur einen verhältnissmässig geringen Querschnitt und mindert hierdurch die Kosten der Leitungsanlage herab. Man kann nach diesem Systeme die Stromvertheilung praktisch auf ein Gebiet mit dem Radius von 800—1000 Meter ausdehnen.

Schaltet man statt zwei Maschinen drei, vier und mehr Maschinen hintereinander, so erhält mau bei gleichzeitiger Erhöhung der Betriebsspannung auf das Drei-, Vier- und Mehrfache auch dementsprechend das Vier-, Fünf- und Mehrleitersystem. Will man hierbei die einzelnen kleinen Maschinen durch eine grosse Maschine von entsprechend hoher Klemmspannung ersetzen, so kann ein derartiger Betrieb mit Einschaltung von Ausgleichsmaschinen oder von Secundärbatterien zwischen die einzelnen Verbrauchsgruppen erfolgen. Ein solches Fünfleitersystem mit Secundärelementen für

den Ausgleich zwischen den fünf Consumgruppen ist in Fig. 98 schematisch dargestellt. Durch das Fünflêitersystem kann infolge der dementsprechend erhöhten Betriebsspannung ein Gebiet von beiläufig 1500—1800 Meter Radius mit Strom versorgt

Fig. 98.

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werden. Es darf jedoch nicht übersehen werden, dass bei diesen Mehrleitersystemeu die gleichmässige Yertheilung der Consumenten in die einzelnen Gruppen schwierig ist und die Regulirung der Stromzuführung an Einfachheit verliert.

Eine andere Art der Stromversorgung eines grösseren Gebietes besteht darin, dass mehrere Stationen, welche durch Speiseleitungen untereinander verbunden sind, gemeinschaftlich die Stromlieferung besorgen. Hierbei kann im Falle geringen Bedarfes eine Station denselben decken und genügt auch eine Reserve für alle Stationen. Dieses System gestattet die Versorgung eines Gebietes von 4—5 Kilometer Durchmesser mit Elektricität.

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Der im Allgemeinen günstigste Fall wird jedoch der sein, dass man an einer einzigen möglichst vortheilhaft gelegenen Stelle Strom erzeugt und von dieser aus Neben- oder Secundärstationen mit Strom versorgt. Der Arbeitsverlust, der bei solchen Fernleitungen stattfindet, wird durch die Vortheile, welche die Concentrirung der Stromerzeugung mit sich bringt, aufgewogen. Von den Secundärstationen erfolgt dann Stromvertlieilung wie von den Centralstationen aus. Jedoch werden in diesen Secundärstationen die Dynamomaschinen nicht mehr durch Gas-, Wasser- oder Dampfmotoren, sondern durch Elektromotoren betrieben. Bei diesem Systeme kommt zwar zu den auch sonst notlrwendigen Speise- und Vertheilungsleitungen noch die Feim-leitung des Stromes von der Centrale zu den Motoren der Secundärstationen hinzu, doch verursacht diese Leitung verhältnissmässig geringe Kosten. Sie kann nämlich einen kleinen Querschnitt erhalten, da sie nicht an die niedrigen Stromspannungen gebunden ist, welche die anderen den Strom an die Lampen abgebenden Leitungen erfordern. Gleichstrommotoren können mit 1000—1500 Volt und Wechselstrommotoren mit ungefähr 3000 Volt gut und verlässlich arbeiten und gestatten daher auch eine elektrische Uebertragung der Kraft auf Entfernungen von 5—6 Kilometer, beziehungsweise 12 Kilometer.

Ist in einem bestimmten Gebiete der Consum zu bestimmten Zeiten ein so geringer, dass kein vortheilhafter Betrieb einer grossen Motorenanlage möglich ist oder kann eine zur Verfügung stehende Wasserkraft zu gewissen Zeiten nicht voll ausgenützt werden, so erscheint es vortheilhaft, die Anlage mit Secundärelementen auszurüsten, welche in der Zeit des geringen Bedarfes durch den Kraftüberschuss mit Strom gespeist oder geladen werden und in den Stunden grössten Bedarfes die vorhandenen Maschinen in der Stromabgabe ergänzen.

Der Betrieb solcher combinirter Anlagen ist bei allen bisher geschilderten Systemen durchführbar. Ist jedoch ein derartiges Bedürfniss nicht vorhanden, so kann sowohl bei der directen Stromzuführung als auch hei jener von Secundärstationen Wechselstrom oder Drehstrom zur Verwendung gelangen. Die Anwendung dieser Ströme erlangt namentlich dann eine hohe Bedeutung, wenn solche von Secuudär-stationen aus geliefert werden sollen. In diesem Falle kann man nämlich in den Secundärstationen der rotirenden Maschinen oder Elektromotoren ganz entbehren und an deren Stelle treten die Transformatoren, also Apparate, die keiner besonderen Aufstellung und keinerlei Aufsicht bedürfen, die z B. im Sockel eines Candelabers untergebracht werden können. Es fallen daher die ganzen Stromumformerstationen weg und an ihre Stelle treten die Transformatoren, die an jedem Vertheilungspunkte untergebracht werden können, von denen jeder gewissermaassen eine Secundärstation darstellt. Bei diesem Systeme haben wir also nur die Stromfernleitung und die Vertheilungsleitungen, die Speiseleitungen fallen weg. Die Anwendung der Transformatoren

gestattet aber überdies noch Stromspannungen von einer Höhe anzuwenden, an welche man vorher gar nicht zu denken gewagt hat. Da solche Ströme nicht direct durch rotirende Maschinen erzeugt werden können, so geht man hierbei in der Weise vor dass man zunächst Ströme niedriger Spannung erzeugt und diese durch Transformatoren in hochgespannte Ströme verwandelt. Letztere sendet man durch die Stromfernleitung an das Consumgebiet und in diesem werden die hochgespannten Ströme an den einzelnen Yertheilungspunkten wieder in Ströme niedriger Spannung, wie sie cler Consum erfordert, verwandelt. Eine schematische Darstellung dieses Systèmes ist in Fig. 99 gegeben. Der Energieverlust, welcher bei dieser wiederholten Stromumformung allerdings stattfindet, wird reichlich aufgewogen durch die billigere Herstellung und den sicheren Betrieb von Wechselstrommaschinen mit verhältniss-mässig geringer Spannung gegenüber solchen von hoher Spannung und durch die bedeutende Herabminderung des Leitungsquerschnittes und somit der Kosten der Leitungsanlage.

Fig. 99.

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licht es, nicht nur ganze Städte von einer Centrale aus mit ^elektrischer Energie zu versehen, sondern gestattet sogar die Yertheilung derselben über ganze Landstriche. Sie gewährt überdies auch noch den Yortheil, dass hierbei selbst Orte mit sehr geringem Strombedarf in das Yersorgungsgebiet der Centrale einbezogen werden können.

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Kach diesem Systeme wurden von î¹ erranti die Centrale London-Deptford, von Ganz & Co. das oben erwähnte Elek-tricitätswerk Tivoli-Rom, von 0. v. Miller die Centrale Lauffen-Heilbronn und durch

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die Allgemeine Eie kt ricitäts-Gese 11-schaft die Kraftübertragung Lauffen-Frankfurt gebaut. Dieses System ermög-

IV.

Die elektrische Beleuchtung.

Von E. Japing.

Unter allen Erscheinungen der Elektricität ist ohne Zweifel das elektrische Licht — wir meinen speciell das des Volta’schen Bogens — diejenige, welche den Laien am meisten imponirt. Keine andere irdische Lichtquelle kann sich an Intensität mit dem elektrischen Bogenlicht auch nur annähernd vergleichen und selbst das Licht der Sonne ist nach Messungen von Foucault und Ficeau nur doppelt so stark. Das Licht des Mondes in den hellsten Polarnächten hat nur etwa ein Hunderttausendstel der Intensität des Volta’schen Bogens und alle anderen Himmelskörper stehen dem Monde an Helligkeit noch ganz bedeutend nach. Von künstlich erzeugtem Licht kommt das des brennenden Magnesiumdrahtes und das Drummond’sche Kalklicht der Intensität des Voltabogens am nächsten; jenes wird aber noch ungefähr 260, dieses tausendmal von ihm übertroffen.

Neben der blendenden Helligkeit ist es vor allem die Farbe, 'welche das Bogenlicht von dem unserer gewöhnlichen künstlichen Lichtquellen unterscheidet. Die Gasbeleuchtung unserer Strassen und Plätze erscheint trübe, gelblich und schattenwerfend in dem hellen bläulichweissen Schein des Rivalen, ähnlich wie an hellen Sommerabenden, solange das scheidende Tageslicht der Gasflamme noch an Helligkeit überlegen ist. Wenngleich aber das elektrische Bogenlicht in seinen Eigenschaften dem Tageslicht weit näher steht als unsere Gasbeleuchtung und die Farben der beleuchteten Objecte richtiger widergibt als letztere, so wird es doch auf den unbefangenen Beobachter stets einen kalten fremdartigen Eindruck machen, theils durch die ungewohnte, mondscheinartig bläulichweise Färbung, theils durch die tiefschwarzen Schlagschatten, welche von vorspringenden Körpertheilen im Strahlenkegel des einen, so-intensiv leuchtenden Punktes geworfen werden und den beleuchteten Gegenständen ein hartes eckiges Ansehen geben. Weit näher steht unserem Empfinden und Behagen der minder intensive, aber volle, warme goldgelbe Schein der zweiten, neueren Form des elektrischen Lichtes, des Glühlichtes, welches die Contouren der beleuchteten Körper ganz besonders angenehm rund und plastisch erscheinen lässt. So grosse Vortheile deshalb auch das Bogenlicht für die Beleuchtung unserer Strassen und Plätze und hundert andere Zwecke bietet, so zauberisch schöne Effecte sich auch mit seiner Hilfe im grünen Laubwerk unserer Gärten und Parks erzielen lassen — für die Interieurs unserer Häuser, für die Erhellung unserer Gesellschafts- und Wohnräume wird uns immer der lebenswarme Schein der Glühlampen sympathischer sein.

Beide Formen des elektrischen Lichtes haben den gleichen Ursprung; sie entstehen durch starke Erhitzung einer Stelle im elektrischen Schliessungskreise, welche dem Durchgang des Stromes grossen Widerstand entgegensetzt. Es genügt schon, i einen feinen Metalldraht in den Stromkreis einzuschalten, um in ersterem eine hohe Wärme-Entwicklung hervorzurufen. Obschon das Metall an sich gut leitet, so gehört doch ein Draht von hinreichender Dicke, von genügendem Querschnitt dazu, um einen Strom von bestimmter Stärke ohne grossen Widerstand durchpassiren zu lassen. Je

dünner der eingeschaltete Draht gewählt ist, desto grösseren Widerstand setzt er dem Strome entgegen, desto stärker erwärmt sich bei gleicher Stromstärke der Draht bis zum lebhaften Glühen und Schmelzen. Je stärker ferner der den eingeschalteten Draht passirende Strom wird, desto intensiver ist auch die Wärme-Entwicklung.

Fig. 100.

Lassen wir Wasser aus einem Behälter durch eine Rohrleitung abfliessen, so wird die Menge des ausströmenden Wassers in bestimmten Zeiträumen umso grösser sein, je höher der Wasserspiegel im Behälter über dem Ausflussloche, je stärker also der Druck ist, mit welchem die über dem letzteren befindlichen Wassermassen den Strahl heraustreiben und zweitens, je grösser der innere Querschnitt der Rohrleitung ist. Aber auch die Länge der Rohrleitung und die Beschaffenheit ihrer Innenwände ist von Einfluss; denn die Geschwindigkeit des ausfliessenden Wassers und damit die Menge wird vermindert durch Reibung an den Rohrwänden und diese wird umso bedeutender sein, je weniger glatt die Wände uud je länger die Rohrleitung ist. — Ganz ähnlich liegt die Sache beim elektrischen Strom, wenn wir annehmen, dass die Spannung die Rolle des Wasserdrucks spielt und die verschiedene Leitungsfähigkeit der Körper, aus welchen der Stromkreis gebildet wird, in ähnlicher Weise dem Durchgänge des elektrischen Stromes Widerstand leistet, wie eine mehr oder minder rauhe Innenfläche dem Durchfliessen des Wassers durch die Rohrleitung.

Es ist hiernach klar, dass man, um an einer bestimmten Stelle des Stromkreises eine möglichst grosse Wärme- und Licht-Entwicklung zu erzielen, daselbst einen Körper einschalten muss, welcher dem Durchgänge des Stromes einen möglichst grossen Widerstand entgegensetzt, also einen schlechten Leiter von möglichst geringem Querschnitte; derselbe muss aber auch den Einwirkungen der Hitze auf längere Zeit widerstehen können.

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Nach mannigfaltigen Versuchen mit metallischen und nichtmetallischen Körpern aller Art ist man allgemein zur Anwendung dünner Kohlenfäden übergegangen, welche meist aus vegetabilischen Fasern hergestellt werden. Erst mit diesem Material war es möglich, praktisch verwendbare Glühlampen herzustellen. Nebenstehende Abbildung (Fig. 100) zeigt, nach einer Broschüre der „Deutschen Edison-Gesellschaft“, die gegenwärtig adoptirte Einrichtung einer Edison-Glühlampe.

Dieselbe besteht aus einer luftleeren Glaskugel von Form und Grösse einer Birne, in welcher eine U-förmig gebogene verkohlte Bambusfaser durch den Strom bis zur Weissglühhitze erwärmt wird. Ein kleiner, oben aus der Kugel hervorragender Ansatz verschliesst die Oeffnung, durch welche die Luft ausgepumpt wurde.

Der Lampenhals wird durch einen in denselben hineinragenden und mit ihm zusammengeschmolzenen Glasstöpsel gegen die atmosphärische Luft hermetisch abgedichtet, uud zwar bildet letzterer ein Rohr, welches an dem oberen Ende durch einen Glasboden geschlossen, an dem unteren hingegen zu einem Wulst ausgebaucht ist. Mit diesem ist die cylindrische Lampenöffnung verschmolzen. Die Einfügung der beiden Metalldrähte in die Glasmasse des Stöpselbodens gehört zu den schwierigen Processen der Fabrication, da es wesentlich darauf ankommt, dass Temperatur-Veränderungen die Drähte nicht lockern und dadurch Undichtheiten herbeiführen. Aus diesem Grunde benutzt Edison hierzu Platina, dessen Ausdehnung durch die Wärme der des Glases sehr nahe kommt. — Damit zu hohe Temperaturen die mit den Platindrähten durch galvanische Verkupferung verbundenen Kohlenfasern an den Verbindungsstellen nicht abschmelzen, werden letztere an ihren Enden in solchem Maasse verstärkt, dass der Widerstand des Stromes und damit die Wärme-Entwicklung in denselben nur gering ist.

Das von der Lampe ausstrahlende Licht gleicht an Farbe und Leuchtkraft einigermassen der Gasflamme, zeichnet sich aber vor letzterer durch absolute Ruhe und Beständigkeit aus. Auch fällt die von der Gasflamme entwickelte lästige Hitze und die Verschlechterung der Luft durch Kohlensäure etc. vollständig fort. Die Luftleere der Glaskugeln sichert den Lampen eine sieben- bis achtmonatliche Brennzeit, während in freier Luft die Kohlenfaser sofort verbrannt sein würde; zugleich aber verleiht eben der luftleere Raum dem Lichte die goldene, dem Auge wohlthuende Färbung, welche,, wie wir oben schon erwähnten, das Glühlicht vor dem weissen Bogenlicht auszeichnet.

Die Herstellung der Kohlenfaser erfolgt jetzt in grösseren Massen auf folgende; Weise. Das Bambusrohr wird durch eigens für diesen Zweck construite sinnreiche

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Fig. 101.

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Fig. 103.

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Maschinen entschält, in. Fasern getheilt von 1 Millimeter Dicke und 120 Millimeter Länge und in der Form eines langgestreckten U gebogen. Dann setzt man die Faserbögen zu Tausenden in genau schliessenden eisernen Formen der Hitze eines Glühofens aus und erhält nach rasch beendeterVerkoli-lung einen Bogen von hinreichender Feinheit, Härte und Festigkeit. — Spätere Constructeurs haben geeignete Kohlenfäden auch aus anderem Material, wie Papier, Hanffäden etc. dargestellt und denselben auch allerlei

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Glühlampe. Natürlich zeigen alle diese Glühlampen auch noch andere bedeutende Abweichungen in ihrer Construction und in der Regulirungsmethode, doch müssen wir uns hier darauf beschränken, die weiteren Details einer der gebräuchlichsten, der Edison-Lampen, zu besprechen.

Fig. 102 und 103 zeigen die Einrichtung des Sockels der Edison-Lampen im Vertical- und resp. Horizontalschnitt. Die freien Enden der Platindrähte sind mit zwei durch eine Gypsfüllung von einander isolirten Kupfergarnituren D und JE verbunden, von denen die erstere den Boden des Sockels bildet, während der Umfang E mit Schraubengewinde versehen ist, welches so tief in das Muttergewinde F des Lampen-fusses eingeschraubt wird, dass die Garnitur D den Boden des letztem C berührt. F und C sind mit Leitungsdrähten versehen und durch eine Scheibe L von eigen-thümlicher Masse getrennt, deren Aufgabe wie die des Holzringes M darin besteht, die benachbarten Metallflächen zu isoliren. — Solchergestalt entsteht durch einfaches

Formen gegeben, zeigt in Fig. 101 a die Kohlenform der Maxime ’ sehen Glühlampe, b eine zweite Form desselben Constructeurs, a die der Lampe vonLan e Fox und d die der Böhm’ sehen

Durch Drehung des Hahnes von links nach rechts wird der Zapfenconus an die Platten G und H gedrückt, die um denselben liegende Spiralfeder gespannt und der Zahn in seiner Rinne nach Innen bewegt; um den Sti’om zu unterbrechen, gibt man dem Hahn eine leise Drehung in entgegengesetzter Richtung, wodurch die Schraube aus dem Anschlag tritt, die Feder sich ausdehnt und der Conus aus seinem Sitz herausgeschnellt wird.

Einschrauben der Lampe in die Fassung oder den Fuss zwischen dem Schraubengewinde F und der Mutter F einer- und zwischen den Platten C und D andererseits gleichzeitiger Contact. Innerhalb der zweitheiligen, mit Messingblech bekleideten Holzfassung wird die Leitung durch Berührung zweier, aufeinander geschraubter Plattenpaare BG und AK hergestellt. An erstere sind die von den Garnituren C und F ausgehenden Drähte gelöthet, bei letzteren werden die von der Stromquelle kommenden Leitungsdrähte mit Schrauben gegen die Platten A und K gepresst. Die Befestigung der Fassungen an röhrenförmigen Wandarmen und Kronleuchtern, durch deren Inneres man die letzterwähnten Leitungsdrähte weiterführt, geschieht, wie aus der Zeichnung ersichtlich, durch Einschrauben des mit einem Gasgewinde versehenen Bohrendes.

Fig. 102 und 103 stellen zugleich die sinnreiche Vorrichtung zum Anzünden und Auslöschen der Lampen durch die bei Gasbeleuchtungs-Gegenständen übliche Hahndrehung dar, zu welchem Zweck der von der Garnitur F ausgehende Draht nicht direct zur Platte C geführt, sondern in der Mitte unterbrochen wird, so dass eine Hälfte von F mit G, die andere von FL mit D communicirt.

Da beide Plattenhälften G und H (Fig. 103) von einander isolirt sind, muss beim Anzünden der Lampe ein Contact zwischen ihnen hergestellt werden, der dem Strom den Uebergang gestattet und durch dessen Unterbrechung das Licht wiederum erlischt. Um dies zu ermöglichen, sind die Löcher der Platten G und H innen versenkt, so dass der in der Achse dieser Hülle bewegliche, geschlitzte und in einem Conus endende Zapfen A der trichterförmigen Oeffnung sich genau anschmiegen kann, in welchem Bestreben er durch die in dem Schlitz angebrachte Druckfeder zur erhöhten Sicherheit des Contactes noch unterstützt wird. Um durch die Drehung des Hahnes nach beiden Dichtungen eine axiale Bewegung zu erhalten, ist an dem Zapfen ein Zahn befestigt, dessen Kopf in einer schraubenförmig gewundenen Coulisse geführt wird.

Fig. 104.

Nach diesen Auseinandersetzungen ist es leicht, dem Stromlauf zu folgen. Der Strom tritt durch einen der beiden Leiter in die Scheibe A (Fig. 102), von dieser durch B zur Bodenplatte C der Fassung, hierauf durch den Contact mit der Scheibe D in die Lampe, in welcher er nach einander den von letzterer ausgehenden Platindraht und die Kohlenfaser durchfliesst, um durch den anderen Platindraht zur Garnitur E zurückzukehren,    deren

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Schraubengewinde ihm den "Wiedereintritt in die Fassung durch die Mutter gestattet. Mittelst des an letztere gelöthetenDrahtes gelangt der Strom nunmehr zur Schraubenhälfte G und vorausgesetzt, dass der Umschalter zurückgedreht sei, über denselben zur anderen Hälfte, die er durch Draht HI und Platte K in die Rückleitung verlässt. — Da aber, wie wir oben sahen, die Kohlenfaser dem Durchgang des Stromes erheblichen Widerstand entgegenstellt, so erhitzt sie sich heftig, wird zuerst roth und schliesslich weiss glühend.

Die für gewöhnlichen Gebrauch bestimmten 4 Lampengrössen geben eine Leuchtkraft von 8, 10, 16 und resp. 32 Kerzen, doch sind auch Lampen zu 100 Kerzen Leuchtkraft und darüber gebaut worden. Die bequeme Form der Glühlampen gestattet ihre

Fig. 105.

einfachen

Verwendung in der mannigfaltigsten Gestalt. Fig. 104 zeigt einen

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Fig. 106.

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Wandarm, Fig. 105 einen doppelten, mit zwei stehenden und Fig. 106 einen Luster mit 12 schräghängenden Glühlämpchen. Da die Glühlampe in jeder beliebigen Stellung gleich gut brennt, ermöglicht sie eine Fülle neuer, zweckmässiger und insbesondere auch stylvoller, den Forderungen ornamen-taler Ausstattung entsprechender Con-structionen ; auch kann das Licht frei nach allen Seiten ausstrahlen, ohne Schatten zu werfen, was für zahlreiche subtile Arbeiten in Werkstätten von hohem Werthe ist.

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Kronleuchter werden meistens ausser mit den kleinen Hähnen für jede einzelne Lampe auch noch, genau wie beim Gaslicht, mit Haupthähnen versehen, durch welche man nach demselben Principe, wie es in Fig. 102 und 103 dargestellt wurde, sämmtliclie Lampen nicht nur gleichzeitig löschen, sondern auch wieder anzünden kann. Auf den elektrischen Ausstellungen in Paris

und München waren Kronleuchter mit 80 Edisonlampen ausgestellt, welche bezüglich Bequemlichkeit und Sicherheit ihrer Bedienung den weitgehendsten Anforderungen entsprachen.

Fig. 107 stellt einen einfachen Wandarm mit drei Gelenken A, B und C dar, deren Gebrauch in Bureaux, Werkstätten, überhaupt überall, wo die Beleuchtung einen öfteren Wechsel in der Stellung der Lampe erfordert, Verbreitung gefunden hat, und Fig. 108 zeigt die Details der Gelenke im senkrechten Durchschnitte. Jedes Gelenk trägt einen um seine Achse drehbaren Cylinder von harter Isolirmasse, auf dessen

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Fig. 107.

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Fig. 109.

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Endflächen Kupferringe befestigt sind. Mit letzteren stehen innen die Drähte des beweglichen Armes in Verbindung, während auf ihrem äusseren Umfange Kupferzungen schleifen, welche als Enden des feststehenden Armes den Strom ihnen zuleiten. Bei C befindet sich überdies noch ein Hahn, der in Fig. 102 und 103 dargestellten Construction. Ein Stück des Drahtes in der Hahnkapsel ist aus Blei,

es hat dies den Zweck, bei etwaigem Anwachsen des Stromes in der Leitung über jene Stärke, welche für die Lampe geeignet ist, diese gegen Beschädigung (Zerstörung des Kohlenbügels) zu schützen. Der Durchmesser des Bleidrahtes ist nämlich so zu bemessen, dass der Draht sich bis zum Schmelzen erwärmt und auf diese Weise den Strom eben dann unterbricht, wenn letzterer eine gefährliche Stärke anzunelimen droht.

Noch unabhängigere und freiere Bewegung gestattet die in Fig. 109 abgebildete transportable Tischlampe, welche durch ein Drahtkabel mit dem seitlich daneben liegenden Stöpsel verbunden ist. Soll die Lampe in Betrieb kommen, so schraubt man den letzteren in die feststehende Hülse und gewinnt dadurch einen Contact mit den stromführenden Drähten, ähnlich wie er oben beschrieben und in Fig. 102 abgebildet worden ist. In dem Schaft der Lampe ist eine Kegulirvorrichtung angebracht, mittelst welcher man die Lichtstärke ganz nach Belieben verändern kann. Fig. 110 zeigt das Wesen dieses Apparates. Derselbe besteht nämlich aus 7 im Kreise stehenden Kohlenstiften von verschiedenen, aber genau bemessenen Durchmessern, welche, wie wir Eingangs gesehen haben, dem Strom um so mehr Widerstand entgegensetzen werden, je dünner sie sind. Natürlich darf aber keiner so dünn sein, dass sich in ihm der Widerstand so steigert, dass ein Erglühen erfolgt; zur Sicherheit ist noch der die Kohlenstäbe einschliessende Blechmantel mit Oeffnungen versehen, durch welche Luft circuliren und die Kohlenstäbe abkühlen kann. Eine drehbare Scheibe, wie sie unterhalb der Fig. 110 separat gezeichnet ist, gestattet ganz nach Belieben jeden der 7 Kohlenstäbe in die Leitung einzuschalten und je nach dem Widerstande desselben wird die Lichtstärke der Lampe eine andere sein.

Diese Beispiele zeigen wohl zur Genüge, welch’ vielseitige Verwendungen das Glühlicht schon in den wenigen Jahren seit seiner Erfindung erfahren, und es ist anzunehmen, dass die Zahl und Mannigfaltigkeit derselben mit der Zeit noch ganz bedeutend zunehmen wird. So hat man neuerdings in vornehmen Privathäusern New-Yorks Edison-Lampen in den Plafonds eingelassen und ihr Licht durch B,eflectoren über die Säle und Zimmer ausgebreitet, wodurch ein äusserst angenehmer und für das Auge wohlthuender Effect erzielt worden ist.

Die zweite Art des elektrischen Lichtes, der Voltabogen, entsteht, wenn der Schliessungskreis einer starken Stromquelle an einer Stelle durch eine kleine Luftstrecke unterbrochen wird. Die Luftschichte setzt dem Durchgänge grossen Widerstand entgegen und veranlasst dadurch eine so starke Wärme-Entwicklung, dass sie selbst und die Enden des Leiters, zwischen welchen sie sich befindet, ins Glühen kommen. Ist die Substanz der Leiter eine leicht zertheilbare, so werden von denselben Stücke abgerissen und bilden, indem sie glühend von einem Leitungsende zum anderen hinüberfliegen, einen zusammenhängenden Lichtbogen. Man hat diese Erscheinung, die zuerst vonHumphry Davy beobachtet wurde, auch wohl den Davy-schen Lichtbogen genannt; gebräuchlicher ist aber die Bezeichnung voltaischer oder Voltabogen (s. S. 20).

Fig. 111 zeigt das mit Hilfe'einer Linse durch Projection erhaltene, vergrösserte Bild des Bogens und der beiden Kohlenspitzen. Am oberen positiven Pol ist diese kegelförmige Spitze verschwumden und es hat sich dagegen, durch das fortwährende Ablösen und zum negativen Pol Hinüberfliegen kleiner glühender Kohlentheilchen eine kraterförmige Vertiefung gebildet, während die negative Kohle spitzig geblieben ist. Die krümmeligen Erhöhungen cc und die leuchtenden Kügelchen gg', welche sich auf beiden Kohlenenden bilden, rühren von fremden Beimengungen her, welche durch die Glutli schmelzen und sich auf der Oberfläche absetzen.

An Stelle der Kohlen kann man die Pole auch aus anderen Stoffen bilden und eignen sich dieselben dazu um so besser, je leichter flüchtig sie sind. So ist er z. B. herzustellen zwischen Polen von Zink, Eisen, Quecksilber etc. Am schönsten und glänzendsten aber wird die Erscheinung mit Kohlen, die mit leichtflüchtigen Salzlösungen getränkt sind. So geben mit Kalilauge getränkte Kohlen einen doppelt so langen Bogen als rohe Kohlenspitzen unter sonst gleichen Umständen. Für gewöhnlichen Gebrauch werden jetzt stets auf verschiedene Weise präparirte Kohlenspitzen genommen und mit der Entfernung zwischen den Enden geht man bis höchstens 3—6 Millimeter, weil dann erfahrungsmässig die Lichtintensität im Verhältnisse zu der Länge des Bogens am grössten ist, wenn auch die Gesammthelligkeit der der längeren Bögen nachsteht.

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Die Kohlenspitzen verzehren sich natürlich in freier Luft sehr rasch, und zwar wegen der vielen von der positiven zur negativen Kohle überfliegenden Stofftheilchen, die erstere etwa doppelt so rasch als die letztere. Im luftleeren Raume dagegen bildet sich in der negativen Kohle eine kraterförmige Einsenkung, während die positive Kohle sich verlängert und spitz bleibt; doch gehen diese Veränderungen viel langsamer vor sich, als in freier Luft, Verwechselt man endlich rasch und unaufhörlich die beiden Pole, indem man sich der früher betrachteten Wechselströme bedient, so brennen beide Kohlen sehr gleichmässig ab und beide behalten die spitze Form der unteren Pole inFig. 111.

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Um nun ein möglichst constantes, für Beleuchtungszwecke brauchbares Licht zu erhalten, muss man dafür sorgen, dass die beiden Kohlenspitzen stets im gleichen Abstande von einander gehalten werden, also sich immer um eben so viel nähern, als von den Spitzen abbrennt. Zu diesem Zwecke ist eine ausserordentlich grosse Anzahl von mehr oder weniger sinnreichen und das Problem lösenden Constructionen erdacht worden, deren spe ciellere Betrachtung uns hier zu weit führen würde. Doch lassen sich alle in Hauptgruppen eintheilen, deren wesentlichste Eigenthümlichkeiten wir an je einer charakteristischen Lampe besprechen werden.

Gewissermaassen den Uebergang vom Glühlicht zur Bogenlichtbeleuchtung bilden die Contactglühlampen, bei welchen die zwei Pole in unvollständiger Berührung mit einander stehen und dadurch dem Strome so bedeutenden Widerstand entgegensetzten, dass ein Erglühen stattfindet. Man kann das Licht derselben als aus dem Glühen der Pole an den Berührungsstellen und einer Anzahl kleiner Voltabögen an den Stellen, wo keine unmittelbare Berührung stattfindet, zusammengesetzt ansehen. Die Figuren 112 und 113 mögen einen Begriff von der hierher gehörenden Reynierlampe geben.

Wenn ein dünnes Kohlenstäbchen a (Fig. 112), auf welches seitlich ein elastischer Contact drückt, und welches in der Richtung seiner Achse gegen einen festen Contact gedrückt wird, zwischen diesen beiden Contacten von einem genügend kräftigen elektrischen Strome durchflossen wird, so kommt diese Partie zum Weissglühen und verbrennt, während sich das Ende zuspitzt. In dem Maasse, wie die Abnützung des Endes stattfindet, wird durch den ständig darauf wirkenden Druck das Kohlenstäbchen weiter vorgeschoben, indem es durch den elastischen Contact gleitet und dabei immer auf dem fixen Contact aufruht. Die infolge des Durchganges des Stromes im Kohlenstäbchen hervorgerufene Wärme wird durch die gleichzeitige Verbrennung des Kohlenstoffes wesentlich erhöht.

Eine praktische Anwendung dieses Princips zeigt Fig. 113. Eine Messingstange S als Träger des positiven Kohlenstabes K kann zwischen Gleitrollen in der Messingsäule M herabsinken. Als negative Kohle dient die kreisförmige Kohlenscheibe K, deren Achse sich in einer auf der Säule isolirt befestigten Gabel G drehen kann. Diese ruht (mit ihrem Ende bei G) auf einem Hebel, welcher auf die Messingstange drückt, um als Bremse ein zu rasches Nachsinken der positiven Kohle zu verhindern. Die

Führung des Kohlenstabes K wird durch eine Kupferrolle r besorgt, welche an einem Winkelarme drehbar ist. Die Stromzuleitung erfolgt durch einen am selben Arme befestigten Kohlenklotz a, der durch seine eigene Schwere immer mehr mit dem Pol in leitender Berührung erhalten wird. Der Strom tritt bei der Klemme Px ein, geht durch die Masse der Lampe und den Kohlenklotz in den positiven Kohlenstab, dann in die negative Kohlenscheibe, durch deren von der Lampe isolirten Träger und die

Fig. 112.

Fig. 113.

Drahtleituug zur Klemme P. — Die Kohlenstäbe haben einen Durchmesser von 2 Millimeter, eine Länge von 300 Millimeter und dauern 2 Stunden. Die Lichtstärke variirt nach der Anzahl der Lampen, die in den Stromkreis einer Maschine eingeschaltet werden.

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Fig. 114.

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Eine weitere Gruppe ist die der elektrischen Kerzen. Ein russischer Ingenieur, Jablochkoff, kam im Jahre 1876 auf die Idee, den Abstand der Kohlenspitzen dadurch constant zu erhalten, dass er die Kohlen nicht gegenüber, sondern parallel neben einander stellte und durch eine verbindende Zwischenlage von Gyps von einander isolirte. Fig. 114 zeigt eine solche Anordnung. Jedes der beiden Kohlenstäbchen von 200 Millimeter Länge und 4 Millimeter Durchmesser ist in Verbindung mit einer Messinghülse, in welche durch Klemmschrauben die Leitungsdrähte eingeführt werden. Durch die Hitze des Flammenhogens schmilzt die Zwischenschicht allmälig weg und erlaubt so den Kohlenstäbchen abzubrennen Ausserdem mischen sich noch ihre Partikelchen, die in Dampf aufgehen, mit dem Flammenbogen und erhöhen dadurch die Leuchtkraft desselben; um das Abbrennen beider Kohlenspitzen gleichmässig zu erhalten, lässt man Wechselströme durch die Lampe gehen. — Diese Jabloclikoff-Kerzen repräsentiren die erste Form, in der das elektrische Bogenlicht in grösserem Maassstabe zur Beleuchtung von Strassen und Gebäuden benutzt wurde und ihnen ist besonders das rasch überall erweckte Interesse für elektrische Beleuchtung zu danken. — Die Uehelstände der ersten Form, das rasche Abbrennen und das leichte Erlöschen der Kerzen etc. hat man durch verschiedene Vorrichtungen zu beseitigen versucht, jedoch bis jetzt ohne durchschlagenden Erfolg. Die bekanntesten hierher gehörenden Constructionen sind: Leroux’ Lampe soleil, die Jamin-Kerze, Bapieff-Kerze, Andrea-Kerze etc. etc.

Die Einzellicht-Lampen werden durch die Stromstärke im Schliessungskreise regulii't und wirken selbst wieder i’egulirend auf diese Stromstärke zurück. Wir wollen das Wesen derselben au einer der bekanntesten Constructionen der von Serrin (Fig. 115) erörtern. Dieselbe ist sowohl für constante, als auch für Wechselströme verwendbar, und zwar erfolgt das Zusammenschieben der Kohlen durch das Gewicht des oberen Kohlenträgers, das Auseinanderziehen durch einen Elektro-Magueten. Der

obere positive Kohlenträger B ist mit der Zahnstange A verbunden durch zwei Arme, welche mittelst Schrauben und eines ihre Enden verbindenden Gelenkstückes gestatten, die obere Kohlenspitze genau in eine Linie mit der unteren zu bringen. Mit dem Stativ, worin sich die Zahnstange A verschiebt, ist durch feste Charnière die Parallelführung (Balance) RS TU verbunden, an der die Rolle J sitzt, über die eine feine Stahlgliederkette geht, an welcher der Halter K des unteren Kohlenstiftes hängt. Die Kette ist mit der Rolle G verbunden, um welche sie sich herumwindet und auf deren Achse das doppelt so grosse Zahnrad F sitzt, welches in die Zahnstange A des oberen Kohlenhalters eingreift. Mit Zahnrad F sind durch Getriebe zwei in einem festen Ständer eingelagerte Räder verbunden; an dem mittleren sitzt ein Sperrrad, welches das Herausziehen des Kohlenhalters ohne die Bewegung des Räderwerkes gestattet. Das Charnir U der Balance ist mit einem cylindrischen Anker verbunden, welcher vom Magnet F angezogen werden kann, wobei die Balance niedergehen muss. Bei dem Nachlassen der magnetischen Kraft kommt die Feder r zur Wirkung, welche die Balance emporzieht. Beim Heruntergange der Balance greift der Zahn d in das Rad 3 ein und hemmt das Räderwerk, so dass die Kohlenspitzen ihre Distanz constant halten; beim Hinaufgange der Balance lässt der Zahn d das Räderwerk frei und durch das Gewicht des oberen Kohlenhalters wirkt derselbe, dreht das Rad F nebst der Kettenrolle G, so dass gleichzeitig auch der untere Kohlenhalter gehoben wird, und beide Kohlenspitzen sich' einander nähern. Die Annäherung (Senkung) der oberen positiven Kohle erfolgt aber doppelt so rasch, als die Hebung der negativen. Der Strom tritt durch eine Klemme in das Metallgestell des Apparates und von da in die positive Kohle; von dieser geht er in die negative Kolrie über, deren .

Fig. 115.

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Halter vom Gestell isolirt ist. Aus dem Halter der E negativen Kohle geht der Strom durch eine Spiralfeder in den ebenfalls vom Gestell isolirten Elektromagnet E über und zur Klemme n wiederum zum Stromkreis hinaus.

Andere in diese Kategorie gehörende Lampen wurden von Foucault - Dubosq, Siemens &

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Halske, Crompton, Jaspar, Krupp, Bürgin,

Cance etc. construirt.

Die Nebenschluss-Lampen gehen davon aus, dass die auf Annäherung der Kohlenspitzen wirkende elektro-magnetische Spirale in einer Abzweigung des Hauptstromes liegt und einen Widerstand von solcher Stärke bietet, dass die magnetische Anziehungskraft erst durch Auslösung des zur Annäherung der Kohlen dienenden Mechanismus zur Wirkung kommt, wenn durch die Entfernung der Kohlenspitzen einer Lampe der direct durch dieselben geführte Hauptstrom, infolge des in der Hauptleitung stärker gewordenen Widerstandes, gezwungen ist, seinen Weg so zu sagen um die Lampe herum, durch den Zweigstrom (Nebenschluss) zu nehmen, wodurch die magnetische Kraft zur Wirkung kommt, durch welche die Annäherung der Kohlenspitzen bewirkt und dadurch der Widerstand im Hauptstromkreise wiederum vermindert wird.

Bei der hierher gehörenden Brush-Lampe (Fig. 116) ist die untere Kohle

fest, die obere beweglich und der obere Kohlenhalter EB aus Eisen befindet sich frei beweglich in der eisernen Röhre C, welche selbst beweglich ist und geht mit sehr

Fig. 116.

Fig 118.

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geringem Spielräume durch einen Frictionsring bei D hindurch. Dieser Ring wird bei einer aufwärtsgehenden Bewegung der Röhre C durch einen an ihr befestigten Arm einseitig gehoben (die Figur zeigt ihn in dieser Stellung) und gestattet dann dem Kohlenhalter keine abwärtsgehende Bewegung mehr. Zuerst sind die Kohlen in Berührung, geht aber der Strom hindurch, so wird die Röhre G und mit ihr der Frictionsring gehoben, so dass der obere Kohlenhalter nicht mehr sinken, sondern nur noch, infolge der magne-■JStaT    tischen Wirkung der Röhre,

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des Stromes wird der Frictionsring wieder fallen gelassen, der Kohlenhalter kann sich wieder

abwärts bewregen. Um die Be-des letzteren recht

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gleichmässig und ruhig zu machen, wird die Röhre U mit Glycerin gefüllt, dessen Zähigkeit die Bewegung verlangsamt. Die vorerwähnten Con-

Fig. ir.

structioneD von Ser rin, Crompton und Bürgin lassen sich durch Stromverzw'ei-gung in Nebenschluss-Lampen umwandeln. Andere hierher gehörige Lampen sind von Fontaine, Mer sänne, Gramme, Weston, Lewr ers u. s. w. angegeben wrorden.

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Bei den Differential-Lampen wird eine zwreite, in einen Zweigstrom eingeschaltete Drahtspirale angewendet, um die Kohlenspitzen in richtiger Entfernung von einander zu halten, und es erfolgt hierbei die Differentialwirkung durch den verschiedenen Widerstand der Spiralen, deren Spiel ein mit dem einen Kohlenhalter verbundener Eisenkern unterliegt. Fig. 117 mag uns einen Begriff von der Wirkungsweise des hierher gehörenden Mechanismus der Siemens & Haiske'scheu oder

von Hefner Alteneck’schen Differential-Lampe geben. In dem Stromkreis ist einerseits die aus starkem Drahte gebildete Spule B und andererseits die uus feinem Drahte gebildete Spule T eingeschaltet, von denen natürlich die letztere einen grösseren Widerstand bietet als die erstere. In diesen Spulen steckt der Eisenstab SSX, welcher in seiner Mitte durch einen Hebel coc, mit dem oberen Kohlenhalter a verbunden ist, während der Halter der unteren Kohle h feststelit. Der bei L in die Lampe eintretende Strom verzweigt sich in die beiden Spulen, wobei der durch die untere, geringen Widerstand bietende Spule gehende Zweigstrom die Kohlen nach der Austrittsklemme Lv durchläuft, während der andere Zweigstrom durch die grosse Widerstand bietende obere Spule mit kurzem Schlüsse ausserhalb der Kohlen nach Lx seinen Weg findet. Sind die Kohlen für die normale Bildung des Lichtbogens zu weit entfernt, so geht bei dem jetzt stattfindenden hohen Widerstande im Stromkreise der stärkste Stromzweig durch die obere, widerstandsstarke Spule T, der Eisenkern SSX wird, wie wir in einem früheren Theile (s. S. 25) dieses Buches gesehen, magnetisch, nach oben gezogen, der Hebel cocx am hinteren Ende gehoben und daher ein Heruntergehen der oberen Kohle und somit eine Verringerung des Kohlenabstandes bewirkt. Kommen die Kohlenspitzen einander zu nahe, so geht der Strom durch die widerstandsschwache Spule B, der Hebel wird gehoben und damit die obere Kohlenspitze emporgerückt, um den Kohlenabstand zu vergrössern.

In der Lampe selbst, welche Fig. 118 im Verticalscbnitte zeigt, ist der obere Kohlenhalter nicht direct durch den Hebel CCX mit dem Eisencylinder SSX in Verbindung gebracht, sondern zunächst ein Rahmen AAA . . ., welcher nicht, wie der Hebel G C, hin- und herschwingen, sondern infolge einer Führung nur nach oben, resp. unten sich bewegen kann. Der Rahmen trägt ein kleines Zinkrad r und ein kleines Echappement E, welches das Pendel P in Bewegung setzen kann. An das Rad r greift endlich die Zahnstange Z an, welche die obere Kohle g trägt. Wenn der Rahmen AA in einer bestimmten oberen Lage ist, so wird das Pendel und dadurch das Echappement und das Rad arretirt, indem das Pendelende m in ein Loch y sich einklemmt. Dadurch ist die Zahnstange mit A A verbunden und muss der Bewegung des Rahmens folgen. Wenn aber der Rahmen A sich senkt, so wird m von y frei, das Pendel und das Rad sind nicht gehemmt und die Zahnstange Z mit ihrer Kohle kann langsam abwärts gleiten.

So lange die Kohlen g und h getrennt sind, fliesst der Strom allein durch die Spule T und der Cylinder S wird in diese hineingezogen. Dadurch senkt sich der Rahmen A A, die Pendelstange m tritt aus dem Loch y heraus und die Zahnstange Z fällt langsam frei herunter, indem sie bei ihrer Bewegung das Rad r und durch das Echappement das Pendel in Bewegung setzt. Sobald aber die Kohlen sich berühren, geht ein starker Strom durch die Spirale B, der Eisencylinder S wird herabgezogen und dadurch der Rahmen A A mit dem Rad r gehoben, so lange, bis die Pendelstange m in das Loch eingreift. Dann muss die Zahnstange Z der Bewegung des Rahmens nach oben folgen, die obere Kohle entfernt sich also von der unteren. Wird dann der Strom durch das Abbrennen der Kohlen geschwächt, so senkt sich der Rahmen wieder und so bewegt sich der obere Kohlenhalter bald nach unten, bald nach oben, je nachdem es der Lichtbogen erfordert.

Andere dem gleichen Systeme angehörende Lampen sind von Gülcher, Schuckert, Zipernowski u. s. av. construirt worden und haben auch fast alle mehr oder weniger ausgedehnte Verwendung in der Praxis gefunden.

weniger der in Fig. 119 abgebildeten ähnlich. Die Regulirungsvorrichtung steckt in einem cylindrischen Metallgehäuse, die Lampe selbst in einer Milchglasglocke, welche der grösseren Widerstandsfähigkeit wegen mit Drahtgeflecht umgeben ist. Fig. 119 zeigt eine Hefner-Alteneck’sche Lampe für Salons mit ’V orrichtung, um dieselbe behufs Auswechselung der Kohlenstifte ausschalten zu können, während die anderen Lampen weiter brennen. Die Gaskugel ist zum Abhaken eingerichtet oder mit einem Gegengewicht abbalancirt, so dass sie herabgelassen werden

Was die äussere Montage der Bogenlichtlampen betrifft, so ist dieselbe meist mehr oder

kann. Fig. 120 stellt eine ornamentirte Lampe dar, wie solche von Krizik bei der Wiener elektrischen Ausstellung in Betrieb gesetzt waren. Um hierbei das Schattenwerfen der Metallrippen zu vermeiden, sind die sechs matten Glasstücke zwischen den Rippen stark gewölbt. Da hierdurch die leuchtenden Flächen weiter nach aussen hin zu liegen kommen als die undurchsichtigen Rippen, so überkreuzen sich die Lichtstrahlen über diesen und heben dadurch die Schattenbildung auf. Fig. 121 stellt eine Aufziehvorrichtung dar. Das die Laterne balancirende Gegengewicht hängt über der Laterne und ist, um die Vorrichtung für niedere Räume brauchbar zu machen, mit verkürztem Wege eingerichtet. Die Laterne selbst bängt an Kupferseilen, die den

Fig. 119.

Fig. 120.

Fig. 121.

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Strom ab- und zuleiten. Ein Candelaber, wie er bei der Strassenbeleuchtung in Nürnberg in Verwendung stebt, ist in Fig. 122 abgebildet. Er ist derart construirt, dass sich ein Theil aus dem Stamme herauslösen und umknicken kann. Das untere Ende des drehbaren Stammes ist an einer Kette befestigt, welche mittelst einer Winde wieder aufgewunden wird. Das Einsetzen der Kohlenstäbe lässt sich auf diese Art bequem ausführen. Die Leitung endigt an zwei Isolatoren, welche in der Nähe des oberen Auslösungspunktes angebracht sind. Von hier führen zwei biegsame Kabel in den hohen Schaft hinauf. Dieselben sind an dem Bügel, in welchem die Lampe hängt, befestigt und treten durch den hohlen Drehzapfen in das Gehäuse derselben ein.

Fig. 123 stellt eine mit Bi’onze reich verzierte Bürgin-Lampe dar; sie ist das Modell, welches auf der internationalen Ausstellung für Elektricität in Paris functionirte

Fig. 123.

und seitdem zur Beleuchtung von Speisesälen in Hotels, Concertsälen etc. mehrfach benutzt wurde. Die Zerstreuung des Lichts besorgt eine Alabasterkugel von 500 Millimeter Durchmesser.

Fig. 122.

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Höchst originell ist die Solignac - Lampe (Fig. 124) nicht nur der Form, sondern auch ihrer inneren Einrichtung nach, indem nämlich vom Lichtbogen selbst erzeugte Warme zu seiner Regulirung benutzt werden soll. Die beiden 500 Millimeter langen Kohlenspitzen sind dabei horizontal einander gegenüberstehend angeordnet.

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Einen eigenthüm-lichen, aber für das Auge sehr wohlthuenden Effect erreichte Jaspar auf der Elektricitäts-Ausstellung in Paris durch die in Fig. 125 abgebildete Anordnung. Der Regulator fand sich hierbei in einem starken, oben offenstehenden Cylinder, über welchem ein weiss angestrichener Schirm aufgehängt war. Es wurde hierdurch eine sehr gleich-massige Beleuchtung erzielt und ausserdem der blendende Lichtbogen für das Auge unsichtbar gemacht.

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Fig. 124.

In vielen Fällen wird man den Schirm ganz entbehren können, da ein weissgetünchter Plafond zur Reflexion und Zerstreuung des Lichtes vollständig ausreicht. Fig. 126 endlich zeigt die Montirung der Lampe soleil, welche ihrer Construction nach zu den elektrischen Kerzen gehört. Bei derselben sind zwei nach unten schräg gegeneinander stehende Kohlenstäbe in einen Marmorblock gesteckt, der unten ausgehöhlt ist, und durch die Bildung des Lichtbogens gleichsam einen leuchtenden Krater vorstellt. Das Licht ist ein ganz besonders Die Elektricität. 4. Anfl.

¹

Bei Annäherung und Entfernung von Hetallmassen an Magnetpolen entstehen in den Metallen Ströme, welche man „Foucault’sche“ Ströme nennt. Da nun die Dynamomaschinen ausser den Leitungsdrähten noch andere bewegte Metalltheile enthalten, so werden die in ihnen entstehenden Foucault'schen Ströme einen unnützen Aufwand von Arbeit darstellen.

²

Dr. A. Ritter v. Urbanitzky in: Die neuesten Erfindungen und Erfahrungen. Bd. X (1883) p.61.

³

Vergl. Elektroteckn. Zeitschr. vom Jahre 1891. Die Elektricität. 4. Aufl.

ruhiges, und erlischt selbst bei stärkeren Stromschwankungen nicht, da der flüssige Marmor einen guten Leiter bildet. Um aber ganz sicher zu gehen, placirt man in jeder Lampe zwei Systeme, so dass mit dem Erlöschen des einen, das andere selbst-thätig zu leuchten beginnt. Die ornamentirte Kupferverkleidung bedeckt diese Vorrichtung und das Licht strahlt durch die unten angebrachte Glaskugel aus.

Fig. 125.

Fig. 125.

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Haben wir nun im Vorstehenden eine grosse Zahl mehr oder weniger vollkommener Lampenconstructionen kennen gelernt, so gilt es nun, die Mittel zu erörtern, durch welche man hei der Anwendung im Grossen jeder einzelnen Lampe genau das geeignete Maass von Elektricität zuführt und sichert. Denn wollte man so ohne weiters zwei oder mehr solcher Lampen, wie die von Brush, Bürgin etc., in einen Stromkreis einschalten, so würde jede, auch die beste Regulirvorrichtung illusorisch werden. Brennt von zwei in einem Stromkreis befindlichen Lampen z. B. die eine normal, während bei der zweiten gleichzeitig die Kohlen zu weit auseinander sind, so wird die von der Letzteren in’s Werk gesetzte Regulirung eine Annäherung der Kohlen bewirken, und dadurch eine Stromverstärkung, welche die erste normal brennende Lampe ungünstig beeinflussen müsste. Mit jeder weiteren Lampe, welche in den Stromkreis eingeschaltet würde, müsste sich die Zahl der Störungen vermehren, so dass an einen geordneten Betrieb auf solche Weise nicht zu denken ist.

Da man nun nicht für jede einzelne Lampe einen Stromerzeuger separat betreiben konnte, so versuchten einzelne Constructeure, z. B. Mertens, elektrische Maschinen so einzurichten, dass man nicht nur einen einzigen, sondern mehrere von einander unabhängige Stromkreise mit ihr bilden konnte, für je eine Lampe. Aber einmal arbeiten solche Maschinen nicht ökonomisch, und daun wurde die Anlage dadurch sehr vertheuert, dass man für jede Lampe eine besondere, vollständige Leitung anlegen musste.

Besser gelang die Lösung des Problems der Theilung des elektrischen Stromes mittelst der Jabloclikoff’schen Kerze. Denn da der Widerstand der Kohlen sich nicht ändert, so bleibt die Stromstärke im ganzen Kreise stets dieselbe, falls nur die Schwankungen in der Tourenzahl der Maschine nicht zu bedeutend sind, und man kann hinter-

«inander eine Reihe von Kerzen in den Stromkreis einschalten, so dass der Strom von der ersten zur zweiten, von dieser zur dritten u. s. w. geht. Auch die anderen oben erwähnten Kerzen, insbesondere die von Jamin, gestatteten eine derartige Licht-theilung und fanden vielfache Anwendung in der Praxis.

Im Jahre 1878 endlich verfiel man darauf, die Regulirungsvorrichtung, wie wir es an einzelnen Lampen oben gesehen haben, aus dem Hauptstromkreis in Nebenschlüsse zu verlegen, und erreichte dadurch auch die grössere Unabhängigkeit der einzelnen Lampe des Stromkreises von der Regulirungsthätigkeit der anderen Lampen und von äusserlichen Stromschwankungen, ohne aber den Einfluss derselben ganz beseitigen zu können. Erst durch Einführung der Differentiallampen, wie z. B. der oben beschriebenen von Hefner-Alteneck, wurde eine vollkommene Unabhängigkeit vieler Lampen in einem und demselben Stromkreise factisch erzielt, doch ist bei diesem der Mechanismus wieder ein ausserordenllich feiner und delicater.

Eine der bekanntesten Beleuchtungsanlagen mit Differentiallampen ist die in Fig. 127 schematisch dargestellte des Anhalter Bahnhofes in Berlin. Im Zugangsperron A und der dahinterliegenden grossen Halle sind 24 Differentiallampen von je 350 Kerzenstärken vertheilt; dieselben werden durch die drei grossen Wechselstrom-Maschinen I, II und III betrieben, und diese ihrerseits wieder durch zwei liegende Hochdruck-Dampfmaschinen von je 15 Pferdekräften. Von jeder Wechselstrom-

Fig. 127.

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Maschine gehen zwei getrennte Stromkreise aus, in deren jedem fünf Differentiallampen eingeschalten sind, so dass im Ganzen 30 Lampen benutzt werden könnten. Damit man nun beliebig jede Reihe von fünf Lampen mit jeder Maschine in Verbindung setzen kann, sind alle Lampenleitungen und alle Maschinenleitungen zu einem Generalumschalter genannten Apparate U geführt, der aus zwei von einander isolirten Reihen von Metallschienen besteht, sechs horizontal gezeichneten A — F und acht vertical gezeichneten 1—8. Diese Schienen sind von einander getrennt und isolirt; in jede Kreuzungsstelle kann aber ein Stöpsel eingcschalten werden, so dass der Strom dadurch geschlossen ist. Schaltet man z. B. einen Stöpsel an der Kreuzungsstelle E und 4 ein, so geht der Strom von dem links gezeichneten Zweig der Maschine II durch die fünf Lampen E hindurch zu diesem Zweig zurück: die Rückleitung geschieht durch die für alle Lampen gemeinschaftliche unterirdische Leitung.

Von den vielen in neuerer Zeit aufgetauchten Stromtheilungsmethoden für Bogenlicht wollen wir nur noch die für den Betrieb einer oben erwähnten Lampe angegebene erwähnen, weil sie von ganz anderen Principien ausgeht. Die Lampen werden nämlich nicht hintereinander, sondern nebeneinander geschaltet und besorgen ihre Regulirung untereinander. Es erfordert dies allerdings viel mehr Leitungsmaterial, weil die Lampen zwischen zwei besonderen Parallel-Leitungen liegen, aber das System hat vorerst mancherlei Vorzüge, die es für kleinere Anlagen, in denen dieser Materialverbrauch nicht so sehr in’s Gewicht fällt, besonders geeignet machen.

Hat man nun auch in den vorbeschriehenen Systemen ein Mittel gefunden,

mehrere schwächere statt eines grossen Bogenlichtes in demselben Stromkreise zu betreiben, so hat doch diese Art der Lichttheilung ihre ziemlich engen Grenzen. Einmal erfordert das gleiche Quantum Licht eine umso höhere'Spannung, auf je mehr

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Fig. 129

Lampen es vertheilt werden soll. Leitungen für sehr starke Spannungen sind aber schwer hinreichend zu isoliren und bergen deshalb einerseits grosse Gefahren für die Bedienung, andererseits eine Quelle grosser Verluste au Energie und functioniren umsoweniger öconomisch, je grösser die Stromstärke wird. Wollte man ferner'die Lichtstärke der Bogenlampen so gering nehmen, dass sie an Stelle der Gas- und

Petroleumbeleuchtung in Häusern uncl Zimmern benutzt werden könnten, so müssten •der Lichtbogen und die ganzen Verhältnisse der Lampen so klein gewählt werden dass eine sichere Regulirung nicht mehr ausführbar sein würde. — Es dürfte dies Gebiet daher wohl stets dem Glühlichte Vorbehalten sein.

Was nun die bisher schon wirklich ausgeführten Verwendungen des elektrischen Bogenlichtes betrifft, so haben wir eine derselben, die Beleuchtung von Bahnhofshallen schon weiter oben beschrieben; aber auch zur Beleuchtung des Bahnkörpers durch eine an der Locomotive angebrachte Lampe hat man dieselbe benutzt. Vorzugsweise in Oesterreich sind diesfallsige Versuche gemacht mit einer Lampenconstruction von Sedlaczek & Wikulill, welche mit einem Refiector versehen, so am Schornstein der Locomotive befestigt wird, dass sie vom Standplatze des Locomotivführers aus seitlich gedreht werden kann, um auch Curven beim Befahren derselben erhellen zu können. Bei einer Lichtstärke von 4000 Kerzen wird die vorliegende Bahnstrecke auf 1—2 Kilometer hinreichend erleuchtet, dass man die Signale, deren Farben nicht beeinflusst werden, auf bedeutende Entfernung vollkommen scharf und deutlich erkennen kann. Die Lampe wird dabei durch eine besondere Dampfmaschine, welche ihren Dampf vom Locomotivkessel bezieht, mit Hilfe einer Dynamomaschine gespeist und brannte trotz der heftigen Stösse, denen eine Locomotive stets ausgesetzt ist, vollkommen ruhig.

Bei der Schifffahrt dient das Bogenlicht ebenfalls zur Beleuchtung des Fahrweges und zwar entweder vom Verdeck des Schiffes aus oder vom Ufer resp. verankerten schwimmenden Bojen aus. Fig. 128 zeigt eine Yacht von Meniers, welche bei ihren Fahrten auf der Marne und Seine zwischen Paris und der grossen Chocolaterie in Noissel die Ufer durch eine mit Projector ausgerüstete Bogenlampe so hell -erleuchtet, dass man die vielen scharfen Krümmungen der beiden Flüsse ohne Gefahr mit voller Fahrgeschwindigkeit passiren kann.

Auch würde bei Seeschiffen durch elektrische Beleuchtung des Fahrwassers von Bord aus die Gefahr eines Zusammenstosses zweier Schiffe, dessen schreckliche Folgen wir leider gar nicht selten erleben, ganz bedeutend vermindert werden.

Zur Beleuchtung der Küsten dienen in erster Linie die Leuchtthürme und auf •diese hat auch das elektrische Bogenlicht seiner grossen Intensität wegen schon seit längeren Jahren recht erfolgreiche Anwendung gefunden. Aber auch schwierige Hafeneinfahrten werden neuerdings vielfach elektrisch beleuchtet. In dem Hafen von Havre z. B., den wir in Fig. 129 abgebildet haben, können die Schiffe nur zur Zeit der Flut Einlaufen und fällt von den zweimaligen Fluten eine in die Nacht, so kann es geschehen, dass ein Schiff, welches eben nach der Tagesflut ankommt, nahezu achtzehn -Stunden bis zum Eintreten der nächsten Tagesflut mit dem Einlaufen in den Hafen warten muss, da die Dunkelheit während der Nacht dasselbe nicht gestattet. Die Rhede von Havre ist bei gutem Wetter zum Ankerwerfen vorzüglich geeignet, sobald aber der Wind eintritt, müssen die Schiffe sofort den Anker lichten. Aus diesem Grunde suchten die Schiffe häufig lieber den Hafen von Cherbourg auf. Um dies zu vermeiden, entschloss man sich den Hafen in seinen wichtigsten Theilen bei jedem nächtlichen Eintritte der Flut elektrisch zu heleuchten, und seit 1881 geschieht dies :auch immer von einer Stunde vor bis eine nach Eintritt der Flut. Es sind im Ganzen dann vierundzwanzig Lampen auf sechs Stromkreise vertheilt und jede Lampe enthält vier Jablochkoffkerzen.

Auf dem Lande findet das Bogenlicht auch zur Beleuchtung von Werkstätten und Fabriken aller Art, ja von Bergwerken und unterirdischen Höhlen Anwendung, :zur Beleuchtung von Theatern und Concertsälen, von Strassen und Plätzen, bei friedlichen Bau- und Feldarbeiten und zur Beleuchtung des Vorterrains im Kriege etc. etc.

Eine der lehrreichsten Installationen für die verschiedenen Systeme der elektrischen Strassenbeleuchtung bestand in einigen Strassen der Stadt Berlin. Es wurde nämlich schon seit längerer Zeit der Potsdamer Platz und ein Theil der Leipziger Strasse mit elektrischen Bogenlampen der Firma Siemens & Halske erhellt, und nun hatte man, um einen Vergleich zu gewinnen, einen Theil der Kochstrasse durch

Glühlampen derselben Firma und einen Theil der Wilhelmsstrasse mit Edison-Glüh-lampen ausgestattet; ein weiterer Theil der Leipziger Strasse ist mit Siemens’schen

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Gas-Rcgenerativbrennern, und benachbarte Strassenzüge mit den Lacarrière’schen Ringbrennern und Bray'sehen Dre:äammenbrennern, beide für Leuchtgas versehen worden. Ueber den Betrieb der beiden Glühlichtsysteme liegen keine speciellen Kostenberechnungen vor und gewährten dieselben überhaupt den neueren Gasbrennern gegenüber keine wesentlichen Vorzüge. Vergleicht man aber die Kosten pro Einheit der beleuchteten Flächen von Bogenlicht und Gaslampen, so findet sich, dass nur die Siemens’schen Regenerativbrenner sich etwas billiger stellten als das elektrische Licht. Es kostete nämlich die Beleuchtung der Flächeneinheit mit Siemens-Brennern 32, mit Bogenlicht 38 und mit Bray’schen und Lacarrière-Brennern 48 Pfennige pro Stunde.

Begreiflicherweise spielt das Bogenlicht seiner blendenden Effecte halber bei öffentlichen Beleuchtungen und Festlichkeiten in neuerer Zeit eine grosse Rolle und besonders die elektrischen Ausstellungen in Paris, London, München haben mit der Beleuchtung der Ausstellungsgebäude und Plätze viel geleistet. Alles in dieser Beziehung bisher Dagewesene hat aber die internationale elektrische Ausstellung in Wien übertroffen und insbesondere durch die Beleuchtung der grossen Rotunde, dem grandiosen Denkmal der 1873 er Weltausstellung.

Aus der Höhe der Laternengalerie sandte eine Bogenlichtlampe von 20000 Normal-Kerzenstärke ihre Lichtkegel nach abwärts, an der oberen kleinen Galerie war ein Lichtkranz von 28 Bogenlichtlampen, jede zu 2000—3000 Kerzen, an der unteren grösseren Galerie ein solcher von 112 Bogenlichtlampen jede zu etwa 1000 Kerzen angebracht und ausserdem waren noch 36 Bogenlichter zu 500 Kerzen auf dem Parterre der Rotunde vertheilt. In jedem der 28 Bogen der Halbgalerie, welche die Rotunde umschliesst, wie auch in der Halbgalerie selbst, hingen Bogenlichtlampen von 800 Kerzen, im Ganzen also 56 solcher Lichter, so dass man das Lichtmeer, welches an jedem Abend die weiten Räume der Rotunde allein durchflutete, auf rund 265000 Kerzen berechnen konnte. In den Transepten, Galerien und Höfen spielte neben dem Bogenlichte das Glühlicht zu vielen Tausenden seine nicht minder wichtige und glänzende Rolle. Fügen wir noch hinzu, dass für die Beleuchtung der Neben- und Aussenräume, der Zufahrten, Alleen u. s. w. noch 247 Bogenlampen, jede von etwa 1000 Kerzen zu Gebote standen, und dass von der Höhe der Laterne und des Hauptportales allabendlich mehrere amerikanische Reflectoren, jeder von 10000 Kerzenstärke, entfernte Objecte, z. B. den Stephansdom, die Carlskirche etc., beleuchtet wurden, so kann man die Summe des in der elektrischen Ausstellung an jedem Abend erzeugten und verwendeten Lichtes auf rund 6000000 Kerzen veranschlagen — eine Summe, welche die laut amtlichem Ausweise auf allen Strassen und Plätzen Wiens und seiner zehn Bezirke durch die Gasbeleuchtung erzielte Lichtentfaltung von 1200000 Kerzen um das Fünffache übertrifft.

Wenden wir uns nun wieder dem elektrischen Glühlicht zu, so erübrigt uns zunächst einige Worte über das von Edison bei seinen, schon wiederholt erwähnten Installationen angewendete Stromleitungsverfahren zu sagen. Dasselbe beruht im Wesentlichen auf der von Deprez angegebenen und in dem Capitei über Kraftüber-

Fig. 130.

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tragung näher beschriebenen Stromregulirung. Er schaltet die Lampen der einzelnen Zweigleitungen, wie es Fig. 130 angibt, alle nebeneinander und für jede neueingeschaltete Lampe wird die Stromstärke des Elektromotors M vergrössert, für jede ausgeschaltete aber vermindert. Auf der Centralstation ist ein Beamter fortwährend mit der Beobachtung der Stromstärke an einem Galvanometer beschäftigt und schaltet derselbe immer so lange Widerstände von den Elektromagneten aus oder in sie ein, bis die Stromstärke wieder die richtige Grösse hat. Zugleich brennt auch in dem Regulirungsraum eine aus dem übrigen Stromkreise abgezweigte Normallampe, deren Lichtstärke durch photometrische Messungen bestimmt und stets auf gleicher Höhe erhalten wird. Schon nach kurzer Zeit gewinnt der Beamte solche Geschicklichkeit in der Beurtheilung des Lichts, dass er die Ströme lediglich nach der Leuchtstärke der Normallampe mit fast absoluter Genauigkeit reguliren kann.

Ueber die Einrichtung der Centralstellen, durch welche ganze Stadtviertel mit elektrischem Licht etc. versehen -werden, haben wir schon im Capitel über Kraftübertragung das Nöthige mitgetheilt. In den Häusern werden die Ströme zunächst zu Messaparaten geleitet. Yon diesen letzteren, auf deren Beschreibung wir hier nicht näher eingehen können, durchziehen Drähte, deren Durchmesser mit Verringerung der Lampenzahl abnimmt, das Haus nach allen Richtungen. Wie die in der Haustelegraphie gebräuchlichen Leitungen, werden sie entweder in den Mauerputz eingelassen oder um Tapeten und Wände nicht zu beschädigen, auf diese verlegt; im letzteren Falle besonders ist jede Aenderung der Zimmerbeleuchtung bei anderartiger Placirung der Möbeln bequem und rasch ausführbar.

Yon grösster Wichtigkeit für die Zukunft der Glülilicht-Beleuchtung ist natürlich der Kostenpreis im Vergleich zur Gasbeleuchtung, doch lässt sich darüber vorläufig noch nicht viel Bestimmtes sagen. Die Kosten nehmen selbstverständlich für das einzelne Licht mit der zunehmenden Grösse der ganzen Anlage bedeutend ab. Jedenfalls aber bietet das Glühlicht eine Reihe sonstiger Vorzüge, welche ihm auch bei gleichem oder etwas höherem Preise vielfach Eingang neben der Gasbeleuchtung verschafft haben.

Zunächst ist seine Bedienung, wenn nur die nöthige Anzahl Umschalter angebracht werden, eine ausserordentlich bequeme; man kann Räume erleuchten, ohne sie auch nur betreten zu brauchen, z. B. den Keller von der Küche aus; um Licht im Schlafzimmer anzuzünden, bedarf es nur der Drehung eines Knopfes, den man mit der Hand vom Bette erreichen kann. Mittelst des auf Seite 90 beschriebenen Regulators kann man das Licht so schwach machen, wie man nur will. Reparaturen sind bei der Einfachheit der ganzen Einrichtung fast ganz ausgeschlossen.

In hygienischer Beziehung fällt die starke Verunreinigung der Luft mit Kohlensäure und anderen schädlichen Gasen, welche im Gefolge der Gasbeleuchtung immer vorhanden sind, fort. Die Wärme, welche die Erzeugung des elektrischen Lichtes begleitet, ist zwar intensiv, aber so ausserordentlich gering an Quantität, dass sie sich nur in allernächster Nähe fühlbar macht. Es fällt deshalb die gewaltige Wärmeentwicklung fort, welche uns den Aufenthalt in von vielen Gasflammen erleuchteten Räumen so unerträglich macht. Endlich aber wird die Feuersgefahr in elektrisch beleuchteten Räumen bei guter Anlage und sorgfältiger Ueberwachung fast vollständig vermieden, während die Gefahren der Gasbeleuchtung sich wohl nie ganz beseitigen lassen werden.

Alle diese letzterwähnten Eigenschaften haben ganz besonders einen Wert für Theater und dergleichen. Nirgends machte sich die eben berührte Verschlechterung und Erwärmung der Luft durch die Gasbeleuchtung so unangenehm bemerkbar, als in Theatern und nirgends ist es so unbedingt nothwendig, bei der Auswahl des Beleuchtungssystems in erster Linie und ausschliesslich auf die Fernhaltung jeder Feuersgefahr Bedacht zu nehmen. Deshalb sehen wir auch, dass sich in der Neuzeit ein Theater nach dem andern von der Gasbeleuchtung ab- und dem elektrischen Licht zuwendet und es wäre an der Zeit, die Benutzung irgend welches anderen Beleuchtungssystems gesetzlich zu untersagen.

Uebrigens ermöglicht auch das elektrische Licht die Erzielung vieler eigenartiger und wirkungsvoller Beleuchtungseffecte, dass es deshalb schon auf einer wohleingerichteten Bühne nicht fehlen darf. So erscheinen in den Theatern die Feen mit einer kleinen Glühlampe in ihrer Coitfüre und legitimiren sich dadurch einfach und überzeugend als Repräsentantinnen der Geisterwelt. Auf dem Rücken, durch die Flügel verdeckt, trägt jede Fee einen kleinen Kasten mit zwei Planté-Accumulatoren, die eine Glühlampe von zwei Kerzenstärken eine Stunde lang brennend erhalten können. Die Leitungsdrähte zur Lampe sind biegsam und hindern nicht die Bewegung der Trägerin; leider aber belastet der Apparat die ätherischen Wesen mit einem Gewicht von zwei Kilogramm.

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Die chemischen Wirkungen der Elektricität.

Von E. Japing.

Die Chemie umfasst alle die Erscheinungen und Veränderungen an den durcir unsere Sinne wahrnehmbaren Gegenständen, welche deren stoffliche Beschaffenheit wesentlich und dauernd abändern und wir haben es daher hier auch mit solchen Wirkungen der Elektricität, resp. des elektrischen Stromes zu thun, welche die Natur des beeinflussten Gegenstandes vollkommen abändern. ¹ )

Selbstredend können chemische Wirkungen der Elektricität nur an solchen Körpern eintreten, welche den elektrischen Strom durch sich hindurch gehen lassen, welche ihn leiten. Aber auch die eigentlichen Leiter, deren Eigenschaften wir in einem früheren Abschnitte dieses Buches kennen lernten, die Metalle, ihre Legirungen und manche ihrer Verbindungen mit Schwefel und Sauerstoff, dann Betortenkohle, krystallinisches Selen etc. werden durch den elektrischen Strom nicht wesentlich und dauernd verändert, namentlich dann nicht, wenn sie einfache Körper, d. h. chemische-Elemente, darstellen.

Dagegen beobachten wir an einer grossen Zahl zusammengesetzter Flüssigkeiten, sobald der hindurchgehende elektrische Strom eine gewisse Stärke erlangt, sehr be-merkenswerthe Veränderungen. Tauchen wir z. B. in ein Gefäss mit verdünnter Schwefelsäure eine Kupfer- (oder Platin-) und eine Zinkplatte und bringen wir beide Platten in directe Berührung oder auch nur durch einen Draht in leitende Verbindung, so entsteht ein elektrischer Strom zwischen den beiden Platten, der in der einen. Richtung durch die Berührungsstelle oder die Drahtverbindung, in der anderen durch die Flüssigkeit geht. Unter der Einwirkung dieses Stromes bilden sich an der Oberfläche der Platinplatte zahlreiche Gasbläschen, während die Zinkplatte sich nach und nach auflöst. Das entwickelte Gas weist sich bei näherer Untersuchung als Wasserstoff aus und an Stelle der verdünnten Schwefelsäure erhalten wir, wenn der Versuch lange genug fortgesetzt wird, eine Lösung von Zinkvitriol in Wasser. Die Schwefelsäure, eine Verbindung von Schwefel, Sauerstoff und Wasserstoff gibt unter dem Einfluss des elektrischen Stromes ihren Wasserstoff ab und verbindet sich mit dem Zink zu Zinkvitriol, einem Salz, welches im Wasser gelöst bleibt.

Diesen Vorgang der Zersetzung einer Flüssigkeit durch den elektrischen Strom nennt man Elektrolyse und alle Flüssigkeiten, welche durch den hindurchgehenden Strom zersetzt werden, bezeichnet man als Elektrolyte.

Wie wir schon oben gesehen haben, finden ähnliche Zersetzungen in jedem Element galvanischer Batterien statt. Sobald z. B. in einer Daniell’schen Batterie der Strom geschlossen wird, beginnt der Zinkpol sich aufzulösen, während am Kupferpol Kupfer niedergeschlagen wird und in der Flüssigkeit nimmt das Zinkvitriol zu, während das Kupfervitriol sich vermindert. Hierbei wird also an Stelle des Wasserstoffes metallisches Kupfer ausgeschieden. Verbindet man mehrere Elemente zu einer galvanischen Batterie, so zeigt die Flüssigkeit jedes Elements das gleiche Verhalten und schaltet man in den Stromkreis derselben ein beliebiges anderes Gefäss mit einer zusammengesetzten Flüssigkeit und zwei als Pole dienenden Metallplatten, so findet auch hier eine elektrolytische Zersetzung statt. Für die Anwendung in der Praxis bedient man sich häufig einer solchen besonderen Zersetzungszelle, welche meist kurzweg das Bad genannt wird. Die beiden als Pole dienenden Platten, durch welche der Strom in das Bad tritt, nennt man Elektroden und bezeichnet als Anode oder elektro-positiven Pol die Platte, durch welche der Strom in das Bad tritt, als Kathode oder negativen Pol die Platte, durch welche der Strom das Bad verlässt. An Stelle der galvanischen Batterie kann man natürlich auch jede andere der oben beschriebenen Stromquellen, insbesondere Thermosäulen und magnet- und dynamo-elektrische Maschinen zur Hervorbringung elektrolytischer Wirkungen in einem Bade benützen.

Um zu einer plausiblen Theorie der elektrolytischen Erscheinungen zu gelangen, müssen wir von der Molekular-Theorie ausgehen, nach welcher alle durch unsere Sinne wahrnehmbaren Körper aus kleinsten, durch leere Zwischenräume getrennten Theilchen bestehen und nehmen an, dass diese letzteren in ununterbrochen fortdauernder Bewegung begriffen sind. In den festen Körpern finden diese Bewegungen um bestimmte Gleichgewichtslagen herum statt, sind also sowohl bezüglich ihrer Richtung als auch ihrer Grösse beschränkt. In Flüssigkeiten dagegen können die kleinsten Theilchen sich sowohl in frühere Lagen zurückbegeben, als auch weiter von denselben nach allen Richtungen entfernen. Wenn also auch eine Flüssigkeit in vollkommener Ruhe zu verharren scheint, so können doch ihre kleinsten Theilchen, sich fortwährend drehend, wälzend und einander stossend von Ort zu Ort begeben und ihre Lage innerhalb der Flüssigkeit ohne jede Einschränkung ändern.

Zusammengesetzte Flüssigkeiten bestehen aus Aggregaten der kleinsten Theilchen der Einzelemente, aus Molekülen, deren Bestandtheile beim Aufeinanderstossen der Moleküle sich von einander trennen, und mit anderen, ebenso frei gewordenen Stoff-theilchen wieder zu Molekülen gleicher Art vereinigen können. Demzufolge würde sich die ruhende Flüssigkeit, so lange sie nicht anderweit beeinflusst, fortwährend in ihre Bestandtheile zerlegen und wieder zusammensetzen.

Wie wir schon an anderer Stelle dieses Buches gesehen haben, lassen sich sämmtliche Elemente, gemäss ihrer natürlichen elektrischen Beziehungen zu einander, in eine Reihe (elektrische Spannungsreihe) anordnen, mit dem Sauerstoff einer- und dem Kalium andererseits, als Endgliedern, dass sich jedes dem Sauerstoff näher stehende Glied elektronegativ zu jedem der folgenden, dem Kalium näher stehenden Elemente verhält und umgekehrt.

Wird nun eine zusammengesetzte Flüssigkeit der Einwirkung eines elektrischen Stromes ausgesetzt, so werden die früher vollkommen beliebigen und sich daher nach allen Seiten ausgleichenden Bewegungsrichtungen der Molekiilbestandtheile, durch die gegenseitige Stellung der letzteren, in der elektrischen Spannungsreihe beeinflusst. Die mehr positiv elektrischen Stofftheilchen zeigen mehr Neigung, sich nach dem negativen Pol nach der Kathode zu begeben, und werden demzufolge Kationtheilchen genannt. Entgegengesetzt richten die elektronegativen Theilchen ihren Weg nach dem positiven Pol, der Anode; man bezeichnet sie entsprechend als Aniontheilchen.

Ehe nuii aber die Stofftheilchen ihre respectiven Wege zur Kathode, beziehungsweise Anode zurückgelegt haben, werden sie, je nach der Entfernung, noch mehr oder weniger häufig in der entgegengesetzten Richtung wandernden Anion- respective Kationtheilchen begegnen und sich mit denselben wieder zu einem Molekül der zusammengesetzten Flüssigkeit vereinigen, auf so lange, bis sie durch einen neuen Zusammen-stoss ihres Moleküls mit anderen Molekülen wieder frei geworden, ihren Weg fortsetzen können.

Schliesslich an der Kathode angelangt, findet das Kationtheilchen kein Aniontheilchen, mit dem es sich neuerdings zu einem Molekül der Flüssigkeit vereinigen kann, und ebenso fehlt dem Anion an der Anode zur Verbindung ein Kation. Beide bleiben deshalb an ihren respectiven Elektroden frei, während die Flüssigkeit in der Mitte gar keine wahrnehmbaren Veränderungen erleidet.

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Die vorstehend entwickelte zuerst von Clausius aufgestellte Theorie genügt vollkommen, um sich eine Vorstellung von dem Wesen der Elektrolyse zu machen, erklärt auch, weshalb ein und derselbe Körper die Elektricität leitet und wieder nicht leitet, je nachdem er sich in festem oder flüssigem Zustande befindet. Denn die Leitungsfähigkeit eines Elektrolyts ist dadurch bedingt, dass seine Bestandteile Ortsveränderungen vornehmen können, und diese Möglichkeit ist, wie wir oben gesehen haben, daran gebunden, dass der Körper sich in flüssigem, gelöstem oder geschmolzenem Zustande befindet. Will man aber an der Hand unserer Theorie tiefer in das Wesen der Elektrolyse und der elektrischen Ströme eindringen, so ergeben sich alsbald grosse Schwierigkeiten, deren Behebung von den Widersachern der Clausius’schen Theorie für unmöglich erklärt, von ihren Anhängern aber bisher noch nicht erreicht worden ist. Einstweilen und in Ermangelung eines Besseren ist dieselbe für unsere Zwecke vollkommen hinreichend.

Zur vollständigen und bleibenden Zersetzung einer zusammengesetzten Flüssigkeit ist ein Strom von bestimmter Stärke nothwendig. Ein schwächerer Strom wird wohl auch durch den Elektrolyt seiner Stärke entsprechend fortgeleitet, und es wird dabei auch der oben geschilderten fortwährenden Umbildung der Moleküle des Elektrolyts ein gewisser Grad von Richtung ertheilt. Doch werden die ausgeschiedenen Kation- und Aniontheilchen an den Elektroden nicht stark genug angezogen, einer Verbindung mit dem nächstgelegenen Stofftheilchen entgegengesetzter Polarität Widerstand leisten zu können. Die Anziehungskraft der Stofftheilchen untereinander bildet den Widerstand des Elektrolyts gegen den Durchgang des elektrischen Stromes.

Die zur Zersetzung verschiedener zusammengesetzter Flüssigkeiten erforderliche Stromstärke, weicht ganz ausserordentlich von einander ab. Während z. B. eine Jodkaliumlösung schon durch die Kraft jedes einzelnen elektrischen Paares zersetzt wird, ist zur Zerlegung verdünnter Schwefelsäure schon eine kräftige Stromquelle erforderlich. Noch weit schwieriger lässt sich reines Wasser zersetzen, selbst wenn es der Einwirkung starker Ströme ausgesetzt wird. Es wird sogar vielfach angezweifelt, ob man chemisch reines Wasser überhaupt zu den Elektrolyten rechnen kann. Seine Leitungsfähigkeit wird durch die geringsten Spuren einer fremden Beimischung bedeutend erhöht und deshalb weichen auch die von verschiedenen Beobachtern gefundenen Resultate so sehr von einander ab, dass man keine derselben als zuverlässig ansehen kann. Gegen die bisherige Annahme, dass Wasser ein Elektrolyt sei (in den meisten Lehrbüchern wird es sogar als typisches Beispiel für die Elektrolyse benutzt), spricht jedenfalls der Umstand, dass mit seiner Reinheit der Widerstand der elektrolytischem Leitung in hohem Maasse zunimmt.

Wenn zwischen den, durch die Elektrolyse abgeschiedenen Elementen und dem Metall der Elektrode Neigung zum Bilden einer chemischen Verbindung besteht, so kommt dieselbe in der Regel auch zu Stande. So z. B. bildet sich, wie wir schon oben gesehen haben, in einem Bade von verdünnter Schwefelsäure am Zinkpol Zinkvitriol, während am negativen Pol Wasserstoff frei wird. Wird aber der negative Pol durch ein Schwefelmetall gebildet, welches die Elektricität leitet, wie dies manche häufig vorkommende Mineralien thun, so werden dieselben durch den freigewordenen Wasserstoff zerlegt, indem derselbe sich mit dem Schwefel zu Schwefelwasserstoff, einem bekannten übelriechenden Gase verbindet. Die Metalle fallen dabei entweder in reguli-nischer Form aus, wie Blei und Kupfer aus Bleiglanz und Kupferkies, oder sie lösen sich in der Säure auf, wie z. B. die Schwefeleisenverbindungen des Schwefel-, Magnetoder Wasserkieses. Bestehen aber beide Elektroden aus Platinplatten, so geht auch an beiden eine Gasentwicklung vor sich, weil die am positiven Pol abgeschiedene Verbindung von 1 Theil Schwefel und 4 Theilen Sauerstoff für sich allein nicht bestehen kann, sondern einen Theil Sauerstoff abgeben muss. Man kann beide Gase auffangen und ihr Gemisch, das Knallgas in bekannter Weise durch einen elektrischen Funken entzünden und wieder zu Wasserdampf vereinigen.

Es erhellt hieraus, dass bei elektrolytischen Vorgängen nicht nothwendiger-weise auch die beiden ursprünglich als Kation- und Aniontheilchen an den Elektroden ausgeschiedenen, sondern beliebige andere durch secundäre Verbindungen und Zerlegungen entstandene Körper auftreten können.

Von allen elektrolytischen Processen haben jene am meisten Anwendung gefunden in der Praxis, welche auf der Zersetzung von wässerigen Metallsalzlösungen beruhen. Es scheidet bei demselben am negativen Pol das Metall aus, während sich am positiven Pol das mit dem Metall verbundene Säureradical ausscheidet, welches einfacher oder zusammengesetzter Natur sein kann. Bei der Elektrolyse z. B. einer Auflösung von Kupferchlorid, welches aus Kupfer und Chlor besteht, wird letzteres Element am positiven Pol abgeschieden, aus einer Lösung von Kupfervitriol dagegen eine Verbindung des Schwefelsäureradicals mit Wasser hergestellt.

Seiner eigentlichen Natur nach, ist das elektrolytisch ausgefällte Metall immer krystallinisch, d. h. es scheiden sich unausgesetzt äusserst kleine Metalltheilchen in regelmässig geformter Gestalt aus; dieselben legen sich aber dicht ineinander, wirren sich durcheinander und bilden auf diese Weise, wie der Filz eine stark zusammenhängende Masse von grosser Festigkeit und Widerstandsfähigkeit. Oft schon mit blossem Auge, gewöhnlich mit der Lupe, zuweilen erst mit der stärksten Vergrösserung durch das Mikroskop lässt sich die krystallinische Beschaffenheit des Niederschlags deutlich erkennen, und im letzteren Falle lassen sich stets die einzelnen Kryställchen als durch Zwischenräume von einander getrennte, wirr durch einander liegende Körperchen unterscheiden. Der Niederschlag stellt darnach eigentlich nicht eine ganz homogene dichte Masse dar, wie das geschlossene Metall, und besitzt auch nicht ganz die Festigkeit des letzteren, und insbesondere beim Drucken mit galvanisch dargestellten Kupferplatten wird dies sehr fühlbar, indem sich nur eine weit kleinere Anzahl von Abdrücken davon machen lässt. Ist man jedoch im Stande, den zumeist harten Niederschlag auszuglühea, zu hämmern oder zu pressen und zu poliren, so wird er ebenso dicht wie das geschmolzene und hinterher gehämmerte oder gewalzte Metall und steht demselben überhaupt in allen Beziehungen gleich.

Es eignen sich zur Ausscheidung von Metallen nur die sogenannten binären Metallsalzverbindungen, d. h. solche, in denen man sich ein negatives Radical (Säurebildner) mit einem positiven Radical (Metall) vereinigt denken kann, und auch die'se nicht alle gleich gut. Es ist dabei gleichgiltig, ob sich das eine Radical mit einem oder mehreren Aequivalenten des anderen Radicals verbindet; alle auf andere Weise zusammengesetzten Metallsalze aber erleiden durch den elektrischen Strom keine Metallausscheidung. Die Salze der sogenannten Sesquioxyde z. B., bei denen 2 Metall-auf 3 Säurebildner kommen, z. B. das Eisenchlorid, oder das entsprechende schwefelsaure Eisenoxydsalz, ebenso die Manganoxydsalze, die Thonerdesalze (sowohl der Alaun als auch das Chloraluminium) werden in der Weise zersetzt, als befände sich blos die Säure in Auflösung, das Metalloxyd ist daher ganz unnöthig, es entwickelt sich Wasserstoff am negativen Pol, während der Säurebildner am positiven Pol frei wird. Besitzt gar das aufgelöste Metall den Charakter einer Säure, so wird es nicht am negativen, sondern am positiven Pol als Säurebildner ausgeschieden und kann dort ein anderes als Pol dienendes Metall auflösen.

Eine der wichtigsten Anwendungen findet die Elektrolyse in den Laboratorien unserer Schulen und Institute, der Berg- und Hüttenwerke und zahlreicher chemischer Industrien bei der chemischen Analyse. Die letztere bezweckt bekanntlich die Erkennung und Nachweisung der in den verschiedensten Stoffen enthaltenen Bestandtheile, sowie der Gewichtsverhältnisse, in denen die letzteren vorhanden sind.

Die erste Anwendung des elektrischen Stromes für analytische Zwecke ist ver-hältnissmässig neueren Datums und dürfte wohl dem Engländer Gibbs zu verdanken sein, welchem es gelang, das Kupfer aus seinen Lösungen, statt wie bisher üblich durch Zusatz von Zink, durch die elektrolytische Zersetzung in wägbarer Form zu gewinnen. Doch fand diese Methode damals keine besondere Beachtung, bis sie durch

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Lucków bedeutend vervollkommnet und ausgebildet wurde. Das jetzt äusserst elegante und präcise Verfahren fand bald die günstigste Aufnahme in allen Laboratorien, in denen regelmässige Bestimmungen von Kupfer in Hüttenproducten etc. ausgeführt werden. Zahlreiche der bedeutendsten Chemiker aller Länder nahmen die Idee mit grossem Eifer auf und dehnten sie nach und nach auf die Analyse wieder anderer Metalle aus, so dass Apparate für elektrolytische Operationen heute zu den unentbehrlichsten Erfordernissen eines wohl eingerichteten Laboratoriums gehören.

Einen weiteren Fortschritt von grosser Bedeutung machte die Anwendung der Elektrolyse auf chemisch-analytische Untersuchungen durch die Arbeiten des Aachener Professors Dr. Classen in Verbindung mit seinen Assistenten R eiss und Bauer. Die von den genannten Herren aufgefundenen Methoden gestatten nicht allein die Bestimmung, sondern auch die Trennung von Metallen etc. und eröffneten hiermit der elektrolytischen Analyse eine ganze Reihe neuer und wichtiger Anordnungen, durch welche die Untersuchung einer grossen Zahl von Stoffen vollkommen abgeändert und wesentlich vereinfacht wurde.

Es kann nicht unsere Aufgabe sein, an dieser Stelle specieller auf die zahlreichen erprobten und jetzt allgemein in Anwendung befindlichen elektrolytischen Be-stimmungs- und Trennungsmethoden einzugehen. Um aber doch wenigstens ein hierhergehörendes Beispiel anzuführen, bemerken wir, dass die Trennung des Eisens von Mangan, welche selbst nach den besten der bisherigen Methoden, zu den schwierigsten und zeitraubendsten Arbeiten des Hütten-Chemikers gehörte, auf elektrolytischem Wege in wenigen Stunden sehr genau ausgeführt werden kann und dass fernerhin die Bestimmung von Eisen, Mangan, Phosphorsäure und Schwefelsäure nebeneinander rasch und leicht durchzuführen ist. Aus diesen Beispielen, deren Zahl wir natürlich ganz bedeutend vermehren könnten, erhellt schon zur Genüge die hohe Wichtigkeit der elektrolytischen Analyse nicht nur für den Chemiker von Beruf, sondern auch für die Berg- und Hüttentechnik und viele andere Industrien.

Eine dem allgemeinen Interesse näherliegende Anwendung der Elektrolyse ist die Galvanoplastik, welche sich ebenfalls damit beschäftigt aus Metailsalzlösungen durch die Einwirkung des elektrischen Stromes Metalle rein auszuscheiden. Während aber der Analytiker nur den Zweck verfolgt, das Vorhandensein des Metalls und das in einem bestimmtem Quantum der Lösung vorhandene Gewicht desselben zu constatiren, ist bei der Galvanoplastik die Gewinnung von Metallniederschlägen, welche bestimmten Anforderungen entsprechen, Gegenstand eines regelrechten gewerblichen Betriebes, welcher besonders in den letzten Jahren vielfach im grössten Maassstahe und mit bedeutenden Mitteln in’s Leben gerufen und durchgeführt wird. Der Zweck dieser Metallniederschläge kann ein dreifacher sein. Entweder handelt es sich nur um eine oberflächliche Färbung und Verschönerung unter dem äusserst dünnen Niederschlag liegender anderer Metallgegenstände (Galvanochromie oder galvanische Metallfärbung) oder es sollen metallische oder nicht metallische Unterlagen durch dickere Schichten des ausgeschiedenen Metalls nicht nur schöner, sondern auch haltbarer und gegen äussere Einflüsse widerstandsfähiger gemacht werden, wie dies beim Vernickeln, Versilbern, Vergolden etc. der Fall ist. Endlich können auch die Niederschläge losgelöst von ihrer Unterlage, Form oder Matrize als negative Copien von wunderbarer Schärfe und Genauigkeit selbstständige massive Objecte der Ornamentik, Plastik etc. bilden. Letzteres Verfahren bezeichnet man wohl als eigentliche Galvanoplastik, Galvanplastik im engeren Sinne.

Während es nun für die Zwecke der chemischen Untersuchung nur auf die möglichst rasche und vollständige Gewinnung des Metalls ankommt, die äussere Form und Beschaffenheit desselben aber gleichgültig ist, spielt die letztei’e in der Galvanoplastik die erste Rolle. Für alle drei vorerwähnten Zwecke müssen die Metallniederschläge durchaus gleichförmig, zusammenhängend und zähe sein, dürfen an keiner Stelle eine nicht beabsichtigte Lücke oder Unterbrechung haben und müssen einen wirkungsvollen und zweckentsprechenden Farbenton zeigen. Bei den beiden ersten Verwendungsweisen wird ausserdem ein festes Anhaften an der Unterlage, dem mit einer

Metallschicht zu überziehenden Gegenstände, verlangt, während bei der eigentlichen Galvanoplastik im Gegentheil der Niederschlag sich leicht und ohne Beschädigung von der Unterlage ablösen lassen muss.

Der Vorgang ist hei allen drei Operationen ähnlich. Die Unterlage, auf welcher der Niederschlag sich absetzen soll, bildet den negativen Pol und wird von dem durch den Strom ausgefüllten Metall ganz gleichmässig bedeckt, wie sie auch gestaltet seiu mag, ob eben oder mit Vertiefungen und Erhabenheiten versehen. Dasselbe wächst während der Fortdauer des Stromes, wenn die beiden Elektroden überall möglichst gleich weit von einander abstehen, auf der ganzen Polfläche gleichmässig und zu jeder gewünschten Dicke an.

Die physikalischen Eigenschaften des niedergeschlagenen Metalls hängen in erster Linie von der richtigen Zusammensetzung des Bades der Metallsalzablösung ab, sodann aber auch von der Grösse der Unterlage, des Pols und endlich von der Stärke des elektrischen Stromes. Stehen diese drei Factoren im richtigen Verhältniss, so lässt sich ein Niederschlag erzeugen, der dem besten, auf anderem Wege gewonnenen Metall in nichts nachsteht. Besitzt die Unterlage eine absolut metallische rein Oberfläche, so haftet das niedergeschlagene Metall an derselben so fest, dass an eine Trennung der beiden nicht mehr zu denken ist. Es hat alsdann ein wahres Zusammenwachsen stattgefunden, wie es sonst nur beim Aneinanderschmelzen oder Löthen und Schweissen möglich ist. Je unreiner die Oberfläche des zu überziehenden Metalls ist, — sei es nun, dass sich durch Liegen an der Luft eine Oxydschicht gebildet hat, oder dass von der früheren Bearbeitung anhaftende Schmutz- und Fetttheilchen nicht vollständig beseitigt worden sind, desto unvollkommener haftet der Niederschlag. Es ist deshalb die erste Bedingung für die Herstellung einer schönen und haltbaren Vernickelung, Versilberung, Vergoldung oder irgend eines anderen Metallüberzuges, dass dem zu überziehenden Gegenstand durch eine Reihe von mechanischen und chemischen Operationen, Bürsten, Kratzen, Schaben, Glühen, Beizen etc. eine vollkommen metallisch reine Oberfläche verliehen werde.

Soll dagegen ein selbstständiger plastischer Gegenstand aus dem niedergeschlagenen Metall gebildet werden, so verwendet man als Pole oder Unterlagen gewöhnlich plastische Massen (Harz, Guttapercha, Schwefel, Paraffin, Wachs, Stearin etc., welchen durch einen dünnen Ueberzug von Graphit etc. die nöthige Leitungsfähigkeit für den elektrischen Strom verliehen worden ist, oder man bedeckt die metallischen Formen mit einer dünnen Wachshaut. Von diesen Unterlagen löst sich der galvanische Niederschlag, nachdem er einige Dicke und Zähigkeit erlangt hat, mit Leichtigkeit ab und stellt nun einen Abdruck derselben dar, von einer Genauigkeit, wie sie auf anderem Wege nicht erhalten werden kann. Nach Entfernung der Niederschläge lässt sich dann ohneweiters ein zweiter mit dem ersten vollkommen übereinstimmender Abdruck der Form erzielen, ein dritter, vierter u. s. w.

So ganz einfach, wie es nach dem Vorstehenden erscheinen möchte, ist aber die Arbeit des Galvaniseurs doch nicht; er hat noch dafür Sorge zu tragen, dass die Zusammensetzung des Bades und die Stärke des galvanischen Stromes während der ganzen Dauer der Operation möglichst unverändert bleibt, da wesentliche Aenderungen das Resultat der Operation sehr beeinträchtigen können. — So z. B. verursacht eine beträchtliche Zunahme der Stromstärke das Auftreten unschöner oder für den vorliegenden Zweck nicht entsprechender Färbungen des Niederschlages. Dann aber auch verliert derselbe immer mehr an Zusammenhang, wird locker und endlich ganz schwammig, zart, wie das weichste Mehl. — Wird dagegen der Strom zu schwach, so bilden sich in dem Niederschlage häufig Zwischenräume, die sich nicht mit Metall füllen; das erzielte Product ist dann zwar hart, aber spröde, porös und für fast alle technischen Verwendungen ungeeignet.

Um trotz dieser fortwährenden Ausscheidung des Metalles die Zusammensetzung des Bades möglichst constant zu erhalten, muss für einen steten Ersatz gesorgt werden. Es geschieht dies, indem man den positiven Pol aus demselben Metall herstellt, welches niedergeschlagen werden soll. Es geht dann das durch die Elektro-

lyse frei gewordene Säureradical mit dem Metalle des Pôles genau dieselbe Verbindung ein, welche durch die Elektrolyse zerlegt wurde. Wenn nun der positive Pol die richtige Grösse und die Metallsalzlösung den richtigen Grad der Sättigung hat, so bleibt das Bad vollkommen constant, wenn nur von Zeit zu Zeit das verdunstete durch frisches Wasser ersetzt- wird.    v

Allerdings enthält das als positiver Pol dienende Metall immer ein gewisses Quantum fremder Stolfe, besonders anderer Metalle, die sich meistens gleichfalls mit dem durch die Elektrolyse frei gewordenen Säureradical zu löslichen Metallsalzen verbinden und das Bad schliesslich mit einer so grossen Menge, für die Operation unnützer oder gar nachtheiliger Stoffe beladen, dass es zur Herstellung fehlerfreier Metallniederschläge ungeeignet wird. — So lange das Bad rein ist, wird sich auch der Metallniederschlag immer als chemisch rein ausweisen, und positivere, in der elektrischen Spannungsreihe dem Kalium näherstehende Metalle ändern an den Eigenschaften des Niederschlages nicht das Geringste. Finden sich aber negativere Metalle in der Lösung, so werden diese immer zuerst und mit Vorliebe ausgeschieden und beeinflussen natürlich auch die Qualität des Niederschlages.

Unter allen galvanischen Niederschlägen haben die des Kupfers ihrer leichten Herstellung und vielseitigen Anwendbarkeit halber die grösste Wichtigkeit und ausserdem das Verdienst, zur Ausbildung der galvanoplastischen Technik überhaupt erst Veranlassung gegeben zu haben. Für uns ist die Kupfergalvanoplastik eine noch ganz neue und junge Kunst und datirt ihre Kenntniss erst von den im Jahre 1839 erfolgten Mittheilungen J acoby’s. Doch scheint ein empirisches Verfahren, Kupfer aus wässerigen Salzlösungen auf nicht metallische Formen niederzuschlagen schon den alten Egyptern bekannt gewesen zu sein.

In den Grabstätten von Theben und Memphis, den wichtigsten Mittelpunkten altegyptischer Cultur, hat man zahlreiche aus Thon gearbeitete Gefässe und Figuren, welche mit einer dünnen Kupferhaut bekleidet waren, an der selbst mit dem Mikroskope nicht die geringsten Spuren von der Anwendung eines Hammers oder einer Feile, geschweige denn eine Löthung wahrzunehmen ist, und es blieb den Alterthumsforschern wie den Technikern gleich räthselhaft, auf welche Weise die Alten diese Ueberzüge hergestellt haben könnten.

Durch die Entdeckung und Ausbildung der Galvanoplastik ist dieses Räthsel gelöst. Man ist neuerdings im Stande, allerhand Geräthe und sonstige Gegenstände aus Glas, Porzellan und Thon mit dünnen Metallüberzügen zu versehen und die mikroskopischen Vergleiche solcher neueren Erzeugnisse mit den alten egyptischen lieferten den unzweifelhaften Beweis, dass beide auf dieselbe Weise hergestellt sein müssen. Die altegyptische Verkupferung zeigt genau dasselbe eigenthümliche krystallinische Gefüge, welches nur dem auf galvanischen Wege abgelagerten Metall eigen ist. Auch die im Pariser Museum aufbewahrten Lanzenspitzen und zerbrochenen Schwertklingen, die aus Holz gefertigt und mit einem starken Ueberzug von Kupfer versehen sind, scheinen ebenso schlagend die Vertrautheit der Egypter mit dem galvanoplastischen Verfahren darzuthun, wie auch ihre Statuen, die, obschon in Lebensgrösse, das unbedeutende Gewicht von wenigen Pfunden haben und sich nur auf galvanischem Wege hersteilen Hessen, wobei die als Unterlage dienende Figur aus Wachs oder einem ähnlichen Material gefertigt und nach erfolgter Ablagerung einer dünnen Metallschicht durch starkes Erwärmen des leicht schmelzenden Kernes entfernt wurde. Den zur Ausscheidung des Kupfers nöthigen Kupfervitriol verschafften sich die alten Egypter ohne Zweifel durch Rösten und Auslaugen des in Afrika reichlich vorhandenen Schwefelkupfererzes.

Die Wichtigkeit der Kupfergalvanoplastik erheischt es, dass wir uns mit den zu ihrer Ausführung dienenden Mitteln etwas eingehender beschäftigen. Den einfachsten, aber doch schon für viele Fälle ausreichenden Apparat zeigt uns das schon in früheren Theilen dieses Buches erwähnte Daniell’sche Element mit sehr geringen Abänderungen. Werden bei demselben Zink- und Kupferpol leitend verbunden, so entsteht ein galvanischer Strom, das Zink scheidet aus seiner Flüssigkeit das Säureradical und verbindet sich mit demselben zu Zinkvitriol, während dafür ein Aequivalent Kupfer am negativen Pol ausgeschieden wird ; dieser letztere wird aber durch den zu verkupfernden Gegenstand oder die zu copirende Form dargestellt.

Einen etwas abgeänderten Apparat stellt Fig. 131 dar, welcher von dem Erfinder der Galvanoplastik, Jacoby, angegeben und nach ihm Jacoby’scher Apparat genannt wird. Derselbe besteht aus einem Glasgefäss mit concentrirter Kupfervitriollösung und einem kürzeren, innen beiderseits offenen Glascylinder, der unten durch eine poröse Membrane geschlossen und mit verdünnter Schwefelsäure gefüllt ist. In dem inneren Glascylinder hängt frei ein Zinkkörper, auf dem Boden des äusseren liegt der zu verkupfernde, als negativer Pol dienende Gegenstand, und beide sind durch einen, im Bereich der Kupfervitriollösung isolirten Draht verbunden. — Fig. 132 zeigt eine neuere Anordnung des Jacoby’schen Apparates, bei welcher der negative (Zink-) Pol die Form eines zwischen dem Glasgefässe und der porösen Thonzelle stehenden Blechcylinders hat und oben eine Vorrichtung zum Auf hängen des zu überziehenden, den negativen Pol darstellenden Gegenstandes. Ersterer Apparat eignet sich mehr für einseitige Nachbildung von Münzen, Medaillen etc., während für allseitig zu verkupfernde Gegenstände der zweite bessere Resultate liefert.

Fig. 131.

Fig. 132.

Fig. 133.

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Eine Anordnung des letzteren in etwas grösseren Dimensionen zeigt Fig. 133. An der Wandung eines grösseren Gefässes, z. B. eines Zubers, befindet sich eine grössere Anzahl im Kreise nebeneinanderstehender Thonzellen, die darin befindlichen Zinkcylinder sind miteinander durch einen Draht verbunden, und ein auf letzterem ruhendes Messingdrahtkreuz dient wieder zum Aufhängen des zu verkupfernden Gegenstandes, der in unserer Abbildung eine weibliche Büste, sich ganz gleichmässig mit Metall belegen wird, da seine einzelnen Theile hinreichend weit von den einzelnen Zinkcylindern abstehen.

Der Vorgang ist in allen diesen Apparaten genau gleich. Sobald die Verbindung zwischen den beiden Polen hergestellt, der Strom geschlossen ist, übt der negative Pol Anziehung auf die Kupfervitriollösung und der positive auf die Schwefelsäure der um das Zink befindlichen Flüssigkeit; an ersterem scheidet sich Kupfer aus und am letzteren wird immer mehr und mehr Zink aufgelöst. Der Kupfergehalt ergänzt sich aus eingehängten oder auf dem Boden liegenden Kupfervitriol-Krystallen, die Flüssigkeit, in welcher das Zink steht, muss aber von Zeit zu Zeit zur Hälfte entleert und durch Zusatz von angesäuertem Wasser verdünnt werden. Es ist sehr wahrscheinlich, dass sich die alten Egypter ähnlicher Apparate, an Stelle des Zinks aber des Zinnes bedienten, welches sie ja auch schon mit Kupfer legirt als antike Bronze anzuwenden verstanden.

Die Elektricität. 4. Aufl.

Um grössere Platten darzustellen, wie sie zum Beispiel beim Kupferdruck verwendet werden, bedient man sich gewöhnlich eines sogenannten zusammengesetzten Apparates, welcher aus der Stromquelle (galvanische Batterie, dynamo- oder magnet-elektrische Maschinen) und einem von derselben ganz getrennten besonderen Zersetzungs-gefäss, dem Metallbade, besteht. In dieses hängt man grosse Platten beider Metalle in einem Abstand von 10—15 Millimeter einander parallel gegenüber. Das Bad ist eine halbverdünnte mit 5—7 Procent Schwefelsäure versetzte Kupfervitriollösung, negative Polplatte, welche den Niederschlag aufnehmen soll, wird horizontal auf den Boden des Zersetzungsapparates gelegt und derselben in einem Abstand von 15 bis 25 Millimeter gegenüber die positive Kupferplatte angebracht. Letztere löst sich in gleichem Verhältnisse auf, als das Kupfer auf dem negativen Pol niedergeschlagen wird und erhält dadurch das Bad in seiner ursprünglichen Beschaffenheit.

Die

Fig. 134.

dienenden

Auch für die Erzeugung von kleineren Gegenständen, Münzen, Medaillen etc. in grösseren Mengen, bedient man sich ebenfalls zusammengesetzter Apparate in einer Anordnung, wie sie Fig. 134 darstellt. Ueber das Gefäss A sind eine Kupferstange ab und eine Zinkstange cd gelegt und an diesen die Elektroden senkrecht in das Bad gehängt; KK sind die als positive Elek--, troden

BÜiiB

“ Kupferplatten, welche mittelst verplati-nirter oder versilberter Kupferdrähte an der Kupferstange a b hängen, die ihrerseits wieder mit der Batterie DD durch den Draht kk verbunden ist. mm sind stärkere Drähte oder Stäbe, die von der Stange cd ausgehen

und durch dieselbe mit dem Zinkpol Z der Batterie in Verbindung stehen. An den Stäben hängen vermittelst schwächerer Drähte die einzelnen Münzen oder Medaillen, welche copirt werden sollen. Der Niederschlag erfolgt, um ihn ablösen zu können, stets nur auf einer Seite, während die andere durch Fett und Wachs nicht leitend gemacht ist. Die Rückseite des vollkommen naturgetreuen, papier- bis kartenblattdicken Niederschlages wird mit geschmolzenem Zinn ausgefüllt. Doch kann man auch massive Copien erzielen, indem man die Originalmünzen in den früher erwähnten plastischen" Stoffen abdrückt, die Abdrücke leitend macht und zu einer Hohlform zu-sammensetzt.'5)'T!

In gleicherweise werden Statuen aus mehreren in Hohlformen niedergeschlagenen Stücken zusammengesetzt, indem man sie nachträglich aneinanderpasst und zusammen-lötliet. Um diese lästige und unvollkommene Methode zu vermeiden, setzte zuerst der Galvanoplastiker Lenoir in Paris Hohlformen von Guttapercha aus mehreren Stücken zusammen, nachdem er vorher seinen vielfach verzweigten Platindraht so in alle Theile des Hohlraumes eingeführt hatte, dass er überall von der inneren Fläche, welche mit Kupfer überzogen werden soll, gleich weit abstand. Die Formen sind unten und oben offen und gestatten der Kupfervitriollösung freien Eintritt und Circulation im Innern. Der Process geht daun in etwas von dem früher Gesagten abweichender Form etwa folgendermaassen vor sich, indem die innere mit Graphit überzogene Fläche der Hohlform den negativen und der Platindraht den positiven Pol repräsentirt. An ersterer scheidet sich wie gewöhnlich Kupfer ab und am Draht die Säure, aus einem 1 heil Schwefel und vier Theilen Sauerstoff bestehend; diese aber findet kein Kupfer zum Eingehen einer neuen Verbindung und gibt deshalb einen Theil Sauerstoff, wie wir

Das Verfahren liefert allerdings bedeutend schönere und vollkommenere Producte als die früheren Methoden, stellt sich auch ungleich theurer, da einmal ein bedeutend stärkerer galvanischer Strom erforderlich war und zweitens das Platinskelett sehr viel Geld kostete. Bouillet hat ausgerechnet, dass man für 1 Kilogramm Kupferniederschlag für 120—140 Francs Platindraht bedarf. Man hat daher neuerdings das Platinskelett mit gutem Erfolge durch ein solches aus vielfach durchlöchertem Bleiblech ersetzt.

schon früher gesehen haben, ab, welcher in Gasform aufwärts steigt und in der Form eine Strömung verursacht, durch welche die bisher kupferarme Flüssigkeit oben aus dem Hohlraum austritt und durch dessen Oeffnung frische kupferreiche Vitriollösung eingeführt wird. Der Abgang an Kupfer muss natürlich, wie bei dem einfachen galvanoplastischen Apparat, durch Einhängen von Kupfervitriol-Krystallen ausgeglichen werden.

Für Statuen grösster Dimensionen, welche nur einmal hergestellt werden können, hat man auch das schon oben erwähnte Verfahren der alten Egypter wieder aufgenommen, indem man Modelle von Thon, Wachs und ähnlichen Stoffen oder leicht flüssigen Metall-Legirungen, im galvanischen Bade mit einem dünnen Kupferüberzuge versieht und dann aus der Kupferhaut entfernt. Beim Thonmodell geschieht dies durch Brennen, bis sich das Modell in Staubform ausschiitteln lässt, bei Wachs oder leichtflüssigen Metallen durch Ausschmelzen etc., bei letzteren auch durch Auflösen in Säui’en. Die Kupferhaut wird dann äusserlich aufs Sorgfältigste gefirnisst, wieder in das Bad gebracht und auf der Innenseite so lange Kupfer niedergeschlagen, bis die Metallwand stark und widerstandsfähig genug ist.

Gegenüber der Herstellung von Statuen auf feurigflüssigem Wege hat das galvanoplastische Verfahren den Vortheil, dass die Erzeugnisse keiner weiteren Nacharbeit bedürfen, sondern fix und fertig aus dem Bade hervorgehen und die Originalarbeit des Modelleurs bis in die feinsten Nuancen getreu und sicher wiedergeben, während durch das nachträgliche Meissein und Ciseliren von Giessereigegenständen sehr oft werthvolle und charakteristische Einzelnheiten verloren gehen. Der Vorwurf aber, dass die auf galvanoplastischem Wege erzeugten Kupferstatuen weniger dicht und alsdann weniger haltbar seien, ist durch zahlreiche auf diese Weise ausgeführte und sich vorzüglich haltende Kunstwerke, ganz besonders aber durch die drei Figuren des berühmten .aus der Werkstatt von Kress in Offenbach hervorgegangenen Gutenberg-Monumentes in Frankfurt am Main längst widerlegt worden.

Der unserer Arbeit zugewiesene Kaum gestattet nicht, specieller auf die sonstigen, überaus mannigfaltigen und interessanten Anwendungen der Kupfer-Galvanoplastik einzugehen; wir müssen uns vielmehr begnügen nur noch einige besonderes Interesse bietende Verwendungen herauszugreifen.

Gewisse Gegenstände in Relief, welche man früher nur mühsam aus Kupferblech durch Treibarbeit lierstellen konnte, werden vom Galvaniseur nach einem einzigen sorgfältig ausgearbeiteten Original mit sehr massigen Kosten in unzähligen, gleich werthvollen Copien wiedergegeben. Kleinere und grössere Landschaftsbilder in Relief, tlieils als Wandbilder, tlieils als Decken für Etuis, als Schilder für Standuhren und dergleichen werden mit Leichtigkeit massenweise hergestellt. Das Kupfer hat bei diesen Erzeugnissen selten mehr als Papier- und Kartenblattdicke; um es zu verstärken wird die Rückseite mit geschmolzenem Zink ausgefüllt.

Eine Grenze finden derartige Anwendungen erst bei den einfacheren Gegenständen, die man durch Prägen, Stanzen etc. aus Metallblech herzustellen vermag. Durch galvanoplastischen Kupferniederschlag auf Guttapercha oder Kautschukmatrizen hergestellte Metallknöpfe z. B. konnten trotz ihrer Schönheit und der Möglichkeit unterschnittener Partien (welche die elastischen Formen zuliessen), den Markt nicht erhalten, weil sie sich weit theurer stellten, als die gestanzten Blechknöpfe.

Figuren und sonstige Gegenstände aus Holz und Gyps lassen sich vollständig mit einem dünnen Kupferüberzug belegen, nachdem sie mit einem dünnen Firniss überstrichen sind, auf welchem der Graphit haften bleibt; ebenso Glas- und Porzellan-gefässe und dergl. Spitzen und Kanten von Tüll tränkt man mit geschmolzenem

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Wachs, überzieht sie mit Graphit, verkupfert sie im galvanischen Bade, um sie nachher noch mit einem Silber- oder Goldüberzuge zu versehen und als Zierate, Gewandschmuck oder auf Luxusgegenstände zu benutzen. Auch hat man auf ähnliche Weise Leinen und andere Zeugstoffe mit Kupferüberzügen versehen, um sie dadurch gegen, die Einwirkungen der Hitze zu schützen, feuerfest zu machen.

Selbst organische Naturkörper, Blätter, Blumen, Früchte, Schwämme, kleine Vögel, Insecten, ja selbst Schmetterlinge und Farrenkräuter hat man auf galvanoplastischem Wege mit Metall überzogen und damit die wunderbarsten Wirkungen erzielt. Der galvanoplastische Ueberzug gibt auch die feinsten Contouren und zartestem Gliederungen mit einer Treue und Naturwahrheit wieder, welche auf keinem anderen Wege auch nur annähernd erreicht werden kann. Ja, das anatomische Museum in Neapel besitzt noch die oberen Körpertheile eines Kindes, welche vor einer Reihe von Jahren mit einer Kupferhaut überzogen wurden und sich infolge dessen gut erhalten haben. Auch wurde auf dem 1878 er medicinischen Congress in Turin eine Anzahl ähnlich präparirter anatomischer Gegenstände ausgestellt.

Weitaus zu den wichtigsten Fortschritten hat der galvanische Èupferniederschlag. in den verschiedenen Zweigen der Vervielfältigungskunst von Abbildungen und Zeichnungen durch den Druck, also für die Druckerei im Allgemeinen verholfen. Kupferplatten für Graveure werden gegenwärtig zumeist auf galvanischem Wege hergestellt, weil sie dadurch sehr rein und homogen ausfallen und dem Grabstichel nach allen Richtungen gleichen Widerstand entgegensetzen; vor dem Graviren werden sie ausgeglüht nnd gehämmert, was ihre Dichtigkeit steigert. Die gestochenen Originalplatten werden nicht selbst zum Druck verwendet, sondern, um sie zu schonen, in einer beliebigen Anzahl von Exemplaren galvanoplastisch copirt, mit welchen daun jede gewünschte Anzahl von gleich guten Abdrücken auf Papier hergestellt werden kann. Ebenso vermag sich der Buchdrucker seinen Satz galvanoplastisch zu stereotypiren (ein Verfahren, für welches der Name Elektrotypie aufgekommen ist), indem er auf einer von dem Satz hergestellten Guttapercha-Form das Kupfer niederschlagen lässt. Auch hat man Holzschnitte elektrotypirt und die Illustrationen der Bücher und Journale durch Oberflächendruck von Kupfer hergestellt, welches eine weit grössere Dauer besitzt als das Holz. Ganz eigenthiimliche Druckplatten aber erzielt man neuerdings durch Anwendung der Galvanoplastik nach den Verfahren der Galvauographie, Stilo-graphie und des Naturselbstdruckes.

Die Stilographie benutzt eine aus einem Theil Stearin und zwei Theilen Schellack hergestellte, durch genügenden Kienrusszusatz in der Masse schwarz gefärbte Platte. Diese wird mit Firniss bestrichen und mit Silberpulver eingerieben. Hierauf wird mit dem Griffel die Zeichnung in die Platte radirt. Alle Theile, welche im Druck seinerzeit schwarz erscheinen sollen, sind vertieft und daher die weisse Silberschicht an dieser Stelle entfernt. Nach vollendeter Radirung wird die Platte durch Graphit leitend gemacht, im galvanischen Apparat zuerst eine Hochplatte erzeugt, welche die am Original vertieften Linien erhaben zeigt, und von diesen dann eine neuerliche Copie, die sofort zum Drucken verwendbare Tiefplatte, angefertigt.

Bei der Galvanographie wird auf einer versilberten Kupferplatte mit dem Pinsel eine Farbe von Ocker und Leinöl in Tuschmanier aufgetragen, und zwar hat der Künstler die Farbe um so reicher und dicker aufzutragen, je schwärzer im Druck die Stelle erscheinen soll. Nach dem Trocknen wird diese Platte durch Graphit leitend gemacht und im galvanoplastischen Apparat unmittelbar die Tiefplatte erzeugt. Während die Stilographie Drucke liefert, welche den Radirungen ähnlich sind, gibt die Galvanographie Abdrücke in Tuschmanier.

Der Naturselbstdruck liefert Platten für den Buch- und den Kupferdruck, welche Pflanzen, Gewebe u. dergl. darstellen, zu welchen diese selbst die Originale bildeten, indem von ihnen der Abdruck entweder in Guttapercha oder Blei genommen und galvanoplastisch in eine Druckplatte umgewandelt wird. Soll z. B. eine Naturselbstdruckplatte von Spitzen gebildet werden, so klebt man diese mit dünnem Gummiwasser auf eine dünne Stahlplatte und legt nach dem Trocknen auf diese eine Bleiplatte.

Beide Platten führt man durch ein Walzwerk unter massigem Druck, wobei sich die Spitzen in die Bleiplatte drücken, welche nun als Matrize zur Herstellung einer Hoch-und hierauf einer Tiefplatte verwendet wird. Montirt man nun die letztere für den Buchdruck auf Holz, so empfängt die Platte die Farbe auf der Fläche und man erhält das Muster meist auf farbigem Grunde. Für den Kupferdruck kommt die Farbe natürlich in die Tonform.

In derselben Weise kann man Platten für künstliche Narben (Imitation von Juchtenleder), herstellen, indem man von schön genarbtem Leder Abdrücke macht in Blei oder Guttapercha. Auf diesem Wege bekommt man ein besseres Resultat, als wenn das Leder mit Firniss bestrichen und durch Graphit leitend gemacht, dann aut ■ein lackirtes Brett befestigt, mit Wachsrand versehen wird und so direct zur Herstellung der Zinkplatte dient.

Grundverschieden von den vorhergehenden Anwendungen sind die Verfahren, welche auf eine Behandlung der Kupferdruckplatten als Anoden beruhen. Hängt man nämlich eine mit Aetzgrund überzogene, hierauf radirte Kupferplatte als positives Pol in das Kupfervitriolbad, so findet eine Auflösung desselben nur an den blankgelegten •Stellen statt und man erhält so sehr rasch eine geätzte Zeichnung auf der Platte, deren Striche weit reiner und schärfer ausfallen als es beim gewöhnlichen Aetz-verfahren möglich ist. Durch Regulirung der Stromstärke, Stellung und Form der .gegenüberhängenden negativen Elektrode', sowie durch zeitweises Herausnehmen, Abwaschen und Isoliren einzelner Partien ist es dem erfahrenen Arbeiter möglich, alle, auch die zartesten Abstufungen zwischen hell und dunkel auf der Platte hervorzubringen. Nach einer von Dulos angegebenen Modification kann man auch Kupferplatten in erhabener Manier durch galvanische Aetzung, resp. Galvanokaustik erzeugen und ■damit Stiche in Aquatinta-Manier herstellen; zu demselben Zweck hat ein anderes Verfahren Spencer angegeben. Ferner gehören hierher die von Böttcher angegebene und von Devicenzi weiter vervollständigte Methode, Druckplatten aus Zink auf galvanoplastischem Wege darzustellen, welche auch unter der Bezeichnung Elektro-graphie bekannt geworden ist, die von Ommegangk erfundene Galvanoglvptik, oder die Kunst geätzte Zinkplatten auf galvanoplastischem Wege so herzustellen, dass mit ihnen auf der Buchdruckerpresse gearbeitet werden kann und die ähnliche Chalko-.typie oder Kupferhochdruck-Manier. Schliesslich hat man die Kupfergalvanoplastik zur Verbesserung von Fehlern an Kupferstichen etc. in der Daguerrotypie und Photographie zur Verwendung gebracht.

Um Stahl, Eisen und Zink, welche von der Kupfervitriollösung auch ohne Hilfe ■des galvanischen Stromes angegriffen werden, mit Kupfer zu überziehen, bedient man sich eines Bades von Cyankupfer — Cyankaliumlösung. Soll die Verkupferung nur als Unterlage für andere Metallüberzüge (Gold und Silber) dienen, so genügt eine ganz dünne Haut, die sich schon in einigen Minuten erzeugt; soll aber der verkupferte ■Gegenstand ohne weiteren Schutz den Eintlüssen von Wind und Wetter ausgesetzt werden, wie z. B. Zinkstatueu, Telegraphendraht, so muss man einen viel dickeren Kupferniederschlag erzeugen und entweder den Process einige Stunden fortsetzen oder ihn nach Bildung einer dünnen Kupferhaut unterbrechen und nach sorgfältigem Abwaschen im gewöhnlichen Kupfervitriolbade vollenden, welches rascher und billiger arbeitet wie das Cyankaliumbad.

Im grossartigsten Maassstabe wird das Verfahren von der „Pontal-Telegraph-Gompany“ in New-York ausgeführt und zwar mit 200 Kupfervitriolbädern und 25 grossen Dynamomaschinen. Der Draht geht, von einem Leierwerk langsam vorwärts bewegt, durch eine Reihe von Bädern hintereinander, bis sich genügend Kupfer niedergeschlagen hat: ein Verfahren, welches gewöhnlich circa 60 Stunden in Anspruch nimmt. Mit den jetzigen Vorrichtungen kann per Tag eine Länge von 10 englischen Meilen Stahldraht, im Gewicht von 100 Kilogramm per Meile, mit 250 Kilogramm Kupfer überzogen werden, doch soll die. Leistungsfähigkeit auf 30 Meilen per Tag gesteigert werden. Interessant ist, dass die Kosten dieses Processes grösstentheils durch einen Nebengewinnst gedeckt werden. Das verwendete Kupfer enthält nämlich eine geringe Bei-mischung von Silber, dessen Abscheidung durch einen besonderen Betrieb nicht lohnend sein würde. Nun fällt dasselbe aber bei der in Rede stehenden elektrolytischen Operation ganz von selbst aus, setzt sich auf den Boden der Bottiche an, so dass es ganz ohne besondere Kosten als Nebenproduct gewonnen wird.

Der französische Galvaniseur Weyl hat ein Verfahren erfunden und patentiren lassen, um irisirende²) Kupferniederschläge darzustellen, welche für künstlerische Zwecke wirksam verwendet werden können. Je nach der Dauer des Eintauchens, der Stromstärke und der Zusammensetzung des Bades kann diese Irisirung in verschiedenen Abstufungen erzeugt werden; andere Variationen ergeben sich, wenn man einzelne Theile des Gegenstandes ganz oder zeitweise mit Firniss oder Paraffin bestreicht, so dass sich die Irisirung nur auf den blass gebliebenen Stellen erzeugen kann. Auch soll man nach dieser Methode alle Farbentöne, vom Messing bis zur Bronze, ferner roth, blau und grün in mannigfachen Nuancen hervorbringen können.

Während, wie wir oben gesehen haben, aus den gewöhnlich gebrauchten sauren galvanischen Bädern, wenn sie Salze verschiedener Metalle gelöst enthalten, durch den galvanischen Strom immer erst das negativste Metall vollständig und dann erst die positiven Metalle nebeneinander ausgeschieden werden, ist es möglich, aus Gemengen von alkalischen Lösungen zwei oder mehrere Metalle gleichzeitig, als richtige Legi-rungen, auszuscheiden, z. B. aus einer Cyankupfer- und Zinklösung Messingniederschläge mit allen physikalischen Eigenschaften dieser Legirung. Die Farbe des Niederschlages kann dabei je nach der Stromstärke von Kupferrotli durch alle Messingnuancen bis zu Zinkweiss variiren.

Man kann auch Cyankalium für sich allein im Wasser lösen und in diesem Bade einen positiven Pol von Messing und einen negativen von Eisen, Zink oder Kupfer anbringen. Das Messing löst sich am positiven Pol auf, wo sich Cyan entbindet, während am negativen Pol Kalium ausgeschieden wird, welches das Wasser zersetzt und unter Bildung von Kali Wasserstoff entbindet. Nach einiger Zeit wird jedoch am negativen Pol Messing ausgeschieden und dann ersetzt man die vorher als Pol dienende Metallfläche durch den zu vermessingenden Gegenstand. Neuerdings sind noch verschiedene andere Methoden zur Erzeugung galvanischer Messingniederschläge vorgeschlagen und in Gebrauch gekommen, auf die wir hier nicht näher eingehen können.

Anwendung findet das galvanische Vermessingen auf Gegenständen von Eisen und besonders von Zink. Die gegossenen Lampenfüsse aus letzterem Metall sind fast immer mit einer dünnen Schicht galvanisch niedergeschlagenen Messings überzogen, welche ihnen das Aussehen echter Bronze ertheilt. Insbesondere wenn solche Gegenstände hinterher noch polirt werden, so gleichen sie ganz echten Bronzegegenständen, erhalten sogar nach einiger Zeit einen bläulich-grünen, der Edelpatina ähnlichen Anflug.

Galvanisches Verzinnen, Verzinken und Verbleien ist vielfach mit mehr oder minder gutem Erfolge praktisch ausgeführt worden; doch lassen sich Ueber-züge von diesen Metallen, die vorzugsweise zum Schutze, seltener zur Verschönerung der darunterliegenden Metalle (Eisen, Stahl etc.) dienen sollen, auf anderen Wegen, besonders durch Eintauchen in feurig-flüssige Metallbäder, in den meisten Fällen billiger und zweckentsprechender hersteilen, so dass wir diese Zweige der Galvanoplastik hier übergehen können.

Eisenniederschläge haben eigentlich auch nur eine bemerkenswerthe Anwendung gefunden. Man überzieht nämlich die gestochenen Kupferplatten galvanisch mit einem ganz dünnen und gleichförmigen Eisenniederschlag, und kann dieselbe nunmehr wie eine gestochene Stahlplatte benützten. Die Oberfläche so „verstählter“ Kupferdruckplatten widersteht der Abnützung ganz ausgezeichnet; es lässt sich mit denselben fast eine unbegrenzte Anzahl gleich guter Abdrücke herstellen, und reibt sich das Eisen wirklich im Laufe der Arbeit ab, so hindert nichts, einen neuen Niederschlag davon auf der Platte zu machen, nachdem man den Rest des früheren durch kurzes Eintauchen der Platte in verdünnte Schwefelsäure entfernt hat.

Obwohl das Platiniren, oder Ueberziehen von Gegenständen mit Platina, für chemische Zwecke von hoher Wichtigkeit wäre, hat es doch bisher keine praktische Anwendung gefunden, weil es nach den bisherigen Methoden noch nicht möglich ist, mit Sicherheit einen Platinniederschlag zu erzeugen, welcher dicht genug ist, um das darunterliegende Metall gegen starke Säuren etc. zu schützen.

Noch seltener dürften Ueberzüge von Palladium, Cadmium, Antimon etc. angewandt werden, und möge nur bezüglich des letzten seine ungemein grosse Explosionsfähigkeit hervorgehoben werden. Ritzt man galvanoplastisch mit Antimon überzogene Gegenstände nur mit einem scharfen harten Gegenstand, so explodirt der ganze Ueberzug unter Entwicklung von Blitz, Knall und Dampf, während glühende Antimontheilchen herumfliegen, Papier entzünden etc.

Dagegen gehören galvanische Silberniederschläge zu den ältesten Anwendungen der Elektrolyse. Schon ein Jahr nach den ersten Mittheilungen Jacoby’s, zwischen 1840 und 1841, richtete Elkington in Birmingham seine berühmte Anstalt zur galvanischen Versilberung ein, und im Laufe weniger Jahre hatte das Verfahren in sämmtlichen civilisirten Ländern festen Fuss gefasst. Die galvanische Versilberung hat insbesondere für den sogenannten Mittelstand eine hohe Bedeutung, indem sie demselben die Möglichkeit bietet, sich in den Genuss der Vorth eile des Metalls zu setzen, welches für die Zwecke der Haushaltung und den Gebrauch bei der Tafel durch seine Reinlichkeit und Geschmacklosigkeit, jedenfalls die grösste Annehmlichkeit und den Vorzug vor allen anderen Metallen besitzt.

Silberlösung für galvanoplastische Zwecke stellt man in der Regel durch Auflösen eines gut ausgewaschenen Niederschlages von Chlorsilber in Cyankalium, oder von salpetersaurem Silberoxyd (Höllenstein) in Cyankaliumlösung her, welche nachträglich mit dem gleichen Quantum destillirten Wassers verdünnt wird. Oder man füllt eine Thonzelle mit einer Lösung von 25 Gramm bestem Cyankalium in 100 Gramm Wasser, und stellt dieselbe in ein Bad derselben Flüssigkeit, hängt dann in die Zelle irgend ein als negativer Pol dienendes Metall, z. B. Kupfer ein und ausserhalb derselben in das Bad einen positiven Pol von Silber. Letzteres löst sich durch den Strom auf und man beendigt den Prozess, wenn es 10 Gramm verloren hat. Hierauf nimmt man die Thonzelle aus dem Bade, verbindet den zu versilbernden Gegenstand mit dem negativen Poldraht, so wird sich auf demselben, wenn er in das Bad getaucht und der Stromkreis damit geschlossen wird, alsbald eine Silberablagerung bilden.

Fig. 135.

Nebenstehende Figur 135 zeigt eine Versilberung im kleinen gebräuchlichen Apparat.

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In der Mitte eines runden Gefässes steht ein als positiver Pol dienender Silbercylinder, und um denselben herum sind im Abstande von wenigstens 25 Millimeter die zu versilbernden Messer, Gabeln und Löffel aufgehängt. Grössere,

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Flächen kann man mit diesem Apparat nicht gleichförmig versilbern. Auch muss man unbedingt die kleineren Gegenstände nach der Hälfte der Zeit, welche sie im Bade bleiben sollen, umkehren, so dass die äussere Fläche zur inneren wird. Auch in grösseren Bädern, wie Fig. 136 eines darstellt, hält man ein solches Umdrehen für zweckmässig, doch erfolgt es in der Weise, dass das, was zuerst oben war, nun unten hinkommt. Die Er-

fahrung zeigt nämlich, dass dann der Niederschlag gleichförmiger erfolgt und besonders einer sonst leicht entstehenden streifigen Beschaffenheit des Ueberzuges vorgebeugt wird.

Bäder für Versilberung im Grossen sind meist langgestreckte Kasten von circa 1 Meter Höhe und Breite und etwa 2 Meter Länge, welche innen mit Guttapercha

ausgefüttert sind, damit die Flüssigkeit nicht in das Holz eindringen kann. In Abständen von 30—60 Centimetern sind Silberplatten (als positiver Pol dienend) von dem ganzen Querschnitt des Kastens in die Flüssigkeit eingehängt, und dazwischen kommen

Fig. 136.

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die zu versilbernden Waaren. Unsere nebenstehende Figur zeigt eine solche Anordnung. Die positiven Silberplatten stehen alle miteinander in leitender Verbindung, indem sie auf einem Drahtgeflecht zu beiden Seiten des Kastenrandes ruhen, in welches der Leitungsdraht von der negativen Polplatte des Stromerzeugers einmündet. Die zu versilbernden Stücke, Bestecke, Kannen, TelJer etc. sind an dünnen Drähten aufgehängt, welche um einen dickenMessingdraht als Träger gewunden sind, der zu beiden Seiten des Kastens gleichfalls auf einem Metallgestelle ruht, welches aber mit dem von dem Zink der Batterie kommenden Leitungsdraht verbunden ist. Der galvanische Process geht somit alsbald vor sich, nachdem ein solcher Messingdrahtträger mit den daran aufgehängten Gegenständen in das Bad eingesetzt worden ist.

Die zu versilbernden Gegenstände bestehen in der Regel aus lichtem Messing, welches den gewöhnlichen Silberlegirungen entsprechenden Klang und Härte besitzt und auf dem das Silber vorzüglich fest haftet. Doch werden auch ganz weisse Metallgemische, wie Neusilber, angewendet, die dann den Vortlieil besitzen, in geringerem Grade hervorzutreten, wenn das Silber nach längerem Gebrauche sich allmälig abgenutzt hat. Kupfer, Bronze, Messing, Eisen und Stahl können direct versilbert werden, aber polirter Stahl, Zinn nnd Zink müssen zuerst mit einem dünnen Ueberzug von Kupfer versehen werden. Alpacca oder Argentan taucht man zweckmässig in eine sehr verdünnte Lösung von salpetersaurem Quecksilberoxyd, bis sie einen gleichmässigen, fast silberweissen Quecksilberhauch angenommen haben, welcher eine noch innigere Vereinigung zwischen dem Silberniederschlag und der Metallfläche bewirkt.

Auf ein Dutzend Löffel und Gabeln gewöhnlicher Grösse wird in der Zeit von 10 — 15 Stunden ca. 100 Gramm Silber im Wertbe von 15 Mark niedergeschlagen. Eine Gabel besitzt beinahe 100, das ganze Dutzend also 1200 Quadrat-Centimeter Oberfläche, so dass auf das Quadrat-Centimeter etwa ³/₁₃ Gramm kommt, was einer Dicke der Silberschicht von s/₁₀₀ Millimeter entspricht. Es scheint dies an und für sich betrachtet, wohl wenig, genügt aber doch, um dem Tafelservice selbst bei starkem Gebrauch das schöne, silbergleiche Ansehen jahrelang zu erhalten und kostet nur 0,16 des Preises massiver Silberbestecke. Ist die Abnützung sehr weit vorgeschritten, so dass an vielen Stellen der gelbe Messinggrund hervortritt, so wird der Gegenstand von Neuem versilbert. Mau zieht dann zweckmässig die erste Versilberung vollständig ab, entweder auf mechanischem Wege mit der Kratzbürste, oder indem man den Gegenstand in concentrirte Schwefelsäure legt, welcher einige Körnchen Salpeter zugefügt sind und welche wohl Silber, aber weder Messing noch Kupfer auflöst.

Welche Bedeutung das galvanische Versilbern in den letzten Jahren gewonnen hat, mögen einige Productionsangaben erläutern. Die bekannte Firma Christofle in Paris, welche auch in Deutschland viele Niederlagen und Filialen besitzt, schlägt pro Jahr mehr als 6000 Kilogramm Silber galvanisch nieder und hat seit ihrer Gründung im J. 1842 nicht weniger als 169,000 Klgr. Silber verarbeitet; die gesammte damit überzogene Fläche berechnet sich auf mehr als 56 Hectaren oder ca. 220 preussische Morgen.

Uehrigens geht man hei Gegenständen, welche der Abnützung nicht so sehr ausgesetzt sind oder noch vergoldet werden sollen, mit der Dicke des Silbernieder-schlages noch viel weiter, bis zu ¹/i50 oder selbst bis zu Viooo Millimeter herunter, entsprechend einem Gewichte von 1,24 Gramm Silber pro Quadrat-Meter Fläche. Ueber Vio Millimeter geht man mit der Stärke des Niederschlages wohl nur in seltenen Ausnahmefällen.

In ganz Europa und Amerika dürften jetzt jährlich etwa 125,000 Kilogramm Silber im Werthe von ca. 20 Millionen Mark zur galvanischen Versilberung gebraucht werden, auf Paris allein aber dürfte davon etwa ein Fünftel kommen.

Seit Anwendung der elektrischen Maschinen als Stromerzeuger an Stelle der galvanischen Batterien sind auch die Herstellungskosten der Versilberung ganz bedeutend von ungefähr 3,87 Francs auf nur 94 Centimes per 1 Kilogramm Silber heruntergegangen.

In Deutschland ist die württembergische Metallwaarenfabrik in Geisslingen, welche meist über 600 Arbeiter beschäftigt, wohl der hervorragendste Vertreter der galvanischen Versilberung und wollen wir auf den dort eingeführten Gang der Fabrikation hier etwas näher eingehen. Den Ausgangspunkt derselben bildet die Herstellung des Gusses in zwei Giessereien und der Bleche in der Walzerei mit fünf grossen Walzwerken. Hier werden auch die auf mechanischem Wege plattirten Bleche — das silberplattirte Kupfer (Plaqué) und das messing- oder neusilberplattirte Eisen (letzteres Patent des Etablissements) — hergestellt. Der verzierte Guss, welcher nach ciselirten Modellen ausgeführt wird, geht zum Feilen und Ciseliren, während der glatte runde Guss in der Dreherei weiter verarbeitet wird. Die Bleche gehen in die Zuschneiderei, welche die sogenannten Böden zuerst zum Planirer unter die Spannhämmer, von da in die Presserei und Druckerei liefert.

Die Producte dieser Abtheilung werden, soweit sie nicht schon als Halbfabrikate fertig sind, zum Montiren in die Werkstätten der Gürtler der Neusilber- und Britannia-Monteure gegeben, von wo sie in die Schleiferei und Sandbläserei kommen. Die erstere hat die Aufgabe möglichst glatte Flächen herzustellen, eine Vorbedingung für die später folgende Politur. — Die Sandbläserei, auch eine hochinteressante Errungenschaft der Neuzeit, erzeugt einen starken Luftstrom und schleudert mit demselben scharfkantigen Saud gegen das zu bearbeitende Object; man stellt mit ihr das beliebte zarte Matt her, welches erst seit einigen Jahren durch amerikanische Silberwaaren bekannt geworden und seitdem in allen Schaufenstern der Silberwaarenläden zu sehen ist. Es folgen sodann die Abtheilungen der Graveure, Guillocheure, Glasschleifer, Glasgraveure und Emailleure.

Die so in der Form fertiggestellten Waaren kommen sodann in die Versilberung, welche wir in Fig. 137 dargestellt haben. Im Mitteltract derselben stehen, in zwei Reihen geordnet die grossen galvanischen Silberbäder, während an den Seiten Arbeitsbänke für die letzte Contrôle und Nachhilfe vor der Versilberung, sowie Polirmaschinen und Tische für die Finirung der verschiedenen Waaren aufgestellt sind.

Die aus dem Bad genommenen Gegenstände besitzen ein schönes, mattes Aussehen, welches in manchen Fällen sehr erwünscht ist und hübsche Effecte hervorbringt, so besonders bei plastischen Darstellungen, die als Zimmerschmuck dienen sollen. Der in heissem Wasser vollständig gereinigte Gegenstand muss jedoch vollständig getrocknet hinter Glas auf bewahrt werden, an der freien Luft stehend verliert er unvermeidlich durch deren Schwefelwasserstoffgehalt seine schöne, weisse Farbe und schwärzt sich. Um dem vorzubeugen, werden Versilberungen zuweilen noch mit einem feinen Hauch von Palladium überzogen.

In der Regel werden die versilberten Waaren mit glänzender, spiegelnder Fläche in den Handel gebracht. Um diese hervorzurufen, werden die aus dem heissen Wasserbade genommenen Gegenstände zuerst mit der Kratzbürste gestrichen, wodurch sie ein halbglänzendes Ansehen bekommen, und darauf mit dem Polirstahl unter starkem Druck

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geglättet, eine Operation, welche in grösseren Fabriken gewöhnlich von Mädchen vorgenommen wird und nicht geringe Geschicklichkeit erfordert.

Organische Körper hat man mit Silber in gleicher Weise überzogen, wie wir es weiter oben mit Kupfer beschrieben haben. Dieselben werden zuerst in einer alkoholischen Lösung von Silbernitrat gebadet, dann getrocknet und mit Schwefel- und

Phosphorwasserstoff behandelt. Auf diese Weise zu ausgezeichneten Elektricitätsleitern geworden, werden dieselben in ein gewöhnliches Silberbad gebracht und überziehen sich fast momentan mit einer Metallschichte. Christiania hat der Physik-Gesellschaft in Berlin eine Reihe solcher vorzüglich gelungener Präparate vorgelegt. Ein Maulbeerblatt, ein Apfel, ein Schmetterling, eine Schnecke, ein Kaninchengehirn u. s. w., alle mit einer zarten Silber- (oder Gold-) Haut bedeckt, zeigen in getreuer Copie auch die kleinsten Details ihrer ursprünglichen Formen.

Die Silbergalvanoplastik im engeren Sinne, d. h. die Herstellung mehrerer Silbersachen im galvanischen Bade wird auch, besonders für kleinere Gegenstände vielfach angewendet, bietet aber von den oben bei der Kupfergalvanoplastik beschriebenen Verfahren keine Abweichungen von besonders hervorragendem Interesse.

In Indien hat man für Münzzwecke eine recht bemerkenswerthe Anwendung gemacht. Es ist bekanntlich trotz aller Sorgfalt beim Herstellen der Legirung, beim Walzen und den nachfolgenden mechanischen Bearbeitungen der Münzblättchen bisher nicht möglich gewesen, das Gewicht der einzelnen Münzen so genau übereinstimmend herzustellen, wie es für den Handel und Verkehr wünschenswert ist. Um diesem Uebelstande abzuhelfen, werden die Plättchen genau nach ihrem Gewicht sortirt, und man bringt nun von denselben in ein Silberbad und in Verbindung mit dessen beiden Polen je zwei Rollen, von denen die Stücke der einen das Normalgewicht um eben so viel übersteigt, als die der anderen zu leicht sind und überträgt so den Ueberschuss der ersteren mit Hilfe des galvanischen Stromes direct auf die letzteren wieder.

Die neuerdings für Schmuckgegenstände so beliebt gewordene sogenannte oxy-dirte Versilberung wird auf galvanischem Wege dargestellt, indem man die schon versilberten und polirten Sachen in eine mit destillirtem Wasser bereitete schwache Lösung von Schwefelammonium so eintaucht, dass sie dem gewöhnlichen Verfahren entgegengesetzt die positive Elektrode bilden. Stellt man nun denselben als negativen Pol eine Platinplatte gegenüber, so erhält der Gegenstand einen sehr schönen, strahlenartig stahlgrauen Ueberzug, welcher oxydirtes Silber genannt wird, in AVahrheit aber aus Schwefelsilber besteht.

Wir kommen nun zur galvanischen Vergoldung, welche etwa gleichzeitig mit der Versilberung zum ersten Male ausgeführt wurde.

Die Bestrebungen, plastische AVerke und insbesondere solche aus Metall durch Belegen mit Gold zu veredeln, lassen sich bis in’s graue Alterthum zurückversetzen. In Egypten wurden nicht selten die Gesichtsmasken der Mumien reicher Verstorbener vergoldet, kleine Gegenstände aus Holz und Elfenbein, stammend aus egyptischen Grabstätten, zeigen entweder gegenwärtig noch eine sehr schöne Vergoldung, oder lassen doch erkennen, dass sie einstens vergoldet waren. Ob die Egypter die Kunst verstanden haben, Metalle mit Gold zu überziehen in dem Sinne, wie wir heutzutage von Vergolden sprechen, ist nicht sicher. Auch von den Griechen ist nicht mit Bestimmtheit nachgewiesen, dass sie Metalle mit Metallen zu überkleiden vermochten: dagegen finden sich aus der Römerzeit an vielen Fundorten vergoldete Bronzen. Ebenso verstanden die kunstreichen Völker des Ostens, Metalle mit anderen zu überziehen; dies lässt sich an uralten chinesischen und japanesischen Götzenbildern erkennen, welche aus Metall gefertigt und entweder ganz oder nur zum Theil, und zwar in sehr kunstreicher AA^eise mit Gold oder Silber überzogen sind. Später wurde besonders in der Blüthezeit des romanischen und gothischen Styls und wieder unter der Herrschaft der Renaissance zur Verschönerung von Kunsterzeugnissen ausgiebiger Gebrauch gemacht von der Vergoldung.

Alle diese Arbeiten aber wurden mit verhältnissmässig geringen, durch die sogenannte kalte und nasse Vergoldung bewirkten Ausnahmen nach der durch die Entwicklung von Quecksilberdämpfen so ausserordentlich gesundheitsgefährlichen Methode der Feuei'vergoldung hergestellt. Die Erfindung der vollkommen gefahrlosen galvanischen A^ergoldung ist daher als eine wahre Wohlthat anzusehen für die Tausende von Arbeitern, welche in früheren Zeiten die Vergoldung unechter Schmucksachen mittelst Quecksilber zu bewerkstelligen hatten. Nur zu viele von ihnen mussten die

Décorative Ueberzüge mit grünem und rothem Gold erhält man durch Zusatz von Silber resp. Kupfer zum Goldbade, doch ist es schwierig, die Zusammensetzung so voraus zu bestimmen, dass man die gewünschte Nuance mit Sicherheit erhält. Durch ein pro Liter 5—6 Gramm Gold enthaltendes Bad lässt man einen elektrischen Strom gehen und benutzt als positive Elektrode eine Platte aus reinem Silber. Sobald das am negativen Pol sich niederschlagende Metall die gewünschte grüne Farbe angenommen hat, wird der Strom unterbrochen, die Silber-Elektrode durch eine solche aus grünem Golde ersetzt und nun kann das Bad weiter zum Vergolden verwendet werden. Rothes Gold erzielt man genau auf dieselbe Weise mit einer Kupfer-Elektrode an Stelle der Silber-Elektrode. Untersucht man die Zusammensetzungen der so erhaltenen Bäder und Niederschläge chemisch, so findet man das überraschende Ergebniss, dass das Verhältnis der Bestandtheile in dem Bade umgekehrt von dem der Bestandtheile im Niederschlage ist. So ist das grüne Stangengold aus zwei Drittel Gold und einem Drittel Silber zusammengesetzt, während das Bad, aus dem es niedergeschlagen wird, nur einen Theil Gold und zwei Theile Silber enthält.

Ausübung ihres Berufes, infolge des unausgesetzten Einathmens der giftigen Quecksilberdämpfe mit einem siechen Körper bezahlen.

Das Yergolden selbst bietet nur wenig von dem Versilbern Verschiedenes und erstreckt sich hauptsächlich auf Schmucksachen aus Messing oder dem kupferreicheren und der Naturfarbe des Goldes ähnlicherem Tomback, seltener aus Kupfer und Silber. Das Goldbad besteht aus einer Lösung von 3 Liter Wasser und 500 Gramm Cyankalium; welchem 10 Gramm Gold, in Königswasser gelöst, zugesetzt wird; doch kann man dasselbe auch galvanisch bereiten, genau so wie es beim Versilbern beschrieben wurde. Erwärmt man das Goldbad auf 50—60° C. und bedient sich eines verhältnissmässig starken Stromes, so zeigt der Niederschlag einen sehr lebhaft hellgelben Glanz. Je schwächer der Strom oder je kälter das Bad angewendet wird, desto mehr geht die Farbe in ein lichtes Hellgelb über.

Ist die Oberfläche des zu vergoldenden Gegenstandes polirt, so wird der Niederschlag anfangs (wenn er bloss zur äusseren Zierde dienen soll und deshalb nicht dick zu sein braucht) ebenfalls glänzend, wie polirt; ist die Oberfläche aber matt, so fällt auch der Niederschlag in einem schönen Matt aus. Dickere Niederschläge fallen stets matt und selbst misscheinend, gelbbraun bis braun aus, doch kann man mit dem Polirstahl leicht wieder das lebhafteste Hochgelb und den schönsten Glanz liervor-rufen.

Einem interessanten Verfahren verdanken wir durch ihre gefällige Form und die Schönheit ihrer äusseren Farbe gleich ausgezeichnete Uhrgehäuse, welche man gegenwärtig einschliesslich Uhr selbst überall zu äusserst niedrigen Preisen kaufen kann. Die Masse derselben ist gegossenes Zink und lässt sich leicht und billig unfertigen, wenn die Originalformen einmal vorhanden sind. Dieselben werden nach sorgfältiger Reinigung zunächst im Cyanbad dünn und dann im Kupfervitriolbad stärker verkupfert, wobei sie ein schönes mattes Ansehen erhalten, dann durch eine Quecksilberlösung geführt und in das Goldbad gebracht, wo sie sich mit dem schönen Mattgold überziehen, welches von so hoher Wirkung ist. Der Goldniederschlag braucht durchaus nicht stark zu sein, um auf die Dauer das ursprüngliche Aussehen des • Gegenstandes zu erhalten. Ueberfährt man noch einzelne Stellen mit dem Polirstahl, so entstehen durch den Contrast glänzend und matt sehr gefällige Wirkungen.

Im fünfzehnten Jahrhundert erfand man in Florenz die Kunst, Arabesken, feine Metallfiguren etc. auf einen andersfarbigen Metallgrund aufzutragen und nannte diese Art Verzierungen auf Schmuck und anderen Gegenständen Niello. Um auf galvanoplastischem Wege an einzelnen Flächen oder Partien von Kunstgegenständen einen nielloähnlichen Niederschlag zu erzielen, lässt man dieselben in einem sonst das Ganze umschliessenden Ueberzüge von harzigem Deckgrund frei und überzieht dann den Gegenstand auf die schon bekannte Weise galvanoplastisch, z. B. mit Gold, dann deckt man diese Stellen, ganz oder zum Theil, macht andere frei und lässt einen anderen Niederschlag folgen u. s. w. Auf solche Weise kann man einen Kupferniederschlag,

der also hell rosenroth ist, auf Arabesken aus Gold galvanoplastisch auftragen, während andere Arabesken galvanoplastisch versilbert einen weissen Niederschlag bilden und die Schatten mittelst oxydirten Silberniederschlags stahlgrau gefärbt erscheinen.

Um Corvinniello, eine von Corvin-WTesbitzky in Leipzig angegebene und nach ihm genannte Yerzinnungsweise von Metallgegenständen auszuführen, wird auf die polirte Rückseite des Modells die Zeichnung oder das Muster tracirt, welches durch einzulegende Stücke von Metall oder verschiedenfarbigem Perlmutter, Jet, Bernstein und vorzugsweise auch florentinischen Mosaik gebildet wird, deren rechte, auf das Modell geklebte Seite in der Regel flach sein muss. Dann wird auf derselben Seite des Modells Metall galvanoplastisch niedergeschlagen, welches die Zwischenräume der Einlagen ausfüllt. Entfernt man dann das Modell, so erscheint die rechte Seite des Gegenstandes polirt und mit so genau und eben eingelegten Verzinnungen versehen, wie es die geschickteste Hand auf andere Weise nicht auszuführen vermöchte. Diese Oberfläche kann nun noch nach Belieben durch Gravirungen, Schwärzen, Versilbern oder Vergolden weiter verziert werden und lassen sich so Teller, Tischplatten, Felder zur Verzierung von Möbeln u. s. w. von ausserordentlich schöner Wirkung zu ver-hältnissmässig billigen Preisen anfertigen.

Eine andere Art Metalldecorirung, die hochgeschätzten Gold- und Silber-Incru-stationen, damascirte Bronce etc., welche meistens aus Japan stammen, lassen sich ebenfalls auf galvanischem Wege nachahmen. Die Zeichnungen, welche später als Incrustation erfolgen soll, wird mit Bleiweiss auf den zu decorirenden Metallgegenstand aufgetragen oder besser in Gouache d. h. mit Leimwasser-Dickfarben, da diese dem Künstler ein besseres Urtheil über den Effect ermöglichen. Die übrige Fläche überzieht man mit schützendem Firniss und bringt dann das ganze als positiven Pol in ein Bad sehr verdünnter Salpetersäure, welches unter der Einwirkung eines galvanischen Stromes den Farbstoff auflöst und dann das Metall an den blossgelegten Stellen galvanisch ätzt. Ist die Zeichnung genügend vertieft, so bringt man den Gegenstand nach sorgfältigem Abspülen, als negative Elektrode in ein sehr schwaches Silberoder Goldbad. Sind dann die eingeätzten Vertiefungen durch Metallniederschlag aus-gefüllt, so wird der Firniss entfernt und der Gegenstand polirt oder abgeschliffen, um die Zeichnung scharf hervortreten zu lassen; sodann brünirt man die Metallfläche, wodurch sich die Edelmetalle nicht verändern. Auch kann man noch je nach dem Style der Zeichnung einzelne Partien, besonders zwischen den Silberornamenten, durch Schwefelkupfer schwarz bronziren, so dass Schwarz und Weiss, sonst Gold die Zeichnung bilden und die angenehm braunrothe Kupferoxydfarbe als Grund der Zeichnung dient. Soll ein Gegenstand in mehrmaliger Wiederholung ausgeführt werden, so benützt man diese Methode zur Herstellung eines Modells und stellt dann mit Hülfe der galvanoplastischen Methoden den Gegenstand mit den vertieften Zeichnungen her.

Das Ueberziehen von Metallen mit Nickel und Kobalt ist als der jüngste Zweig der Galvanoplastik anzusehen. Denn obgleich Böttcher schon 1846 einen darauf hinzielenden Vorschlag machte, ist man doch erst vor etwa 12—15 Jahren in Nord-Amerika und erst seit der Philadelphia-Ausstellung 1876 in Europa dazu übergegangen, diesen neuen Gewerbszweig in grossem Maassstabe auszuführen. Seitdem hat sich das Vernickeln aber auch beispiellos rasch Bahn gebrochen und wird jetzt in allen Industriestaaten durch grosse und wohleingerichtete Etablissements betrieben. Denn das Verfahren gestattet mit verhältnissmässig sehr geringen Kosten allen unansehnlichen und minderwerthigen Metallen und Legirungen nicht nur bei weitem schöneres Aussehen zu verleihen, sondern auch alle leicht oxydablen Metalle vor dem Rosten und weichere Metalle vor mechanischer Abnützung zu schützen.

Ueber die beste Zusammensetzung der Nickelbäder ist viel gestritten worden und wird heute noch gestritten, doch dürfte ein neutrales oder nahezu neutrales doppelt schwefelsaures Ammoniakbad einstweilen noch die besten Resultate geben. Man bedarf zum Vernickeln eines sehr starken galvanischen Stromes, und dieser Umstand mag wohl hauptsächlich mit veranlasst haben, dass das Verfahren sich vor Einführung der magnet- und dynamo-elektrischen Maschinen nicht recht einbürgern wollte. Durch eine

sorgfältig ausgeführte, hinreichend starke und gut polirte Vernickelung verleiht man namentlich dem Schmiedeeisen, Stahl und Gusseisen einen tadellosen und sich lange erhaltenden silberähnlichen Glanz. Die Hauptverwendung finden vernickelte Gegenstände in Wagenfabriken (von der Nabe am Rade der Luxuswagen an bis hinauf zu dem feinsten Wagenschlage) bei allen dem Anlaufen oder Rosten ausgesetzten Maschinenteilen, insbesondere an Feuerspritzen, Pumpen und dergleichen, bei Zimmeröfen und Herden, namentlich den amerikanischen Ofenconstructionen, bei Thürschlössern und Beschlägen, Schusswaffen, Werkzeugen aller Art, bei Buchbeschlägen, Schlüsseln, Korkziehern, chirurgischen Instrumenten, Bajonetten, Helmen, Harnischen, Sporen, Geschirrketten der Pferde, und Tischmessern. Auch für Kochgeschirre hat man seit Kurzem dem Vernickeln vor dem Verzinnen den Vorzug gegeben, doch sind die Gelehrten noch nicht darüber einig, ob nicht unter Umständen die Säuren der Speisen mit dem Nickelüberzug gesundheitsgefährdende Verbindungen eingehen können.

Kobaltniederschläge haben ähnliche Eigenschaften wie die Vernickelungen, aber eine etwas rötlilichere Färbung; sie werden auch zu denselben Zwecken, aber da sie sich theurer stellen als diese, doch verhältnissmässig selten angewendet.

Wir haben nun noch flüchtig einige Metallfärbungen zu erwähnen, die im Vorstehenden keinen geeigneten Platz zur Einschaltung fanden. — Schon vor der Entdeckung der Galvanoplastik gelang es Nobili im Jahre 1826 aus einer Lösung von Bleioxyd auf Metallplatten concentrische Ringe in den schönsten Regenbogenfarben niederzuschlagen, welche nach ihm den Namen „Nobilische Farbenringe“ erhalten haben und sowohl der Reibung ziemlich gut Widerstand leisten als auch durch massiges Erwärmen in überraschender Weise an Lebhaftigkeit und Schönheit gewinnen. Später lernte man diese Erscheinungen, welche aus einem äusserst feinen Anflug von Bleihyperoxyd, einer Verbindung von Blei mit zwei Theilen Sauerstoff, bestehen, auch aus anderen Lösungen auf die positive Elektrode niederschlagen und dieselben in mannigfaltiger Weise zu variiren. Lässt man in einer Bleilösung eine Platinspitze längere Zeit einer Goldplatte gegenüber wirken, so färbt sich die letztere concen-trisch fortschreitend allmälig orange, dunkelorange, perlgrau, goldgelb, roth, violett, bläulich-grün, grün-gelb-roth, rothviolett, dunkelgrün und endlich schwarz. Auf Silber erscheint erst grünlich-gelb, dann gelb, roth, blau, grün und schwarz. Auf Platin fallen alle diese Interferenzfarben mehr in’s Blaue. Auf Eisen und Stahl behindert das Grau des Metalls die volle Wirkung derselben, Messing lässt sich nur in kleinen Flächen färben, ebenso Rothkupfer, während polirtes Argentan sich wieder besser eignet.

Soll eine Platte durchwegs gleichen Farbenton erhalten, so darf die Platinspitze nicht ruhen, sondern muss immer in gleicher Entfernung von der Platte hin- und hergeführt werden. Längeres Verweilen an einer Stelle ändert den Ton und man kann dadurch die Effecte mannigfach variiren. Die vollendeten Platten werden gleich gewaschen und durch doppelten Ueberzug von Copalfirniss vor dem rostbildenden Einflüsse der Luft gesichert. Pfauenaugen-ähnliche, farbige Ringe kann man auf Stahl erzeugen, indem man ihn in eine Lösung von Grünspan in Essig legt und kurze Zeit mit einem Zinkstäbchen berührt. Um die ßerührungslinie bilden sich röthliche con-centrische Ringe. Erwärmt man nun aber die gut abgetrocknete Platte über einer Spirituslampe, so überzieht erstere sich mit den schönsten Farben, je nach der Temperatur goldgelb, blau, orangeroth, violett und bronzefarbig.

Zu einer dritten Reihe von Anwendungen der Elektrolyse, welche wir unter dem Namen Elektrometallurgie zusammenfassen, hat wohl eine alte bergmännische Kupfergewinnungsmethode die erste Veranlassung gegeben. Bei einer grossen Reihe von Schwefelkupfererzlagerstätten geht in den Gängen und Lagern des erzführenden Gesteins unter dem Einflüsse der vom Tage eindringenden Gewässer eine beständige Zersetzung vor sich, als deren Product in den am Fusse des Berges austretenden Gewässern ein mehr oder minder hoher Kupfervitriolgehalt erscheint oder eine Lösung, wie wir sie als Bad bei der Kupfergalvanoplastik kennen gelernt haben. Seit uralten Zeiten nun verstand man schon die Kunst, den Kupfergehalt dieser Gewässer dadurch

nutzbar zu machen, dass man Eisenstücke in dieselbe legte. Durch die grössere Verwandtschaft des Eisens zur Schwefelsäure wurde die Verbindung des letzteren mit dem Kupfer gelöst und dieses als sogenanntes Cementkupfer ausgeschieden.

Auf den Kupferwerken der britischen Insel Anglesia z. B. hebt man heute noch die Cementwässer der Gruben zunächst in ein grosses Bassin, um sie durch Absetzen vom Eisenocker zu klären und leitet sie sodann in die Cementgruben, in welchen sich das zur Zersetzung des Kupfervitrioles bestimmte alte Guss- und Schmiedeeisen befindet. Von Zeit zu Zeit muss das Eisen bewegt werden, damit sich die oxydirte Fläche abscheuere, und in längeren Zeiträumen werden die Bodensätze in den Sümpfen aufgerührt und die trübe Flüssigkeit mit allem Schlamm in Reservoirs geleitet. Der hier abgesetzte, durchschnittlich 30 Percent, seltener bis zu 50 Percent Kupfer enthaltende Schlamm wird dann getrocknet und auf reines Kupfer weiter verarbeitet.

Man hat nun das Verfahren nachgeahmt und wo natürliche Cementwässer fehlen arme Kupfererze durch Rösten resp. Brennen und Auslaugen ihres Kupfergehaltes beraubt. Andrerseits hat man aber auch die Fällung des Kupfers durch Elektrolyse an Stelle des Niederschlags mit Eisen bewirkt und ähnliche Verfahren auch auf die Lösungen anderer Kupfersalze und auf Erze anderer Metalle angewendet.

Schon im Jahre 1835 wurde von Becquerel ein Verfahren angegeben, Reinmetalle aus Erzen und Lösungen auf elektrolytischem Wege zu gewinnen. Er bildete in den Erzen durch Rösten mit oder ohne Zusatz von Kochsalz, welches bekanntlich aus je einem Theile Natrium und Chlor besteht, lösliche Chlor- und Schwefelsalze, laugte dieselben aus und brachte Platten in die geklärten Laugen, welche aus Zink, Eisen oder Blei in Verbindung mit Kupfer oder ausgeglühter Kohle bestanden. Die Platten des nicht oxydirbaren Metalles oder die nicht metallischen leitenden Substanzen wurden unmittelbar in die eisenhaltige Lösung gebracht, das oxydirbare Metall dagegen kam in poröse Diaphragmen aus Segeltuch oder ungegerbter Thierhaut, welche mit Salzwasser gefüllt waren, in die Erzlösung tauchten und alsdann in metallische Verbindung mit dem ersteren gesetzt wurden, so dass der Strom geschlossen war und die elektrolytische Metallausscheidung begann.

Auf diese Weise wurden in Paris versuchsweise 20,000 Kilogramm verschiedener Erze aus Mexiko, Peru, Chili, Sibirien, Freiburg, Markirchen und verschiedenen Gegenden Frankreichs zu Gute gebracht. Auch veröffentlichte er den Entwurf zu einer Silberhütte, in welcher 900 Kubikmeter einer chlorsilberhaltigen Kochsalzlösung gleichzeitig behandelt und binnen 24 Stunden 5000 Kilogramm Silber gewonnen werden konnten. Becquerel gab dann noch verschiedene andere Methoden an, welche hier und da von einzelnen Werken aufgenommen und zum Theil auch mit gutem Erfolg durchgeführt wurden.

So veröffentlichten im Jahre 1868 die Amerikaner Holf und Pioche im „Courier de San Francisco“ ein Verfahren, mittelst dessen sie 80—87 Percent des Metallgehalts von Silbererzen gewinnen zu können behaupteten. Das Erz sollte in feines Mehl verwandelt und mit Lösungen von Chlornatrium und anderen Substanzen, durch welche es zersetzt wird, angewendet werden. Nachdem dann Platten von amalgamirtem Kupfer und zweifelsohne auch Platten von einem oxydirbaren Metall in das teigartige Gemenge eingesenkt, erstere mit dem negativen, letztere mit dem positiven Pol in Verbindung, sollte die Masse in continuirliche Drehbewegung versetzt werden, wobei sich dann dies Silbersalz durch den elektrischen Strom zersetzte.

Patera beschrieb 1867 eine Methode der Cementation von Kupfer aus den natürlichen Cementwässern von Schmöllnitz in Ungarn, welche darin besteht, dass er Zellen aus Thon- oder Tannenholz mit Schmiedeeisenbrocken oder Platten füllt und diese mit der aus Coaksstückchen bestehenden Kathode in Verbindung setzt. Zur Erregung der Thätigkeit an der Anode dient eine massig starke Kochsalzlösung und das .Kupfer setzt sich an den Coaksstückchen ab.

Elkington unterwirft das bekannte Zwischenproduct des gewöhnlichenKupfer-hüttenprocesses, die Kupfersteine, einer elektrolytischen Behandlung, indem er sie durch Einwirkung des starken mittelst elektro-magnetischer Maschinen erzeugten Stromes in einem Kupfervitriolbade als Anode löst und den Kupfergehalt auf die Kathode niederschlägt. Der Silbergehalt des Kupfersteins fällt hierbei zu Boden und wird, sowie wir eben beim Verkupfern von Telegraphendrähten gesehen, auf wohlfeile Weise als Nebenproduct gewonnen.

Keith gewinnt in der Weise Kupfer und Silber aus den Mutterlaugen der Kupfervitriolfabriken, dass er Eisen in verdünnter Eisenvitriollösung als Anode benutzt und schätzt die Gewinnungskosten von 0'5 Kilogramm Kupfer auf 1 Cent., wenn die Tonne Abfalleisen zu 20 Dollars gerechnet wird. Nach späteren Angaben soll sich mit einer zum Betriebe der erforderlichen dynamo-elektrischen Maschine verwendeten Pferdekraft 600—1000 Kilogramm Kupfer in 24 Stunden gewinnen lassen. In ähnlicher Weise sollen auf einer Hütte bei Swansea unter gleichzeitiger Gewinnung des Gold-und Silbergehaltes täglich drei Tonnen Kupfer elektrolytisch gewonnen werden. Morton wendet das Verfahren auf Entsilberung von Blei an und will mit einer dreipferdigen Maschine in 4 Zersetzungsgefässen per Woche 1500 Kilogramm Werkblei zersetzen und unter gleichzeitiger Abscheidung des Silbers als Reinmetall wiedergewinnen: doch soll das gewonnene Blei nicht ganz rein sein, sondern einen gewissen Procentsatz Wismuth enthalten.

Zur Reingewinnung von Zink aus Laugen, welche circa 20—30 Percent Zink enthalten, verwendet man viereckige, circa 1 Meter hohe und breite, 3 — 4 Meter lange Kasten aus Holz- oder Steinzeug; als Kathoden dienen Zinkbleche oder mit Coaks gefüllte Gitterkasten, als Anoden Gemenge von zinkhaltigen Erzen, Röst- und Hütten-producten mit Coaks oder auch Coaks allein in entsprechenden Gitterkasten, nachdem unter die Kathoden zur Sammlung des ausgeschiedenen Zinks hölzerne, mit Blei beschwerte Rahmen gesetzt sind, welche unten mit starkem Gewebe oder Flechtwerk überzogen wurden. Hat sich genügend Zink angesammelt, so wird es ausgewaschen und in dünnen Schichten an der Luft getrocknet. Zur Gewinnung des Zinks, direct aus der Zinkblende, dem am häufigsten vorkommenden Zinkerz bedient man sich einer massig concentrirten, schwachsauer gehaltenen Kochsalzlösung.

Zur Raffination von Rohkupfer, welches höchstens zwei Percent Unreinigkeiten enthält, bedient mau sich vielfach der grossen Dynamomaschinen von Siemens & Halske in Berlin, welche bis zu sechs Centner Reinkupfer in 24 Stunden in zwölf hintereinandergeschalteten Bädern liefern können und zu zehn Pferdekräfte Kraft verbrauchen. Die Elektroden-Oberfläche in jedem Bade muss circa 30 Quadratmeter betragen, z. B. 30 Platten Rohkupfer von je I/₂ Meter Breite und 1 Meter Länge und ebensoviel Reinkupferplatten; grössere Maschinen scheinen sich nicht zu bewähren.

In dem Preussen und Braimschweig gemeinschaftlich gehörenden Communion-Hüttenwerk zu Oker am Harz sind z. Z. solche gi’osse Maschinen Tag und Nacht in unausgesetztem Betriebe. Das hier gewonnene „elektrolytische“ Kupfer besitzt trotz des anscheinend lockeren Gefüges doch grosse Zähigkeit und Dehnbarkeit. Bei Versuchen, welche jüngst in einem Messingwerke angestellt wurden, hat sich herausgestellt, dass sich die Bleche bei einmaligem Durchziehen durch die Walzen bedeutend stärker längten und weniger schnell Federkraft annehmen als bei der Verwendung irgend einer anderen Kupfersorte. Das hat ein weit weniger häufiges Ausglühen der Bleche und dem gemäss wesentliches Ersparniss an Brennmaterial und Löhnen zur Folge. Noch weit fühlbarer treten die erwähnten Eigenschaften des Kupfers beim weiteren Verarbeiten des Bleches durch Pressen etc. hervor. Man hat z. B. Untersätze von Kirchenleuchtern mit einem Druck ohne alles Hämmern und Ausglühen auf ansehnliche Höhe mit verschiedenen Ausbiegungen gebracht, ein Umstand der neben der grossen Dehnbarkeit für die erwähnte Zähigkeit des Metalls spricht.

Von seltenen Metallen hat man hauptsächlich Aluminium auf elektrolytischem Wege darzustellen versucht und hierbei vorzügliche Resultate erhalten. Aluminium fand bereits früher trotz seines hohen Preises (125 Mark per Kilogramm) schon vielfache Anwendung bei astronomischen und physikalischen Instrumenten, namentlich zu Wagebalken, dann auch zu Dosen, Löffel, Schmucksachen u. s. w. Es verdankt diese Anwendungen einer Reihe guter Eigenschaften, wie z. B. seiner im Verhältnisse zu

seinem geringen Gewichte ausserordentlich hohen Festigkeit, seiner schönen silberähnlichen Farbe und der Widerstandsfähigkeit gegen äussere Einwirkungen. Da ferner das Aluminiumerz, die Thonerde, ein in ungeheuren Massen vorkommendes Mineral ist, so hängt die ausgedehnteste Anwendung des Aluminiums sowohl in reinem Zustande als auch in Form von Legirungen nur von dem billigen Erzeugungspreise ab. Und hierin ist man in der That schon sehr weit gekommen. Bei den gegenwärtig bereits fabrikmässig ausgeübten Verfahren stellen sich die Gestehungskosten des Aluminiums nach den Processen von Cowles auf 868 Frcs. und Héroult auf 8⁻20 Frcs. legirtes Aluminium und zu 10 Frcs. per Kilogramm reines Aluminium nach dem Verfahren von Minet. Bei dem letzteren Verfahren dürfte durch Einführung verschiedener Verbesserungen noch eine weitere Verminderung des Preises möglich sein. Man sah auf der elektrischen Ausstellung zu Frankfurt a. M. (1891) in der That schon Fingerhüte, Nadelbüchsen, Streichholzdosen, Trinkbecher, Aschenbecher, Feldflaschen, Schlüssel u. s. w., welche aus diesem Metall verfertigt waren und durch ihr äusserst geringes Gewicht Erstaunen erregten. Ebenso waren aber auch grössere Kunstgegenstände aus Aluminium und aus Aluminiumbronce ausgestellt. Im grössten Maassstabe wurde die Verwendbarkeit des Aluminiums aber durch die Firma Escher, Wyss & Co. in Zürich gezeigt. Diese Firma hat ein Boot gebaut, bei welchem nicht nur die Wände, die Schraube und die Räder, sondern auch das Gehäuse des Motors (eine Xaphtamaschiue), der Ileizraum, Schornstein u. s. w. aus Aluminium hergestellt sind. Das Boot ist 5⁻5 Meter lang, 1B Meter breit, wiegt nur 438 Kilogramm und fasst 8 bis 10 Personen. Infolge seiner Leichtigkeit lässt sich damit die im Verhältnisse zu seiner Grösse namhafte Geschwindigkeit von 11 Kilometer in der Stunde erreichen. Bemerkenswerth ist auch, dass das Gehäuse, welches mittelst Schrauben und Nieten, allesoaus Aluminium hergestellt, dem hohen Drucke auf das Beste widersteht.

Fig. 138.

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Die Aluminiumwerke in Neuhausen arbeiten nach dem Héroultprocess und bedienen sich der Wasserkraft des Rheines zum Fabriksbetriebe. Sie liegen bei Laufen-Neuhausen in der Nähe des grossen Wasserfalles bei Schaffhausen. Die Société Anonyme pour l’Industrie d’Aluminium hat daselbst drei grosse Jonvalturbinen zu 600 Pferdekraft und eine mit 300 Pferdekraft imBetriebe, welche mit den Dynamos direct gekuppelt sind. Zwei dieser grossen Dynamos sind für eine normale Leistung von 14000 Ampère und 30 Volt oder 420000 Watt bei ununterbrochenem Tag- und Nachtbetriebe gebaut und die dritte, welche zur Erregung der beiden ersten dient, gibt 3000 Ampère bei 65Volt oder 195000 Watt.

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Der Process, welcher angewendet wird, besteht im Wesentlichen in der Schmelzung der Aluminiumerze und ihrer Zerlegung durch den elektrischen Strom.

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Fig. 138 zeigt eine Abbildung des Schmelztiegels zur Darstellung des Aluminiums. Der Tiegel steht auf isolirendem Materiale und ist vollständig mit Kohle ausgekleidet. Die negative Elektrode ist am Boden des Tiegels angebracht und besteht aus Metall, während die positive Kohle aus einem Bündel von Kohlenplatten gebildet ist, das von oben nur Die Elektricität. 4. Aufl.

in den Tiegel eingesenkt wird. Man beschickt den Tiegel zuerst mit einer kleinen Menge Kryolith, welcher leicht schmilzt und dadurch leitend wird. Hierauf beginnt die Elektrolyse und schreitet fort, während man nach Maassgabe dieses Fortschreitens Thonerde in kleinen Mengen einführt. Das geschmolzene Aluminiummetall sammelt sich am Boden an und wird alle 24 Stunden abgelassen.

die Elektrolyse in

Von den sonstigen Verwendungen der Elektrolyse erwähnen wir zunächst die nur kürzere, mehrfach in Vorschlag gebrachte Darstellung von kaustischen Alkalien, insbesondere von Soda aus Kochsalz oder Glaubersalz und Pottasche aus Chlorkalium; die so gewonnenen Aetz-Alkalien sollen wesentlich reiner sein, als die nach den bisherigen Fabrikationsmethoden erzielten Producte, doch scheint ihre Anwendung im Grossen noch nirgends durchgeführt zu sein. Dagegen hat man der Sodafabrikation zum Ausscheiden von Eisen, Blei und Arsen auf den Sodawerken von Merle & Co. in Nordamerika mit befriedigendem Kesultat benutzt. In der Photographie soll das Ablösen des Collodiums wesentlich erleichtert werden, wenn man die Glasplatten auf elektrolytischem Wege positiv elektrisch macht. Beim Brennereibetriebe soll die Elektrolyse zur Entfuselung von Alkohol dienen, und angeblich werden heute schon in einem grösseren französischen Etablissement täglich 4000 Hektoliter Rübenspiritus nach dieser Methode entfuselt.

Besonders interessante Anwendungen hat aber die Elektrolyse auch in der Textilbranche gefunden. Bekanntlich hat Ozon oder activer Sauerstoff in hohem Grade die Eigenschaft, fremde die Pflanzenfaser färbende Substanzen zu oxydiren, während die Fasern selbst vollkommen intact bleiben. Bei der gewöhnlichen Rasenbleicherei erfolgt die Ozonbildung durch Wasserzersetzung infolge der Einwirkung des Lichtes auf das Wasser, während der Wasserstoff mit dem Stickstoff der Atmosphäre zur Bildung salpetriger Säure und Ammoniak Veranlassung gibt. Bei der künstlichen Bleiche würde das Ozon auch bald eine heiworragende Bedeutung gewinnen, wenn man es nur erst billig und in ausreichenden Massen darzustellen versteht. Zuerst hat Ruhmkorff einen Apparat construirt, um dies mit Hilfe seiner Inductionsmaschinen zu bewerkstelligen, wirklich praktische Erfolge aber hat erst ein von Hagen angegebenes Verfahren gehabt, welches in einem Etablissement zu Whitechapel in England Anwendung im Grossen gefunden hat.

Endlich hat Professor Goppelsröder auf dem Gebiete der Färberei und Druckerei wichtige Anwendungen von der Elektrolyse gemacht. Dieselben beziehen sich auf:

1.

Gleichzeitige Bildung und Fixirung von Farbstoffen auf verschiedenen Fasern, insbesondere Zeug oder Papier, durch Einwirkung der Elektrolyse auf Anilinsalze, mit denen der zwischen Druckplatten liegende Stoff getränkt ist. Der Raum gestattet uns nicht näher auf die zahlreichen und interessanten praktischen Anwendungen dieser und der folgenden Methoden einzugehen, welche der Entdecker empfiehlt oder ausgeführt hat.

2.    Zerstörung der auf Fasern fixirten Farbstoffe und dadurch hervorgerufene Production von weissen oder gefärbten Zeichnungen auf Unifond, ebenfalls durch Einwirkung des Stromes auf Lösungen, mit denen der Stoff getränkt ist.

3.    Verhinderung der Oxydation der Farben während des Aufdruckes; bezieht sich hauptsächlich auf die Verwendung schwerer und edler Metalle als Farben in der Druckerei.

4. Herstellung von Lösungen reducirter und hydrogenirter Farbstoffe, wie Indigo-Küpe, Anilin, schwarze Küpe etc,

Professor Goppelsröder hofft, dass sich die von ihm entdeckten elektrochemischen Processe nicht nur in der Färberei und Druckerei bewähren, sondern auch zum Hervorbringen von Zeichen und zum Schreiben auf grössere Entfernungen hin in der Telegraphie und Telephonie verwenden lassen werden.

VI.

Elektrische Telegraphen, Uhren, Telephone.

Von Th.. Schwartze.

l)ie elektrische Telegraphie.

Der Wunsch, einen raschen Austausch von Gedanken und Mittheilungen in die Ferne bewerkstelligen zu können, ist für den Menschen ein so natürlicher, dass man sich nicht darüber wundern darf, wenn schon sehr frühzeitig Ideen sich regten, die geheimnissvollen Fernewirkungen des Magnetismus und der Elektricität zu diesem Zwecke zu benutzen.

So sprach schon z. B. Porta in seinem 1553 veröffentlichten Buche „Magia naturalis“ den Gedanken aus, dass man die magnetische Ivraft zur Telegraphie verwenden könne, und Faniurno Strada in einer vom Jahre 1616 datirten Schrift „Prolusiones Academicae“ kommt darauf zurück, indem er von der Möglichkeit spricht, eine Verständigung zwischen zwei von einander entfernten Personen mittelst zweier Magnetnadeln herbeizuführen. Galilei in einem zwischen 1621 und 1632 geschriebenen „Dialogo“, sowie Nicolas Cabornus von Ferrara in seiner „Philosophia magnetica“ erwähnen gleichfalls diese Art des Telegraphirens, geben jedoch einigen Zweifeln an der Möglichkeit der Ausführung Raum. Auch der berühmte Jesuit Pater Kirchner beschreibt in seinem Werke „Magnes sive de arte magnetica“ eine Vorrichtung, mittelst der eine Art von Haustelegraph hergestellt werden soll, indem damit eine Verständigung von Zimmer zu Zimmer möglich sei. Zu dem Zwecke will der Genannte kugelförmige mit Wasser gefüllte Glasgefässe aufstellen, die einen schwimmenden Magnet enthalten und am Umfange mit den Buchstaben des Alphabets versehen sind. Er meint, wenn der Magnet in dem einen Gefäss auf einen bestimmten Buchstaben gestellt werde, müsse der andere Magnet folgen, ohne dabei anzugeben, wie dies geschehen könne.

Noch eine Anzahl derartiger Ideen und Versuche sind in der älteren Literatur hie und da zu finden, jedoch sind die bezüglichen Mittheilungen so unsicher und verworren, dass denselben keinerlei Werth beizumessen ist. Nur soviel ist daraus zu entnehmen, dass der Gedanke an die Möglichkeit einer elektrischen Telegraphie, wenn auch noch in sehr unklarer Weise, schon lange vor der praktischen Erfindung derselben vorhanden war. Bevor aber die praktische Verwirklichung dieses Gedankens stattfinden konnte, mussten noch manche Schritte in der Erkenntniss der Wirkungsweise jener geheimnissvollen Naturkräfte vorwärts gethan werden.

Der Idee, die Reibungselektricität zum Telegraphiren zu benutzen, gingen die Versuche voraus, diese Elektricität auf grössere Entfernungen fortzuleiten und ihre Geschwindigkeit zu messen. Zu diesem Zwecke wurde im Jahre 1742 von dem Schottländer Stephen Grey ein 700 Fuss langer Kupferdraht an Seidenfäden in der Luft aufgehängt und im Jahre 1746 wies der Professor Winkler in Leipzig nach, dass man auch ohne Draht die Elektricität auf grössere Strecken im Wasser fortleiten könne, wobei derselbe den Fluss Pleisse in den Entladungskreis einer Elektrisirmaschine ein-

9*

schaltete. Aehnliche Versuche wurden um dieselbe Zeit von Watson in London, von Franklin in Philadelphia und von De Luc in Genf angestellt.

Zum ersten Mal soll der Gedanke, die Reilmngselektricität zum Telegraphiren zu benutzen, von Charles Marschall zu Renfrew in Schottland im Jahre 1753 ausgesprochen worden sein, und zwar wollte derselbe für jeden Buchstaben des Alphabets einen besonderen Leitungsdraht benutzen, wodurch der Apparat sehr complicirt und kostspielig wurde, so dass die Ausführung scheitern musste. Die anderweitige Einrichtung dieses Telegraphirapparates bestand darin, dass jedes Drahtende mit einer Metallkugel versehen war, unter welcher ein mit dem betreffenden Buchstaben des Alphabets beschriebenes Papierblättchen sich befand. Sobald der eine oder andere Draht mit der Elektrisirmaschine in Verbindung gesetzt wurde, zog das auf der entfernten Station befindliche Ende desselben das darunter liegende Papierblättchen an, wodurch alsdann die Zusammensetzung von Wörtern und daraus die Verständigung, erreicht werden konnte.

Einen ähnlichen complicirten Apparat construirte 1774 Lesage in Genf, wobei derselbe 24 isolirte Drähte zur Verwendung brachte, von welchen jeder mit einem Elektroskop, bestehend aus einem am Faden pendelnden Hollundermark-Kügelchen oder aus einem schwebenden Goldschaumstreifchen in Verbindung stand. Durch die Elektrisirung des Drahtes erfolgte die Bewegung am Elektroskop, und damit die Möglichkeit, aus den einzelnen Buchstaben Wörter zu telegraphiren.

Einen einfacheren elektrostatischen Telegraphen construirte 1777 der Franzose Lomond, indem derselbe einen einzigen Draht zur Verwendung brachte, mit welchem er ein Alphabet übertrug, das auf der Combination einer geringen Anzahl von Elementarzeichen beruhte. Aber auch dieser Apparat erwies sich im Gebrauch als unpraktisch, wahrscheinlich nur deshalb, weil überhaupt die Reibungselektricität nicht dazu geeignet ist, auf weitere Distanzen fortgeleitet zu werden, indem bei ihrer hohen Spannung und geringen Stromstärke die Wirkung aus den Drähten durch das Isolirmaterial hindurch verschwindet.

Im Jahre 1794 trat ein Deutscher, Namens Rausper auf, der einen elektrostatischen Telegraphen durch die Benützung sogenannter Blitztypen herstellen wollte, wobei auf jeder Tafel ein bestimmter Buchstabe des Alphabets zwischen Stanniolstreifen gebildet war, und bei der Verbindung der entsprechenden Tafel mit der Elektrisirmaschine durch das Ueberspringen der Funken sichtbar werden sollte. Warum auch dieser Apparat sich als unpraktisch erweisen musste, geht aus dessen complicirter Einrichtung und aus den vorigen Bemerkungen über die geringe Leitungsfähigkeit der Reibungselektricität hervor. Aus demselben Grunde mussten auch die übrigen Versuche mit elektrostatischen Telegraphen von Cavallo, 1795, von Salva, 1796, von Betencourt, 1798, und von Ronalds, die noch im Jahre 1810 angestellt wurden, scheitern.

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chemischen Wirkung, auf welcher der Galvanismus in der Hauptsache beruht, gegriffen werden musste. Sömmering telegraphirte demnach mittelst Wasserzersetzung, wobei er wiederum zu der früheren complicirten Anlage von so viel Drähten, als Buchstaben im Alphabet vorhanden, zurückzugehen sich genöthigt sah. Je zwei der 27 Drähte konnten mittelst einer Claviatur mit den Polen einer Batterie verbunden werden, und

Unterdessen waren von Luigi Galvani, 1789, die Erscheinungen der Berülirungs-Elektricität entdeckt und von Alessandro Volta in der Zeit von 1782 bis 1800 gründlicher erforscht worden, wobei derselbe die Volta’sche Säule oder galvanische Batterie erfand. Es konnte daher bei dem schon rege gewordenen Streben, elektrische Telegraphen herzustellen, gar nicht fehlen, dass man sehr bald den sogenannten Galvanismus als Elektricitätsquelle für den genannten Zweck in Anwendung zu bringen suchte. Sehr eifrig war Samuel Thomas Sömmering in München in den Jahren von 1808 bis 1811 bemüht, einen derartigen, d. i. einen elektro-dynamischen Telegraphen herzustellen; jedoch blieben seine Bestrebungen ohne Erfolg und zwar hauptsächlich deshalb, weil noch das Bindeglied zwischen Elektricität, und Magnetismus nicht entdeckt worden und daher zu dem für telegraphische Żwecke sehr ungeeigneten Mittel der elektro-

an der anderen Station ragten die vergoldeten Enden der Drähte in einen Wasserbehälter, wobei über jedes dieser Drahtenden ein mit Wasser gefülltes Gläschen gestürzt war, von denen jedes einen Buchstaben des Alphabetes zeigte. Wurde nun durch Niederdrücken von zwei Tasten der erwähnten Claviatur der Stromkreis der galvanischen Batterie geschlossen und dadurch der elektrische Strom in die betreffenden beiden Gläschen gesendet, so trat alsbald in denselben durch die erfolgende # Wasserzersetzung die Bildung von Gasbläschen ein, wodurch zwei Buchstaben markirt und zugleich als erster und zweiter unterschieden wurden, indem die am negativen Pole stattfindende Ausscheidung von Wasserstoff ein doppelt so grosses Gasvolumen im Gläschen ergibt, als die am positiven Pol stattfindende Ausscheidung von Sauerstoff. Es konnte daher das Gläschen, wo das Wasser am schnellsten herabsank, als der erste und das andere Gläschen als der zweite Buchstabe gelten, wobei eine Verwechslung nicht leicht möglich war. Auch einen Signalapparat oder Wecker hatte Sömmering mit seinem Telegraphen verbunden, um vor Beginn der Mittheilung ein hörbares Zeichen zu geben. Dieser Wecker bestand aus einem wagrechten Hebel, der an dem einen Arme eine in das Wasser getauchte Glocke trug, während auf dem anderen Arme eine metallene Kugel lag. Wurde durch die Strombildung unter der Glocke Gas entwickelt, so stieg diese empor und der andere Hebelarm sank herab, wobei die Kugel niederfiel und das gewünschte Signal gab. Aus alledem geht hervor, dass dieser Telegraphenapparat sehr unpraktisch war und seinem Zwecke durchaus nicht genügen konnte.

Ein neuer praktischer Weg zur Construction der elektrischen Telegraphen wurde durch die Entdeckung des Elektromagnetismus von dem Dänen Oersted im Jahre 1819 eröffnet. Ganz wesentlich unterstützt wurde aber die Herstellung brauchbarer telegraphischer Instrumente durch die gleichzeitig darauffolgende Erfindung des elektrischen Multiplicators, welchen 1820 Schweigger in Halle construirte und dadurch es möglich machte, die Stromwirkung auf die Magnetnadel mittelst vielfach um dieselbe herumgelegter Drahtwindungen bedeutend zu verstärken. Aber auch jetzt mit diesen neuen Hülfsmitteln kam man zuerst auf sehr complicii’te und deshalb unbrauchbare Apparate.

Nach Ampère’s Vorschlag (1820) wurde der Magnet zur Herstellung sogenannter Nadeltelegraphen benutzt. Ritchie construirte demnach im Modell einen Telegraphen, der aus SO Magnetnadeln für dreissig einzelne Zeichen, und aus doppelt so viel, also 60 Drähten bestand, wobei abwechselnd die beiden Drähte einer Nadel mit der galvanischen Batterie verbunden wurden. Die hierdurch zum Ausschlag gebrachte Nadel schob einen mit ihr verbundenen leichten Schirm zurück, so dass der entsprechende Buchstabe zum Vorschein kam. Etwas später, und zwar wie es scheint, ganz selbstständig, kam Feckner auf die Idee, einen Telegraphen mit 24 Nadeln und 48 Drähten herstellen zu wollen. Die Anzahl der Drähte wurde von Alexander in Edinburg dadurch fast auf die Hälfte herabgemindert, dass derselbe nicht mehr für sämmtliche Nadeln zwei Drähte, sondern für alle zusammen nur einen Rückleitungsdraht benutzte. Davy in London kam 1837 darauf, auch die Nadeln selbst auf die Hälfte zu vermindern, indem jede derselben, je nachdem sie nach links oder rechts ausschlug, einen oder den andern der zwei ihr zugehörigen Buchstaben sichtbar machte. Im Jahre 1832 ■construirte der russische Staatsrath Baron Schilling von Canstadt einen Telegraphen mit nur 5 Nadeln, die horizontal an Seidenfäden aufgehängt waren und von denen jede für zwei Zeichen in Chifferscbrift diente, von denen das eine bei der Linksdrehung, das andere bei der Rechtsdrehung der Nadel zum Vorschein kam. Später stellte Schilling einen Telegraphen mit nur einer Nadel her, mit welcher die einzelnen Chiffern oder Buchstaben durch gewisse Combinationen von Nadelbewegungen ausgedrückt wurden. Alles das war sehr umständlich.

Erst 1837 gelang es den berühmten Physikern Gauss und Weber in Göttingen, den Nadeltelegraphen nach einfacheren Principien herzustellen, der durch eine 900 Meter lange im Freien ausgespannte Drahtleitung zur Wirkung gebracht wurde. Auf Veranlassung des Genannten ging der Professor Carl August Steinheil in München mit weiteren Versuchen vor und stellte 1837 zwischen München und der Sternwarte in

Bogenliausen eine ungefähr 5500 Meter lange Telegraphenleitung mittelst zwei Drähten zur Hin- und Herleitung des elektrischen Stromes her. Erst bei einer späteren ähnlichen Anlage machte derselbe die hochwichtige Entdeckung, dass die Rückleitung des Stromes durch die Erde erfolgen könne, wodurch ein Draht entbehrlich wurde.

Der ursprünglich von Steinheil benutzte Nadeltelegraph bestand aus einem sogenannten Gauss’scben Magnetometer, d. h. aus einem an einem Faden aufgehängten schweren Magnetstabe, der in einem mit isolirtem Drahte vielfach umwundenen Rahmen schwebt. Ueber dem Stabe ist an dessen Drehaxe ein Spiegel angebracht, welcher durch ein Fernrohr beobachtet werden kann und der bei den Schwankungen des Stabes in das Fernrohr Lichtstrahlen reflectirt, so dass schon ein geringer Ausschlag des Magnetstabes sichtbar wird. Die Einrichtung ist ferner so getroffen, dass durch den elektrischen Strom beliebige kurze Ablenkungen des Stabes nach rechts oder links hervorzubringen sind, durch deren Combination die Buchstaben des Alphabets oder auch Zahlen bezeichnet werden, wobei man für 30 Zeichen (20 Buchstaben und 10 Zahlen) mit Combination bis zu vier Stabzuckungen auskommt.

Einige Jahre später gelang es Steinheil, den Nadeltelegraphen in einen elektromagnetischen Drucktelegraphen umzuwandeln.

In derselben Zeit wurde auch in England von Wheastone und Cooke eitrigst an der Herstellung, elektrischer Telegraphen gearbeitet; jedoch waren die bezüglichen Constructionen immer noch weit complicirter als der von Gauss und Weber benutzte Apparat, denn der von den beiden genannten Engländern gemeinschaftlich hergestellte und ihnen patentirte Apparat bestand aus 5 Nadeln und ebensoviel Drähten. Auch in Frankreich wurden bezügliche Experimente gemacht, ohne dass dabei aber vorläufig etwas Besonderes erreicht wurde. Dagegen bahnte in Amerika der Historienmaler Professor Samuel Finley Breese Morse eine neue Aera des elektrischen Telegraphenwesens an, indem er mit einem eigentliümlich construirten einfachen Schrifttelegraphen hervortrat, in welchem der von einem Elektro-Magnet vertical auf und nieder bewegte Anker auf einem vor ihm vorüberbewegten Papierstreifen eine gerade oder zickzackförmige Linie zog, deren Zeichen nach ihrer Zahl die Buchstaben angeben, aus denen die telegraphirten Wörter sich zusammensetzten. Dieser Telegraph wurde später verbessert und ist der heutzutage auf allen Telegraphenlinien benutzte Morse-Apparat.

Im Jahre 1837 wurde von Wheastone und Morse’s Gehülfen, dem Amerikaner Vail, gleichzeitig der erste Typendruck-Telegraph erfunden und elf Jahre später trat endlich auch der Copirtelegraph hervor, dessen Erfinder der Engländer Bakewell ist.

Wie schon bemerkt wurde, sind die Nadeltelegraphen die ältesten elektrischen Telegraphen-Instrumente ; dieselben sind gegenwärtig fast nur noch wegen ihrer leichten Beweglichkeit durch sehr schwache Ströme als sogenannte Spiegelgalvanometer für die unterseeische Telegraphie im Gebrauche, bei welcher man nur ganz schwache Ströme zur Verwendung bringen kann.

Bei der Einrichtung der Nadeltelegraphen kommt die merkwürdige Einwirkung des durch eine Drahtleitung gesendeten elektrischen Stromes auf eine Magnetnadel zur Geltung. Bekanntlich stellt sich eine sich selbst überlassene Magnetnadel ungefähr in der Richtung von Süd nach Nord ein. Wird aber parallel zur Nadelrichtung über oder unter der Nadel ein elektrischer Strom hinweggeführt, so wird die Nadel aus ihrer Südnordrichtung sofort abgelenkt und sie bildet mit der Richtung des Stromes einen um so grösseren Winkel, je stärker der Strom ist.¹) Die ablenkende Kraft, welche ein von einem Strome durchflossener Leitungsdraht auf die Magnetnadel ausübt, kann dadurch beliebig verstärkt werden, dass man den Leitungsdraht in mehr und mehr Windungen um die Nadel herumführt. Man erhält auf diese Art ein sogenanntes Galvanometer, welches als die einfachste und zweckmässigste Form eines Nadeltelegraphen zu betrachten ist. Um die Nadel eines solchen Galvanometers von der Wirkung des Erdmagnetismus unabhängig zu machen, so dass man nicht mehr nöthig hat, die Richtung von Süd nach Nord in Obacht zu nehmen, wird dazu eine

sogenannte astatische Nadel verwendet, welche dadurch hergestellt wird, dass man zwei ganz gleiche Magnetnadeln derartig mit einander verbindet, dass ihre Pole in entgegengesetzten .Richtungen übereinander stehen, so dass also über dem Südpol der einen Nadel der Nordpol der andern sich befindet und umgekehrt; diese Verbindung zweier Magnetnadeln zu einer astatischen Nadel erfolgt gewöhnlich so, dass man beide in geringerem Abstande von einander auf einer kleinen Messingachse befestigt, worauf man die combinirte Nadel mittelst dieser Achse an einem Coconfaden aufhängt oder auf einer Spitze spielen lässt oder wohl auch die Achse horizontal in geeigneter Weise einlagert, um eine in der Verticalebene spielende Nadel anstatt einer horizontal drehbaren zu erhalten. Einer der ältesten Nadeltelegraphen, nämlich der von Wheat-stone und Cooke, war auf diese Weise eingerichtet. Um einen Begriff von der Einrichtung solcher Nadeltelegraphen zu geben, fügen wir in Fig. 139 die Abbildung einer einfachen Form des Galvanometers bei und erinnern auch

Fig. 139.

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noch an die Abbildung eines derartigen Instrumentes auf Seite 23 (Fig. 16).

In Fig. 139, wo ein verticales Galvanometer dargestellt ist, spielt die Magnetnadel n‘ s‘ innerhalb zweier Drahtrollen R R, während im horizontalen Galvanometer, Fig. 16, die Nadel innerhalb einer Drahtrolle sich befindet. Da bei dem Vertical-Gal-

vanometer, Fig. 139, die Nadel in

den Drahtrollen versteckt ist, so ist mit derselben ein ausserhalb der Drahtrollen befindlicher Zeiger Z Z verbunden, der sich bei der Drehung der Nadel vor einer Scala bewegt. .

Mit einem derartigen Instrument ist leicht eine Verständigung zwischen zwei entfernten Personen zu erzielen, wenn man sich zuvor über die Bedeutung der auszuführenden Nadelbewegungen verständigt hat. Wie schon bemerkt wurde, findet das Galvanometer wegen seiner grossen Empfindlichkeit heutigen Tages noch für unterseeische Telegraphie Verwendung, obschon es ausserdem vielfach für wissenschaftliche und elektrotechnische Zwecke, besonders zur Untersuchung von elektrischen Leitungen benutzt wird. Auf welche Weise das Telegraphiren mit einem solchen Instrumente ausgeführt wird, ist schon bei Besprechung des Gauss’schen Magnetometers erwähnt worden. Des besseren Verständnisses hal

Fig. 140.

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ber wollen wir jedoch etwas näher auf die Wirkungsweise dieses für die Unterseetelegraphie so wichtigen Instrumentes eingehen, welches als Marine-Galvanometer, Spiegeloder Reflexions-Galvanometer bezeichnet wird. Zuvor ist jedoch noch das Verfahren der Beobachtung kleiner Ausschlagwinkel einer Magnetnadel zu besprechen, welches _ bei der Benutzung dieses Instrumentes An- ^

Wendung findet.

Das hierbei befolgte Verfahren beruht auf der Anwendung des Spiegelungsgesetzes und die dabei zu Grunde liegende Idee ist die folgende:

In der Drehungsachse einer horizontal drehbaren Magnetnadel ist ein kleiner Spiegel befestigt, dessen Fläche in der Drehachse liegt und demnach senkrecht aut der Drehungsebene steht. * Fig. 140 stellt den Horizontaldurchschnitt dieser Vorrichtung

dar, wobei also die Drehachse 0 senkrecht auf der Ebene des Papiers steht und die sich drehende Nadel N S selbst in der Ebene des Papiers liegt. Das in der Drehachse liegende Spiegelchen s s erhält den Lichtstrahl in der Richtung O P zugesendet und reflectirt denselben in der Richtung 0 Q, wobei nach dem Spiegelungsgesetz der Winkel SOP = Winkel S 0 Q ist. Bei F ist ein Fernrohr angebracht, dessen Achse die Mitte des Spiegels s s trifft, während sich unterhalb des Fernrohrs ein Maassstab oder eine Scala mit seiner Theilung befindet. Fällt nun ein Lichtstrahl in der Richtung P 0 auf den Spiegel, so reflectirt der letztere diesen Strahl auf den Maassstab und es kann daher der Drehungswinkel der Magnetnadel leicht erkannt werden.

Fig. 141 stellt das von William Thomson als Sprechapparat für Unterseekabel construite Reflexions-Galvanometer dar. Das dabei verwendete drehbare Magnet-

Fig. 141.

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Stäbchen ist etwa 12 Millimeter lang, 2-5 Millimeter breit und ebenso dick; dasselbe ist mit seinem Spiegel zwischen zwei Drahtrollen an einem Coconfaden innerhalb eines Gehäuses A aufgehängt und dicht darüber befindet sich eine kleine Sammellinse. Der Faden, woran das Magnetstäbchen hängt, geht in einem Rohr empor, woran ein bügelförmiger Magnet sitzt, der mittelst einer Mikrometerschraube beliebig eingestellt werden kann, so dass derselbe eine gewünschte Wirkung auf die Magnetnadel ausübt, so dass dieselbe durch ihren Spiegel bei ihrer Ruhlage den reflectirten Lichtstrahl nach dem Nullpunkte der Scala wirft.

Vor dem Galvanometer befindet sich ein kleines tischartiges Holzgestell S S, hinter dessen aufgeklapptem Schirme eine Lampe angebracht ist. In dem Gestell befindet sich unterhalb ein horizontaler Spalt, durch welchen die Lampe ein Licht-strahlenbündel nach dem Galvanometerspiegel sendet. Dieses Strahlenbündel wird vom Spiegel reflectirt und durch die Sammellinse als Parallelstrahlen nach der Scala gesendet. Die Art und Weise der Benutzung dieses Telegraphen-Apparates ist eine sehr subtile; es würde jedoch zu weit führen, hier näher auf dieselbe einzugehen. .

Bei den Zeigertelegraphen dreht sich vor einer mit Buchstaben, Ziffern, Wörtern oder sonstigen Zeichen versehenen Scheibe ein Zeiger, wobei derselbe vor jedem gewünschten Zeichen momentan zur Ruhe kommt. Bei manchem Zeigertelegraphen dreht sich umgekehrt die Scheibe hinter einem Schirme, worin sich eine Oeffnung befindet, durch welche das betreffende eingestellte Zeichen sichtbar wird. Die Zeigertelegraphen sind entweder mit einem Uhrwerke verbunden, durch welches der Zeiger oder die Scheibe in continuirliche Drehung versetzt wird, so dass dem

elektrischen Strome nur clie Aufgabe zufällt, mittelst elektro-magnetischer Wirkung die Bewegung im geeigneten Moment aufzuhalten, oder die Bewegung wird ohne Benutzung eines Triebwerkes rein elektrisch, gewöhnlich durch wiederholte Anziehung eines Magnetankers ausgeführt.

Die Benutzung des Zeigertelegraphen ist sehr bequem und erfordert keine besondere Uebung, weshalb dieselben sich für Gasthäuser, Fabriken und ähnliche Localitäten gut eignen Für den allgemeinen Telegraphenbetrieb arbeiten sie aber zu langsam, und da sie keine bleibenden Zeichen geben, so können bei deren Benutzung leicht Irrthümer entstehen. Zu deren Betrieb werden theils galvanische, theils magnetelektrische Ströme verwendet, wobei man im letzteren Falle besondere Magnetinductoren benutzt.

Es sind eine ziemliche Anzahl verschiedener Constructionen von Zeigertelegraphen bekannt. Einer der verbreitetsten und vollkommensten ist der von Siemens & Halske in Berlin. Derselbe enthält ausser dem eigentlichen Zeiger-Apparate noch einen Wecker, welcher selbstthätig die Schliessung und Unterbrechung des Stromes besorgt und eine Glocke zum Tönen bringt. Wir sehen hier von einer ausführlichen Beschreibung dieses sinnreich construirten Apparates ab, weil dieselbe ziemlich weitschweifig und für den nicht fachmännischen Leser ermüdend ausfallen müsste, indem der Apparat ziemlich complicirt ist. Einer der einfachsten Zeigertelegraphen ist der seinerzeit von C. Stöhrer in Leipzig construirte, welcher mittelst eines Magnetinductors durch Wechselströme in Bewegung gesetzt wurde.

Fig. 142.

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Die Umdrehung der Inductionsmaschine wurde durch ein Uhrwerk mittelst eines aufgezogenen schweren Gewichtes bewirkt, sobald der Apparat durch Herausziehen eines Schiebers freigelassen wurde, wobei die Begulirung der Geschwindigkeit durch einen Centrifugal-Regulator erfolgte. Bei jeder Umdrehung lieferte die Inductionsmaschine zwei entgegengesetzt gerichtete Ströme, welche bei jeder halben Umdrehung in einem Elektro-Magnete einen Polwechsel herstellen. In Fig. 142 sind die Pole N IVj des Elektro-Magnets durch punktirte Kreise dargestellt und vor denselben befindet sich die Hemmung L des Sperrrades, mit dessen Drehachse cl ein eisernes Plättchen o verbunden ist, welches zwischen die Tôle N N des Elektro-Magnets herabhängt und von dem Pole S eines darüber befindlichen Magnetstabes polarisirt wird. Da nun die Pole N Ni des Elektro-Magnets bei jeder halben Umdrehung der Inductionsmaschine ihre Polarität wechseln, so wird das Plättchen o durch die abwechselnde Anziehung und Abstossung, welche es durch diesen Polwechsel erfährt, mit der Hemmung L zusammen in eine pendelnde Bewegung versetzt und dadurch das R Sperrrad oder Steigrad B zu einer ruckweise vor sich gehenden Umdrehung gebracht. Mit der Welle dieses Rades ist ein Zeiger verbunden, welcher an der Umdrehung theilnimmt, wobei derselbe auf einem Zifferblatte sich von Zeichen zu Zeichen weiterbewegt und dadurch Telegramme abzugeben vermag.

Eine grosse Annehmlichkeit liegt bei den Zeigertelegraphen darin, dass mit denselben die Telegramme in gewöhnlicher Schrift abgegeben werden können und dass sie sich leichter bedienen lassen, als die gewöhnlichen Schreibtelegrapheu. Aber es ist die Benutzung dieser Apparate mit dem grossen Uebelstande verbunden, dass von dem Telegramme keine Spur zurückbleibt, indem dasselbe gewissermaassen wie das gesprochene Wort sofort, nachdem es zum Ausdruck gekommen ist, wieder verschwindet. Diesem Uebelstande suchte man durch die Construction von Apparaten zu begegnen, welche die Telegramme in gewöhnlicher Schrift, verständlich für Jedermann, der des Lesens kundig, zum Abdruck brachten. So entstanden die Typendruck-Telegraphen, welche sich chronologisch an die Zeigertelegraphen anreihen.

Der erste Typendruck-Telegraph wurde von dem Amerikaner Alfred Yail im Jahre 1837 erfunden. Im Jahre 1841 liess sich Wheastone einen solchen Apparat patentiren, zu dessen Betrieb aber zwei oder drei Leitungsdrähte nöthig waren. Zu derselben Zeit wurde auch ein Typendrucker von Alexander Bains in England erfunden. In Deutschland wurde ein Typendrucker von Fordeley in Mannheim aus einem demselben früher erfundenen Zeigertelegraphen hergestellt und 1844 auf der Taunusbahn in Anwendung gebracht. Seit dieser Zeit sind eine grosse Zahl solcher Apparate verschiedenartigster Construction in Amerika, England, Frankreich und Deutschland erfunden worden; wegen des schwerfälligen, unsicheren Arbeitens derselben fand aber keiner eine bleibende Verwendung im praktischen Telegraphendienste. Erst 1868 gelang es dem Amerikaner Hughes einen Typendrucker herzustellen, welcher mit Sicherheit in der Minute 150 Buchstaben oder 25 Wörter reproduciren liess, so dass von da an dieser Apparat im telegraphischen Weltverkehr eine immer verbreitere Verwendung linden konnte

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Eine ausführliche Beschreibung des äusserst sinnreichen, aber auch sehr com-plicirten Apparates würde hier zu weit führen und für den Leser ermüdend sein. Um aber im Allgemeinen einen Begriff von seiner Einrichtung und Form zu geben, fügen wir in Fig. 143 dessen Abbildung bei. Man sieht die Claviatur und das in den.

Bei allen Typendruck-Telegraphen befinden sich die Typen auf dem Umfange eines Bades, des sogenannten Typenrades; ferner ist ein Farbe-Apparat vorhanden, um die Typen regelmässig mit der nöthigen Druckfarbe zu versehen und ausserdem, gehört dazu noch eine Vorrichtung, mittelst welcher ein von einer Rolle ablaufender Papierstreifen im geeigneten Moment gegen die Typen gepresst und somit deren Abdruck bewirkt wird. Dieser Druck erfolgt durch den beweglichen Anker eines Elektro-magnets.

Fig. 143.

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Tisch eingelassene horizontale radförmige Stiftsgehäuse, aus dessen radicalen Schlitzen die durch das Niederdrücken der Tasten emporgehobenen Stifte treten, von denen jeder einem bestimmten Buchstaben des Alphabets oder einer Ziffer entspricht und durch deren Hervortreten der elektrische Strom momentan hergestellt und der ablaufende Papierstreifen gegen die betreffende Stelle des Typenrades gepresst wird, um den Abdruck aufzunehmen.

Die grösste Schwierigkeit in der Construction des Typendruck-Telegraphen lag in der Herstellung des gleichmässigen Ganges der auf den correspondirenden beiden Stationen befindlichen, sehr rasch laufenden Typenräder. Diese Gleichmässigkeit ist aber für die Sicherheit des Depeschirens Hauptbedingung, damit der stets an derselben Stelle des rotirenden Typenrades momentan angedrückte Papierstreifen mit dem richtigen Buchstaben bedruckt wird.

Der Zeichengeber hat als Hauptbestandtheil eine aus 14weissen und 14 schwarzen Tasten bestehende Claviatur. Von einer eingehenden Beschreibung des ausserordentlich künstlich zusammengesetzten Apparates sehen wir ab. Nur Folgendes wollen wir noch bemerken: Mit dem Hughes’schen Typendrucker kann man bei 110 Umdrehungen des Typenrades per Minute mit Sicherheit bis auf 100 Meilen Distance telegraphiren, die Bedienung erfordert aber grosse Aufmerksamkeit, viel Gewandtheit und Uebung, um keine Gelegenheit zu versäumen, zwei oder mehrere Buchstaben in einem Umgänge des Druckrades abzutelegraphiren; zu den meisten Worten ist eine grössere Anzahl von Umgängen nöthig. So erfordert z. B. das Wort „Telegraphie“ acht Umläufe. Mit jeder Versäumniss bei der Bedienung ward ein Umgang verloren. Aus alledem geht hervor, dass die Benutzung des Typendruck-Telegraphen bedeutende Schwierigkeiten bietet.

Bei dem Hughes’schen Apparate ist dies der Fall und es wird der dazu noth-wendige gleichmässige Gang durch eine Art Centrifugalpendel vermittelt, welches regulirend auf das aus vier Rädern und vier Getrieben mit vielfacher Uebersetzung arbeitende Räderwerk mittelst einer Bremse einwirkt. Durch die Einstellung der Pendelkugel ist man im Stande, die Geschwindigkeit des durch ein schweres Gewicht betriebenen Laufwerkes und des damit verbundenen Typenrades auf das Genaueste zu reguliren.

Die elektro-magnetischen Schreibtelegraphen haben mit dem Typendrucker den Vorzug vor den Nadel- und Zeigertelegraphen voraus, dass sie das Telegramm als ein Schriftstück liefern, welches zum bleibenden Nachweis für die tele-grapliirte Mittheilung dienen kann. Die Schriftzeichen, mit denen die Schreibtelegraphen das Telegramm wiedergeben, bestehen zum Theil aus mehrfachen Zickzackzügen, wie dies bereits bei Erwähnung des ersten Morse’schen Schreibapparates gesagt wurde und wie solche auch von neueren Apparaten dieser Art, wie Thomson’s Heberschreibapparat und Siemens’schen sogenannten Russchreiber, geliefert werden, theils bestehen dieselben aus zweizeiligen Punktgruppirungen, wie dies bei dem ersten von Steinheil erfundenen' Schreibtelegraphen der Fall war, theils aus der jetzt am meisten benutzten einzeiligen Strichpunktschrift, wie solche der weitverbreitete neuere Morse-Apparat liefert.

Bei dieser sogenannten Morseschrift werden die aus einem Striche und einem Punkte bestehenden Elementarzeichen von einfacher Wiedergabe bis zu vierfacher Gruppirung benutzt, um die Buchstaben des Alphabets darzustellen. Die im Jahre 1875 zu Petersburg abgehaltene internationale Telepraphen-Conferenz nahm das folgende Alphabet als allgemein giltig an:

â oder â

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O:

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Neben den modernen noch vorhandenen Schreibtelegraphen besitzt der Morse-Telegraph die Vorzüge der Einfachheit, der Sicherheit und Schnelligkeit, indem bis 100 Buchstaben in der Minute damit abgegeben werden können. Ueberhaupt besitzt derselbe alle Eigenschaften, welche man von einem brauchbaren Telegraphen® erfordern kann.

Der Morse’sche sogenannte Stiftschreiber ist in Fig. 144 in der Gesammtansicht und in Fig. 145 in detail abgebildet. E ist der zweischenkelige Elektromagnet, dessen beide Eisenkerne durch eine ihm als Basis dienende Eisenplatte verbunden sind, und dessen Drahtrollen mit der telegraphischen Leitung in Verbindung stehen. Der über den Magnetpolen befindliche cylindrische hohle Anker a ist am Hebel hx h befestigt;

dieser Hebel dreht sich sehr leicht zwischen Stahlspitzen. Sobald ein elektrischer Strom durch die Drahtwindungen des Elektro-Magnetes gesendet wird, zieht derselbe den Anker a an, so dass die am Hebelarme h sich befindliche Stahlspitze s, welche als Schreibstift dient, gleichzeitig nach oben gegen die Rolle d schlügt, unter welcher der Papierstreifen P mittelst der zweiten Rolle w hinweggezogen wird, wobei sich der Streifen allmählig von der oberhalb angebrachten Papierrolle m abzieht. Das Abziehen des Papierstreifens erfolgt in langsamer, stetiger Bewegung mittelst eines durch Gewicht oder Feder betriebenen Uhrwerkes, welches durch den Schlüssel A aufgezogen werden kann. Der Hebel lix h hat noch einen dritten, nach unten gehenden Arm h₂,

Fig. 144.

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welcher an der Spiralfeder b befestigt ist, die mittelst der Schraube bx gespannt werden kann¹, so dass dieselbe den mit dem Anker « armirten Hebelarm sofort wieder hebt, sobald der elektrische Strom nicht mehr auf den Magnet wirkt. Die Bewegungen des Hebels werden durch die Schrauben r und t (Fig. 145) oder auch durch die Schrauben rx und t begrenzt.

Wenn nicht telegrapbirt wird, steht das Räderwerk still, sobald aber durch das Niederziehen des Ankers a sowie Aufschlagen des Schreibhebels hlil auf die Schraube t der Beginn des Telegraphirens angezeigt wird, lässt der Telegraphist den Windflügel des Uhrwerkes mittelst eines Handgriffes frei und der Apparat beginnt seine Thätigkeit.

Ein wichtiger Apparat für den Betrieb der telegraphischen Instrumente ist das Relais, zu deutsch der Uebertragungsapparat; wir wollen die Bedeutung dieses Apparates und dessen Wirkungsweise kurz besprechen. Bei der Beschreibung des Morse’schen Stiftschreibers war angenommen worden, dass der von der entfernten Station Jkommende elektrische Strom direct in die Drahtwindungen des unter dem

Schreibhebel befindlichen Elektro-Magnetes geführt werde, und dadurch die Anziehung des Schreibhebels veranlasse. Nun wird aber der elektrische Strom bei dem Durchgänge durch lange Telegraphenleitungen so sehr geschwächt, dass derselbe nicht mehr stark genug auf den Elektro-Magneten zu wirken vermag, wodurch das Zeichengeben unsicher wird. Um diesem Uebelstande abzuhelfen, wurde das Relais construirt, und zwar wurde dasselbe bereits von Cooke und Wheatstone für den Wecker-Apparat am Nadeltelegraphen benutzt.

Fig. 145.

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Das Relais besteht ebenfalls aus einem Elektro-Magnet und einem darüber befindlichen Ankerhebel, ganz so wie bei dem Morse’schen Druck- oder Schreibapparat (Fig. 145). Sobald der von der entfernten Station kommende Strom in den Elektro-Magnet des Relais ein-tritt, wird dessen Hebel vom Magnet angezogen und dadurch eine auf derselben Station befindliche sogenannte Localbatterie geschlossen, welche nunmehr ihren ungeschwächten Strom in den Telegraphenapparat sendet. Zum Unterschied von der Localbatterie wird diejenige Batterie, welche ihren Strom durch die Leitung nach der entfernten Station sendet, und welche daher zur Bewegung der Relais dient, als ,

Linien- oder Telegraphirbatterie be- I zeichnet. Durch die Benützung der |

Relais wird bewirkt, dass man mit schwächeren und daher auch weniger kostspieligen Linienbatterien auskommt und eine sichere Arbeit der Apparate herbeiführt.

Interessant, wenn auch für den praktischen Telegraphenbetrieb im Grossen ungeeignet, sind die Copirtelegraphen, mittelst welcher auf elektrisch-chemischem Wege Zeichnungen, Karten, Pläne, Copien von Handschriften u. s. w. telegraphisch befördert werden können.

Der erste Gopirtelegraph wurde 1848 von dem Engländer Frédéric Collior Bakewell erfunden; einen verbesserten Apparat dieser Art construirte 1850 der Engländer Bain und weitere modificirte Apparate wurden von Mathias Hipp in Reutlingen, Caselli in Florenz, Davy, Conelli u. A. hergestellt.

Bain liess bei seinem Copirtelegraphen zwei gleichgrosse Metallcylinder mit genau gleicher Geschwindigkeit rotiren, während ein Metallstift langsam auf dem Cylinder gleichmässig vorrückt und somit bei dessen gleichzeitiger Rotation auf dessen Umfange eine enge Spirallinie beschreibt. Auf dem Cylinder der gebenden, d. h. der die Depesche absendenden Station befindet sich die mit Harzfirniss auf Zinnfolie oder Goldpapier geschriebene Depesche und auf der empfangenden Station ein auf chemische Weise präparirtes Papier auf der Metallwalze.

Sobald der mit der Leitung in Verbindung stehende Metallstift während der Bewegung des Apparates die isolirende Schrift berührt, wird der in der metallischen Berührung geschlossene elektrische Strom der Batterie unterbrochen. So lange nun auf der Empfangsstation der elektrische Stift über das präparirte Papier gleitet, wird dessen Präparat unter Bildung einer Farbe zersetzt, sobald aber der Strom unterbrochen wird und daher die Elektrisirung des Stiftes aufhört, bleibt das von demselben berührte Papier unverändert, so dass also die telegraphirte Copie weiss auf farbigem, z. B. blauem Grunde zum Vorschein kommt.

Um die in ihrer Anlage sehr kostspieligen Telegraphenlinien möglichst auszunutzen und den Bedürfnissen des immer fortwachsenden Verkehrs möglichst zu genügen, hat man die sogenannte Doppel télégraphié einzuführen gesucht, welche

darin besteht, dass gleichzeitig durch einen und denselben Draht zwei Telegramme gesendet werden. Für den Effect ist es dabei gleichgiltig, ob die Zeichen dabei in derselben oder in entgegengesetzter Richtung abgesendet werden. Die erstere Art des Telegraphirens nennt man das Doppelsprechen, die zweite Art das Gegensprechen. Bis jetzt sind jedoch die mittelst dieser Telegraphirsysteme erreichten Resultate nicht befriedigend ausgefallen, so dass weder das Doppelsprechen, noch das Gegensprechen im Telegraphendienste eine besondere Bedeutung erlangt hat. Immerhin ist es aber möglich, durch die Combination der beiden genannten Telegraphirsysteme sogar ein vielfaches Telegraphiren durch einen und denselben Draht zu erreichen, indem man gleichzeitig zwei Telegramme zwischen zwei Stationen hin- und hersenden kann. Bei diesem Systeme, auf dessen complicirte Durchführung wir nicht näher ein-gehen können, haben sich grosse Unzuträglichkeiten herausgestellt, welche die noch offenen grösseren Leitungen so sehr beeinträchtigten, dass im Grossen und Ganzen bei den im praktischen Betriebe obwaltenden Verhältnissen eine wirkliche Mehrleistung nur selten erzielt wird, dagegen aber in jedem Falle die Sicherheit und die Schnelligkeit in der Beförderung der einzelnen Depeschen leidet.

Eine sehr wichtige Rolle spielen die elektrischen Telegraphen im Feuerwehrdienste als sogenannte Feuer wehr-Telegraph en.

Die ersten Feuerwehrtelegraphen-Anlagen wurden 1851 von Siemens & Halske in Berlin eingeführt. Sie umfassen die 46 Districts-Polizeibureaux, einige Ministerien und andere öffentliche Gebäude der Stadt. Andere deutsche Städte schritten bald zu ähnlichen Einrichtungen.

Fig. 146.

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Es ist wohl ohne Weiteres klar, dass eine derartige Anlage, wenn sie nur einigermaassen auf Vollständigkeit Anspruch erheben will, eine verhältnissmässig grosse Anzahl von Stationen umfassen muss, wodurch sich die Kosten für die Einrichtung sehr hoch stellen. Um diese Lasten möglichst zu vermindern, hat man die automatischen Zeichengeber eingeführt, welche durch ein einziges Zeichen der Centralstelle den Ort des Feuers innerhalb mehr oder weniger weiter Grenzen angeben. Entdeckt also irgend eine Person den Ausbruch eines Feuers, so hat dieselbe bloss nöthig, nach dem zunächst befindlichen Meldeapparat zu eilen, dessen Glasthiir zu öffnen oder zu zei’brechen und das Zeichen in der einfachen vorgeschriebenen Weise durch Niederdrücken einer Taste zu geben.

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Ein sehr einfacher Feuermelder von W. E. Fein in Stuttgart ist in Fig. 146 dargestellt. Der Apparat befindet sich in einem Holzschränkchen, das an der Wand befestigt wird und dessen vordere Seite durch eine Glasthür verschlossen ist. Die Kurbel K ist in der Pfeilrichtung drehbar _ und bewirkt, dass, nachdem dieselbe an die In-Schriften „Kleinfeuer“, „Mittelfeuer“ oder „Gross-^ feuer“ (die in der Figur nicht angegeben sind) eingestellt wird, ein im Innern des Schrankes angebrachtes Contactrad zwei-, drei- oder viermal rotirt und demgemäss auf der Centralstation das eingestellte Zeichen gibt, wobei auch sofort erkennbar ist, aus welchem Districte das Zeichen gesendet wird.

Als Beispiel einer grösseren modernen Feuertelegraphen-Anlage ist die von E. W. Fein für die Stadt Stuttgart ausgeführte Anlage zu nennen. Die Centralstation, welche für Tag- und Nachtdienst eingerichtet ist, befindet sich auf dem Stadtpolizeiamte. Hier münden die vier Meldelinien, deren jede eine Anzahl Sprechstationen enthält, ein, und stehen mit vier Morse-Apparaten und den zum Betrieb nöthigen Batterien in Verbindung.

Sämmtliche Zeichen und Meldungen aus den vier Linien laufen auf den vier Morse-Schreibern ein und sind dieselben mit Selbstauslösung versehen, wobei der abfallende Anker des Elektro-Magnets den Stromkreis eines Weckers schliesst, der fortdauernde Glockensignale gibt, bis derselbe von dem auf der Centralstation diensthabenden Beamten abgestellt wird und also das Signal auch richtig verstanden worden ist. Durch diese Einrichtung ist ermöglicht, dass die Centralstation von jedem Melder und jeder Sprechstation ohne Weiteres angerufen werden kann. Dagegen werden die Sprechstationen mit Hilfe eines Magnetinductors von der Central Station angerufen und kann dieser Anruf durch besondere Vorrichtungen an alle Sprechstationen der einzelnen, sowie diejenigen mehrerer oder aller vier Linien zugleich gerichtet werden. Ganz gleich verhält es sich auch mit den von der Centralstation abzugebenden Depeschen.

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Vergl. S. 22.

Die elektrischen Uhren.¹;

Es ist wohl leicht erklärlich, dass man sehr bald nach der Erfindung des elektrischen Telegraphen auf den Gedanken kommen musste, die Elektricität auch auf den Betrieb von Uhren anzuwenden, indem dadurch die Möglichkeit gegeben schien, von einer Normaluhr aus eine mehr oder minder grosse Zahl sehr einfacher Apparate für richtige Zeitangabe hersteilen zu können; andererseits glaubte man aber auch mit besonderem Vortbeil bei einzelnen Uhrwerken die sonst durch Gewicht oder Feder ausgeübte bewegende Kraft mittelst des elektrischen Stromes erzeugen zu können.

Man kann die bisher construirten elektrischen Uhren in drei Classen unterbringen, indem man unterscheidet:

1. Elektrische Zeigerwerke oder sympathische Uhren, welche unmittelbar und in der Regel ohne Mithilfe einer anderen Kraft als die des elektrischen Stromes die Angaben einer Normaluhr auf einer grösseren Anzahl von Zifferblättern wiedergeben.

2.    Zeigerwerke mit selbstständigem Gangwerk, welche nur in bestimmten, meist grösseren Zeitintervallen durch elektromagnetische Wirkung richtig gestellt werden.

3.    Elektrische Pendeluhren, bei denen die Elektricität als Motor, d. h. an der Stelle des Gewichtes oder einer Feder wirkt.

Was zunächst die erste Classe anbelangt, so scheint die dadurch zu bewerkstelligende Zeitmittheilung eine sehr bequeme und auf höchst einfache Weise herstellbar zu sein. In der Tliat lässt im Princip die Sache sich derartig einrichten, dass eine Normaluhr in kurzen Zeitintervallen, meistens alle Minuten einen elektrischen Strom schliesst, welcher in den damit verbundenen elektromagnetischen Uhren den an der Achse des Steigrades befestigten Minutenzeiger um einen Theilstrich des Zifferblattes weiter rücken lässt. Hiermit scheint die Möglichkeit vorzuliegen, von einer Centralstelle aus hunderte von einfachen Uhrwerken mit genau übereinstimmender Zeitangabe in Bewegung zu setzen. Leider treten bei dem praktischen Betriebe solcher Uhren aber Umstände ein, welche die Zuverlässigkeit solcher Uhren sehr illusorisch erscheinen lassen, indem der Strom in den Leitungsdrähten durchaus nicht immer in der gehörigen Weise zur Wirkung kommt, theils weil die oberirdisch angelegten Leitungen in den Städten leicht Beschädigungen erleiden, theils weil auch die Luftelektricität ihren Einfluss darauf ausübt.

Die zweite der erwähnten Classen ist in neuerer Zeit ziemlich beliebt geworden, weil dabei die Uebelstände in der Unzuverlässigkeit der elektrischen Leitung weniger hervortreten, indem die Uhr auch ohne die Einwirkung des elektrischen Stromes weiter geht; es kann daher der zur Contrôle oder Richtigstellung der Uhr benutzte Strom längere Zeit versagen, ohne dass die Uhr dadurch ganz ausser Gang gesetzt wird. Es genügt bei derartigen Uhren deshalb auch, wenn der elektrische Strom nach Ablauf jeder Stunde die richtige Einstellung des Zeigers besorgt.

Die dritte Classe der elektrischen Uhren wird zwar vielfach als eine blosse Spielerei betrachtet, es kann jedoch eine elektrische Pendeluhr immerhin auch eine nutzbare Verwendung finden, indem dieselbe als Regulator für sympathische Zeigerwerke benutzt wird. Ferner lassen sich aber auch diese elektrischen Pendeluhren vorteilhaft für astronomische Zwecke benutzen, indem man damit sehr leicht chrono-graphische Apparate verbinden kann. Indessen ist hierbei noch zu bemerken, dass die Gewichts-Pendeluhren mit Quecksilber-Compensation eine so hohe Vollkommenheit erreicht haben, dass ihre übrig bleibenden Unregelmässigkeiten teilweise durch die Unsicherheit in der Zeitbestimmung selbst verdeckt werden. Es ist daher zweifelhaft, ob die elektrischen Uhren genauere Resultate ergeben. Immerhin haben aber die von Hipp construirten elektrischen Pendel sich bei der Ausführung geodätischer Arbeiten auf das Beste bewährt und sind dieselben auch auf Sternwarten vielfach eingeführt.

Wie es scheint, war Steinheil der Erste, welcher die Bewegung eines Zeigerwerkes durch elektromagnetische Wirkung herstellte; es war dies im Jahre 1839. Fast gleichzeitig benutzte auch AVheatstone den von ihm in Gemeinschaft mit Cooke construirten Zeigertelegraphen zur Zeitangabe, indem er denselben mit einer Normaluhr verband, auf deren Steigradachse eine mit 30 Contactstellen versehene Scheibe befestigt war, welche bei ihrer Umdrehung 30 Stromunterbrechungen hervorrief und somit alle Secunden einen Stromschluss herstellte.

Eine vollkommenere elektrische Uhr wurde von E. Stöhrer in Leipzig 1848 construirt, wobei derselbe, wie Steinheil, Wechselströme zum Betrieb benutzte.

Fig. 147.

Die Ilaupttheile dieses Apparates sind in Fig. 147 dargestellt und es stimmen dieselben mit dem früher beschriebenen Mechanismus der Zeigertelegraphen überein.

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WA⁷¹ sind die Pole des Elektro-Magnets, zwischen welchen der aus weichem Eisen gefertigte, um d drehbare plattenförmige Anker 0 oscillirt, wobei derselbe von dem darüber angebrachten Magnetstabe S polarisirt wird. Da nun die Pole JSfN¹ bei der Anwendung von Wechselströmen in den Drahtwindungen des Elektro-magnets fortwährend wechseln, so wird 0 abwechselnd von dem einen Pole angezogen und vom andern abgestossen. Der Doppelhaken L, welcher mit dem Anker 0 auf einer Achse d sitzt, wird dadurch ebenfalls in Oscillation versetzt und wirkt dabei auf das Steigrad R in der AVeise ein, dass dasselbe in schrittweise Umdrehung versetzt wird. Die Stöhrer’schen Uhren wurden 1849 in grösserem Maassstabe in Leipzig ausgeführt; sie befriedigten jedoch nicht, indem ihr Gang durchaus kein zuverlässiger war, weil die Leitungen öfter versagten, daher kamen sie nach einigen Jahren wieder ausser Betrieb.

AVenn, wie bei dem Stöhrer’schen und anderen elektrischen Zeigerwerken, die Anziehung des Ankers zur Fortbewegung des Steigrades benutzt wird, so erhält dasselbe bei jedem Stromschluss einen beträchtlichen Stoss, wodurch mit der Zeit eine nachtheilige AVirkung auf den Mechanismus der Uhr ausgeübt wird. Um diesen Uebel-stand zu beseitigen, haben verschiedene Constructeure die Ankeranziehung des Elektro-Magnets nur zum Spannen einer Feder benutzt, welche letztere beim Rückgänge des Ankers das Vorrücken des Steigrades vermittelt. Bekanntlich wächst die Anziehungskraft eines Elektro-AIagnets sehr rasch, wenn der Anker sich demselben nähert, während der vom Anker zu überwindende AViderstand zu Anfang der Bewegung am grössten ist. Um nun die Bewegung gleichförmig zu machen, benutzt R. Houdin die in Fig. 148 dargestellte Hebelconstruction, dessen AYirkungsweise wohl ohne weitere Erläuterung klar sein dürfte. Nach diesem Princip waren auch die älteren Hipp’schen Zeigerwerke construirt, die 18G1 in Genf in grossem Maassstahe ausgeführt wurden; dass dieselben nicht befriedigten, lag weniger an ihrem Mechanismus, als vielmehr an den Störungen, welche durch atmosphärische Elektricität und durch die Mangelhaftigkeit der Leitungen

entstanden, ln der That befindet sich eine Anzahl dieser Uhren noch heutigen Tages im Bundespalaste zu Bern in ungestörtem Betriebe.

Von den modernen Constructionen elektrischer Uhren haben die von M. Hipp die weiteste Verbreitung gefunden, weshalb wir auf eine etwas ausführlichere Beschreibung derselben eingehen.    zfEf-

Der Indicator (Fig. 149 und 150) wird durch    |—|

Wechselströme betrieben. Das Verbindungsstück P der Elektromagnetkerne mm' ist mit dem Nordpol eines kräftigen Stahlmagnets M verbunden ; der Südpol von M bildet das eine Lager für den um die Achse drehbaren Anker A (Fig. 150). Die Kerne m m werden daher beide, wenn kein Strom durch den Elektro-Magnet geht, gleich stark nordmagnetisch, der Eisenanker A wird dagegen südmagnetisch.

Die Art und Weise, in welcher der Eingriff der Hemmung stattfindet, ist in Fig. 149 zu ersehen. Die eigenthümliche Form des Ankers (Fig. 150) bezweckt, selbst mit einem verhältnissmässig schwachen Strome eine bedeutende Wirkung hervorzubringen; der grosse Weg‘von circa 60° des Kreisbogens, den

Fig. 149.

Fig. 148.

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der Anker bei jeder Strom Wirkung zurücklegt, ermöglicht einen sicheren Eingriff in das Steigrad und macht Erschütterungen und schwächere Inductionsströmejwirkungslos. Geht nun ein Strom von bestimmter Richtung nach dem Elektro-Magnet, so wird in m der vorhandene Nordmagnetismus geschwächt, in m’ verstärkt; der südmagnetische

Die Elekiricität. 4. Aufl.

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Anker bewegt sich daher nach m' hin, wobei der obere Klotz der Spindel das Steigrad um einen Zahn vorwärts schiebt. Kehrt man die Richtung des Stromes um, so legt sich der Anker A wieder an m an und es findet ein abermaliges Yorschieben des

Fi?. 150.

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Rades, diesmal aber mittelst des unteren Klotzes statt. Ein in der Figur nicht sichtbarer Sperrhaken greift in eine zweite, auf der Peripherie des Steigrades befindliche Verzahnung ein und verhindert eine rückgängige Drehung; das verschiebbare Gegengewicht f dient zur Aequilibri-rung des Ankers, während die kleinen, mit Tuch gepolsterten Anschlagsäulen Je (Fig. 150) eine directe Berührung zwischen A und mm' verhindern.

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Uhren, welche für die Perrons von Bahnhöfen, für Strassen u. s. w. bestimmt sind, erhalten oft zwei Zifferblätter; je nach den örtlichen Verhältnissen wählt man parallele Zifferblätter, oder solche, die mit einander einen bestimmten Winkel bilden.

Die Zeigerwerke bestellen in diesem Falle aus denselben Organen, wie in Fig. 149, doch bewegt der Anker hier nicht direct das Steigrad, sondern er überträgt die Bewegung zunächst auf eine verticale Achse, welche letztere mittelst conischer Räder die Achsen der beiden Zeigerwerke in Umdrehung versetzt. Das Innere des Uhrgehäuses enthält ferner einen oder zwei Gasbrenner, welche das aus Milchglas bestehende Zifferblatt zur Nachtzeit erhellen.

Uebersteigt der Durchmesser des Zifferblattes 120 Centimeter, so zieht Hipp vor, die Bewegung der Zeiger durch ein Laufwerk mit Gewichtsbetrieb zu bewirken und nur die alle Minuten erfolgende Auslösung desselben dem galvanischen Strome zu übertragen. Diese Auslösvorrichtung kann auf verschiedene Weise bewirkt werden.

Mit einer so eingerichteten Uhr lässt sich leicht ein Schlagwerk verbinden. Es ist dies z. B. der Fall bei der Thurmuhr zu St. Peter in Zürich, welche als eines der grössten elektrischen Zeigerwerke gilt. Die Zeiger wiegen zusammen 700 Kilogramm und haben eine Länge von 8,4 Meter. Trotzdem ist diese Riesenuhr auf die gewöhnliche Weise in eine der städtischen elektrischen Leitungen eingeschaltet und arbeitet mit demselben Strome, wie die kleinen Zeigerwerke.

Die Normaluhr zeigt je nach der Ausdehnung des Uhrennetzes, das sie betreiben soll, eine verschiedene Anordnung. Jedoch befinden sich stets an ihr zwei von einander getrennte Vorrichtungen, von welchen die eine den jede Minute einmal stattfindenden Stromschluss, die andere den Polwechsel besorgt. Bei ausgedehnten und insbesondere bei öffentlichen Anlagen kommt zumeist ein genau gearbeiteter Regulator mit Secundenpendel und Gewichtsbetrieb zur Verwendung; Stromschluss und Polwechsel werden durch ein besonderes Laufwerk besorgt, welch letzteres in jeder Minute einmal durch die Normaluhr ausgelöst wird. Während der Drehung des Laufwerkes, die eine Dauer von circa 10 Secunden hat, geht der Minutenzeiger des an demselben angebrachten Zifferblattes um einen Theilstrich vorwärts und bewirkt das gleichzeitige Vorrücken des Stundenzeigers.

Die Hipp’schen Uhren sind seit zehn Jahren in 56 Städten Deutschlands, der Schweiz, Italiens und Frankreichs in kleinerem oder grösserem Maassstabe angelegt worden und haben sich überall durch regelmässigen und ununterbrochenen Gang bewährt, wie aus zahlreichen, von den betreffenden Behörden ausgestellten Zeugnissen hervorgeht. In der That beträgt die Zahl der gegenwärtig in Betrieb befindlichen Hipp’schen Zeigerwerke über tausend. Das elektrische Uhrennetz der Stadt Zürich umfasst 145 öffentliche und private Zeigerwerke, welche bei guter Ueberwachung mit grosser Sicherheit functioniren. Die privaten Zeigerwerke sind Eigenthum der betreffenden Abonnenten und werden in der Regel mit 85 Francs bezahlt. Die städtische Bauverwaltung übernimmt die Anlage und den Unterhalt der Leitung, wofür ein Jahresbeitrag von 20 Francs für eine Uhr, von 10 Francs für jede weitere zu entrichten ist.

Die Uhren sind auf acht Linien vertheilt und werden durch drei Regulatoren

betrieben. Als Batterien werden Leclanché-Elemente neuen Modells mit depolari-sirenden Platten benutzt. Pro Regulator genügen in der Regel 7 Elemente von 21 Centimeter Höhe und dieselben können, wenn neu, zwei bis drei Monate ohne Aufsicht stehen. Die Leitungen sind sämmt-lich oberirdisch geführt und werden mit 3 bis 3,5 mm dickem verzinnten Eisendraht, der durch Porzellanglocken isolirt is.t, hergestellt.

Als Rückleitung wird vorzugsweise das Röhrennetz der städtischen Wasserleitung benutzt ;

Gasröhren einzuschalten ist nicht zu em-

Fig. 151.

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pfehlen, weil dieselben häufig keine sichere Leitung darbieten. Die Störungen, von welchen das Züricher Uhrennetz bis jetzt heim-gesucht wurde, hatten stets ihren Grund in einer Beschädigung der Leitungen. Am häufigsten kommen Erdableitungen, namentlich . bei Neubauten, über welche eine Leitung führt, vor.

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Wenn es sich darum handelt, bloss in

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grösseren Zeitintervallen, vielleicht nur einigemal täglich, Zeitsignale abzugehen, so wendet Hipp die in Fig. 151 dargestellte sogenannte Coincidenzuhr an.

Uhr schlägt in der Minute 61 Secunden, ist jedoch für gewöhnlich arretirt. Zieht aber der Elektro-Magnet seinen Anker an, so lässt der Haken b den Hebel c los, der rechts befindliche, mit einem Gewicht beschwerte Arm desselben senkt sich und hierauf kann das Pendel an der halbdurchschnittenen Achse von c durchpassiren. Diese Einrichtung empfiehlt sich in allen Fällen, wo es sich darum handelt, einen Regulator mit einer entfernt stehenden astronomischen Uhr zu vergleichen. Es ist dann an letzterer eine Contactvorrichtung anzubringen, welche den Strom täglich ein- oder zweimal in die Coincidenzuhr sendet. Das Pendel der letzteren bildet alsdann mit demjenigen des zu vergleichenden Regulators einen Nonius, welcher den einundsechzigsten Theil einer Secunde noch zu beobachten erlaubt. In dieser Weise findet von der Sternwarte in Neuchâtel eine tägliche Zeitmittheilung nach den Uhrenfabrikations-Centren Chaux de Fonds, Locie, Ponts, Saint Croix statt.

Das Pendel dieser

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Die Fernsprechkunst oder Telephonie.

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Durch die Anwendung der Telephonie ist das Gebiet der elektrischen Telegraphie nach verschiedenen Seiten hin bedeutend erweitert worden, denn zu dem grossen telegraphischen Verkehr, wie solchen der Welthandel, sowie die wirtschaftlichen und politischen Beziehungen der Völker jetzt erfordert, hat sich der bequemste Kleinverkehr durch das Telephon gesellt, wie solcher für unsere complicirten gewerblichen und socialen Verhältnisse höchst erwünscht ist.

Die Telephonie ermöglicht den elektrischen Verkehr ohne besondere Uebung in bequemster und zweckentsprechendster Weise, während die elektrische Telegraphie besonders eingeübter Beamter bedarf. Anstatt der künstlich zusammengesetzten, in ihrer Wirkungsweise und Verständigungsform für den Laien sehr schwierig zu benutzenden Apparate, wie solche die Telegraphie gebraucht, benutzt die Telephonie

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höchst einfache, in ihrer Anwendung keine besondere Uebung erfordernde Instrumente,, welche ohne Weiteres die directe sprachliche Mittheilung in die Ferne gestatten. Es*, wird somit durch das Telephon den Bedürfnissen des Verkehrs in einer Weise genügt, wie sie gar nicht bequemer und zweckentsprechender gedacht werden kann. Ausserdem ist aber das Telephon auch noch zu mancherlei Zwecken im Gewerbe- und Militärwesen, in der Heilkunst und Wissenschaft zu benutzen.

Gehen wir zur Geschichte des Telephons über, so ist zu erwähnen, dass die Versuche zur Fortleitung des Schalles mittelst geeigneter Uebertragung der Schallwellen schon einer ziemlich weit zurückliegenden Vergangenheit angehören. So weist der englische Elektriker Preece nach, dass sein Landsmann, der Physiker Robert Hooke, bereits 1667 derartige, wenn auch noch ziemlich rohe Versuche anstellte, indem derselbe einen ausgespannten Faden benutzte. Im Jahre 1819 construite Wheatstone einen telephonischen Apparat; welchen er als „magische Lyra“ bezeichnete; derselbe bestand aus einer langen dünnen Stange aus Tannenholz, welche an beiden Enden mit Resonanzkästchen verbunden war und auf diese Art die an dem einen Ende aufgenommenen Töne einiger gespannter Saiten nach dem andern Ende infolge molekularer Schwingungen übertrug. Die Erfindung des eigentlichen Fadentelephons, welches durch die Verbindung zweier elastischer Membranen z. B. ausgespanntem Schweins-darm mittelst eines straff gespannten Fadens hergestellt wird, und welches vor einiger Zeit wieder als Kinderspielzeug auftauchte, ist vielleicht durch die erwähnte Erfindung Wheatstones hervorgerufen oder zufällig schon früher gemacht worden. Interessant ist dieser einfache, nur auf geringe Entfernungen, etwa bis zu 100 Meter, wirksame Apparat insofern, als derselbe zeigt, dass die zur Hervorbringung von Worten dienenden Schallschwingungen ausserordentlich klein sind und eine bedeutende Energie entwickeln müssen, indem sie sich durch einen bis 100 Meter langen Faden fortpflanzen können. Es war damit die Möglichkeit nachgewiesen, nicht nur Töne,, sondern auch Klänge und Sprachlaute bis auf grössere Entfernungen hin zu reprodu-ciren. Die Erklärung dieser wunderbaren Erscheinung gab später der berühmte deutsche Physiker Helmholz auf Grund seiner epochemachenden Untersuchungen. Derselbe zeigte, dass Klänge und Laute nur dadurch von den reinen Tönen sich untei’-scheiden, dass die letzteren aus einfachen, die ersteren aus mehrfach übereinander gelagerten Wellenzügen der Luft oder eines anderen den Schall vermittelnden Mediums bestehen. Da nun der Sprachschall ebenfalls auf Schwingungen beruht, so ist die Möglichkeit der Wiedergabe von Tönen, Klängen und Sprachlauten an einem von der Erzeugungsquelle derselben mehr oder minder entfernten Orte hauptsächlich davon abhängig, dass man einen Apparat herstellt, welcher die verschiedenartigen Schwingungen möglichst getreu wiederholt. Diese'Fähigkeit ist elastischen Platten und ausgespannten trommelfellartigen Membranen in hohem Grade eigen.

Als Grundlage der Erfindung des elektrischen Telephons dient ausser den oben erwähnten Thatsachen die Entdeckung des sogenannten galvanischen Tönens oder der galvanischen Musik durch die amerikanischen Physiker Page und Henry im Jahre 1837. Die Genannten beobachteten nämlich, dass ein in einer aus isolirtem Kupferdrahte-gebildeten Spirale befindlicher Eisenstab durch rasches Magnetisiren und Entmagneti-siren mittelst eines durch Drahtwindungen geleiteten und im rasch wiederholten Wechsel unterbrochenen galvanischen Stromes zum Tönen gebracht werden kann.

Auf Grund dieser Thatsachen construite der am 14. Januar 1874 verstorbene Physiker Philipp Reis in Friedrichsdorf bei Frankfurt am Main das erste elektrische Telephon, welches derselbe am 26. October 1861 dem physikalischen Vereine in Frankfurt am Main vorzeigte.

Dieser, von Reis mit dem von ihm selbst erfundenen Worte „Telephon“ bezeichnete Apparat übertrug musikalische Töne und Melodien, ferner aber auch Worte,, wenn schon nur in etwas unvollkommener Weise, auf ziemlich weite Entfernungen.

Wie bei jedem telegraphischen Apparat muss auch bei einer telephonischen Anlage ein Sender und ein Empfänger vorhanden sein, obschon die beiden durch diese-Bezeichnungen unterschiedenen Instrumente öfter ganz gleichartig construirt sind und

in ihren Rollen ab wechseln, indem beide sich zum Sprechen und Hören benutzen lassen; ebenso oft sind aber auch die beiden zu einer telephonischen Anlage combi-nirten Instrumente, die man als Sender und Empfänger unterscheidet, in ihrer Construction principiell von einander unterschieden, indem jeder derselben der besonderen von ihm verlangten Function, d. i. der Aufnahme der Schallwellen, oder der Wiedergabe derselben in möglichst“vortheilhafter Weise angepasst ist.

Fig. 152 stellt den von Reis construirten Apparat dar.

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Fig. 152.

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Der in der Abbildung links befindliche Zeichengeber oder Sender besteht aus einem würfelförmigen Holzkästchen A, in dessen kreisrund durchbrochenen Deckel die Membrane aus Schweinsblase S ausgespannt ist, während an der Seite ein Schallrohr mit dem Mundstück M einmündet. Auf der Membrane liegt ein dünner Rlatinstreifen g, der in der Mitte der Membrane mit einem kreisförmigen Scheibchen s endet und an •seinem am Kästchen befestigter^ anderen Ende mit der Klemmschraube a in Verbindung steht, mit welcher der positive Leitungsdraht des von der Batterie B erzeugten galvanischen verbunden ist. Ueber dem Platinplättchen s befindet sich ein Meiner Platinstift, der im Scheitel eines aus Messingblech bestehenden Winkels sitzt, welcher bei e einfach am Kästchen befestigt ist, bei f aber mit der Klemme b in Verbindung steht.

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Von dieser Klemme b geht der Leitungsdraht nach dem Empfangs- oder Hörapparate B, nach dessen Klemme c, während der negative Leitungsdraht der Batterie B nach der zweiten Klemme d des Hörapparates führt. Dieser Apparat besteht aus einem etwa 20 Centimeter langen dünnen Eisenstäbchen, das mit einer Pappröhre umgeben, lauf welcher dünner, mit Seide übersponnener Kupferdraht vielfach aufgewunden ist. Die Enden dieses Drahtes stehen mit den Klemmen c und d in Verbindung und der so gebildete stabförmige Elektro-Magnet ruht auf einem flachen Kästchen, das den Resonanzboden bildet. Wird durch den Schalltrichter M in den Sender hineingesungen oder gesprochen, so geräth die Membrane L in entsprechende Vibrationen und schlägt unter dem Impulse jeder Schallwelle mit ihrem Platinscheibchen gegen den Platinstift, wodurch jedesmal ein momentaner, stossartig wirkender elektrischer Strom den Leitungsdraht durchläuft. Unter der Einwirkung dieses Stromes erhält der Eisenstab des Empfangsapparates einen magnetischen Impuls, so dass derselbe durch seine auf diese Weise erregten, rasch aufeinander folgenden Verlängerungen und Verkürzungen bestehenden Längsschwingungen den in den Sender hineingesungenen Ton wiedergibt.

Die Töne des Reis’schen Telephons waren von sehr dürftiger Klangfarbe; in der That bestehen dieselben aus elektrischen Stössen, welche von den Berührungen des Platinstiftchens und des Platinscheibchens auf der Membrane des Senders herrühren und welche den einzelnen Wellenbergen der Schwingungen dieser Membrane entsprechen. Infolge dessen war die Wiedergabe der Töne schnarrend und hart; auch konnten nur einzelne besonders dazu geeignete Worte mit diesem Telephon deutlich wiedergegeben werden. Das Ganze wurde überhaupt von den Physikern nur als eine Curiosität, nicht aber als ein praktisch wichtiger Apparat betrachtet und auch Reis selbst hatte denselben von vornherein nur für Unterrichtszwecke bestimmt, um seinen Schülern die Wirkungsweise des Gehörorgans deutlich zu machen. So kam es denn, dass der deutsche Erfinder und sein Instrument nach kurzer Aufmerksamkeit wieder vergessen wurden, obschon dadurch die Grundlagen des heutzutage zu so grosser Wichtigkeit gelangten Telephons zu Tage traten. Nur in Amerika liess man die Sache

nicht ganz ruhen und schliesslich wurde auch von dorther die Welt mit einem praktischen Telephon beschenkt.

Im Jahre 1868 construirte ein gewisser van der Weyde ein verbessertes-Reis’sches Telephon, welches er im polytechnischen Club zu Philadelphia vorführte. Der Apparat soll deutlich, wenn auch nur schwach und mit näselndem Klange, hineingesprochene Worte übertragen haben. Van der Weyde setzte seine Versuche fort und seinen Bestrebungen schloss sich Elisha Gray in Chicago an, während in England Cecil und Lenardo Wray 1876 einen dem Reis’schen Telephon ähnlichen Apparat vor die Oeffentlichkeit brachten und 1877 Cromwell Varley mit einem auf Anwendung des elektrischen Condensators beruhenden Telephon hervortrat.

Alle diese Telephone eigneten sich jedoch in der Hauptsache nur zur Ueber-tragung musikalischer Töne, nicht aber für articulirten Schall, das ist für die Wiedergabe der Sprache. Die Unvollkommenheit dieser Apparate liegt darin, dass dieselben die Schallwellen durch mechanisch erregte Unterbrechungen des elektrischen Stromes, also durch harte Stromstösse, nicht aber, der Natur der Schallwellen entsprechend, durch Stromwellen oder Stromundulationen übermitteln.

Diese den Physikern damals unmöglich erscheinende Lösung der Aufgabe wurde durch Graham Bell in Boston, einem geborenen Schotten, in sinnreicher Weise ausfindig gemacht.

Graham Bell siedelte 1868 als Taubstummenlehrer von Edinburg nach den Vereinigten Staaten über und trat 1876 auf der Weltausstellung in Philadelphia mit seinem magnet-elektrischen Telephon hervor, welches die grösste Bewunderung erregte, indem dasselbe die deutliche Wiedergabe der Sprache bis auf meilenweite Entfernungen ermöglichte.

Das Bell’sche Telephon unterscheidet sich vom Reis’schen wesentlich dadurch, dass es mit einer magnetischen Membrane, die aus einem sehr dünnen Eisenplättchen

Fig. 153.

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besteht, versehen ist, und dass diese Membrane sich vor den Polen eines Elektro-Magnets be-ji findet. Diese Membrane wird durch die Schallwellen in Oscilla-*f§ tionen versetzt und erregt da-J durch nach dem Gesetz der magne-|Üj tischen Induction in den Draht-r v Windungen des Elektro-Magnets éÊÊmÈÈ^ llfl|j vibrireiule elektrischeStröme,durch welche in dem am anderen Ende der Leitung angebrachten ganz gleich construirten Empfänger vibrirende elektrische Ströme infolge der hervorgerufenen entsprechenden magnetischen Vibrationen, die Eisenmembrane in identische Schwingungen versetzt wird. Auf diese Weise werden in dem Empfänger genau eben solche Schallwellen erzeugt, wie die, welche auf den Sender durch das Hineinsprechen übertragen wurden.

Fig. 153 stellt die Construction des auf diesen Principien beruhenden Bell’schen Telephons im Längsdurchschnitt dar. Der ganze Apparat ist in ein kleines, bequem zu handhabendes Gehäuse aus Holz und Ebonit eingeschlossen, welches vorn in eine kreisrunde Büchse f endet, vor deren Oeffnung sich die dünne Eisenmembrane c angebracht befindet, und auf welche mittelst Schrauben der Schalltrichter e aufgesetzt ist. Innerhalb des stielförmigen Theiles des Gehäuses befindet sich der cylindrische Magnetstab m, der am hinteren Ende mit einer Schraube versehen ist, mittelst welcher man das vordere, den wirksamen Pol bildende Ende des Stabes der Membrane c bis auf die passendste Distanz nähern kann. Auf dem vorderen freien Ende des Magnetstabes m sitzt die Drahtrolle b, auf welcher ein circa 60 Meter langer, mit Seide übersponnener feiner Kupferdraht gewickelt ist. Die Enden dieses Drahtes sind mit zwei durch das Gehäuse hindurchgehenden Kupferstäben dd verbunden, welche am hinteren Ende mit den Klemmschrauben vv in Verbindung stehen, in denen die Leitungsdrähte LL befestigt sind.

Um das gewöhnliche Bell’sche Telephon zu benutzen, ist es nöthig, recht deutlich accentuirt vor dem Schalltrichter des Senders zu sprechen, während der Hörer an der anderen Station sein Ohr dicht an den Schalltrichter des Empfängers anlegt. Diese beiden Apparate, Sender und Empfänger, bilden mit den sie vereinigenden Drähten einen geschlossenen Stromkreis. Es genügt jedoch wie bei den elektrischen Telegraphen auch schon ein einziger Draht, wenn dafür gesorgt ist, dass die beiden Apparate leitend mit der Erde verbunden sind, indem alsdann die Rückleitung des Stromes oder der elektrische Ausgleich durch den Erdboden hindurch erfolgt.

In der Praxis ist es zu empfehlen, an jeder Station zwei Telephone zur Verfügung zu haben, damit gleichzeitig das eine an das Ohr angelegt und in das andere gesprochen werden kann. Auch hört man viel besser, wenn man an jedes Ohr ein Telephon hält.

Uebrigens zeigen sich in der telephonischen Uebertragung mit Bezug auf verschiedene Stimmen bedeutende Unterschiede bezüglich deutlichen Verständnisses. Es trägt durchaus nicht zur grösseren Verständlichkeit bei, wenn man in das Telephon hineinschreit, sondern man muss, um deutlich verstanden zu werden, mit klarer Betonung und bestimmter Aussprache sprechen. Ein gewisser singender Tonfall der Stimme trägt besonders zur deutlichen Wiedergabe der Worte im Telephon bei. Für nicht zu grosse Entfernungen braucht der telephonische Leitungsdraht gar nicht iso-lirt zu .sein, so dass man nackten Kupferdraht verwenden kann, den man auf die Erde auflegt. Nur dürfen hierbei die beiden Drähte einander nicht berühren. Bei sehr kurzen Leitungen schadet sogar die Feuchtigkeit nicht. Man kann auch mit einer Drahtleitung mehrere telephonische Empfänger durch kurze Zweigdrähte verbinden und so bewirken, dass fünf bis sechs Personen gleichzeitig die von einem einzigen Sender ausgehenden Worte hören. Die gleichzeitige mehrfache Uebertragung durch Telephone kann man auch dadurch bewerkstelligen, dass man dieselben in gewissen Zwischenräumen mit einem Leitungsdrahte verbindet. Versuche haben gezeigt, dass auf diese. Weise durch fünf in verschiedenen Punkten eines Leitungsdrahtes eingeschaltete Telephone gesprochen werden konnte. Bei anderen Versuchen hatte man mit einer 12 Kilometer langen Leitung in verschiedenen Distanzen Telephone verbunden und liess drei oder vier Personen durch dieselben mit einander eine Unterredung anknüpfen. Hierbei konnte jede dieser Personen hören, was die Uebrigen sprachen und die sich durchkreuzenden Fragen und Antworten waren gut vernehmbar. Selbst dann, wenn man ein Telephon mit einem anderen 10 Kilometer langen Drahte verbindet, der in 5 Centimeter Entfernung auf 2 Kilometer seiner ganzen Länge mit dem ersten parallel läuft, kann man die durch den ersten Draht statt-findende Conversation hören und auch noch sehr gut die Stimmen an der Klangsorte unterscheiden. Es sind dies sehr bewundernswerthe Leistungen. Hierzu gehört auch noch, dass man mit dem Telephon im Stande ist, die sprachliche Mittheilung bis gegen 300 Kilometer weit und unter besonders günstigen Umständen noch weiter zu übermitteln, obschon man unter gewöhnlichen regelmässigen Verhältnissen das Telephon mit Sicherheit nicht weiter als bis auf 50 bis 60 Kilometer Distanz zu benutzen pflegt, weil dasselbe ein ausserordentlich empfindliches Instrument ist und in der Stromleitung leicht Störungen verschiedener Art sich geltend machen.

Seit der Einführung des Telephons haben viele Erfinder sich damit beschäftigt, ein Telephon in der Weise herzustellen, dass dessen Reproductionen an den verschiedenen Stellen eines grossen Saales gehört werden können. Schon Bell hatte dieses Resultat mit einem besonders für diesen Zweck construirten Telephon erreicht, aber seitdem hat man den telephonischen Apparat noch weiter vervollkommnet, und will noch bessere Resultate erhalten haben. So viel ist wenigstens sicher, dass man mittelst grosser, den Schall aufnehmender Membranen und akustischer Röhren die telephonische Wirkung so zu erhöhen vermag, dass musikalische Töne in einem grösseren Raume überall hörbar sind.

Durch die Auffindung geeigneter Mittel zur möglichst vollständigen Umsetzung

der Schallwellen in elektrische Ströme gelang es, die telephonische Wirkung bedeutend zu erhöhen und überhaupt das Telephon für die praktische Verwendung im Verkehr noch bequemer zu machen. In dieser Richtung wurde von Professor Hughes, dem Erfinder des Typendruck-Telegraphen, entdeckt, dass gewisse Substanzen, insbesondere harte Kohle, bei der Einschaltung in den Stromkreis einer galvanischen Batterie in ausgezeichneter Weise Schalls cbwingungen in elektrische Ströme um-

zusetzen vermögen, wurde es möglich, nicht nur Töne und Worte, sondern auch an und für sich vollständig unhörbare Vibrationen so zu verstärken, dass dieselben mittelst eines in

Fig. 154.

Hierdurch

den Stromkreis in grosser Entfernung als Empfänger eingeschalteten Bell’schen Telephons deutlich hörbar gemacht werden konnten. Da hier noch ein nach diesem System construirter Apparat im Gebrauche für das Gehör eine analoge Rolle übernehmen kann, wie dies durch das Mikroskop für das Auge geschieht, so hat Hughes diesen Apparat, der sich in sonst unzählbar verschiedenen Anordnungen und Combinationen ausführen lässt, ein Mikrophon genannt.

Eine der ersten von Hughes erfundenen Anordnungen des Mikrophons ist in Fig. 154 'dargestellt. Ein kleines Stäbchen aus Hartkohle A ruht mit seinen zugespitzten [Enden in den Höhlungen zweier Kohlenspitzen CCt, welche an einem

Fig. 155.

LAIM

verticalen dünnen Brettchen befestigt sind, das mit einem Rosonanzkasten D verbunden ist. Mit den Kohlenstückchen CG stehen

n. die Drähte xy einer galvanischen Batterie \ in Verbindung, in deren Stromkreis ein \ Telephon eingeschaltet ist. Wird gegen das locker eingespanute Kohlenstäbchen ge-/ sungen oder gesprochen, so gibt das Tele-/ phou die Töne und Laute deutlich wieder, aber auch schon die leiseste Berührung des Resonanzbodens, z. B. das Bestreichen mit einem Haarpinsel, bringt das Telephon zum Tönen.

Nach diesem Princip sind verschieden* artige mikrophonisch-telephonische Apparate construirt worden. Von einfacher, leicht übersichtlicher Einrichtung ist z. B. Blake’s Mikrophon Fig. 155; dasselbe besteht in der Hauptsache aus zwei Kohlenstückchen, welche von zwei leicht biegsamen Federn r und r¹, die als Leiter für den Strom der Batterie B dienen, getragen und mit sanftem Drucke gegen einander gepresst werden. Die beiden Federn sind an einem Metallstück n befestigt, das mittelst der Stellschraube v gehoben oder gesenkt und dabei zugleich etwas seitlich bewegt werden kann, indem diese Stellschraube sich gegen eine an n angebrachte schiefe Ebene stützt; auf diese Weise können die Kohlenstücke in mehr oder minder innige Berührung mit der Membrane cc gebracht werden, vor welcher sich der Schalltrichter e befindet.

Die heutigen Telephonanlagen bestehen in der Regel aus der Verbindung des mikrophonischen Senders mit dem telephonischen Empfänger, der im Princip ein Bell-sches Telephon ist. Erst durch diese Combination des Telephons mit dem Mikrophon

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hat die Telephonie die Vollkommenheit und Bequemlichkeit erreicht, welche sie heutzutage zu einem unschätzbaren Verkehrsmittel stempelt.

In Amerika kam man zuerst zu der Einsicht, dass im städtischen und überhaupt im Localverkehr anstatt der elektrischen Telegraphen das Telephon sich mit Vortheil benutzen lasse. Mit dem Eifer, der den Amerikaner in der Ausführung praktischer

Dinge auszeichnet, ging man alsbald daran, vorläufig in den grössten Städten telephonische Bureaux anzulegen, mittelst welcher die verschiedenen einzelnen Abonnenten dieser Anstalten miteinander beliebig in telephonischen Verkehr treten konnten. Es handelte sich dabei um ziemlich complicirte Einrichtungen. Die Abbildung Fig. 156 illustrirt das telephonische Bureau der kaufmännischen Börse in New-York. Man sieht die Beamten beschäftigt, die Verbindungen zwischen den Abonnenten und mit den verschiedenen anderen telephonischen Bureaux herzustellen und gewinnt einen Einblick in das Getriebe einer solchen Anstalt.

In Europa haben gegenwärtig alle grösseren Städte bereits sehr ausgedehnte Telephonnetze, die sich immer mehr vergrössern.

In Paris sind alle Leitungen mit Benutzung der Kanalisirung unterirdisch angelegt. Die Drähte, welche die Apparate der Abonnenten mit den Centralbureaux, sowie diejenigen, welche die Bureaux unter sich verbinden, sind zu Kabeln vereinigt, die mit Blei umhüllt und in den Kanalgewölben aufgehängt sind. Jedes dieser Kabel enthält 14 von einander isolirte Drähte, welche 7 Doppelleitungen bilden. Ein solches Kabel hat 18 Millimeter Durchmesser. Die mittlere Länge einer Leitung zwischen einem Bureau und einem Abonnenten beträgt 1146 Meter: 170 Hilfsleitungen verbinden die 11 Bureaux mit einander.

Die Centralbureaux bestehen aus einer Keihe sogenannter Tableaux, von denen jedes 25 mit je einem beweglichen Deckel versehene Nummern enthält, welche eben so vielen Abonnementsleitungen entsprechen. Wenn ein Abonnent den Ruferknopf an seinem Apparate drückt, so fällt im betreffenden Centralbureau der Deckel von seiner Nummer nieder und der Beamte weiss sofort, wer gerufen hat; derselbe fragt alsdann den Abonnenten nach der Nummer der betreffenden Person, mit welcher der Letztere in Verkehr zu treten wünscht, stellt dann mittelst zweier durch eine Schnur vereinigter Metallpflöcke oder sogenannter Stöpsel die Verbindung zwischen den beiden Abonnenten her, klappt den Deckel wieder auf die Nummer und entfernt sich. Ein Glockenschlag seitens des ersten Abonnenten zeigt dem Beamten die Beendigung dieser Conversation an. Dieses System ist sehr einfach und gestattet, dass von früh acht bis Abends sieben Uhr circa 100 junge Mädchen nahezu 20,000 Verbindungen der Abonnenten besorgen, wobei auf jeden Abonnenten im Durchschnitt täglich 8 Mittheilungen kommen.

Der Nachtdienst wird von 35 männlichen Beamten besorgt, welche in jeder Nacht bei 1000 Verbindungen zu vermitteln haben.

In Deutschland ging Berlin mit den telephonischen Anlagen voran, und zwar wurde daselbst 1881 der telephonische Verkehr mit 87 Theilnehmern eröffnet. Sehr bald nahm aber das Publicum sehr reges Interesse an der Benutzung des neuen Verkehrsmittels und schon im nächsten Jahre wuchs die Zahl der zwischen den einzelnen Abonnenten geführten telephonischen Gespräche in jedem Monat durchschnittlich um sechstausend.

Im Jahre 1882 hatten die telephonischen Leitungen in Berlin eine Gesammt-länge von 1554 Kilometer erreicht und es waren drei Centralstationen oder Vermittlungsstellen vorhanden, die sich in reichseigenen Gebäuden befinden. Beispielsweise sind in der Centralstation in der Französischen Strasse vier Klappensysteme mit je 50 Klappen aufgestellt. Drei und zeitweilig vier Beamte besorgen in der Zeit von 8 Uhr Morgens bis 9 Uhr Abends den Dienst; dieselben sind mit den bezüglichen Gewohnheiten der Abonnenten bald ganz vertraut geworden; sie wissen, zu welchen Zeiten, mit wem und wie lange die Einzelnen miteinander zu sprechen pflegen. Durch diese Uebung wird das Dienstgeschäft wesentlich erleichtert. Bei den drei Berliner Centralstationen sind in den Tagen vom 1. bis 21. December 1881 im Ganzen 34,530 einzelne Drahtverbindungen ausgeführt worden; es entfallen somit auf den Tag rund 1650 Verbindungen, oder, wenn man die schwächer benutzten drei Sonntage mit 728,540 und beziehentlich 333 Verbindungen in Abzug bringt, 1830 Verbindungen auf den Wochentag. Am stärksten sind die Vermittlungs-Beamten in der Zeit von 12 bis 1 Uhr Mittags während der Börse in Anspruch genommen. In dieser Stunde werden

allein im Centralamte der Französischen Strasse durchschnittlich 158 Verbindungen hergestellt. Von 3 bis 4 Uhr tritt eine kleine Pause ein, während der Verkehr in der Zeit von 5 bis 7 Uhr Abends sich wieder bedeutend steigert.

Von besonderem Interesse sind die Fernsprecheinrichtungen an der Berliner Börse. Die Sprechzellen sind hier so eingerichtet, dass das in den Apparat gesprochene Wort nicht hinaus dringen kann und dass die Sprechenden durch Geräusch von ausserhalb nicht belästigt werden. Zu dem Zwecke sind die Zellen mit doppelten Wänden versehen und die Zwischenräume mit schlechten Schallleitern (Asche, Sägespänen u. s. w.) ausgefüllt. Der innere Raum ist zunächst mit dünner Pappe bekleidet, darüber ist auf Leisten gespannter, mit Baumwollstoff überzogener Filz und erst auf diesem ist die Tapete befestigt. Die nun auf diese Weise eingerichteten Sprechzellen der Berliner Börse werden stark benutzt. Auch die öffentlichen Fernsprechstellen haben bei dem Publicum eine günstige Aufnahme gefunden. Durch sie kann Jedermann gegen Entrichtung von 50 Pfennigen Gebühr für je 5 Minuten Sprechzeit nach Belieben mit jeder anderen Person sprechen, deren Wohnung oder Geschäftslocal in das allgemeine Fernsprechnetz eingeschlossen ist.

Die Construction der jetzt gebräuchlichen Telephone ist bis zur äussersten Bequemlichkeit getrieben. Telephon und Signalapparat sind bei den besten Einrichtungen so auf einer Platte angebracht, dass bei dem Wegnehmen des Telephons von seinem Platze am Apparat sofort die Verbindung zwischen den beiden Stationen sich von selbst herstellt, während durch Hinstellen, respective Hinhängen des Telephons an seinen Platz die beiden Weckapparate in Verbindung gesetzt werden und also zur Benutzung bereit sind. Die Centralstation wird durch einen Weck- und Nummer-Apparat benachrichtigt, wann und mit wem man sich in telephonische Verbindung zu setzen wünscht, und diese Verbindung wird hergestellt, indem der betreffende Beamte an der Centralstation einen metallenen Pflock oder sogenannten Stöpsel an der geeigneten Stelle einsteckt; nach der durch ein Signal angezeigten Beendigung der Unterhaltung -wird der Stöpsel wieder entfernt und damit auch die nun nicht mehr nöthige Verbindung unterbrochen.

Alphabetisches ßegister.

Abstossung, elektrische.........

Accumul ator.............

Aluminiumwerke...........

Ampère..............

Ampère’sches Gestell..........

Ampère's Regel über die Ablenkung der Magnetnadel ..............

Anziehung, elektrische.........

Seite

44

29

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26

Batterie, galvanische.........

—    Leydner ...........

Batterieschaltung..........

Beleuchtung, elektrische........

—    des Anhalter Bahnhofes in Berlin . .

—    des Hafens von Havre......

—    der Wiener Ausstellung......

Bleichung mit Elektricität.......

Bogenlicht............

— im Dienste der Schifffahrt

Boot, elektrisches.....

Bunsen’sche Kohle.....

oog

Element, Danieli- . - Faure-. . . — Leclanché — Maiche- . . — Meidin ger- . — Plante- . . — Tyer- . .    .

— Up ward- . . — Volta- . . . — Wollaston- . Extrastrom . . .

Feuermelder . . .

— Fein’s .    .    .

F euerwehrtelegraph

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Galvanismus.............

Galvanoplastik............

—    Anwendung derselben im Buch- und

Kunstdruck .    .

—    Apparate . . .

—    Begriff und Zweck

14

110

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113 u. ff.

112

Centralversorgung von Städten etc. mit Elektricität .............

— Edison’s ............

Collector.......

Commutator......

Contact-Elektricität . .    .

Contact-Glühlampen . .    .

— Reynier’s.....

Copir-Telegraphen ....

— Bain’s......

Cylinderinductor von Siemens

Deprez’ Versuche in München Dichtigkeit der Elektricität

Differentiallampen.....

— von v. Hefner-Alteneck.

Doppeltelegraphie.....

Drehstrom........

Dynamomaschinen.....

Galvanoskop...........

Gegensprechen ...........

Gleichstrom............

Gleichstrom-Maschinen.......

— mit Blättermagnet......

— Edison............

— Gramme...........

— Gülcher...........

— Siemens und Halske.......

— Trommel...........

Glühlampen............

— Edison’s...........

Glühlichtbeleuchtung, Anwendung der .    .

Grenet-Jarriant-Batteri Griscom-Batterie . .

Grubenbahn in Zauckerode

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79

Eisenbahn, elektrische....... .

Elektrisirmaschine........ . .

Elektricität............

Elektro-Dynamik..........

Elektrolyse ............

—    Analytische Anwendung derselben . .

—    Secundäre Vorgänge bei derselben .    .

—    Theorie derselben........

20,

Elektrolyt

— Widerstand desselben Elektrolytische Erscheinungen. Elektro-Magnet . Elektro-Magnetis Elektrometallurgie . . Elektromotorische Kraft Elektrothermometer . Element, galvanisches — Bunsen . . .

— Chrom- . . .

— constantes . .

Hauptstrom......

Induction........

Inductor, Ruhmkorff’scher .

Influenz........

Intensität, s. o. Stromstärke

Joule’s Gesetz......

Isolation .......

Isolator ........

Kerzen, elektrische . . .    .

— Jablochkoff-.....

Kraftübertragung, elektrische .

— Gesetz der.....

— Verluste bei derselben . — auf grosse Entfernungen Kupferüberzüge, galvanische .

Lampen für Bogenlicht .    .    .

— Brush-.......

— Locomotiv......

— Serrin-......

Leydner Flasche.....

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Seite

Leydner Batterie .

Leiter ....

Leitung, elektrisch Leitungsfähigkeit Licht, elektrisches, seine Eigenschaften und

Entstehung.......

Locomotive, elektrische ....

Magnetinduction......

Magnetmaschinen......

— Pixii........

— Siemens und Halske .    .    .

— Trommel-.......

-    Wilde........

Metallfärbung durch Galvanismus Metallgewinnung aus Verbindungen Mikrophon.........

— Hughes-.......

— Blake- ........

Molecularströme der Magnete .    .

Montirung für Bogenlichtlampen .

—    von Glühlampen ....

Motor, Froment’s......

— Trouvées.......

Multiplicator........

Nadel tel egraph.......

— Bitchie........

— Schilling.......

— Wheatstone......

Naturkräfte, ungenutzte. .    .    .

Naturselbstdruck......

Nebenschlusslampen.....

Negative Elektricität.....

Nichtleiter . .......

Nobili’sche Farbenringe ....

Oersted’s Versuch......

Oeltransformator.......

Ohm...........

Ohm’sches Gesetz......

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Spiegelablesung . .

Spiegelgalvanometer Statuendarstellung durch Galvanoplastik . . .    110

Strassenhahn, elektrische .... Strassenheleuchtung, elektrische .    .

Strom, galvanischer......

—    primärer........

—    secundärer......

Stromregulirung........

—    für Glühlampen......

Stromstärke , Stromtheilung Edison’s

Tafel, Franklin’sche Telegraph ....

—    chemischer . . — Sömmering . .

—    elektrostatischer

Typendruck-Telegraph

— Hughes- . . .

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. . 101

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Parallele Ströme, Anziehung und Abstossung

derselben.............

Pendel, elektrisches..........

Platinüberzüge............

Pol........

Polarisation.....

Positive Elektricität . .

Princip, dynamoelektr. .

Pulvermacher’s Kette . .

TJhr, elektrische . — sympathische — Hipp . . , — Houdin . .

— Stöhrer .    .

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144

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Quantität

Schaltung auf

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16

Vertheilung, elektrische .

Verbleien.......

Vergolden ......

Vernickeln

Versilbern.......

Verzinken.......

Verzinnen.......

Volt.........

Voltameter......

Volta’scher Lichtbogen . . Volta’sche Säule.....

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118

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.    .    20, 90

34

Reibungselektricität

Beinmetallgewinnung

Beiais.....

Bing, Gramme’s. . — I’acinotti's .

Schreibtelegraph . .

— Morse.....

Schweissnng, elektrische Secundärbatterie... Silbergalvanoplastik

Solenoid......

Spannung ......

Differenz Beihe .

Wärme-Entwicklung des galvanischen Stromes 19 Wasserzersetzung . .

—    Apparat. .    .    .

Wechselstrom . . .

Wechselstrom-Maschine

—    Alliance .    .    .

—    Brush ....

—    Ganz ....

—    Gramme . . .

Widerstand ....

Zeigertelegraph .... — Siemens und Halske .

— Stöhrer.....

Zustand, elektrischer. .    .

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16

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.    137

137

¹

Aus Dr. A. Tobler: Die elektrischen Uhren. Wien, Hartleben 1883.

A. Hartleberrs Verlag In Wien. Pest und Leipzig.

DIE

ELEKTRICITÄT IM DIENSTE DER MENSCHHEIT.

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2.    Auflage.

elektrischen Messkunde. Von A. Wilke. 2. Auflage. — IX. Band. Die Grundlehren der Elektricität, mit besonderer Bücksicht auf ihre Anwendungen in der Praxis. Von W. Ph: Hauck. 2. Auflage. — X. Band. Elektrisches Formelbuch mit einem Anhänge, enthaltend die elektrische Terminologie in deutscher, französischer und englischer Sprache. Von Prof. Dr. P. Żech. — XI. Band. Die elektrischen

VIII. Band. Die elektrischen Mess- und Präcisions-Instrnmente. Ein Leitfaden der

Beleuchtungs-Anlagen, mit besonderer Berücksichtigung ihrer praktischen Ausführung. Von Dr. A. v. Urbanitzky. 2. Auflage. — XII. Band. Die elektrischen Einrichtungen der Eisenbahnen und das Signalwesen. Von L. Kohlfürst. — XIII. Band. Die elektrischen Uhren und die Feuerwehr-Telegraphie. Von Dr. A. Tobler. — XIV. Band. Die Haus- und Hotel-Telegraphie. Von 0. Canter. 2. Auflage. — XV. Band. Die Anwendung der Elektricitiit für militärische Zwecke. Von Dr. Fr. Waechter. — XVI. Band. Die elektrischen Leitungen und ihre Anlage für alle Zwecke der Praxis. Von J. Zacharias. — XVII. Band. Die elektrische Eisenbahn, bezüglich ihres Baues und Betriebes. Von Josef Krämer. — XVIII. Band. Die Elektro-Technik in der praktischen Heilkunde.

Prof. Dr. Rud. Levandowski. — XIX. Band. Die Spannungs-Elektricität, ihre Gesetze, Wirkungen und technischen Anwendungen. Von Prof. K. W. Zenger. — XX. Band. Die Weltliteratur der Elektricität und des Magnetismus, 1860—1883. Von Gustav May. — XXI. Band. Die Motoren der elektrischen Maschinen mit Bezug auf Theorie, Construction und Betrieb. Von Theodor Schwartze. XXII. Band.

Von

Die Generatoren hochgespannter Elektricität. Von Prof. Dr. J. G. Wallentin. — XXIII. Band. Das Potential und seine Anwendung zur Erklärung elektrischer Erscheinungen. Von Dr. 0. Tumlirz. — XXIV. Band. Die Unterhaltung und Reparatur der elektrischen Leitungen. Von J. Zacharias. — XXV. Band. Die Mehrfnch-Telegraphie auf Einem Drahte. Von A. E. Granfeld. - XXVI. Band. Die Kabeltelegraphie. Von Max Jüllig. — XXVII. Band. Das Glühllcht, sein Wesen und seine Erfordernisse. Von Etienne de Fodor. — XXVIII. Band. Geschichte der Elek

tricität. Von Dr. Gustav Albrecht. — XXIX. Band. Blitz nnd Blitz-Schutzvorrichtungen. Von Dr. A. v. Urbanitzky. — XXX. Band. Die Galvanostegie mit besonderer Berücksichtigung der fabriks-mässigen Herstellung von Metallüberzügen. Von Joseph Schaschl. — XXXI. Band. Die Technik des Fernsprechwesens. Von Dr. V. Wietlisbach. — XXXII. Band. Die elektro-technische Photometrie, Von Dr. Hugo Krüss. — XXXIII. Band. Die Laboratorien der Elektro-Technik. Von August Neumayer. — XXXIV. Band. Elektricität und Magnetismus im Alterthnme. Von Dr. A. v. Urbanitzky. — XXXV. Band. .Magnetismus und Hypnotismus. Von G. Gessmann. — XXXVI. Band. Die Anwendung der Elektricität bei registrirendeu Apparaten. Von Dr. Ernst Gerland. — XXXVII. Band. E1 ektticiläl nnd Magnetismus als kosmotellurische Kräfte. Von Dr. Theodor Hoh. — XXXVIII. Band. Die Wirkungsgesetze der dynamo-elektrischen Maschinen. Von Dr. F. Auerbach.

— XXXIX. Band. Materialien fiir Kostenvoranschläge elektrischer Lichtanlagen. Von Etienne

de Fodor.

XL. Band. Die Zeittelegraphen und die elektrischen Uhren vom praktischen Standpunkte. Von Ladislaus Fiedler.

Berücksichtigung der elektrischen Strassenbahnen. Von Etienne de Fodor. — XLII. Band. Die Glühlampe. Ihre Herstellung und Anwendung in der Praxis. Von J. Zacharias. — XLIH. Band. Die elektrischen Verbrauchsmesser. Von Etienne de Fodor. XLIV. Band. Die elektrische Schweissung und Löthung. Von Etienne de Fodor —

XLI. Band. Die elektrischen Motoren mit besonderer

n. s. w. n. s. w.

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Biblioteka Politechniki Krakowskiej