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7rß
GRUNDRISS
DER
ELEKTROTECHNIK.
Für den praktischen Gebrauch,
für Studierende der Elektrotechnik und
zum Selbststudium.
Verfasstvon
Heinrich gpatzert,
Ingenieur and Lehrer der Elektrotechnik an der k. k. Staatsgewerbeichule in Wien, X.
I. THEIL.
Maße, Messungen, Elektrische Maschinen und Motoren sammt
einer Einleitung über allgemeine Elektricitätslehre.
Mit 278 Abbildungen.
LEIPZIG UND WIEN.
FRANZ DEUTICKE.
1894.
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IETi<:)ifüö2,H''2- /<W^''*'!!i^'^^
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IUI. 6 "IR^«^
Alle Rechte vorbehalten.
K. uDd k. Bofbcehdroekenl Kjuri ProchMk* in T«Kh*a.
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Vorwort.
Die vorliegende Arbeit ist ans Vervielftlltignngen hervorgegangen,
die ich während meiner gleichzeitigen Thätigkeit als Ingenieur und
Lehrer der Elektrotechnik an der k. k. Staatsgewerbeschule im X. Wiener
Gemeindebezirke für meine Hörer herausgegeben habe.
In der Einleitung gebe ich eine auszugsweise Uebersicht über das
Gebiet der allgemeinen Elektricitätslehre mit besonderer Berücksichtigung
der praktischen Nutzanwendungen, welche hauptsächlich den Anfänger
für das Studium des folgenden Gegenstandes vorbereiten soll.
Da diese Arbeit sowohl für den praktischen Gebrauch, als auch
für ein eingehendes Studium als Grundlage dienen soll, habe ich die
wissenschaftliche Darstellung der physikalischen Maße und das Wichtigste
ans der Theorie und Berechnung der dynamoelektrischen Maschinen
und Motoren aufgenommen. Diese Lehren stellen größere Anforderungen
an den Leser, können jedoch, ohne den Zusammenhang d^s Gegenstandes
zu stören, übergangen werden.
Mit dem reichlichen Materiale, das ich während meiner vieljährigen
praktischen Thätigkeit gesammelt habe, hoffe ich nicht nur dem an-
gehenden Ingenieur, Elektrotechniker und Monteur, sondern auch dem
Studierenden der Elektrotechnik dienlich zu sein.
Indem ich diese vielfach umgearbeiteten und vermehrten Verviel-
fältigungen über mein^ Vorträge der Oeffentlichkeit übergebe, erübrigt
mir der Wunsch, dass dieselben in weiteren Kreisen dieselbe freund-
liche Aufiiahme finden mögen, wie in dem engeren Kreise meiner Hörer.
Wien, am 30. März 1894.
Der Verfasser.
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Inhalts-Verzeichnis.
Einleitung. seit«
1. Gegenstand 1
Elektricität der Buhe.
L Kapitel. IHe Elektricität im Znstande der Isolation 8
§ 2. Elektricit&t . ^ 8
§ 8. Positiv und negativ elektrische Körper 8
§ 4. Gute und schleckte Leiter der Elektricität 4
§ 6. Mittheilung der Elektricität 4
§ 6. Elektroskop ' 4
§ 7. Elektricität durch Femwirkung 6
§ 8. Natürliche und gebundene Elektricität 6
§ 9. Dielektrische Polarisation 6
§ 10. Elektrisinnaschine 6
§ 11. Hydroelektrisirmaschine 6
§ 12. Ansammlungsapparate , 7
§ 18. Plattenkondensatoren 7
§ 14. Cylinderkondensatoren 9
§ 16. Kugelkondensatoren 10
§ 16. Kondensatoren 10
§ 17. Dielektricität . . . , 10
§ 18. Influenzelektrisirmaschine 11
§ 19. AtmosphSrische Elektricität . 11
§ 20. Blitz, Donner, Blitzableiter 11
§ 21. Nordlicht (Polarlicht) 11
§ 22. Ruhende Elektricität 11
U. Kapitel. Die Wirkungen der Elektricität 12
§ 23. Wirkungen des elektrischen Stromes 12
I. Wirkungen im Schließungsbogen . .' 12
§ 24. Physiologische Wirkungen 12
§ 26. Chemische Wirkungen 18
§ 26. Wärmewirkungen 13
§ 27. Lichtwirkungen 13
§ 28. Mechanische Wirkungen 13
II. Wirkungen außerhalb des Schließungsbogens 13
§ 29. Magnetische Wirkungen 13
§ 30. Elektrische Wirkungen 13
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VI
Elektricität der Bewegung. seit«
I. Kapitel. Die £iitstehimg des galTanischen Stromes 14
§ 31. ElektricitätserreguDg 14
II. Kapitel. Wirknngen des galvanischen Stromes 15
§ 32. Wirkungen des galvanischen Stromes 15
I. Wirkungen des galvanischen Stromes im Stromkreise . . 15
§ 33. Physiologische Wirkungen 15
§ 34. Chemische Wirkungen 16
§ 85. Wärmewirkungen 20
§ 86. Lichtwirkungen 21
n. Wirkungen des galvanischen Stromes in die Ferne ... 21
§ 37. Magnetische Wirkungen 21
§ 88. Wirkungen der Bewegung des elektrischen Stromes oder Elektro-
dynamik 25
§ 89. Elektrodynamische Induktion 34
§ 40. Thermoelektricität 41
§ 41. Thierische Elektricität 41
Angewandte JElektrieitätslehre oder Elektrotechnik.
I. Abschnitt.
Elektrische Mafie.
L Kapitel. Die praktischen elektrischen Maße 42
§ 42. Einleitung 42
§ 43. Das Ohm 43
§ 44. Das Ampere 46
§ 45. Das Volt 46
§ 46. Wesen der Elektricität 47
§ 47. Das Ohm'sche Gesetz 48
§ 48. Das Farad 61
§ 49. Arbeit, Effekt (Leistung) 52
II. Kapitel. Die theoretischen und praktischen physikalischen Ma0e ... 52
I. Physikalische Maße 52
§ 50. Fläche 52
§ 51. Eauminhalt 62
§ 52. Geschwmdigkeit 63
§ 68. Beschleunigung 64
§ 54. Kraft 64
§ 55. Arbeit 65
§ 66. Effekt 56
§ 57, Wärmeäquivalent 66
§ 58. Magnetismus 67
§ 59. Elektrische Einheiten 57
n. Elektromagnetische Einheiten 57
§ 60. Stromstärke 57
§ 61. Elektricitätsmenge 58
§ 62. Elektromotorische Kraft 69
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vn
Seite
§ 63. Indaktionscoe£acient 59
§ 64. Widerstand 61
§ 65. Kapacitfit 61
§ 66. Elektrische Arbeit 61
§ 67. Elektrischer Effekt 62
II. Abschnitt.
Messungen.
I. Kapitel. Die Gesetze der StromTerzweigimg 66
§ 68. Erstes Gesetz von Kirchhoff 66
§ 69. Zweites Gesetz von Kirchhoff 66
§ 70. Einfache Stromverzweignng 66
§ 71. Die Brückenmethode von Wheaatone v 67
II. Kapitel. Messmethoden nnd Messinstramente 67
§ 72. Galvanometer, einfachste Messmethode 67
§ 73. Eintheilung der Messinstramente 68
I. Wissenschaftliche und technische Galvanometer .... 68
§ 74. Das Universalgalvanometer 68
§ 75. Einfachste Messbrücke 76
§ 76. Das Torsionsgalvanometer 77
§ 77. Das Elektrodjnamometer 82
§ 78. Messbrücke für sehr kleine Widerstände 84
§ 79. Weitere wissenschaftliche Galvanometer 88
§ 80. Die wichtigsten Instrmnente znr Messung von Wechselströmen 89
§ 81. Messung der WechselatrOme 89
IL Industrielle Galvanometer 89
§ 82. Industrielle Galvanometer , 89
§ 88. Eintheüung der industriellen Galvanometer 90
§ 84. Spiralanziehimg 90
§ 85. Magnetische Abstoßung 95
§ 86. Elektromagnetische Anziehung 96
HL Weitere industrielle Galvanometer 97
§ 87. Wechselstromvoltmesser 97
§ 88. Elektrodjnamometrischer Stromzeiger für Lichtleitungen . . 97
§ 89. Maximum- und Minimum-Voltmesser 98
§ 90. Ampiremesser mit Stromrichtungsanzeiger 99
§ 91. Registrirende Messinstrumente 99
§ 92. DasEinschalten^die Montage und das Aichen der Messinstrumente 99
§ 93. Die Haupteigenschaften der industriellen Galvanometer und
die Mittel zur Erreichung derselben 103
§ 94. Die Prüfung der iudiutriellen Galvanometer 105
§ 95. Die Berechnung 105
§ 96. Schaltungen der industriellen Galvanometer 106
IV. Elektrische Arbeitsmesser 107
§ 97. Einleitung und Eintheilnng 107
§ 98. Die Coulombzähler 107
§ 99. Die Voltcoulombzähler 110
§ 100. Die Voltamp^rezähler 112
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vm
in. Abschnitt.
Elektrische Maschinen und Motoren. seit«
I. Kapitel. Einleitimg und Eintlieilimg 113
§ 101. Einleitung und Eintheüong 118
n. Kapitel. Magnetelektrische Maschinen 114
§ 102. Magnetelektrische Maschinen mit Dauermagneten 114
§ 103. Elektrische Maschinen mit separat erregten Magneten . . . 118
III. Kapitel. Dynamo-elektrische Maschinen und Motoren 119
I. Die Erzeugung von Strom und Kraft 119
§ 104. Das dTuamoelektrische Princip 119
§ 105. Die Dynamomaschine und der Elektromotor 119
IL Wesentliche Bestandtheile ' . . . . 124
§ 106. Eintheilung 124
§ 107. Der Anker ... - 124
§ 108. Die Binge von Pacinotti und Gramme 126
§ 109. Magnetisches Feld 126
§ 110. Flachringanker 128
§ 111. Der Trommelanker 129
§ 112. Die Binganker der vielpoligen Maschinen 131
§ 113. Der Trommelanker der vielpoligen Maschinen 133
§ 114. Der Vergleich der Ring- und Trommelanker 133
§ 115. Der Scheibenanker 135
§ 116. Anker mit offener Wickelung * 136
§ 117. Die Anker der Wechselstrommaschinen 139
§ 118. Die Hauptmgenschaften der Ankerwickolungen 140
§ 119. Die Berechnung der Ankerwickelung 141
§ 120. Die Stromabgeber 145
§ 121. Die Haupteigenschaften eines Stromsammlers 147
§ 122. Der Kollektor von Helios 148
§ 123. Die Bürsten 149
§ 124. Die Einstellung der Bürsten 151
§ 125. Feldmagnete 152
§ 126. Die Formen der Feldmagnete 154
§ 127. Gruppe 1 155
§ 128. „ II 157
§ 129. n III 164
ni. Schaltung und Regelung der Maschinen und Motoren . . 166
§ 130. Bezeichnungen für die Betriebsgrößen 166
§ 131. Reihenmaschine 167
§ 132. Nebenschlussmaschme 169
§ 133. Maschinen mit gemischter oder Verbnndwickelung . . . . 171
§ 134. Weitere Schaltungen für Gleichspannung 173
§ 135. Schaltung für gleichbleibende Stromstärke 173
§ 136. Andere Arten der Regelung •. . 173
§ 137. Die Regelung der Wechselstrommaschinen 177
IV. Die Zusammenschaltung der Dynamomaschinen 179
§ 138. Die Zusammenschaltung 179
§ 139. Hintereinanderschaltung 180
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IX
8«ite
§ 140. Nebenemanderschaltung; 181
§ 141. Zusammenschaltung; von Wechselstrommaschinen 187
y. Untersuchung der Djnamomaschinen und Motoren . . . 187
§ 142. Die wichtigsten HilÜBapparate 187
§ 143. Stromrichtangs- und Polbestimmungen 197
§ 144. Die Untersuchung der Isolation elektrischer Maschinen . . . 198
§ 145. Die Prüfung der Leistungsfähigkeit der Maschinen .... 207
§ 146. y ortheile beim Prüfen der Maschinen und Motoren . . . . 214
yi. Weitere Bemerkungen über die Konstruktion der Dynamo-
maschinen und Motoren 217
§ 147. Der Anker 217
§ 148. Die Magnete 218
YIL Theorie der dynamoelektrischen Maschinen und Motoren 221
§ 149. yerlauf der während einer Umdrehung des Induktors inducirten
elektromotorischen Kraft 221
§ 150. Summirung der einzelnen elektromotorischen Kräfte während
einer Umdrehung 222
§ 151. Gleichstrom — Wechselstrom 224
§ 152. Bestimmung der inducirten elektromotorischen Kraft, beziehungs-
weise der wahren Stromstärke in irgend einer bestimmten Phase
der Bewegung nach Joubert 225
§ 153. Bifilare Wickelung 226
§ 154. Unterschied zwischen Gleich- und Wechselstrom 226
§ 155. Selbstinduktion 229
§ 156. Selbstinduktion und Kapacität 230
§ 157. Grundgleichung der Dynamomaschinen 231
§ 158. Kinfühnmg der Winkelgeschwindigkeit in die Grundgleichung 232
yin. Berechnung dynamoelektrischer Maschinen und Motoren 233
§ 159. yersuchsmaschinen 233
§ 160. yerwertung der yersuchsmaschinen fQr die Berechnung sämmt-
lieber Gleichstrommaschinen 235
§ 161. Die gestellte Aufgabe 235
§ 162. Umrechnung einer Maschine auf eine gleich leistungsfähige
anderer Spannung 235
§ 163. Aenderung der Umdrehungszahl bei gleicher Leistung . . . 235
§ 164. Maschinen für hohe Leistungen 236
§ 165. Umdrehungszahl 286
§ 166. Maschinen mit Nuten- und Lochankem 236
§ 167. Wahl der zulässigen Beanspruchung 236
§ 168. Isolation 237
§ 169. Anzahl der Lagen . ., 237
§ 170« Anzahl der Abtheilungen 237
§ 171. Magnetisches Feld 238
§ 172. Wirksamer Ankerdraht 238
§ 178. Anker 238
^ 174. Eisenquerschnitt 238
§ 175. Feldmagnete 239
§ 176. Wechselstrommaschinen 240
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Seite
§ 177. Motoren 240
§ 178. Bemerkungen 241
IX. Berechnung der Magnetwickelnng dynamoelektrischer
Maschinen und Motoren 241
§ 179. Der magnetUche Stromkreis 241
§ 180. Theorie von J. u. E. Hopkinson .... - 243
X. Wechselstrom 255
§ 181. Die elektrische Arbeit des Wechselstromes ; 255
§ 182. Mehrphasige Wechselströme 257
XI. Beschreibung von Dynamomaschinen und Elektromotoren 263
§ 183. Die Maschine der Type LH von Siemens & Halske .... 268
§ 184. Das Modell N der Firma B. Egger & Co 264
§ 185. Die K-Motoren von Siemens & Halske 267
§ 186. Die Manchestermaschine der Firma Kremenesky, Mayer & Co. 268
§ 187. Die sechspolige Maschine der Firma B. Egger & Co. . . . 270
§ 1^8. Die vierpolige Maschine der Berliner Maschinenbau-Aktien-
gesellschaft 273
§ 189. Die Wechselstrommaschine der Firma Gans & Co 273
§ 190. Die Drehstrommaschine der Maschinenfabrik Oerlikon in Oerlikon 276
§ 191. Der Drehstrommotor der Allgemeinen Elektricit&tsgesellschaft
in Berlin 278
Tafel über Durchmesser, Längen, Querschnitte, Gewichte und Wider-
stände von Kupferdrähten 281
Tafel zum Universalgalvanometer 283
Tafel der Quadrate, Cuben, Quadrat* und Cubikwurzeln, Beciproken
und natürlichen Logarithmen aller natürlichen Zahlen von 1 —100 285
Tafel der KreisumfJinge und Kreisflächen der Kreisdurchmesser von
0-02—100 . 287
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Einleitung.
1. Oegenstand. Alles, was wir durch unsere Sinne wahrnehmen
könneüj heißt Sinnenwelt oder Natur.
Die Wissenschaft, welche sich mit der Erforschung und Erkennt-
nis alles dessen, was wir durch unsere Sinne wahrnehmen können, be-
fasst, heißt Naturwissenschaft oder Naturkunde.
Mit den Sinnen nehmen wir wahr:
a) Natur-Körper oder Gegenstände, das sind mit Stoff (Ma-
terie oder Substanz) ausgefüllte, allseitig begrenzte Theile des Raumes und
b) Erscheinungen oder Phänomene (Eigenschaften und Ver-
änderungen), die nicht allein, sondern nur an den Körpern vorkommen,
z. B. Ton, Farbe, Ruhe, Bewegung u. s. w.
Die Naturwissenschaft zerfkUt demnach in die Beschreibung der
Naturkörper (Naturprodukte im Gegensatze zu Kunstprodukten), Natur-
beschreibung oder Naturgeschichte und in die Untersuchung
der an den Körpern auftretenden Erscheinungen, Naturlehre.
Die Naturkörper zerfallen in organische Körper (Thiere und
Pflanzen) und unorganische (leblose) Körper.
Mit den Erscheinungen an den unorganischen Körpern befassen
sich die Physik und die Chemie. Jene Erscheinungen, bei welchen
der Stoff der Körper nicht verändert wird, gehören in das Gebiet der
Physik, jene Erscheinungen dagegen, bei welchen der Stoff der Kör-
per verändert wird, in das Gebiet der Chemie.
Die nächsten Zweige der Physik sind: Die Mechanik, der
Schall, die Lehre vom Licht, die Wärmelehre, der Magnetis-
mus und die Elektricität.
Die Elektricitätslehre zerfkUt in die allgemeine Elektrici-
tätslehre und in die angewandte Elektricitätslehre oder
Elektrotechnik.
Die allgemeine Elektricitätslehre lehrt die Erscheinungen,
die Gesetze und Wirkungen der Elektricität, die angewandte Elek-
tricitätslehre oder Elektrotechnik dagegen wendet die Wir-
kungen der Elektricität in der elektrotechnischen Industrie für die ver-
schiedensten Zwecke des praktischen Lebens an.
Kratserty Elektrotechnik. 1
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L — 2 —
Die allgemeine Elektricitätslehre zer&Ut:
In die Elektricität der Ruhe (Reibungselektrieität, sta-
tische Elektricität oder Elektrostatik), welche die Erscheinun-
gen, die Gesetze, sowie die Wirkungen sehr kurze Zeit dauernder
(augenblicklicher oder momentaner) Ströme (elektrischer Schläge) oder
auf längere oder kürzere Zeit unterbrochene Folgen solcher Ströme,
zum Gegenstande hat und
in die Elektricität der Bewegung (Berührungselektri-
cität, dynamische Elektricität, Galvanismus oder Voltais-
m us), welche sich mit den Erscheinungen, den Gesetzen und den Wirkun-
gen einer ununterbrochenen (continuirlichen) Gegenströmung und Vereini-
gung der beiden entgegengesetzten Elektricitäten befasse.
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Elektricität der Ruhe.
I. Kapitel.
Die Elektricität im Zustande der Isolation.
2. Elektricität. Reibt man einen Glasstab (eine Glasröhre) mit
einem amalgamirten Leder, so erhält derselbe folgende Eigenschaften:
a) Der Glasstab zieht Hollundermarkktlgelchen, Papierschnitzelchen
u. s. w. an und stößt sie nach der Berührung wieder ab.
h) Beim Reiben hört man ein knisterndes Geräusch.
c) Zwischen Reibzeug und Glasstab springen kleine Funken über,
aus dem Glasstabe kann man mit den Fingern Funken ziehen, die im
Finstern sichtbar sind.
Ein Körper, welcher diese Eigenschaften besitzt, ist elektrisch.
Die Ursache elektrischer Erscheinungen, nennt man Elektricität.
Bei sämmtlichen Versuchen über Reibungs-
elektricität ist insbesondere darauf zu achten,
da«s die Apparate trocken und warm sind und
bleiben.
Nach der Geschichte der Physik war
dem griechischen Philosophen TalesvonMilet
(600 V. Chr.) die Eigenschaft des Bernsteines
(electron), durch Beiben die Fähigkeit zu er-
langen, andere KOrper anzuziehen, bekannt;
erst im Jahre 1600 wurde dieselbe Eigenschaft
an andern Körpern von dem englischen Physiker
William Gilbert nachgewiesen.
3. Positiv und negativ elek-
trische Körper. Theilt man zwei neben-
einander befindlichen Ballons A und J5,
Fig. 1, die Elektricität einer geriebenen Fig. i.
Glasstange mit, so werden sich dieselben
abstoßen. Dasselbe geschieht, wenn man den beiden Ballons die Elek-
tricität einer mit Wolle oder Pelz geriebenen Harzstan geübermittelt. D. h.:
Gleichnamige Elektricitäten stoßen einander ab.
1*
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4 —
Theilt man, Fig. 1, einem Ballon C Glas-, dem anderen D Harz-
Elektricität mit, so ziehen sie einander aus größerer Entfernung an. D. h. :
Ungleichnamige Elektricitäten ziehen einander an.
Sobald sich letztere Ballons bertlhren, heben die beiden Elektri-
citäten einander auf, ähnlich wie positive und negative Größen
in der Mathematik. D. h.:
Gleiche Mengen positiver und negativer Elektricität
heben sich auf (neutralisiren sich). Dieses Gesetz steht im Zu-
sammenhange mit der Annahme, dass jeder unelek-trische Körper beide
Elektricitäten in gleicher Menge enthalte.
Man nennt mit Franklin (1751) die Glaselektricität die positive,
die Harzelektricität die negative Elektricität.
4. Oute und schlechte Leiter der Elektricität. Körper, welche
die Elektricität, wenn sie mit einem elektrischen Körper bestrichen
werden, schnell aufiiehmen und sie ebenso schnell an ihre Umgebung
abgeben, nennt man gute Leiter der Elektricität; diese müssen,
wenn ihre Elektricität andauern soll, durch schlechte Leiter der
Elektricität (Isolatoren oder Dielektrika) isoUrt werden, das
sind solche Leiter, welche die Elektricität sehr langsam aufnehmen und
sehr langsam abgeben.
Gute Leiter sind die Metalle, Kohle u. s. w., schlechte Lei-
ter dagegen Glas, Porzellan, Guttapercha, Kautschuk, Holz, Ebonit,
Vulkanit, Baumwolle, Hanf, Jute, Seide, Papier, Pressspan, Fibre, Sta-
bilit, Glimmer u. s. w.
5. Mittheilung der Elektricität. Streicht man einen guten Leiter
mit einem elektrischen Körper, so wird derselbe durch Mittheilung
gleichnamig elektrisch; die Menge der Elektricität, die der gestrichene
Körper gleich nach der Mittheilung besitzt, hat der
streichende Körper verloren.
6, ElektroBkope. Jeder Apparat, welcher dazu
dient, den elektrischen Zustand eines Körpers und die
Art desselben zu erkennen , nennt man einElektroskop.
Eines der gebräuchlichsten Instrumente ist das
Goldblattelektroskop von Bennet (1887), Fig. 2.
In einem Glasballon G sind die beiden Goldblättchen B
an einem Messingdrahte D befestigt. Der Messingdraht
ist an der Einführung in den Ballon durch ScheUak
isolirt. Das Ende des Messingdrahtes steht mit dem
Kollektorknopfe C in metallischer Verbindung.
1. Versuch. Erkennung des elektrischen
Zustandes eines Körpers. Legt man an den Knopf C
Fig. 2.
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einen elektrischen Körper, so werden die beiden Pendel B gleichnamig
elektrisch nnd stoßen einander ab.
2. Versuch. Unterschied zwischen positiver und nega-
tiver Elektricität. Theilt man dem Knopfe C Glaselektricität mit,
so gehen die beiden Pendel B auseinander, sie fallen jedoch zusammen,
wenn man dem Knopfe C gleich darauf Harzelektricität mittheilt.
7. Elektricität durch Femwirkung. Nähert man, Fig. 3, einem
elektrischen Körper A einen unelektrischen jBC, welchen der Glas-
träger J isolirt trägt, so
vdrd der letztere Körper an _ B-^t
der Seite B ungleichnamig,
an der Seite C gleichnamig
elektrisch mit dem Körper^.
Man nennt diese Elektri-
cität, Elektricität durch
Fernwirkung, Ver-
theilung, Influenz oder
Induktion.
8. Natürliche und ge-
bundene Elektricität. Jeder Fig. 3.
Körper ist von Natur aus
elektrisch und enthält beide Elektricitäten in gleicher Menge (§ 3).
Berührt man, Fig. 3, den Körper BC mit dem Finger, so springt zwi-
schen Körper und Finger ein Funke über, die Pendel in C fallen zu-
sammen, d. h. die positive Elektricität ist zur Erde abgeleitet worden,
die Pendel bei B stoßen einander stärker ab, d. h. die negative Elek-
tricität des Körpers BC bleibt von der positiven des Körpers A
gebunden.
9. Dielektrische Polarisation. Auch auf Nichtleiter wirkt die
Elektricität in die Ferne ein, jedoch nur derart, dass die entgegen-
gesetzten Elektricitäten in den kleinsten
Theilchen (Massentheilchen oder Mole-
külen) derselben getrennt werden, sowie
es Fig. 4 veranschauUcht. Dieser Zustand
der Nichtleiter heißt dielektrische Po-
larisation. Jedes Massentheilchen zeigt
-f- und — Elektricität. Die ungleich- Fig. 4.
namigen Pole sind, ähnlich wie in Fig. 3,
dem in die Ferne wirkenden elektrischen Körper zu-, die gleich-
namigen dagegen abgewendet.
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— 6
10. Die Elektrisirmaschine (Otto vonGuericke,! 663), Fig. 5.
Die wichtigsten Bestandtheile der Elektrisirmaschine sind folgende:
a) Ein zu reibender Körper, Glasscheibe G.
b) Ein reibender Körper, Reibzeug, Reibkissen R überzogen mit einem
Amalgame aus Quecksilber, Zinn und Zink.
c) Ein isolirter Leiter, -j" Konduktor C, welcher die erzeugte -j- Elek-
tricität aufnimmt.
d) Ein isolirter Leiter, — Konduktor K^ welcher die erzeugte — Elek-
tricität aufnimmt.
Auf dem Konduktor kann behufs Vergrößerung seiner Oberfläche,
der sogenannte Winter 's che Ring aufgesteckt werden. Derselbe be-
steht aus einem Kupferdraht, wel-
cher sich innerhalb eines Holz-
ringes befindet. Kupferdraht und
Konduktor stehen in metallischer
Verbindung, so dass durch den
Kupferdraht die Oberfläche des
Konduktors vergrößert erscheint.
Aus den beiden Holzringen
Si und Äg, welche sich zu bei-
den Seiten der Glasscheibe G be-
finden, ragen, gegen die Scheibe
hin, metallische Saugspitzen her-
vor, von denen eine Metalleitung
zum Konduktor führt. Die Saug-
spitzen saugen die -j- Elektricität,
durch die sogenannte Spitzenwir-
kung, von der Glasscheibe G auf
den -j- Konduktor C Beim Reiben werden die Scheibe positiv, das Reib-
zeug negativ elektrisch. Die — Elektricität strömt auf den — Kon-
duktor K. Eine von diesen beiden Elektricitäten muss zur Erde ab-
geleitet werden, wenn sich die beiden Elektricitäten nicht schon beim
Entstehen wieder vereinigen sollen. In Fig. 5 deutet L die Leitung
zur Erde an.
Einfache Elektrisirmaschinen stellen Übersetzungen, z. B. Riemen-
übersetzungen, dar.
Bei dem Schleifen des Kiemens tiberspringen zwischen Kiemen und Scheibe Fun-
ken, aus dem Riemen kann man Funken ziehen.
11. Die Hydroelektrisirmaschine (Armstrong, 1840) erzeugt
Elektricität durch Reibung von Wasserdämpfen an dem Hahne eines
isolirten Dampfkessels.
Fig. 6.
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7 —
12. Die Ansammlungsapparate (Kondensator und Ladnngs*
apparat). Von dem Konduktor einer Elektrisirmaschine aus kann
man einem Leiter nur so lange Elektricität mittheilen, bis die elektrische
Dichte des Leiters gleich derjenigen des Konduktors ist. Zur Ansamm-
lung grosser Mengen beider Elektricitäten in zwei von einander iso-
lirten Leitern oder einer Elektricität in einem Leiter und zur Ver-
dichtung kleiner Elektricitätsmengen, um dieselben nachweisen und
messen zu können, dienen die sogenannten Ansammlungsapparate;
sie beruhen wesentlich auf der im § 7 beschriebenen Femwirkung der
Elektricität.
Die Kondensatoren werden in Platten-, Cylinder- und
Kugelkondensatoren eingetheilt.
13. Plattenkondensatoren. Diese Kondensatoren bestehen aus
zwei sich gegenüberstehenden, parallelen, leitenden Platten. Zwischen
den Platten befindet sich ein Isolator.
Die Platte, welcher Elektricität mitgetheilt wird, heißt Kollektor-,
die andere Kondensatorplatte.
1. Der Ansammlungsapparat von Riess (1853), Fig. 6.
Die wichtigsten Bestandtheile dieses Apparates sind der Kollektor -4,
der Kondensator B und der Fortsatz C sammt der Kugel, ge-
tragen von dem Kollektor A. Klappt
man B um das Gelenke b um und
verbindet C mit dem -\- Konduktor
einer Elektrisirmaschine, so wird A
durch Mittheilung positiv elektrisch.
Dreht man nun B in die der Figur
entsprechende Stellung zurück, so
wirkt A auf B vertheilend ein. Die
A zugewendete Fläche von B wird
durch Femwirkung negativ, die ab-
gewendete positiv elektrisch. Die
+ Elektricität von B wird die — Elek-
tricität von B neutralisiren (§ 3). Lei-
tet man jedoch die + Elektricität
B zur Erde ab, so wird die — Fläche
von B stärker elektrisch. Diese
— Elektricität zieht die -f- Elektricität von A und C in die dem Kon-
densator zugewendete Fläche von A^ so dass die Dichte der Elektri-
cität in A und C vermindert wird. Die Dichte der Elektricität der
Fortsatzkugel sinkt unter die des Konduktors der Elektrisirmaschine
Flg. 6.
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— 8 -
und bei gegenseitiger Berührung muss auf die Fortsatzkugel wieder
Elektricität übergehen. Dieser Vorgang wiederholt sich so lange, bis
die Dichte der Elektricität der Fortsatzkugel gleich ist der Dichte der
Elektricität auf dem Konduktor der Elektrisirmasehine ; der Ansamm-
lungsapparat ist geladen.
Unter der Verstärkungszahl eines Ansammlungsapparates ver-
steht man den Quotienten der Dichte des Kollektors durch die des
Konduktors oder den Quotienten der Dichte der Fortsatzkugel vor und
nach der Drehung des Kondensators bei der ersten Einströmung der
Elektricität.
^7- ... , ,, Dichte des Kollektors.
Verstarkungszahl = f^-r-^- — = = y— ,-
Dichte des Konduktors.
Nach Rieß gelten folgende Gesetze :
1. Für größere Scheiben ist die Verstärkungszahl größer.
2. Die Verstärkungszahl nimmt ab, wenn die Entfernung zunimmt
(bei kleineren Entfernungen umgekehrt proportional).
3. Die Verstärkungszahl nimmt etwas zu, wenn die Länge der Zu-
leitung stark abnimmt.
4. Die Verstärkungszahl ist größer, wenn der Ableitungsdraht des
Kondensators zu seiner Fläche parallel lauft, als wenn er dazu senk-
recht ist.
5. Die Verstärkungszahl ist größer, wenn die Zuleitung nach der
Mitte des Kollektors, anstatt nach dem Rande hin erfolgt.
6. Die Verstärkungszahl hängt von der Art des Isolators ab.
Bei einem Scheibendurchmesser von 184 wm, einer
Scheibenentfernung von 4*5 wm, einer Dichte am Ende
der Zuleitung von 0*155 von der Anfangsdichte war die
1
0*155
Verstärkungszahl = p^^^ = 6*4; bei einer Entfernung
1
von 9 mm =
0*274
= 3*6.
Fig. 7
2. Kondensatorelektroskop, Fig. 7. Volta hat
den Ansammlungsapparat dazu verwendet, um Elektri-
citäten von geringer Dichte nachzuweisen. Schraubt man
anstatt des Kollektorknopfes C, Fig. 2, auf die Zuleitungs-
stange des Elektroskopes die Kondensatorplatte C und stellt
darauf die Kollektorplatte P mit dem isoHrenden Glas-
griflfe J, so veranschauHcht diese Anordnung ein sehr em-
pfindliches Instrument zur Nachweisung ganz geringer
Elektricitätsmengen. Kollektor und Kondensator sind, an
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9 —
den sich berührenden Flächen, mit einer Firnisschichte tiberzogen, welche
als Isolator dient. Theilt man bei dieser Anordnung der Kollektorplatte C
z. B. + Elektricität mit und berührt die Kondensatorplatte P ableitend,
so zeigt das Elektroskop + Elektricität an, wenn die Kondensatorplatte
abgehoben wird.
3. Die Franklin'sche Tafel, Fig. 8,
besteht aus einer viereckigen Glastafel, welche
zu beiden Seiten mit Staniol so belegt ist, dass
ein breiter Rand frei bleibt. Der freibleibende
Rand wird, um Feuchtigkeit abzuhalten, mit
Siegellackfimis bestrichen.
4. Glimmer-, Paraffin- und andere
Kondensatoren werden durch Übereinander-
schichtung von Staniolblättem und Blättern aus
isolirendem Materiale (Glimmer, Paraffin u. s. w.)
hergestellt. Die Leiter werden abwechselnd zu
einer gemeinsamen Elektrode verbunden. Sie-
mens fcHalske verwenden als Isolator zumeist Glimmer, Zell weger
& Ehrenberg Hartgummi, Berthoud, Borel & Co. Papier, welches
mit einem Gemische aus Leinölfirnis und Kolophonium getränkt ist. In
der Telegraphie dient paraffinirtes Papier als Dielektricum.
5. Die Normalkondensatoren von Siemens & Halske
bestehen aus einem Systeme von übereinanderliegenden Metallscheiben,
welche sich, sorgfältigst isolirt, in einem Kasten befinden.
Während des Gebrauches wird durch den Kasten tro-
ckene Luft von 20° C. geblasen.
6. Jede Luftleitung z. B. eine Telegraphen-
oder Telephonleitung stellt einen Kondensator vor ; die
Leitung bildet einen, die Erde den zweiten Leiter, die
Luft den Isolator.
Fig. 8.
14. Cylindetkondensatoren sind aus von einander
isolirten, leitenden Cylindem zusammengesetzt.
l.DieLeydnerflasche (Klei st 1745, Cuneus
1746), Fig. 9, sammelt größere Elektricitätsmengen an,
als ein Leiter für sich aufzunehmen vermag. Sie be-
steht aus einem innen und außen bis zu ^/g seiner Höhe Fig. 9.
mit Staniol belegten Glasbecher, auf dessen freien Ober-
fläche, zur Abhaltung von Feuchtigkeit, Siegellackfimis aufgetragen ist.
Während die eine Belegung leitend mit der Erde verbunden ist, führt
man der anderen Elektricität z. B. dadurch zu, dass man den Knopf A"
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an den Konduktor einer thätigen Elektrisirmaschine legt. Stärkere
elektrische Ladungen erhält man, wenn man die äußeren und inneren
Belegungen mehrerer Flaschen zu einer sogenannten Batterie verbindet.
2. Kabel für die elektrische Beleuchtung und Kraftübertragung
besitzen einen inneren Kupferleiter, einen Isolator und einen äußeren
Blei- (oder Blei- und Eisenband-) I.<eiter und sind deshalb, sowie Tele-
graphen- und Telephonkabel, als Kondensatoren anzusehen.
15. Kugelkondensatoren. Verbindet man eine metallene Hohl-
kugel mit einer Elektrisirmaschine und bringt dieselbe im Innern
einer zweiten metallenen Hohlkugel an, welche mit der Erde leitend
verbunden ist, so erhält man einen Kugelkondensator.
16. Kondensatoren.
Die Kondensatoren sind nur für augenblickliche Stromwirkungen
durchlässig, für längere dagegen erweisen sie sich als undurchdringlich ;
sie finden deshalb nur Anwendung in der Elektricität der Ruhe und
fvlr Wechselströme.
Schaltet man einen Kondensator an die Pole einer Gleichstrom-
Elektricitätsquelle (Element oder elektrische Gleichstrommaschine), so
wird sich derselbe bis zum Potentiale der ElektricitätsqueUe laden;
eine weitere Elektricitätsströmung erscheint ausgeschlossen. Bei der
letzteren Anordnung stellen die Kondensatorplatten die Fortsetzung der
Pole der ElektricitätsqueUe vor und müssen deshalb, als Theile derselben,
dasselbe Potential besitzen.
Anwendung der Kondensatoren in der Elektrotechnik:
Beleuchtung und Kraftübertragung mittels Wechselstrom, Telegraphie
und Telephonie.
17. Die Di6lektricität(Faraday 1838, Boltz mann 1872— 75).
Befinden sich zu beiden Seiten eines Nichtleiters entgegengesetzte elek-
trische Ladungen, so wird in dem Nichtleiter ein eigenthümlicher Zu-
stand hervorgerufen, welcher auf die Ladungen zurückwirkt. Man
nennt diesen Zustand und die damit verbundenen Veränderungen der
Ladungen Diölektricität (Siehe auch § 9). Die Zahl, welche an-
zeigt, wie vielmal so stark die Ladung eines Kondensators bei An-
wendung eines anderen Di(5lektricums ist als der Luft, heißt Verthei-
lungszahP) (Dielektricitätskonstante, specifische Induktionskapacität)
des Isolators.
*) Dr. von WaJtenhofen „Die internationalen absoluten Maasse" Seite 110.
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— 11 —
V er theilungs zahlen.
Gase 1
Oele 2—5
Glas (versch. Sorten) 1-76— lO'l
Glimmer 4—8
Schwefel 1-71-3-48
Ebonit 2-08— 3-15
Guttapercha 2-46— 42
Kautschuk 2'50— 2*9
Paraffin 1-68— 2*32
Schellack 1-95— 3-75
18. Die Influenzelektrisirmaschine (Holz, 1865) erzeugt aus
einer gegebenen kleinen Elektricitätsmenge durch ununterbrochene In-
fluenzwirkung große Elektricitätsmengen. Poggendorf hat im Jahre
1876 mit solchen Maschinen das Problem der Kraftübertragung durch
Influenzelektricität gelöst, indem er den Strom einer Influenzelektrisir-
maschine in eine zweite schickte und so deren drehbare Scheibe in
Rotation versetzte. Die Influenzelektrisirmaschinen liefern viel größere
Elektricitätsmengen als die bisher besprochenen Apparate.
19. Die atmosphärische Elektricität.
Die Elektricität der Luftschichten ist in der Regel -f, die der
Wolken bald +, bald -.
20. Blitz, Donner, Blitzableiter. Den Entladungsfunken zweier
Wolken oder einer Wolke und der Erde nennt man den Blitz, das
durch denselben verursachte Geräusch den Donner. Den Ausgleich
der Elektricitäten der Gewitterwolken und der Erde vermittelt der
Blitzableiter (Benjamin Franklin, 1753).
21. Das Nordlicht (Polarlicht) ist eine atmosphärische Licht-
erscheinung, welche aus einer leuchtenden Krone am nördlichen Hori-
zonte (Nordlichtkrone) besteht.
22. Buhende Elektricität.
Die Reibungselektricität ist die Quelle der ruhenden Elektricität;
letztere wird weiters durch alle Vorgänge erregt, welche eine ähnliche
Erschütterung der Massentheilchen (Moleküle) von Körpern zur Folge
haben.
Solche ErBchütterungen rufen hervor:
1. Feilen, Schaben, Zerschneiden, Zerbrechen, Auseinanderreißen
vieler Substanzen, Druck und Erwärmung.
Beispiele: Die von Harz, Wachs, Holz u. s. w. abgeschabten Theile sind elek-
trisch. Beim Zerschneiden von Holz, Abspalten von Glimmer- oder Gypsblättchen zeig^
die Spaltungsflächen Spuren von Elektricität. Die Bruchfiächen einer gebrochenen Siegel-
lackstange sind elektrisch. Zerschneidet man einen Kork und drilckt die Schnittflächen
gegeneinander, so zeigen sie Spuren von Elektricität. Viele Krystalle werden durch
Druck oder Erwärmung elektrisch. Durch Druck erhalten elektrische Eigenschaften:
Doppelspat, Arragonit, Flussspat, Bergkrystall ; durch Erwärmung: Turmalin u. s. w.
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— 12 —
Mit den elektrischen Eracheinongen an den Krystallen befasst sich die Pjroe>
lektricität.
2. Fiossspat wird durch Beleuchten elektrisch. Erscheinungen dieser Art
nennt Hankel photoelektrische, dagegen aktinoelektrische das Elektrisch-
werden des Bergkrystalls u. s. w. nach Absorption von W&rmestrahlen.
8. Der Verbrennungsprocess; die Flammen des Wasserstoffgases, Alkohols
u. s. w. haben elektrische Eigenschaften.
4. Das Glimmen der KOrper z. B. die Elektricität erzeugt durch das An-
zünden eines RAucherkerzchens u. s. w.
6. Das Verdampfen. Chemisch reines Wasser bleibt beim Verdampfen unelek-
trisch ; das Wasser wird -[- und der Dampf — elektrisch, wenn es mit den Oxyden von
Kalium, Natrium, Calcium oder Barium gemischt erscheint, das Wasser wird — und der
Dampf 4- elektrisch, wenn das Wasser eine lösliche S&ure, ein Carbonat, Sulfat, Chlorid,
Nitrat oder Acetat aufgenommen hat. Verdampft man mit diesen Salzen gemischtes
Wasser unter einem Drucke, welcher größer ist, als der Luftdruck, so wächst die Menge
der Elektricität mit dem Drucke.
IL Kapitel.
Die Wirkungen der Elektricität.
23. Die Wirkungen des elektrischen Stromes lassen sich am
besten mit Hilfe eines Dauerstromes, wie wir ihn in der Berührungs-
elektricität kennen lernen werden, nachweisen. Hier kommen nur die
Wirkungen der augenbliekHchen Ströme der ruhenden Elektricität, die
Wirkungen des raschen Verlaufes und plötzlichen Ausgleiches großer
Elektricitätsmengen des Entladestromes in Betracht.
Die Wirkungen des galvanischen Stromes zerfallen:
I. Wirkungen im Schließungskreise.
1. Physiologische Wirkungen.
2. Chemische Wirkungen.
3. Wärmewirkungen.
4. Lichtwirkungen.
5. Mechanische Wirkungen.
IL Wirkungen außerhalb des Schließungskreises.
1. Magnetische Wirkungen.
2. Elektrische Wirkungen.
I. Wirkungen im Schließungshogen.
24. Physiologische Wirkungen.
Schaltet man seinen Körper in den Schheßungsbogen einer Elektri-
citätsquelle, so fühlt man im AugenbUcke der Entladung einen Schlag
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— 13 -
im Innern des Körpers. Starke Entladungen können dauernde Läh-
mnngen, ja sogar den Tod zur Folge haben. Lässt man aui eine Stelle
des Körpers den Strom oft tlberspringen, so bildet sich daselbst eine Blase.
25. Chemische Wirkungen.
Der Entladungsstrora zerlegt chemisch zusammengesetzte Flüssig-
keiten.
26. W&rmewirkimgen.
Durch den Funken der Elektrisirmaschine kann man Äther, Al-
kohol, Terpentin und andere ätherische Öle ebenso Knallgas, feste
Körper, Schießpulver, Schießwolle, Dynamit, Meganit u. s. w. entzünden.
Starke Entladungen bewirken das Roth-, Weißglühen und Schmelzen
eines Drahtes.
Anwendung: Elektrische Glüh- und Funkenzündung.
27. Lichtwirkungen.
Die elektrische Entladung durch die Luft, irgend ein Gas oder
Flüssigkeiten ist mit einer Lichterscheinung verbunden. Beim Entladen
einer elektrischen Batterie, einer Elektrisirmaschine u. s. w. sieht man
helle Funken überspringen.
28. Mechanische Wirkungen.
Die aus den Spitzen des Konduktors einer Elektrisirmaschine aus-
strömende Elektricität bringt Bewegungen hervor, von den Spitzen geht
ein Luftstrom aus, den man leicht mittels einer Flamme und weiters
dadurch, dass er flihlbar ist, nachweisen kann. Elektrische Entladungen
durchlöchern Papier, Glas u. s. w .
H. Wirkungen außerhalb des Sehließungskreisea.
29. Magnetische Wirkungen.
Der um eine Magnetnadel geftlhrte augenbUckUche Strom vermag
dieselbe abzulenken. Stahlnadeln, welche in der Nähe des Entlade-
stromes liegen oder um welche derselbe geflihrt wird, erscheinen dauernd
magnetisch.
30. Elektrische Wirkungen.
Die elektrischen Wirkungen sind Influenz Wirkungen. Körper,
welche dem Konduktor einer Elektrisirmaschine nahe stehen, werden
durch Influenz elektrisch. Entladet man den Konduktor plötzlich, so
vereinigen sich die früher durch Influenzwirkung getrennten Elektrici-
täten ebenfalls plötzUch. Diese Erscheinung fiihrt den Namen elek-
trischer Rückschlag.
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Elektricität der Bewegung.
I. Kapitel.
Die Entstehung des galvanischen Stromes.
31. Elektricitätserregung durch den chemischen Process
(Galvani 1789, Volta 1794).
Ebenso wie durch Reibung entsteht durch Berührung zweier Körper
mit einander Elektricität.
Taucht man zwei verschiedene Metalle in eine Flüssigkeit, so dass
sie mit der Fltlssigkeit und durch diese mit einander in Berührung
stehen, so werden sie an beiden Enden (inner- und außerhalb der
Flüssigkeit) entgegengesetzt elektrisch.
Die Metalle und die Kohle zeigen auch freie Elektricität, wenn
man sie einzeln in eine Flüssigkeit taucht; die Flüssigkeit besitzt die
entgegengesetzte Elektricität.
Die Ursache der Elektricitätserregungen nennt man elektromo-
torische Kraft; letztere wirkt auf die sich berührenden Körper
gleichsam vertheilend ein, hebt den natürUchen Zustand der Körper (§ 8)
auf, führt die positive Elektricität auf den einen, die negative Elektricität auf
den anderen Pol und erhält die entgegengesetzten Elektricitäten getrennt.
Unter einem elektrischen Strome versteht man die
dauernde Erzeugung, Gegenströmung und Vereinigung
der beiden Elektricitäten in einem Leiter.
Die Metalle und die Kohle lassen sich in eine Reihe bringen, welche
die Eigenschaft besitzt, dass:
a) das in der Reihe vorangehende Glied an dem aus
der Flüssigkeit hervorragenden, freien Ende negativ
elektrisch wird,
b) der Unterschied in der elektromotorischen Kraft
der Endpole derselbe ist, es mögen sich die Metalle und
die Kohle unmittelbar oder durch ihre Zwischenglie-
der in der Reihe berühren und
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— 15 -
c) die elektromotorische Kraft um so größer ist, jewei-
ter dieMetalle in der Spannungsreihe auseinander stehen.
Die wichtigsten Glieder dieser sogenannten Spannungsreihe
sind: Amalgamirtes Zink, Zinn, Blei, Eisen, Kupfer, Silber,
Gold, Platin und Kohle.
Galvani beobachtete 1789, dass ein Froschpräparat zuckt, wenn
die Muskeln mit einem Metalle, die Nerven mit einem anderen Metalle
und beide MetaDe untereinander in Verbindung stehen.
Volta gab im Jahre 1794 die richtige Erklärung dieser Erschei-
nung; er bezeichnete als Ursache obiger Zuckung die durch die Be-
rührung der beiden Metalle entstandene Elektricität.
II. Kapitel.
Wirkungen des galvanisehen Stromes.
32. Wirkungen des galvanischen Stromes.
I. Wirkungen im Stromkreise.
1. Physiologische Wirkungen.
2. Chemische Wirkungen.
3. Wärmewirkungen.
4. Lichtwirkungen.
n. Wirkungen des galvanischen Stromes in die Ferne.
1. Magnetische Wirkungen.
2. Wirkungen der Bewegung des elektrischen Stromes.
3. Elektrodynamische Induktion.
I. Wirkungen des galvanischen Stromes im Stromkreise.
33. Physiologische Wirkungen. Unter den physiologischen
Wirkungen des elektrischen Stromes versteht man die Einwirkung
desselben auf Menschen, Thiere und Pflanzen (§ 24.)
Bringt man die Zunge zwischen einen blanken Zink- und einen blanken Kupfer-
streifen, 80 d&ss die Metallstreifen vor dem Munde in Berührung sind, so empfindet man
einen sauren Geschmack, wenn das Kupfer oben auf der Zunge liegt, einen laugenhaften,
wenn das Kupfer unten an der Zunge liegt.
Legt man einen Kupferstreifen an das rechte, einen Zinkstreifen an das linke
Zahnfleisch der oberen Kinnlade und bringt dann die vorderen Enden der Metallstreifen
mit einander in Berührung, so empfindet man vor den Augen einen vorübergehenden
Lichtschimmer.
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Das Schließen einer galyanisclien Batterie von etwa 50 Elementen mit den ange-
nässten Fingern verursacht in den Annen ein eigenthümliches Zucken, den sogenannten
Schließungsschlag, das Öffnen des Stromkreises, durch das Entfernen der Hände
von den beiden Endpolen, bewirkt ein schwächeres Zucken, den Öffnungsschlag.
34 Chemische Wirkungen. Wasser, verdünnte Säuren,
Metalloxyde und Salzlösungen werden durch den Strom in ihre
Bestandtheile, Elektrolyte zerlegt. t
Die Grenzflächen der Polplatten heißen, nach Faraday, Elektro-
den. Die mit dem positiven Pole verbundene Elektrode heisst Anode,
die mit dem negativen Pole verbundene Elektrode Kathode; die
durch den Strom abgeschiedenen Stoße nennt man Jonen und zwar
den positiven Jon Anion, den negativen Jon Kation.
Die Apparate, in denen die Zersetzungen stattfinden, heißen Vol-
tameter. Die Menge des abgeschiedenen Jon kann durch Wägen
oder Messen ermittelt werden.
Die elektrochemischen Zerlegungen nennt man Elek-
trolysen.
Aus sämmtlichen Flüssigkeiten (Lösungen) scheidet sich während
der Elektrolyse der Sauerstoff am -j-j der Wasserstoff und die Metalle am
— Pole ab.
Bei der Elektrolyse werden am positiven Pole negative, am nega-
tiven Pole positive Massen frei. Es entsteht so zwischen diesen Massen
ein Strom, welcher dem sie bildenden Strome entgegengesetzt gerichtet ist.
Die elektromotorische Kraft, welche der eingeschalteten Stromquelle
entgegengesetzt gerichtet ist, nennt man die Polarisation der Elek-
troden. Den Strom der galvanischen Polorisation kann man an einem
Messinstrumente beobachten, wenn man die Stromquelle abschaltet.
Eine ähnliche Erscheinung ist die sogenannte elektrische En-
dosmose. Trennt man z. B. in einem Gefässe, in welchem sich eine
Kupfervitriollösung befindet, die letztere durch eine poröse Scheidewand
und schickt Strom durch, so wird die Flüssigkeit in der Richtung des
-(- Stromes fortgeführt, so dass die Flüssigkeit auf der Seite des negativen
Poles ansteigt.
Die Wissenschaft, welche sich mit den chemischen Wirkungen des
elektrischen Stromes befasst, heißt Elektrochemie.
In das Gebiet der Elektrochemie gehören:
1. Die Elemente und die Batterien. Zwei durch eine Flüs-
sigkeit mit einander verbundene Metalle, Fig. 10, zeigen an ihren Enden
Elektricität (§ 31) und stellen ein offenes Element dar; werden
die freien (hervorstehenden) Enden miteinander vereinigt, so ist das
Element geschlossen.
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Mehrere mit einander verbundene Elemente nennt man eine Bat-
terie. Elemente, deren elektromotorische Kraft längere Zeit gleich
bleibt, heißen konstante Elemente; zu den letzteren zählen die
Elemente von:
ä) Da nie II (1836) mit den wesentlichen Bestandtheilen : Zink in
verdünnter Schwefelsäure, Diaphragma (poröser Thoncylinder) und Kupfer
in Kupfervitriollösimg.
Um große Wärmeentwicklung zu verhindern, gießt man die Säure
zum Wasser.
K Zn
Fig. 10.
4.1
'<^^D-<D^D'
Fig. 11.
Fig. 12.
6) Meidinger(Callaudl858,Meidingerl859).Kupfer inKupfer-
Vitriollösung und Zink in Bittersalzlösung. Die Lösungen stehen ohne
Diaphragma übereinander.
c) Bunsen (1842). Zink in verdünnter Schwefelsäure, Diaphragma
und Kohle in concentrirter Salpetersäure.
d) Grove (1839). Derselbe ersetzte in dem letztgenannten Elemente
Kohle durch Platin.
e) Leclanche (1868). Zink in Salmiaklösung, Diaphragma und Ge-
misch von Braunstein und Kohle.
Die Schaltung derElementesei beispielsweise an 4 Elementen
durchgeführt; sie kann sein:
1. Hintereinander-, Reihen- oder Serienschaltung
(Schaltung auf Spannung), Fig. 11 u. 12.
Kratsert, Elektrotechnik.
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18 —
2.2
Fig. 13.
Fig. 14.
Hg. 15.
2. Nebeneinander-, Nebenschluss- Parallel-, oder Shunt-
schaltung (Schaltung auf Stromstärke), Fig. 13.
3. Hintereinander- und Nebeneinander- oder gemischte-
Sc Haltung, Fig. 14.
Die Schaltungen können durch Drahte ombinationen (Pachy-
trope) gewechselt werden.
Diese Schaltungen finden nicht bloß bei den Elemen-
ten, sondern auf dem gesammten Gebiete der Elektricitäts-
lehre Verwendung.
2. Sammler (Akkumulator oder Sekundärelemente),
Fig. 15. Die Sammler haben den Zweck, Elektricität in sich anzusam-
meln und dieselbe zu beliebiger Zeit wieder abzugeben. Die in der Elek-
trotechnik gebräuchhchsten Sammler bestehen aus Bleiplatten, welche
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Fig. 16.
in verdünnter Schwefelsäure, von einander metallisch isolirt, ange-
ordnet sind. Die geraden Platten werden zu einem, die ungeraden zu
einem zweiten Pole vereinigt.
Das erste Laden und Entladen (Formiren) der Platten
dauert sehr lange, wenn die Platten rein metallisch sind. Beim Laden
der Sammler bildet sich auf den Platten Bleisuperoxyd. Man kann des-
halb den Process des Formirens verkürzen, wenn man Mennige in die
Bleiplatten (Bleigitter oder geriefte Platten) ein-
streicht, die sich durch die Elektrolyse bald in
Bleisuperoxyd verwandelt.
Die Sammler beruhen wesentlich auf der
Polarisation der Elektroden (§ 34, S. 16).
3. Die Wasserzersetzung. Schickt man
den Strom einer galvanischen Batterie zu zwei in
Wasser befindlichen Platinelektroden, Fig. 16, so
steigen an diesen Gasblasen auf und zwar am
positiven Pole Sauerstoff 0, am negativen Wasser-
stoff H.
4. Das Voltameter (Faraday, 1835),
Fig. 17, besteht aus zwei metallischen Elektroden
(Kupfer, Silber, Platin u. s. w.) A und ÜT, welche
in die zu zersetzende Flüssigkeit eingetaucht sind.
Das Glasrohr G dient zum Ausströmen der Gase.
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— 20 —
5. Die Galvanoplastik. Die Galvanoplastik ist die Kunst,
Metalle aus ihren Lösungen vermittels des galvanischen Stromes an einer
leitenden Kathode auszuscheiden und die Form der Elektrode nachzu-
bilden, negativer Abdruck. Die Erhabenheiten erscheinen als Ver-
tiefungen und umgekehrt. Wird der negative Abdruck als Kathode be-
nützt, so erhält man den positiren Abdruck, welcher die Form der
ersten Kathode besitzt.
6. Die Galvanostegie. Die Galvanostegie ist die Kunst,
dicke Schichten eines Metalles auf leitenden Unterlagen auszuscheiden.
Daher gehören: Das Vernickeln, Verkupfern, Versilbern u. s. w.
7. Die Galvanochromie. Die Galvanochromie oder gal-
vanische Metall färbung ist die Kunst, eine oberflächliche Färbung
und Verschönerung von leitenden Unterlagen durch einen äußerst dünnen
Metallniederschlag auf elektrolytischem Wege herzustellen.
8. Die Heliogravüre. Die Heliogravüre ist die Kunst, elek-
trolytische Abdrücke von Photographien zu erzeugen.
9. Die Reinmetallgewinnung (Elektrometallurgie.) Die
Reinmetallgewinnung ist die Kunst, mittels der Elektrolyse Metalle
in chemisch reinem Zustande zu gewinnen.
10. Weitere Gebiete der Elektrochemie. Das Färben,
Bleichen, Gerben u. s. w. auf dem Wege der Elektrolyse.
11. Das Graviren der Metalle. Die -}- Elektrode wird während
der Elektrolyse aufgelöst. Ueberzieht man gewisse Stellen der -f- Elektrode
mit einer isolirenden Substanz z. B. mit Wachs, so bleiben diese Stellen
erhalten; sie sind erhaben gegen ihre Umgebung. Erhabene Stellen er-
hält man demnach durch das Isolireu, tiefe Stellen dadurch, dass man
die Umgebung isoUrt.
35. Wärmewirkungen. Ein dünner Draht wird, wenn man durch
denselben eine Batterie kurz schliesst, warm, glühend und schmilzt sogar,
falls die Batterie die entsprechende Stromstärke besitzt.
Grove (1845) hat glühende Drähte in Glasballons behufs Yermeidimg der „schla-
genden Wetter** in Bergwerken zur Beleuchtung vorgeschlagen. Der Vorschlag
Grove's war ein Vorbote unserer heutigen Glühlampen.
Childern (1816) führte vermittels des galvanischen Stromes Schmelzungen im
Großen aus.
Roberts (1837) verwendete den galvanischen Strom zur Abgabe von Spreng-
schüssen (Elektrische Glühzündung) ; in der Chirurgie dienen glühende Drähte zum Ent-
fernen von Auswüchsen am menschlichen Körper u. s. w.
Anwendungender Wärme Wirkungen in der Elektrotech-
nik: Elektrisches Gltthlicht, elektrische Minen- und Torpedozündung, Hei-
zung, Löthung, Schweißung und Schmelzen mittels des elektrischen Stromes.
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36. Lichtwirkungen. Nicholson bemerkte (1800) beim Schließen
und Oeffnen einer Batterie einen kleinen Funken. HumphreyDavy
erzeugte (1821) die ersten größeren elektrischen Lichtbögen zwischen
zwei Kohlenspitzen mit einer Batterie von 2000 Elementen.
Anwendungen der Lichtwirkungen in der Elektrotechnik:
Elektrisches Bogenlicht, Minen- und Torpedozündung.
II. Wirkungen des galvanischen Stromes in die Ferne.
37. Magnetische
Wirknngen.
1. Eine Mag-
netnadel wird
durch den galva-
nischen Strom ab-
gelenkt (Oersted,
1819) ; die Richtung der
Ablenkung der Nadel
ändert sich mit der
Aufhängung der Letz-
teren, ober- oder unter-
halb, dies- oder jenseits
des Stromes und wird
bestimmt durch die Ab-
lenkungsregel von
Ampere:
D enk t man
sich, Fig. 18, eine
menschliche Figur,
welche die Magnetnadel an-
sieht, im Stromkreise so
schwimmend, dass der Strom
bei den Füßen ein und durch den
Kopf austritt, dann wird der
Nordpol der Magnetnadel in
der Richtung der ausgestreck-
ten linken Hand abgelenkt.
Ersetzt man den Amp e r e's ch e n
Schwimmer durch die rechte
Hand, so übergeht obige Regel in
die Rechte-Handregel; dieselbe
lautet demnach: Fig. 19.
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22
Flg. 21.
Fig. 20.
Fig. 22.
Denkt man sich, Fig. 19, die rechte Hand, so dass die Innenfläche
derselben die Magnetnadel ansieht und der Strom bei den Fingerspitzen
austritt, in den Strom hineingelegt, dann wird der Nordpol der Magnet-
nadel in der Richtung des ausgestreckten Daumens abgelenkt. Vor
einem Nordpole jV, Fig. 20, aus gesehen muss daher der Strom in Draht-
windungen in der entgegengesetzten, vor einem Südpole S in derselben
Richtung der Uhrzeigerbewegung fließen.
2. Das Galvanometer, auchMultiplicator genannt (Schweig-
ger, 1820), Fig. 21, zeigt eine Magnetnadel, umgeben von einer oder
mehreren Drahtwindungen und dient dazu, das Dasein, die Richtung
und die Stärke (Intensität) eines galvanischen Stromes zu bestimmen.
Fig. 22 stellt den Multiplicator mit astatischer Nadel dar. Eine
astatische Nadel besteht aus zwei, mit den entgegengesetzten
Polen übereinander befestigten Magnetnadeln. Die Ablenkung des Nord-
poles der einen Nadel vom Nordmagnetismus der Erde wird durch die
Anziehung des darunter befindlichen Südpoles der zweiten Nadel vom
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23
^^Kmsx
N
sem.
genannten Anker vor
Fig. 23.
JXDXC
Nordmagnetismns der Erde aufgehoben. Der Erdmagnetismus hat dem-
nach auf die Magnetnadel keinen Einfluss. Durch die in der letzten
Figur getroffene Anordnung werden beide Nadeln vom Strome in gleichem
Sinne beeinflusst und das Galvanometer wird empfindlicher.
3. Elektromagnet, Fig. 23, 24 und 25, nennt man einen Stab aus
Eisen (Schmiede- oder Gusseisen), welcher mit umsponnenen, vom Strome
durchflossenen, Metalldrähten be-
wickelt ist. Der Eisenstab kann ge-
rade, Fig. 23 und 24, oder hufeisen-
förmig, Fig. 25, oder anders gebogen
In Fig. 25 stellt A den so-
Die Pole des
Elektromagnetes bestimmt die Am-
pere'sche Ablenkungsregel.
Mit dem Strome verschwindet der Fig. 24.
Magnetismus bis auf den sogenannten
zurückbleibenden (remanen-
t e n) Magnetismus, der jedem Eisen
selbst im Naturzustande eigen ist.
Nach A. von Waltenhofen
ist der zurückbleibende Magnetismus
größer, wenn der magnetisirende
Strom langsam, kleiner, wenn der
magnetisirende Strom plötzlich unter-
brochen wird.
Die Drahtspiralen können in
zwei verschiedenen Windungs- (Wi-
ckelungs-) Richtungen um den Eisen-
kern geführt sein. Je nach ihrer ver-
schiedenen Windungsrichtung theilt
man die Spiralen in rechtsge-
wundene (dextrorsale), Fig. 22, und in linksgewundene (sinstror-
sale), Fig. 23. Die Wickelungsrichtung bestimme ich rasch nach
einer oder der anderen der folgenden Regeln:
1. Eine Spirale ist rechts gewimden, wenn Anfang und Ende der-
selben, vor den Polen aus gesehen, in der Uhrzeigerbewegung verlaufen.
2. Eine Spirale ist rechts gewunden, wenn an der Stelle des Strom-
eintrittes ein Südpol entsteht.
Treffen diese Regeln nicht zu, dann ist die Spirale links gewimden.
Die Stärke des Magnetismus d. h. die ablenkende Wirkung, welche ein
Elektromagnet auf eine Magnetnadel ausübt, geben folgende Gesetze an :
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1. Die doppelte, dreifache, vierfache, allgemein w-
fache Stromstärke oder Windungszahl bedingt eine dop-
pelte, dreifache, vierfache, w-fache Stärke des Elektro-
magnetes.
2. Nach A. von Waltenhofen ist die Stärke eines Elek-
tromagnetes in Stabbündeln oder Röhren bei schwachen
Fig. 26.
Strömen häufig gleich oder größer, bei starken Strömen
immer kleiner, als in massiven Stäben von demselben
Querschnitte.
4. Das Läutewerk (Wecker, elektrische Klingel), Fig. 26,
besteht aus dem Elektromagnete m^^ w^, dem eisernen Anker -4, welcher
mit der Metallkugel K und der Metallfeder F in leitender Verbindung
steht, sowie der Glocke G. Die Elemente j&\ und E^ setzen das Läute-
werk in Thätigkeit. Der Strom fließt von den Elementen (+ Pol des
Elementes E^) zu den Klemmen k^ und feg, zur isoUrten Schraube s^^
durch die Feder F und den Anker A in das Metallgestell des Appa-
rates, von der Schraube $2 in die Windungen des Elektromagnetes, zu
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— 25 —
Fig. 27.
den Klemmen k^ und ig? ^^ ^^^ Elementen (negativer Pol des Ele-
mentes E^) zurück. Die in der Figur wiedergegebenen Elemente stellen
die obere Ansicht (Daraufsicht) von Leclanch^-Elementen dar.
Der Strom magnetisirt den Elektromagnet, letzterer zieht den Anker A
an, so dass der Strom bei u unterbrochen erscheint. Der Elektromagnet
wird jetzt unmagnetisch, der Anker nimmt durch die Elasticität der
Feder F seine ursprüngliche Stellung ein und schließt den Stromkreis.
Durch die so entstehende hin- und hergehende Bewegung des Ankers
A schlägt die mit demselben fest verbundene Kugel K in rascher Auf-
einanderfolge an die Glocke G.
Der Haiistelegraph hat wesentHch dieselbe Einrichtung. Bringt
man an irgend einer Stelle des obigen Stromkreises, Fig. 26, einen
Taster an, so kann man durch das „Drücken'^ desselben den Strom-
kreis schließen. Sobald der Stromkreis geschlossen ist, tritt das Läute-
werk in Thätigkeit.
Anwendung der Elektromagnet ein der Elektrotechnik:
Dynamomaschinen und Motoren, Beleuchtung (Regulirung der Licht-
bogenlänge der Bogenlampen u. s. w.), Telegraphie (Elektrische Klingel,
Nadeltelegraph), Registrir- und Controlapparate, Signalwesen u. s. w.
38. Wirkungen der Bewegung des elektrischen Stromes oder
Elektrodjmamik.
l.Parallel und gleichgerichtete Ströme ziehen einander
an, entgegengesetzt gerichtete Ströme stoßen einander ab.
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Fig. 29.
Fig. 28.
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N ^ ^
Fig. 30.
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-e- *o- *^ *ö-
*\^ *\if *0 *\3 *\ir
Fig. 31.
JV
n
Fig. 33.
Die Richtigkeit dieses Satzes kann man experimentell mit dem in
Fig. 27 dargestellten Gehänge nachweisen.
Eine Batterie KZ liefert den Strom für das, in den Quecksilber-
näpfen n und m, leicht beweglich aufgehängte Aluminiumgehänge Si
und für die Windungen S^, Der Stromverlauf ist aus der Figui' er-
sichtlich.
Trifft man die Anordnung so, wie es die Figur zeigt, dann stoßen
die Windungen S.3 die Windung Si ab. Ein Stromwechsler w dient
zum Wechseln der Stromrichtung.
2. Gekreuzte Ströme, Fig. 28, ziehen einander an, wenn
sie entweder gleichzeitig gegen den Scheitel 0 eines
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— 27 —
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1 ^liL»'| lHJf/,
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Winkels gerichtet sind oder beide von dem Scheitel Oeines
Winkels ausgehen. Geht ein Strom gegen den Scheitel eines
Winkels, ein zweiter Strom vom Scheitel desselben Win-
kels, so stoßen sie einander ab.
Gekreuzte Ströme haben das
Bestreben, sich so zu steDen, dass >, \ i /
sie paraDel laufen und nach der- '\ \ | / /'
selben Richtung fließen. '" --.^ \ \ | ;' / ^-^'^
3. Wechselwirkung zwi- ^, \ \\\\ j / ^.-
sehen elektrischen Strömen,
gewöhnlichen Magneten
und dem Erdmagnetismus.
Nach der Annahme über das
Wesen des Magnetismus besteht
jedes Eisen aus Elementarmagneten
(kleinsten Magneten), die im Natur-
zustände, Fig. 29, die verschieden-
sten, im magnetischen Zustande,
Fig. 30, dieselbe Richtung haben.
Magnetisiren heißt dem-
nach die Elementarmagnete
gleichrichten.
Es ergibt sich dann nach
der Seite hin, nach welcher alle
Nordpole gerichtet sind, ein gemein-
samer Nordpol, nach der Seite
hin, nach welcher alle Südpole
gerichtet sind, ein gemeinsamer
Südpol.
Nach Ampere ist jedes
kleinste Theilchen (Molekül) eines
magnetischen Körpers von einem
galvanischen Kreisstrom umflos-
sen, Fig. 31 ; alle diese Molekular-
strome setzen sich zu einem resul-
tirenden Strome zusammen, welcher
je einen Querschnitt des Magnetes in der Richtung der Achse spiral-
förmig umkreist, Fig. 32.
Die Richtung des Stromes bestimmt die Ampere'sche Schwimm-
regel (§ 37). Denkt man sich die rechte Hand so liegend, dass die Innen-
fläche den Magnet ansieht und mit dem ausgestreckten Daumen nach
J \
Fig. 34.
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Fig. 36
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Fig. 35.
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Fig. 87.
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V
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i
Fig. 38.
Fig. 39.
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— 29 —
dem Nordpole zeigt, so müssen sowohl die Molekularströme, als auch
der resultirende Strom bei dem Handgelenke ein-, bei den Fingerspitzen
austreten.
Unmagnetisches Eisen wird von beiden Polen eines Magnetes an-
gezogen. Bringt man einen Stab aus weichem Eisen ns, Fig. 33, in die Nähe
eines Magnetes NS^ so wird derselbe durch Femwirkung (Influenz) mag-
netisch. Das dem Nordpole N zugewendete Ende des Stabes ns wird
Süd-, das abgewendete Ende nordmagnetisch. Da bekanntlich gleichna-
mige Magnetismen einander abstoßen, ungleichnamige dagegen einander
anziehen, muss zwischen iVund s Anziehung stattfinden. Infolge dieser
Femwirkung des Magnetismus zieht ein Magnetpol, Fig. 34, Eisenfeil-
späne an.
Bestreut man den Pol mit Eisenfeile, so ordnet sich dieselbe, sowie
es die Figur wiedergibt, an. Von dem Pole aus gehen die magnetischen
Linien, nachFaraday „Kraftlinien" genannt, nach allen Richtungen
des Raumes aus. Eine frei aufgehängte Magnetnadel stellt sich in die
Richtung der Kraftlinien ein.
Den Kaum, innerhalb dessen ein magnetischer Pol wirksam ist, nennt
man sein magnetisches Feld.
Fig. 35 stellt das Bild der Krafüinien eines Magnetstabes NS dar.
Der Verlauf der Kraftlinien lässt sich wieder durch Eisenfeilspäne oder
durch eine frei aufgehängte Magnetnadel verfolgen. Die Kraftlinien eines
geraden Magnetstabes, Fig. 35, gehen außerhalb desselben zum Theile vom
Nordpole zum Südpole tiber. Die Luft setzt den Kraftlinien einen sehr
großen Widerstand entgegen. Nicht sämmtliche Kraftlinien gehen
außerhalb des Stabes vom Nordpole zum Stidpole über, ein Theil der-
selben geht durch Streuung in der Luft zwischen den Polen verloren.
Fig. 36 und 37, stellen die Gestaltung des magnetischen Feldes zweier
nebeneinander befindlicher Magnetstäbe dar. Aus Fig. 36 ist ersichtlich,
dass sich die Kraftlinien gleicher Pole abstoßen, aus Fig. 37 dagegen
geht die Anziehung der Kraftlinien entgegengesetzter Pole hervor.
Faraday hat folgende Regeln aufgestellt:
1. Jede Kraftlinie sucht den kürzesten Weg zurückzulegen.
2. Gleichgerichtete Kraftlinien stoßen einander ab, ungleichgerichtete
dagegen ziehen einander an und suchen einander zu durchdringen. Aus
diesen beiden Regeln folgen die in den Fig. 36 und 37 eingezeichneten,
Verläufe der Kraftlinien des magnetischen Feldes zweier Magnetstäbe.
Xach der ersten Regel von Faraday gehen die Kraftlinien, Fig. 37,
vom Nord- zum Südpole in geraden Linien über-, dieser Verlauf der
KraftUnien wird jedoch durch die 2. Regel von Faraday, laut welcher
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Fig. 40.
Fig. 41.
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Fig. 42.
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J
Fig. 43.
Fig. 44.
Fig. 45.
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— 31 —
diese gleichgerichteten Kraftlinien einander abstoßen und so die Luft-
räume zwischen den Polspulen bogenförmig überbrücken, theilweise
verhindert.
Fig. 38 versinnlicht das Bild der Kraftlinien zwischen den Polen
eines Hufeisenmagnetes.
Befindet sich ein Stück Eisen E^ Fig. 39, in einem magnetischen Felde,
so wird dasselbe die meisten Kraftlinien in sich aufiiehmen und- so das
magnetische Feld in der durch die Figur angedeuteten Weise gestalten.
Weiches Eisen ist der beste Leiter des Magnetismus. Ein in dem
magnetischen Felde zwischen den Polen N und S, Fig. 40, befindlicher
Eisenring wird, ähnlich wie das Eisenstück J5?, Fig. 39, sämmtliche
Kraftlinien bis auf jene, welche durch Streuung verloren gehen, von
Pol zu Pol leiten.
In Fig. 41 ist der Verlauf der Kraftlinien eines Hufeisenmagnetes
durch das Eisenstück (Anker) NS wiedergegeben.
Eün Bild des Verlaufes der Kraftlinien zweier Hufeisenmagnete NS
und N^Si zwischen welchen zwei Eisenkerne angebracht sind, stellt
Fig. 42 vor.
Fig. 43 veranschaulicht den Verlauf der Kraftlinien eines doppelten
Hufeisenmagnetes, zwischen dessen Polen NN und SS ein Eisenring
angeordnet ist.
Gleichnamige doppelte Pole bezeichnet man als Folgepole.
Ein eiserner Ring, welcher, sowie es Fig. 44 darstellt, vom Strome
umflossen wird, erhält bei SS einen doppelten Südpol, bei NN einen
doppelten Nordpol. Diese Magnetisirungsverhältnisse zeigen die Ringe
der elektrischen Maschinen und Motoren.
Ein Ring nimmt keine Pole an, wenn derselbe, in der durch Fig.
45 angedeuteten Art, vom Strome umflossen wird. Diese Anordnung
gibt einen sogenannten pollosen Ring wieder, wie solche bei den
meisten Transformatoren Verwendung finden.
Während in dem letzteren Ringe sämmtliche Kraftlinien im Eisen
in der Richtung der Windungen verlaufen, findet bei der in Fig. 46
skizzirten Anordnung zwischen Wickelung und Eisenring Streuung statt.
Hier bilden sich bei N ein Nordpol, bei S ein Südpol und alle zwischen
diesen Polen möglichen Verbindungen werden von Kraftlinien durch-
setzt. Die meisten Kraftlinien verlaufen in dem geringeren Wider-
stände des Eisens; eine kleine Anzahl jedoch findet ihren Weg durch
die Luft und geht somit durch Streuung verloren.
Ähnlich wie Magnete erzeugen Ströme magnetische Felder. Schaltet
man, Fig 47, in den Stromkreis einer Stromquelle einen Leiter ein, so
zieht derselbe, ähnlich wie ein Magnet, Eisenfeilspäne an.
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— 32 —
Fig. 46.
JV
5k.
J^/
I * f
Fig. 60.
Fig. 48.
{ { { Q ) ] ]
Fig. 61.
Fig. 49.
X.
Fig. 62.
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— 33 —
Die Kraftlinien eines geradlinig verlaufenden Stromes haben die in
den Figuren 48 und 49 angegebene Richtung und lassen sich, sowie jene
der Magnete, durch Eisenfeilspäne oder durch eine Magnetnadel nach-
weisen. Die zwei schraffirten Ejreise in den Fig. 48 und 49 stellen
Schnitte durch einen geradlinigen Leiter dar. In Fig. 48 tritt der Strom
aus der Zeichnungsebene heraus, in Fig. 49 hat er die entgegengesetzte
Sichtung.
Die 2 schraffirten Kreise in Fig. 50 versinnhchten den Schnitt durch
einen kreisförmig geschlossenen Leiter. Bei S tritt der Strom in die Zeich-
nungsebene, bei N aus derselben. Zwischen den Leiterschnitten drängen
sich die Kraftlinien, da sie gleichgerichtet sind, gegenseitig an den Leiter.
Das magnetische Feld eines Solenoides charakterisirt das in Fig. 51
wiedergegebene Schema. Diese Kraftlinien haben einen ähnlichen Ver-
lauf wie jene eines Magnetstabes (Fig. 35).
Li und La, Fig. 52, deuten zwei Schnitte zweier nebeneinander ver-
laufender Ströme oder zweier Theile eines und desselben Stromes an.
Nach Früherem ziehen parallele und gleichgerichtete Ströme einander
an. Eine ebensolche Wirkung findet zwischen den Magnetismen der-
selben statt. Da die Richtung der Kraftlinien, Fig. 52, der beiden Ströme
dieselbe ist, mtlssen die zwischen den Leitern L^ und L^ gelegenen Krafir
linien die entgegengesetzte Richtung haben und einander anziehen.
Weiters stoßen nach Früherem parallele und entgegengesetzt ge-
richtete Ströme einander ab. Die beiden Ströme in L^ und Lj, Fig. 50,
erzeugen entgegengesetzt gerichtete Kraftlinien, so dass die zwischen den
Leitern Lj und L^ liegenden Kraftlinien gleiche Richtung haben und
einander abstoßen.
Die wichtigsten Punkte des ähnlichen Verhaltens
zwischen Strömen und Magneten sind demnach:
1. Magnete und Ströme senden magnetische Kraftlinien aus, deren
Verlauf durch Eisenfeilspäne leicht nachweisbar ist.
2. Vor einem magnetischen oder elektrischen Nordpole aus gesehen
habendieAmp^re'schen Molekular ströme, beziehungsweise die elek-
trischen Ströme, die entgegengesetzte Richtung der Uhrzeigerbewegung,
vor einem Südpole aus gesehen die Richtung der Uhrzeigerbewegung.
3. Ein von einem Strome durchflossener Draht zieht, ähnlich wie
ein Magnet, Eisenfeilspäne an.
4. Ein von einem Strome durchflossenes Solenoid stellt sich, so
wie eine Magnetnadel, in den magnetischen Meridian der Erde ein.
5. Ströme zeigen ein ähnliches Verhalten gegen einander wie
Magnete; die Büder der KraftHnien nebeneinander befindlicher Strom-
spiralen gestalten sich ähnlich, wie jene ebenso angeordneter Magnete.
Kratzert, Elektrotechnik. 3
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34
6. Parallel und gleichgerichtete Ströme ziehen einander an. Im Zu-
sammenhange mit diesem Satze steht die Anziehung ungleichnamiger
Magnetismen, beziehungsweise die Anziehung ungleichgerichteter Kraft-
linien.
7. Parallel und gleichgerichtete Ströme stoßen einander ab. Dieser
Satz steht im Zusammenhange mit dem Satze, dass gleichnamige Magne-
tismen, beziehungsweise gleichgerichtete Kraftlinien einander abstoßen.
Da die Erde magnetisch ist, muss dieselbe in der Richtung von
Ost nach West von elektrischen Strömen umflossen sein.
Fig. 53.
39. Elektrodynamische Induktion.
a) Strom- oder Voltainduktion.
Gegenseitige Induktion. Jeder elektrische Strom z. B. der
Strom im seidenumsponnenen Drahte der Hauptspule JEf, Fig. 53, erregt
in dem Augenblicke, in welchem er geschlossen, geöfinet, gestärkt, ge-
schwächt, bewegt oder seine Richtung gewechselt wird, in der Induk-
tionsspule J durch gegenseitige Induktion Ströme, die sogenannten
Neben- oder Induktionsströme. U in Fig. 53 stellt einen selbst-
thätigen Stromunterbrecher und Schließer (Neel'schen Hammer) vor,
welcher wesentUch dieselbe Einrichtung wie das Läutewerk (§ 37,
Fig. 26) besitzt.
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— 35 -
Gesetze über die Richtung des durch den Hauptstrom
in ^erzeugten Induktionsstromes in «7:
1. Das Schließen, Stärken des Stromes in H^ die Be-
wegung von H gegen J, J gegen H oder die gleichzeitige
Bewegung von H gegen «7 und J gegen H erzeugen in J
Induktionsströme von der Richtung des Hauptsiromes
in H.
2. Das Öffnen, Schwächen des Stromes'in H^ die Be-
wegung von H von J oder J von H oder die gleichzeitige
Bewegung von H von J und J von H und der Richtungs-
wechsel des Stromes (Wechselstrom) in H erzeugen in J
Induktionsströme von der entgegengesetzten Richtungdes
Hauptstromes in H. Durch eine rasche Aufeinanderfolge des
Schließens und Öflfnens u. s. w. des Hauptstromes erhält man in J
Induktionsströme von wechselnder Richtung, Wechselströme.
Selbinduktion. Auch in der Hauptspule S, Fig. 63, ent-
stehen beim Auftreten, Verschwinden, Stärken, Schwächen, der Bewe-
gung oder dem Richtungswechsel des Stromes in H durch Selbstinduktion
Ströme, welche den Schließungsschlag schwächen und den Trennungs-
schlag verstärken, die sogenannten Gegen- oderExtraströme.
Jeder Induktionsstrom dauert nur einen Augenblick.
Schließungsextraströme sind dem Haupt- oder primären Strome
entgegengesetzt, Öffnungsextraströme gleich-gerichtet.
Die Selbstinduktion hemmt demnach Stromänderungen, verlangsamt
das Anwachsen und Abfallen des Stromes. In der Telegraphie z. B.
schwächen die Schließungextraströme den Hauptstrom und verzögern
das rasche Entstehen des zum Anzüge erforderlichen Magnetismus, also
den Beginn des telegTaphischen Zeichens, dagegen verzögern die Öffnungs-
extraströme das Verschwinden des hervorgerufenen Magnetismus und
verlängern so das gegebene Zeichen.
Wo Ströme auftreten oder verschwinden, stärker, schwächer wer-
den, ihre Richtung wechseln, wo Ströme oder Magnete oder Ströme und
Magnete gegeneinander bewegt werden, entsteht eine elektromotorische
Kraft der gegenseitigen oder Selbstinduktion im benachbarten und im
eigenen Leiter, welche den inducirten Strom beeinflussen.
Es ist demnach die Ursache der Elektricitätsbewegung eines durch
gegenseitige oder Selbstinduktion erzeugten Stromes, sowie die Ursache
jeder Elektricitätsbewegung überhaupt eine elektromotorische Kraft.
b) Induktion durch Magnete. (Magneto- und Elektro-
magnetoinduktion). Ersetzt mau in Fig. 53 die Hauptspule H durch
3*
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- 36 —
ein Stück weiches Eisen ^), einen Stahl- oder Elektromagnet J/, Fig. 54,
so werden in der liiduktionsspule J ebenfalls Induktionsströme erzeugt.
Während früher, Fig. 53, durch einen Strom ein Strom inducirt wurde,
inducirt jetzt ein Magnet einen Strom.
Für die Richtung der Induktionsströme gelten hier dieselben Ge-
setze, wie bei der Strominduktion, man braucht nur statt den oben an-
gegebenen Ursachen der Stromerzeugung die den Richtungen der Ströme
entsprechenden Richtungen
der Molekularströme des Ma-
gnetes einzuführen.
Die beiden oben über
die Richtung der Induktions-
ströme angegebenen Gesetze
lauten dann, mit Bezug auf
Fig. 54, für die Magneto-
induktion folgend:
1. Das Magnetisch-
werden, Stärken des
Magnetismus in J/, die
Bewegung von Jf gegen
J oder J gegen M oder
die gleichzeitige Be-
wegung vonilf gegen J
un d «/gegen 3f,er zeugen
in «7 Induktionsströme
von der Richtung der
Molekularströme in 3f.
2. Das Unmagnetischwerden, Schwächen des Magnetis-
mus in Jf, die Bewegung von M von J oder J von M oder
die gleichzeitige Bewegung von Jlf von /und JvonJfund
der Polwechsel des Magnetismus in Jlf, erzeugen in •/ In-
ductionsströme von der entgegengesetzten Richtung der
Molekularströme in i¥.
Dieselben Gesetze gelten ohne weiters flir die Elektromagneto-
induktion. Für letztere Induktion gelten schließlich auch die Gesetze der
Strominduktion, da ja der Elektromagnet ebenfalls eine Stromspule be-
sitzt, welche denselben Verhältnissen unterworfen wird, wie die Haupt-
spule bei der Strominduktion. Der Elektromagnetismus wird durch einen
Strom erregt. Zwischen Strom- und Elektromagnetoinduktion besteht nur
Fig. 64.
^) Jedes weiche Eisen hat einen, wenn auch ganz geringen, MagnetiBmus.
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— 37 -
der Unterschied, dass sieh bei der letzteren in der Stromspule ein Eisen-
kern befindet, welcher die Wirkung der Spule verstärkt.
c) Das Gesetz von Lenz.^) Obige Richtungen der durch die Be-
wegung von Magneten gegen eine Induktionsspule (Drahtwindungen)
inducirten Ströme lassen sich weiters nach dem Gesetze von Lenz,
welches folgenden-
dermaßenausgespro- /^-\ s "^ n.
chen werden kann, L l]f] { )
im Vorhinein be- V J^ -^-'^
stimmen :
Bewegt man
einen Magnet
gegen Drahtwin-
dnngen, Fig. 55,
soentstehtinden-
selben ein Strom
Ton einer solchen
Richtung, dass
zwischen ihm und
dem erregenden
Strome Absto-
ßnng stattfindet
(§ 38).
In Fig. 55 zei-
gen die über den
Magneten gezeich-
neten Pfeile die Be-
wegungsrichtung der
Magnete an. Schiebt
man einen Pol des
Magnetes n ä in die
Windung z. B. in
der Stellung I, so
mnss zwischen ihm
und dem in der Spirale inducirten Strome Abstoßung stattfinden. Diese
findet (§ 38) dann statt, wenn die Ströme im Südpole s und in der
Windung I die entgegengesetzte Richtung haben. Hat man den Magnet
^) Das Lenz'sche Gesetz wird am einfachsten mittelst des Apparates von Dr. von
Waltenhofen nachgewiesen. Siehe Wiedem. Ann. 19, Seite 928, 1883; Centralblatt fUr
Elektrotechnik 5, Seite 441, 1883; Zeitochrift für Elektrotechnik 1, Seite 314, 1883.
Fig. 55.
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bis in die Mitte der Windung hineingeschoben, so tritt Stromumkehr
ein. Dann entfernt sich der Pol von der Windung und Pol und Win-
dung ziehen einander an.
In den Stellungen I und II wird in die Windung ein Südpol hin-
eingeschoben (Abstoßung).
In den Stellungen III und IV wird aus der Windung ein Nordpol
herausgezogen (Anziehung).
In den Stellungen V und VI wird in die Windung ein Nordpol
hineingeschoben (Abstoßung).
In den Stellungen VII und VIII wird aus der Windung ein Süd-
pol herausgezogen (Anziehung).
</Jy/y/yy/>y/A,.yA:7///y/////,/A/yy/^
a Q.
w
=3
Fig. 66. Fig. 67.
d) Gesetz von Maxwell. Bringt man einen von einem
Strome durchflössen Stromleiter Z, Fig. 66, in ein magne-
tisches Feld, so wird er jene Lage einzunehmen streben,
bei welcher er die größtmögliche Anzahl der Kraftlinien
umschließt. Der Leiter L wird sich deshalb so einstellen, wie es
Fig. 35, Seite 28 anzeigt. In dieser Stellung umschließt er
1. die größte Anzahl der Kraftlinien und steht
2. so, dass die durch den Strom und das magnetische Feld erzeugten
Kraftlinien gleichgerichtet sind.
Anwendung der Induktion durch Magnete: Magnet- und
dynamoelektrische Maschinen und Motoren, Funkeninduktor von Ruhm-
korff, Transformator und Telephon.
e) Magnet elektrische Maschine. Anstatt den Magnetpol gegen
die Induktionsspule zu bewegen, Fig. 54, kann man eine Induktions-
spule oder eine oder mehrere Windungen), vor einem Magnetpole rotiren
lassen, Fig. 57.
Ist die Windung J bei % i isolirt auf der Welle W befestigt und lässt
man die Welle rotiren, so wird in der Windung J ein elektrischer
Strom erzeugt. Diese Anordnung stellt im Wesen eine einpolige magnet-
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elektrische Maschine dar. Die
Wirkung wird verstärkt, wenn
man dem Nordpole N gegenüher
einen Südpol Ä, Fig. 58, anbringt;
dann übergeht die einpolige magnet-
elektrische Maschine in die zwei-
polige.
/) Dynamo elektrische
Maschine. Denkt man sich an-
statt des Stahhnagnetes, Fig. 58,
einen Elektromagnet A jB, Fig. 59,
angewendet, so erhält man die
zweipolige dynamoelektrische Ma-
schine, ßotirt die Windung J
zwischen den Polen N und S des
Elektromagnetes A JB, so wird in
derselben Strom inducirt; diese
Anordnung entspricht wesentlich
jener der Dynamomaschine.
Schickt man umgekehrt in
die Windung J Strom, so lauft
dieselbe an, gibt Kraft und stellt im
Wesen einen Elektromotor dar.
ff) Der Funkeninduktor
Ruhmkorff. Der in Fig. 53
gestellte Induktionsapparat mit
selbstthätigen Stromunterbrecher (N e e f '-
schenHammer) stellt, wenn die Haupt-
spule H mit einem Eisenkern versehen
ist, den sogenannten Funkeninduktor
von Ruhmkorff (1851) dar. Die
Wickelung der Hauptspule besteht aus
wenig Windungen eines dicken Drahtes,
die der Induktionsspule aus vielen Win-
dungen eines dünnen Drahtes.
Anwendung: Erzeugung von
Lichterscheinungen, Minen- und Tor-
pedozündung, Elektrisiren des mensch-
lichen Körpers (Elektromedicin) u. s. w.
h) Der Transformator. Eine
Umkehrung des Principes des Funken-
]^
#
*-.
:f::^fe
W
Fig. 58.
Fig. 69.
von
dar-
dem
Fig. 60.
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— 40 -
Induktors stellt der Transformator dar ; der Eisenkern desselben ist in
der Regel kreisförmig geschlossen, Fig. 60. .
Im Gegensatze zum Funkeninduktor besteht hier die Hauptspule
aus vielen Windungen eines dünnen Drahtes und die Induktionsspule
aus wenig Windungen eines dicken Drahtes. Der Transformator mit
kreisförmig geschlossenem Eisenkerne geht aus dem Funkeninduktor
dadurch hervor, dass man dessen Eisenkern kreisförmig schUeßt.
Anwendung des Transformators in der Elektrotechnik:
Beleuchtung und Kraftübertragung mittels Wechselstrom.
i) Das Telephon, Fig. 61, besteht aus einem Stahlmagnete NiS^
auf der Station I, welcher mit einer Spule umgeben ist. Vor dem Mag-
nete befindet sich ein weiches, dünnes Eisenblech E^, — Durch mag-
netische Influenz *) wird in dem Eisenbleche E^ Magnetismus erzeugt.
Fig. 61.
Spricht man nun gegen das Eisenblech E^ auf der Station I, so wird
dasselbe bewegt und in der Spirale über N^S^ ein Strom indu-
cirt, welcher durch den Verbindungsdraht nach der Station II fließt,
so zwar, dass er den Pol JVj verstärkt. Dadurch wird das Eisenblech
E2 auf der Station II angezogen. Das Telephon überträgt demnach die
Bewegungen des Eisenbleches von einer Station auf eine zweite. Die
Schwingungen des Eisenbleches E^ theilen sich der Luft mit und so
hört man das auf der Station I Gesprochene.
j) Induktion in körperlichen Leitern. Ebenso wie in ge-
schlossenen Leitern entstehen in ausgedehnten Metallmassen, Scheiben
oder Kugeln durch Induktion von in der Nähe befindlichen Strömen
oder Magneten Induktionsströme.
k) Induktion höherer Ordnung. Die Induktionsströme wirken
selbst wieder inducirend auf geschlossene Leiter. J. Henry nennt
einen durch den Haupt- oder primären Strom inducirten Strom, einen
') Jedes weiche Eisen besitzt auch von Natur aus Magnetismus.
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— 41 —
Strom zweiter Ordnung; die durch letztere erregten Ströme, Ströme
dritter Ordnung. Auch Ströme 4. und 5. Ordnung wurden noch, durch
ihre physiologischen Wirkungen, nachgewiesen.
40. Die Thennoelek-
tricität (Seebeck, 1822)
wird durch Erwärmung der
Löthstellen zweier, zu einer
geschlossenen Figur, Fig. 62,
vereinigten, Metalle erzeugt.
Eine Verbindung von
Thermoelementen nennt man
Thermosäule. Kräftige Ther-
mosäulen stanmfien von Cia-
mond und NoeJ)
41. Thierische Elek-
tricität. Der Lebensprocess
der Thiere bedingt Elek-
tricitätserregung.
Die umfangreichsten Forschungen über diesen (Gegenstand verdanken wir Du
Bois Reymond (1848 — 1860). Der Reihenfolge nach wurden bekannt: Die elektri-
schen Schläge des Zitterrochen, der Zitterwelse (1751) und Zitteraale (1762), der Frosch-
strom (Galvani, 1794). Alexander von Humboldt schildert uns in seinen un-
sterblichen Werken die, selbst gegen Pferde wirksamen, Schläge der Zitteraale in den
Kämpfen der Zitteraale und Pferde in den brasilianischen Seen.
Fig. 62.
*) Dr. A. von Waltenhofen „Dingler's polytechn. Journal 1871, Bd. 200, Seiten 10 ff.
1872, Bd. 205, Seiten 33 ff. 1877 Bd. 224 Seiten 267 ff.
Wilhelm Peukert ^^Zeitschrift fttr Elektrotechnik** 1884.
G^rard (Peukert und Kareis) 1889, Seite 103.
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Angewandte
Elektricitätslehre oder Elektrotechnik.
I. Abschnitt.
Elektrische Masse.
I. Kapitel.
Die praktischen elektrischen Masse.
42. Elnleitimg. Die neuen elektrischen Maße heißen:
1. Einheiten der British Association (1881) und des
Pariser Congresses (1884), weil sie von diesen Corporationen zu-
erst eingeführt wurden,
2. internationale Maße, weil dieselben durch internationales
Übereinkommen in die Wissenschaft aufgenommen wurden,
3. absolute Maße (Friedrich Gauss), weil sie unab-
hängig sind von Zeit und Ort der Beobachtung, im Gegensatze zu den
conventioneilen Maßen, welche im praktischen Leben gebräuchlich sind
und diese Eigenschaften nicht besitzen.
Eine Krafteinheit ist beispielsweise von Zeit und Ort der Beobachtnng
unabhängig, wenn wir als Einheit der Kräfte jene Kraft annehmen,
welche der Masse 1 Cubikmillimeter in der Sekunde einen
Geschwindigkeitszuwachs (Beschleunigung) von 1 Millimeter
ertheilt. Wählen wir aber anstatt der Masse das Gewicht 1 Cubik-
millimeter Wasser als Einheit, so ist diese Krafteinheit an verschie-
denen Orten der Erde verschieden, weil die Schwerkraft zwischen Pol
und Äquator geringen Schwankungen unterHegt. Als Einheit der erd-
magnetischen Ejraft galt früher die erdmagnetisirende Kraft in London.
Diese Einheit war im Gegensatze zu den absoluten Massen von Zeit und
Ort der Beobachtung abhängige sie war zu verschiedenen Zeiten eine
andere, weil sich die erdmagnetisirende Kraft in London mit der Zeit
der Beobachtung ändert, sie war vom Orte der Beobachtung abhängig-,
weil dieselbe nur für London ohneweiters Giltigkeit hat,
4. abgeleitete Masse oder das LMT (Länge, Masse,
Zeit) System weil sie von Friedrich Gauß und Wilhelm
Weber aus den Grundmaßen der Mechanik (Maße, Länge und Zeit)
abgeleitet wurden.
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~ 43 —
Für das metrische Maß- und Gewichtssystem dienen das
Meter (der zehnmillionste Theil des Erdmeridianqnadranten) und das
Gewicht des Wassers bei 4^ C. als Grundmasse.
Das LMT System zerfällt:
a) In das Millimeter-Gramm-Sekunden (Mm Mg S) System
mit den Grundeinheiten Millimeter, Milligramm und Sekunde.
6) In das Centimeter-Gramm-Sekunden (C GS) System
mit den Grundeinheiten Centimeter, Gramm und Sekunde.
c) In das Meter-Kilogramm-Sekunden- (M Kg S) System
mit den Grundeinheiten Meter, Kilogramm und Sekunde.
43. Das Ohm, die Einheit des Widerstandes wird dar-
gestellt durch den Widerstand, welchen ein beständiger
elektrischer Strom durch eine Quecksilbersäule von
14*4521 Grammmasse bei 0® C. einem gleichförmigen Quer-
schnitte und einer Länge von 106*3 cfn erfährt.
1 Ohm = dem Widerstände einer Quecksilbersäule von 106"3 <?w
Länge, 1 mm^ Querschnitt bei 0® C. = 1 Q.
1 Ohm = dem* Widerstände einer Quecksilbersäule von 100 cm
Länge, 1 mm^ Querschnitt bei 70® C.
1 Ohm, = 1-0615 S.E. (Siemens Einheiten).
1 legales Ohm = 106 S. E.
1 S. E. = dem Widerstände einer Quecksilbersäule von 100 cm
Länge, 1 mm^ Querschnitt bei 0« C. = 094 Ohm.
Unter dem specifischen Widerstände eines Drahtes
versteht man den Widerstand des Drahtes bei 1 m Länge
und 1 wm* Querschnitt.
Der speci fische Widerstand eines Kupfer drahtes (also der
Widerstand eines Kupferdrahtes von 1 m Länge und 1 mm^ Querschnitt)
= 0*016 Ohm. Zwischen Länge, Querschnitt und Widerstand von
Kupferdrähten bestehen demnach folgende Beziehungen:
Länge = 1 1», Querschnitt = 1 mm^j Widerstand w = 0*016 Ohm folgl.
„ =2„, „ =1 . , . u.=0016X2,
„ =? „, „ =1^5 „ 1^ = 0016 X^,
n =^n, n --2 „ , „ i^;=0016X Y und
^ =^ «j •. =2^5 n «^; = 0016X -^.
Es ergibt sich demnach für den Widerstand eines Kupferdrahtes
die Formel: ^ ^.^ l
w = 0*016 . — .
2
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— 44 —
Charakteristisch für den Kupferdraht ist in dieser Formel der spe-
cifische Widerstand des Kupfers = 0'016 Ohm. Für Silber hat man
deshalb anstatt 0-016 die Zahl 0015, für Neusilber anstatt 0*016 die
Zahl 0*2675 also die besonderen Zahlen flir das betreffende Material ein-
zuführen. Soll die Formel allgemein, d. h. flir alle Drahtmateriale
giltig sein, so hat man anstatt der besonderen Zahlen eine allgemeine
Zahl (einen Buchstaben) z. B. c einzusetzen; dann erhält main den
Widerstand w aus der Formel:
w = c . — . Daraus ergeben sich für die Länge l die Formel :
l = — —^ für den Querschnitt q die Formel :
q z= c . — oder nach der Konstanten (dem specifischen Wider-
stände) aufgelöst:
c = — 'j^j in welchen Formeln
w = Widerstand in Ohm,
c = Widerstand eines Meter von 1 mm^ Querschnitt,
l = Länge in Metern und
q = Querschnitt in mm^.
1 muss in Metern, q in mm^ gegeben sein, weil der specifische Wider-
stand c in diesen Massen gegeben ist. Aus den letzten Formeln ist
ersichtlich, dass der Widerstand eines Drahtes mit seiner Länge wächst
und mit seinem Querschnitte abnimmt.
Beispiel: Wie groß ist der Widerstand w eines Drahtes aus
Neusilber (c = 0*267), von 100 m Länge und 10 mm^ Querschnitt?
100
w = 0-267 . ^ = 2*67 Ohm.
Beispiel: Welchen Widerstand hat ein Kupferdraht (c = 0*016)
von 200 m Länge und 0*19 cm^ Querschnitt?
200
019 cm^ = 19 ww«; w = 0*016 . ^ = 01684 Ohm.
Beispiel: Wie groß ist die Länge eines Kupferdrahtes
(c = 0*016) dessen Querschnitt = 3 mm^ bei einem Widerstände =
2 Ohm beträgt?
^ c — 0*016 - "^^^ ^•
Beispiel: Ein Draht aus Neusilber (c = 0*267) habe bei einer
Länge von 50 m einen Widerstand von 4 Ohm. Wie groß muss der
Querschnitt dieses Drahtes sein?
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— 45 —
q = c, — = 0-267 .^- = 3-3375 ww«.
^ w 4
Beispiel: Ein Kupferdraht (c = 0016) sei 1000 w lang, habe
einen Querschnitt von 7 »im* und einen Widerstand von 2 Ohm; wie
groß ist der specifische Widerstand dieses Drahtes?
_ w . q _ 7 . 2
^ ~ l ~ 1000
Der reciproke Wert des speeifischen Widerstandes
also den Wert — , heißt Leitungsvermögen oder Lei-
c
tungsfähigkeit.
1 Megohm = 1000.000 Ohm = 10« Ohm,
1 Microohm =
0014 Ohm.
lüööTÖÖÖ ^'^"^ = iü^ ^^" = 1^- ^^'"-
Werte vqn c,^)
Leiter
c specifisdier
Widerstand
Ac Änderung
des c für je
1» C.
— =L6itung8-
nUdgkeit be-
zogen auf 1 O
Alnminium, geglüht
Blei, gepresst ....
Eisen, rein
Eisendraht, schwedischer
Gold, geglüht ....
» hart
Knpfer
Neusilber (Siemens)
Nickel, geglüht ....
Nickelin
Platin, geglüht ....
Platin-Silber (33-4% Platin)
Quecksilber (Strecker)
Silber, geglüht ....
^ hart
Wissmnth, gepresst .
Zink, „ ...
ZJTITI
Messing 'i
Antimon *)
Gaskohle»)
Phosphorbronce »; . . .
Bheotan^) . . . - .
Konstantan*)
002916
0-1964
0097636
009907
0 0206
002097
00160
0-267
01244
0-48— 0-61
00907
0-2466
0-9434
001606
0-01681
1-3132
00563
0-1822
0068
0-868
40—120
0104
0.4061
0.6868
0-388
0-387
0-48
0-0048
0-366
0366
0-38
0034
0-866
0-028—0-019
0-243
0032
00907
0-377
0-377
0-364
0-366
0-366
34-48
6-10
10-26
1010
48-64
4810
62-6
37-46
2-03
2-33-1-96
11-11
4-06
ro6
66-66
61-35
0-77
17-86
7-86
*) Uppenborn, Kalender £Ur Elektrotechniker. Die Zahlen gelten nur für be-
stimmte Proben.
■) Dr. yon Waltenhofen, „Die internationalen absoluten Maße*' 1892, Seite 40.
*) J. Fisch er- Hinnen, „Die Berechnung und Wirkungsweise elektrischer Gleich-
strommaschinen'* 1892, Seite 168.
^) Nach den Messungen des Verfassers.
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46
44. Das Ampere, die Einheit der Stromstärke, ist
praktisch durch denjenigen unveränderlichen Strom
dargestellt, welcher durch eine wässerige Silber-Nitrat-
lösung fließend, aus derselben 0001118 g Silber in der
Sekunde niederschlägt.
1 Ampere =. \ A,
1 Ampere in der Sekunde == 1 Coulomb = Ch.
1 „ „ „ Minute = 60
1
„ * „ „ Stunde = 60 . 60 = 3600 Coulomb.
Das Coulomb ist die Einheit der Elektricitätsmenge.
1 Megampere = 1000.000 Ampere.
1 MicroampÄre = ^qq^^q^ Ampere,
1 Megac^oulomb = 1000000 Coulomb.
1
1 Microcoulomb =
1000000
1 Ampere zersetzt oder filUt aus: ^)
Coulomb.
Elektrolyt
mg in der
Sekunde
mg in der
Minute
mg in der
Stunde
Wasser
0093
0-305
0-3281
0*3371
0-678
1*118
6-68
18-30
19*686
20-22
40*68
67-08
334*8
Nickel
1099 1
Kupfer
Zink ....
118116 1
1213-2 1
Gold
Süber
2441
4024-8 j
45. Das Volt, die Einheit der elektromotorischen
Kraft, ist gleich der Kraft, welche beständig auf einen
Leiter, dessen Widerstand = 1 Ohm wirkend, einen
Strom von 1 Ampere erzeugt.
1 Volt ist praktisch als
der elektromotorischen Kraft zwischen den Elektroden eines Clark-
Elementes, bei einer Temperatur von '\- \b^ C. dargestellt.
Das Volt, die Einheit der Spannung (der Spannungs-
differenz, des Potentials, der Potentialdifferenz, der
elektromotorischen Kraft) ist weiters annähernd gleich der
elektromotorischen Kraft eines D an ielTschen Elementes.
^) Die Zahlen gelten nur ftlr bestimmte Proben.
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- 47 —
1 Daniell = 1 Volt = 1 F,
1 Bunsen, Grove mit Salpetersäure = 1*7 Daniell = 1-9 F,
1 „ mit Chromsäure =1*8 „ = 2'0 „
1 Meidinger =0*9 „ =1*0 „
1 LeclancliÄ, Stöhrer oder Smee=^r2 „ == 1-3 ^
1 Latimer Clark =1-27 „ =r457„.
Als Beispiele hoher Spamiungen seien die Versuchsresultate von
Warren de la Kue und Hugo W. Müller bei Funkenentladungen
angefdhrt.
Zur Bildung eines Entladungsfunken von O'bcm Länge
zwischen 2 parabohschen Spitzen sind 5000 Volt,
zwischen 1 parabolischen Spitze und einer Platte 6000 Volt,
zwischen 2 Platten 15000 Volt erforderlich.
Aus diesen Kesultaten folgt, dass bei den kilometerlangen
atmosphärischen Funkenentladungen Spannungen von
Tausenden von Millionen Volt zum Ausgleiche kommen.
1 Megavolt = 1000000 Volt,
1
1 Microvolt =
Volt.
1000000
46. Das Wesen der Elektricität.
Zur Versinnlichung des Wesens
der Elektricität bedient man sich in der
Regel des Wassers, indem man das Gewicht
des Wassers mit der Stromstärke, das Ge-
föUe des Wassers JET, Fig. 63, mit der Span-
nung, den Widerstand, den das Wasser in
einer Rohrleitung z. B. i, Fig. 63, erfahrt,
mit dem Widerstände des elektrischen Stro-
mes in Drähten vergleicht.
1. Vergleich zwischen dem Ge-
wichte des Wassers und der Strom-
stärke.
Fließt durch eine Rohrleitung L^ Fig. 63, viel Wasser, so muss
dieselbe einen großen Querschnitt haben. Hat der Strom in einem
Elektricitätsleiter eine hohe Stromstärke, so muss derselbe einen großen
Querschnitt haben.
2. Vergleich zwischen dem Gefälle des Wassers und
der Spannung (dem Gefälle des Stromes).
Nur wenn zwischen den Wasserspiegeln zweier Gefäße Ri und R^
ein Gefälle z. B. H, Fig. 63, herrscht, fließt zwischen denselben Wasser.
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— 48
Nur wenn zwischen zwei Punkten eines Elektricitätsleiters eine
Spannungsdifferenz (elektrisches Gefillle) herrscht, fließt zwischen den-
selben Strom.
3. Vergleich zwischen dem Widerstände, den eine
Kohrleitung dem Wasser und ein Elektricitätsleiter dem
Strome entgegensetzen.
Je enger eine Rohrleitung ist, desto größer wird verhältnismäßig
der Widerstand sein, welchen das Wasser in derselben zu tiberwinden
hat. Je kleiner der Querschnitt eines Elektricitätsleiters ist, desto höher
stellt sich der Widerstand, den der elektrische Strom zu überwinden hat.
4. Vergleich zwischen den Leistungsfähigkeiten des
Wassers und Stromes.
Je größer das Wassergewicht und das Gefklle sind, desto leistxmgs-
fehiger zeigt sich das Wasser. Je größer die Stromstärke und die Spaji-
nung sind, desto leistungsfähiger ist der elektrische Strom.
Die neuesten wissenschaftlichen Forschungen über das
Wesen der Elektricität (Faraday, von Helmholtz, Maxwell
und Hertz) haben mathematisch und experimentell dar-
gethan, dass die Elektricität, sowie das Licht, eine Wellen-
bewegung eines angenommenen Stoffes des sogenannten
Lichtäthers ist.
Nach Maxwell betragen die Geschwindigkeit der Elektricität und
des Lichtes 300.000 Kilometer in der Sekunde.
Zwischen Stromstärke, Spannung, Widerstand eines Stromkreises besteht
ein ganz bestimmter, gesetzmäßiger Zusammenhang, dasOhm'sche Gesetz.
47. Das Ohm'sche Gesetz.
Das Ohm'sche Gesetz ist das wichtigste Grundgesetz
der Elektrotechnik. In seiner einfachsten Form lässt sich dieses
Gesetz wie folgt aussprechen:
In jedem geschlossenen
,1 Stromkreise ist die
^
III
^5
JSheoäat
Oi. ^« 1, Spannung
Stromstärke = -^^rr^ — ^•
Widerstand
Bezeichnet man die Stromstärke
mit dem Buchstaben A (Ampere),
die Spannung mit dem Buchstaben
V (Volt), den Widerstand mit dem
Buchstaben 0 (Ohm), so erhält die
obige Gleichung die Form:
V
A = jry Form I.
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— 49
Fig. 64 stellt eine Anordnung des Versuches dar, welcher dazu
dienen kann, das Ohm'sche Gesetz nachzuweisen.
In der folgenden Tafel sind durch solche Versuche ermittelte zu-
sammen gehörige Werte von -4, V und 0 angegeben.
TaleL
2
3
5
2
4
20
60
60
60
100
100
200
30
20
12
50
26
6
^-i
3 =
6 =
2 =
4 =
60
30
60
20
60
12
100
50
100
25
200
20=-
Wie man aus der Tafel ersieht, befriedigen sämmtliche zusammen-
Versuche ermittelte Werte von A, V und 0 das
gehörige, durch
Ohm'sche Gesetz:
A =
V
0'
Sind demnach zwei von den drei Größen -4, V und 0 gegeben,
so kann man die dritte aus dem Ohm'schen Gesetze berechnen.
Beispiel: Wie groß ist die Stromstärke in dem geschlossenen Strom-
kreise Pi M P^^ wenn die Spannung an den Klemmen der Stromquelle
(in diesem Falle 6 Akkumulatoren) 12 Volt und der im Kheostate ein-
geschaltete Widerstand 3 Ohm betragen?
Setzt man die gegebenen Werte in die Form. I des Ohm'schen
Gesetzes ein, so erhält man:
-4 = — « 4 Ampere.
o
Ist noch ein zweiter Widerstand, z. B. 1 Ohm, in dem Strom-
kreise vorhanden, so beträgt der gesammte Widerstand 3 -}- 1 = 4
Ohm und
A = €t\i ^^ X ^^ Ampere, d. h.:
K ratz er t, Elektrotechnik.
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— 50 —
Wenn der Stromkreis aus mehreren Theilen besteht, so ist die
Stromstärke = -^ = — ~/ 'tit-j — ^h j -
Summe der Widerstände
In letzterem Beispiele wurden als Stromquelle 6 Akkumulatoren in
Hintereinanderschaltung zu je 2 Volt = 12 Volt vorausgesetzt. Es ist
nun gleichgiltig wie die Akkumulatoren vertheilt sind, d-.h.jin welchem
8 Volt
M
^
4 Volt
Fig. 66.
"^...
^
OAm
Orte oder an welchen Örtern des Leitungs-
netzes dieselben eingeschaltet werden.
In Fig. 65 sind die Akkumulatoren
in Gruppen an verschiedenen Örtern des
Stromkreises angeordnet.
Beispiel: Wie groß ist die Strom-
^stärke unter den in der, Fig. 65 gegebenen
Verhältnissen:
1. Ohne Berücksichtigung des Wider-
standes des Verbindungsdrahtes?
T 8 + 4 ' . , , ,
J = — ^— = 4 Ampere, d. h. :
Enthält der Stromkreis mehrere elektromotorische Kräfte,
so ist die
Summe d. Spannungen
Widerstand
Stromstärke
2. Mit Bertlcksichtigung des Widerstandes des Verbindungsdrahtes?
Dieser Widerstand sei 1 Ohm.
J= - , ^ = 3 Ampere, d. h.:
o -|- 1
IJnthält der Stromkreis mehrere elektromotorische .Kräfte
und besteht derselbe aus. mehreren Theilen, so ist die Strom-
, Summe d. Spannungen^
Summe d. Widerstände'
allgemeine Form des Ohm'schen Gesetzes.
Aus der I. Form des Ohm'scheri Gesetzes:
V
A =
~Ö
ergibt sich, wenn man beiderseits des Gleichheitszeichens mit 0 multiplicirt:
ÄO = V oder
V = AO, Form. II.
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51 —
Beispiel: Mit welcher Spannung leuchtet eine Glühlampe, wenn
ihr Stromverbrauch 0*5 Ampere und ihr Widerstand bei dieser Strom-
stärke = 200 Ohm betragen?
V= ÄO = &5. 200 = 100 Volt.
Beispiel: Wie groß ist der Spannungsverlust in einer Leitung mit
dem Widerstände von 0'5 Ohm, wenn durch die Leitung 10 Ampere
fließen?
F = 4 0 = 0-5 . 10 = 6 Volt.
Beispiel: Der Vorschaltwiderstand einer Bogenlampe flir 10 Am-
pere messe 1 Ohm. Wie viel Volt werden durch diesen Widerstand
getilgt? r = A .0 = 10.1 = 10 Volt.
Die ir. Form des Ohm'schen Gesetzes: V = AO übergeht
durch A dividirt in:
5 = 0
oder
»=j.
Form III.
uy
u
r
B
W
B
0 =
= 1-5 Ohm.
Fig. 66.
Beispiel: • Wie groß muss der einer
Bogenlampe vorgeschaltete Widerstand W
sein, wenn letztere bei 10 Ampere auf
45 Volt einregulirt ist, und die Klemmen-
spannung der Dynamomaschine D, Fig. 66,
'60 Volt beträgt?
In diesem Falle müssen 60 — 45 =
15 Volt durch den Vorschaltwiderstand
verbraucht werden.
15
10
Beispiel: Die Spannung an den Klemmen einer Dynamomaschine
betrage 100 Volt. Es ist der Widerstand eines an diese Klemmen ein-
zuschaltenden Leitungsnetzes zu berechnen, durch welches 20 Ampere
fließen sollen.
/i 100 . ^,
0 = -^ :=^ o Ohm.
48. Das Farad.
Das Farad ist das Verhältnis der Elektricitätsmenge zur
Spannung, d. h. :
1 Farad =
1 Coulomb
l Volt '
1 Megafarad = 1000000 Farad,
1
1 Microfarad
1000000
Farad.
4»
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— 52 —
49. Arbeit, Effekt (Leistung).
Elekt. Arbeit = Stromstärke X elektromot. Kraft X Zeit.
Die technisclie Einheit der elektrischen Arbeit ist:
1 Sekunden-Volt-Ampere = lVolt-Coulomb=lJoule = ^^ mkg
= 0102 mkg.
Elekt. Effekt = Stromstärke X elektromotorische Kraft.
Die technische Einheit des elektrischen Effektes ist:
1 Voltampere = 1 Watt.
1 englische Pferdekraft = HP (horse power) . = 746 Watt
1 metrische Pferdekraft = P. S. (Pferdestärke) = 736 Watt.
1 Kilowatt = 1000 Watt.
II. Kapitel.
Die theoretischen und praktischen physikalischen Maße.
I. Physikalische Maße»
50. Fläche. Aus den 3 Grundmaßen Länge, Maße und Zeit lassen
sich für alle physikalischen Größen Einheiten ableiten. Die Einheit der
Fläche geht aus der Einheit der Länge vermittels der Überlegung her-
vor, dass die Einheit der Fläche das Quadrat über der Einheit der Länge
darstellt.
Längeneinheit = L,
Flächeninhalt F = L«,
d. h., die Flächeneinheit ist dem Quadrate der Längeneinheit proportional
oder die Flächeneinheit ist im Vergleiche mit der Längeneinheit von der 2.
Dimension (Abmessung oder Ausdehnung). Die Längeneinheit hat die
Dimension L^ die 1. Dimension, die Flächeneinheit hat die Dimension Zr*,
die 2. Dimension. Eine Linie hat eine, eine Fläche 2 Dimensionen.
51. Bauminhalt (Körper-, Kubikinhalt oder Volumen). In der
Geometrie ist die Einheit des Raumes ein Würfel, dessen Kantenlänge
der Längeneinheit gleich ist. Die absolute Einheit des Raumes stellt
ein Würfel mit der Kantenlänge der Längeneinheit L dar, d. h.:
Die Einheit des Rauminhaltes V = L*.
Somit ist die Raumeinheit der 3. Potenz der Längeneinheit propor-
tional oder die Raumeinheit ist im Vergleiche mit der Längeneinheit
von der 3. Dimension.
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— 53 —
Im MmMgS System ist die Raumeinheit = 1 Cubikmillimeter,
im C O S ^ „„ „ = ICubikcentimeter,
und im MKff S „ „ „ „ =1 Cubikmeter.
52. Geschwindigkeit. Unter Geschwindigkeit c eines sich gleich-
förmig bewegenden Körpers yersteht man den in der Sekunde zurück-
gelegten Weg. Für eine Sekunde ist daher c = 8. Braucht der Körper t
Sekunden, um diesen Weg zurückzulegen, so wird die Geschwindigkeit
e um t mal kleiner sein, d. h. :
s
Die Einheit der Geschwindigkeit ist demnach von den Einheiten
der Zeit ^ und der Länge (des Weges) s abgeleitet. Um die Dimension
einer Geschwindigkeit zu erhalten müssen wir fllr s und t die betreffenden
Einheiten L umd T einführen. Die Dimension einer Geschwindig-
keit ist demnach: j-
C = ^ = LT-K
Die Einheit der Geschwindigkeit ist der Längeneinheit L gerade,
der Zeiteinheit I umgekehrt proportional.
1. Beispiel: L = 30.000 mm, 2=5 Sekunden; wie groß ist die
Geschwindigkeit im MmMgS System?
Cf= -^ = -30^ = 6000 Jfm -9-^
1 o
Die Geschwindigkeit im Mm Mg S System = 6000 Mm S-^.
2. Beispiel: i==3000cm, T=ö Sekunden; wie groß ist die Ge-
schwindigkeit im COS System?
,, = .^. = ^ = m cs-K
Die Geschwindigkeit im CGS System = 600 CS"^.
3. Beispiel: L = 30 m, T= 5 Sekunden; wie groß ist die Ge-
schwindigkeit in MKgS System?
Ca = ^ = 6 MS-K
Die Geschwindigkeit im M Kg S System = 6 MS"'^ absoluten
Einheiten.
Die in den 3 letzten Beispielen gegebenen Geschwindigkeiten ver-
halten sich folgend:
Ci : Ca : Ca = 6000 : 600 : 6 oder
CiiCjiCg = 1000:100:1.
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— 54 —
Bestimmt man demnach eine Geschwindigkeit im MKgS System,
im 3. Beispiele c^ = 6M S-^, so hat man dieselbe mit 100 zu multipliciren
um die Geschwindigkeit im CGS System, im 2. Beispiele Cg = 600 CS~\
zu erhalten. Die Einheiten des M Kg SSystem uiid des CGS System
verhalten sich demnach wie 1 : 100.
Ebenso findet man die folgenden Verhältnisse:
CGS System : Mm Mg S System = 1 : 10,
MKgS „ iMmMgS .„ =1:1000.
4. Beispiel: Ein Personenzug lege 50 km in der Stunde zurück; wie
groß ist seine Fahrgeschwindigkeit in C G S Einheiten?
Die Fahrgeschwindigkeit beträgt 1333 CGS Einheiten.
53. Beschleimigung. Die Beschleunigung g eines Körpers ist
gleich dem Geschwindigkeitszuwachse in der Sekunde:
c
Die absolute Einheit der Beschleunigung 6r := ^ = LT-^, Die
Dimension der Beschleunigung ist demnach y=^ oder LT"^,
Die LT Einheit der Beschleunigung ist der Längeneinheit L gerade
und dem Quadrate der Zeiteinheit T^ umgekehrt proportional.
54. Kraft. Die Mechanik führt für das Produkt aus der Masse m
in die Beschleunigung g des Ausdruck Kraft p ein, d. h. :
p = mg.
Die Einheit der Kraft, das Dyn oder die Dyne • (Kraft), muss des-
halb als jene Kraft angesehen werden, welche der Einheit der Masse M
die Einheit der Beschleunigung ^ ertheilt. Daraus ergibt sich die
Dimension einer Kraft:
1. Beispiel: Wie viel CGS Einheiten zählt eine Kraft, welcher
2 w
eine Masse von 3 hg eine Beschleunigung von -r, rs- ertheilt?
® ® (4 see.)* •
E^ä = ioia^goe ^ ,^ <,g^_.
Die in Frage gestellte Kraft zählt demnach 25000 CGS"^ Einheiten-
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— 55 —
2. Beis.piel: Wie verhalten sich die Krafteinheiten im Mm Mg
S-2 und im CGS'^ System?
CGSr^ = 10 Mm. 1000 Mg 8'^ = 10000 Mm Mg S'^
Es verhalten sich demnach die Einheiten im CGS"^ : Einheiten
im Mm Mg S'^ System = 1 : 10000.
3. Beispiel: Wie groß ist die Kraft P, mit welcher lA:^von der
Erde angezogen wird?
Die kommerciellen Gewichte geben uns die Kraft an, mit welcher
die Beschleunigung der Erde auf die gleichbenannten* Massen einwirkt^
Das Gewicht (die Kraft) eines iy ist demnach gleich" dorn Produkte aus
der Masse 1 iy in die Beschleunigung, welche die Schwerkraft der
Erde auf die freibewegliche Masse 1 kg ausübt. Diese Beschleuni-
gung g = 9'78 (1 4" 0*0052 sfw- cp),;^) wenn F = geographische Breite;
sie ist im Mittel = 9*81, am Äquator rund 9*78, an den Polen rund
9*83 m. Die Kraft P, mit welcher 1 kg von der Erde angezogen wird
P= 981.1000 CGS-\
-— 981000 CGS-^ Einheiten.
55. Arbeit.
Nach den Gesetzen der Mechanik ist eine Arbeit a gleich dem
Produkte aus der Kraft 5, d. h. :
a = ps.
Die absolute Einheit der mechanischen Arbeit ist jene Arbeit,
welche von der absoluten Einheit der Kraft auf dem Wege der Län-
geneinheit geleistet oder verbraucht wird. Die absolute Einheit der
mechanischen Arbeit im CGS Systeme ist jene Arbeit, welche 1 Dgn
Kjraft auf dem Wege von 1 cm Länge leistet oder verbraucht.
^ = 1 Centimeter Dgn = lErg (Werk oder Arbeit).
Die Dimension der Arbeit ist demnach gleich der Dimension der
Kraft mal der Dimension der Längeneinheit:
A = LMI-^L = IßMT-\
Beispiel: Wie viel Erg enthält ein Kilogramraeter?
Nach Früherem ist
1 Kilogramm =981.000 CGS =981.000 Dyn,
1000000 mg = 981.000 Dyn,
1 mg — 0*981 Dyn,
\ mg = 1 Dy»,
1 Kilogrammeter =981000.100 Erg^
„ = 98100000 Erg = 9*81.10^ Erg,
^) Dr. von Waltenhofen „Mechanische Physik«, Seite 72.
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— 56 —
Ein Kilogrammeter enthält 9'81.10^ Erg^ das ist die Arbeit,
welche geleistet wird, wenn man 1kg \m hoch hebt.
56. Effekt (Arbeitsstärke, Zeitarbeit, Intensität der Arbeits-
leistung). Unter Effekt versteht man die in der Zeiteinheit
geleistete Arbeit.
Die absolute Einheit des Effektes ist derjenige Effekt, durch wel-
chen in der Zeiteinheit die absolute Einheit der mechanischen Arbeit
geleistet wird. Die absolute Einheit des Effektes im CGS System
ist jener Effekt, durch welchen in der Zeiteinheit lErg Arbeit
geleistet wird. Dieser Definition entsprechend nennt man diese Ein-
heit auch Sekundenerg.
1 Sekundenerg = r^— r^- Sekundenkilogrammeter.
Das Sekundenkilogrammeter ist die Einheit des Effektes im MKgS
System.
75 MKgS nennt man eine Pferdestärke (Pferdekraft) PS.
1 PS = Ib mkg in der Sekunde.
1 PS Stunde = 75.3600 = 270000 Meterkilogramm.
Gebräuchlicher noch als die Bezeichnungen P5 und PS Stunden
sind die englischen Symbole HP (horse-power) und HPH (horse-power-
hour), wobei jedoch
1 HP =^16 mkg.
57. Wärmeäquivalent. Unter dem mechanischen Äqui-
valente der Wärme versteht man jene mechanische Arbeit
UMS"^^ die jener Wärmemenge gleichwertig (äquivalent) ist,
welche die Einheit des Wassers um 1^ C. erwärmt; diese
Wärmemenge nennt man zugleich die Wärmeeinheit (Ga-
lerie).
Daraus ergibt sich die Dimension: :==- . , . . als Arbeitsein-
Wärmeemheit '
heit für die Wärmeeinheit.
Mechanisches Wärmeäquivalent == — ^ = C^Sr^
1 Kilogrammcalorie ist bekanntlich =423*5 Kilogramm-
meter oder 9-81 X 4235 MKgS Einheiten = 4154 MKgS Einheiten
oder weil die Längeneinheit if =t 100 C und in der Dimensionsformel
für das mechanische Wärmeäquivalent C^ vorkommt, ist das Verhältnis
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— 57 ~
des mechanischen Äquivalentes der Wärme im CGS System lOO'mal
so groß als im MKgS System, d. h. : 41ft4 X 100* = 4*15 X lOWGS = E.
E = 415 X 10^ C* /^^
Den reciproken Wert, also -=, nennt man das calorische Äqui-
valent der Arbeitseinheit. Es ist demnach
-^ = 0-24 X 10-^ C-^ S« oder
1 Erg = 0-24 X 10-*6rammcalorien.
58. Magnetismus (Polstärke oder absolute Einheit der Pole).
Die Kraft p der Einwirkung zweier magnetischer Theilchen m^ und m^
aufeinander, welche von einander eine bestimmte Entfernung r haben,
ist bekanntlich nach dem Gesetze von Coulomb dem Produkte der
Massen m^ und m^ gerade, dem Quadrate der Entfernung r* verkehrt
proportional, d. h. :
Die Einheit des Magnetismus ist demnach jene Menge
Wj, welche auf eine gleich große, in der Entfernung 1
befindliche, eine Kraft 1 ausübt, d. h.:
P= '?2- ^^
Wj = LF'^= y— -.
59. Elektrische Einheiten. Sowie bei der Ableitung der Ein-
heit des Magnetismus, müssen wir auch bei der Ableitung elektrischer
Einheiten von bestimmten Gesetzen ausgehen. Wir kommen auf die-
sem Wege zu zweierlei elektrischen Einheiten, weil die Kraft, mit wel-
cher zwei elektrische Theilchen aufeinander einwirken, eine andere ist,
je nachdem sich diese Theilchen in Kühe (Kuhende Elektricität) oder
in Bewegung (Bewegte Elektricität) befinden. So gelangt man zu dem
elektrostatischen und elektromagnetischen Maßsysteme,
von denen jedoch hier nur das praktisch wichtigere, das elektromag-
netische behandelt werden soll.
II. JElektrofntignetische Einheiten.
60. StromstÄrke. Der Aufstellung der elektromagnetischen Ein-
heiten liegt, ihrer Benennung entsprechend, das Gesetz der Wechsel-
wirkung zwischen Strömen und Magneten zugrunde. Befindet sich ein
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— 58 -
magnetischer Pol |x im . Mittelpunkte eines kreisförmig geschlossenen
Leiters, so ist die Kraft p, welche auf den Pol wirkt
p -=: k % . — f , wonn
/ = Stromstärke,
l = Länge des Leiters,
r = Entfernung des Poles vom Leiter, Halbmesser der Windung
des Kreisstromes.
Aus dieser Formel ergibt sich als Wert für die Stromstärke
i = y^ — oder, wenn man für die Konstante — die neue Kon-
k L\L ^ p
staute &! einfuhrt:
i = ^'i ^ — . Diese Formel übergeht durch Hinweglassung des
konstanten Faktors k^ in die Formel:
p r^
l }X
Hierin stellen r eine Länge, p eine Kraft und jj. die Menge des
Magnetismus vor, deren Einheiten bereits abgeleitet wurden.
Die Einheit der Stärke eines Stromes J in einem Leiter von der
Länge L übt demnach auf die Einheit des Magnetismus \i in der Ent-
fernung L die Kraft P aus, so zwar, dass
Die praktische Einheit der Stromstärke 1 Ampere.==
= -TT der Einheit im CG Ä-System.
10 -^
61. Elektricitätsmenge. Unter der Elektricitätsmenge E ver-
steht man jene Elektricitätsmenge, die bei der Stromstärke i'» -Jf' > T"^
in der Zeit T durch den Querschnitt des Leiters fließt. Die Einheit
der Elektricitätsmenge ist diesen Bestimmungsstücken proportional und
hat demnach die Dimension
Aus dieser Elektricitätsmenge geht die absolute elektromagnetische
Einheit der Elektricitätsmenge hervor, wenn man anstatt der Stromstärke
die absolute Einheit derselben und anstatt der Zeit^die Zeiteinheit einftihrt.
Ninunt man als Stromstärke eine absolute elektromagnetische
C G S-Einheit an, dann fließt in der Sekunde durch den Querschnitt
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— 59 —
des Leiters eine absolute elektromagnetische C , G . Ä-Einheit der
Elektricitätsmenge.
77: Einheiten des C G Ä-System = 1 Conlomb.
62. Elektromotorische Kraft (Spannting, SpannnngsdifFerenz,
elektrisches Potential^ Potentialdifferenz). In einer elektrischen
Maschine ist folgende Anordnung getroffen : Innerhalb eines magnetischen
Feldes von der Intensität H befindet sich ein Leiter J, Fig. 58 und 59
von der Länge L, Der Leiter soll mit einer Geschwindigkeit v so be-
wegt werden, dass dieselbe von der Richtung der magnetischen Kraft
(Richtung der KraftUnien) senkrecht geschnitten wird. Durch die Ro-
tation des Leiters in dem magnetischen Felde ergibt sich ein Unter-
schied in den Potentialwerten an den Enden des inducirten Leiterstückes
v=r,-v,.
Die entstehende Potentialdifferenz ist den Größen iT, L und v pro-
portional.
V z= V^ — Fa = Konst. H ,L .v^ welche Gleichung in die folgende :
V = HLv übergeht, wenn die Konstante = 1 gesetzt wird,
d. h. wenn jene Spannungsdifferenz = l ist, welche bei der obigen
Bewegung eines Leiters von der Länge = 1 in einem magnetischen
Felde von der Intensität = 1 bei der Geschwindigkeit = 1 in diesem
Leiter entsteht. Die Dimension eines Potentialunterschiedes ist demnach :
L-'^M't-T-^L.LT-'^ = Ui-M'i-T-^ und im C(? S^Systeme ist die
Einheit der elektromotorischen Kraft = C^G'^^S-^^ dabei
ist jene elektromotorische Kraft als Einheit eingeführt, welche in einem
Leiterstücke von der Länge 1 Centimeter in einem magnetischen Felde
von der Intensität 1 mit einer Geischwindigkeit von 1 Centimeter in
der Sekunde inducirt wird.
Als praktische Einheit gilt:
1 Volt = 10» C'/»ö'/,fif-2,
Die Gleichheit der Dimensionen für die elektromotorische Ej'aft
und das Potential ergibt sich schon aus der Definition der letzteren,
nach welcher eine elektromotorische Kraft die Differenz zweier Poten-
tiale darstellt.
63. IndnktionscoSfftcient. Die Ursache der gegenseitigen und
der Selbstinduktion ist eine elektromotorische Kraft (§ 39, a). Die
elektromotorische Kraft der Induktion E ist den Änderungen der. Strom-
stärke di in einem Leiterelemente dt proportional, d. h. :
di
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— 60 —
worin C einen Proportionalitätsfaktor, den Coöfficienten der In-
duktion vorstellt. Für den Coefiieienten der gegenseitigen
Induktion wählt man gewöhnlich den Buchstaben Jf, fiir den der
Selbstinduktion den Buchstaben L-^ damit ergibt sich fiir die elektro-
motorische Kraft der gegenseitigen Induktion die Formel:
E, = M ^, worin Jf = - ff^^ dl dl'-,
dl und dl* = zwei Leiterelemente,
c = dem Winkel, welche die zwei Leiterelemente dl und dl^ mit-
einander einschUeßen imd
r = Entfernung der Leiterelemente dl und dV,
Dagegen erscheint die elektromotorische Kraft der Selbstinduktion
durch die Formel E^ = L-rr charakterisirt.
* dt
Die Selbstinduktion ruft eine scheinbare, vielfache Erhöhung des
Widerstandes der Leiter hervor.
Wenn W^ = scheinbarer Widerstand,
T^'sss Ohm' scher Widerstand (mit Gleichstrom gemessener Wider-
stand) und p = Anzahl der Stromwechsel in der Sekunde, dann gelten
die Formeln:
_}V[--F^
W, == yw^ + (TzpLy und L =
Aus der Gleichung:
^=C|- folgt: C = ^-|.
Die Dimension des Induktionscoöfficienten (Co6fficient
der gegenseitigen und Selbstinduktion) ist demnach :
Dimension C = ^,,j^,,j., . T = L.
Die Dimension des Induktionscoöfficienten stellt somit eine Länge dar.
Die praktische Einheit der Induktionscoöfficienten wird Quadrant
genannt ;
1 Quadrant = 10» C.
Der in Chicago, anlässlich der Weltausstellung 1893 abgehaltene
elektrotechnische Congress hat für die Einheit der Induktionscoöfficienten,
dem erfolgreichen Forscher auf dem Gebiete der Induktion höherer
Ordnung (§ 39, i) J. Henry zu Ehren, die Benennung Henry ein-
geführt:
1 Henry = 1 Quadrant = 10» C.
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- 61 —
64. Widerstand. Die Dimension eines Widerstandes ergibt sich
aus dem OHm'schen Gesetze
1 ni. 1 Volt
1 Ohm = -j—r i .
1 Ampere
Die Einheit des Widerstandes ist demnach jener Wi-
derstand, in welchem die Einheit der elektromotorischen
Kraft 1 Volt, die Einheit der Stromstärke 1 Ampere erzeugt.
Dimension des Widerstandes = — jf^. — , j.^, ,^,. = -=- =
= LT-\
Aus dieser Form geht hervor, dass Widerstand und Geschwindigkeit
dieselbe Dimension haben.
Als praktische Einheit des Widerstandes gilt
1 Ohm = 10» CG.S Einheiten.
65. Eapacität. In der Wärmelehre nennt man calorische
Kapacität jene Wärmemenge, welche erforderlich ist, um
die Temperatur eines Körpers um V C. zu erhöhen; ähnlich
nennt man elektrische Kapacität jene Elektricitätsmenge,
mit welcher ein Leiter geladen wird, wenn sein Potential
um die Einheit steigt.
17 .^„^ Coulomb .^ .^.
Kapacität = — yöTt — ^^ ^^'
Daraus ergibt sich mit Bezug auf die Dimensionen von Coulomb
(§ 48) und Volt (§ 86):
Dimension der Kapacität = r„ t,^., rn o = L"^ T^ oder im
CGS System:
Kapacitätseinheit = C"^ S^.
Die praktische Einheit der Kapacität ist das Farad.
1 Farad = 10"^ C-^ S^ und
1 Microfarad = 10'^^ C'^ SK
Ein Kondensator *) aus Zinnfolie und paraffinirtem Papiere hat bei
ungefähr 1*5 m' Belegfläche und etwa 0*1 mm Dicke des paraffinirten
Papieres 1 Microfarad Kapacität.
66. Elektrische Arbeit. Fließt durch einen Leiter vom Wider-
stände TT, an dessen Enden eine SpannungsdiflFerenz V herrscht, ein
Strom von der Stromstärke A^ so ist die von dem Leiter in der Zeit-
einheit geleistete
^) Dr. von Waltenhofen „Die internationalen absoluten Maße", S. 44.
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— 62 —
Arbeit = A , Fund die in der Zeit t geleistete Arbeit = A . Vi.
oder weil F = ^ . W\
Elektrische Arbeit = A\ WA.
Diesen Ausdruck für die elektrische Arbeit nennt man das Joule'
sehe Gesetz.
Aus der letzten Formel ergibt sich die Dimension der elektrischen
Arbeit im CGS System:
Dimension der elektrischen Arbeit =
Die praktische Einheit der elektrischen Arbeit ist
1 Joule = 10' G^GS''\= 1 Volt-Coülojnb .= ^ f^kg-
" ol
67. Elektrischer Effekt. Unter dem elektrischen Effekte
versteht man die in 1 Sekunde geleistete elektrische Arbeit.
Aus diesem Begriffe des elektrischen Effektes folgt mit Berücksichtigung
der Dimension der elektrischen Arbeit die Dimension des Effektes: '
Dimension des elektrischen Effektes = C^GS-^.
Die praktische Einheit des elektrischen Effektes ist 10'
mal so groß und heißt 1 Watt. *
1 Watt = 1 Volt- Ampere = 10' C^GS-^ = 10 Sekundenerg.
Nach früherem war 1 Sekundenmeterkilogramm = 981 . W^G^GS'^
und 1 PS =75 . 9-81 . WC^GS-^ ;
daraus folgt: 1 Sekundenmeterkilogramm=9'81 Volt-Ampere,
1 PS =736 „ „ .'
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— 63 —
Tafel.
Verhältnis
1
'1
-
Maße
Absolute und
praktische Einheiten
zur absolu-
ten COS
Dimension
Einheit
Fläche
Absolute Einheit
1
C*
cnr
Bauzninhalt
Absolute Einheit
1
c»
cm^
Oeschwmdigkeit
Absulute Einheit
1
C5-1
V
Beschleunigung
Absolute Einheit
1
cs-^
9
Kraft
1 Dyn
1
CGS'^
V
Arbeit
1 Erg
1
C'GJS-*
PS
Eflfekt
1 Sekundenerg
1
C*(?5-»
ps
t
—
1 Sekundenmeterkilogramm
981.10*
C*G5-»
nikg
—
1 PS (deutsch)
736.10'
C'GS'^
PS
—
1 HP (englisch)
746.10'
C*GS-^
HP
Würmeäquivalent
Absolute Einheit
1
C'5-*
E
PoUt&rke
Absolute Einheit
1
C%G'/2S'^
f^
Stromstärke
Absolute Einheit
1
C^'^G'I^S'-''
—
1 Megamp^re
10»
CVa(?V,S-»
—
1 Ampere
10-^
a»/i(?v,5-»
Ä
—
• 1 Microampdre
10-'
CV,ÖV»5-*
£Iektricitätsmenge
Absolute Einheit
1
C'.G'U
—
1 Megaconlomb
10»
Oi^G'U
—
1 Coulomb
10-1
C'i*G\'2
Cb
—
1 Microcoulomb
10-'
Ci^G'l^
Elektromotorische Kraft
Absolute Einheit
1
c%(yv,5-»
• —
1 Megavolt
10**
(TUG'kS-*
-r-
1 Volt
10«
C'kG'kS-*
V
1
1 Micro volt
10»
C\G"iS-^
Indüktionscoefficlent
1 Henry
10»
c
Mu.L
Widerstand
Absolute Einheit
1
cs-^
»
1 Megohm
10»
cs-^
(
1 Ohm
10»
ra-1
Q
—
t Microohm
10»
C5-1
Kapacität
Absolute Einheit
1
C-^S»
—
1 Megafardd
10-»
c-^s»
— -
1 Farad
10-«
C-^8*
0
: —
1 Microfarad
10-15
C-15»
Elektrische Arbeit
Absolute Einheit
1
C*GS-^
! — -
1 Joule
10'
C'GS'^
VCh
' Mektriscfaer Effekt
Absolute Einheit
1
C^GS-*
—
1 Watt
10'
C'GS'*
VA
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- 64 —
Symbole der physikalischen Quantitäten und abgekürzte Bezeich-
nungen für die Einheiten. Empfohlen von der Kommission für die
Benennungen aus der Kammer der Delegirten des internationalen Con-
gresses der Elektrotechniker von 1893 in Chicago.^)
Physikalische
Quantitäten
1
II
^3
Dimension
der physika-
lischen
Quantiaten
Namen der
CGS
Einheiten
Abkürzungen'
für die CGS
Einheiten
Praktische
Einheiten
Abkürzungen
für die prakt.
Einheiten
1
1
Länge
L,l
—
L
Centimeter
cm
Meter
tn
1
Mafie
M
—
M
Grammmasse
9
Kilogramm-
maase
1
Zeit
T, t
—
T
Sekunde
8
Minute,
Stunde
m; h
eeometrlfehe.
1
Fläche
S,s
S-^L L
L^
Quadratcenti-
meter
cm*
Quadratmeter
».« !
Volumen
V
V^L.L.L
Ir«
Cubikcenti-
meter
cm»
Cubikmeter
1
Winkel
HeehMliehe.
«. ß
Bogen
Radius
eine Zahl
Kadian
Grad, Minute,
Sekunde,
Meridiangrad
1
1
Geschwindig-
keit
V
L
LT-'
Centimeter
i. d. Sek.
cmjs
Meter l d.
Sek.
mjs 1
Winkelge-
schwindigkeit
(U
V
rp-l
Radian i. d.
Sek.
Touren i. d.
Min.
tjm
1
Beschleuni-
gung
a
V
LT-^
Cm. i. d. Sek.
i. d. Sek.
cmls^
Meter i. d. S.
i. d. 8.
ms* '
1
Kraft
F
F=^M.A
LMT-*
Dyne
dyne
i^;kg*
Arbeit
W
W^FL
L^MT-*
Erg
^«
Meterkilogr.
hgm i
Effekt (Lei-
stung)
P
P=WIT
L*MT-^
Erg i. d. S.
erg/«
Seknndenme-
terküogr.
hgmjs
Druck
P
p^FlS
L-'MT-^
Dyne auf das
cm*
dyne/cm'
Kg. auf das
cm^
kglcm*
Trägheits-
Moment
K
K=M.L^
UM
Grammmasse
-cm*
g-cm*
Hagnetlsehe.
Polstärke
Magn.Moment
Mag Intensität
Feldintensität
Mag.Kraftfluss
tn
m
3
0
F^m^lL*
3-aR/r
^^Fjm
Die maffneti-
schen und elek-
tromagneti-
schen CÖSEin-
heiten haben
keinen beson-
deren Namen
bezeichnet sie,
indem man der
Formel die Be-
1
Keine
besonderen
praktischen
Abkürzun-
gen
1
t
-<
.1
Magnetische
Liduktion
»
« = fx$
L''*M'*T-'
nennung: CGS
Einheiten hin-
zugefttgt.
ä
9
') Elektrotechnische Rundschau, 1894, Nr. 3, Seite 27.
Digitized by VjOOQIC
— 65 —
Physikaliacbe
' Quantitäten
•s
CD
II
^3
Dimension
der physika-
lischen
Quantitäten
Namen der
CGS
Einheiten
Abkürzungen
für die CGS
Einheiten
PraktUche
Einheiten
Abkürzungen
für die prakt.
1 Einheiten
Maffsetlseke.
Magn. Per-
meabilität
Magn. Auf-
nahmefähig-
keit
Magn. Reluc-
tivität
Mag. Wider-
stand
X
V
B
1
eine Zahl
eine Zahl
eine Zahl
Die magneti-
schen und elek-
tromag^eti-
sehen Co ^Ein-
heiten haben
keinen beson-
deren Namen
erhalten. Man
bezeichnet sie,
indem man der
Formel die Be-
nennung: CGS
Einheiten hin-
zufügt.
1
1
<
i
Keine
besonderen
praktischen
Abkürzun-
gen
1
1
o
Elektro-
magBetische.
Widerstand
B,r
R=EIJ
LT'^
Ohm
ohm
Leitungsfä-
hlgkeit
^
G^ljR
L-'T
Mho
mho
Elektromoto-
rische Kraft
E, e
E^R.J
l"'-m'^-t-^
Volt
V
Potendial-
1 differenz
U,u
U = B.J
—
—
—
Stromintensi-
tat
I,i
J^EjR
l''^m''^t-^
Ampere
a
Elektritata-
menge
Q,q
Q = J.T
L'I^M'l^
Coulomb; Am-
p^restunde
e',Ä-h
Kapacität
C,c
C=Q/E
L-^T^
Farad
F
Elektrische
Arbeit
w
W=EJT
L^MT-^
Joule; Watt-
stunde
J]W-h
Elektrischer
Effekt
p
P^EJ
L^MT-^
Watt; Kilo-
watt
w, kw
Specifiacher
Widerstand
p
p^BISL
L^T-^
Ohm-Cenü'-
meter
ohm-
Specifische
Leitungs-
fahigkeit
T
t-ll9
L-^T
—
—
Induktions-
coefficient
L,l
L^Q>ll
L
Henry
—
Magneti-
sireade Kraft
$
%=4jtmiL
L^iM'^T-'
—
—
Magnetomo-
torische Kraft
3f
L'^^M'^^T-'
Ampere-Tour
A—t
Kratzert, Elektrotechnik.
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— 66 —
IL Abschnitt.
Messungen.
I. Kapitel.
Die Gfesetze der Stromyerzweigimg.
68. Erstes Oesetz vonEirchhoit An jedem Orte, an wel-
chem mehrere Drähte zusammenstoßen, muss die Summe
aller Stromstärken (Intensitäten) gleich Null sein.
An einem Orte solcher Art fließt ebensoviel Elektricität zu als
ab, denn sonst müsste dort eine Anhäufung von Elektricität stattfinden.
69. Zweites Oesetz von Eirchhoff. Bildet man in einem
geschlossenen, verzweigten Stromkreise die Summe der
Produkte aus Stromstärke und Widerstand für jeden
einzelnen Draht, so gibt die Summe dieser Produkte die
elektromotorische Kraft des Stromkreises an.
Summe aller A X 0 •= V = elektromot. Kraft des
Stromkreises.
Fig^. 67.
Fig. 68.
70. Einfache Stromverzweigung, Fig. 67.
a 1 ' A^n SpannunffsdifFerenz ^ — B
Stromstärke m AGB = wTderstand AGB '
Stromstärke in ADB = Spannungsdifferenz ^-j
Widerstand ADB
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— 67 —
71. Die Brückenmethode von Wheatstone, Fig. 68.
, . . ^ Spannunfi^sdifFerenz A — D
Stromstärke in AD = Widerstand ^Z> '
^^ ^„ , . .^ Spannungsdifferenz Ä — C
Stromstärke in AC = —^ ^^^^ — - — i — 77= ,
Widerstand AC '
o 1 • T^r> SpannungsdifFerenz D — B
Stromstärke mDB = -^ — „ ° — - — ^j-rr^ ,
Widerstand DB '
a^ X« 1 • X7D SpannnnffsdiflEerenz C — B
Stromstärke m CB = -^ r^^^ — - — ^— pr= ,
Widerstand CB '
ci .Ol- ^r. Spannmiffsdifferenz C — D
Stromstärke in CD = -^ — -==^ — : — , ^^
Widerstand CD
Für den Fall, dass durch die sogenannte Brücke kein Strom
geht, sind, Fig. 68, die Stromstärke in AD=^ier Stromstärke in DB=i^j
Stromstärke in -4C = der Stromstärke in BC = ij und (wenn a, b, r und x
die Widerstände der Stromzweige AD^ ACj DB und BC bedeuten):
xi^ (= Spannungsdifferenz B — C) = ri^ (= Spannungsdifferenz B — D).
b t, (= Spannungsdifferenz A — C) = ai^ (= Spannungsdifferenz A — D).
Also: xi^ = rfj,
Ji, = a»i;
dividirt man diese beiden Gleichungen durcheinander, so erhält man:
X r . b
-T- = — oder X = — . r .
0 a a
IL Kapitel.
Messmethoden und Messinstrumente.
72. Oalvanometer, einfachste Messmethode. Zur Messung der
Konstanten des elektrischen Stromes (Stromstärke, Spannung und Wider-
stand) dienen die sogenannten Galvanometer, deren Princip in § 37
erläutert wurde.
Als Beispiel einer einfachsten Messmethode sei hier
die Widerstandsmessung durch Vertauschung im ein-
fachen Stromkreise angeflihrt. Diese Methode besteht darin, dass
man, Fig. 69, den zu messenden Widerstand >F, einen Rheostat B oder
einen Widerstandskasten, welcher gestattet, die verschiedensten Wider-
stände einzuschalten, ein Galvanometer G und eine konstante Batterie
A zu einem Stromkreise vereint und:
6*
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-- 68 —
1. Die Ablenkung am Galvanometer beobachtet, wenn am Rheostat
kein Widerstand eingeschaltet ist;
2. den Widerstand W ausschaltet, die Punkte m und n durch
einen Leiter von ganz geringem Widerstände verbindet (kurzschließt),
und dafür so viel Rheostatwiderstand einschaltet, bis das Galvanometer
wieder dieselbe Ablenkung der
f^5r7j^5T5W3^
r'
Hi|
A
INI
Fig. 69.
U4
ji
<l>
Nadel zeigt. Es ist dann der
I zu messende Widerstand TF,
dem zuletzt eingeschalteten Rhe-
ostatwiderstande gleich. Der
Widerstand W lässt sich auch
durch Rechnung bestimmen,
wenn der specifische Wider-
stand des Materiales bekannt ist.
Aus dem Ohm'schen Ge-
setze ergibt sich immer eine
Konstante, wenn die beiden
anderen bekannt sind.
Die I. Form A = -pr berechnet die Stromstärke aus V und 0,
. IL „ 0
III.
r=:
0
A "
Ä.O „
den Widerstand „ V und J,
die Spannung
A und 0.
73. Eintheilung der Messinstrtimente. Die bei den Mess-
methoden angewendeten Instrumente lassen sich in 2 Gruppen theilen:
I. Wissenschaftliche und technische Galvanometer
(Universalgalvanometer, Torsionsgalvanometer, Elektrodynamometer,
Messbrticke f(ir sehr kleine Widerstände, Spiegelgalvanometer u. s. w).
II. Industrielle Galvanometer (Amperemesser, Voltmesser,
Ohmmesser, Coulombmesser, Voltamperemesser, Voltcoulombmesser).
III. Elektrische Arbeitsmesser (Elektricitätszähler).
I» Wissenscliaftliche und tech/nische Galvanometer.
74. Das üniversalgalvanometer von Siemens und Halske ist
das gebräuchlichste Universalmessinstrument und dient, seiner Bezeich-
nung entsprechend, zur Messung, beziehungsweise Vergleichung sämmt-
Ucher Konstanten des elektrischen Stromes (Stromstärke, elektromot.
Kraft, Widerstand).
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- 69 —
Die wichtigsten Bestandtheile dieses in Fig. 70 abgebildeten In-
strumentes sind die folgenden :
1. Das Galvanometergewinde G mit der astatischen Magnetnadel
ns und der Hemmungen A A zu beiden Seiten der Nadel zur Begrenzung
des Ausschlages.
2. Messingene Klötzchen bei m, w, o, p und I, II, III, IV und V,
an welche die verschiedenen Widerstände angeschlossen sind.
Bcäterie
Fig. 70.
3. Eine kreisförmige Schieferplatte a 6, mit einem 60® umfassenden
Ausschnitte. Der Umfang (Peripherie) der Platte, 300° messend,
enthält in einer Fuge den sogenannten Messdraht (Platindraht).
4. Eine hölzerne Scheibe unter der Schieferplatte a 6, welche mit
dem Galvanometergewinde in fester Verbindung steht. In der Nuth
dieser Scheibe sind die Widerstände 1, 10 und 100 (oder 10, 100 und
1000) Ohm aufgewickelt.
5. Ein Centralzapfen, welcher als Drehungsachse des Instrumentes
dient und mit 3 und 4 fest verbunden ist.
6. Ein Zeiger (Alhidade) z^ drehbar um 5.
7. Ein Postament, bestehend aus einer grösseren kreisförmigen
Scheibe mit 3 Stellschrauben.
8. Der Taster T, durch welchen die Batterie eingeschaltet werden
kann.
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- 70
Für sämmtliche Messungen erhält das Universalgalvanometer fol-
gende Anfangsstellang :
1. Horizontalstellung mittelst der 3 Stellschrauben, die Mitte der
Magnetnadel muss sich genau in der Mitte des Instrumentes befinden.
2. Drehung der Schiefertafel bis die Magnetnadel auf die Null-
punkte ihrer Theilung zeigt.
3. Einstellung des Zeigers z auf den Nullpunkt der Kreistheilung
der Schieferplatte. Arbeitet man mit stärkeren Strömen, so verbindet
man die Batterie anstatt mit I mit der Alhidade, um störende Einflüsse
des Stromes auf die Magnetnadel zu vermeiden.
Die Schaltungen im Instrumente zeigen die Schemen, Fig. 70.
Zu dem Universalgalvanometer gehören weiters:
1. Ein Batteriewähler, Fig. 71,
welcher gestattet, mehr oder weniger Ele-
mente einzuschalten.
2. Ein Widerstandsstöpsel mit 0*1
Ohm; derselbe wird im Bedarfsfälle in
die Öflfhung 1 oder 10 gesteckt, je nach-
dem das Instrument die Vergleichswider-
stände 1, 10, 100 oder 10, 100, 1000 Ohm
besitzt.
3. Ein Widerstandsstöpsel mit
300 Ohm fttr die OefFnung zwischen III
und IV. Sein Zweck ist die Verminderung
der Empfindlichkeit des Galvanometers bei der Messung
der Widerstände von Elementen.
4. Ein Widerstandsstöpsel mit 1 Ohm; derselbe wird
in dieselbe OefFnung gesteckt, wie der Stöpsel mit O'l Ohm.
5. Ein Nebenschlusswiderstand mit — , ^^,
y yy
Ohm, Fig. 72, zur Veränderung der Empfijidlich-
CDCH EJO
LOCH
^
Fig. 71.
999
Flg. 72. j.^j|. IjqJ Strommessungen; derselbe wird an die Klemmen
II und IV angeschraubt.
1. Wiederstandsmessung, Fig. 70.
Die Schaltung 1, 2, 3, 2: wird statt der Schaltung I, -?, G, z ange-
wendet, wenn man mit stärkeren Strömen, welche die Magnetnadel be-
einflussen, arbeitet. Die Verbindungen für die Widerstandsmessungen
sind aus dem Schema Fig. 70 ersichtUch.
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— 71 —
Ä) Messnng von Drahtwiderständen.
a) Der zu messende Widerstand wird bei II und III (oder IV)
eingeschaltet.
b) Die Pole der Messbatterie sind an die Eiemmen I und II anzu-
sehliessen.
c) Die Oefl&iung zwischen III und IV ist zu stöpseln.
d) Eine der Oeffhungen 1, 10, 100 (oder 10, 100, 1000) wird ge-
öfifnet oder die Oeffnung 1 (oder 10) mit dem Vergleichswiderstande O'l
oder 1 Ohm gestöpselt. Es wird jener Vergleichswiderstand gewählt,
der dem zu messenden Widerstände vermuthlich am nächsten liegt.
e) Die Magnetnadel und der Zeiger werden auf ihren Nullpunkt ein-
gestellt. Durch das Drtlcken auf den Taster T, Fig. 70, zeigt die Nadel
einen Ausschlag, welcher durch das Versehieben des Zeigers z nach links
oder rechts ausgeglichen wird. Da das Universalgalvanometer, wie Fig. 70
(rechts) deutlich zeigt, auf der in § 71 besprochenen Brilckenmethode
beruht, so gilt flir dasselbe die dort abgeleitete Formel:
b
a '
worin x = dem zu messenden Widerstände,
b = dem Widerstände des Messdrahtes auf der Seite b des Zeigers
^, Fig. 70,
a = dem Widerstände des Messdrahtes auf der Seite a des Zeigers z^
r = dem gewählten Vergleichswiderstande. Anstatt der Wider-
stände a und b werden die Grade, über welche sich die Widerstände
erstrecken, in die Formel eingesetzt, da der Messdraht überall denselben
Durchmesser hat und demnach das Verhältnis der Widerstände (— j
= ist dem Verhältnisse der Grade
ay
Mit Rücksichtnahme auf die letzte Bemerkung gestaltet sich die Formel
X = — r in dem, in der Fig. 70 gegebenen, Falle folgend:
150 + 30 180 ,.-
^=15Ö^-'* = T2Ö = ^^*^-
Beispiel: Der Zeiger befinde sich am Theilstriche 50 auf der Ä
Seite des Instrumentes bei geöffnetem 10 Stöpsel. Wie groß ist der zu
messende Widerstand? (r=10)
1 150 + 50 ^_ 200 ^_
o 150 — 50 100 ^
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72
Beispiel: Der Zeiger befindet sich am Theilstriche 26,5 auf der
^Seite des Instrumentes bei gestöpselten 1 Ohm-Stöpsel. Wie groß
ist der zu messende Widerstand?
_ b^ 150 — 26-5
^ ~ a '^ 150 + 26-6
r = JII5 •*' = 0*7 r = 0-7.1 = 0-7 Ohm.
170*0
Bemerkungen.
1. Je nachdem der positive oder negative Pol der Batterie mit der
Klemme I verbunden ist, muss man den Zeiger in der Richtung des
Ausschlages der Magnetnadel oder in der entgegengesetzten Richtung
verschieben, um die Nadel nach erfolgtem Ausschlage wieder in die
Nullstellung zurückzubringen.
Wasser-odejp.
Gasrohr
2. Die oben bei dem Anschlüsse der Batterie an das Klötzchen I,
Fig. 70, erwähnte störende Einwirkung starker Ströme ist dann vorhanden,
wenn die Magnetnadel einen Ausschlag gibt, trotzdem bei einer Wider-
standsmessung die Nullstellung der Magnetnadel schon erreicht war und
nach Ziehen des Stöpsels zwischen III und IV der Taster wieder ge-
drückt wird.
3. Bei Einstellungen des Zeigers z in der Nähe der Null, sind die
Angaben des Instrumentes am genauesten. Diese Einstellungen werden
erreicht, wenn der zu messende Widerstand dem Vergleichswiderstande
nahezu gleich kommt. Ist dies nicht der Fall, so kann man den zu
messenden Widerstand durch einen bekannten Widerstand (Normal-
widerstand) einem Vergleichswiderstande nahe gleich machen und braucht
dann nur von dem, aus der Tafel zum Universalgalvanometer oder
aus der Formel für dieses Instrument {x =. — r), sich ergebenden Wi-
derstände den Normalwiderstand abzuziehen. Sollte z. B. ein Widerstand
von 6 Ohm gemessen werden, dann zieht man den Stöpsel 10 (Ver-
gleichswiderstand 10) und schaltet zu dem zu messenden Widerstände
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— 73 —
von 6 Ohm bekannte 4 Ohm. Stellt man nun die Magnetnadel auf
ihren Nullpunkt, so muss auch der Zeiger z auf 0 stehen. Nach der
Tafel ist dann der gesanmite Widerstand = 10 Ohm und der zu
messende Widerstand =10 — 4 = 60hm,
4. Die Anordnung der Messung fehlerhafter Leitungen zeigt Fig. 73;
G deutet das Universalgalvanometer an. Bei dieser Messung kommt es
vor, dass aus der Leitung und der Erde ein Strom durch das Instrument
fliesst (das Kupfer der Leitung und das Eisen der Erde bilden z. B. ein
Element) und die Nadel einen Ausschlag gibt. In diesem Falle macht man
am besten zwei Messungen mit entgegengesetzten Batteriepolen und
nimmt aus beiden Resultaten das Mittel, sobald die Nadel mit und ohne
Batteriestrom dieselbe Ablenkung zeigt.
5. In der Nähe des Galvanometers bewirken Ströme und bewegte
Eisenmassen einen Ausschlag der Nadel; dieser Umstand ist sowohl bei
Aufstellung des Instrumentes, als auch bei den Messungen selbst zu
berücksichtigen, denn schon die kleinsten Eisenbestandtheile, die der
Messende mit sich trägt, bewirken eine Störung.
2. Bestimmung des Widerstandes von Elementen und Batterien.
Die Schaltung ist wieder die in der Fig. 70 skizzirte; anstatt des
Widerstandes x wird das Element oder die Batterie eingeschaltet.
Ist der Widerstand einer Batterie zu messen, so schaltet man die
Elemente derselben in 2 Hälften gegen einander; dann zeigt die Nadel
ohne Drücken des Tasters nur einen geringen Ausschlag.
Bei Batterien mit einer ungeraden Zahl von Elementen ist der eine
Theil der gegeneinander zu schaltenden Elemente um ein Element stärker,
als der andere. In diesem Falle, sowie bei der Messung eines einzelnen
Elementes, erhält man einen zu grossen Ausschlag der Nadel und ersetzt
deshalb den Stöpsel zwischen III und IV durch den Widerstandsstöpsel
von 300 Ohm. Legt sich auch dann die Nadel gegen die Hemmungen
A, A Fig. 70, so dreht man das Galvanometer der Nadel nach, bis sie
frei ist. Dasselbe wird durch die Annäherung eines Magnetes erreicht.
Der Ausschlag der Nadel kann beliebig sein. Man verschiebt den
Zeiger z^ Fig. 70, so lange, bis mit und ohne Drücken des Tasters
der Ausschlag derselbe bleibt; der Widerstand wird dann auf die-
selbe Art berechnet, wie der eines Drahtes.
Bei sämmtlichen Widerstandsmessungen hängt die Ge-
nauigkeit der Messung von der Messbatterie ab. Die Messbatterie
muss stark genug sein, um bei geringer Verschiebung des Zeigers einen
merkUchen Ausschlag hervorzurufen.
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74
Falls nicht genügend Elemente zur Verfügung stehen, schwingt die
Nadel bei der Messung grosser Widerstände träge und dann empfiehlt
es sich, nach erreichter Nullstellung derselben mit dem Zeiger von
seiner Stellung aus gleich weit nach beiden Seiten zu gehen und zu
beobachten, ob die Nadel den entgegengesetzten Bewegungen des Zeigers
folgt. Bei erreichter Nullstellung der Nadel erhält man durch wieder-
holtes Drücken des Tasters keinen Ausschlag, wenn der zu messende
Widerstand induktionsfrei ist; wird aber in dem zu messenden Wider-
stände, der z. B. aus vielen neben- und übereinander gewickelten iso-
lirten Drähten besteht (Magnetbewickelung einer Dynamo u, s. w.), durch
das Schliessen xmd Oefihen der Messbatterie ein Strom inducirt, so erhält
man durch das Drücken und Loslassen des Tasters je einen der Stärke
des Induktionsstromes entsprechenden Ausschlag ; in diesem Falle muss
man den Messstrom während der ganzen Messung geschlossen erhalten
und den Zeiger sehr langsam verschieben um Induktionströme thun-
lichst zu vermeiden.
E,od,E^
3. Vergleichung zweier elektromotorischer Kräfte
E^ und E^,
1. Die Schaltung
ftlr diese Messung ist
schematisch in Fig. 74
dargestellt.
2. Nadel und Zei-
ger werden auf Null
eingestellt.
3. Die Oeffhung zwi-
schen III und IV ist
oflfen, die Oefl&iungen 1, 10, 100 (oder 10, 100,
1000) sind gestöpselt.
4. Ein Normalelement von grosser elektro-
motorischer Kraft -Eq und geringem Widerstände
(gr. Bunsen-Element) oder mehrere parallel
geschaltete Daniell-Elemente werden an die
Klemmen III und V und eiues der dazu ver-
Fig. 74. gleichenden Elemente (E^ oder jE,), z. B. J5?i, an
die Klemmen I und IV angeschlossen. Man sucht
die Stellung des Zeigers, bei welcher die Nadel nach Drücken des
Tasters T auf Null bleibt; diese Stellung sei z. B. bei 20 Graden
auf der ^4-Seite erreicht.
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— 75
Non schaltet man statt des Elementes E^ das Element E^ an die
Klemmen I nnd IV und ftlhrt dieselbe Messung ans, die nengefdn-
dene Stellang sei bei 30 Graden anf der ^-Seite gelegen. Dann ist
„ 150— 20 p
^'=T5Ö=3Ö^»-
Für dieselben Ablesungen auf der JB-Seite wechseln die Vorzeichen
der abgelesenen Grade; für diesen Fall gilt demnach die Gleichung:
^»
150+20 p
150 + 30 »•
4. Strommessung.
4z>-
l-@>-@Fir
1. Die Schaltung
zeigt Fig. 75.
2. Nadel und Zei-
ger sind auf Null zu
bringen.
3. Die Oeflfnung
zwischen III und IV
ist oflfen, die Löcher 1, 10, 100 sind gestöpelt.
4. Die beiden Enden des Stromkreises,
dessen Stromstärke zu messen ist, werden
an IV und V angeschlossen.
Schlägt die Nadel aus, so dreht man
das Galvanometer derselben nach, ohne den
Zeiger z zu verstellen, so lange bis die Nadel
auf Null steht; zeigt der Zeiger jetzt auf 30^, so misst den Strom das
Fig. 76.
Verhältnis
bc
ac
V im rechtwinkeligem Dreiecke abc^ Fig. 76, wenn
der -^ a desselben = 30* beträgt. Die Stromstärke J ist dem Ver-
hältnisse V X Reduktionsfaktor gleich oder J = t? X Reductionsfaktor.
Den Reductionsfaktor berechnet man
aus der letzten Gleichung:
Reduktionsfaktor = — .
V
Die Größen J und v ergeben sich
durch Versuche, indem man das In-
strument in einen Stromkreis von be-
Fig. 76. kannter elektromotorischer Kraft E und
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— 76
bekanntem Widerstände W einschaltet und den bei der Endstellung
eingestellten Winkel, er sei z. B. 45®, misst. Der Widerstand des
Instrumentes sei W^.
J =
Es ist dann
E
und V =
b c
a c
Bei 45°, Fig. 77, messen z. B.
6 ö = 40 mw, a c = 56*54 mm^ dann
ergibt sich fiir v der Wert:
40
56-54
= 0-707.
75. Einfachste Messbrücke.
*^ "^ Für oberflächliche Widerstands-
^^^' '^'^' messungen benützt der Installateur und
Monteur einen auf einem Bretteben
befestigten Messdraht G D, Fig. 78 a, sammt dem Zeiger z^ ein Galvano-
meter G, einen dem zu messenden Widerstände ungeftlhr gleichen Ver-
gleichswiderstand W und Elemente E und schaltet Messdraht, Galvano-
meter, Vergleichswiderstand, zu messenden Widerstand und Elemente
ebenfalls nach dem Schema
»^ derBrückenmethode(§71).
Die Rolle x deutet
den zu messenden Wider-
stand an. Die Messung
wird bei sämmtlichen In-
strumenten, welche das
Schema der Brücken -
methode befolgen, in der-
selben Weise vorgenom-
men wie bei dem Uni-
versalgalvanometer
von Siemens & Halske.
Die obigen Vergleichs widerstände wurden zuerst von Werner von
Siemens als sogenannte Widerstandskasten (Stöpselrheostate)
ausgeführt, Fig. 78 b und 78 c. Fig. 78 b stellt einen Widerstands-
kasten in äußerer Ansicht, Fig. 78 c mit aufgehobenem Deckel dar. Auf
der Innenfläche des Deckels sind die Widerstände in Form von Draht-
rollen r, Fig. 78 c, befestigt. Diese Widerstände bestehen zumeist aus
isoUrten Neusilber-, Rheotan- oder Konstantandrähten. Die Enden der
Fig. 78 a.
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77
Drahtrollen r, Fig. 780, sind an die Messingklötzchen m, undnta u. s.w.
angeschlossen. Je zwei Messingklötzchen z. B. niij und Wa, Fig. 78 b,
sind von einander durch einen Luftzwischenraum getrennt, welcher
durch die Stöpsel s überbrückt wird. Die Stöpsel s sind in die OeflFnungen
(Bohrungen) zwischen den Klötzchen w^, m^ u. s. w. wohl eingepasst.
An den Klemmen i, und k^ wird der Kasten in einen beliebigen
Stromkreis eingeschaltet. Sind sämmtliche Stöpsel eingesetzt, dann
fließt der Strom von der einen Klemme z. B. A, nach der Klemme i^
durch die Messingklötzchen und Kontakte der Stöpsel. Man sagt in diesem
Fig. 78 b.
Fig. 78 c.
Falle der Widerstandskasten ist kurz geschlossen, weil jetzt nur der zu
vernachlässigende geringe Widerstand der Messingklötzchen eingeschaltet
erscheint. Zieht man irgend einen Stöpsel, so schaltet man dadurch
den an die betreflFenden Klötzchen angeschlossenen Widerstand ein.
In der Regel sind zwischen den einzelnen Klötzchen die Widerstände
von 0-1, 0-2, 0-2, 0*5, 1, 2, 2, 5, 10, 20, 20 und 50 Ohm angeschlos-
sen, so dass man durch das Herausziehen der entsprechenden Stöpsel
die Widerstände von O'l bis 111 Ohm zur Verfügung hat. Solche
Widerstandskasten werden bis zu 100000 und mehr Ohm aus-
geführt.
76. Das Torsionsgalvanometer von Siemens & Halske ist
für direkte Messungen der Spannungsdifferenzen vorzüglich geeignet 5
indirekt lassen sich mit diesem Instrumente auch Stromstärken, elektro-
inotorißclie Kräfte und Widerstände bestimmen.
Zu den wichtigsten Bestandtheilen des Torsionsgalvanometers,
Fig. 79, zählen:
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— 78 —
1. Das Galvanometergewinde G und der Glockenmagnet M^ Fig. 80,
ein an beiden Seiten aufgeschlitzter Hohlcylinder aus Stahl. An dem
Glockenmagnete ist oben ein dünnes Stäbchen t mit einem messingenem
Scheibchen s angebracht. An letzterem sind befestigt:
a) Ein Coconfaden.
h) Eine den Coconfaden umschließende
Drahtspirale d, welche andererseits an das
Knöpfchen k angeschlossen ist.
c) Der Magnetzeiger m, dessen Drehung
auf einer Kreistheilung abgelesen werden kann,
mit Hemmungen zu beiden Seiten des Null-
punktes.
2. Das Knöpfchen k ist fest verbunden
mit dem Torsionszeiger T,
3. Das Brettchen 6, welches das Galvano-
metergewinde trägt ; dasselbe ist um einen senk-
rechten Zapfen, der auf einem dreiarmigen
Fussgestelle steht, drehbar. Auf diesem Brett-
^' * chen steht auch das Gehäuse des Galvano-
meters mit der Kreistheilung R,
Aufstellung.
1. Das Torsionsgalvanometer wird entfernt von der
Dynamomaschine und den Hauptleitungen aufgestellt.
2. Der mit N bezeichnete Pol muss ungefähr nach
Norden gerichtet werden.
3. Die in das Holz führende Schraube wird gelöst
und das Instrument mit den drei Stellschrauben so ein-
gestellt, dass die Spitze, die am unteren Ende des Mag-
netes hervorragt, über dem Schnittpunkte des darunter
angebrachten Kreuzes hängt.
4. Der Torsionszeiger T wird mit der grossen randrirten Schraube
R auf den Nullpunkt der Theilung eingestellt.
5. Die messingene Schraube am Fussgestell wird gelöst und die
Holzplatte solange gedreht, bis der am Magnete befestigte Zeiger (Magnet-
zeiger m) auf Null steht. Die Spitze des Magnetes soll sich etwa
72 'ivim über dem Schnittpunkte des Kreuzes befinden.
Fig. 80.
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— 79 —
Fig. 81.
Messung.
In Fig. 81 ist die Schaltimg des Instrumentes zur Messung von
Spannungen (Spannungsdifferenzen) zwischen zwei Funkten a und b
einer Hauptleitung dargestellt.
Der Widerstandskasten hat den Zweck, jeder Messung durch Vor-
schaltung von Widerständen (9, 99, 999, 9999 Ohm) die passende Em-
pfindlichkeit zu geben.
Bei der Vorschaltung
der Widerstände des Wi-
derstandskastens wählt man
immer zuerst die grössten
Widerstände, bis man einen
passenden Ausschlag erhält.
DieLeitungmuss so an-
gelegt werden, dass der
Magnetzeiger vom Strome
nach steigendenZahlenge-
trieben wird.
Bevor man nicht von
der richtigen Schaltung
des Instrumentes tiberzeugt ist, darf dasselbe nicht ein-
geschaltet werden.
Ist der gewählte Widerstand zu klein, so wird der das Galvano-
meter durchfließende Strom zu groß sein und das Instrument selbst
ungenau oder gar unbrauchbar werden.
Sobald die Nullstellung erreicht und der Stromkreis geschlossen
ist, lenkt der Strom den Glockenmagnet ab, der damit fest verbundene Mag-
netzeiger gibt einen Ausschlag, welcher durch die Drehung der Schraube
R und des Knopfes k mit dem Torsionszeiger ausgeglichen wird. Die
Torsionsgalvanometer sind so eingerichtet (justirt), dass die Spannungs-
differenz bis auf Decimalstellen (bis auf das Komma) der Spannung
in Volt gleich ist. Ftir genaue Messungen ist dem Instrumente eine
Bichtigstellungstafel (Correctionstafel) beigegeben. Ist z. B. die
Richtigstellung ftlr den in der Tafel angegebenen Winkel von 100^
= — 0'3 und die eingestellte Empfindlichkeit 1^ = 0*01 Volt, so muss
die gesuchte Spannung (Spannungsdifferenz) = 001 (100 — 0*3) = 0*997
Volt sein, wenn die Ablesung = 100^ betrug.
Bei der Ablesung von 85*3® wrd in der Correctionstafel die
Correction des diesem Winkel nächstUegenden (100®, Correctur = 0'3)
genommen und somit ist die gesuchte Spannung = 0*01 (85*3 — 0*3)
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80
= 0'85 Volt. Das Torsionsgalvanometer für stärkere Ströme hat den
Widerstand von 1 Ohm (in Kupfer) und ist insbesondere für Ströme
von mindestens 5 Ampere bestimmt. Der dazu gehörige Widerstands-
kasten enthält die Widerstände 9, 99, 999, 9999 Ohm (in Neusilber). Zu-
sammengehörige Werte von gestöpselten Widerständen, Empfindlichkeiten
und Bereiche der Messungen sind in der folgenden Tafel wiedergegeben.
Gestöpselter Widerstand
0
9
99
999
9999
Ohm
Empfindlichkeit
10 = 0-001 Volt
l^» = 001
1*» = 0-1
1« = 1
l«» = 10
Bereich der Messung
017 Volt
1-7 n
17
170
1700
Beispiel: Bei dem Instrumente ftlr stärkere Ströme sei die Ab-
lesung 30^, der gestöpselte Widerstand 99 Ohm (Empfindlichkeit
1^= 0*1 Volt); wie groß ist die Spannungsdifferenz zwischen den 2
Punkten der eingeschalteten Leitung?
Dieselbe beträgt bei 1» = 0*1 Volt,
folgUch bei 30« = 30 X O'l = 3 Volt.
Das Instrument für schwächere Ströme hat den Widerstand von
100 Ohm (in Kupfer) und ist insbesondere fiir Ströme von mindestens
0'5 Ampere bestimmt. Der dazugehörige Widerstandskasten enthält
die Widerstände 900, 9900 und 99900 Ohm (in Neusilber).
Die der Stöpselung obiger Widerstände entsprechenden Empfind-
lichkeiten und Bereiche der Messungen enthält die folgende Tafel.
Gestöpselter Widerstand
0
900
9900
99900
Ohm
Empfindlichkeit
Bereich der Messung
1° = 0-01 Volt
1-7 Volt
V = 0-1 „
17
1» = 1-0
170
1« = 10
1700 „
Beispiel: Die Ablesung ergebe bei einer Spannungsmessung mit
dem Instrxmaente für schwächere Ströme 50®, der gestöpselte Wider-
stand sei 9900 Ohm (die Empfindlichkeit somit P = 1 Volt); wie
groß ist die Spannungsdifferenz zwischen den zwei Punkten des Lei-
tungsnetzes ?
50 X 1 Volt = 50 Volt.
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81
Uebersicht der Messungen.
1. Spannungsdifferenz. Diese Messungen erfolgen in der in
diesem § oben angegebenen Weise.
2. Elektromotorische Kraft E. Man bestimmt die Span-
nungsdiflFerenz an den Polen der Dynamo (Kienmienspannung) P, deren
elektromotorische Kraft zu messen ist und berechnet das Produkt aus
der Stromstärke J und dem Widerstände W der Maschine. Wird die
Maschine von einem Motor betrieben
(Stromerzeuger, Generator, primäre
Maschine), so ergibt sich die elektro-
motorische Kraft nach der Formel:
E = P -\- J.W,
wird die Maschine von einem Strom
getrieben (Triebmaschine, Kraftgeber,
Elektromotor, sekundäre Maschine),
so berechnet man die elektromoto-
rische Kraft nach der Formel:
E = P — J,W.
3. Stromstärke. Man misst
die Spannungsdiflferenz zwischen zwei
Punkten eines bekannten Wider-
standes. Die Stromstärke ergibt sich
dann aus dem Ohm'schen Gesetze:
Stromstärke = ^P^""""^^^^^"' .
Widerstand
Diese Methode bezeichnet man als
ein indirektes Messverfahren, da die
Stromstärke nicht unmittelbar (direkt),
sondern aus der Spannung und dem
Widerstände bestimmt wird.
Fig. 82.
4. Widerstand. Der Wider-
stand einer, vom Strome durchflos-
senen Leitung lässt sich mit dem Torsionsgalvanometer messen, wenn
in dem Leiter keine elektromotorische Kraft herrscht, in letzterem Falle
erhält man bloss den sogenannten „scheinbaren Widerstand'^,
d. i. der Wideretand, welcher statt des Leiters in den Stromkreis ein-
geschaltet, denselben so ersetzen würde, dass sich im Stromkreise
Kratzert, Elektrotechnik.
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82 —
nichts ändert. Der Widerstand im Allgemeinen (Widerstand und schein-
barer Widerstand) folgt aus dem Oh mischen Gesetze:
_F
A •
0 =
Konstruktionen. Die Firma Siemens & Halske führt dieses
Instrument in 2 Formen aus, in der stehenden und liegenden Form.
Das bisher über das Torsionsgalvanometer angeführte, beschränkt sich in
einigen Punkten auf das stehende Instrument. Bei dem liegenden
Galvanometer bewegt sich der Glockenmagnet um eine horizontale Achse
im magnetischen Meridiane.
Unter dem magnetischen Meridiane versteht man eine, durch die Verbindungs-
linie der beiden Pole eines Magnetes (seine magnetische Achse) gelegte senkrechte Ebene.
In Fig. 82 ist das stehende Torsionsgalvanometer von
Siemens & Halske perspektivisch wiedergegeben.
77. Das Elektrodynamometer von Siemens & Halske ist un-
abhängig von magnetischen Störungen und von der Einwirkung des
Erdmagnetismus; die Messung mit diesem Instrumente
kann demnach in unmittelbarer Nähe von Dynamo-
maschinen vorgenommen werden und die Zurechtfindung
nach dem magnetischen Meridiane entfällt.
Das Elektrodynamometer beruht auf dem Principe
des in Fig. 27 dargestellten Gehänges und ist ganz be-
sonders zur Messung starker Ströme geeignet.
Die wichtigsten Bestandtheile dieses in der Fig. 83
schematisch und in Fig. 84 perspektivisch abgebildeten
Strommessers sind folgende :
1. Ein beweghcher Stromkreis, bestehend aus einer
dicken Windung TT, Fig. 83. Diese Windung trägt
den Gewindezeiger Zg und erscheint an einem Cocon-
faden aufgehängt, welchen eine Drahtspirale (Torsions-
spirale) D umgibt, die ebenfalls an dieser Windung und
an dem Knopfe B befestigt ist. Der Knopf R trägt den
Torsionszeiger Z; die Windung W taucht in die Queck-
silbernäpfe ji und jg ein.
2. Eine feststehende Spirale {SS und Äi^SJ, welche die bewegliche
Windung Tf^ umgibt; sie besteht aus dick- (55) und dtinndrahtigen (S^S^)
Windungen.
3. Zur senkrechten Aufstellung des Instrumentes dient ein Pendel,
welches über einer Spitze einstehen muss. Pendel und Spitze sind in
Fig. 84 ersichthch.
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— 83 —
Aufstellung.
1. Senkrechte Einstellung des Instrumentes durch die Stellschrauben.
2. Lösung der Arretirung der bewegUchen Windung durch eine
Schraube.
3. Einstellung der beiden Zeiger Z und 2^ auf den Nullpunkt
der Kreistheilung.
Messung.
Durchfliesst das Instrument ein Strom, so wird die bewegliche
Windung abgelenkt und deren Zeiger durch Drehung des Torsions-
zeigers auf Null eingestellt. Eine dem Galvanometer beigegebene Tafel,
welche die zusammenge-
hörigen Werte von Ablesun-
gen und Stromstärken (fiir
die dünn- und dickdrah-
tigen Windungen) enthält,
ermöglicht bei der jewei-
ligen Einstellung des Ge-
windezeigers auf Null, die
Ablesung der Stromstärke.
Bei der Messung mit der
dünndrahtigen Spirale (Mes-
sung für kleinere Strom-
stärken) hat man das In-
strument durch die Klemme
C^ und C, mit dem dünnen
Drahte S^S^^ bei der Mes-
sung mit der dickdrahtigen
Spirale (Messung für grös-
sere Stromstärken) durch
die Klemmen C^ und Cg mit
dem dicken Drahte SS in den
Stromkreis einzuschalten.
Versieht man die dicke
Windung mit einem Neben-
schlüsse von gleichem Wi-
derstände, so kann man
mit demselben Instrumente
die doppelten Stromstärken
messen. Fig. 84.
6*
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— 84 —
Wechselt die Stromrichtung in der beweglichen Windung, so wechselt
sie auch in den festen Windungen und die Einwirkung dieser Windun-
gen auf einander bleibt unverändert ; man kann dieses Instrument des-
halb auch zur Messung von Wechselströmen verwenden.
Die Angaben des Elektrodynamometers sind im Gegensatze zum Uni-
versalgalvanometer um so zuverlässiger, je grösser der Ausschlag ist.
78. Messbrttcke für sehr kleine Widerstände von Siemens
& Halske, Fig. 85. Die Firma gibt dem Instrumente folgende Beschrei-
bung bei:
Diese Messbrücke ist eine Modifikation der sogenannten Thomson'-
schen Doppelbrücke; sie zeichnet sich namentlich dadurch aus, dass die
Messung unabhängig
ist von den Ueber-
g an gs-Wider stän-
den, welche zwischen
dem zu messenden
Widerstände und den
Strom zufahrenden
Theilen der Schaltung
auftreten; da diese
Uebergangswider-
stände das hauptsäch-
liche Hindernis der
Messung sehr kleiner
Widerstände bilden, so
bietet diese Methode
den einzigen Weg, um
solche Widerstände zu
bestimmen.
Wesen. Die Art der Schaltung und Messung zeigt Fig. 86. Der
Hauptstromkreis (HK) wird durch eine Batterie jB, einen Taster Cy
einen Normaldraht D und den Körper TF, welcher den zu messenden
Widerstand X (zwischen b und b) enthält, gebildet. An zwei Punkte
des Normaldrahtes (o und e) und an die Endpunkte (bb) des zu messen-
den Widerstandes werden Stromzweige (po^ mn) angelegt ; zwischen diese
Stromzweige sind das Spiegelgalvanometer ^^ und der Taster c eingeschaltet.
In den Zweigen m, w, o^p lassen sich nur dekadische Widerstände einschalten.
Ist der Widerstand m = «, lerner j? = o, so herrscht im Gal-
vanometer der Strom Null, wenn der Widerstand N zwischen e und o
am Normaldrahte D gleich dem Widerstände X ist :
N= X.
Fig. 86.
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— 85 —
Der Widerstand N ist durch einen Lanfkontakt von Null bis zu
einem Maximalwerte veränderlich gemacht; es können also auf diese
Weise Widerstände bis zu diesem Maximalwerte gemessen werden. Sind
die Widerstände N und X sehr verschieden, so dass obige Messungsart
angenau ausfeilt, so wählt man die Widerstände m^n^p^o ebenfalls ver-
schieden, jedoch stets so, dass — :
— ist. Alsdann herrscht im Gal-
P
vanometer der Strom Null, wenn
m p
lOOOilOO 10 10 100
Fig. 86.
Da die Verhältnisse — , — nur dekadische Werte annehmen können
m p
und der Widerstend N direkt in Ohm angegeben ist, so sind die ZiflFern
der Zahlen X und N dieselben, nur das Komma wird durch den Wert
n
des Verhältnisses
oder — bestimmt.
m p
Anwendungen. Die wichtigsten Anwendungen des Apparates
bestehen in der Widerstandsmessung von Dynamomaschinen, Kupfer-
litzen und Kabeln von starkem Querschnitte, Drähten und Stäben zur
Bestimmung ihrer Leitungsföhigkeit.
Konstruktion. Der Messdraht D aus dickem Neusilber oder Ni-
ckelin ist kreisförmig ausgespannt und zur Hälfte in eine am Rande
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86 ~
eines Holzsockek eingedrehte Nuth gebettet; derselbe wird von einem
Kontaktröllchen e bestrichen, dessen Lagerstück ein um die Achse des
Instrumentes drehbarer, horizontal liegender Arm trägt. Der Ort der
Berührung zwischen Röllchen und Messdraht wird mittelst Nonius an
einer auf der Fläche des Holzsockels angebrachten Theilung abgelesen.
Ein zweiter Kontakt befindet
sich bei dem Nullstriche o der Thei-
lung und ist mit dem Messdrahte
fest verbunden. Die Widerstands-
rollen (w, Wj 0-, p) sind kreisförmig
in demselben Holzsockel angeordnet ;
die Klemmen und Taster befinden
sich, in einer Reihe nebeneinander,
vorne an dem Fussbrette.
Schaltung. Die Verbindungen
der Klemmen auf dem Fussbrette
mit dem Messdrahte und den Wider-
standsrollen sind aus den Figuren 86
und 87 ersichthch.
Im Hauptstromkreise (HK) sind
die Batterie B (2 bis 4 Bunsen-
Elemente\ der Kontakthebel C,
der Messdraht N und der zu mes-
sende Widerstand TT hintereinander
geschaltet. Die Leitungen xx müssen
mittelst geeigneter Klemmen an die
Punkte hh geführt werden, zwischen
welchen sich der Widerstand, welcher
zu messen ist, befindet. Die Messung
gibt nur den Widerstand des zwischen
diesen Klemmen liegenden Stückes X
an. Die Klemmen gg sind mit einem,
durch den Hebel c ein- und ausschalt-
baren, Spiegel-Galvanometer von geringem Widerstände verbunden. Das-
selbe ist in einiger Entfernung von den Leitungen des Hauptstromkreises
aufeustellen, so dass durch letzteren der Spiegel nicht beeinflusst wird.
Will man z. B. den Widerstand des Ankers einer Dynamomaschine
messen, so legt man die Hauptleitungen {aa) an die Achsen des Bürsten-
trägers oa, Fig. 88, die Leitungen {xx) an die Bürstenklemmen 66, Fig. 88 ;
man hat dann den Ankerwiderstand einschliesslich des Uebergangswider-
standes der Bürsten gemessen. Soll der Ankerwiderstand mit Ausschluss
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— 87 —
dieses Uebergangswiderstandes bestimmt werden, so legt man die Haupt-
stromleitnngen ebenfalls in oa, Fig. 88, an, die Zweigstromleitungen xx
dagegen an dieselben Lamellen des Konmiutators b^b\ Fig. 88, aufweichen
die Bürsten liegen.
Messung. Die Widerstände in den Zweigen w, n, o und p sind so
zu wählen, dass das dem Gleichgewichte entsprechende Stück N des
Messdrahtes möghchst gross ausfiQlt. Das Widerstandsverhältnis — muss
stets dem Verhältnisse — gleich sein. Der Widerstand des ganzen Mess-
drahtes beträgt ungefilhr 0*01 Ohm, der Widerstand des bei der Mes-
sung eingeschalteten Stückes desselben wird an der Theilung direkt in
Ohm abgelesen. Man stellt zu-
nächst den Laufkontakt e auf
O'OO Ohm, schaltet die Batterie
(Taster C), dann das Galvano-
meter (Taster c) ein xmd erhält
einen Ausschlag des Spiegels.
Nun variirt man in n und o
und in m xmd p die Widerstände
unter Berücksichtigung obiger
Bemerkung bezüglich ihres Ver- Fig. 88.
hältnisses, bis der Ausschlag des
Spiegels die entgegengesetzte Richtung annimmt. Durch Verschiebung
des Kontaktes e am Messdrahte wird alsdann eine Stellung desselben
gefunden, bei welcher das Galvanometer keinen Strom anzeigt.
Wenn N der am Messdrahte abgelesene Widerstand und X der zu
messende Widerstand sind, muss:
X=JV^=.VA
m p
Hat man z. B. » = o = 10, m=^p= 1000 gestöpselt und ist N'=
0*0053 O h m, so muss :
X= 0-000053 Ohm sein.
Aendert sich weder durch Variiren der Zweigwiderstände, noch
durch Verstellung des Kontaktes e der Sinn des Ausschlages, so ist der
zu messende Widerstand entweder größer als 0*1 Ohm, oder kleiner
als 0*000001 Ohm. Das Erstere findet statt, wenn der Ausschlag bei
dem größten Werte des Verhältnisses — der schwächste ist, das Letz-
tere, wenn der schwächste Ausschlag bei dem kleinsten Wert von —
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— 88 —
erfolgt. Es lassen sich mittelst der Brücke Widerstände von O'OOOOOl
Ohm bis O'l Ohm messen.
Bestimmung der Leitungsfähigkeit. Kennt man bei
einem Metallstücke den Widerstand Jf in Ohm einer Länge L in
Metern, den Querschnitt ^ in Quadratmillimetern und beobachtet
man die Temperatur t desselben in Graden Celsius, so kann man
die Leitungsfähigkeit iTbeiO^C. im Verhältnisse zu Queck-
silber berechnen.
E8ist: ^=-A.(Lt^.
Hier wird bei einfachen Metallen flir a der Wert 0'004 benützt;
bei Metalllegirungen hat dieser CoöflScient andere Werte.
Beispiel: Ein Kupferstab, dessen Widerstand auf 0'90 Meter
Länge = 0'000159 Ohm gefunden wurde, hat einen Querschnitt von
98 mm^. Die Temperatur desselben betrug bei der Messung 20^ C;
seine Leitungsfkhigkeit ist demnach:
^ ^ 090 (1+0-004X20) ^ ^
r06 X 0-000169 X 98
79. Weitere wissenschaftliche Galvanometer:
1. Das Voltameter (§ 34, Fig. 17).
2. Die Sinusbussole. Das Princip dieses Instrumentes ist an-
gewendet bei der Strommessung mit dem Universalgalvanometer.
3. Die Tangentenbussole. ^)
4. Das Spiegelgalvanometer (Poggendorff 1826, Gauss
1833, W. Thomson, Siemens & Halske, Edelmann 1884, Car-
pentier und Andere), ein Galvanometer, dessen Magnetnadel mit
einem Spiegel in Verbindung steht, oder ein Stahlspiegel ist. Die Ablen-
kung der Magnetnadel (sammt Spiegel) wird mittelst eines Femrohres
an einer Scala beobachtet. Die Spiegelablesung ermöglicht schon bei
den geringsten Stromstärken die genauesten Messungen.
5. Die Messbrücken (die sogenannte Thomson'sche Doppel-
brücke, die Messbrücke von Kohlrausch u. s. w.).
6. Das Differentialgalvanometer ist sowie die Brücken zur
T^iderstandsmessung fester Leiter bestimmt-
7. Die Widerstände flüssiger Leiter. A. von Walten,
hofen misst den Widerstand von Batterien durch augenblickliches
Schließen des Stromes derselben.
*) A. Wüllner „Experimentalphysik« IV. 1886.
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- 89 —
Weitere Methoden dieser Widerstandsmessungen wurden von F.
Kohlrausch (Hartmann & Braun), O. Frölich (Siemens &
Halske) u. a. ersonnen. Die älteste Methode stammt von Horsford.
F. Kohlrausch verwendet bei seinem Verfahren die Brücken-
methode (§. 71, Fig. 68), als Stromquelle jedoch eine magnetelektrische
Maschine, welche Wechselströme liefert und als Galvanometer ein
Elektrodynamometer von Siemens & Halske, für schwache
StrGme oder ein Telephon.
80. Die wichtigsten Instrumente zur Messung von Wechsel-
strömen sind:
1. Die Elektrodynamometer (§. 77, Fig. 83).
2. Die Elektrometer. Das vollkommenste Elektrometer ist das
Quadrantelelektrometer vonLordKelvin (Sir. W. Thomson).^)
3. Der elektrostatische Voltmesser von Lord Kelvin.*)
4. Die Calorimeter.') Auch das später zu beschreibende indu-
strielle Galvanometer von Cardew beruht auf der Wärmewirkung
(calorischen Wirkung) des elektrischen Stromes.
5. Industrielle Galvanometer, welche für Wechselstrom
geaicht sind.
81. Messung der Wechselströme. Galvanometer mit Magnet-
nadeln können zur Messung' von Wechselströmen nicht verwendet wer-
den, da Wechselströme auf Magnetnadeln keine Wirkung ausüben. Die
in einem Wechsektromkreise verrichtete Arbeit ist, wie bei Gleich-
stromkreisen, gleich der Spannung an den Klemmen der Dynamo (F)
multiplicirt mit der den Stromkreis durchfließenden Stromstärke (A).
Für Wechselstrom gilt das Ohm'sche Gesetz nicht ohne
weiters, sondern es ist:
Stromstärke (wechselnd) =
Spannung (wechselnd und verzögert)
Scheinbarer Widerstand
II. Industrielle Galvanometer.
82. Industrielle Qalvanometer. In der Praxis werden an die
Galvanometer hauptsächlich 2 Anforderungen gestellt:
1. Unabhängigkeit von magnetischen Störungen und der Einwir-
kung des Erdmagnetismus.
^) Kittler, Handbuch der Elektrotechnik I. § 152 ff., § 250 ff. und II. S. 139.
^ Ebenda, IL 8. 145.
^ Ebenda, n. S. 146 ff.
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— 90 —
2. Direkte Ablesung der Konstanten (Stromstärke, Spannung und
Widerstand) des elektrischen Stromes.
Diese beiden Anforderungen erfüllen die sogenannten ,,indu-
striellen" Galvanometer, die bei jeder elektrischen Beleuchtungs-
anlage anzutreffen sind und bei der eintachsten Konstruktion die beste
Verwendbarkeit zeigen. Die ersten Instrumente dieser Art stanmien
aus dem Jahre 1881; in diesem Jahre waren auf der Pariser Aus-
stellung und in den darauf folgenden Jahren auf der Münchener
(1882) und Wiener Ausstellung (1883) die Instrumente von Marcel
Deprez ausgestellt. Die Beseitigung der Abhängigkeit der Angaben
dör Galvanometer von magnetischen Störungen und der Einwirkung des
Erdmagnetismus hat Deprez dadurch erreicht, dass er die Magnet-
nadeln der Galvanometer durch weiches Eisen ersetzte, welches durch
ein künstliches magnetisches Feld (Hufeisenmagnet) magnetisirt und in
eine bestimmte Richtung eingestellt wird.
Die Wickelung sämmtlicher Amperemesser besteht
aus einer oder einigen Windungen eines dicken Drahtes,
die Wickelung sämmtlicher Volt- und Ohmmesser, ans
vielen Windungen eines dünnen Drahtes.
83. Eintheilung der industriellen Galvanometer. Die Galvano-
meter für industrielle Zwecke theilt A. v. Waltenhofen in 3 Gruppen:
1. Gruppe: Spiralanziehung. Galvanometer, bei denen eine
Magnetisirungsspirale auf einen beweglichen Eisenkern wirkt.
2. Gruppe: Magnetische Abstoßung. Galvanometer, deren
Princip durch die abstoßende Wirkung gleichnamig magnetischer Massen
gekennzeichnet ist.
3. Gruppe: Elektromagnetische Anziehung. Galvanometer,
welchen die Wirkung eines Elektromagnetes auf einen excentrischen
Anker zu Grunde liegt.
84. Spiralanziehung. Die Instrumente dieser Gruppe bestehen
der Hauptsache nach aus einem Galvanometergewinde (MultipUcator-
gewinde) G (siehe die folgenden Figuren), welches anziehend auf ein
bewegliches Eisen E wirkt. Fig. 89 stellt die ersten industriellen Galvano-
meter, die Ampere- und Voltmesser von Deprez (1881) dar.
Fig. 90 ist eine neuere, praktische Form der letzteren Instru-
mente. Die Galvanometer Fig. 89 und Fig. 90 enthalten einen dritten
Hauptbestandtheil und zwar einen Hufeisenmagnet -äf, Fig. 89, oder
zwei Hufeisenmagnete M^ und -ä^, Fig. 90.
Der Zweck der Hufeisenmagnete (Stahl-Dauer- oder permanenten
Magnete) ist im § 82 erläutert worden.
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— 91 —
Die Angaben der Instrumente Fig. 89 und Fig. 90 sind nur
solange richtig, als die hier angewandten Hufeisenmagnete gleich stark
magnetisch bleiben. Die Schwingungen der Magnetnadel J? sind aperio-
disch (Du Bois Reymond nennt einen Magnet, der nach erfolgtem
Ausschlage ohne Schwingungen zu machen, in seiner Lage verbleibt,
aperiodisch).
Das Galvanometer in Fig. 90 hat eine sehr gefeUige Form und
kann in jeder beliebigen Stellung zu Messungen verwendet werden, da
das weiche Eisen durch den Hufeisenmagnet gerichtet wird.
Fig. 90.
Fig. 89.
Bei den folgenden Instrumenten ist in derRegel die
Wirkung eines Gegengewichtes in Anspruch genommen;
die Zeiger dieser Instrumente sind in der Nullstellung
entweder frei beweglich oder fest. Stahlmagnete sind
bei keinem dieser Galvanonieter in Verwendung.
Die Figuren 91 und 92 stellen Konstruktionen der Firma Gtil-
cher in Bielitz-Biala vor.
Die Zeiger ZZ und die Eisendrähte EE sind durch die Gewichte
GG ausbalancirt.
Die Scalen geben Ampere beziehungsweise Volt an. Je stär-
ker der Strom ist, welcher die Galvanometerwindungen GG durch-
fließt, desto größere Ausschläge geben die Zeiger ZZ.
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— 92
0 1^
Fig. 91.
Fig. 92.
io'^yoh.
XS^^f^
Sehr häufig stehen die Instrumente der Firma S. Schuckert
& Co. (System Hummel), Fig. 93 und 94, in Verwendung. Dünne
Eisenbleche EE werden von den Galvanometerwindungen angezogen. Die
mit den Eisenblechen fest verbundenen Zeiger ZZ folgen den Bewegungen
derselben und zeigen Volt, Fig. 93, beziehungsweise Ampere, Fig. 94,
auf den zugehörigen Theilungen an. Der Amp^remesser in Fig. 94
hat nur eine Windung G und ist für sehr hohe Ampere bestimmt.
Der Stromanzeiger von Siemens & Halske, Fig. 95
und 96. Dieser Stromanzeiger besteht aus einer dicken, kurzen, kupfer-
nen Windung, in welche von oben das eine Ende eines dünnen, eisernen,
um seinen Mittelpunkt drehbaren, Ringsegmentes hineinragt, welches am
unteren Ende mit einem, durch eine Schraube verstellbaren, Gegengewicht
und mit einem, im Mittelpunkte der Drehung befestigten, Zeiger verbunden
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- 93 -
^^^.
ist, so dass bei der Drehbewegimg des Ringsegmentes der Zeiger aut
einer bogenförmigen Scala spielt. Wenn in der kupfernen Windung ein
elektrischer Strom kreist, so wird das freie Ende des eisernen Ring-
segmentes in den Stromkreisweg hineingezogen und zwar in um so
stärkerem Maße, je stärker der Strom ist, wobei der Zeiger in ent- .
sprechender Weise auf der
Scala steigt. Diese Scala
ist mit einer gleichmäßigen
Theilung versehen ; auf der-
selben sind die Werte des
Zeigerausschlages ftir jedes
Instrument bei dessen Justi-
rung empirisch festgestellt
und in Ampere angegeben.
Das Instrument wird in f(inf
verschiedenen Empfindlich-
keiten ausgeführt, nämlich
Für 0 bis ungefähr 50 Amp.
. 0 , . 100 „
. 0 , „ 200 ,
. 0 „ , 300 „
. 0 , „ 400 „
Für0bis600Ampere
ist die kupferne Windung
noch mehr verkürzt und von
größerem Querschnitte. Alle
diese Stromzeiger sind mit
einer Arretirungsvorrichtung
zur Feststellung des Zeigers
versehen, welcher außerdem
zur Controlirung des Zeiger-
ausschlages benützt werden
kann. Diese Vorrichtung hat
außerhalb des Gehäuses einen
cordirten Knopf, mittelst des-
sen der Zeiger auf den Null-
punkt der Scala zurück-
geführt wird. Soll mit dieser
Vorrichtung der Ausschlag
controlirt werden, so dreht
Fig. 96. man damit während der
Fig. 96.
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— 94 —
Messung den Zeiger ftlr kurze Zeit auf Null zurück und lässt denselben
dann wiederum frei einspielen. Ist das Instrument in Ordnung, so gibt
alsdann der Zeiger denselben Ausschlag, wie vorher.
Der Spannungszeiger der Firma Siemens & Halske hat im Wesent-
lichen dieselbe Einrichtung wie der soeben beschriebene Stromzeiger.
Fig. 97.
Fig. 98.
G
^^^
1 ir VoM
Fig. 100.
Die industriellen Galvanometer der Firma Hartmann & Braun
sind in den Fig. 97 (System F. Kohlrausch) und 98 schematisch
wiedergegeben.
Die Windungen sind mit 6r(?, die Eisenbleche mit EE und die
Theilungen mit SS bezeichnet. F in Fig. 98 deutet eine Stahlfeder an.
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- 95 —
Die allgemeine Elektricitätsgesellschaft in Berlin
baut die in den Figuren 99 und 100 wiedergegebenen Instrumente
(System Dolivo von Dobrowolsky). Die Buchstaben bezeich-
nen, wie oben, die Hauptbestandtheile dieser Instrumente.
85. Magnetische Abstoßung. Aus dem Principe dieser In-
strumente ergeben sich die Hauptbestandtheile derselben:
1. Eine Magnetisirungsspirale.
2. Ein Doppeleisenkem, bestehend aus einem festen und einem be-
weglichen Theile. Die beiden Theile des Eisenkernes werden durch
die Spirale magnetisirt, erhalten an den gleichen Enden die gleichen
Pole und stoßen einander ab. An der Achse sind der bewegliche Theil
und der Zeiger befestigt, letzterer spielt auf einer Scala.
Fig. 101.
Fig. 102.
Das Instrument Fig. 101 wurde im Jahre 1884 von der Firma
Siemens & Halske patentirt. Der Eisenkern dieses Instrumentes
ist an seinem oberen Ende durch einen schrägen Eisenansatz verlängert,
auf welchem der bewegliche Eisenkern ruht.
Scharnweber (Kiel) hat die magnetische Abstoßung gleich-
zeitig mit Siemens & Halske in seinen industriellen Galvanometern
angewendet.
Fig. 102 zeigt eine einfachste Ausführung des obigen Principes,
die Ampere- und Voltmesser der Firma B. Egger & Co.
(System F. Drexler). Der feste Eisenkern E^ und" der bewegliche
E^ werden an den Enden gleichnamig magnetisch und stoßen einander
ab. Der mit dem beweglichen Eisenkerne fest verbundene Zeiger gibt an
einer Theilung Stromstärken oder Spannungen an.
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96 —
Fig. 103.
Das Instrument der Firma Kremenezky, Mayer & Co., Fig. 103,
beruht ebenfalls auf der magnetischen Abstoßung. Der feste Eisen-
kern besteht aus einem dünnen Eisenbleche, welches an der Innenfläche
der Spule befestigt ist, während ein hohler
CyHnder aus dünnem Eisenbleche den beweg-
lichen Eisenkern bildet. Die Firma baut
das Instrument in der Regel in 4 verschie-
denen Größen. Die Durchmesser der Deck-
platte betragen 90, 160, 200 oder 240 f7im.
Die 3 größeren Formen sind zumeist zum
Montiren auf eine senkrechte Fläche ein-
gerichtet, die kleinste Foim ist leicht trans-
portabel und kann auf eine horizontale Fläche
aufgestellt werden. Die Ampere- und Volt-
messer dieser Firma haben im Wesen die-
selbe Einrichtung.
86. Elektromagnetische Anziehung.
Die Hauptbestandtheile der Instrumente die-
ser Gruppe von Galvanometern sind :
1. Ein Elektromagnet E^ Fig. 104.
2. Ein excentrischer Anker A aus weichem Eisen.
Fig. 104.
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— 97 —
Fig. 104 stellt die industriellen Galvanometer von F. Uppenborn
dar. Der Anker Ä ist excentrisch an der Achse befestigt, d. h. die
Achse geht nicht durch den Mittelpunkt (Centrum) des Ankers; der
Elektromagnet wird deshalb den letzteren so zu drehen suchen, dass der
Abstand zwischen beiden so klein als möglich wird. Der Anker steht in
fester Verbindung mit dem Zeiger, welcher
auf einer Scala die Eonstanten des elek-
trischen Stromes anzeigt. ^ ^
Die Instrumente von F. Uppenborn K^-^
zählen zu den ältesten, praktisch verwend-
baren industriellen Galvanometern.
III. Weitere industrielle
Galvanometer.
87. Wechselstromvoltmesser von
Cardew^), Fig. 105. Dieses Instrument be-
ruht auf der Längenausdehnung eines Platin-
silberdrahtes durch die Wärmewirkung des
Stromes. An dem Drahte ist ein um die
Achse a gewundener Seidenfaden befestigt,
welcher durch die Spirale / gespannt wird.
Der Zusatzwiderstand cmg kann durch
Unterbrechung der Verbindung zwischen c
und d ausgeschaltet werden.
Geschützt ist das Instrument durch die
Sicherheitsschaltung de. Nach längerem
Gebrauche wird die Nullstellung des Zeigers
Z durch Verstellen des Metallsttickes i mit-
telst der Schraube k richtig gestellt. Die
Einschaltung des Instrumentes erfolgt an den
Klemmen k^ und ij.
88. Elektrodynamometrischer Stromzeiger für Lichtleitungen
von Siemens & Halske, Fig. 106. Dieser Stromzeiger ist zur Con-
trole der Stromstärke in Stromkreisen mit Parallelschaltung der Lampen
zu benützen, weil derselbe auf eine bestimmte Spannung adjustirt ist.
Konstruktion des Apparates. Der Stromzeiger besteht aus
einer durch wenige Windungen starken Kupferdrahtes gebildeten Spirale
Fig. 106.
^) Ein einfachstes Schema dieses Instromeiites bringt der „Kalender für Elektro-
techniker'* von F. Uppenborn, 1894, Seite 107, Fig. 43.
Kratxert, Elektrotechnik. 7
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- 98 -
und einem mit vielen Windungen dünnen Drahtes bewickelten drehbaren
Ringe, dessen Drehachse die senkrechte Achse der dicken Kupferspirale
rechtwinkhg durchschneidet. Der Ring ist etwa bis zur Hälfte seines
Umfanges in diese Kupferspirale eingesenkt und mit einem Zeigier ver-
bunden, welcher auf einer in Ampere eingetheilten Skala spielt.
Wirkungsweise des Apparates. Der zu messende Strom
geht durch die dicken Windungen, während der bewegliche Ring in
eine Glühlampe eingeschaltet ist, so dass denselben ein schwacher, aber
Fig. 106.
konstanter Strom umkreist. Durch die zwischen beiden Stromkreisen
zur Wirkung kommende elektrische Anziehung wird eine der Strom-
stärke proportionale Drehung des Ringes hervorgerufen. Dieser Drehung
entsprechend, deutet der Zeiger bei gleichbleibender Spannung im Strom-
kreise die Zahl der den Ring durchfließenden Stromeinheiten in Am-
pere an. Der Apparat wird in drei Größen bis zu 150, 300 und
500 Ampere ausgeführt.
89. Maximum- und Minimum-Yoltmesser derFir maß. Egger
& Co., Fig. 107. Dieses Instrument macht den Maschinisten durch ein
Signal auf zu hohe (maximale hier, 125 V.) und auf zu niedrige (mini-
male, hier 90 V.) Betriebsspannung aufmerksam. Die beiden Pole der
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— 99 —
Elemente sind mit den Klemmen k^ und k^ verbunden, k^ und die Skala
sind von dem Körper isolirt und stehen mit einander in Verbindung.
Der Zeiger Z gibt entweder bei c^ oder bei c^ Bertllirung. L bezeichnet
ein Läutewerk.
90. Ampdremesser mit Stromrichtungsanzeige der Firma
B. Egg er & Co., Fig. 108. Die Hauptbestandtheile dieses Instrumen-
tes sind ein fester Elektromagnet NS und ein mit dem Zeiger verbun-
dener beweglicher Stahlmagnet N^S^. Wechselt der das Instrument durch-
fließende Strom die Richtung, so wechselt der Elektromagnet N S seine
lOS 110 m ;
Fig. 107.
Pole und der Stahlmagnet N^ S^ (mit dem Zeiger) bewegt sich in der
entgegengesetzten Richtung. Für die Ladung und Entladung von Akku-
mulaturen sind Stromrichtungsanzeiger unentbehrlich.
91. Begistrirende Messinstmmente. Brüder Richard (Ri-
chard Frferes) in Paris bauen sogenannte selbstregistrirende Mess-
instrumente, welche selbstthätig eine krumme Linie (Kurve) auf einem
rotirenden Papiercylinder aufzeichnen. Die Registrirmessinstrumente
gestatten demnach nicht nur eine augenblickliche Ablesung der Kon-
stanten des elektrischen Stromes, sondern auch eine nachträgliche Ab-
lesung derselben.
92. Das Einschalten, die Montage und das Aichen der Mess-
instnunente. Sammtliche Strommesser (Voltameter, Universal-
galvanometer als Strommesser, Elektrodynamometer, Amperemesser u. s. w.)
7»
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— 100 -
werden direkt in die Hauptleitung, Fig. 109, eingeschaltet
Sämmtliche Spannungs- und Widerstandsmesser (Volt-
messer, Torsionsgalvanometer, Ohmmesser u. s. w.) werden an die-
jenigen Punkte des Stromkreises angeschlossen, zwi-
schen welchen die Spannung oder der Widerstand ge-
messen werden soll, Fig. 110.
Fig. 109 stellt die Schaltung der industriellen Galvanometer bei
einer Beleuchtungsanlage mit hintereinandergeschalteten Lampen, Fig. 110,
mit parallel geschalteten Lampen dar.
-o-
J^.
^
lOl
o-J
ousj um
Fig. 109.
y
Fig. 110.
In Fig. 110 gibt V^ die Maschinen, V^ die Lampenspannung, Aj^
den gesammten Strom im Leitungsnetze, A^ den Strom der Lampe L^
und 0 den Widerstand der Lampe L^ an.
Dieselbe Schaltung wird bei allen oben angeführten Galvanometern
angewendet.
Bei vielen industriellen Gleichstrominstrumenten (insbesondere bei
jenen, welche mehr Eisen besitzen) hat man beim Einschalten auf die
Richtung des Stromes zu achten, da sich sonst Spannungsunter-
schiede bis zu ungefähr 10 Volt ergeben.
Montage. Die industriellen Galvanometer werden gewöhnlich auf
ein Brett aus hartem Holze montirt. Die Einstellung dieser Instrumente
erfolgt nach an denselben ersichtlichen Marken, oder, falls die Instru-
mente eine freie Nullstellung haben, durch das Einstellen der Zeiger auf
Null. Die Instrumente von Deprez können, wie bekannt, in jeder
Stellung verwendet werden.
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- 101 —
Das Aichen der Galvanometer.
Zum Aichen der wissenschaftlichen Galvanometer werden die
Vo Itameter (Siehe S. 19, Fig. 17), insbesondere das Kupfer- und
Silbervoltameter, angewendet.
Das Aichen der industriellen Galvanometer geschieht mit Zuhilfe-
nahme sogenannter Normalinstrumente. Als Normahnstrumente ver-
wendet man entweder verlässKche industrielle Galvanometer oder wissen-
schaftliche Galvanometer (z. B. Torsionsgalvanometer, Elektrodynamo-
meter u. s. w.), welche auf obigem Wege geaicht wurden. Normal-
instniment und zu aichende Instrumente werden
Normal' Zu aichende
Instrument Instrumente
Normal' Zu aichende
Instrument Instrumente
Akkumulator
Fig. 112.
1. hintereinander geschaltet (Amperemesser-Aichung),
Fig. 111, oder
2. parallel geschaltet (Volt- und Ohmmesser-Aichung),
Fig. 112.
Der Aichstrom soll konstant (von gleich bleibender Stärke) sein
(Akkumulatorenstrom, Strom einer kostanten Batterie). Das Aichen mit
Maschinenstrom ist unsicher und zeitraubend.
Der Vorgang beim Aichen ist der folgende: Das Normal-
instmment wird mittelst des Regulirungswiderstandes auf die verlangte
Stromstärke oder Spannung (beziehungsweise Widerstand) eingestellt
und die betreflfende Einstellung des Zeigers des zu aichenden Instrumentes
markirt. In der Praxis stehen häufig die zum Aichen der Messinstrumente
erforderlichen Normalinstrumente nicht zur Verfügung; von den vielen
möglichen Methoden der Aichung unter solchen Verhältnissen seien einige
von mir praktisch verwendete Methoden an Beispielen erläutert :
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— 102
Beispiel: Mit einem Voltmesser zu 50 Volt als Normalinstru-
ment sind Voltmesser zu 100 Volt zu aichen (Schaltung Fig. 112).
In diesem Falle ist dem Normalinstrumente der eigene Widerstand
(1000 Ohm) vorzuschalten und jede Ablesung an diesem Instrumente
mit zwei zu multipliciren.
Schaltet man einen Voltmesser den ein-, zwei-, drei-,
allgemein n-fachen Widerstand vor, so hat man die An-
gaben desselben mit zwei, drei, vier, allgemeinen n+ 1
zu multipliciren. Schaltet man einen Amperemesser den
den ein-, zwei-, drei-, allgemein n-fachen eigenen Wider-
stand parallel, so hat man die Angaben desselben mit
zwei, drei, vier, allgemeinen w-f-1 zu multipliciren.
Normal' Zu aichende
Instrument Instrumente
Wechselstrom-
maschine
Transformator
Fig. 118.
Diese Methode habe ich seit dem Jahre 1887 bei der Aichnng der
Voltmesser auf sehr hohe Spannungen und der Amp^remesser auf
sehr niedere Stromstärken bei Abgang gleich geaichter Normalinstru-
mente angewendet.
Beispiel: Die maximale Spannung einer Wechselstrommaschine
sei 100 Volt-, mit dieser Maschine ist ein Wechselstromvoltmesser zu
1000 Volt zu aichen, Fig. 113.
Zu diesem Zwecke dient der Transformator (S. 39, A); derselbe
verwandelt hochgespannte Ströme in niedrig gespannte Ströme und um-
gekehrt. Hat der Transformator das Uebersetzungsverhältnis
10^
so
wird ein Wechselstrom von 100 Volt und z. B. 1 Ampere in die
dicken Windungen eintretend, in den dünnen Windungen einen Strom
von 100 X 10 = 1000 Volt und 0*1 Ampere induciren, welcher zum
Aichen in der durch die Fig. 113 gegebenen Anordnung benützt wer-
den kann.
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— 103 —
Die Voltmesser für die k. n. k. Hofburg in Wien und Andere
wurden von mir nach dieser Methode geaichtund in der Centrale der
int e r na tionalenElektricitätsg es eil Schaft in Wien mit einem
Garde w'schen Instrumente übereinstimmend gefunden. Hier sei bemerkt,
dass die Anzahl der Polwechsel der in beiden Fällen angewandten Ma*
schinen 5000 betrug, auf welchen Umstand bei der Aichung von Wechsel-
strominstrumenten der drei oben angeführten Gruppen im Interesse der
Genauigkeit der Angaben dieser Instrumente zu achten ist.
Beispiel: Mit der im December 1889 in der obengenannten Cen-
trale aufgestellten großen Wechselstrommaschine mit einer Leistung von
400000 Watts (2000 Volt und 200 Ampere) soll während des Betriebes
ein Voltmesser von 10 — 100 Volt geaicht werden.
Diese Aichung kann auf zweierlei Art erfolgen:
1. Indem man sämmtlichen Instrumenten einen gemeinsamen Wider-
stand vorschaltet^
Da dieser Widerstand sehr groß sein mflsste, bewährt sich
diese Methode nicht so gut, als die folgende:
2. Durch Transformation (Umsetzung) der Spannung im Verhält-
nisse 1 : 20.
Für die Schaltung kann das in Fig. 113 wiedergegebene Schema
Verwendung finden.
93. Die Haupteigenschaften der industriellen Qalvanometer
und die Mittel zur Erreichung derselben«
1. Das Instrument muss bis auf O'l der Einheit genau und so
empfindlich sein, dass es schon bei Schwankungen der elektrischen Kon-
stanten von O'l der Einheit arbeitet.
Diese Eigenschaften werden erreicht:
ä) Durch die präcise mechanische Ausführung des Instrumentes.
Die Lager müssen aus harten Steinen (z. B. Achat) angefertigt werden,
fein poUrt und fest gefasst sein.
b) Durch Verwendung von Eisen, welches frei ist von zurückblei-
bendem Magnetismus. Dazu ist erforderUch, dass die Masse des Eisens
gering, das Eisen selbst sehr weich und vollkommen ausgeglüht sei.
Nur bei einem Instrumente, welches frei ist von zurückbleibendem
Magnetismus, wird es gleichgiltig sein, in welcher Richtung der Strom
das Instrument durchfließt und ob man bei der Controle von den An-
gaben bei den niederen Einheiten anfängt und zu den höheren Ein-
heiten übergeht oder umgekehrt.
c) Die gegenseitige Einwirkung des festen auf den beweglichen
Theil des Instrumentes muss stark genug sein, um dasselbe von un-
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— 104 —
bedeutenden äusseren Einflüssen (benachbarten Stromleitungen, beweg-
ten Eisenmassen u. s. w.) unabhängig zu machen.
d) Das Gewicht der beweglichen Masse muss ein Kleinstes sein.
Geringe Eisenmassen sind bald gesättigt, also unabhängig von zurück-
bleibendem Magnetismus.
2. Die Erwärmung der Widerstände der industriellen Galvanometer
darf bei dauernder normaler Beanspruchung nicht 30® C. übersteigen.
Für die Erwärmung der Widerstände ist die Wahl der zulässigen Be-
anspruchung des Drahtes in Ampere für 1 mm* massgebend.
3. Das Instrument muss jede gewünschte Skala ermöglichen. Ver-
langt werden in den meisten Fällen entweder Skalen mit einer gleichen
Theilung (gleichen Intervallen) oder mit einer größeren TheUung an
der Gebrauchsstelle. Die gleiche Theilung wird durch die Anordung
des beweghchen und festen Theiles gegeneinander (hauptsächlich das
vollkommene Ausbalanciren) erreicht, die größere Theilung an der Ge-
brauchsstelle ermögUcht die Inanspruchnahme eines Übergewichtes oder
magnetischer oder elektrischer Einflüsse an dieser Stelle 5 die letzteren
Mittel sind auch geeignet zur Herstellung jeder gewünschten Skala.
4. Das Instrument muss handlich und billig sein, d. h. es muss
eine einfache Konstruktion und mechanische Ausführung, sowie billiges
Materiale Verwendung finden.
Die Erreichung der Eigenschaften unter 1 und 2 ist bei jeder elek-
trischen Beleuchtungsanlage von ganz besonderer Bedeutung. Sind diese
Eigenschaften mangelhaft, so zeigt das Instrument unrichtig und die
gemessene Leistung der Anlage wird zu klein oder zu groß sein ; ist
dieselbe zu klein, so entspricht sie ihrem Zwecke nur unvollkommen,
ist dieselbe zu groß, dann versagt entweder der Antriebsmotor oder die
Isolation der elektrischen Maschine, der Leitungen und d^ Bogenlampen
leiden Schaden und die Lebensdauer der Glühlampen wird verkürzt.
Zur Messung von Gleich- und Wechselstrom mit derselben Aichung
sind nur der in§ 87,Fig. 105, angefahrte Wechselstromvoltmesser
von C a r d e w (fiir Spannungsmessungen) und die Instrumente von Geyer
&Brystol (für Strom- und Spannungsmessungen), da dieselben auf
der Längenausdehnung eines Drahtes durch Erwärmung infolge des
Stromes beruhen, sowie das Elektrodynamometer von Siemens
& Halske (filr Strom- und Spannungsmessungen), verwendbar.
Die in § 83 angeführten 3 Gruppen der Messinstrumente mtlssen fiir
Wechselstrom eigens geaicht werden. Schaltet man ein Gleichstrominstru-
ment in einen Wechselstromkreis ein, so bleiben die Angaben desselben
bedeutend zurück.
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— 105 —
5. Das Galvanometer dari von in der Nähe befindlichen Strömen
und Magneten nicht beeinflusst werden. Zu diesem Zwecke werden an
den Instrumenten in der Richtung von nahen Strömen und Magneten
Eisenmäntel angebracht.
94. Die Prüfung der industriellen Oalvanometer besteht
1. in der Prüfung der Haupteigenschaften,
2. in der Vergleichung der Angaben des Instrumentes mit denen
eines Normalinstrumentes und
3. in der Prüfung der Isolation.
Die Prüfung der Isolation geschieht durch die Messung des Wi-
derstandes zwischen den Windungen und dem Körper des Instrumentes
und kann schon, bei nicht lebensgefehrlichen Spannungen, durch Be-
rühren der Klemmen mit der einen Hand und durch augenblickliches Be-
rühren des Körpers mit der anderen Hand ermittelt werden (Physiolo-
gische Wirkung).
95- Der Berechnung der in § 83 angeführten industriellen Gal-
vanometer liegt das Ohm'sche Gesetz:
E
TT = y zu Grunde.
1. Volt- und Ohmmesserberechnung:
Die Widerstände dieser Instrumente bestehen gewöhnlich aus Kupfer
(wirksamer Widerstand) und Neusilber, Rheotan oder Konstantan (Zu-
satz- oder Ballast- Widerstand). Der sogenannte wirksame Widerstand
besteht aus Kupfer, weil es erforderlich ist, viele Windungen von gerin-
gem Widerstände auf das Eisen einwirken zu lassen. Der Zusatzwider-
stand besteht aus Neusilber, Rheotan oder Konstantan, weil der specifische
Widerstand des Neusilbers etwa 20, der des Rheotans etwa 30 oder des
Konstantans etwa 40 mal so groß ist, als der specifische Widerstand des
Kupfers (0'0166) und das Raumerfordemis für Drähte aus diesen Me-
tallen selbst bei Instrumenten mit sehr hohen Spannungen oder Wider-
ständen ein geringes ist. Die Neusilber- (Rheotan, Konstantan-) und
Kupferwindungen sind hintereinander geschaltet. Da der Neusilber-
draht gewöhnlich der dünnere ist und eine geringere Beanspruchung
zulässt, als der Kupferdraht, wird die zulässige Beanspruchung in Am-
pere für 1 mm^ auf das Neusilber bezogen.
Die folgenden Beispiele stützen sich auf die ziiv^eckentsprechenden
Annahmen :
a) Die zulässige Beanspruchung des Neusilbers für 1 mm^ sei etwa
1 Ampere.
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~ 106 —
b) Der Durehmesser des Zusatzdrahtes betrage 0*2 mm (Quer-
schnitt = 0-0314 mm*).
c) Der wirksame Widerstand messe 400 Ohm.
Beispiel: Auf Grund der letzten Annahmen sind Voltmesser
ftlr die maximalen Spannungen von 10, 50, 100, 200 und 1000 Volt
zu berechnen.
Gesammtwiderstand
Maximale
Spannung
—1
Zusatz-Widerstand
10 Volt
oJS, - "»<"■-
0 Ohm
ßo ,
50
«0. - "•• ■
1266 „
100 ,
^=-» .
29S3 „
200 „
s-«- ■
6266 «
1000 „
r-«»" ■
32933 „
Aus diesen Beispielen ersieht man, dass der Ge-
sammtwiderstand eines Voltmessers, bei Berücksichtigung
der obigen Annahmen, beiläufig der dreißigfachen ma-
ximalen Spannung gleich ist.
Da nach Annahme der wirksame Widerstand jedes
Voltmessers rund 400 Ohm beträgt, so ergeben sich die
Zusatzwiderstände aus den Gesammtwiderständen durch
einfache Subtraktion.
Widerstand = Gesammtwiderstand — 400 Ohm.
2. Amperemesserberechnung. Diese Instrumente berechnet
man nach denselben Regeln wie die Voltmesser.
96. Schaltangen der industriellen Galvanometer. Die Wider-
stände der Volt- und Ohmmesser (Widerstand und Zusatz) werden
hintereinander geschaltet. Die von mir bei Amp^remessern zumeist
angewendeten Schaltungen sind:
1. Die Schaltung sämmtHcher Windungen hintereinander. Ein
Amperemesser mit einem Umschalter versehen, welcher gestattet, einen
Theü, zwei-, drei-, vier-, allgemein w-Theile der Windungszahl in den
Stromkreis hintereinanderzuschalten, zeigt die einfachen, doppelten, drei-
fachen, vierfachen, allgemein «-fachen Stromstärken an. Ist den hinterein-
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- 107 —
ander geschalteten Windungen der einfache, zweifache, dreifache, all-
gemein w-fache Widerstand derselben parallel geschaltet, so sind die An-
gaben desselben mit zwei, drei, vier, allgemein /i -f- 1 zu multipliciren.
2. Die Parallelschaltung sämmtlicher Windungen. Diese Schaltung
wird für hohe Stromstärken angewendet.
3. Die Hintereinander- und Parallel-Schaltung sämmtlicher Win-
dungen. Werden bei einem Instrumente die Windungen hintereinander
und parallel geschaltet, so erhält dasselbe zwei Skalen und kann
für niedere und hohe Stromstärken Verwendung finden.
Fig. 114.
JF. JElektri8c7ie Arbeitsmesser (Elektricitütszähler).
97. Einleitung und Eintheilung. Die elektrische Arbeit
wird durch das Produkt aus Ampere X Volt X Zeit ausgedrückt
(§ 49). Die bisherigen Instrumente gestatten durch eine Beobachtung
immer nur eine Konstante des elektrischen Stromes zu messen.
Apparate, welche durch eine einzige Beobachtung die elektrische
Arbeit messen, nennt man elektrische Arbeitsmesser.
Dieselben werden eingetheilt in:
1. Coulombmesser, 2. Voltcoulombmesser und 3. Volt-
ampere- oder Wattmesser.
98. Die Goulombzähler. Bleibt bei einer geleisteten elektrischen
Arbeit die SpannungsdiflFerenz gleich (konstant), so braucht man nur
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— 108 -
die gelieferte Elektricitätsmenge (Coulomb) zu messen, denn
1 Ampere in der Sekunde = 1 Coulomb (§ 44) gibt mit der kon-
stanten Spannung multiplicirt, die elektrische Arbeit.
1. Der Coulombzähler von Edison, Fig. 114. Edison misst
die Coulomb auf elektrolytischem Wege (§ 34) durch zwei Zinkvolta-
meter; diese bestehen aus von einander isolirten Zinkplatten Zn,^ welche
in eine 20®/o Zinkvitriollösung eingetaucht sind. Das Zinkvitriol, be-
stehend aus Zink und Schwefelsäure, wird durch den elektrischen Strom
in diese seine Bestandtheile zerlegt; das Zink scheidet sich an der
negativen, die Schwefelsäure an der positiven Zinkplatte ab. Die Ge-
wichtsabnahme der positiven Platte dient als Maß des Stromes (§ 44,
ein Coulomb zersetzt in 1 Sekunde 0'3371 mg Zink). Dieser Elektricitäts-
zähler wird in eine Zweigleitung, Fig. 114, eingeschaltet und darf nur
bis zu einer maximalen Stromstärke beansprucht werden.
Beispiel einer ausgeführten Messung.^) Konstante des Appa-
rates: 1 mg aufgelöstes Zink := 1 Lampenstunde.
1888
Plattengewichte und Lampenstunden
Dat.
Gew.
Dat.
Gew.
Dat.
Gew.
eingesetzt
herausgenommen
12*5
19*6
225*82
224*81
0*61
19*5
26-5
230-09
228*88
26*5
2-6
215-81
214-47
0*84
840
Differenz
1-21
Lampenstunden
510
1210
eingesetzt u. s. w.
2560
Fig. 115.
2. Der Coulombzähler von H. Aron,
Fig. 115, besteht aus einer Pendeluhr; die
PendelUnse ist durch einen Stahlmagnet M
ersetzt, welcher durch die Hauptstromspule H
so beeinflusst wird, dass das Pendel rascher
schwingt.
Dieser Elektricitätszähler ist mit einer
Normaluhr (Uhr im Messraume, eventuell
Taschenuhr des Controlirenden) auf gleiche
Schwingungsdauer einregulirt.
Beispiel einer ausgeführten
Messung:*)
») Grawinkel und Strecker 1888, Seite 215.
') Grawinkel und Strecker 1888, Seite 216.
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109
Voreilung
Amp^restunden
Lichtstunden
a 0*75 Amp^restunden
1 Minute
60
80
1 Amperestunde = 13'33 Schwingungen Voreilung
1 Minute = 80 Schwingungen.
18-
Nonnal-
uhr
Elektrici-
tätszähler
Ganze Differenz
Letzte Differenz
Monat
Datum
Stunden
Min.
Stunden | Min.
Mai
1
1032
1115
0
43
1
7
536
»
8
819
109
1
50
2
3
984
n
15
1117
320
3
53
0
58
464
*>
22
360
841
4
51
0
7
56
T»
29
125
53
4
58
1
15
600
Juni
5
925
338
6
13
01
I 8
1 ■
fl.
Fig. 11 6 a.
Fig. 116 b.
3.Der neuere Elektricitätszähler von H. Aren, Fig. 116a.
Das einfache Uhrwerk des letzten Zählers ist ersetzt durch ein DiflFe-
renzialuhrwerk mit 2 Pendeln. Die Pendellinse des rechten Pendels
ist ein Stahlmagnet, unterhalb welchem sich wieder die Hauptstrom-
spirale befindet; wird letztere von einem Strome durchflössen, so
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— 110 —
schwingt, falls beide Pendel auf gleiche Schwingungsdauer eingestellt
waren, das rechte Pendel desto schneller, je größer die Stärke des
Stromes ist. Fig. 116b zeigt den Amperestundenzähler für
das Dreileitersystem (Gleichstrom).
Die Konstanten der Elektricitätszähler in Fig. 115
und Fig. 116 müssen, sowie diejenigen sämmtlicher
Apparate mit Stahlmagneten, oft neu bestimmt werden.
Fig. 117 a.
99. Die Voltconlombzähler (VoltcoulombmeBBer).
1. Die Voltcoulombzähler von Ayrton & Perry und
von Siemens & Halske beruhen im Principe auf dem Elektro-
dynamometer der letzteren Firma (§ 77). Die dünnen Windungen
geben ein Maß für die SpannungsdiflFerenz, die bewegHche dicke Windung
gibt ein Maß für die Stromstärke.
2. Der Voltcoulombzähler (Wattstundenzähler) von
H. Aron, 117 a und 117 b. Der Hauptbestandtheil dieses Elek-
tricitätszählers ist der des Coulombzählers, Fig. 116, ein DifFerential-
uhrwerk mit zwei Pendeln von gleicher Schwingungsdauer. Die Linse
des rechten Pendels ist durch eino Rolle mit dünnem Drahte (Voltrolle)
V ersetzt, welche in einer zweiten Rolle mit dickem Drahte (Ampere-
rolle) A frei schwingt. Die gegenseitige Einwirkung der beiden
Rollen aufeinander misst die elektrische Arbeit (Voltampere
in der Sekunde).
Bei den neuen Instrumenten dieser Konstruktion ist der Zusatz-
widerstand zur Volt rolle auf einer in dem Apparatkasten Hnks
befestigten Messingröhre R aufgewickelt.
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— 111 —
In Fig. 117b ist derselbe Wattstundenzähler in perspektivi-
scher Ansicht wiedergegeben.
Bei der Montage und Inbetriebsetzung der Aron'schen
Apparate, Fig. 1 16 und Fig. 117, ist insbesondere auf die senkrechte Auf-
hängung derselben und die gleiche Schwirigungsdauer der beiden Pendel
(ohne Strom) zu- achten. Die Nachregulirung auf gleiche Schwingungs-
dauer erfolgt am linksseitigen Pendel; der Gang der Pendel ist derselbe,
wenn die auf beiden Seiten des ZiflFerblattes befindlichen Springer s
stets dieselbe Lage gegen einander beibehalten.
Die Zähler Fig. 115 und Fig. 116 werden in die Hauptleitung,
gerade so wie ein Amperemesser, eingeschaltet; bei dem Zähler in
Fig. 117 wird die Ampererolle ebenfalls wie ein Amperemesser,
die Voltrolle wie ein Voltmesser eingeschaltet.
Der eine Pol der Voltrolle wird in der Regel von der durch
das Instrument führenden Hauptleitung, der zweite Pol von der Dy-
namomaschine abgezweigt. Die Gebrauchsanweisung dieses Elektricitäts-
zählers ist von dem Erfinder folgend übersichtlich zusammengestellt worden :
Wichtige Punkte, welche bei der Montage des
Aron'schen Elektricitätszählers zu beachten und die in
der Anweisung genauer erläutert sind:
1. Wahl eines Ortes flir die Aufhängung des Zählers, der möglichst
trocken und bequem erreichbar sein soll. Vorsichtige Entfernung der
Bind&den.
2. Lothrechte Aufhängung nach dem linken Pendel.
3- Gute Befestigung des Gehäuses.
4. Controhrung des Abfalles bei beiden Pendeln gemäß Anweisung.
5. Man regulire die Werke nach der Anweisung, indem man die
springenden Zeiger zu beiden Seiten des Differentialwerkes beobachtet.
6. Nach der Regulirung schalte man den Zähler in den Stromkreis
und beobachte, am besten mit einem Polsucher, ob die Pole richtig
angeschlossen sind.
7- Im Anfange lese man täglich ab, um sich zu tiberzeugen, dass
der Zähler richtig funktionirt.
8. Hierauf ziehe man den Zähler monatlich und regelmäßig auf
und lese ab.
9. Beim Ablesen sehe man nach, ob die Pendel schwingen; steht
eines der Pendel, so ist das Resultat der Ablesung unrichtig.
10. Für die Ablesung dienen folgende Beispiele, die Berech-
nung zeigt das folgende Schema:
Zähler Nr. 4285 für 50 Ampere.
1 Strich = 1'07 Ampere-Stunden.
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112
Datum
Stand der Zähler
Differenz
Ampire-Stunden
2. März
0
3. April
119
119
127-3
1. Mai
397
278
297-5
2. Joni
1101
704
763-3
30. y,
1998
897
969-8
2. August
8229
1231
1317-2
In den nachfolgenden 3 Figuren 118 a bis 118 c sind die Zeiger-
stellungen der Ablesungen vom 1. Mai, 2. Juni und 30. Juni abge-
bildet. Ehe man die nöthige TJebung im Ablesen hat, fange man mit
den Einem des obersten Ziffer-
2. Jani
80. Juni
blattes an und schreibe die Zahlen
von rechts nach links; man be-
achte die Ablesung vom 1. Mai,
wo man 397 und nicht 497 ab-
zulesen hat, da sonst am dritten
ZifFerblatte der Zeiger nicht nahe
der 4, sondern in der Nähe der
5 stehen müsste, weil 397 nahe
400, nicht nahe 500 ist. H. Aron
hat seine Wattstundenzähler
auchfiirdasDr eil ei tersy Stern
und flir Wechsel- und Dreh-
strom eingerichtet.
3. Weitere Voltcou-
lombzähler wurden ausge-
führt von Wilhelm Siemens, F. üppenborn, J. Baumann und
Anderen.
100. Die Voltampere- oder Wattzähler messen das Produkt
aus Volt X Ampere X Zeit.
Instrumente dieser Art sind: die Elektricitätszähler von
Ayrton & Perry, Siemens & Halske, Ganz & Co. (Bläthy).
Diese Apparate beruhen, wie die im § 125 angeführten, im Principe
auf dem Elektrodynamometer von Siemens & Halske.
Die Angaben sämmtlicher Messinstrumente sind von
Zeit zu Zeit zu prtlfen.
Fig. 118a. Fig. USb.
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— 113 —
m. Abschnitt.
Elektrische Maschinen und Motoren.
I. Kapitel.
Einleitung und Eintheilung.
101. Im Herbste des Jahres 1831 entdeckte Faraday nach einer
Reihe genialer Versuche und Folgerungen, dass durch Rotation eines
geschlossenen Leiters in einem magnetischen Felde (z. B. zwischen zwei
Magnetpolen) oder durch Aenderungen in der Stärke des Feldes ein
Strom erzeugt wird, und erfand durch den Apparat, welchen er bei
seinen Versuchen verwendete und „eine magnet-elektrische
Maschine^ nannte, die erste elektrische Maschine.
Wilde aus Manchester erzeugte (1863) mit seiner magnet-
elektrischen Maschine mit separat erregten Elektromagneten zuerst starke
elektrische Ströme in verhältnismäßig kleinen Maschinen, indem er den
Stahlmagnet der magnet-elektrischen Maschine durch einen Elektromagnet
ersetzte und letzteren durch eine magnet-elektrische Maschine erregte.
In der Sitzung vom 17. Jänner 1867 überreichte Magnus
der königl. Akademie der Wissenschaften zu Berlin die berilhmte
Abhandlung von Werner von Siemens: „Ueber die Umwand-
lungskraft von Arbeitskraft in elektrischen Strom ohne Anwendung
permanenter Magnete." ^)
Diese Abhandlung enthielt die Mittheilimg von der Erfindung der
dynamoelektrischen Maschine, in welcher anstatt des Stahl-
magnetes der magnetelektrischen Maschine ein selbsterregender
Elektromagnet verwendet wird; erst diese Maschine war zur Erzeugung
der Elektricität im Großen geeignet.
Die elektrischen Maschinen sind:
1. Stromerzeuger (Primäre Maschinen oder Genera-
toren), wenn sie von einem Motor (Dampfmaschine, Wasser- oder Gas-
motor n. 8. w.) angetrieben werden.
2. Triebmaschinen (Kraftgeber, Stromkraftmaschinen,
Elektromotoren, Sekundäre Maschinen oder Receptoren),
wenn sie von einer anderen elektrischen Maschine Strom erhalten.
^) wissenschaftliche und technische Arbeiten von WernerSiemens, 1891,1. Band,
Seiten 208 ff.
Kratsert, Elektrotechnik. ^
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— 114 —
Die elektrischen Maschinen^) werden
a) in magnetelektrische Maschinen mit Dauermagneten
und mit separat erregten Magneten, sowie
h) in dynamoelektrische Maschinen eingetheilt.
IL Kapitel,
Magnetelektrische Maschinen.
102. Magnetelektrische Maschinen mit Dauermagneten. Nach
Faraday (1831) sind diese Maschinen von Dal Negro, Pixii (1832),
Saxton(1833)5Ettiug-
ji^ , hausen (1837),Stöhrer
(1849), sechspolige Ma-
schine und An d e r e n ge-
baut worden. Holmes
hat die erste zur Erzeu-
gung des elektrischen
Lichtes im Großen an-
gewendete Maschine kon-
struirt \ die sogenannte
Alliance Wechsel-
strommaschine ist eine
Abänderung der letzt-
genannten Maschine und
wurde schon im Jahre
1864 zur Erzeugung des
elektrischen Lichtes in
Leuchtthtirmen (La Heve,
Griz-Nez bei Calais, Kron-
stadt, Odessa u. s. w.), auf
Schiffen, zu Fabriksbe-
leuchtungen u. s. w. ver-
wendet.
Fig. 119 a stellt die
magnet-elektrische Ma-
schine von Pixii (1832) mit hintereinander, Fig. 119b mit parallel
geschalteten Induktorwindungen dar. Die Maschine von Pixii besteht
*) Die pyromagnetiachen Maschinen, welche durch die Veränderlichkeit der
tieitungsfähigkeit des Eisens mit der Temperatur Induktionsströme eraeugen, soUen hier
nicht ausfuhrlicher besprochen werden.
Fig. 119 b.
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115 —
^us zwei mit einander durch die eiserne Armatur von / bis //ver-
bundenen Eisenkernen dem Induktor A, -4„, welcher mit isolirtem
Drahte bewickelt ist. Durch Rotation des Induktors vor den Polen
des Hufeisenmagnetes NS oder durch Rotation des letzteren vor dem
Induktor A, A,, (Saxton 1833, Clarke 1836) werden in den Win-
dungen Af und A„ elektrische Ströme inducirt.
Nach dem Vorgange der magnetischen Influenz (§ 38, Fig. 33)
sind die Ampere'schen Molekularströme im inducirenden und in-
ducirten Eisen einander entgegengesetzt gerichtet. Die Stromrichtung
ergibt sich deshalb aus folgender Regel:
Die in dem Induktor erzeugten Ströme haben die ent-
gegengesetzte Richtung zu den Molekularströmen, in
derem magnetischen Felde sie sich befinden.
Rotirt in Fig. 119 a der Induktor, von den Ringen Ä^ B^ aus gesehen,
im Sinne der Bewegung eines Uhrzeigers, so wird in den Windungen
A„, während dieselben hinter der Zeichnungsebene aus dem magne-
tischen Felde des Nordpoles N in das des Südpoles S übergeht, ein
Polwechsel im Induktoreisen stattfinden und da jetzt dem Südpole S
gegenüber in A„ ein Nordpol entsteht, ein Strom in der Richtung des
Pfeiles p„ erzeugt; gleichzeitig bewegt sich der Induktortheil A, vor
der Zeichnungsebene von S nach N und der in seinen Windungen in-
ducirte Strom hat, da sein Eisenkern südmagnetisch wird, die Richtung
des Pfeiles pi ; bei einer weiteren halben
Umdrehung des Induktors werden die in
denselben Windungen inducirten Ströme die
entgegengesetzte Richtung haben (W e c h-
selstrom).
Bei entgegengesetzten Um-
drehungsrichtungen sind auch
die Stromrichtungen entgegen-
gesetzt.
Gleichgerichtete Ströme erhält man
durch Anwendung eines Kommutators
Ci und C„ Fig. 120, anstatt der Ringe
7?i und jBj, Fig. 119 a und 119 b. Der
Kommutator C^ C^ besteht aus den zwei von einander isolirten Theilen
Ci und Cg. Ist z. B. bei der ersten halben Umdrehung die Strom-
richtung durch die Pfeile P, und P„ gegeben, so erhält C\ positiven,
Cj negativen Strom. Bei der zweiten halben Umdrehung ist die
Stromrichtung die den Pfeilen P, und P„ entgegengesetzte upd da
8*
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- 116 —
jetzt die Bürsten b, und J„ auf den entgegengesetzten Kommutator-
theilen schleifen, erhält b, wieder positiven, i„ wieder negativen Strom
(Gleichstrom).
Aus den Fig. 119 a und Fig. 119 b ist es ersichtUch, dass sich der
Induktor A, A,f nur kurze Zeit in einem magnetischen Felde (vor den
Polen) befindet. Eine Verbesserung zeigten die mehrpoligen magnet-
elektrischen Maschinen, bei welchen drei oder mehrere Hufeisen-
magnete auf drei oder mehrere rotirende Induktoren inducirend wirkten
(Stöhrer's Maschine, Alliancemaschine).
Der erste Induktor, welcher immer in einem magnetischen Felde
rotirt, ist der Doppelt-T-Anker von Werner v. Siemens (1857),
Fig. 121a; derselbe besteht aus einem Eisencylinder mit zwei einander
V
Fig. 121a.
Fig. 121b.
gegenüber liegenden Längsrinnen, welchen man sich aus lauter über-
einander befestigten Doppelt-T-förmigen Eisenblechen, Fig. 121 b, ent-
standen denken kann. Der Doppelt-T-Anker wird auch Cylinder-
induktor genannt.
In den folgenden Figuren 122 a bis 122 e sind die den verschiedenen
Viertelumdrehungen dieses Induktors entsprechenden Stellungen dessel-
ben sammt Stromrichtungs-, Strom- und Polwechselanzeige zum Aus-
drucke gebracht.
4- bedeutet einen austretenden Strom,
— „ „ eintretenden Strom, die Punkte a und b deuten
die Ankerwindungen an, die Pfeile machen die Umdrehungsrichtungen
ersichtlich.
Wenn die Windungen senkrecht übereinander liegen,
findet Stromwechsel, wenn dieselben horizontal neben-
einander liegen, Polwechsel statt.
Die Bürsten schleifen
1. auf zwei Ringen, wie in Fig 119a und 119b (Wechsel-
strom), oder
2. auf einem Kommutator, Fig. 120 (Gleichstrom).
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— 117 —
7. Polwechsel.
IL Stromwechad,
Fig, 122a. Fig. 122b.
IIL Polwechsel.
IV. Siromwechsel.
Fig. 122d.
— 118 —
Der Doppelt-T- Anker nimmt in der Geschichte der Lichtmaschinen
eine hervorragende Stellung ein. Derselbe stellte nicht nur die beste
Ankerform der magnetelektrischen Maschinen mit Dauermagneten dar,
sondern fand auch bei der ersten elektrischen Maschine mit separater
Erregung (Wilde) und bei der ersten dynamoelektrischen Maschine
(Werner von Siemens) als Induktor Anwendung.
Bewegungsphasen des Induktors.
Die Maschinen mit Dauermagneten muss man von Zeit zu Zeit
zerlegen, um die Magnete nachzumagnetisiren ; schon von Hj o r t h (1854),
Sinsteden (1861) und Anderen wurde zu diesem Zwecke eine
dynamoelektrische Selbsterregung angewendet, indem die
Dauermagnete (Stahlmagnete, Hufeisenmagnete, permanente Magnete)
mit isolirten Windungen umgeben und in den Stromkreis der Maschine
eingeschaltet wurden.
Der Doppelt-T-Anker gibt nur zeitweise (periodische) Ströme, weil
die Windungen nicht auf der ganzen Oberfläche des Ringes angebracht
sind ; ununterbrochene
(continuirliche) Ströme lie-
fern die später zu be-
schreibenden Ring-,
Trommel- und An-
deren Anker.
103. Elektrische
Maschinen mit sepa-
rat erregten Magneten
(Wilde 1863), Fig. 123.
Die Hauptbestandtheile
dieser Maschine sind:
1. Eine Induk-
tionsmaschine mit
Elektromagneten,
welche den Außenstrom
erzeugt.
2. Eine Induktionsmaschine mit Stahlmagneten oder
eine Stromquelle (z. B. Batterie), welche zur Erregung der
Elektromagnete der ersten Induktionsmaschine in die Magnetwindungen
derselben eingeschaltet ist. In der Maschine von Wilde waren beide
Induktoren Sieniens'sche Doppelt-T-Anker. .
Fig. 128.
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— 119 —
IIL Kapitel.
Dynamoelektrische Maschinen und Motoren.
I. Die Urzeugung von Strom und Kraft.
104. Das dynamoelektrische Princip.
Die magnetelektrischen Maschinen zeigen insbesondere zwei Uebel-
stände:
1. Die Kosten der Erzeugung stellen sich sehr hoch. Eine Maschine
für halbwegs große Leistungen hat im Verhältnis zu ihrer Nutzarbeit
sehr große Abmessungen.
2. Die Magnete müssen von Zeit zu Zeit nachmagnetisirt werden.
Dem 2. Uebelstande wurde theilweise dadurch abgeholfen, dass man
die Stahlmagnete mit Wickelungen versah, die das Nachmagnetisiren er-
leichterten. Während man früher die Maschinen zerlegen musste, um
die Stahlmagnete wieder auf die Höhe ihrer Leistung zu bringen, konnte
jetzt durch die Wickelungen Strom geschickt und so einfacher die
Xftchmagnetisirung besorgt werden.
Die elektrische Maschine mit fremd erregten Magneten
von Wilde, Fig. 123, ermöglichte wohl die Erzeugung der Elektricität in
jeder gewünschten Stärke, besaß jedoch immer noch den Nachtheil, einer
fremden Stromquelle zur Erregung des wirksamen Magnetismus zu bedürfen.
Dieses Hindernis, welches sich der Verwendung der Elektricität
für die Zwecke des praktischen Lebens entgegenstellte, beseitigte im
Jahre 1867 Werner von Siemens durch die hervorragendste Erfin-
duDg auf dem Gebiete der Starkstromelektrotechnik, durch die Erfindung
der Selbsterregung der elektrischen Maschinen. Werner
von Siemens wieß nach, dass ein einmaliges Magnetisiren der Eisen-
kerne von Elektromagneten genügt, um die elektrische Maschine ohne
fremde Stromquelle in Thätigkeit zu setzen, nannte diese Selbsterregung
das dynamoelektrische Princip und die nach diesem Principe zu-
erst von ihm gebauten Maschinen „Dynamoelektrische Maschinen
und Motoren."
105. Die Dynamomaschine und der Elektromotor.
Die dynamoelektrischen Maschinen, auch kurzDynamo-
(Kraft-) Maschinen genannt, erzeugen elektrische Ströme durch mecha-
nische Kraft.
Durch die Rotation der geschlossenen Windung (S, 39, Fig. 59)
zwischen den Elektromagnetpolen entsteht, da jedes weiche Eisen zurück-
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— 120 —
bleibenden Magnetismus ^) besitzt, in der Windung ein elektrischer Strom
von ganz geringer Stärke. Dieser Strom (Serienmaschine) oder ein Theil
desselben (Nebenschlussmaschine) wird durch die Windungen des Elektro-
magnetes geschickt und verstärkt den Magnetismus desselben; durch
den kräftigeren Elektromagnet wird in der Windung wieder ein
GlekhHrotn,
Wechselstrom.
^
h ^
^
11=^
Fig. 124b.
T^
Fig. 126 b.
stärkerer Strom inducirt u. s. w. Schon nach einigen Sekunden erreicht
der Strom in der Windung (beziehungsweise in den Windungen) seine
volle Stärke.
In den Figuren 124 bis 127 bezeichnen die Buchstaben N
Nordpole, die Buchstaben S Stldpole, die Pfeile U die Richtungen der
Umdrehungen der Induktoren, die stark markirten Punkte feste Ver-
bindungen, die übrigen Pfeile Richtungen der inducirten Ströme.
'^) Falls der zurückbleibende Magnetismus des Eisens unzulänglich ist, genüget ein
einmaliges Magnetisiren desselben von einer fremden Stromquelle aus.
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— 121 —
Die Erzeugung des Stromes in einer dynamo elektrischen
Maschine erfolgt dadurch, dass geschlossene Leiter, z. B. die Windungen
W^ TTj, Fig. 124 a und Fig. 124 b, in einem magnetischen Felde (in der
Nähe eines Eisenkörpers), N^ S^ rotiren (Faraday 1831). Dabei müssen
sich die Windungen so bewegen, dass sie von den Kraftlinien des Feldes
geschnitten werden. Jedes Eisen besitzt von Natur aus einen bestimmten
minimalen Magnetismus. Stellen z. B. N^ und 5i, Fig. 124 a, N^ und Ä^,
Fig. 124b, N^ und Ä^, Fig. 125 a, und N^ und 5«, Fig. 125 b, die Pole
eines Eisenkörpers dar und es rotiren die Windungen W^ TF^, Fig. 124 a
und 124b, W^ TFj, Fig. 125 a und 125 b, zwischen denselben, so wird
in ihnen ein Strom inducirt, dessen Richtung sich in sehr einfacher Weise
nach dem Gesetze von Lenz, nach den praktischen Regeln von
Ampere, Faraday, J. A. Fleming,^) A. von Waltenhofen*) und
nach einer von mir angegebenen Regel') bestimmen lässt. Die letzte
Regel lautet:
„Bei Linkslauf einer elektrischen Maschine haben
Magnetismus und Elektricität an den Stirnflächendes In-
duktors dieselbe (bei Rechtslauf die entgegengesetzte) Richtung.^
Auf den Enden der Windungen W^ W^^ Fig. 124a und 124b, den
KoUektorlamellen, schleifen die Bürsten h^ und ft^, Fig. 124 a und \ und &,,
Fig. 124b. Die in den Figuren 124 und 125 eingezeichneten Strom-
richtungspfeile zeigen die Stromrichtungen an den Stirnflächen der
Windungen und an den Bürsten der obigen Regel entsprechend, Links-
lanf der Windungen (der Induktoren), von den Bürsten aus gesehen,
vorausgesetzt, an.
Hat z. B. die Windung TF"j, Fig. 124 a, von den Bürsten b^ und h^
aas gesehen, Linkslauf, so bewegt sich der Theil 1 derselben aus der
Zeichnungsebene hinter dieselbe. Das magnetische Feld ist immer vom
Nordpole zum Südpole gerichtet (der Magnetismus flieüt immer außerhalb
des Magnetes von Nord nach Süd) und da die Windung Linkslauf hat,
mnss die Elektricität an der vorderen Stirnfläche ebenfalls von dem
Nordpole nach dem Südpole (in derselben Richtung) fließen.
Sieht man den Induktor von der den Bürsten entgegengesetzten
Seite an, so hat die Maschine Rechtslauf und in Uebereinstimmung
damit fließt der Strom an der rückwärtigen Stirnfläche von Süd nach
Nord, also in der entgegengesetzten Richtung wie der Magnetismus.
>) Dr. J. A. Fleming, The Electrician, 14. Band, Seite 396.
^ Dr. A. Yon Waltenhofen, Zeitschrift fUr Elektrotechnik, 1887, Seiten 263 ff.
') Elektrotechnische Rundschau, Frankfurt a./M., Jahrg. 1893, Heft 16 ; Elektro-
techniker, Wien Xn. Jahrg., Seite 669; Zeitschrift fOr Elektrotechnik, Wien, 1893,
Seite 842; Bulletin de la Soci^t^ internationale des ^lectriciens, Tome X, Juin 1893,
Seite 808; Elektrotechnischer Anzeiger, Berlin, 1893, Nr. 74.
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— 122 —
In Fig. 124 a tritt der Strom an der Bürste b^ aus, an der Bürste
62 ein. Denken wir uns nun die Windung TF^, Fig. 1248, um 180^ ge-
dreht, so dass sich der Theil 1 der Windung W^ vor Si und der
Theil 2 derselben Windung vor -AT,, sowie es in Fig. 124b dargestellt
ist, befindet, so wird der an den Bürsten 6, und b^ abgenommene Strom
wieder dieselbe Richtung haben wie vor der Drehung, Fig. 124 a. In
Gleichstrom.
Fig. 126a. Fig. 126 b.
Wechadstrom,
den Theilen 1 und 2 der Windung TF^, Fig. 124 b, wird jetzt der ent-
gegengesetzt gerichtete Strom erzeugt, da jedoch die Bürsten mit den
Enden der Windung W^ nicht fest verbunden sind und jetzt b^ auf 2
schleift, hat der Strom in der Bürste b^ die frühere Richtung.
Dreht man die Windung IF, aus der in Fig. 124 b gegebenen
Stellung um 180^ weiter, dann gilt wieder das für Fig. 124a Gesägte
und das Spiel der Stromerzeugung und Abnahme wiederholt sich in der
oben beschriebenen Weise.
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— 123 —
Die Stromrichtung an den BtLrsten bleibt immer dieselbe, jede Bürste
erhält immer von demselben Pole Strom, Gleichstrom.
In den Fig. 125 a nnd 125 b stellen Ä, und B^ Schleifringe dar,
welche mit den Theilen I und II der Windung W^ W^ in den Punkten
Pi und pa fest verbunden sind. Befindet sich Fig. 125 a, der Theil I
der Windung W^ vor N^^ dann fließt der Strom an der Btlrste b^ in
der eingezeichneten Richtung, steht derselbe Theil, nach einer halben
Umdrehung vor Sg, dann erhält der Strom an der Bürste ij, Fig. 125 b,
die entgegengesetzte Richtung. Ebenso wechselt die Stromrichtung an
der Bürste bj. Der durch Schleifringe abgenommene Strom wechselt
also nach jeder halben Umdrehung der Windung (des Induktors) seine
Richtung, die Schleifringe und Bürsten empfangen nach jeder halben
Umdrehung Strom von den entgegengesetzten Polen, Wechselstrom
(altemirender, undulatorischer, periodischer, pendulärer, harmonischer
oder Wellenstrom).
In den Fig. 126 a und 126 b ist, sowie in den Fig. 124 a und
124b, die Abnahme von Gleichstrom in den Fig. 127a und 127 b,
sowie in den Fig. 125a und 125b, die Abnahme von Wechselstrom
versinnlicht. Die Figuren 124 und 125 und jene Fig. 126 und 127,
stellen jedoch zwei aufeinander senkrechte Schnitte des Induktors dar.
In den Fig. 124 und 125 ist der Induktor als Trommel, in den
Fig. 126 und 127 als Ring gedacht.
Nimmt man anstatt von zwei, von mehreren Punkten, z. B. drei Punkten,
durch drei Schleifringe Strom ab, so erhält man dreiWechselströme.*
Da diese drei Ströme an drei verschiedenen Stellen des magnetischen
Feldes abgenommen werden, so müssen sie zu gleicher Zeit ver-
schiedene Stärke, verschiedene Phase haben; man nennt
sie deshalb Ströme von verschiedener Phase oder Mehrphasen-
ströme.
Die Magnete der ein- und mehrphasigen Wechselstrommaschinen
werden in der Regel durch Gleichstrommaschinen erregt (magnetisirt).
Seltener wird bei Wechselstrommaschinen der Strom eines Theiles
der Ankerwindungen als Gleichstrom abgenommen und zur Erregung
der Magnete verwendet. Die Gleichstrommaschinen erregen sich dadurch
selbst, dass ein Theil (Nebenschlussmaschine) oder der ganze Ankerstrom
(Reihenmaschine) die Magnetwickelungen durchfließt, oder dadurch, dass
der Elektromagnet eine Nebenschluss- und eine Reihenwickelung (Ma-
schine mit gemischter Schaltung) erhält.
Bewegt man einen geschlossenen Leiter innerhalb eines magnetischen
Feldes, so dass er die Kraftlinien desselben schneidet, dann entstehen in
demselben elektromotorische Kräfte, welche eine Elektricitätsbewegung
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— 124 —
herbeiführen. Die Magnete magnetisiren den Anker so, dass vor dem
Nordpole des Magnetes ein Südpol und vor dem Südpole des Magnetes
ein Nordpol im Ankereisen entsteht. Diese Pole des Ankers liegen (ab-
gesehen von einer später zu beschreibenden Verschiebung, welche durch
die Rückwirkung des Magnetismus des Ankers auf den der Magnete
hervorgerufen wird) in der magnetischen Achse (Verbindungslinie der
Pole) der Elektromagnete. Der im Anker inducirte Strom erzeugt
magnetische Pole im Ajikereisen, welche auf den durch die Magnete
erzeugten senkrecht stehen.
Schickt man in den Anker Strom (§ 38, Fig. 44), so wird derselbe
den Anker ebenfalls magnetisiren und zwar derart, dass dort, wo der
Strom in die parallel geschalteten Ankerwindungen eintritt ein Süd-Süd-
und diametral gegenüberliegend ein Nord-Nordpol entstehen. Sind die
Elektromagnete gleichfalls vom Strome umflossen, so muss zwischen den
Anker- und Magnetpolen eine Wechselwirkung eintreten. Der Anker-
Südpol wird vom Magnet-Nordpole angezogen, vom Magnet-Südpole
abgestoßen, der Anker-Nordpol dagegen wird vom Magnet-Nordpole
abgestoßen und vom Magnet-Südpole angezogen. Weil sich diese gegen-
seitigen Wechselwirkungen sunmiiren, muss eine Bewegung des Ankers
eintreten, welche eine mechanische Leistung erzeugt.
Treibt man demnach eine Dynamomaschine an, so gibt dieselbe
Strom (Dynamomaschine), schickt man in eine Dynamo Strom,
so lauft dieselbe an und erzeugt Kraft (Elektromotor).
!!• Wesentliche Bestandtheile.
106- Eintheilung. Die wesentlichen Bestandtheile der dynamo-
elektrischen Maschinen und Motoren sind:
1. Anker, Induktor oder Armatur.
2. Kollektor, Stromabnehmer, Stromsammler, Strom-
wender oder Kommutator.
3. Magnete, Feldmagnete oder Elektromagnete.
4. Bürstenapparat (Bürsten, Bürstenhalter, Bürsten-
stift und Bürstenhebel).
107. Der Anker besteht zumeist aus einem mit isolirten Kupfer-
drähten bewickelten Eisenkerne.
Der Eisenkern muss aus von einander wohl isolirten, weichsten
Eisenblechen von Q'bfnm Durchmesser zusammengesetzt sein. Die Iso-
lation bildet in der Regel dünnes Papier (1 Bogen = 0*04 mm dick).
Seltener finden andere Isolationsmittel (z. B. Firnis, Zinkweiß, Asbest-
papier, Glimmer u. s. w.) Verwendung. Kerne aus gefimissten oder um-
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— 125 —
sponnenen oder nmpressten Eisendrähten sind nicht zu empfehlen. In
einem massiven Eisenkerne entstehen, da derselbe ein Leiter der Elek-
tricität ist, wenn derselbe in einem magnetischen Felde rotirt, sowie in
den Knpferwindungen des Ankers elektrische Ströme (Wirbel- oder
Foncanlfsche Ströme).
Diese Ströme verlanfen in den Längsquerschnitten des Eisenkernes
ähnlich wie die in den Kupferwindungen des Ankers inducirten Ströme
und erfordern, sowie letztere Ströme eine, ihrer Stärke entsprechende,
Kraft. Sie erwärmen den Eisenkern so stark, dass ein Dauerbetrieb
ausgeschlossen erscheint und bedingen sehr hohe Verluste an Kraft.
Die Ankerkerne werden entweder direkt auf die Welle der Maschine
aufgebaut (Siemenstrommeln) oder von einem Kreuze, welches auf
die Welle des Ankers aufgekeilt ist, getragen (Siemenstrommeln
und Grammeringe).
Mit Bezug auf die Wickelung unterscheidet man:
1. Grammeringe. Der Grammering ist ein ringförmiger Elektro-
magnet (§ 38, Fig. 44); er besteht demnach aus einem hohlen, mit iso-
lirten Windungen umwickelten Eisenkerne (Eisenringe).
2. Siemenstrommel (F. von Hefner- Alteneck): Diese Ankerform
geht aus dem, an seiner Oberfläche nur zumtheile bewickelten, Doppelt-
T- Anker von Werner von Siemens dadurch hervor, dass die ganze
Oberfläche des Eisenkernes bewickelt wird. Bei der Siemenstromme
ist demnach die Wickelung auf der ganzen Oberfläche des Eisenkernes
gleichmäßig vertheilt, so dass der ganze Eisenkern als von der Wickelung
eingehüllt erscheint.
Während der Grammering hohl sein muss, da seine Wickelung
auch durch den Hohlraum führt, kann die Siemenstrommel massiv
sein, weil ihre Wickelung blos um den Eisenkern herumgefährt ist.
Auf dem Umfange des Eisenkernes können entweder eine Drahtlage
oder mehrere Drahtlagen übereinander angebracht sein.
In den früheren Figuren 124, 125, 126 und 127 bestand der Anker
aus einer einzigen Windung von deren Enden (Kollektortheilen) die
Ströme entweder direkt durch die Bürsten oder durch zwei mit den
Enden fest verbundene Schleifringe abgenommen wurden. Sind nun
mehrere Windungen vorhanden, so werden diese hintereinander ge-
schaltet und man kann
1. den Strom von zwei gegenüberliegenden Stellen zu zwei Kollek-
tortheilen flihren oder
2. die Ankerwickelung in eine gerade Anzahl gleicher Windungs-
zahlen (Abtheilungen) theilen, von welchen aus Anschlüsse an die
Kollektortheile, auf denen die Bürsten schleifen, erfolgen.
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— 126 —
108. Die Ringe von Pacinotti und Oramme. Die ersten Anker mit
einer gleichmäßigen unnnterbroclienen Wickelung anf der ganzen Ober-
fläche sind die Ringanker von Paci-
notti^) (1864) und Gramme (1870),
Fig. 128.
Der Ringanker von Pacinotti be-
steht aus einem gezahnten eisernen Rade,
bei welchem der prismatische Raum zwi-
schen je zwei aufeinander folgenden Zähnen
mit der Wickelung ausgefüllt ist.
Der Ringanker von Gramme
besteht aus einem aus Eisendrähten ver-
verfertigten Eisenkerne mit einer voll-
kommenen und vollständig bewickelten
Ringoberfläche.
Durch die Rotation des Ankers vor
den Magnetpolen iVS, Fig. 128, werden in
den Drahtwindungen desselben Ströme inducirt. Das den Magnetpolen
gegenüberliegende Ankereisen erhält die entgegengesetzten Pole, d. h.
dem Pole N gegenüber immer südlichen s, dem Pole S gegenüber
immer nördlichen n Magnetismus.
Die Richtungen der magnetischen und elektrischen Ströme be-
stimmen einander gegenseitig.
Nach den in § 105 angegbenen Regeln findet man die in der
Fig. 128 eingezeichneten Stromrichtungen augenblicklich.
109. Magnetisches Feld. Der Verlauf der magnetischen Kraft-
linien in elektrischen Maschinen ist in den Figuren 38 bis 43, § 48
wiedergegeben.
Fig. 129 zeigt die Vertheilung der Kraftlinien in den
beiden Ankerhälften. Ist der Eisenkern von genügender Dicke, so
gehen durch denselben sämmtliche Kraftlinien, bei unzureichendem
Querschnitte desselben treten auch in den Innenraum des Ankers Kraft-
linien ein und gehen außerhalb des Ankers direkt vom Nord- zum
Südpole des Magnetes über.
Fig. 129 stellt den magnetischen Zustand in der dynamo-
elektrischen Maschine ohne Strom dar.
Aus Fig. 130 ist die Wechselwirkung der Magnetismen des
Ringes und der Polschuhe während der Stromerzeugung
^) Nuovo Cimento, 1865, XIX, Seite 378.
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— 127 —
der Maschine ersichtlich. Schräg gegenüher dem Südpole S^ in der
Richtung der Umdrehung verschoben, entsteht in dem Ringeisen ein
Nordpol «; der letztere nimmt die Kraftlinien im Polschuhe S mit
sich und drängt sie in dem oberen Theile desselben zusammen. Die
Fig. 129.
Anziehung zwischen S und n einerseits und N und s andererseits
muss durch den treibenden Motor überwunden werden und ist des-
halb zugleich ein Maß fiir die zum Antriebe der Dynamo erforder-
liche Kraft. N S stellt die Verbindungslinie zwischen den beiden
Polen N und 8^ PB eine darauf senkrechte Linie dar; die Bürsten
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werden auf die Punkte B^ und B^ eingestellt; zeigen sich bei
dieser Einstellung Funken, so sind die Btlrsten so lange in der Um-
drehungsrichtung zu verschieben, bis diejenige Stellung erreicht ist,
bei welcher die geringste (keine) Funkenbildung eintritt; die Bürsten
stehen dann auf den sogenannten neutralen Punkten B^ und B^.
Die Verbindungslinie L, L^ der neutralen Punkte heißt neutrale
Linie. Den Winkel », welcher der Verschiebung der Bürsten aus der
Stellung -Bi-Ba in die Stellung B^B^ entspricht, nennt man Verschie-
bungswinkel; derselbe beträgt in den ungünstigsten Fällen über 30®
Fig. 138.
und ist bestimmt durch das Verhältnis aus der Summe der Produkte
aus Stromstärke und Windungszahl der Magnete und des Ankers. Das
Verhältnis:
Summe der Produkte aus Stromstärke X Windungszahl in den Magneten
Summe der Produkte aus Stromstärke X Windungszahl im Anker
muss für geringe Verschiebungen sehr groß werden. ^)
110. Der Flachringanker (Schuckert) unterscheidet sich vom
Grammeringe durch den Eisenquerschnitt.
Den Querschnitt des Gramme ringes zeigt Fig. 131, den der Sie-
menstrommel Fig. 132 und den des Flachringes Fig. 133; in den-
selben Figuren sind auch die den drei Ankern entsprechenden Pol-
stellungen der Dynamo dargestellt. Die Wickelung des Flachringes ist
in derselben Weise durchgeftlhrt, wie jene des Grammeringes.
*) Hopkinson, Phil. Trans., 1886, Pt. I, S. 347;
W. Peukert, Centralblatt f. Elektrotechnik, IX, 1887, Seite 484.
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~ 129
111. Der Trommel-
anker (F. von H 8 f n e r-A 1-
teneck, 1872). Die Schal-
tungsschemen dieser Anker
sind in den Figuren Fig. 134
bis 137 *) und Fig. 138 er-
sichtlich. Die Wickelung
der Trommel in Fig. 134
besteht aus zwei Lagen (je
zwei Drähte sind überein-
ander gewickelt).
Der Verlauf der ersten
Lage ist der folgende:
Die Wickelung beginnt
beim KoUektortheile a, tritt
bei 1 an den Umfang der
Trommel, geht von hier um
die ganze Trommel herum und
wird, wenn jede Abtheilung
nur aus einer Windung be-
steht, von 1^ aus an den Kol-
lektortheil b angeschlossen.
Besteht jede Abtheilung
aus mehreren Windungen, so
hat man sich anstatt einer
Windung zwischen den Kol-
lektortheilen a und b meh-
rere Windungen angeschlos-
sen zu denken; von b aus
wird nun die zweite, von d
aus die dritte u. s. w. Ab-
theilung in derselben Weise
gewickelt, wie die erste.
Für die erste Lage er-
gibt sich das Wickelungs-
schema: a, 1, 1\ 6, 2, 2\
c, 3, 3S rf, 4, 4S aK
Die zweite Lage schließt bei a^
5, 5S 6S 6, 6S c>, 7, 7S d\ 8, 8\
an und befolgt das Schema:
a.
^) Dr. Yon Waltenhofen, Zeitschrift für Elektrotechnik, Wien, Y, 1887, S. 278 ff.
Kratsert, Elektrotechnik. 9
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130 —
Bei der in Fig. 134 dargestellten Wickelung erfolgen die An-
schlüsse an die KoUektortheile in der Richtung der Uhrzeigerbewegung,
bei der Wickelung in Fig. 135 in der entgegengesetzten Richtung.
Aus der Trommelwicke-
lung von Hefner von Al-
teneck erhält man die Trom-
melwickelung von Edison,
wenn man den Kollektor der
ersteren um 90^ verdreht.
Beide Wickelungen haben
eine gerade Anzahl von Kol-
lektortheilen.
Fig. 136 stellt die E di-
so n-Wickelung dar, wenn
die einzelnen Abtheilungen
der Trommel in der Rich-
tung der Uhrzeigerbewegung
an die KoUektortheile an-
geschlossen sind; in Fig. 137
erfolgen diese Anschlüsse in
der entgegengesetzten Rich-
tung. Während in den Fig.134
und Fig. 135 die Bürsten in
einer auf die Verbindungs-
linie der beiden Pole senk-
rechten Geraden hegen, be-
finden sich dieselben in Fig.
136 und Fig. 137 in derVer
bindungslinie der beiden Pole.
Die Veränderung der
Bürstenstellung in den beiden
letzten Schemen im Ver-
gleiche mit den Trommel-
wickelungen von Hefner
von Alteneck erklärt sich
daraus, dass die Anschlüsse
der einzelnen Abtheilungen an die KoUektortheile (Kollektorsegmente,
Kollektorlamellen), wie bereits erwähnt, bei den beiden verschiedenen
Wickelungen um 90° gegeneinander verschoben sind.
Fig. 138 zeigt das Wickelungsschema eines Trommelankers der
Firma B. Egg er & Co. für eine Trommel mit einer Lage.
Fig. 137.
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131 -
WAT
Bei dieser Wickelung werden zuerst die ersten halben Felder
(1. halben Abtheilungen I I, II II, III III und IV IV) mit Drähten
bewickelt, dann die zweiten halben Felder. Die Anschlüsse an die
Kollektortheile erfolgen
in der Richtung der Be-
wegung eines Uhrzeigers ;
dort, wo der letzte Draht
der ersten Hälfte des An-
kers angeschlossen ist, be-
ginnt der erste Draht der
zweiten Hälfte.
Bei den Trommeln
dieser Art mit zwei und
mehreren Lagen befolgt
die Wickelung dasselbe
Schema, es erhält jedoch
jedes halbe Feld die dop-
pelten, dreifachen oder
mehrfachen Drähte über-
einander gelagert.
Bei zweckentspre-
chender Anordnung ist
durch diese Wickelung
insbesondere eine genaue
Uebereinstimmung der Wi-
derstände der beiden pa-
rallel geschalteten Anker-
hälften zu erreichen.
Die Bürstenstel-
lung ist in sämmtlichen
Schemen der Trommel-
anker durch Pfeile und
Zeichen (-f- und — ) er-
sichtlich gemacht.
Fig. 138.
Fig. 139.
1 12.DieBinganker
der vielpoligen Maschi-
nen- Die Abtheilungen
der bisherigen Anker waren hintereinander verbunden und durch die
Bürsten in zwei parallel geschaltete Hälften getheilt. Ist das magne-
tische Feld der Maschine aus mehreren Feldern zusammengesetzt, so
9*
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— 132 —
ist für jedes Feld (jedes Paar von Polen) ein Bürstenpaar erforderlich,
Fig. 139, wenn nicht besondere Verbindungen an der geschlossenen
Wickelung vorgenommen
werden sollen.
Die bekannteste Schal-
tungsmethode einer viel-
poligen Maschine ist die
von Morday, Fig. 140.
Diese Schaltxing findet
hauptsächlich bei Maschi-
nen fiir sehr hohe Strom-
stärken Verwendung.
Das Princip der
Schaltungen anviel-
poligen Maschinen
besteht darin, dass sämmt-
liche positiven Pole zu
einer und sämmtliche ne-
Fig. 140, gative Polen zu einer zwei-
ten Bürste geführt werden.
In vierpoligen Maschinen
müssen deshalb die Drähte
von 180® zu 180^ in sechs-
poligen Maschinen von
120*^ zu 120^ in acht-
poligen von 90® zu 90»,
in zehnpoligen von 72® zu
72®, allgemein in w-poligen
Maschinen von
360® 360<>
zu
~2 2
aneinander angeschlossen
werden.
Fig. 141 zeigt die
Schaltung einer vierpo-
ligen Maschine vonPerry
(1882), für Anker mit einer
ungeraden Anzahl von Ankerabtheilungen (in der Figur 11 Abtheilungen).
Während Gramme die aufeinander folgenden Abtheilungen mit ein-
ander verbindet, sind bei dieser Methode immer die einander nächst
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— 133 —
gegenüberliegenden Abtheilungen verbunden. Für Maschinen mit
niederer Spannung ist diese Methode vorzuziehen, da durch dieselbe
der Widerstand der Ankerwickelung auf den vierten Theil vermindert wird.
Bei vielpoligen Ma-
schinen mit höheren Span-
nungen empfiehlt sich die
Methode von Andrews,
Fig. 142; die zum Felde
nahezu symmetrisch lie-
genden Abtheilungen des
Ankers sind hintereinan-
der verbunden. Die in der
Figur dargestellten Ver-
bindungen entsprechen
zwei Polpaaren und un-
geraden Ankerabtheilun-
gen ; bei diesen Maschinen
beträgt die durch die Ver-
bindungen der Anker-
drähte bedingte ungerade
Anzahl der Ankerabthei-
lungen in der Kegel 59.
113. Der Trommelanker der yielpoligen Maschinen. Die Ab-
nahme des Stromes erfolgt bei den Maschinen dieser Wickelung, sowie bei
den vielpoligen Maschinen mit Kinganker,
1. durch Anbringung mehrerer Bürstenpaare und Parallelschaltung
derselben,
2. durch Anbringung zweier Bürstenpaare bei entsprechender
Verbindung der Ankerdrähte.
114. Der Vergleich der Bing* und Trommelanker ist durch
folgende Punkte übersichtlich zusammengestellt:
Vortheile der Trommelanker.
1. Großer Querschnitt des Ankereisens (der beste Eisenkern besitzt
keine Höhlung und erscheint unmittelbar auf die Achse aufgebaut); die
bewegte Masse ist demnach größer als beim Kinganker.
2. Die Masse des Ankers trägt insbesondere bei größeren Trommeln,
-wie ein Schwungrad, zur Gleichmäßigkeit des Ganges der Maschine bei.
3. Die Trommelwickelung lässt sich sehr gut für mehrpolige Ma-
schinen mit nur zwei Bürsten verwenden.
Fig. 142.
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— 134
4. Der Widerstand des Trommeldrahtes ist kleiner, weil dieser
Anker bei gleicher Größe im Vergleiche mit einem Ringanker weniger
Draht erfordert.
5. Die Neigung zur Quermagnetisirung erweist sich geringer, als beinx
Ringanker. Die qnermagnetisirenden Kraftlinien sind in Fig. 143 ersichtlich
gemacht. Die Wege dieser Kraftlinien ftihren vom magnetischen Nordpole
des Ankereisens durch die Magnetschenkel zum magnetischen Südpole des
Ankereisens.
j-ä.\
^^ii i i Jk A
^^^ ^ ,y / 1^ v_„ ^y /
Fig. 143.
Nachtheile der Trommelanker:
1. Die Befestigung der Drähte auf der Trommel ist bei glatten
Trommeln umständlicher als beim Grammeringe.
2. Die Reparaturarbeiten bedingen oft das Abwickeln der ganzen
Tronomel, während beim Ringanker die einzelnen Abtheilungen leicht
ausgewechselt werden können.
3. Kommen bei der Trommelwickelung Drähte von höheren Span-
nungsdiflferenzen neben- oder übereinander zu liegen, so ist die Gefahr
des Durchschlagens der Isolation eine größere.
4. Der Grammering hat eine bessere Lüftung als der Trommel-
anker.
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— 135 -
115. Der Scheibenanker unterscheidet sich vom Bing- und
Trommelanker insbesondere dadurch, dass er keinen Ankerkern enthält.
Wird eine Drahtspule, deren Windungsfläche senkrecht zur Achse
eines Magnetes liegt, vor dem Pole desselben bewegt, so dass sie die
Fläche der Achse senkrecht schneidet, so entsteht in der Spule ein Strom.
Fig. 144 a und 144 b geben die Anordnung einer Maschine mit
Scheibenanker wieder. Die Kraftlinien gehen in Fig. 144 b von iVnach Si
direkt durch die Windungen TF^ und von N^ nach S direkt durch die
Windungen TFj. In Fig. 144 a sind nur 2 Pole ersichtlich, die Win-
dungen W^ und W^ erscheinen um 90^ gedreht. Sowie bei der magnet-
W,
3
3
E
Fig. 144a.
Fig. 144 b.
elektrischen Maschine (§ 102, Fig. 119) wechselt auch hier der Strom
in dem Momente seine Richtung, in welchem der Mittelpunkt der Fläche
durch die Achse A^ Jg, welche auf der Verbindungslinie der Pole N
und S senkrecht steht, bewegt wird.
Diese Maschinen können sowohl für Gleichstrom, als auch für
Wechselstrom verwendet werden, je nachdem der Stromsammler aus zwei
von einander isolirten Ringen oder aus einem Gleichstromkommutator
besteht und sind in der Regel mehrpolige Maschinen mit Reihenschaltung.
Der Scheibenanker von Pacinotti ist in Fig. 145 sche-
matisch dargestellt. Dieser Scheibenanker wurde von Pacinotti im
Jahre 1875 erfunden und im Jahre 1881 in einer Maschine mit Elektro-
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— 136 —
magneten in Paris ausgestellt. Die Wickelung des Ankers bildet einen
in sich selbst geschlossenen Stromkreis.
Der Anker in Fig. 145 besteht aus 10 Theilen, mit 20 in der
Richtung des Halbmessers (radial) angeordneten Leitern. Stellt die
punktirte Linie in der letzten
^^^^t£1_^^ Figur den Durchmesser des
Stromwechseb dar, so fließen
die Ströme in der einen Anker-
hälfte radial nach innen, in der
anderen radial nach außen.
Die neuesten Schei-
benanker stammen von Des-
rozier*), Robin*), Jehl
und Rupp^) und Sayers*).
Fig. 146.
Fig. 146.
Fig. 147.
116. Anker mit offener Wickelung.
Da bei den bisher genannten Ankern sämmtliche Windungen zu
einem geschlossenen Stromkreise vereinigt waren, nennt man dieselben
Anker mit geschlossener Wickelung im Gegensatze zu den
Ankern mit offener Wickelung, Fig. 146 und Fig. 147, welche
aus zwei getrennten Zweigen bestehen, deren Ebenen auf einander
senkrecht stehen; während in einer Windung der stärkste Strom indu-
cirt wird, ist in der von derselben getrennten senkrechten Windung
*) Lum. Electr. XXIV, 1887, S. 293, 294 und 617.
') ^ n n 1887, S. 644.
*) « « « 1887, S. 643.
*) Specif. of Patent. 717 von 1887.
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— 137 —
der inducirte Strom gleich Null. Die auf dem Umfange des Ankers
entgegengesetzt zu einander angeordneten Abtheilungen sind rückwärts
mit einander verbunden.
Die Anker mit offener Wickelung können Ring-, Trommel- und
Scheiben-Anker sein.
Der Anker der Brushmaschine ist ein Ringanker mit
offener Wickelung. Wilhelm Peukert^) hat im Jahre 1884 das
^/
4
^2
Fig. 148 a.
4^1^51^
A
4
-%
i^J^ti
ü
Mt
Fig. 148 b.
Fig. 148 c.
B,
Ss
il
«i«lz^^
%^
Fig. 148 d.
Schaltungsschema dieser Maschine, tlber welches bis dorthin ganz un-
richtige und unverständUche Anschauungen herrschten, vollkommen
klar gestellt und wurde so der Begrtlnder der Theorie der Maschinen
mit oflFener Wickelung; der von ihm erdachte Vorgang der Induktion
in der genannten Maschine ist aus den Schemen Fig. 148 a bis Fig. 148 d
ersichtlich. Das nicht inducirte, in der neutralen Stellung befindliche
>} Professor Wilhelm Peakert, Zeitschrift für Elektrotechnik, 1884.
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138
Fig. 149.
Spulenpaar und somit auch dessen Widerstand ist während der Thätig-
keit der Maschine ausgeschaltet; ein Spulenpaar befindet sich im Ma-
ximum der Induktion; die
beiden benachbarten Spulen
sind zu einander parallel und
hinter das meist inducirte
geschaltet.
In den letzten Figuren
bedeuten die Buchstaben B^j
JBg, ^3 und J84 die Schleif-
bürsten, die Buchstaben E
und -L die Elektromagnet-
wickelungen und die Licht-
leitung, die Ziffern 1, 2, 3
und 4 die einzelnen Spulen-
paare; die Figuren entspre-
chen 4 aufeinander folgenden
Achtelumdrehungen und wie-
derholen sich regelmäßig.
Bei der ersten Achtel-
umdrehungj Fig. 148 a, ist
das 2., bei der zweiten,
Fig. 148 b, das 3., bei der
dritten, Fig. 148 c, das 4.,
bei der vierten, Fig. 148 d,
das 1., bei der fünften das 2.,
bei der sechsten das 3. Spu-
lenpaar u. s. w. ausgeschaltet.
Der Anker von Elihu
Thomson und Edwin J.
Houston^) hat eine offene
Wickelung und ist der ein-
zige Anker von kugelför-
miger Gestalt,^) welcher zwi-
schen zwei becherförmig aus-
gehöhlten Magnetschenkeln
*) Guerot, La lumifere electr. XV, 1886, S. 898.
') Die ältere Konstruktion dieses Ankers war mit einer Trommelwickelung aus-
gerüstet und hatte eine yollkommen kugelförmige Gestalt ; die neue Konstruktion besitzt
eine Ringwickelung und stellt eine unvollkommene, an der Kollektor- und Riemenscheiben-
seite abgeflachte, Kugel dar.
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— 139 —
rotirt und einen dreitheiligen Kommutator besitzt; die zwischen den
Theilen dieses Konmmtators entstehenden Funken vermindert ein auf
derselben Welle sitzender Gebläseapparat.
Die Anker mit offener Wickelung werden zur Stromabgabe
an Bogenlampen, insbesondere in England und Amerika häufig und
mit bestem Erfolge, verwendet; die geringe Anzahl der Ankerabthei-
lungen verursacht größere Stromschwankungen, als die größere Anzahl
der Ankerabtheilungen der früheren Anker.
117. Die Anker der Wechselstrommaschinen waren schon bei
den ersten magnetelektrischen Maschinen (Pixii, § 102) in Gebrauch,
die Stromsammler derselben sind in den Figuren, Fig. 119 a imd
Fig. 119 b, durch 2 Ringe R^ und R^ dargestellt. Die Spulen der
Wechselstromanker werden entweder nebeneinander (parallel) für hohe
Stromstärken oder hintereinander für hohe Spannungen oder gemischt
(neben- und hintereinander) geschaltet.
Die Anker der Wechselstrommaschinen zerfallen, sowie jene der
Gleichstrommaschinen, in Ring-, Trommel-, Flachring-, Schei-
ben- und Polanker und unterscheiden sich von den entsprechenden
Ankern der Gleichstrommaschinen hauptsächlich durch die Verbindung
der einzelnen Abtheilungen oder durch die Art der Wickelung derselben.
1. Die Ringanker der Wechselstrommaschinen wurden
im Jahre 1878 fast gleichzeitig von Wilde und Gramme erdacht.
Fig. 149 zeigt die Verbindung der einzelnen Abtheilungen, wenn
dieselben abwechselnd nach rechts und links, Fig. 150, wenn sämmt-
liche Abtheilungen nach rechts gewickelt sind. Anker dieser Art kon-
stniirten weiter: A de M6ritens (1879), Elwell Parker (1887) und
Heisler (1889).
2. Die Flachringanker der Wechselstrommaschinen.
Der Anker der Wechselstrommaschine von Maquaire^)
besteht aus 2 Flachringen; Kennedy und Kapp bauen ebenfalls Flach-
ringanker fUr Wechselstrommaschinen.
3. Die Trommelanker der Wechselstrommaschinen.
Der Anker der Wechselstrommaschine der Firma
Si em en s & Halske (Patent vom 3. April 1878), sowie der Anker
de rWechselstrommaschine von William Stanley jr.(Westing
honse & Co. in Pittsburg) sind Trommelanker.
4. Die Scheibenanker der Wechselstrommaschinen
bestehen aus Ankerspulen, die am Umfange einer Scheibe befestigt
>) A. Bering er, Elektrotechn. Zeitschrift, IV, 1883, S. 72.
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— 140 —
sind. Diese Ankerform, welche schon den ersten magnetelektrischen
"Maschinen eigen war (Fig. 119 a und Fig. 119 b) ist in Fig. 151 mit
den Sammelringen R^ und R^ wiedergegeben.
Von den wichtigsten Maschinen mit Scheibenanker seien
genannt :
Die Maschinen von Wilde (1867), Siemens & Halske,
Lachaus6e5 Gordon, Ferranti und Mordey.
6. Die Polanker der Wechselstrommaschinen. Der Vor-
gang der Induktion in diesen Ankern ist derselbe wie bei Scheiben-
ankern (Fig. 144). Die erste Wechselstrommaschine mit Pol-
anker, Fig. 152, wurde im Jahre 1878 von Lontin in Paris aus-
Fig. 161.
Fig. 162.
gestellt. Fig. 153 zeigt das Princip und die Verbindungen dieses An-
kers. Neuere Maschinen dieser Art sind die Maschinen
von Ganz & Co. (Budapest"!, Siemens & Halske und J. u. E.
Hopkinson.
118. Die Haupteigenschaften der Anker Wickelungen.
1. Der Widerstand der Ankerwickelung muss sehr klein sein, d. h.
die Wickelung soll, soweit dies mit der Tourenzahl der Maschine ver-
einbar ist, aus wenigen Windungen eines dicken Drahtes bestehen.
2. Ist der einzelne Draht zu stark und deshalb schwer wickelbar, so
kann derselbe durch mehrere parallel geschaltete dünnere Drähte ersetzt
werden.
3. Die elektrische Leitungsßihigkeit des Drahtes (Seite 45, Tafel.
muss möglichst groß sein.
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— 141 —
4. Der Abstand zwischen dem Eisenkerne und dem Polschuhe
muss überall gleich sein.
5. Die Ankerwickelung ist^ falls Stromschwankungen vermieden
werden sollen, in eine große Anzahl von Abtheilungen zu theilen.
6. Unregelmäßige Verbindungen zwischen den Ankerabtheilungen
und dem Stromsammler bedingen insbesondere Aenderungen in der
elektromotorischen Kraft und Funkenbildung.
7. Bei den Ankern mit
offener Wickelung ist besonders
darauf zu achten, dass die nicht
inducirten, aus dem Strom-
kreise ausgeschlossenen, Spulen
vor Kurzschlüssen geschützt
werden.
8. Die Kerne der Polanker
müssen an den Polenden be-
wickelt sein, weil dort die Aen-
derungen des inducirten Ma-
gnetismus am wirksamsten sind.
9. Die sorgfältigste Iso-
lation der Ankerwickelung ist
die Grundbedingung ftlr einen
andauernden Betrieb.
10. Die Erwärmung des Ankers darf -|- 80^ C. nie übersteigen, weil
sonst jede Isolation Schaden leidet.
11. Eine gute Durchlüftung des Ankers trägt zur Abkühlung
desselben bei.
12. Der Widerstand der parallel geschalteten Abtheilungen muss
gleich groß sein, wenn nicht ungleiche Induktionen in den beiden
Ankerhälften eintreten sollen.
13. Die Wahl der zulässigen Beanspruchung des Ankerdrahtes
far 1 mtnl^ ist maßgebend flir die Erwärmung desselben.
14. Die besten MateriaHen ftir Ankerdrähte sind Kupfer und Eisen.
119. Für die Berechnung der Ankerwickelnng ist die Wahl
der Beanspruchung des Drahtes für 1 mm^ entscheidend ; letztere hängt
1. von der Entfernung der einzelnen Drähte,
2. von der Anzahl der Lagen,
3. von der Art der Isolation der Ankerdrähte,
4. von der Ankerkonstruktion,
Fig. 163.
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— 142 —
5. von der Durchlüftung des Ankers, sowie
6. von der Art der Wickelung ab
und beträgt 3 — 7 Ampere für 1 wwV
Beispiel: Die Stromstärke einer Serienmaschine sei 8 A m p fe r e ;
wie groß ist der Querschnitt des Ankerdrahtes bei einer Beanspruchung
von 4 Ampere für 1 wm'?
Fig. 164.
Da bei der Serienmaschine Anker, Magnete und äußerer Stromkreis
hintereinander geschaltet sind, Fig. 154, so ist die Stromstärke überall
dieselbe, in den Magneten, dem äußeren Stromkreise und in den beiden
Ankerhälften 8 Ampere, also in jeder Ankerhälfl» 4 Ampere, da
letztere parallel geschaltet sind; der Stromstärke von 4 Ampere ent-
spricht nach Annahme ein Querschnitt von 1 mni^.
Beispiel: Wie groß ist der Durchmesser des Ankerdrahtes einer
zweipoligen Kebenschlussmaschine, Fig. 155, ftlr 22 Ampere bei einer
Beanspruchung von 4 Ampere für 1 nun^ und 2 Ampere Magnet-
strom?
Im Anker muss der Gesammtstrom (22 -f- 2 = 24 Ampere) er-
zeugt werden ; da die beiden Hälften desselben parallel geschaltet sind,
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— 143 -
so werden durch jede Hälfte 12 Ampere fließen. Für je 4 Ampere
ist nach Annahme 1 Wim* Ankerdraht erforderlich, also beträgt der
Querschnitt lÜr3X4=12Ampere, 3X 1=3 mm^ und man kann
deshalb aus einer Querschnittstafel oder aus der Querschnittsformel:
Fi^. 166.
worin q = Querschnitt, d = Durchmesser, ir = 3*1416, den Durchmesser
des Ajikerdrahtes bestinmaen. Aus der letzteren Formel erhält man
^=n«=F^3^=^j=^
mm.
Beispiel:
Es ist der Querschnitt des Ankerdrahtes einer 4-poligen Nebenschluss-
maschine, Fig. 156, zu bestimmen, wenn
1. der Außenstrom = 3*90 Ampere,
2. der Magnetstrom =10 „ und
3. die Beanspruchung =4 „ für 1 mm^ betragen.
Der Gesammtstrom, welcher im Anker erzeugt werden muss, beträgt
in diesem Falle 390 -{- 10 = 400 Ampere. Da die Ankerwickelung
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— 144 —
der vierpoligen Maschine aus 4 gleichen parallel geschalteten Theilen
besteht, so durchfliessen jedes Ankerviertel — = 100 Ampere. Nach
Annahme 3) beträgt der Querschnitt des Ankerdrahtes bei einer Bean-
spruchung von je 4 Ampere 1 ww^, also für 100 = 25 X 4 Ampere,
25 X 1 = 25 mmK
^ 39oAntp.
Fig. 166.
25 wem* entsprechen einem Durchmesser von 5*7 mm. Bei grösseren
Durchmessern lässt sich Kupferdraht sehr schwer wickeln, weshalb dann
auch wegen der besseren Raumausnützung Kupferstäbe, Kupferstreifen
und Litzen verwendet werden; da die letzteren Wickelungen ebenfalls
schwer ausführbar sind, zeigt es sich, dass für hohe Stromstärken sechs-
und mehrpolige Maschinen zweckentsprechend erscheinen.
Beispiel:
Welchen Querschnitt erhält der Ankerdraht, mit Beibehaltung der
Angaben des letzten Beispieles, für sechs-, acht- und mehrpolige Maschinen?
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145 —
400
6-polige Maschine: -— = 67 Ampere:
-j- == 17 »im>; 4*7 mm Durchmesser.
8-polige Maschine:-^ = 50 Ampere;
50
-j- = 12 mw^; 4 mm Durchmesser.
400
12-polige Maschine: -r^- == 33 Ampere;
33
— r£= 8 ww*; 3*2 mm Durchmesser.
400 , 400
n-polige Maschine: Ampere: -^ — mm Durchmesser.
n ^ ' 4w
Fig. 167.
Fig. 168.
120. Die Stromabgeber führen den im Anker erzeugten Strom
den Bürsten zu, welche denselben an den äußeren Stromkreis abgeben.
Die Stromabgeber sind:
1. Stromabgeber, Fig. 157, bestehend aus zwei von der Welle
isolirten Schleifringen. Die Stromabnahme besorgen zwei Schleif-
federn. Diese Stromabgeber wurden schon bei den ersten Wechsel-
strominaschinen verwendet.
2. Stromabgeber, Fig. 158, welche den als Wechselstrom auftre-
tenden inducirten Strom gleichrichten; man nennt dieselben Kommu-
tatoren (Stromwender). Die Maschine von Pixii (1832) war mit
diesem Stromwender versehen.
Kratzert, Elektrotechnik. 10
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— 146 -
In Fig. 157 schleift jede Bürste auf einem Ringe und erhält
während einer Umdrehung einmal positiven das andere mal negativen
Strom (Wechselstrom). Die einzelnen Ankerspulen können hinter-
einander, nebeneinander oder gemischt geschaltet sein. Bei der Hinter-
einanderschaltung sind der Anfang der ersten Spule und das Ende der letz-
ten Spule mit je einem Schleifringe zu verbinden. Bei der Nebeneinander-
schaltung werden die positiven Pole sämmtlicher Ankerspulen an den
einen, die negativen Pole an den anderen Schleifring angeschlossen.
Bei der gemischten Schaltung sind entweder mehrere Ankerspulen neben-
einander-, die so entstehenden Gruppen hintereinander-geschaltet und
so wie hintereinander geschaltete Ankerspulen an die Schleifringe gele^
oder mehrere Ankerspulen hintereinander-, die so entstehenden Reihen
von Spulen parallel-geschaltet und wie nebeneinander geschaltete Anker-
spulen an die Schleifringe angeschlossen.
In Fig. 158 sind die beiden Ringe durch zwei von einander isolirte
Kommutatorhälften ersetzt. Die Bürsten müssen gleichzeitig verschie-
dene Theile (Hälften) des Kommutators berühren. Bei dieser Anordnung
schleift die Bürste 1 bei der ersten halben Umdrehung auf dem Theile I
(positiver Strom), bei der zweiten halben Umdrehung auf dem Theile II
(positiver Strom).
Die Bürste 1 erhält demnach während einer Umdrehung immer po-
sitiven Strom. Gleichzeitig mit der Bürste 1 schleift die Bürste 2 während
der ersten halben Umdrehung auf dem Theile II (negativer Strom), bei
der zweiten halben Umdrehung auf dem Theile I (negativer Strom).
Die Bürste 2 erhält somit während einer Umdrehung immer negativen
Strom. Während jeder weiteren Umdrehung erfolgt die Stromabnahme
in derselben Weise, d. h. : Die Bürste 1 erhält stets positiven, die Bürste
2 stets negativen. Strom (Gleichstrom).
3. In Stromabgeber, Fig. 159, welche die hintereinander geschalteten
Ankerwindungen durch die Bürsten in zwei parallele Hälften schalten :
sie heißen Kollektoren (Stromsammler).
Der Stromsammler in Fig. 159 ist mittelst der Kollektorbüchse aut
die Welle der Maschine aufgebaut und besteht aus so vielen von ein-
ander und von der metallischen Kollektorbüchse wohl isolirten
Theilen, als der Anker Spulen oder Abtheilungen besitzt.
Die Lamellen (Stäbe, Streifen, Kontakt stücke oder Seg-
mente) bestehen zumeist aus Kupfer, Rothguss, Phosphorbronce, Stückgut,
die Isolation zwischen denselben aus Asbest, Glimmer, Pressspan, Hartfiber
(vulkanisirtes Fiber), Gyps; das Isolationsmaterial soll schwer brennbar
sein, damit selbst durch unrichtige Wartung der Maschine entstehende
Funkenbildung die Isolation nicht beschädigen kann.
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147 —
In den ersten Weston-Maschinen waren die Lamellen durch
Luft isolirt.
Siemens & Halske wenden bei den Maschinen der Type L. H.
auch eiserne Lamellen, welche leicht auswechselbar sind und Luftisolation
besitzen, an. Durch die letztere Isolation wird die Ansammlung von
Metallstaub zwischen den
Kurzschluss verhindert.
einzelnen Lamellen und dadurch deren
Fig. 159.
Zur Vermeidung des Kurzschlusses der Lamellen durch Metallstaub
und der Erwärmung des Kollektors werden auch Gebläsevorrichtungen
gebraucht. Der Metallstaub kann weiters die Ankerwindungen kurz-
schließen; Siemens & Halske umgeben denselben aus diesem Grunde
an den Stirnflächen mit einer Leinwandkappe.
B. Egger & Co. schützen den Anker durch ein Schutzblech,
welches an dem Magnetkörper der Maschine befestigt ist, vor mecha-
nischen Beschädigungen.
121. Die Haupteigenschaften eines Stromsammlers sind:
L Das Material muss ein entsprechendes sein (§ 120).
2. Nur eine schwer brennbare Isolation verhindert bei Funkenbil-
dung den Kurzschluss der Kollektorlamellen.
10*
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— 148 —
3. Die Verbindungsstellen müssen vollkommenen Kontakt herstellen.
4. Der Kollektor muss stets vollkommen rund sein, damit eine innige
Berührung zwischen den Bürsten und der Oberfläche desselben stattfinde
und keine Lamelle von der Bürste übersprungen werde, weil sonst
Stromunterbrechung eintritt. Es ist deshalb erforderlich, dass der Kollek-
tor nach jedesmaligem Einstellen des Betriebes durch Schmirgel- oder
Glaspapier blank gemacht wird; stellen sich größere Ungleichmäßig-
keiten an dem Kollektor ein, so ist derselbe abzufeilen oder abzudrehen.
5. Der Kollektor muss auf das genaueste ausbalancirt sein, weil
anderenfalls eine starke Abnützung desselben und starke Funkenbildung
stattfinden.
Fig. 160.
6. Werden bei vollkommener Herstellung des Kollektors und rich-
tiger Behandlung desselben eine oder mehrere Lamellen besonders stark
abgenützt, so zeigt sich Funkenbildung und der Fehler liegt in den an
diese Lamellen angeschlossenen Windungen.
7. Der Kollektor darf nur in ganz geringem Maße geoelt oder ge-
schmiert werden, weil sonst leicht durch anhaftenden Metallstaub Kurz-
schluss unter den Lamellen desselben entstehen kann.
8. Auf das Verschrauben oder Verlöthen der Lamellen mit den
Enddrähten der Ankerabtheilungen ist besondere Sorgfalt zu verwenden.
122. Der Kollektor von Helios. Helios (Aktiengesellschaft
für elektrisches Licht und Telegraphenbau in Ehrenfeld
und Köln^) haben eine Schaltung von Elektricitätserzeugern, Fig. 160,
erfunden, welche insbesondere zu den folgenden Zwecken dient:
') Zeitschrift für Elektrotechnik, 1888, S. 84.
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- 149 —
1. Die Benützung der Gleichstrommaschinen zur Abgabe von
Wechselstrom, In Fig. 160 stellt a den Stromsammler einer zweipoligen
Gleiehstrommaschine (Nebenschlussmaschine) dar. Zwei gegenüberliegende
Lamellen c und e sind mit den isolirten Ringen d und / verbunden.
Wird die Maschine angetrieben, so kann an den Bürsten b b Gleich-
strom, an den Bürsten g und h Wechselstrom abgenommen werden.
Diese Schaltung ist auch ftir mehrpolige Maschinen anwendbar.
2. Wird durch die Bürsten ^ und A Wechselstrom in die Maschine
eingef&hrt, so lauft dieselbe an und kann zur Kraftübertragung benützt
werden. Die Tourenzahl steigt rasch zur normalen an. Eine vierpolige
Maschine z B. macht 1000 Umdrehungen in der Minute, wenn ihr
Wechselstrom von 4000 Impulsen (Stromwechseln) in der Minute zuge-
flihrt wird u. s. w.
Fig. 161. Yig, 162.
3. Bei der letzteren Stromfiihrung (Wechselstrom) durch die Bürsten
g und h kann die Nebenschlussmaschine nicht nur zur Kraftübertragung
dienen, sondern auch Gleichstrom an den Bürsten bb abgeben.
123. Die Bürsten (Federn, Schleifer^ Pinsel). Bürstenkon-
strnktionen:
1. Zwei oder mehrere Lagen von nebeneinanderliegenden, an einem
Ende zusammengelötheten oder gedrillten Drähten, Fig. 161.
2. Mehrere übereinandergelegte, an dem einen Ende verlöthete,
an dem anderen Ende abgeschrägte und schräg auf den Kollektor
aufgelegte Metallbleche (Kupfer-, Messingbleche u. s. w.), Fig. 162.
3. Mehrere übereinandergelegte geschlitzte Bleche, Fig. 163 a und
Fig. 163 b.
4. Nebeneinander gelegte Kupferstreifen, Fig. 163 c.
6. Drahtlagen, Fig. 162 a, und geschlitzten Kupferstreifen, Fig. 163 a.
6. Geflochtene Kupferdrähte. Solche Bürsten erzeugen: Siemens
& Halske, 0. Schulze, Vertreter der deutschen Edison-
gesellschaft für Strassburg, Koch in Hohemlimburg in
Westphalen u. A.
Diese Bürsten schleifen vollkommen geräuschlos und nützen den
Kollektor ganz unbedeutend ab.
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150
7. Feinkörnige gutleitende Kohle (Forbes). Kohlenbürsten poliren
den Kollektor ohne denselben abzunützen.
8. Metallscheiben (umlaufende Bürsten von Gramme, Sir W.
Thompson, Mr. C. F. Varley und Anderen vorgeschlagen).
Fig. 168 a.
Fig. 163 c.
Bezüglich der Bürsten ist weiteres zu bemerken:
Die Bürsten müssen auf die geringste Funkenbildui^g eingestellt werden,
deshalb verschiebbar angebracht sein und bei zweipoligen Maschinen ein-
ander diametral gegenüber liegen, bei mehrpoligen Maschinen einen be-
stimmten Winkel mit einander einschließen. Es empfiehlt sich, die Kollektor-
lamellen oder die Kollektorbüchse mit Zahlen zu versehen, so dass die gegen-
über- (zweipolige Maschine) oder nebeneinander- (mehrpolige Maschine)
liegenden Bürsten immer auf denselben
Zahlen stehen, weil man sonst den Abstand
i
M
^^^^^
wi/iii
Fig. 164.
zwischen den Bürsten messen und gleich-
machen oder die Bürsten so einstellen mnss,
dass die Anzahl der zwischen denselben
angeordneten Lamellen auf beiden Seiten
dieselbe ist oder dass die Bürsten gleich
weit aus den Haltern hervorragen» Die
Berührung zwischen den Bürsten und den
Kollektorlamellen muss vollkommen und
metallisch sein 5 die Größe der Berührungsflächen ist durch die Strom-
verhältnisse gegeben. Vor Ingangsetzung der Maschine müssen die Bürsten
abgeschmirgelt, richtig eingestellt und aufgelegt werden. Neu abgeschrägte
Bürsten, welche der Krümmung des Kollektors nicht genügend an-
gepasst sind, müssen solange bei Leerlauf der Maschine schleifen, bis
sie sich vollkommen an den Kollektor angelegt haben. Sind bei einer Ma-
schine mit nur 2 Bürsten Verstellungen derselben während des Ganges
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— 151 —
unvermeidlich, so müssen dieselben äußerst vorsichtig vorgenommen
werden, damit keine Stromunterbrechungen stattfinden können. Tan-
gential anliegende Bürsten sollen beim ersten Gebrauch nicht mehr als
Fig. 166.
5 mm über die Berührungsfläche zwischen Bürste und Kollektor hervor-
ragen. Ist die Bürste auf der einen Seite schadhaft geworden, so kann
dieselbe gewendet werden.
Die eiserne Bürsten-
kluppe in Fig. 164 dient
dazu, die auf beiden Seiten
unbrauchbar gewordenen Bür-
sten abzuschneiden; ähnliche
Kluppen werden bei schräg
liegenden Bürsten verwendet.
124. Die Einstellung
der Bürsten besorgen:
1. Die Bürstenhalter.
Fig. 165 stellt den Bürsten-
halter von 0. Schulze dar.
Die geflochtene Bürste D
befindet sich zwischen Ble-
chen und wird durch die
Schraube G festgeklemmt.
2. Die Bolzen (Bürsten-
stifte) sind Metallzapfen, wel-
che die Bürstenhalter tragen.
Durch die Schraube -B, Fig. 165, werden der Schlitz des Bürstenhal-
ters verengt, der letztere an den Bürstenstift S gedrückt, sowie die Lage
und der Druck der Bürsten gegen den Kollektor beliebig geändert.
Fig. 166.
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— 152 —
3. Der Bürstenhebel cc in Fig. 166 trägt die Bolzen bb Bamint
den Bürstenhaltern und den Bürsten; derselbe gestattet die Verstellung
der Bürsten entweder in gewissen Grenzen oder um den ganzen Um-
fang des Stromsammlers.
Die Berührung zwischen Bürsten, Bürstenstift und dem äußeren
Stromkreise muss vollkommen metallisch und anliegend, die Isolation
des Bürstenstiftes sammt des Halters und der Bürsten von dem Bürsten-
hebel vollständig sein.
Fig. 167 stellt eine Bürstenvorrichtung von Siemens & Halske,
Fig. 168 eine Bürstenvorrichtung von Edison dar.
Fig. 167.
125. Feldmagnete. Die Feldmagnete der dynamo-elektrischen
Maschinen sind Elektromagnete der verschiedensten Formen.
Das beste Material flir die Eisenkerne der Feldmagnete ist Schmiede-
eisen, das biUigste Gusseisen ; die magnetischen Leitungsfkhigkeiten der
genannten Eisensorten verhalten sich annähernd wie 3:2, die Eisen-
querschnitte wie 2 : 3.
Das magnetische Feld der Elektromagnete soll bei geringsten
Kosten ein stärkstes sein.
Die wichtigsten Eigenschaften des Eisenkernes der Elektromag-
nete sind:
1. Der Eisenkern soll voll und nicht hohl sein.
2. Die Magnete sollen mögUchst viel Eisen enthalten.
3. Das Eisen soll sehr weich sein, weil weiches Eisen die meisten
KraftUnien aufzunehmen vermag.
4. Der Widerstand des magnetischen Stromkreises muss ein Kleinster
sein. Zur Erreichung dieser Eigenschaften tragen bei:
a) Ein grosser Querschnitt des Eisens.
b) Ein kleinster Weg der Kraftlinien; diese Eigenschaft bedingt
den Bau von Maschinen mit nur einem magnetischen Stromkreise.
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— 153 —
c) Die Theile der Feldmagnete (der Kern, das Joch und das
Polstück) sollen ein Ganzes bilden. Sind abgesonderte Polansätze
(Polschuhe, Poltheile, Polstücke) nicht zu vermeiden, so müssen
dieselben aus weichstem Eisen bestehen und die Verbindungsflächen
einander vollkommen angepasst werden.
d) Der Abstand zwischen dem Polschuhe und dem Eisenkerne des
Ankers muss ein kleinster sein.
Die Luftschichten und das Kupfer zwischen dem Polschuhe und
dem Ankereisen setzen den magnetischen Kraftlinien beinahe denselben
Widerstand entgegen; sei die magnetische Durchlässigkeit
(Permeabilität) der Luft bezüglich der Kraftlinien = 1, so ist die
magnetische Durchlässigkeit der verschiedensten Eisensorten 5 bis 20(K).
Fig. 168.
5- Der kreisßJrmige Querschnitt ist der beste, weil
a) das Kupfergewicht der Magnete bei gleicher Windungszahl einen
kleinsten Wert hat,
b) der Eisenquerschnitt bei derselben Windungszahl am größten ist,
c) das Wickeln der Spulen am bequemsten ausführbar erscheint und
d) die Streuung der KraftHnien am geringsten wird.
6. Die magnetische Wirkung der Feldmagnete muss die des Ankers
überwiegen, wenn nicht Funkenbildung oder Bürstenverschiebung ein-
treten soll.
7. Scharfe Kanten und Ecken an den Magneten, insbesondere an
den Polschuhen sind unzulässig, weil sonst das magnetische Feld un-
gleichmäßig wird und ein Streuen der Kraftlinien stattfindet.
8. Die Richtung der Körnung des Eisens soll in die Richtung
der KraftUnien fallen.
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— 154 —
9. Die Magnetschenkel aus Gusseisen sollen so gegossen werden,
dass die Polschuhe den untersten Raum der Form ausfüllen, weil die
Dichte des Eisens an diesem Theile des Magnetes der Streuung der
Kraftlinien entgegenwirkt.
10. Das Abkühlen der Gusständer darf nicht durch Bespritzen mit
Wasser beschleunigt werden.
Figr. 169.
Fig. 170.
Fig. 172.
11. Falls die Magnetschenkel mit den Polschuhen auf die eiserne
Lagerplatte aufgebaut sind, muss man dieselben durch Zwischenlegung
von Messing, Zink oder sonstige unmagnetische Metallmassen von der
letzteren fern halten, weil sonst die Kraftlinien durch den Körper des
Maschinengestelles übertreten; selbst dann lässt sich nachweisen, dass
ein bedeutender Verlust an KraftHnien stattfindet.
126. Die Formen der Feldmagnete zerfallen in 3 Gruppen. Für
die Beurtheilung der Formen der Feldmagnete (Elektromagnete) sind
die zuletzt aufgestellten Haupteigenschaften derselben bestimmend.
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— 155 —
127. Oruppe I. Die Form von Wilde, Fig. 169. Der Quer-
schnitt des Eisens des Joches ist unznreichend.
Die Form von Thomas Alva Edison (Menlopark bei New-
York, 1879), Fig. 170; diese Maschinen haben entweder 2 Magnet-
schenkel, wie die Form von Wilde oder zwei vielfache Magnet-
schenkel (mehrere Magnetschenkel mit gemeinsamen Polschuhen).
Die „Dampf dynamo" von Edison, Fig. 171, mit direktem
Antriebe hat einem vier- und einen achtfachen Schenkel (1881 in
Paris ausgestellt).
Die Maschine von Edison-Hopkinson, Fig. 170, besitzt kurze
Magnetschenkel; Compagnie Continental Edison und Soci6t6
Fig. 178.
Fig. 174.
electrique Edison in Paris (1883 in Wien ausgestellt); Siemens
& Halske, Allgemeine Elektricitätsgesellschaft in Berlin
(Wien, 1888, Jubiläums -Gewerbe- Ausstellung) verwenden
sämmtlich auch Magnetkörper dieser Form.
Die Maschine von Edison-Hopkinson, Fig. 170, unter-
scheidet sich von der in Fig. 169 dargestellten vortheilhaft durch sehr
starke Magnetschenkel und einen kürzeren Weg der Krafthnien.
Franz Kröttlinger in Wien baute Edisonmaschinen, deren
Polschuhe aus Gusseisen bestanden und, sowie in den Maschinen von
Fein & Schwer d, den Ring auch auf der inneren Seite umfassten.
Der Gramme'sche Anker von Desmond G. Fitzgerald,
ist von einem, aus drei Theilen bestehenden, Elektromagnete umgeben.
Die Form von Silvanus P. Thompson, Fig. 172, erhält nur
eine Magnetbewickelung ; der Weg der Krafthnien in den Feldmagneten
ist ein kleinster.
Die Form von Sawoyer; Lontin; Siemens & Halske, Fig.173;
Kapp; Gramme, B. Egger & Go.; Kremenezky, Mayer & Co.;
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156 ~
Deckert & Homolka; Cabella („Technomasio"); Paterson
& Cooper; F. Kfizik, Prag-Karolinenthal (mit elliptischem
Querschnitte der Magnetschenkel; diese Maschinen besorgten einen Theil
der elektrischen Beleuchtung anlässHch der Jubiläums-Gewerbe-
Ausstellung im Jahre 1888 in
Wien).
Die Form von Fein in
Stuttgart, Fig. 174, mit einwärts
gerichteten Polen.
Die Form von Jdrgensen
(Junger's mechanisches Eta-
blissement in Kopenhagen,
1881 in Paris ausgestellt), Fig. 175.
Die Form von A. Th. Edel-
mann (1878, München), Fig. 176,
diese Maschinen sind hauptsächlich für Versuchszwecke bestimmt und
gestatten verschiedene Schaltungen der Ankerdrähte. Die Magnet-
wickelung ist so angeordnet, dass die Anzahl der Lagen, von den
Polschuhen aus gesehen, abnimmt.
Die Form von Silvanus P. Th ompson (1886), Fig. 177;
Goldon und Trotter.
Fig. 176.
Fig. 176.
Maschinen mit einer Wickelung werden weiteres gebaut von
Schorch in Darmstadt; Kennedy in Glasgow; Immish;
Statt er & Co.
Die Form vonJones (Greenwood& Batley, Leeds),
Fig. 178, hat Aehnlichkeit in Bezug auf die Lage des magnetischen
Feldes mit der in Fig. 171 skizzirten Edison-Dynamo. Bei der
neuen Bogenlichtmaschine von Edison^) sind die Elektro-
^) Elektrotechniflche Zeitschrift, Berlin 1S91, Seite 117.
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157
magnete horizontal nebeneinander, bei der Maschine von Jones (1881
in Paris ausgestellt) vertikal übereinander befestigt.
Die Maschinen mit der in Fig. 173 wiedergegebenen Form (ins-
besondere kreisförmigen xind starken Querschnitt des Magneteisens,
Fig. 177.
Fig. 178.
Fig. 179.
kürzesten Weg der KraftHnien und abgerundete Polschuhe vorausgesetzt)
sind am einfachsten und biUigsten herzustellen und für Maschinen bis
zu einer Leistung von 100000 Watt vorzüglich geeignet.
Die Form von Sperry
Nordamerika), Fig. 179,
besteht aus 4 cylindrischen
Magneten.
Ein Gramme' scher
Ring" rotirt innerhalb der Pol-
schuhe.
128. Qmppe IL Die Form von Siemens & Halske (1872,
in Paris ausgestellt 1881), Fig. 180; Maxim (United State s Elec-
tric Light Compagny); Gebrüder Naglo in Berlin; Heinrich
in London besteht aus schmiedeeisernen Lamellen, hat Folgepole, (zwei
Fig. ISO.
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— 158 —
gleichnamige Pole liegen nebeneinander) und zwei magnetische Strom-
kreise. Der Querschnitt des Magneteisens war unzulänglich. Das lie-
gende Modell dieser Maschine bauten Siemens & Halske (18761;
Schwerd & Seharnweber (Elektrotechnische Fabrik Cann-
sta dt in Württemberg); Schorch & Co. in Rheydt (Filiale Kieli.
Die Form von Crompton-Kapp, Fig. 181; Paterson &
Cooper. Zwei prismatische Eisenplatten, welche in der Mitte ausgewölbt
sind, werden durch zwei llittel-
stücke (Joche) mit einander
verbunden. Die Zahl der Ver-
bindungsflächen beträgt 2X2,
der Eisenquerschnitt der Mag-
nete ist zureichend.
Die Form von F erb es.
Fig. 182, zeichnet sich durch
besonders kräftige Magnet-
schenkel aus und hat zwei Verbindungsflächen. Die Wickelung ist
so angebracht, dass sie den Anker unmittelbar magnetisirt.
Die Form von Edward Weston in Newark (New Jersey
in Nordamerika), Fig. 183; Crompton 1884; Paterson & Coo-
per („Phönix Dynamo"); B. Egger & Co. in Wien und Buda-
pest; Gebrüder Naglo in Berlin.
Fig. 181.
Fig. 182.
Fig. 183.
Diese Maschinen stammen aus dem Jahre 1877 und erhielten 1881
die in der Fig. 183 dargestellte Form. Das Eisengerüst der Maschine
hat einen sehr ßtarken Bau.
Die Form von Mac Tighe,Fig. 184; Joel; Mather & Platt;
Hopkinson (Manchester-Maschine), Clarke, Muirhead &
Co. (Westminstermaschine); Blakey, Emott & Co.; Sprague;
Kremenezky, Mayer & Co. in Wien. Die Magnet\vickeluiig
befindet sich auf zwei senkrecht stehenden Magnetkernen aus Schmiede-
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— 159
eisen, welche oben und unten durch gusseiserne Poltheile mit einander
verbunden sind. Diese Maschinen haben zwei magnetische Stromkreise
und 4 Verbindungsflächen.
Die Tighe-MaschinenbesitzenFolge-
pole und die verschiedensten Eisenquerschnitte
der Magnetschenkel.
Die Form von O. E. Brown (0er-
likon)undO. E.Brown &Boveri, Fig. 185,
unterscheidet sich von der letzten Form haupt-
sächlich durch einen sehr großen Eisenquer-
schnitt, also auch einen sehr großen Querschnitt
der magnetischen Stromkreise.
Die Form von Elwell Parker (Commercial-road Works,
Wolverhampton, 1885 ausgestellt in der Investions-Exhibition
in London), Fig 186. Die Polschuhe sind in den Magneten befestigt,
Fig. 184.
Fig. 186.
Fig. 186.
Fig. 187.
Fig. 188.,
die Zahl der Verbindungsflächen beträgt sechs, der Eisenquerschnitt
ist ungenügend. Die vier Magnetkerne bestehen aus Schmiedeeisen, die
Polschuhe aus Gusseisen.
Die Form von Gri8Com,Fig 187, und die Abänderung der-
selben von Gisbert Kapp (bei W. H. Allen & Co., Lambeth,
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— 160
Fig. 189.
-] h-
London, früher bei R. E. Crompton & Co., gegenwärtig Sekretär
des Verbandes Deutscher Elektrotechniker), Fig. 188, mit
zwei Verbindungsflächen, bedingt infolge ihrer halbringförmigen Feld-
magnete eine schwer atisftlhrbare Magnetwickelxing.
Die Form von Emil
Buergin in Basel (Firma
Buergin & Alioth), Fig. 189;
R. E. Crompton & Co. in
Chelmsford (1884); A. de M^
ritens in Paris (1882).
DieersteBuerginmasehine
wurde im Atelier Turretini
in Genf (1878) gebaut.
Bei demselben Durchmesser
des Ankers sind bei dieser Mag-
netform die Wege der EraftUnien
kürzer als in der Form von
Weston, Fig. 183.
Die Form von Gramme
(1872), Fig. 190; Maison Bre-
guet in Paris; Heilmann,
Ducommun & Steinlein
in Mühlhausen; Sautter,
Lemonier & Co. in Paris;
vormals Brückner, Ross &
Consorten in Wien; Comp,
electrique in Paris; Soci6t6 Gramme in Paris; Soci^te
de l'Eclairage electrique in Paris; C. & E. Feinin
Stuttgart; Cabella (Institut Tecnomasio in Mailand).
In den früheren Maschinen ist die Welle senkrecht gegen die
Magnetschenkel, in dieser Maschine in der Richtung derselben gelagert.
In der Mitte tragen die Schenkel die beiden Polansätze, welche den
Anker halbkreisförmig umfassen, so dass die Abstände zwischen den
Polen beiläufig je »/g ihrer Wölbung (Bohrung) betragen.
Die Form von Ball in Philadelphia, Fig. 191. Die Pol-
stücke sind gegeneinander versetzt. Vier Spulen erzeugen durch ihre
Anordnung Folgepole. Diese Maschine besitzt zwei G ramme's che
Ringe und zwei Kollektoren.
Die Form von Gramme, Fig. 192. Der Weg der Kraftlinien
in den Feldmagneten ist zu lang.
Fig. 190.
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- 161 -
Die Form von Hochhausen, Fig, 193. Der Weg der Kraft-
linien in den Magneten ist zu lang und der Querschnitt der Joche zu
schwach.
Fig. 196.
Fig. 196.
Die Form von van de Poele (1884 in Philadelphia aus-
gestellt), Fig. 194, besitzt die Nachtheile der letzten Form.
Die Form von Thomson & Houston (1891 in Frankfurt
a M. ausgestellt), Fig. 195. Die Kerne der Feldmagnete sind hohl, der
Anker ist kugelförmig.
Krfttz«rt, Elektrotechnik.
11
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— 162 —
Die Form von Kennedy, Fig. 196. Die starken Kerne be-
stehen aas Schmiedeeisen.
Die Form von Kapp, Fig. 197, zählt vier Pole (2 Pole sind
hervorragend, die anderen 2 befinden sich zwischen denselben), Ganz
& Co. („Gnom- Maschine"), Lahmeyer, Wenström.
Fig. 197.
Fig. 198.
Fig. 199.
Fig. 200.
Die Form von Mac Tighe (1882), Fig. 198, Stafford
und Eaves.
Zu den Magnetformen der IL Gruppe zählen weiters
die Magnetformen der mehrpoligen Maschinen (Gramme,
Siemens).
Die Form von Gramme (1878), Fig. 199, fand Verwendung
bei der ersten praktisch ausgeführten vierpohgen Maschine, Coni-
pagnie 61ectrique (1883), A. de Meritens, Andrews & Co. in
Glasgow, R. Alioth & Co. in Basel (4 Verbindungsflächen, Magnet-
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- 163 —
eisen und Polschuhe sind bewickelt), William Baxter^) in Balti-
more (Baxter Electrique Compagnie).
Die Form von Wilde, Fig. 200, Gramme, B. Egger & Co.
in Wien und Budapest (1890, vier- und sechspolige Maschinen),
G 6 r a r d (Gleichstrommaschine mit Polanker), Elwell-Parker (Wech-
selstrommaschine mit Cylinderring, der Armaturkern besteht aus Eisen-
draht, welcher durch Umspinnung isolirt ist).
Fig. 201.
Fig. 202.
Fig. 208.
Die Form von Meuron & Cuenod, System Thury in
Genf, Fig. 201, sechspolige Trommelmaschine.
Die Form von Siemens & Halske, Fig. 202, Maschine mit
Innenpolen, der Ring rotirt außerhalb der Magnetschenkel. Für sehr
große Maschinen mit höchster Leistungsföhigkeit ist die Magnet-
und Maschinenform von Siemens & Halske, Fig. 203, be-
stimmend; letztere Maschine war im Jahre 1883 in Wien ausgestellt.
^) Blektrotechniflche Zeitschrift, 1891, Seite 101.
11*
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164
Innerhalb und außerhalb des rotirenden Ankers befinden sich Magnet-
pole (Innen- und Außenpolmaschine), S. Schuckert in Nürnberg^
Ganz & Co. in Budapest (1883 in Wien ausgestellt).
Die Maschinen der letzten Firma sind Wechselstromerzeuger. Die
Magnetschenkel werden durch eine Gleichstrommaschine erregt. Die
größte dieser Maschinen leistet 380.000 Watt, bei 5000 Volt und
125 Touren, hat 40 Pole und wird direkt angetrieben.
Stanley-Westinghouse (Pennsylvanien), Lontin (1878
in Paris ausgestellt), Kingdon, Jablochkoff (1878). Auch die vier
letzten Maschinen erzeugen Wechselstrom.
129. Omppe III. Die Form von Brush, Fig. 204, Sigmund
Schuckert in Nürnberg (1876), B. Egger & Co. in Wien und
Budapest, Helios in Ehrenfeld-Köln, Maschinen-Aktien-
Fig. 204.
Fig. 205.
Gesellschaft L. Schwarzkopff in Berlin, Görlitzer Ma-
schinenbauanstalt und Eisengießerei, Deckert & Homolka
in Wien, Schuckert-Mordey (Anglo American Brush Elec-
tric Light Corporation), Spiecker & Co. (Commandit-
gesellschaft für elektrische Beleuchtung in Köln), Alphons
Gravier (Kuksz, Lüdke &Grether in Warschau), Gebrüder
Fraas in Wunsiedel (Bayem\ Robert Moessen in Wien.
Das magnetische Feld dieser Maschinen ist aus zwei magnetischen
Stromkreisen zusammengesetzt, der Anker derselben ist zumeist mit
der offenen Brush- Wickelung oder der geschlossenen Flachring-
wickelung versehen. Die Zahl der Magnetpaare beträgt entweder
zwei, vier, sechs u. s. w.
Man kann sich diese Maschinen aus der Gramm e'schen Ma-
schine, Fig. 190, dadurch entstanden denken, dass die Folge- (Doppel-)
Pole der letzteren in vier getrennte Pole getheilt wurden. Das erste
amerikanische Patent von Brush datirt aus dem Jahre 1877.
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— 165 —
In diese Gmppe gehören weiters mehrpolige Maschinen
mit Scheibenanker: H. Wilde (Manchester, 1867); diese Ma-
schine erinnert an die mehrpolige Maschine von Soren-Hjorth
(Kopenhagen, 1855) mit Stahl- und Elektromagneten, Wallace
Farmer (1876), F. von Hefner-Alteneck (1881, die Armatur-
spulen enthalten kein Eisen), J. Hopkinson und A. Muirhead, Sir
W. Thomson und Ziani di Ferranti, B. Egger & Co. Wien
und Budapest (1885, Bollmann); der Anker enthält kein Eisen
und besteht aus Kupferstreifen, Jehl undRupp,^) Th. A. Edison
(1881), Desroziers (Paris).
Wechselstrommaschinen mit Scheibenanker: Siemens
& Halske (1878), Lachaus6e & Lambotte in Lüttich (1881 in
Paris von der Brtlsse 1er Compagnie G6n6rale Belgede Lumiere
Electrique ausgestellt); die Armatur steht fest, das Magnetsystem
dreht sich, Chertemps-Danden, G6rard (1883 in Wien von der
Soci6t6 anonyme d'Elektricit^ aus Pari sausgestellt); zur Erregung
des Magnetismus dient eine besondere Maschine, J. Hopkinson und
A. Muirhead, Ferranti-Thomson (1883 in Wien ausgestellt); die
Maschine aus dem Jahre 1884 leistet 5000 Glühlampen von je 200 Volt
und 0*33 Ampere, Gordon (die Feldmagnete rotiren), Matthews,
Alexander Klimenko in Charkow (1883 von der Compagnie
Electrique in Wien ausgestellt), Mordey, Brush (Brush Elec-
trique Compagny, Leistung: 60.000 Watt bei 2000 Volt).
Die Wechselstrommaschine mit Flachringanker von
Kapp; die größere Type hat eine Leistung von 120.000 Watt.
Die Form von Marcel Deprez, Fig. 205, mit zwei Ankern;
je zwei nngleichnamige Pole liegen einander gegenüber.
Die Form von El-
well Parker (Commer- j^ g
cial-road-Works, Wol-
verhampton, England),
Fig. 206; diese Form hat große
Aehnlichkeit mit der Form
in Fig. 189, Seite 160.
Die Form von Lord
Elphinstone & Vincent*)
in London (1882), Fig. 207; innerhalb und außerhalb der rotirenden
Trommel befinden sich Elektromagnete (Maschine mit Innen- und Außen-
polen). Im Jahre 1883 leistete eine dieser Maschinen, in W i e n ausgestellt.
>) Zeitschrift far Elektrotechnik Wien, 1887, Seite 893.
*) Borns, Elektrotechn. Zeitschrift, 1883, Seite 222.
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- 166
die nach ihren Abmessungen kaum zu erwai*tende elektrische Arbeit
von 20.000 Watt bei 1000 Touren in der Minute Die Schaltung
dieser Nebenschlussmaschine ist aus derselben Figur ersiohtüch. Im
äußeren Stromkreise waren 400 Glühlampen System WooÄhouse
& Rawson zu 16 — 20 englischen Normalkerzen eingeschritet
Fig. 207
III. Die Schaltung utid Regelung der elektrischen
Maschinen und Motoren.
180. Bezeichnungen für die Betriebsgrößen.
Bedeutet E die elektromotorische Kraft, gemessen in Volt,
J die Stromstärke im Anker, gemessen in Ampere,
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— 167 —
e die Klemmenspannung, gemessen in Volt,
i die Stromstärke im äußeren Stromkreise, gemessen in
Ampere,
so sind J^ J der gesammte elektrische Effekt, gemessen in Volt-
ampere (Watt),
ei der elektrische Effekt, gemessen in Voltampere,
G^ ='„' das elektrische Güteverhältnis, eine Zahl,
N die Anzahl der mechanischen Pferdekräfte,
E J 1
G^ =70^ X T^ das mechanische Güteverhältnis.
Fig. 208 b.
131- Beihenmaschine (Serienmaschine, Hauptstromma-
schine), Siehe Fig. 164, Seite 142.
Die beiden Schemen in den Fig. 208 a und 208 b zeigen die
Schaltung der Reihenmaschine; bei dieser Maschine sind die beiden
Ankerhälften, die Magnete und der äußere Stromkreis hintereinander
geschaltet. Ist der Ankerstrom gleich J, so muss die Stromstärke in
jeder Ankerhälfte gleich ~, in den Magneten und im äusseren Strom-
kreise gleich J sein. Der Regulirwiderstand R und der Amp^remesser
A sind in den Außenstrom eingeschaltet.
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— 168 —
Beispiel: Wie groß ist der Querschnitt des Ankerdrahtes einer
Reihenmaschine für 12 Ampere, wenn die zulässige Beanspruchung
des Ankerdrahtes 4 Ampere für 1 mm^ beträgt?
In diesem Falle fließen durch jede Ankerhälfte 6 Ampere und
es muss deshalb der Querschnitt des Ankerdrahtes -p = l'ö mm^ sein.
4
Beispiel: Welcher Querschnitt der Magnetdrähte entspricht bei
einer Beanspruchung derselben von 2 Ampere für 1 mm^ einer
Reihenmaschine mit einem Außenstrome von 12 Ampere?
Nach Annahme sind für 1 mm* Querschnitt der Magnetdrähte
2 Ampere als Stromstärke zulässig. Der Querschnitt muss deshalb
für 6 X 2 Ampere, 6X1 ^ww^ sein.
Beispiel: Die Leistung einer Reihenmaschine sei 10 Ampere
bei 250 Volt; wie viel Bogenlampen mit je 5 Ohm Widerstand
können in den Stromkreis derselben eingeschaltet werden?
Da die Spannung 260 Volt und die Stromstärke 10 Ampere be-
tragen, so sind der gesammte Widerstand nach dem Ohm'schenGesetze
^ E 250 ^. ^,
Tr = -y = TTT = ^o Ohm,
25
folglich die Anzahl der Lampen = -^ = 5 und die auf eine Lampe
entfallende Spannung = = 50 Volt.
Zu dem letzten Beispiele sei bemerkt, dass Bogenlampen immer
ein bestimmter, sogenannter Beruhigungswiderstand (hier gleichzeitig
Regulirwiderstand B) vorgeschaltet wird, wenn dieselben keinen Licht-
schwankungen unterworfen sein sollen; dieser Widerstand und der
Widerstand des Leitungssystems werden in der Rechnung durch eines
oder beide der folgenden Mittel berücksichtigt:
a) Die Erhöhung der Spannung der Maschine durch die Tourenzahl
Der Beruhigungs- oder Vorschaltwiderstand sei gleich 2 Ohm; dieser
verbraucht bei 10 Ampere nach dem Ohm'schen Gesetze F = ,7X
X TT = 10 X 2 =20 Volt.
Ein Widerstand der Leitungen von 0*3 O h m beispielsweise bedingt
einen Spannungsverlust
r=J. TF= 10. 0*3 = 3 Volt.
Somit ergibt die vollständig durchgeftlhrte Rechnung eine erforder-
hche Maschinenspannung von 250 -|- 20 -f- 3 = 273 Volt und einen
Gesammtwiderstand von 25 + 2 + 0'3 = 27*3 Ohm; aus den letzteren
I
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— 169 —
Größen moss sich nach dem Ohm' sehen Gesetze die normale
Betriebsstromstärke von 10 Ampere ergeben:
j E 273 in A Ä
•^=^ = '27-3' = 10 Ampere.
b) Die Verkleinerung des "Widerstandes (der Lampenzahl). Bei
250 Volt nnd 10 Ampere Maschinenleistnng erfüllen das Ohm'sche
Gesetz:
^_ 250
J
W= -=^ = -4^ = 25 Ohm Widerstand.
10
Schaltet man nur 4 Lampen (20 Ohm) in den
Stromkreis ein, so mttssen der Regnlir- und der
Leitongswiderstand zusammen 5 Ohm betragen.
1 32. Nebenschlnssmaschine (N e b e n s t r 0 m-
oder Shuntmaschine), Fig. 155, Seite 143,
Fig. 209 a, 209 b und 209 c.
Die 4 zwischen den Punkten A und B,
Fig. 209 a, 209 b und 209 c, parallel geschalteten
Stromzweige der Nebenschlnssmafichine sind:
fC5CC551
4
B
^e )? u
Fig. 209 a.
o) Der Stromzweig durch die eine Ankerhälfte -^.
" 2'
&)
zweite
c) „ Stromweg durch die Magnete . . . . »„ .
d) „ „ ^ den äußeren Stromkreis i.
Der im Anker erzeugte Strom — -|- -^ = J" fließt zum Theile
durch den äußeren Stromkreis (*), zum Theile durch die Magnete (e „),
es sind deshalb:
i= J — in und
i„ = J — L
Die Einschaltung des Magnet-Rheostates R in den Magnetstromkreis
kann an einer ganz beliebigen Stelle desselben zwischen den Polen A
und JB Yorgenonmien werden; zu den gebräuchlichsten Fällen zählen:
a) Die Schaltung des Rheostates zwischen die Magnetschenkel,
Fig. 209 b.
h) Die Schaltung des Rheostates zwischen ein Ende der Magnet-
wickelxmg und einen Pol der Maschine, Fig. 209 c. Die Schaltung in
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— 170 —
Fig. 209 b ist praktisch, wenn sich der Rheostat in der Nähe der
Maschine befindet; bei dieser Schaltnngsweise müssen jedoch zwei
Drähte bis zu einem entfernten Orte geftlhrt werden, wenn dort (z. B.
auf einem Schaltbrette) der Rheostat aufmontirt erscheinen soll, während
die Schaltung in Fig. 209c nur einen Draht erfordert.
Bei der Nebenschlussmaschine wird die Regulirung des magnetischen
Feldes (insbesondere ReguUrung der Spannung) durch einen, in die
Magnete eingeschalteten, Rheostat besorgt. Bei der Serienmaschine
lagen der das magnetische Feld regulirende Widerstand und die Ma-
gnete selbst im Hauptstromkreise.
Fig. 209 b.
Flg. 209 c.
Beispiel: Es ist der Widerstand der Magnetwickelung einer Neben-
schlussmaschine zu berechnen, wenn der Magnetstrom mit 4 Ampere
und die Betriebsspannung mit 100 Volt angenommen werden?
W =
E
100
= 25 Ohm, beträgt der Widerstand der Magnet-
J ~ 4
Wickelung.
Beispiel: Welchen Widerstand erhält ein Magnetrheostat, welcher,
unter den Angaben des letzten Beispieles, die Stärke des magnetischen
Feldes auf die Hälfte herabzudrücken vermag, d. h. welcher Wider-
stand muss in diese Magnetschenkel eingeschaltet werden, wenn die
Stromstärke in denselben von 4 auf 2 Ampere herabsinken soll?
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-=4=
100
- 171 —
= 50 Ohm, gleich dem Widerstände der Ma-
gnete w^ sammt dem Magnetrheostatwiderstande w^-
TT = t(7i + ^a = 50 Ohm,
TT = 25 + w^a = 50 „ und
«7, = 50 — 25 = 26 Ohm.
133. Maschinen mit gemischter oder Verbundwickelnng
(Doppelschlussmaschinen oder Compoundmaschinen) sind
MaschineÄ, welche mehrere nehen-, übereinander oder auf besonderen
hl
lilSfififififiSP
^^ )^ H
Fig. 210 a.
Fig. 210 b.
Kernen angeordnete Wickelungen auf den Magnetschenkeln besitzen;
diese Maschinen vermitteln, gleiche Tourenzahl vorausgesetzt, eine Re-
gelung auf gleiche Spannung oder auf gleiche Strom-
stärke bei ungleichen Lampenzahlen. Sind sämmtliche Lampen
nebeneinander (parallel) geschaltet, so ist eine konstante (gleiche)
Spannung erforderlich, während bei hintereinander geschalteten Lampen
eine Regelung auf gleiche Stromstärke maßgebend ist. Bei übereinander
angeordneten Wickelungen befindet sich die Reihenspule gewöhnheh innen.
a) Methode von Brush (1879). Gemischte Schaltung mit
kurzem Nebenschlüsse, Fig. 210a und 210b.
Durch diese Schaltung wird das magnetische Feld zum Theile von
dem Außenstrome (Hauptstrome), zum Theile von der Nebenschluss-
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— 172 —
Wickelung erzeugt. Soll die Spannung innerhalb weiter Grenzen gleich
erhalten werden, so muss der Nebenschluss aus sehr vielen Windungen
eines dünnen Drahtes mit hohem Widerstände bestehen.
b) Methode von Brush (S. P. Thompson, 1882). Gemischte
Schaltung mit langem Nebenschlüsse, Fig. 211a und 211b.
Die beiden Methoden, Fig. 210 und 211 unterscheiden sich bloß
durch den Anschluss der dünnen Wickelung; bei der ersten Methode
findet dieser Anschluss geradeso statt, wie bei der Nebenschlussmaschine
^f ^t
Fig. 211a.
Fig. 211b.
(an den Bürsten), bei der zweiten Methode liegen die dünnen Windungen
im Nebenschlüsse zum äußeren Stromkreise. Für die Stromstärken und
Querschnitte der Wickelungen der letzten Maschine gelten
für den Anker dieselben Regeln, wie bei den Reihen- und Neben-
schlussmaschinen,
bei den dünnen Wickelungen der Magnete die für die Nebenschluss-
wickelung angegebenen Bestimmungen und
für den Querschnitt der dicken Wickelung die ftlr Reihenspulen
maßgebenden Bedingungen.
Nachdem die dicken Windungen in den Hauptstromkreis einge-
schaltet sind, ist es selbstverständUch, dass dieselben einen geringen
Widerstand (großen Querschnitt) haben müssen, wenn durch dieselben
nicht erhebliche Spannungsverluste und starke Erwärmung^ntstehen sollen.
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— 173 —
Beispiel: Wie groß ist der Querschnitt der dicken Windungen
einer Maschine mit gemischter Wickelung bei einer Beanspruchung von
2 Ampere für 1 mm*, wenn der Außenstrom 200 Ampfere beträgt?
Für 2 Ampere, ist der erforderliche Querschnitt gleich 1 mm^j
abo fiir 100 X 2 Ampere, 100 X 1 = 100 mm«.
Der Querschnitt q = -j-j « = 3*1416 == 3,
100 = ^'; (i* = ^ = 133 und
4 o
a
der Durchmesser d = Vl33 — 11 mm. Diese Rechnung gibt den
kleinsten noch zulässigen Durehmesser der dicken Magnetwickelung an.
134. Weitere Schaltungen für Oleichspannnng.
Andere Arten selbstthätiger Regelung auf gleiche Spannung sind:
1. Die Reihenschaltung mit besonderer Erregung von
Marcel Deprez. Diese Schaltung kann bei jeder Reihenmaschine an-
gewendet werden, wenn man die Magnetschenkel derselben mit einer
zweiten, in eine eigene Stromquelle (magnetelektrische oder dynamo-
elektrische Maschine) eingeschalteten, Wickelung umgibt.
2. Ayrton und Perry schalten in den Stromkreis einer Reihen-
maschine eine magnetelektrische Maschine ein.
135. Schaltungen für gleichbleibende Stromstärke.
1. Die Nebenschlussschaltung mit besonderer Erre-
gung von M. Deprez.
2. Die Nebenschlussschaltung in Verbindung mit der
Erregung durch eine magnetelektrische Maschine von
Perry.
3. Die gemischte Wickelung (Nebenschlussschaltung in Ver-
bindung mit Reihenschaltung) zur Regelung auf gleiche Stromstärke
wurde zuerst von Silvanus P. Thompson im December 1882 be-
schrieben.
136. Andere Arten der Regelung.
1. Die Handregulatoren zur Erhaltung der gleichen Spannung
oder Stromstärke einer Dynamomaschine bestehen aus einem Regulir-
widerstande, Fig. 212, welcher in den zu regulirenden Stromkreis
eingeschaltet wird. Das Material dieser Widerstände bilden zumeist
Nickel, Neusilber (Argentan, Blanka, Nickelin), Rheotan, Konstantan,
Kupfer, Eisen in Form von Drähten, Bändern oder Geweben.
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— 174
Siemens & Halske stellen sogenannte Drahtsiebwiderstände
(netzartige Gewebe aus Metalloiden) her.
Drähte werden auf einem Dom zu Spiralen gewunden; diese
haben gewöhnlich gleiche Länge und sind mit ihren Enden auf einem
Oestelle angeschraubt.
Die Spiralen (Rollen, Locken) sind entweder einzeln oder in Gruppen
hintereinander geschaltet. Von bestimmten Stellen der hintereinander
geschalteten Spiralen führen Verbin-
dungen (gewöhnlich isolirte Kupfer-
drähte) zu den Kontaktstücken <^, Cj, c,
u. s. W., auf welchen die durch eine
starke Feder niedergedrückte Kurbel
(der Hebel) k schleift.
Hat der Hebel die Stellung o c^,
so ist der ganze Widerstand eingeschal-
tet, während bei der in Fig. 212 wieder-
gegebenen Stellung des Hebels o c^ der
Regulator kurzgeschlossen erscheint.
Zwischen diesen beiden Stellungen
sind die verschiedenen Widerstände ein-
geschaltet und zwar so, dass der Wider-
stand von Ci aus in der Richtung der
Uhrzeigerbewegung immer kleiner wird.
Die Spiralen werden gewöhnlich auf
Holz- oder Eisenrahmen oder in Kästen
aufinontirt (Rahmen und Kasten-
Rheostate).
Berechnung. Der Berechnung
der Rheostate hegen die Beanspruchung
und der specifische Widerstand des Ma-
teriales zu Grunde.
Bezüghch der specifischen Widerstände sei auf Seite 45 (Tafel) ver-
wiesen. Die Beanspruchung von Eisendrähten und Bändern von etwa 2 fnm
Durchmesser beträgt rund 2Amp6re ftlr 1 mm^ bei einer Erwärmung
von rund 40^ C. Schwächere Drähte lassen eine größere Beanspruchung
als stärkere Drähte zu. Nach der zulässigen Erwärmung ist der Quer-
schnitt der Rheostatdrähte zu bemessen. Die den jeweilig eingeschal-
teten Widerständen entsprechenden Stromstärken bestimmen den Quer-
schnitt des schwächsten Drahtes derselben. Nebenschlussrheostate haben
gewöhnlich einen hohen Widerstand (rund 10 bis 50 Ohm) und dünne
Spiralen von verschiedenen Durchmessern (etwa 0*5 bis 5 mm), Haupt-
Fig. 212.
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— 175 -
stromrheostate einen niederen Widerstand und dicke Spiralen von dem-
selben Durchmesser (von rund 2 mm aufwärts). Für die Vertheüung
des Widerstandes zvrischen den Kontakten sei bei der Nebenschlussma-
schine, sowie bei den Maschinen mit gemischter Wickelung, bemerkt,
dass sobald der Strom mindestens die Hälflte seiner Intensität (Strom-
stärke) erreicht hat in der Regel nur mehr ein geringer Widerstand (ab-
hängig von der Größe der Maschine, 1 bis 10 Ohm) in dem Rheostate
eingeschaltet ist, dass also ftir die empfindliche Regulirung nur wenig
Ohm in Betracht kommen; es sind demnach zwischen den letzten Kon-
takten kleine Widerstände einzuschalten.
In der Praxis bentltzt man fiir die Berechnung der Spiralen der
Rheostate Tafeln, welche für die einzelnen Drahtsorten zusammenge-
hörige Werte von Domdurchmessem, Drahtstärken, Windungszahlen,
Anzahlen der Spiralen und Widerständen abzulesen gestatten.
Beispiel: Ein Rheostat aus Neusilber sei, wenn er ganz einge-
schaltet ist, von 2 Ampere durchflössen; welchen Querschnitt hat
der schwächste Draht bei einer Beanspruchung von 2 Ampere für
1 mm* (rund 20® C. Erwärmung)?
Lösung: 1 mm^ (1*2 mm Durchmesser).
Beispiel: Welche Stromstärke herrscht in den Magneten
einer Nebenschlussmaschine, wenn der Widerstand des Nebenschlusses
25 Ohm und die Spannung an den Klemmen (Polen) der Maschine
100 Volt betragen?
^ -E 100 . . ,
J = -^= -gg" = -* Ampere.
Ist der Widerstand der Magnetschenkel 20 Ohm und sollen blos
4 Ampere durch dieselben fließen, so müssen denselben 5 Ohm (im
Magnetrheostate) vorgeschaltet werden und der schwächste Draht wäre
bei einer Beanspruchung von 2 Ampere für 1 mm'-*, 2fnm^ (1*6 mm
Durchmesser).
Beispiel: Es ist der Widerstand eines HauptstromrheostateSj
welcher in einem Stromkreise von 10 Ampere Spannungsregulirungen
bis zu 5 Volt ermöglicht, zu berechnen.
W= ^ = 1 = 0-5 Ohm, d. h.:
Mit einem Rheostate, dessen Widerstand 0*5 Ohm beträgt, können
in dem angenommenen Stromkreise Spannungsregulirungen bis zu
5 Volt erreicht werden.
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— 176 —
Beispiel: Wie groß ist der Querschnitt eines Hauptstromrheostates
fiir 100 Ampöre bei einer Beanspmchnng von 2 Ampere für 1 mm' ?
100
— - = 50 mm* (8 mm Durchmesser),
2
Beispiel: Wie lang muss ein Di*aht ans Neusilber (specifischer
Widerstand gleich 0*267) von 3 mm Durchmesser sein, wenn er einen
Widerstand von 3 Ohm haben soll?
W = c.lj (Siehe Seite 44),
3 = 0-267 ^,
3X7 = 0-267 l,
21 = 0-267 l,
Andere Widerstände.
d) Widerstände aus Kohle, z. B. Lampenbatterien.
b) Widerstände aus Graphit ftlr sehr hohe Widerstände.
Siemens & Halske stellen aus Graphit Widerstände bis zu 100 Mil-
lionen Ohm her.
c) Fltlssigkeitswiderstände, z. B. Zinkvitriollösnngen, in
welche verschiebbare Elektroden eingetaucht sind, gestatten eine be-
queme Aenderung des einzuschaltenden Widerstandes. Solche Wider-
stände finden insbesondere bei der elektrischen Kraftübertragung als
sogenannte Anlasswiderstände Verwendung. Ein Fltlssigkeitswider-
stand (der Polsucher von Berghausen) wird auch zur Bestimmting
der Pole von Stromquellen (besonders Dynamomaschinen) benützt. Der
letztere beträgt 7000 Ohm bei einem Querschnitte von 180 wm* und
einer Länge von IQ mm,
2. Selbstthätige Regulatoren besorgen die Einschaltung
verschiedener Widerstände durch Elektromagnete oder Solenoide.
Fig. 213 stellt einen selbstthätigen Regulator dar, bei welchem ein
Solenoid E auf einen Eisenkern K einwirkt. Die vielen Windungen
eines dünnen Drahtes E sind an die Pole der Maschine anzuschließen.
Der Eisenkern K ist sammt einem darauf befestigten Quecksilber-
gefkße q durch die Gewichte G und g ausbalancirt. Wird die Spannung
an der Maschine größer oder kleiner, so senkt oder hebt sich der
Eisenkern J5r und es wird durch den Quecksilberkontakt automatisch mehr
oder weniger Widerstand in den zu regulirenden Stromkreis eingeschaltet.
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— 177
Solche Automaten werden von Ganz & Co. in Budapest, der
Leipziger Elektricitätsgesellscliaft imd Anderen gebaut.
Weitere selbstthätige Regulatoren.
a) Beim selbstthätigen Regulator von Brush wird der
Magnetwiderstand durch einen automatisch zu regulirenden Nebenschluss-
widerstand, der erforderUchen Spannung entsprechend, verändert,
b) Die selbstthätige Regu-
lirung durch automatische Ver-
schiebung der B tlr st en wurde von
Maxim, Elihu Thomson, Hoch-
hansen und Statter durchgeführt.
c) Goolden & Trotter wenden
zur Regulirung auf gleiche Stromstärke
einen zum Anker parallelen magnetischen
Nebenschluss an. Die Kraftlinien treten
anstatt durch den Anker mehr oder we-
niger durch einen magnetischen Neben-
schluss (eine Eisenmasse) über.
rf) Die Regelung der Betrieb s-
maschine mittels Regelung der
Dampfzufuhr ung durch den elek-
trischen Strom (Richardson, Wil-
lans, Jamieson).
e) Die Regelung durch Ab-
theilung der Wickelung. EinElek-
tromagnet schaltet einzelne Wickelungs-
abtheilungen automatisch aus und ein
(Brush, Cardew, Deprez).
/) Die dynamoelektrische Regelung; derselben liegt das
Dynamometer zu Grunde, dessen Princip nachfolgend erläutert
werden soll.
g) Die Regelung durch gleichmäßigen Dampfdruck
auf gleiche Stromstärke. Ein an dem Kessel angebrachter Am-
peremesser zeigt dem Heizer stärkere oder schwächere Feuerung an.
137. Die Begelung der Wechselstrommaschinen.
Die Regelung der Stromstärke oder Spannung von Wechselstrom-
maschinen besorgen:
1. Hand- und selbstthätige Regulatoren (§136)5 bei den
Maschinen mit besonderer Erregung werden dieselben in den Erreger-
stromkreis eingeschaltet.
Fig. 213.
Kratzert, Elektrotechnik.
12
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— 178 —
Die Firma Ganz & Co. in Budapest verwendet zur Regelung
kleiner Aenderungen im Hauptstrome den Widerstandsregulator
(Automat-Rheostat) System Bläthy, Fig. 214a, welcher die Span-
nung an den Primärklemmen der Transformatoren gleich erhält. Der Strom
für die Regulirungs- Apparate und die Spannungsmesser (Volt messer)
Automat -ßhemUfi
mmr/i^
Fig. 214 b.
Äfc^thineAPii^fuii^'ieitung JäUf^wn-
*^ ■ * ►
Fig. 214 a.
wird in der Centrale mit Dazwischenschaltung von Transformatoren
abgezweigt. Ein Transformator (Egalisator) wird mit seiner sekun-
dären Bewickelung in den Hauptstrom eingeschaltet und überträgt so
die Aenderungen desselben.
Der Egalisator hat die Spannung an den Transformatoren
a) zu kontrolireu und
6) gleichzuerhalten.
Ein zweiter Transformator (Reduktor) setzt hoch- in niedrig-
gespannte Ströme um.
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— 179 —
Fig. 214 b stellt das Quecksilberge&ß Q mit den Kontaktstäbchen der
letzteren Figur dar. Sobald die Spannung an den Polen des Solenoides S
steigt, zieht dasselbe den Eisenkern tiefer in seine Höhlung und schaltet
den früher durch das Quecksilber kurzgeschlossenen • Widerstand ein.
2. Die Anwendung einer veränderlichen Erregung,
welche der Erregung durch die gemischte Wickelung von Gleichstrom-
maschinen ähnlich ist. Die Erregung ist entweder dem Hauptstrome oder
dem Widerstände des Stromkreises proportional, je nachdem die Regelung
anf gleiche Spannung oder Stromstärke erfolgen soll.
a) Die Methode von Zip er nowsky für gleiche Spannung
ist in Fig. 215 an einer achtpohgen Innenpolmaschine, deren Anker
aas acht feststehenden
Spulen besteht, sche-
matisch zur Darstel-
lung gebracht.
Sieben Ankerspu-
len sind hintereinander
geschaltet; der Strom
der achten Spule S wird
mittelst eines auf der
Welle der Maschine be-
festigten Stromwenders
den Magnetwickelun-
gen zugeftihrt und fließt
durch einen Transfor-
mator T^ dessen dicke
Windungen in den Hauptstrom eingeschaltet sind. Durch den Transfor-
mator T wird der Erregerstrom von der Stromstärke des äußeren Stromes
abhängig gemacht.^)
J)Die Methode von Kennedy für gl ei ebb leib ende St rom-
stärke beruht auf dem Principe der letzten Methode. Die dünnen
Windungen des Transformators bilden einen Nebenschluss zu den Klemmen
der Maschine.
Fig. 216.
IV. IHe ZusanMfnenschaltung von Dyna/monuischi/nen.
138« Die Zusammenschaltpng i^t in den folgenden Schemen nur
an zwei Maschinen durchgefiihrt, weil jede weitere Maschine genau so
an die vorhergehende angeschlossen wird, wie die zweite an die erste.
^) Yer^leiche die BegeluDgsmethode yon Schallenberger in Electrical
UTorid, X, 18S7, S. 60.
12*
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— 180 —
139« Hmtereinanderschaltimg. Die Spannungen hinter-
einander geschalteter Maschinen addiren sich. Die
Pole der Maschinen wechseln in ihrer Aufeinanderfolge
(-| 1 u. s. w.).
Fig. 216.
a) Reihenmaschinen, Fig. 216, müssen, wenn sie hinterein-
ander geschaltet werden sollen, für dieselbe Stromstärke berechnet sein.
Beträgt die Spannung an jeder Maschine 200 Volt, so herrscht zwi-
schen den Punkten m und n die Gesammtspannung von 400 Volt.
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— 181 —
Die Stromstärke mtiss, da nur ein Stromkreis vorhanden ist, überall
dieselbe sein.
b) Nebenschlussmaschinen, Fig. 217.
c) Maschinen mit gemischter Schaltung.
1. Mit kurzem Nebenschlüsse, Fig. 218a.
2. Mit langem Nebenschlüsse, Fig. 218b.
3. Vereinigung der beiden letzten Schaltungen.
TOJööm
<Q^öööööMö
-*-*-*
/Qxiöööööööö"
QfiSOa
-*-*-*
^(^^y^wsümsm
ÖÖ0ÖÖÖÖÖ"ÖÜ"ÖÖÖ"Ö5"Ö)
x » *
y(^y^bb'6ö(^6(^
loOQOQQOQOOOQOQQj
'T ^ ^
Fig. 21S a.
Rg. Ä18 b.
tO-
ßOAmp,
<->
Ar 1
Jl
I
f
Fig. 219.
140. Nebeneinanderschaltung.
Die Stromstärken parallel geschalteter Maschinen
addiren sich. Die einzelnen Maschinen werden mit den
gleichen Polen aneinander geschlossen.
a) Nebeneinanderschaltung von Reihenmaschinen,
Fig. 219. Parallel geschaltete Reihenmaschinen müssen nach Gramme
auch durch die Leitung L zwischen den zweiten (positiven oder negativen)
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- 182 ~
Polen verbunden sein, weil sich sonst durch eine größere Klemmenspannung
an der einen Maschine die Pole der anderen Maschine umkehren und
die Maschine mit niederer Spannung angetrieben werden kann. Haben
die Maschinen genau gleiche Spannung, so herrscht zwischen den Po-
len Pi und Pj und Pj und P^ keine Spannungsdifferenz und die Ver-
bindungsleitung L ist stromlos. Bei verschiedenen Spannungen an den
Polen wird Strom aus der einen Maschine in die zweite fließen und da
jetzt die Richtungen der Ströme in beiden Maschinen übereinstimmen,
Fig. 220.
wird die Erregung der schwächeren Maschine durch die stärkere ver-
stärkt; eine Umkehrung der Pole ist deshalb bei dieser SchaJttmgs-
weise gänzlich ausgeschlossen.
b) Nebeneinanderschaltung von Nebenschlussma-
schinen. Sind mehrere Maschinen mit getrennten Leitungsnetzen in
großen Beleuchtungsanlagen oder Centralstationen vorhanden, so muss
ein sogenannter Generalumschalter im Falle des Versagens einer Ma-
schine eine zweite (gewöhnlich Reservemaschine) in den Stromkreis der-
selben einschalten. Zweck der Parallelschaltung von Maschinen ist es,
diese Umschaltung, sowie die damit verbundene Stromunterbrechung,
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— 183 —
zvL yenueiden und das Leitungsnetz einfacher zu gestalten. Sollen Ne-
benschlnssmaschinen parallel geschaltet werden, so müssen dieselben die
gleiche Spannung haben, denn schon bei ganz geringen Spannungs-
differenzen wird, da sich dieselben gegenseitig tilgen, der Nutzeffekt der
Gesammtanlage geschädigt.
Schon bei einer Spannungsdifferenz zweier Maschinen von einigen
Volt treibt die eine Maschine die andere an. ^)
Die Nebeneinanderschaltung zweier Nebenschlussmaschinen stellt
Fig. 220 übersichtUch dar. Die positiven Pole der Maschinen sind an die
Hauptleitung L^, die negativen an die Hauptleitung L^ angeschlossen.
Die Magnetwickelungen werden, um durch Außenstrom etwa ein-
tretenden Polwechsel unmögUch zu machen, hinter den Ausschaltern
a, und aj befestigt. Die Ausschalter a, und a^ sind nur dann noth-
wendig, wenn die Magnetrheostate RR keine eigene Aus-
schaltung gestatten; die letzteren Rheostate sind entweder einzeln oder
durch eine Welle gemeinsam verstellbar eingerichtet.
Sämmtliche Leitungen sind durch die Sicherungen 5, S, , ., welche
entweder aus Blei-, Kupfer- oder anderen Drähten bestehen, vor zu
hohen Stromstärken geschützt.
Sicherungen sind überall dort anzubringen, wo ein
Querschnittwechsel des Leitungsdrahtes stattfindet.
Die Amperemesser -4 ^ zeigen die Belastung der Maschinen an.
Gibt bei einer GlühHchtanlage (Glühlampen zu 100 Volt, 16 Normal-
kerzen und 0*5 Ampere vorausgesetzt) der Ampferemesser 20 Am-
20
pere an, so sind -— = 40 Glühlampen eingeschaltet; besteht die An-
u o
läge aus Bogenlampen zu 10 Ampere, so entsprechen einer Angabe des
100
Amperemessers von 100 Ampere, -T^ = 10 Bogenlampen. Die An-
zahl der Voltmesser soll, da gleiche Spannung bei der Parallelschal-
tung maßgebend ist, so groß sein, als die Anzahl der Maschinen; ande-
renfalls mnss die in der nächsten Figur angewendete Voltmesserschal-
tung, die sich auf beUebig viele Maschinen ausdehnen lässt, vorgenom-
men werden.
Die Inbetriebsetzung. Sollen sämmtliche Maschinen gleich-
zeitig in Thätigkeit treten, so sind die Ausschalter a^, a^, o,, a^ zu
schheßen nnd die Voltmesser durch die Magnetrheostate auf die nor-
male Spannung gleichmäßig einzustellen. Elann das Nachschalten der
Maschinen nacheinander erfolgen, so ist die durch den Hauptschalter
>) Wilhelm Peakert, Centralblatt für Elektrotechnik, 1SS7, S. 174.
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— 184 —
nachzoschaltende Maschine vorerst auf die uormale Spannung (Betriebs-
spannung) zu bringen. Da die Spannungen der Dynamo von den Tou-
renzahlen derselben abhängen, wird deren Regelung am besten
durch den Antrieb von einer gemeinsamen Welle aus erreicht. Besorgen
mehrere Motoren den Antrieb von verschiedenen Wellen aus, so kann
die Regelung auf gleiche Spannung an den letzteren vorgenommen
werden. Für die empfindliche Regulirung ist der Magnetrheostat unent-
behrlich.
Zampen-JSatt.
Fig. 221.
Das Abstellen geschieht entweder an allen Maschinen gleich-
zeitig und zwar bei Gltlhlichtanlagen, soll nicht starke Funkenbildung
am Hauptausschalter eintreten, durch gleichzeitiges Ausschalten sänunt-
licher Magnetrheostate oder bei Bogenlichtlampen, zur Vermeidung des
Zuckens im Lichtbogen der Lampen, des Aufeitzens (Kurzschließens) der
Kohlen und von Störungen im Mechanismus derselben, durch Ausschal-
ten sämmtlicher Hauptausschalter.
Fig. 221 veranschaulicht das Schema parallel geschalteter Neben-
schlussmaschinen bei Anwendung einer sogenannten Lampenbatterie
und eines mit einem Umschalter versehenen Voltmessers.
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185 —
Die Lampenbatterie, welche aus einer der Leistung der Maschinen ent-
sprechenden Anzahl von Glühlampen besteht, kann durch irgend einen
Widerstand ersetzt werden. Soll z. B. die zweite Maschine an die Haupt-
leitung Lj . und L^ mittelst des Hauptausschalters ag angeschlossen
werden, so bringt man dieselbe zuerst durch die Lampenbatterie (Schalter
Oq und Og) auf die Leistung der anderen Maschinen, schaltet dann
bei a« aus und bei 05 und a^ gleichzeitig ein.
Fig. 222 a.
c) Nebeneinanderschaltung von Maschinen mit ge-
mischter Wickelung. . Bei den Maschinen mit gemischter Wicke-
lung fließt der Außenstrom durch die Magnetschenkel und nimmt auf
die Begulirung des magnetischen Feldes einen großen Einfluss; wird
der Außenstrom größer, so steigt die Spannung der Maschine und der
Strom derselben fließt jetzt nicht nur durch den äußeren Stromkreis,
sondern auch durch die mit demselben verbundenen Maschinen. M. Mor-
de y und Ledeboer schalten zur Beseitigung dieses Uebelstandes
zwischen je zwei Maschinen, Fig. 222 a und Fig. 222 b, eine Ausgleichs-
leitung j^s ein, deren Querschnitt mit ^/^^ der Stromstärke der größten
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— 186 —
Maschine bemessen wird. Die Ansschalter a^ und o, sind zweipolig
(bipolar), so dass die von der Maschine aasgehenden HaupÜeitangen
gleichzeitig eingeschaltet werden k&nnen. Für den Betrieb und die
Schaltung der Apparate gelten die unter b) angeführten Vorschriften.
Sind die Ausschalter a^ und a^ in unmittelbarer Nähe der Maschine
aufinontirt, so wendet man die in Fig. 222 b dargestellte Schaltung
an, weil man sonst von jeder Maschine eine Leitung zum Schalt-
Fig. 222 b.
brette, dagegen in Fig. 222 b nur einen Draht von jeder Maschine
zu den Rheostaten RR zn führen hat. Da in dieser Figur die Ausschalter
für den Nebenschluss fehlen (Oj und a^^ Fig. 222a), müssen die Magnet-
rheostate selbst ausschaltbar sein.
Wenn bei der in den Schemen, Fig. 222 a und 222 b, angegebenen
Schaltung, unter Voraussetzung gleich großer Maschinen und gleicher
Tourenzahlen, die Stromstärken in den Magnetwickelungen dieselben
sind, müssen die Spannungen und Leistungen der Maschinen gleich sein.
Wird dann die Tourenzahl der einen Maschine kleiner, so hat dieselbe
weniger Arbeit zu leisten, und lauft rascher, während die zweite Ma-
schine einen langsameren Gang annimmt, bis sich an beiden Maschinen
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— 187 —
die gleiche Spannxuig einstellt. Dieselbe RegeloBg findet auch bei
Maschinen von verschiedener Größe und ungleichen Tourenzahlen statt;
in letzterem FaUe müssen sich die Widerstände der dicken Windungen
umgekehrt wie die Stromstärken der Maschinen verhalten.
141« Znsammenschaltnng von Wechselstrommaschiiien« Die
grundlegenden Theorien dieser Schaltungsart hat Wilde (1869) ver-
öffentlicht und Hopkinson (1883) neu bearbeitet. Wechselstrom-
maschinen können nur dann hintereinander geschaltet werden, wenn
sie miteinander direkt gekuppelt sind. Für die Nebeneinanderschaltung
derselben gelten folgende Bedingungen:
1. Die Anzahl der Pol Wechsel der beiden Maschinen müssen einander
gleich oder die Anzahl der Polwechsel der einen Maschine muss einige
wenige male so groß sein, als die Anzahl der Polwechsel der zweiten
Maschine. Praktische Verwendung hat bisher nur der erste Fall
gefanden.
2. Die größte Spannung an jeder Maschine muss genau zu der-
selben Zeit erreicht werden, d. h. die Maschinen müssen gleiche
Phasen haben.
Inder Wiener Centralstation der „Internationalen Elek-
tricitätsgesellschaft" *) wird die neu hinzuzuschaltende Maschine
anfdie Ersatzrheostate geschaltet und durch den Erregerstrom auf
gleiche Spannung mit den im Betriebe befindlichen Maschinen eingestellt.
Die Phasengleichheit wird durch Regelung an dem Ersatzrheostate
erzielt und
a) an Lampengruppen (Phasenindikatoren), welche sowohl
dem Stromkreise der Betriebsmaschinen, als auch der zuzuschaltenden
Maschine angehören und anfangs in kurzen, später in längeren Zwischen-
räumen (Intervallen) aufleuchten und wieder verlöschen,
h) an dem „Summen^ der Maschinen, das mit einer Tonhöhe,
deren Schwingungszahl der Polwechselanzahl gleich ist, erfolgt, erkannt.
Sämmtliche Zusammenschaliungen von Dynamoma-
schinen sind für zwei- und mehrpolige Maschinen ver-
wendbar.
F. Unterstichung der Dynamomaschinen und Motoren.
142. Die wichtigsten Hilfsapparate.
1. Das Galvanometer (Seite 22, Fig. 21).
2. Das Läutewerk (Seite 24, Fig. 26).
0 Zeitschrift ftbr Elektrotechnik, 1891, S. 129.
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— 188 —
3. Der Isolationsprüfer besteht aus einer magnetelektrischen
Maschine Jf, Fig. 223 a, und einer Wechselstromklingel, Fig. 223 a
und Fig. 223 b.
Die magnetelektrische Maschine Jf, Fig. 223 a, wird durch die
Kurbel C und die Räderübersetzung Rr angetrieben; der so erzeugte
Wechselstrom durchfließt die Windungen der Elektromagnete E^ und E^.
Bei der in Fig. 223 b durch die Pfeile angegebenen Richtung des
Fig. 228 a.
Wechselstromes entstehen an den Enden ss der Elektromagnete E^ und
J&2 Südpole. Ueber den Elektromagneten E^ und E^^ beziehungsweise
dessen Polen ws, befindet sich ein Stahlmagnet als Anker. Die gegen-
seitige Lage der Pole des Ankers und der Elektromagnete E^ und E^
sind durch 2 Fälle erschöpft:
a) Dem Pole s des Elektromagnetes E^ liegt der Nordpol des Ankers
gegenüber (Anziehung). Dann müssen auch der Pol s des Elektro-
magnetes E^ und der Südpol des Ankers einander gegenüberstehen
(Abstoßung).
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— 189 —
b) Dem Pole 8 des Elektromagnetes E^ befindet sich der Südpol
des Ankers gegenüber (Abstoßong), dann muss dem Pole 8 des Elektro-
magneten jE?2 der Nordpol des Ankers gegenüber liegen (Anziehung).
In beiden Fällen werden sich, da der Anker um den Punkt 0
drehbar ist, die beiden Bewegungen unterstützen. Wechselt der Strom
seine Richtung, so treten die entgegengesetzten Wirkungen ein. Mit
dem Anker ist die Kugel k fest verbunden, welche gegen die Glocken
(?i und G^ schlägt. Die Stromabnahme erfolgt gewölmlich
a) an der isolirten Welle durch einen Schlei&ontakt 5^, Fig. 223 b,
(1. Wechselpol) und
b) durch einen isolirten Ring 5^, Fig. 223 b, oder es bildet der
Metallkörper der Maschine den zweiten Pol (2. Wechselpol).
Als Wechselstromklingel kann auch ein sogenanntes polarisirtes
Relais (Siemens &Halske) Verwendung finden. Dann ist nicht
blos der Anker, sondern der Theil ns-4, Fig. 223 a, ein Stahlmagnet
mit den Polen n und ». Der Anker wird nordmagnetisch, während
die Eisenkerne des Elektromagnetes Südpole anzeigen.
FUeßt kein Strom durch die Windungen des Elektromagnetes, dann
müssen die Südpole desselben den nordmagnetischen Anker im Gleich-
gewichte erhalten, so zwar, dass der Anker in Ruhe verbleibt. Es sind
nun 2 Fälle zu unterscheiden:
a) Schickt man den Wechselstrom so durch die Windungen des
Elektromagnetes, dass die beiden gegen den Anker A gerichteten Enden
seiner Kerne entgegengesetzte Pole annehmen, dann zieht ein Kern
den Anker an, der andere stößt ihn ab und die Kugel ä;, Fig. 223 b,
schlägt gegen eine der Glockenschalen G^ oder 6?,; wechselt der
Strom in den Windungen des Elektromagnetes seine Richtung, dann
tritt eine Bewegung der Kugel gegen die andere der Glockenschalen
(fg oder Gl ein.
b) Der Wechselstrom magnetisirt beide Kerne gleichnamig. Dann
wird der Stahl-Südmagnetismus in einem Kerne geschwächt, in dem
anderen verstärkt, so zwar, dass mit wechselnder Stromrichtung eine
hin- xmd hergehende Bewegung des Ankers eintritt.
4. Die wissenschaftlichen und industriellen Galvano-
meter (Siehe IL Abschnitt).
5. Die Drahtlehre (Mikrometerlehre), Fig. 224, wird zum
Messen der Drahtdurchmesser verwendet. Eine ganze Umdrehung der
Schraube S ändert die Entfernung zwischen a und b um 1 mm. Die
MiUimeter werden auf der horizontalen, die Zehntelmillimeter (Deci-
malen) auf der Elreistheilung bei c abgelesen.
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— 190 —
6. Die Schublehre, Fig. 225, ermöglicht die Messung der
Außen- und Innendurchmesser von Drähten, Bohrungen u. s. w. Die
Millimeter gibt bei Außendurchmessern der Hauptmaßstab m, die Zehnt^l-
millimeter derjenige Theilstrich des Nonius n, welcher mit einem Theil-
striche des Hauptmaßstabes übereinstimmt, an. Bei Innendurchmessern
sind die Längen a und b zur Ablesung zu addiren. .
7. Die Umdrehungszähler, Figuren 226, 227 und 228, dienen
zum Messen der Umdrehungszahlen rotirender Wellen. Die genannten
3 Zähler werden durch Drücken der Enden a (in Fig. 228 der
2
ii'Mi|jr,iMiml'!nl'
0 O /O O
m
Fig. 225«
<ot >
< h>
:^^^g^.^FI*i.^_ _
Fig. 224.
Enden % oder a^ gegen den Körnerpunkt der Welle in Thätigkeit
gesetzt. Eine Uhr bestimmt die Zeit, binnen welcher die Umdrehungen
erfolgen..
Die mittelst des Zählers, Fig. 226, zu messende Umdrehungszahl
sei gleich lÖOO. Das Zahnrad R^ macht eine Umdrehung bei 100
Umdrehungen der Welle A^ folglich beträgt die Anzahl der Um-
drehungen desselben bei 1000 Umdrehungen der Welle A (sowie der
Welle der zu messenden Maschine) 1000 : 100 = 10. Mit dem Bade
i?! ist das Rad R^ (mit 10 Zähnen), welches in das Rad R^ (mit 100
Zähnen) eingreift, fest verbunden. Macht das Rad R^ (also auch ^s)
10 Umdrehungen, so dreht sich das Rad R^ einmal herum. Bei der obigen
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— 191 —
Annahme (1000 Maschinennmdrehungen) macht demnach das Rad Ä^
eine Umdrehung. Daraus folgt, dass die Angaben des Rades R^ mit
1000 zu multlpliciren sind. Werden die beiden Theilungen vor dem
Gebrauche des Zählers durch das Drücken der Feder F und Drehen
der Räder B^ und B^ so eingestellt, dass die Zeiger Z^ und Zg auf 0
a
^A
^^..A
\ /♦/vT T'\ 'K ^
Fig. 227.
Fig. 228.
Fig. 226.
einstehen, so geben die Theilstriche des Rades B^ die Zehner an. Je
nachdem die Maschinen Rechts- oder Linkslauf haben, sind die Ab-
lesungen an der inneren oder äußeren concentrischen Zifferreihe vor-
zunehmen.
8. Der Umdrehungszähler, Fig. 227. Einer Umdrehung der
Welle entspricht ein Theilstrich der größeren, 100 Umdrehungen der
Welle ein Theilstrich der kleineren Theilung.
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192
c^^ ....^
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» ^
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— 193 —
9. Der Umdrehungszähler, Fig. 228, wird mit a^ oder a^ an
die Maschine angelegt, je nachdem dieselbe Rechts- oder Linkslauf hat
Die Zeitdauer der Messungen bei den gewöhnlichen Umdrehungs-
zählern beträgt zumeist 1 Minute (Umdrehungen in der Minute) oder
Vs Minute; in letzterem Falle ist die Ablesung mit 2 zu multipliciren^
wenn die Umdrehungszahl in 1 Minute gemessen werden soll.
rr\
KU
Fig. 280 b.
Fig. 230 a.
Fig. 230 e.
10. Das Patent-Tachometer von Buss, Sombart & Co. in
Magdeburg, Friedrichstadt ist ein Instrument, welches im Gegen-
satze zu den letzten Umdrehungszählem die Umdrehungen von Wellen
in der Minute in jedem Augenblicke, ohne Zuhilfenahme einer Uhr, angibt.
Die genannte Firma baut:
a) Das Tachometer ftlr Riemenübertragung. ^) In ihrer
Aufeinanderfolge sind die wichtigsten Bestandtheile dieses in den Figuren
*) Buss, Sombart & Co., D. R.-P. Nr. 1036 vom 1. November 1877; Vgl.
M. Schröter in Offic. Bericht über die Münchener Elektricitätsausstellung,
1882, IL Theil, Seite 7.
13
Kratzer t, Elektrotoohnik.
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— 194 —
229a bis 229 d dargestellten Tachometers die folgenden: Die Welle
D mit dem Pendelträger F und den Pendeln E^ und E^, Das Pen-
del E^ zeigt Fig. 229 b perspektivisch, in Fig. 229 c ist die Spiral-
feder R (Fig. 229 a) abgebildet. Die Fig. 229 c zeigt die Windungen
der Spiralfeder B im Schnitte, Fig. 229 d die Befestigung der Enden
derselben an die Nabe des Pendels E^ und an den Um&ng von £»
(bei m). Die Uebertragung der Geschwindigkeitsänderungen der Pendel
auf den Zeiger Z besorgen die Welle (?, die gabelförmige Schiene H und
die Zahnräder a und a^ . Der Zeiger Z gibt auf einem Zifferblatte die Anzahl
der Umdrehungen der Welle in der Minute an ; derselbe wird durch eine
Spiralfeder in der Ruhe auf Null eingestellt und durch einen, von Zahn-
rädern angetriebenen Windflügel vor plötzlichen Stößen geschützt. Zur
bequemen Ablesung kann man das Gehäuse C durch Lösen der Schraube /
drehen. Die Stufenscheibe B (Verhältnis der Durchmesser 1 : 2) ist mit der
Welle D gekuppelt. Die Feder K soll seitUche Verschiebungen der
Riemenscheibe verhindern.
Das Schmieren des Tachometers erfolgt bei h und mittelst des
Oelers c. Von c gelangt das Oel in die Mulde Cj, welche mit dem Schieber
G fest verbunden ist.
h) Das Handtachometer, Figuren 230a bis 230 e, hat im
WesentUchen dieselbe Einrichtung wie das letzte Instrument. Für die
Behandlung und Benützung desselben gilt die folgende Vorschrift :
1. Die Behandlung.
Kein Theil des Tachometers, mit Ausnahme des Deckels, wel-
cher die Rückseite des Zifferblattgehäuses verschUeßt, darf geöffnet
werden. Dieser letztere kann durch das Lösen der Schraube e, Fig. 230 c
abgehoben werden. Alle zu schmierenden Theile dürfen stets
nur feinstes, nicht harzendes Oel enthalten. Für jeden ersten
Gebrauch des Tachometers an einem Tage ist dasselbe an den, durch
die Schrauben h und c verschlossenen, Schmierlöchern zu schmieren.
Bei häufiger Benützung an demselben Tage muss dies mehrmals und
zwar V2- bis 1-stündlich wiederholt werden.
Das im Innern des Zifferblattgehäuses befindliche kleine Schniier-
gefaß d ist, nachdem sein mit Bajonettverschluss versehener Deckel
behutsam abgenommen wurde, mit feinstem Oele zu ftülen. Die
kleinen Getriebe des Uhrwerkes sind ganz wenig zu ölen.
2. Die Benützung.
An dem einen Ende des Tachometers befinden sich drei Getriebe
a, von denen jedes ftir diejenigen Geschwindigkeiten bestinunt ist, welche
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— 195 —
dabei eingravirt sind (50— 200, 250—1000, 500— 2000 Umdrehungen). ')
Bei Benützung des Instrumentes ist der Dreispitz, Fig. 230 b, auf das
jenige Getriebe zu stecken, innerhalb dessen Umdrehungszahlen die muth-
maßKche Geschwindigkeit der Maschine fkUt, deren Umdrehungen ange-
zeigt werden sollen. Beim Gebrauche des Instrumentes verwende man stets
beide Hände in der aus der Abbildung, Fig. 230 e, ersichtlichen Weise.
c) Der Patenttachograph ist ein Tachometer, welches mit
einer Registrirvorrichtung (Vorrichtung zum selbstthätigen Wiedergeben
der während der Thätigkeit des Instrumentes herrschenden Umdrehungs-
zahlen) versehen ist Die Prüfung der Angaben der Patenttachometer
kann mit einem gewöhnlichen Umdrehungszähler an einer Welle mit
gleichbleibenden Umdrehungszahlen vorgenommen werden. Vielfache Ver-
wendung finden auch die elektrischen Tourenzähler von Hörn.
i7
7/ti
^1?
Fig. 231.
11. Der Prony'sche Zaum, Fig. 231, auch Bremsdynamo-
meter genannt, misst die elektrische Arbeit einer Kraftmaschine (die
von einem Motor erzeugte mechanische Arbeit), ohne dass dieselbe
eine andere Maschine (Arbeitsmaschine) antreibt. Dieses Dynamometer
besteht aus den Bremsklötzen (Bremsbacken) Bi B^, welche durch die
Schrauben Si und S^ an die Riemenscheibe (beziehungsweise Welle) B
der zu prüfenden Maschine angelegt werden und dem Bremshebel H,
an dessen Ende eine Wagschale angebracht ist.
Die Böcke Wj und m^ verhindern das Mitnehmen des Zaumes von
der Welle der Maschine.
Durch die Reibung der Riemenscheibe an den Backen wird
sämmtliche Arbeit der Kraftmaschine verbraucht. Den Backen muss zur
Vermeidung von zu starker Erwärmung bei W Wasser (Seifenwasser)
zugeführt werden.
^) Die Tourenzahlen von 200 bis 260 zeigt diese Theilang nicht an.
13»
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Fig. 232.
— 196 —
12. Der Arbeitsmesser (das Dynamometer) von F. von
Hefn er- Alte neck*), Fig. 232 und 233, dient zum Messen des Kraft-
verbranches einer Arbeitsmaschine und wird direkt in den Riemen,
welcher die Kraft- mit
der Arbeitsmaschine ver-
bindet, eingeschaltet. Das
Dynamometer zählt 6 Rol-
len 1, 2, 3, 4, 5 und 6,
Fig. 232, welche an einem
Rahmen befestigt sind;
eine siebente Rolle 7,
Fig. 232, trägt einen um
die Achse der Rolle dreh-
baren Hebel. Ein Gegen-
gewicht gleicht die Ge-
wichte der Rolle 7 und
des Hebels, sowie eine,
dem Ruhezustande ent-
sprechende, mäßige Span-
nung einer Feder aus, so
dass der Zeiger auf der
Marke einsteht und die
RoUe 7 ihre Mittelstellung
einnimmt. Eine Flüssig-
keits- (Glycerin-) Bremse
und die Feder dienen zur
Dämpfung der Schwan-
kungen. Ist der obere
Theil des Riemens der trei-
bende, so wird durch die
Spannungsdifferenz zwi-
schen dem treibenden xmd
leerlaufenden Theile des
Riemens die Rolle 7 herab-
gedrückt und durch das
Spannen der Feder der
Zeiger auf die Marke
eingestellt.
Die Skala gibt den Druck in Kilogramm an (gewöhnlich ist 1 mm
Verschiebung an der Skala gleich 1 kff),
*) F. V. Hefner-Alteneck, Elektrot Zeitschrift, 1881, S. 229.
Fig. 233.
Strorrvaaelle
Fig. 234.
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— 197 —
13. Der Polsucher von Berghausen, Fig. 234, bestimmt, so-
wie der Polsucher von Woodhouse und Rawson, die Pole
der Stromquellen durch Anlegen derselben an die Klenamen K^ und jK^.
Die Pole k^ und k^ sind mit den ELlemmen K^ beziehungsweise K^ leitend
verbunden. Bei stärkeren Strömen zeigt die, den negativen Pol des
Polsuchers A, umgebende, Fltlssigkeit sofort, bei ganz schwachen Strömen
nach einigen Minuten eine intensiv rothe Färbung. Die Flüssigkeit
besteht aus einem Alkalisalz und etwas Phenolphtalein. Wird diese
Flüssigkeit vom Strome durchflössen, so tritt Elektrolyse ein. Das am
negativen Pole frei werdende Alkali bildet mit dem Phenolphtalein
einen rothen Niederschlag.
143. Stromrichtungs- und Polbestimmungen« Die wichtigsten
Hilfsmittel zur Bestimmung der Stromrichtung in Leitungen und Be-
zeichnung der Pole von Stromquellen (Dynamomaschinen, Elementen
u. s. w.), Akkumulatoren, Transformatoren, elektrischen Lampen, Instru-
menten, Apparaten, Automaten, Elektricitätszählem u. s. w. sind:
a) Die Ampere'sche Regel (Seite 21). Da Magnetnadeln in der
Nähe von Dynamomaschinen leicht umpolarisirt werden, sind dieselben vor
dem Gebrauche auf ihre Polarität zu prüfen. Der Nordpol einer Magnet-
nadel muss nach der nördlichen, der Südpol derselben nach der süd-
lichen Himmelsrichtung zeigen.
b) Das Wasser oder besser verdünnte Schwefelsäure
(Verhältnis der Verdünnung 1 : 10). Taucht man die Pole der Strom-
quelle in Wasser oder verdünnte Schwefelsäure, so findet am negativen
Pole Grasentwicklung statt, während am positiven Pole Kupferoxyd in
Form von schwarzen Flocken ausgefeilt wird.
c) Mit Jodkaliumlösung getränktes Papier zeigt, wenn
es befeuchtet mit den Polen einer Stromquelle in Verbindung tritt, am
positiven Pole einen schwarzen Fleck. Je näher die beiden Berührungs-
punkte der Pole auf dem Papiere liegen, desto rascher und deutlicher
zeigt sich die Färbung.
d) Das sogenannte Polreagenzpapier erhält, wenn es be-
feuchtet an die Pole einer Stromquelle angelegt wird, am negativen Pole
eine rothe Färbung. Bezüglich der Entfernung der Berührungspunkte
gilt das anter c) Gesagte.
ej Der Polsucher von Berghausen (Seiten 176 und 197).
Die Bezeichnung der Pole von Stromquellen, Lampen, elektrischen
Instrumenten, Apparaten u. s. w. erfolgt durch die Zeichen + (plus)
und — (minus). Der posirive Pol der elektrischen Lampe, des Apparates
oder Instrumentes wird mit dem positiven, der negative Pol derselben
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198
mit dem negativen Pole der Stromquelle verbunden. Der ÄnscUuss der
Akkumulatoren an eine Stromquelle (Dynamomaschine) erfolgt eben&Us
an denselben Polen.
f) Die Richtung des magnetischen Stromes gibt die
Stldnordrichtung einer in unmittelbarer Nähe desselben befindlichen
Magnetnadel, wenn dieselbe allseitig frei beweghch ist, an.
144. Die üntetBUchimg der Isolation elektrischer Uaschinen
zerMt:
1. In die Untersuchung der Isolation des Kupfers der
Maschinen gegen das Eisen derselben.
a) Isolation des Gesammtkupfers der Maschine gegen
das Eisen, Fig. 235; diese Untersuchung geschieht im stromlosen Zustande
mittelst des Universal-, Spiegel-Galvanometers, Läutewerkes (Seite 24,
Fig. 26), Isolationsprüfers (Seite 188 Fig. 223 a und 223 b), während der
Stromerzeugung durch Galvanometer z.B. Torsionsgalvanometer (Seite 81,
Fig. 82), Spiegelgalvanometer u. s. w. oder, bei Betriebsspannungen bis zu
100 Volt, durch Anlegen eines Drahtendes (oder einer Hand) an den einen
Pol der Maschine und augenblickliches
Bertlhren des Eisens derselben mit dem
zweiten Drahtende (oder der zweiten
Hand) bei ausgeschalteter
Außenleitung. Die Isolation ist
gut, wenn sich keine oder bei sehr
hohen Betriebsspannungen ganz klei-
ne Funken zeigen (kein oder ein ganz
geringer Strom durch den Körper
fließt). Da bei den Versuchen mit
Probedrähten leicht ein Abschmelzen
derselben oder ein längerer Knrz-
schluss der Maschine eintreten kann,
empfiehlt es sich, anstatt des Drahtes
eine der Maschinenspannung entspre-
chende Glühlampe einerseits direkt an
einen Pol der Maschine und anderer-
seits an das Eisen derselben anzuschließen. Je nachdem die Lampe nicht,
dunkel (mit geringer Spannung) oder hell (mit voller Spannung) brennt,
ist die Isolation zwischen dem Eisen und Kupfer der Maschine voll-
kommen, mangelhaft oder gar nicht vorhanden (kurzer Schluss).
Die praktische Ausftlhrung dieser Versuche zeigt
Fig. 235. In dieser Figur bedeuten Ky^ und K^ die Pole der Dynamo-
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— 199 —
maschine; an denselben sollen die Außenleitungen L^ L^ ausgeschaltet
sein. In der Figur erscheint blos die Hinleitung L^ ausgeschaltet. Der
Zuleitungsdraht zum Galvanometer G wird an die Klemme K^
(positiver Pol) der Maschine und an einen durch Schaben oder Feilen
an irgend einer Stelle des Eisenkörpers der Maschine metallisch rein
hergestellten Kontakt z. B. bei C angelegt. Zwischen K^ und C kann
man sich statt des Galvanometers ein Läutewerk, einen In-
duktionsapparat, einen Probedraht, den menschlichen Kör-
per, eine Glühlampe, einen Volt- oder Ohmmesser, einen Pol-
sucher, ein Glas Wasser u. s. w. eingeschaltet denken. Durch
diesen Versuch wird die Isolation des negativen Poles des Kupfers
einer Dynamomaschine gegen das Eisen derselben ermittelt.
Fig. i36.
Fig. 287.
Die Anordnung des Versuches zur Bestimmung der Isolation des
positiven Poles des Kupfers der Maschine gegen das Eisen derselben
unterscheidet sich von der letzten nur dadurch, dass der Probedraht
anstatt an den positiven, an den negativen Pol angelegt ist.
Ein Fehler an dem Punkte -F, Fig. 235 (Nebenschlussmaschine),
veranlaßt einen Stromverlauf in dem durch die Pfeile der strichpunktirten
Linie angegebenen Richtung. In dieser Figur liegt der Fehler im Anker
und der Strom fließt vom positiven Pole JKi durch das Galvanometer (?,
durch die Kontaktstelle C und die Welle zu der Fehlerstelle F zur
negativen Klemme jK,.
Der Betrieb erscheint erst dann ge&hrdet, wenn beide Pole der
Maschine keinen Widerstand gegen das Eisen zeigen. Dieser Fall ist
in Fig. 236 an einer Serienmaschine und in Fig. 237 an einer Neben-
schlossmaschine dargestellt.
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200
In Fig. 236 haben der positive Pol Schluss mit dem Ankereisen
bei Fi^ der negative Pol mit dem Magneteisen bei F^^ so dass ein Theil
oder der ganze Strom im Eisen auf dem Wege F^NF^ verläuft.
In Fig. 237 liegen beide Pole metallisch an dem Ankereisen. Zwischen
den Fehlerstellen F^ und jF,, Fig. 237, geht der Strom durch das Anker-
eisen theilweise oder gänzlich über, je nachdem die Fehlerkontakte F^
oder -Fj oder J?\ und F^ unvollkommen oder Fi und F^ vollkommen
metallisch sind. Durch
solche Nebenschlüsse
im Eisen fließen starke
Ströme und es muss
im Anker eine höhere
(die doppelte und mehr-
fache) als die normale
Stromstärke, erzeugt
werden. Ist der An-
triebsmotor genügend
stark, so wird die Iso-
lation der Ankerdrähte
voUständig zerstört und
die Maschine betriebs-
unfkhig, erweist sich
derselbe als zu schwach,
so bleibt er stehen.
Hat das Kupfer der Maschine Schluss mit dem Eisen derselben, so
sind das Anker? und Magnetkupfer gesondert zu untersuchen.
h) Isolation der Ankerdrähte gegen das Eisen der
Maschine. Diese Prüfung wird im wesenthch so wie die zuletzt bespro-
chene ausgeflihrt.
Der Trommelanker, Fig. 238, besteht aus von einander (oder
aus von einander und der Welle) isolirten Eisenblechen und starken
Endscheiben. Eine Endscheibe F^ wird durch den Bund B an einer
bestimmten Stelle der Welle vor Verschiebungen gesichert und die zweite
Endscheibe -F\ durch den Muttemringw gegen die Blechscheiben gedrückt.
Der Ringanker, Fig. 239, ist durch ein Kreuz iT auf der Welle
befestigt. Der Schluss der Eupferdrähte mit dem Eisen findet bei einem
Trommelanker in der Regel an den Endflächen und Ernten des Ankers
oder an der Welle, bei Ringankern an den Endflächen, Kanten, an dem
Kreuze und an der Welle statt. Der Probedraht, Fig. 238, wird von
der Kontaktstelle an der Welle durch einen Isolationsprüfer J zu der
unteren Kontaktstelle L^ des Kollektors oder, Fig. 239, durch die
Fig. 238.
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— 201 —
Batterie B^ sammt Galvanometer G (beziehungsweise Läutewerk) zu
der oberen (Kontaktstelle L^) des Kollektors geführt, je nachdem die
Isolation ^es nagativen oder positiven Poles zu untersuchen ist. Der ge-
messene Widerstand muss bei guter Isolation sehr groß sein. Haben
beide Pole des Ankerkupfers Schluss gegen das Eisen, so geht der Strom
von einem Pole zum andern durch das Ankereisen über, ohne die Anker-
windungen zu durchfließen.
Nähert man dem Anker einer arbeitenden Dynamo, ein Eisen-
stück mit der Hand bis auf eine geringe Entfernung, so wird das
letztere, wenn sich eine kurz geschlossene Ankerabtheilung an dem-
selben vorbei bewegt, stärker angezogen.
Fi^. 239.
Ist die Befestigung der Ankerdrähte unzureichend, so kann der
Fall eintreten, dass dieselben während der Thätigkeit der Maschine
gegen das Eisen bewegt werden; durch diese Bewegung leidet die
Isolation und es entsteht Schluss im Anker.
Dieser Fehler kann häufig nur während der Stromerzeugung der
Maschine gefunden werden.
Schickt man bei den Kontaktstücken L^ und L^ Strom in den
Anker, so kann man die Isolation des Kupfers gegen das Eisen, wie
oben (1 a) bestimmen.
c) Isolation des Kupfers der Magnete gegen das Eisen
der Maschine.
Haben zwei Drähte der Magnetbewickelung einer Serienmaschine,
Fig. 240, z. B. bei F^ und F^ Schluss, so geht zwischen diesen
Punkten Strom über.
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— 202 —
Findet der Schluss zwischen Fj und F3 statt, so wird, da kein oder
nur ein sehr geringer Theil des Stromes durch die Magnetwindnngen
fließt, kein oder nur ein sehr geringer Strom im Anker erzeugt,
Fig. 241 soll eine Nebenschlussmaschine darstellen und der Schluss
der Magnetdrähte mit dem Eisen findet an den Punkten F^ und F^ statt.
Der Strom fließt, wie in der Fig. 240, von F^ nach -F,, die Windungen
des linken Magnetschenkels sind ausgeschaltet und wenn an den Polen
der Maschine dieselbe Spannung wie früher bestehen soll, so mußs, da
der Widerstand der Magnetwickelung jetzt halb so groß ist, die Strom-
stärke in den Windungen des rechten Magnetschenkels doppelt so groß
sein und eine starke Erwärmung desselben eintreten; der kurzgeschlossene
Schenkel bleibt kalt.
Fig. 240.
Fig. 241.
Kommt bei der Magnetwickelung ein Isolationsfehler vor, so liegt
derselbe entweder an der Einführung des ersten Drahtes der Wicke-
lung E^ Fig. 242, und wird durch Prüfung dieser Stelle gefunden
oder an der Berührungsfläche zwischen den Magnetdrähten einerseits
und der Magnetbüchse B^ B^ B^ B^ und den Bordscheiben B^ B^ und
B^ B^ andererseits, dann muss eine Lage der Drähte nach der anderen
abgewickelt werden, bis ein bei G, zwischen Kupfer und Büchse,
eingeschaltetes Galvanometer (Universalgalvanometer, Isolationsprüfer
u. s. w.) keinen Schluss mehr anzeigt. Schickt man bei E und j^
Strom in die Magnetwickelung, so kann man schon durch üeber-
gehen desselben in einen bei E oder B^ einerseits und der Magnet-
büchse andererseits angelegten Nebenschluss (Probedraht) das Vorhan-
densein des Schlusses je eines Poles erkennen.
2. In die Untersuchung der Isolation der Kupferdrähte
der Maschine untereinander. Bei diesen Untersuchungen darf das
Kupfer der Maschine mit dem Eisen derselben nicht in Verbindung stehen.
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— 203 —
a) Die gegenseitige Isolation der Ankerdrähte. Die
Ankerabtheilung zwischen F^ und Fj, Fig. 243, sei kurzgeschlossen. Der
Kurzschluss, welcher in der Figur durch den strichpunktirten Bogen
zwischen F^ und F^ angedeutet ist, kann z. B. durch Metallstaub, der
durch Schleifen der Bürsten auf dem Kollektor entsteht, oder durch
Beschädigung der Isolation an den Elanten des Ankers oder an dem
Kreuze (Ringanker) herbeigefilhrt worden sein.
Der Strom in den Ankerwindungen wird dann von F^ aus nicht
mehr durch die Abtheilung -4, sondern nach F^ fließen.
In dem Stromkreise F^ Ä F^ F^ muss, weil derselbe einen sehr
geringen Widerstand besitzt, ein starker Strom inducirt werden, welcher
Fig. 243.
(lie Abtheilung A stark erhitzt. An dem entstehenden Gerüche kann
man einen eintretenden Schluss in den Windungen sofort wahrnehmen,
und denselben, wenn er durch Metallstaub herbeigeführt wurde oder
eine Isolation der blanken Stelle möglich ist, vor der vollständigen Zer-
störung der Isolation beheben. Bei den Ringankern lassen sich einzelne
Abtheilungen leicht durch neue ersetzen, die Trommelanker müssen
häufig bis zur Fehlerstelle abgewickelt werden. Nach Fertigstellung
wird der Anker mit den Wellenenden auf 2 Böcke gelagert und in eine
Dynamomaschine mit Vorschaltung eines Widerstandes eingeschaltet.
Der Widerstand wird so eingestellt, dass die Stromstärke in dem zu
untersuchenden Anker dem Querschnitte seiner Drähte entspricht.
Erwärmt sieh der Anker gleichmäßig und ist kein Uebergang zwischen
dem Kupfer imd Eisen desselben vorhanden, so ist die Isolation zu-
reichend.
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— 204 —
b) Isolation der Magnetdrähte gegeneinander. Sind Mag-
netwindungen knrz geschlossen (zeigen z. B. die Drähte einer Lage
nebeneinander liegender Drähte mit den dartlber gewickelten Drähten
der zweiten Lage Schlnss), so wird der Strom zwischen den knrz geschlos-
senen Windungen übergehen, ohne die dazwischen liegenden zu durch-
fließen. Da jetzt weniger Windungen magnetisirend wirken, ist die
Leistung der Maschine bei derselben Stromstärke kleiner. Bei einer
Nebenschlussmaschine tritt Erwärmung der nicht kurzgeschlossenen Win-
dungen ein, weil bei gleicher Betriebsspannung die Stromstärke in den-
selben steigt.
Fig. 244.
Fig. 246.
3. In die Untersuchung der Isolation des Eisens der
Maschine gegen die Erde.
Ist die Isolation zwischen dem Kupfer und Eisen der zu prüfenden
Maschine und der Außenleitungen gegen die Erde unzureichend, so
muss auch bei diesen Untersuchungen die Außenleitung an den Klemmen
der Maschine ausgeschaltet werden.
Für einen sicheren Betrieb ist es erforderlich, dass das Eisen der
Maschine von der Erde gehörig isolirt sei, weil dadurch verhindert werden
kann, dass sich, wenn einerseits ein Pol der Maschine gegen das Eisen
und andererseits der zweite Pol der Leitung gegen die Erde Schluss
haben, ein Nebenschluss durch die Erde und das Eisen der Maschine
bildet, welcher je nach der Größe seines Widerstandes Strom verbraucht
und zur Einstellung des Betriebes, sowie Zerstörung der Isolation des
Ankers führen kann. Zeigen, sowie es Fig. 244 veranschaulicht, ein
Pol der Maschine Schluss gegen das Eisen (in der Figur Ankereisen)
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- 205 —
und derselbe Pol der Leitung Schluss gegen die Erde, so ist der Be-
trieb noch nicht gefährdet^ der Fehler jedoch mnss sofort behoben werden.
Die Anordnung des Versuches zur Bestimmung der Isolation des
Eisens der Maschine gegen die Erde zeigt Fig. 245.
Erweist sich der Widerstand zwischen C^ und C, als sehr groß, so
ist die Isolation ausreichend. Eine zwischen C^ und Q eingeschaltete
Glühlampe glüht hell, wenn die Maschinen und normale Lampen-
spannung gleich sind, sobald Kurzschluss zwischen dem Eisen der Ma-
schine und der Erde stattfindet. Ein bei Q und Cj angelegtes Galvano-
meter (Isolationsprtifer u. s. w.) geben tlber die Isolation einer stromlosen
Maschine gegen die Erde Aufschluss.
4. Unterbrechung im Anker. Eine Messung des Widerstandes
des Ankers mit einem Galvanometer (Universalgalvanometer, Messbrücke
u. s. w.) lehrt, ob eine Unterbrechung in den
Ankerabtheilungen stattfindet oder nicht.
Findet eine Unterbrechung statt, so geht die
Maschine nicht an, d. h. sie gibt keinen
Strom. Versuchsweises Anlegen eines Drahtes
an zwei beliebige, mehr oder weniger weit
von einander entfernte Kollektorlamellen z. B.
an m und n, Fig. 246, während des Laufes der
Maschine zeigt, falls dieselbe dabei angeht,
durch das Ueberspringen kräftiger Funken
zwischen den genannten Punkten die Fehler-
stelle durch die, infolge dieses Versuches, Yig. 246.
schadhaft gewordenen Kollektorlamellen an.
Schlechtes Verlöthen oder Verschrauben der Verbindungsstellen
zwischen den einzelnen Abtheilungen oder zwischen den letzteren und
den Kollektorlamellen verursachen diesen Fehler sowie das Entstehen
schlechter Kontakte an denselben Stellen, wodurch Funkenbildung,
Heißwerden und Verbrennen der Kontakte eintreten. In beiden Fällen
muss rechtzeitig ausgeschaltet und abgestellt werden.
5. Die Maschine gibt in den folgenden Fällen keinen
Strom:
a) Der zurückbleibende (remanente) Magnetismus ist
zu schwach, um in den Ankerdrähten Strom zu induciren; dann
muss man die Maschine entweder durch eine zweite erregen (in den
Stromkreis einer zweiten Maschine mit vorgeschaltetem Widerstände
einschalten) oder folgend behandeln. Eine Serienmaschine geht oft
schon an, wenn dieselbe augenblicklich kurzgeschlossen wird oder es
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206 —
zeigt sich durch Verbrennen der Isolation oder Schmelzen der Kontakt-
stellen der Fehler an. Bei der Nebenschlussmaschine ist dieses Ver-
fahren nicht anwendbar, da dieselbe durch Kurzschluss stromlos wird.
Fig. 247 zeigt das Schema einer Neben-
schlussmaschine.
Zu dem Stromkreise P^ M P^ (Magnet-
stromkreis) sind die beiden Ankerstromkreise
Pi Ai Pg und Pi -4j Pg parallel geschaltet.
Verbindet man die Pole Pj und Pg durch
einen Probedraht Z>, d. h. schliesst man die
^
^
D
Fig. 247.
Maschine kurz, so wird, da in dem Strom-
kreise Pi Z> Pg ein ganz geringer, gegen den
Widerstand in den Magneten verschwindend
kleiner Widerstand herrscht, der ganze
Strom durch diesen fließen.
Schließt man eine Nebenschlussmaschine kurz, so
werden oder bleiben die Magnete stromlos, je nachdem sie
früher Strom hatten oder nicht.
Die Nebenschlussmaschine muss deshalb entweder erregt werden oder
bei normalen oder höheren Umdrehungszahlen und bei kurzgeschlossener
Magnetwickelung solange laufen, bis dieselbe angeht. Die Isolation der
Drähte einer Serienmaschine verbrennt und das Kupfer derselben schmilzt,
wenn man die Maschine auch nur einige Sekunden kurzschliesst.
Schließt man den Strom einer Nebenschlussmaschine kurz, so wird der-
selbe augenblicklich ansteigen, wobei häufig eine Beschädigung der
Isolation und das Reißen oder Abwerfen des Riemens eintreten.
h) Die Verbindungen der Drähte im Anker oder in
den Magneten, sowie die Verbindungen des Ankers mit
den Magneten sind mangelhaft oder gar nicht vorhanden.
Diese Verbindungen müssen sorg<igst geprüft werden. Einen Fehler
findet man, geradeso wie früher den kurzen Schluss, durch Widerstands-
messungen oder durch Versuche mit Maschinenstrom ; oft kann derselbe
schon durch Anziehen von Verbindungsschrauben oder Klemmen behoben
werden. Nicht selten sind auch schlechte Kontakte zwischen den Bürsten
und dem Kollektor und dem Bürstenhalter und Bürstenstifte vorhanden.
c) Der Anker oder die Magnete zeigen Kurzschluss.
Dieser Fall wurde bereits früher besprochen.
d) Die Bürstenstellung entspricht nicht den in § 109
gegebenen Bedingungen.
6. Ursachen der Funkenbildung sind:
a) Die fehlerhafte Einstellung der Bürsten.
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— 207 —
b) Eine rauhe oder unreine Oberfläche des Kollektors.
Der Kollektor muss vollkommen rund und glatt polirt sein.
c) Unzureichende Kontakte zwischen Btlrsten und Kollektor
(unrichtige Auflage der Bürsten), den Bürsten und Bürstenhaltern, den
Bürstenhaltem und Bürstenstiften.
d) Schadhafte Stellen in der Wickelung der Maschine.
e)Ungleichmäßige Vert h eilung der Anker ab theilungen.
/) Unrichtige Berechnung der Maschine, insbesondere
falsche Berechnung des Verhältnisses zwischen den im Anker und in
den Magneten herrschenden magnetischen Kräften. Die Funkenbildung
nimmt mit dem Anwachsen des magnetischen Feldes ab.
g) Die Isolation der Leitung ist schlecht und die
Maschine wird infolge von Ueberbeanspruchung heiß.
Ä) Das Elinschalten zu vieler Lampen oder von Lampen zu hoher
Stromstärke.
145. Die Prüfung der Leistungsfähigkeit der Maschinen.
1. Die Messung der Stromstärken erfolgt entweder direkt
mittelst des Amp^remessers oder Elektrodynamometers (Seite
83, Fig. 84) oder indirekt z. B. mittelst des Torsionsgalvanometers
(Seite 81, Fig. 82). Die ELlemmen a und b eines Messkabels (Seite 79,
Fig. 81), von bekanntem Widerstände werden in den Stromkreis, dessen
Stromstärke zu messen ist, eingeschaltet. Ein Torsionsgalvanometer
G sammt Zusatzwiderstand Z bestimmt die Spannung zwischen den
Punkten a und b. Die Stromstärke ist dann gleich dieser Spannung
getheilt durch den Widerstand des Messkabels.
Beispiel: Wie groß ist die Stromstärke in einem Stromkreise,
wenn die Spannungsdifferenz an den Klemmen eines in denselben ein-
geschalteten O'OOl Ohm Messkabels 0*1 Volt beträgt? '
-^ = "1^=0^ = 100 Ampere.
2. Die Messung von Spannungsdifferenzen besorgen der
Voltmesser, das Torsionsgalvanometer u. s. w. Die Spannungs-
differenzen an den Klemmen einer Dynamomaschine, einer Lampe,
eines Widerstandes zeigen die letzgenannten Messinstrumente an, wenn
man die Klemmen derselben mit denjenigen der Maschine, Lampe oder
des Widerstandes verbindet. Die elektromotorische Kraft einer dynamo-
elektrischen Maschine ist jene Spannungsdifferenz, welche im Anker
derselben herrscht; dieselbe setzt sich zusammen aus der Klemmen-
spannung der Maschine und aus dem durch den Widerstand des Ankers
verursachten Spannungsverlust in demselben.
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— 208 —
Die elektromotorische Kraft = Klemmenspannung -[-
Spannungsverlust im Anker. Der Spannnngsverlust im Anker
ist bestimmt durch die IL Form des Ohm'schen Gesetzes:
E = J X W.
Es sei besonders darauf aufmerksam gemacht, dass das Torsions-
galvanometer nicht in der Nähe laufender Maschinen aufgestellt werden
soll, da es von in der Nähe befindlichen Strömen oder bewegten Eisen-
massen bezüglich seiner Angaben beeinfiusst wird.
Beispiel: Der Widerstand des Ankers der Betriebsdynamoma-
schine an der k.k. Staatsgewerbeschulein Wien, X.,Tr=0-20hm,
die normale Ankerstromstärke J= 30 Ampere. Wie groß ist der
Spannungsverlust und die elektromotorische Kraft in diesem
Anker bei einer Klemmenspannung von 120 Volt?
£ = J. TT = 30 X 0-2 = 6 Volt.
Der Spannungsverlust beträgt 6 Volt, die elektromoto-
rische Kraft = 6 + 120 = 126 Volt.
3. Die Widerstandsmessungen (Widerstände der Anker-
und Magnetwickelungen). Bei den Messungen der Widerstände der
Anker- und Magnetwickelungen ist zu berücksichtigen, dass dieselben
mit steigender Temperatur zunehmen. In die Rechnimg sind jene
Widerstände einzuftlhren, welche die Maschine nach einem Dauerbetriebe
(mindestens 3 — 4 Stunden) mit voller Leistung besitzt. Die letzteren
Widerstände werden zumeist mittels der Messbrücke, des Univer-
salgalvanometers, des Spiegelgalvanometers u. s. w. gemessen.
4. Die Güte des magnetischen Feldes ist durch die Anzahl
der zur Selbsterregung erforderlichen Umdrehungen der Maschine be-
stinmit. Je rascher sich eine Maschine erregt, desto besser ist ihr mag-
netisches Feld.
5. Die Bestimmung der Güteverhältnisse (Wirkungs-
grade oder Nutzeffekte).
a) Das elektrische Güteverhältnis einer Dynamomaschine
bestinmit die Gleichung:
G^ =
E.J'
worin die Buchstaben die in § 130 angegebene Bedeutung haben. Das
Produkt eA stellt den elektrischen Effekt in Volt-Ampere im
äußeren Stromkreise, E.J in der Maschine dar. Das Verhältnis der
beiden letzten Produkte vergleicht die elektrische Arbeit außer-
und innerhalb der Maschine (elektrisches Güteverhältnis, elek-
trischer Nutzeffekt oder elektrischer Wirkungsgrad).
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- 209 —
Beispiel: Es ist das elektrische Güteverhältnis der im
letzten Beispiele angenommenen Maschine zu berechnen, wenn die
Klemmenspannung 120 Volt, die elektromotorische Kraft
des Ankers 126 Volt, der Außenstrom 30 Ampere und der
Ankerstrom 32 Ampere betragen?
b) Das mechanische Güteverhältnis (mechanischer
Wirkungsgrad) ist durch das Verhältnis der Leistung einer Ma-
schine im äußeren Stromkreise zu der gesammten erforderlichen mecha-
nischen Arbeit bestimmt, d. h.
ry _ e.i 1
"^ ~ 736 ' N'
ß «
Der Quotient -^^ stellt, da eine elektrische Pferdekraft 736 Volt-
Ampere gleich ist, die Anzahl der im äußeren Stromkreise geleisteten
elektrischen Pferde N^ dar:
das mechanische Güteverhältnis =
Anzahl d. elekt Pferdekräfte im äußeren Stromkreise.
Anzahl der zum Antriebe d. Dynamo erfordl. mech. Pferde.
Beispiel: Wie groß ist das mechanische Güteverhältnis
einer Dynamomaschine bei einer Klemmenspannung von 100 Volt
und einer Außenstromstärke von 200 Ampere, wenn zum An-
triebe derselben 30 P. S. (Pferdestärken) genügen?
G =^
„ _ £j _ 100.200 _
' ~ 736 ~ 736 ~ ^''
97
ö^ = 1^ = 0-90 oder 90%.
Das Güteverhältnis einer Dynamomaschine hängt von den
folgenden Bestinunungsstücken ab:
a) Die Größe der Maschine. Je größer die Dynamo ist,
desto größer kann das Güteverhältnis sein. Die Grenzen für das elek-
trische Güteverhältnis liegen bei gut gebauten Maschinen zu rund
5 — 100 P. 8. zwischen 85 und 97%? die Grenzen für das mechanische
Güteverhältnis zwischen 80 und 94®/o. In beiden Fällen wurde die
normale Leistung der Maschine vorausgesetzt.
Krfttatert, Eldctrotochnik. 14
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— 210 —
b) Die jeweilige Belastung der Maschine. Während
bei einer höheren als der normalen Leistung die Güteverhältnisse der
Dynamomaschinen die letzten Werte tiberschreiten, sinken dieselben
bis unter die Hälfte der zuletzt angegebenen Werte bei niederer Be-
lastung. Die volle Beanspruchung von Gleichstrommaschinen kann
leicht mit Hilfe von Akkumulatoren dadurch erfolgen, dass dieselben
bei geringerem Stromverbrauche geladen werden.
6. Die Ursachen der Verluste an Strom und Kraft durch
dynamoelektrische Maschinen.
a) Der Effektverlust in den Anker- und Magnetwicke-
lungen der Maschine.
b) Verluste durch WirhelstrÖme im Ankereisen, im Anker-
gerüste und in den Anker Windungen.
c) Verluste durch magnetische Reibung oder Hysteresis.
Schickt man durch die Windungen eines Elektromagnetes einmal nach-
einander z. B. 1, 2 und 3 Ampere und gleich darauf 3, 2 und
1 Ampere, so zeigt es sich, dass der Magnetismus für 2 Ampere
in jedem Falle ein anderer ist. Es bleibt der erste Magnetismus
gegen den zweiten zurück. Die Grösse des Unterschiedes der beiden
Magnetismen bestimmt den durch Hysteresis erzeugten Verlust. Die Hy-
steresis nimmt mit der Umdrehungszahl der Dynamo zu.
Der zurückbleibende Magnetismus der Eisenkerne ist eine Erschei-
nung der Hysteresis (§ 93).
Die Luft besitzt keine Hysteresis, weiches Eisen eine geringere
als hartes.
Hysteresis ist ein griechisches Wort und heißt: „Das Zurückbleiben.'"
Diese Bezeichnungsweise rührt von J. A. Ewing*) her und wurde
deshalb gewählt, weil bei dem oben beschriebenen Vorgange die Aen-
derungen des Magnetismus hinter den Aenderungen der magnetisirenden
Kraft zurückbleiben..
d) Gegenseitige Induktion zwischen den einzelnen Abthei-
lungen der Ankerwickelung und Selbstinduktion in denselben.
Je größer die Anzahl der Windungen in den einzelnen Abtheilungen
ist, desto größer ist die gegenseitige Induktion. Stehen die Bürsten
genau zwischen den Polschuhen, so arbeitet die Maschine am besten.
Jemelir die Bürsten von dieser Stellung abweichen, desto größer zeigt
sich der Einfluss der Selbstinduktion. Je stärker das magnetische Feld
(das Produkt aus Ampere X Windungen der Magnete) ist, desto ge-
ringer wird die Bürstenverschiebung.
^) J. A. Ewing, Magneticinduction in iron and other metak, 1892.
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— 211 —
«) Magnetisirnng im Querschnitte des Ankers (Quer-
magnetisirung des Ankers, § 114). Die KraftKnien der Magnetisirung
und Quermagnetisirung stehen aufeinander senkrecht. .
/) Verluste, welche infolge von zeitweisen Schwan-
kungen des inducirten Stromes in den Magnetkernen
entstehen.
g) Verluste bedingt durch die Uebergangswider-
stände zwischen den Bürsten und dem Kollektor.
Ä) Mechanische Verluste oder Leerlaufarbeit als
Reibungswiderstand des Ankers in der Luft, der Welle in den Lagern
der Maschine, zwischen Btlrsten und Kollektor u. s. w.
Unter Leerlaufearbeit versteht man diejenige Arbeit, welche der
Betrieb des Ankers in der Sekunde im stromlosen Zustande erfordert.
Auf mechanische Verluste, welche z. B. durch das zu straflFe Spannen
der Riemen eintreten können, macht die Bestimmung der Leerlaufsarbeit
aufmerksam.
7. Bestimmung der mechanischen Pferdekräfte.
a) Die Indikatormethode besteht in der Aufnahme eines In-
dikatordiagrammes an der Dampfmaschine. Die aus dem Diagramme
sich ergebenden inducirten P. Ä geben ein Maß der auf die Dynamo-
maschine übertragenen Kraft, vorausgesetzt dass die Dampfmaschine
keine weitere Arbeit leistet. Hat die Dampfmaschine außer der Dy-
namomaschine z. B. Arbeitsmaschinen anzutreiben, so kann diese
Jlethode leicht IrrthfLmlichkeiten verursachen, da die Belastung der
Dampfinaschine dann durch Aenderung der Leistung der Arbeite-
maschinen, durch Reibungswiderstände u. s. w. oft innerhalb weiter
Grenzen varirt.
b) Die Bremsmethode beruht darauf, dass man den Motor
(Dampfinaschine, Wassermotor, Gasmotor u. s. w.) unter den Verhält-
nissen bremst, welche dem Betriebe der Dynamomaschine entsprechen.
Diese Methode hat die Nachtheile, dass sie die schwer herzustellenden
gleichen Betriebsverhältnisse erfordert und keine, mit den Ablesungen
an den elektrischen Messinstrumenten gleichzeitige, Messungen gestattet.
Zum Abbremsen der Arbeit eines Motors findet der Prony'sche
Zaum (§ 151) Verwendung. Verbesserungen stammen von Poncelet,
Appold, Deprez, Raffard, James Thomson, Unwin, Car-
pentier und Ayrton & Perry.
c) Die Dynamometermethode.
Die Einschalt- oder Transmissionsdynamometer werden zwischen
den Motor und die .Dynamo in die Transmission eingeschaltet, ver-
14»
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— 212 —
brauchen die von dem Motor geleistete Arbeit nicht und ermöglichen
mit den elektrischen Ablesungen an den Messinstrumenten gleichzeitige
Kraftmessungen. Die Transmissionsdynamometer messen entweder die
von dem Riemen oder von der Welle übertragene Kraft. Instrumente
der ersten Art sind die Dynamometer von Siemens & Halske^
(F. von Hefner-Alteneck,
§ 151), Bramwell, Tatham,
Foude, Kummer u. A.
Die von der Welle übertra-
gene Kraft misst das Dynamo-
meter von Morin. Dieses In-
strument wurde von Eastonund
Anderson, Heinrichs, Ayr-
ton und Perry und F. J. Smith
abgeändert.
d) Einfachste Ermitte-
lung der mechanischen
Pferdekräfte. Auf die Rie
menscheibe, Fig. 248, wird ein
Riemen L^ L, aufgelegt ; derselbe
trägt an seinem Ende L^ auf einer
Wagschale das Gewicht P. Dreht
sich die Scheibe in der Richtxmg
des eingezeichneten Pfeiles, so
wird die am Umfange der Scheibe
herrschende Kraft ein Gewicht P
tragen. Hält man demnach den
Riemen beiffimd legt solange Ge-
wichte P auf die Wagschale, bis
dieselben noch von der Umfangs-
kraft getragen werden, so geben
dieselben sammt den Gewichten
der Wagschale, des Riemens auf
der Seite der Wagschale und des
Seiles S die Umfangskraft an.
Die Wagschale ist durch das Seil 5, welches einen Spielraum
zwischen dem Befestigungspunkte desselben und der Wagschale gewährt,
zu sichern, da dieselbe sonst vor Herstellung des Gleichgewichtszustandes
emporgeschleudert werden kann.
Fig. 248.
Schröter, Bayr. Industrie- und Gewerbeblatt, 1888.
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— 213 —
Noch besser als eine Riemensclieibe nnd ein Riemen eignet sich zur
Aosfilhrung obiger Versuche eine Seilscheibe und ein Seil.
Auf obige praktische Messmethode wurde ich zuerst durch Josef
Seidener aufmerksam gemacht. Die Messungen geben sehr gute
Resultate.
e) Berechnung der Umfangsgeschwindigkeit und der
übertragenen Pferdekräfte.
Bezeichnungen:
P = Umfangskraft in Äy,
N = Anzahl der übertragenen PferdekräftCj
V = Umfangsgeschwindigkeit,
n = Umdrehungen in der Sekunde,
D = Durchmesser der Riemenscheibe in Meter.
Macht die Riemenscheibe in der Sekunde 1 Umdrehung, so ist der
von einem Punkte am Umfange derselben in der Sekunde zurückgelegte
Weg (die Umfangsgeschwindigkeit)
v^ = der Länge des Umfanges der Scheibe in Meter,
v^ = TzD Meter.
IVIacht die Scheibe in der Sekunde n Umdrehungen, so ist die
Umfengsgeschwindigkeit eines Punktes am Umfange derselben
V = v^n oder
V = TU D.w.
Hat die Umfangskraft den Wert P kg^ so ergibt sich damit die
geleistete Arbeit (Kraft mal Weg) in m kg = Pv und da 1 Pferdekraft
{IN) = Ib mkg ist, sind die Anzahl der übertragenen Pferdekräfte
P.v
N =
75
Beispiel: Die Riemenscheibe einer Maschine hat einen Durch-
messer von 0*3 Meter.
Wie groß ist die Umfangsgeschwindigkeit eines Punktes
der Riemenscheibe, wenn die Maschine in der Sekunde 20 Umdre-
hungen macht?
V = 3-14 . 0-3 . 20 = 18'84 m in der Sekunde.
Die Umfangsgeschwindigkeit eines Punktes in der Mitte des Riemens
TRiemengeschwindigkeit) ist unbedeutend größer, weil filr die
Berechnung derselben zu dem Durchmesser D der Riemenscheibe die
einfache Riemendicke addirt werden muss.
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— 214 —
Beispiel: Wie groß sind, mit Benützung der Angaben im letzten
Beispiele, die übertragenenen Pferdekräfte, wenn die Umfangskraft
P = 80 Ay beträgt?
N= ^^ = ^ '}^'^^ = 20-36 Pferdekräfte.
75 75
f) Die Gleichgewichtsmethode ist insbesondere bei kleinen
Maschinen anwendbar, weil dieselben durch mit Reibungswiderständen
behaftete Instrumente keine genauen Messungen ermögUchen. Man
lagert die zu untersuchende Maschine mit ihrer Welle auf Drehpunkte
oder in Reibungsrädem und balancirt das Gewicht der Feldmagnete
und des Gestelles der Maschine durch Gegengewichte aus.
Schickt man durch die Maschine Strom, so erhalten der Anker
und die Magnete das Bestreben in verschiedenen Richtungen zu rotiren.
Eine Federkraft, welche dazu dient, das Gleichgewicht in jedem Augen-
blicke herzustellen, misst die übertragene Kraft.
g) Die elektrischen Methoden werden mit zwei oder mehreren
Dynamomaschinen ausgeführt und sind viel zuverlässlicher, als alle
mechanischen Methoden.
J. & E. Hopkinson verbinden zwei ähnUche Dynamomaschinen
elektrisch und mechanisch. Die angetriebene Maschine gibt ihre Kraft
an dieselbe Welle ab, wie der Antriebsmotor. Die Kraft des letzteren
muss durch ein Dynamometer gemessen werden. In den elektrisch^i
Methoden von Garde w, Monges^ Ravenshaw & Swinburne sind
mechanische Messungen gänzlich vermieden.
146. Vortheile beim Prüfen der Maschinen und Motoren.
1. Die Prüfung einer Dynamomaschine mit einem
Motor, dessen Leistung geringer ist, als der Kraftbedarf
der ersteren.
Beispiel: Eine Dynamomaschine I zu 100 P. 5., Fig. 249, soll
mittelst eines Motors -äf, zu 20 P. Ä ausprobirt werden.
Bei den Proben der Dynamomaschine wird gewöhnlich ein, der
normalen Beanspruchung derselben entsprechender Widerstand oder
eine* Lampenbatterie in den äußeren Stromkreis eingeschaltet; es ist
selbstverständlich, dass dann zum Antriebe der Dynamomaschine die
volle motorische Kraft vorhanden sein muss. •
Schickt man jedoch, Fig. 249, den Strom aus der zu prüfenden
Maschine I in eine zweite Dynamomaschine (Elektromotor) II und
treibt mittelst dieser die gemeinsame Welle W an, so ist zu dieser
Probe nur so viel elektrische Kraft erforderlich als
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— 215 —
i
w
Fig. 249.
ä) durch den Umsatz der mechanischen Kraft des Motors M in
elektrische Arbeit in der Dynamo I,
h) dnrch den Umsatz der elektrischen Arbeit der Dynamo I in
mechanische Arbeit (Antrieb der Welle TF durch den Elektromotor 11) und
c) durch das gemeinsame Vorgelege verloren geht.
Diese Verluste übersteigen bei wirtschaftlichen Dynamomaschinen
(Maschinen mit hohem Güteverhältnisse) zu 100 P. Ä nie 20 P. S, Eine
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~ 216 —
motorische Anlage von etwa 20 P. 8. genügt bei Anwendung dieser
Methode zur Prüfimg von Dynamo bis zu einer Leistung von etwa
100 P. S.
Vorsichtshalber wird man zwischen die Maschinen I und II einen
Rheostat R einschalten, um schon bei niederen Leistungen die Strom-
verhältnisse reguliren zu können. Bei der vollen Leistung muss der
Rheostat kurzgeschlossen sein, wenn nicht Kraftverluste durch denselben
eintreten sollen. Der Kurzschluss des Rheostates B hat bei richtiger
Wahl der Riemenscheiben (der Uebersetzungsverhältnisse) auch bei voller
Leistung keine Schwierigkeiten, wenn der Elektromotor II mindestens
für dieselbe Spannung gebaut ist, wie die Maschine I.
2. Verbindet man eine Reihe von Dynamo und Elektromotoren
mechanisch, beziehungsweise elektrisch mit einander, so kann man mit
Hilfe eines mechanischen Motors eine Reihe von Dynamo beziehungs-
weise Elektromotoren gleichzeitig ausprobiren und deren mechanische
Gateverhältnisse zuverlässig bestimmen.
Die Anzahl der Pferdekräfte des mechanischen Motors muss dann
den Verlusten in den einzelnen Dynamo imd Elektromotoren gleich sein.
Treibt man z. B. von einem mechanischen Motor aus eine 1. Dynamo
an, speist mit dem Strome derselben einen Elektromotor und benützt
diesen zum Antriebe einer 2. Dynamo, so gibt das Verhältnis der Volt-
Ampere an der 1. Dynamo zu dem Verhältnisse der Volt-Am-
pere an der 2. Dynamo das mechanische Güteverhältnis des Elektro-
motors sammt der 2. Dynamo.
Sind Elektromotor und Dynamo gleich groß (gleicher Leistung),
so zerfitllt der gesammte Verlust in 2 gleiche Theile.
Beispiel: Die 1. Dynamo gibt bei obiger Anordnung 20000 Watt ,
die 2. Dynamo 18000 Watt.
Wie groß ist das mechanische Güte Verhältnis des Elektromotors
sammt der 2. Dynamo, wenn beide gleiche Abmessungen (beziehungs-
weise Leistungen) haben?
Der gesammte Verlust steht in dem Verhältnisse
S = "■'» °^" *>•'••
Das mechanische Güteverhältnis des Elektromotors sammt der 2. Dynamo
beträgt daher 90^0-
Da in beiden Maschinen 107o verloren gehen, muss der Verlust
in jeder Maschine (Elektromotor und Dynamo) 67o sein. Das mecha-
nische Güteverhältnis jeder Maschine ist daher 95%.
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— 217 —
FT. Weitere Bemerkungen über die Konstruktion der
Dynamomaschinen und Motoren.
147. Der Anker besteht aus weichen Eisenblechen oder Bändern,
welche von einander durch Papier, Zinkweiß u. s. w. isolirt sind oder
aas isolirten z. B. banmwoUnmsponnen Eisendrähten mit kreisförmigem,
quadratischem oder rechteckigem Querschnitte. Es ist besonders darauf
zu achten, dass die Befestigung der Eisenkerne auf der Welle der Maschine
(Trommelanker), Seite 200, oder die Befestigimg des Eisenkernes auf
dem Kreuze und des Kreuzes auf der Welle (Ringanker) eine vorzüg-
liche sei, Seite 201, weil sonst eine Lockerung desselben eintreten kann,
welche Funkenbildung und Schluss im Anker zur Folge hat. Das Zu-
sammenziehen der Scheiben des Eisenkernes durch Bolzen ist selbst dann
nicht rathsam, wenn dieselben gehörig isolirt sind, weil die beste Iso-
lation beschädigt werden kann und der Eisenquerschnitt in Mitleiden-
schaft gezogen wird. Tritt Schluss des Bolzens mit dem Eisenkerne
ein, so entstehen, wie in dem Falle der schlechten Isolation der Blech-
scheiben untereinander, die sogenannten Wirbel- (Foucault')schen
Ströme in dem Ankereisen, welche
1. das Ankereisen erhitzen,
2. das Güteverhältnis der Dynamo herabdrücken.
Solche Ströme bilden sich auch in den Ankerwindungen, wenn
dieselben massiv sind.
Die Welle der Dynamomaschine muss stärker bemessen werden,
als es die Gesetze des Maschinenbaues lehren, weil schon ganz geringe
Schwankungen derselben die Festigkeit des Ankers gefährden und ein
Streifen der Ankerflächen an den Polflächen, herbeiführen. Der magne-
tische Stromkreis jeder Dynamo hat das Bestreben sich zu verkürzen.
Durch dieses Bestreben wird der Anker in den Maschinen der Gruppe I
(§ 127, Seite 155 ff.) mit nur einem magnetischen Stromkreise kräftig
gegen das Joch gezogen, während sich in den Maschinen mit zwei oder
mehreren magnetischen Stromkreisen die entgegengesetzten Wirkungen
je zweier Stromkreise aufheben.
Der Abstand zwischen dem Ankereisen und den Polflächen muss
möghchst klein sein. Bei zweipoligen Maschinen mit Stromstärken von
50 bis rund 150 Ampere können Vierkantkupferdrähte als Anker-
wickelung angewendet werden, weil dieselben bei gleichem Querschnitte
mit einem runden Drahte einen geringeren Raum einnehmen. Es ist her-
vorzuheben, dass bei der Anwendung solcher Drähte leicht eine Be-
schädigung der Isolation derselben stattfinden kann. Durch Abrunden
der scharfen Kanten lässt sich dieser Uebelstand beinahe gänzlich beheben.
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~ 218 -
Für Stromstärken von 200 und mehr Ampere und niedere Um-
drehungszahlen sind mehrpolige Maschinen praktisch; bei diesen
Maschinen werden die Querschnitte der Ankerdrähte, der Abstand zwischen
dem Ankereisen xmd den Polflächen und die Umdrehungszahl kleiner.
Der Abstand zwischen den Anker Windungen und Polflächen erhält
den kleinsten Wert, wenn die Höhe der Kupferdrähte am geringsten
wird und beträgt im günstigsten Falle 1'5 mm.
Ein Ankerkern aus isolirten Eisendrähten hatdenNach-
theilj dass der Eisenquerschnitt eine Schädigung erleidet, weil
1. die Isolation der Drähte mehr Raum beansprucht als die von
Blechen und
2. der Querschnitt des magnetischen Feldes durch die Isolation
der Drähte unterbrochen (die Unterbrechung findet hier nicht nur in
der Richtung des Längsquerschnittes des Ankereisens, wie bei Blech-
scheiben, sondern auch in der Fortpflanzungsrichtung der Kraftlinien statt)
und der Widerstand des magnetischen Stromkreises deshalb größer ist.
Eine besondere Form des Eisenkernes stellt der sogenannte Kuten-
kern (Ring mit Zähnen) dar. Bei dieser Konstruktion liegen die Anker-
windungen in den Nuten eines Eisenkernes. Die Nutenanker haben
folgende Vorzüge:
1. Die Befestigung der Ankerdrähte ist voHkoncnnen.
2. Der Luftabstand zwischen den Polschuhen und dem Ankereisen
ist ein Kleinster.
3. Die Ersparnis an Kupfer beträgt rund den 3. Theil.*)
4. Die Tourenzahlen werden bis auf die Hälfte erniedrigt.*)
Als Nachtheile des Nutenkernes wären insbesondere hervor-
zuheben :
1. Eine gute Isolation der Ankerwindungen ist schwer zu erreichen.
2. Die Erwärmung des Kernes infolge von Wirbelströmen.
3. Nutenkerne sind sehr theuer.
148. Die Magnete. Das beste Material flir die Feldmagnete (Kern,
Joch und Polschuh) ist weiches Schmiedeeisen und Gussstahl, das minder
gute Gusseisen. Die Güte (magnetische Leitungs&higkeit) der verschie-
denen Gussstahlsorten reicht von der des Gusseisens bis zu jener des
Schmiedeeisens. Die Preise des Schmiede- und Gusseisens verhalten
sich beiläufig wie 8 : 3, die bei demselben magnetischen Strome (bei
gleich starkem magnetischen Felde) erforderlichen Querschnitte wie 2 : 3.
Ein Nachtheil der schmiedeeisernen Magnete besteht darin, dass dieselben
*) Tis eben dörfer (Kolbe), Zeitschrift lür Elektroteclmik, XI, 1892, S. 611.
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— 219 —
nicht aus einem Stücke geschmiedet werden können und selbst die beste
Verbindung der Trennnngsfiächen den Widerstand des magnetischen
Stromkreises vermehrt.
Die günstigste Querschnittsform der Magnete ist die kreisrunde, weil
der Ejreis bei gleichem Querschnitte den kleinsten Umfang hat; bei gleicher
Drahtlange (gleicher Anzahl der Windungen) ist deshalb der kreisförmige
Querschnitt der größte, der magnetische Widerstand des Stromkreises
der kleinste. Da bei gleichem Querschnitte der Kreisumfang des Magnet-
eisens der kürzeste ist, so muss auch die Drahtlänge bei derselben Win-
dungszahl eine kürzere sein, wodurch nicht nur der Widerstand der
Magnetwickelung, sondern auch der Kupferpreis kleiner werden.
Die Nachtheile der Anwendimg mehrerer Magnetkerne anstatt
zweier sind:
a) Die Vermehrung des Kupfergewicht^s, also auch die Vergrößerung
des Widerstandes der Wickelung.
h) Die gegenseitige Beeinflussung der magneti3irenden Kräfte der
Schenkel.
In der folgenden Tafel ^) sind in der ersten Spalte die Flächen in cm*
für verschieden gestaltete Querschnittsformen, deren Umfang 1 m beträgt,
in der zweiten Spalte das Verhältnis der Umfilnge gleich großer Quer-
schnitte, wenn der Kreisumfang mit 1 m angenommen wird, angegeben.
Hopkinson hat zuerst bewiesen, dass die Anordnung von zwei
oder mehreren parallelen Kernen anstatt eines unvortheilhafk ist.
Formen
Umfang
= Im
Inhalt in
CTO*
Gleiche Quer-
schnitte Kreis-
nrnüang «» Im
Verbältnisse
der Umfange
I
Kreis
Quadrat
Bechteck, Seitenverhältnis 2:1
» : 1
4:1
10 : 1
Oral ans einem Quadrate zwischen 2 Halbkreisen .
„ „ 2 Quadraten „ „ „
Zwei Kreise, Schnitt durch 2 parallele Kerne . .
Drei „ „ „ 8 „ „
Vier „ „ .. 4 „ „
Acht „ „ M S „ „ . .
(I>ampfdynamo von Edison, Seite 164, Fig. 171.)
796
625
666
469
400
236
676
648
898
266
199
99
1
118
1-20
1-80
1-41
1-96
1-09
1-21
1-41
1-73
2-00
2-82
^) Hilfsbuch für die Elektrotechnik von Qrawinkel und Strecker, S. 284; die
dynamoelektr. Maschine v. Sily. P. Thompson (C. Grawinkel), 1890, Seite 818.
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— 220 —
Die Tafel gibt Zahlenangaben von verschiedenen Querschnittsformen
und mehreren parallel geschalteten Kernen. Die'Tafel gibt fiir einen Kreis
796
796 cm^ Querschnitt und für 8 Kreise — ^ — = 99 cm^ Querschnitt an.
o
Beispiel: Wie groß ist der Umfang eines Magnetkernes von
749 cw* Querschnitt?
2 = ^ = 796, 4 X 796 = icd», t: = 3-1416 = 3,
T..d' = 3184, d' = -g— = 1061, d = yiöei = 32-6.
Der Umfang u^ = tt.d = 32*6 X 3 = 97*8 cm.
Beispiel: Welcher Kreisumfang entspricht einem Querschnitte
von 99 cw*?
r d^ ^Qß
g=^=99, 4X99=irrf» = 396, ^^ = ^ = 132, d=vr32 = ll-5.
Wg = ic.d = 3 X ll'S = 34-5 cm ; für acht Kerne Wj = 8 X 34-5 cm.
Beispiel: Wie verhalten sich die in den letzten 2 Beispielen be-
rechneten Umfenge Wi und Wg?
Wi = 97*8 cm, Wj = 8 X 34-5 cm.
97*8
Das Verhältnis derselben ist also . v^ o^ e ; dividirt man Zähler
8 X o4'o
und Nenner durch 97*8, so erhält man annähernd (da für ic = 3, anstatt
3*1416 eingesetzt wurde) als das Verhältnis der Umfenge 1 zu 2*82,
das in der Tafel angegebene Verhältnis.
Das Eisen der Feldmagnete soll massiv sein. Hohle Magnetschenkel
sind schon gegen geringe Schwankungen der Tourenzahl, des Anker-
stromes u. s. w. empfindlich. In massiven Magneten entstehen bei den
genannten Schwankungen Induktionsströme, welche Aenderungen de^
magnetischen Feldes entgegenwirken.
Hat das Magneteisen eine faserige Struktur, so muss die Richtung
der Faser mit der Richtung der Kraftlinien übereinstimmen und die
Polfläche senkrecht schneiden.
Ftir das Material der Polschuhe gelten die bei den Magneten
gemachten Bemerkungen. Die Streuung der Kraftlinien ist möglichst
gering, wenn die Polschuhe stark, keine Ecken und Kanten an den-
selben vorhanden und die Abstände zwischen den Polflächen und dem
Eisenkern sehr klein sind.
Das Einbiegen der Polschuhe in das Innere des Ringankers
ist mit mechanischen Schwierigkeiten, nicht aber mit besonderen Vor-
theilen, verbunden.
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— 221 —
Wenn der Eisenabstand zwischen dem Eisenkerne und den Pol-
- flächen überall genau gleich ist, muss auch das magnetische Feld und
die Vertheilung der elektromotorischen Kraft gleichmäßig sein.
Die Feldmagnete sammt Polschuhen dürfen nicht heiß werden,
weil sonst eine Verminderung der Magnetisirbarkeit derselben und eine
Vermehrung des Widerstandes der Magnetwickelung eintreten.
Ursachen für die Erhitzung der Feldmagnete und Pol-
schuhe sind:
a) Zu hohe Tourenzahlen (zu viel Polwechsel).
b) Das Heißwerden der Magnetwickelung infolge zu hoher Bean-
spruchung derselben.
c) Wirbelströme. Das Heißwerden der Eckpolstücke, von welchen
sich der Anker einer Dynamo wegdreht, rührt von diesen Strömen her.
Bei einem Motor werden die anderen beiden Eckpolstücke heiß.
VII. Theorie der dynamoelektrischen Maschinen
ti/nd Motoren.
149. Verlauf der während einer Umdrehung des Induktors
inducirten elektromotorischen Kraft.
In Fig. 250 ist die Anordnung einer Dynamomaschine angedeutet.
Der Induktor ist, der Einfachheit der Darstellung halber, nur mit
4 Windungen, beziehungsweise Spulen I, II, III und IV versehen.
Der Verlauf der inducirten elektro-
motorischen Krafk in den einzelnen Lagen
einer solchen Windimg während einer
Umdrehung derselben ist der folgende:
1. In der Stellung I (Neutrale Zone)
hat die elektromotorische Kraft den Wert 0.
2. In den zwischen I und II gele-
genen Stellungen wächst die elektromoto-
rische KrsSt von Null bis auf ihren Fig. 260.
^^rößten Wert.
3. In der Stellung II erreicht die elektromotorische Kraft den
größten Wert.
4. In den Stellungen II und III sinkt die elektromotorische Kraft
von ihrem höchsten Werte bis auf den Wert Null.
5. In der Stellung III ist der Wert der elektromotorischen Kraft
gleich Null und wechselt seine Richtung.
6. In den Stellungen zwischen III und IV steigt die elektromoto-
rische Kraft von Null auf ihren größten Wert.
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— 222 —
7. In der Stellung IV erlangt die elektromotorische Kraft ihren
größten Wert.
8. In den Stellungen zwischen IV und I sinkt die elektromotorische
Kraft von ihrem größten Werte auf den Wert Null.
9. In der Stellung I ist die elektromotorische Kraft wieder gleich Null.
Tragen wir, Fig. 251, diese einzelnen Werte der inducirten elektro-
motorischen Kräfte auf eine, ebenso wie der Umfang des Ankers, in 360^
in 360 Theile getheilte Gerade auf und verbinden die Endpunkte derselben
durch eine krumme Linie (Kurve), so gibt dieses Bild den Verlauf der In-
duktion in einer Spule in den verschiedenen Lagen einer Windung,
während einer Umdrehung, in einer Zeichnung (graphisch) wieder.
Eine solche krumme Linie nennt man eine Wellenlinie (Sinns-
linie). Die verschiedenen -}- (oberhalb der Geraden gelegenen) und
— (unterhalb der Geraden gelegenen) Werte von 0® bis 360®, Fig. 251,
Fig. 261.
umfassen eine Periode des Wechselstromes. Eine Periode ist
gleich 2 Stromwechseln. Die Anzahl der Stromwechsel in den
Induktorwindungen ist gleich der Anzahl der Polwechsel (dem
Cyklus) im Induktoreisen. Die Anzahl der Perioden in der Sekunde
heißt die Frequenz. Unter der Phase der elektromotorischen Kraft
(beziehungsweise Stromstärke) versteht man die Richtung (-|- oder — \
die Geschwindigkeit und die Größe derselben an irgend einer Stelle
ihres Verlaufes. Die Zeit, die bis zum Eintritte einer gewissen Phase
verfließt, heißt Phasenzeit. Die Verzögerung einer Strom- oder
Spannungswelle gegen eine andere bezeichnet man als Phasendif-
ferenz (Phasenverschiebung). Wechselströme, welche gleiche
Wechselzahl und Wellenlänge haben, nennt man Wechselströme von
gleichem Rhytmus; solche Ströme werden z. B. in den sekundären
Windungen eines Transformators inducirt. Die Amplitude der Schwin-
gung ist der größte Wert der Spannung (beziehungsweise Stromstärke)
innerhalb einer halben Periode.
150. Summirung der einzelnen elektromotorischen Kr&fte
während einer Umdrehung. Die punktirten Linien in Fig. 251 stellen
die aufeinander folgenden elektromotorischen Ba*äfte während einer
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— 223 —
Umdrehtmg dar. Jene punktirten Linien, die sich oberhalb der Geraden
befinden geben die + durch einen Pol, dagegen jene punktirten Linien, die
sieh unterhalb der Geraden befinden, die — durch den 2. Pol erzeugten
elektromotorischen Kräfte an. Summiren wir die einzelnen punktirten
Linien in den verschiedenen Theilen der Geraden (die einzelnen elektromo-
torischen Kräfte), 80 erhalten wir im verkleinerten Maßstabe das Bild,
Fig. 252 a, wobei wir die — elektromotorischen Kräfte, als durch den
Konomutator gleichgerichtet, ebenfalls als + angesehen haben.
S. P. Thompson hat die punktirten Linien, Fig. 252 a, um einen
Kreis angeordnet, Fig. 252 b, den man sich als einen Schnitt durch
den Kommutator denken kann.
Fig. 262 b.
Fig. 258.
Derselbe hat weiters eine Methode, Fig. 253, angegeben, um die
zwischen den einzelnen Kommutatorlamellen herrschenden Spannungs-
diflFerenzen versuchsweise zu bestimmen. Zwei isolirt mit einander fest
verbundene Bürsten 6, und h^ sind so angebracht, dass sie 2 neben-
einander liegende Kommutatorlamellen berühren. Die Bürsten b^ und b^
sind mit den Klemmen eines Spannungsmessers V verbunden. Hält man
die Bürsten gegen den rotirenden Kommutator (Kollektor), so kann man
in jeder beliebigen Stellung zwischen je zwei Kollektorlamellen die Span-
nung messen.
W. M. Mordey tmtersucht in ähnlicher Weise den Verlauf der
elektromotorischen Kräfte, indem er den einen Draht eines Voltmessers
mit einer Bürste, den anderen dagegen mit den aufeinanderfolgenden
Kollektorlamellen in Berührung bringt.
Die in den obigen Figuren wiedergegebenen Bilder erhalten wir nur
dann, wenn die Maschine fehlerlos ist.
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— 224 -
Obige Untersuchungen erscheinen deshalb zu den folgenden Zwecken
geeignet :
1. Einfache Auffindung von Fehlem, die sich vorwiegend auf den
Anker und die Polschuhe beziehen.
2. Genaue Angabe der nützlichsten Einstellung der Bürsten.
Liegen die Bürsten oben und unten (bei 0® und 180®), Fig. 252b.
auf, so herrseht zwichen denselben die größte Spannungsdifferenz; diese
sinkt in den Stellungen links und rechts einer zwischen 0® und 180*
gezogenen Linie und wird in der Stellung der Bürsten 90® und 90* gleich
Null sein.
34o
9€o
Verbindet man deshalb die Kollektorlamellen gleicher Spannung
z.B. 45® mit 45*, 90® mit 90®, 135® mit 135® u. s. w., so wird, falls die
Maschine fehlerlos ist, kein Strom übergehen.
Diese Methode habe ich insbesondere beim fabriksmäßigen Prüfen
dynamoelektrischer Maschinen und Motoren, bei der Untersuchung der
Anker außerhalb der Maschinen angewendet, welche in den Stromkreis
einer Dynamo eingeschaltet waren. Bei einem solchen stromdurch-
flossenen Anker muss weiters die Erwärmung der Windungen auf dem
ganzen Umfange des Induktors gleichmäßig und das Ankerkupfer von
dem Ankereisen wohl isolirt sein.
Durch die Bürsten werden je zwei Kollektorlamellen und dadurch
die mit denselben verbundenen Wickelungsabtheilungen kurz geschlossen.
Da sich jedoch diese kurzgeschlossenen Abtheilungen in der neutralen
Zone befinden, wird in ihnen kein Strom inducirt.
151. Gleichstrom — Wechselstrom. Aus der Fig. 251 ist es er-
sichtlich, dass der in geschlossenen Drahtwindungen, Fig. 250, erzeugte
Strom seine Richtung wechselt, somit Wechselstrom sein muss.
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— 225 —
In jedem Induktor wird Wechselstrom erzeugt.
Bringt man jedoch einen Kollektor in Anwendung, so werden die
elektromotorischen BLräfte, Fig. 251, durch denselben gleichgerichtet
Der Verlauf eines Gleichstromes ist demnach durch die in Fig. 254,
wiedergegebene krumme Linie veranschaulicht. Dieses Bild entspricht
2 EoUektorlamellen.
Besteht der Kollektor aus 2 Lamellen, so gibt es 2 Punkte, 0^ und
180 ®5 in welchen die elektromotorische Kraft gleich Null ist und 2 Punkte,
90*^ und 270*, in welchen die elektromotorische Kraft einen größten
Wert (ein Maximum) erreicht.
Sind 4 Kollektorlamellen vorhanden, so ergibt sich, Fig. 255, filr
das erste Lamellenpaar die Kurve I, filr das 2. Lamellenpaar die Kurve II
und durch das Sununiren der Werte der elektromotorischen Kräfte der
beiden Lamellenpaare die Kurve III. Die resultirende Kurve III hat
4 mal den Wert Null und 4 mal einen größten Wert; die einzelnen
Schwankungen werden deshalb geringer sein, als wenn nur ein Lamel-
lenpaar vorhanden wäre. Es folgt daratls die Regel:
Je größer die Anzahl der Kollektorlamellen ist, desto geringer
sind die Aenderxmgen in der elektromotorischen Kraft und in der durch
sie hervorgerufenen Stromstärke.
Die Anzahl der Kollektorlamellen wird dadurch eingeschränkt,
dass die Kosten des Kollektors mit der Anzahl derselben steigen.
152. Bestimmung der indacirten elektromotorischen Kraft,
beziehungsweise der wahren Stromst&rke in irgend einer be-
stimmten Phase der Bewegung nach Jouberi
Die Versuchsmaschine war eine
Wechselstrommaschine von Siemens
& Halske deren Induktorspulen
kein Eisen enthielten.
Fig. 256 gibt die Versuchsanord-
nung wieder.
Auf der Welle einer Wechsel-
strommaschine sind die Kupferscheibe
S^ und eine Scheibe S^ aus einem
Nichtleiter mit einem Metallkontakte
aufgekeilt In der Fig. 256 stellt der
lichte Streifen auf der schwarzen
Scheibe S^ den Metallkontakt dar. Auf den Scheiben schleifen die Bürsten
\ und b^. Die Bürste b^ ist mit der einen Klemme K^ der Wechselstrom-
raaschine verbunden. An die verstellbare Bürste b^ war unter Zwischen-
l^^a— ^
Fig. 256.
Kratzert, Elektrotechnik.
16
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— 226 —
Schaltung eines Galvanometers G die Klemme K^ der Wechselstrom-
maschine angeschlossen. Da die Bürste 61 verstellbar ist, kann das In-
strument G die Spannung in ganz bestimmten Lagen der Induktorspulen
gegen das magnetische Feld (in bestimmten Phasen der Bewegung) messen.
Während jeder Umdrehung, in einer bestimmten Stellung der Bürste ij,
erhält das Galvanometer G Strom von derselben Phase. Erfolgen die
Umdrehungen sehr rasch aufeinander, dann gibt das Galvanometer G
eine beständige Ablenkung, entsprechend der elektromotorischen Kraft
an dieser Stelle. Verschiebt man die Btlrste b^ auf dem ganzen Umfange
der Scheibe S^ und liest die einzelnen Ablenkungen am Galvano-
meter G ab, so stellen dieselben die elektromotorischen Kräfte in den
verschiedenen Phasen der Bewegung dar. Zu beachten ist, dass die
Kontaktstelle von Uebergangswiderständen frei sein muss. Gute
Dienste leistet die Einschaltung eines Kondensators, welcher durch das
Galvanometer G entladen wird. Schaltet man den Joubert'schen
Apparat und einen induktionsfreien Normalwiderstand, in
welchem sich ein Galvanometer befindet, in den äußeren Stromkreis ein.
so misst das Galvanometer die, den eingestellten Kontakten entsprechenden
Stromstärken, welche in den bestimmten Phasen der Bewegung den
äußeren Stromkreis durchfließen.
153. Bifilare Wickelung. Ein Widerstand ist induktionsfrei,
wenn derselbe bifilar gewickelt ist. Denkt man sich einen Draht in
der Mitte eingebogen und die so entstehenden beiden gleichen Theile
nebeneinander gelegt, so stellt derselbe einen bifilaren Draht dar.
Schickt man in die nebeneinander liegenden Enden dieses Drahtes einen
Strom, so findet in demselben keine Selbstinduktion statt. Wickelt man
einen solchen doppelten Draht auf eine Rolle, dann erhält man einen
sogenannte induktionsfreie Widerstandsrolle.
154. Unterschied zwischen Gleich- und Wechselstrom.
Der Unterschied zweier Gleichströme besteht nur in den verschiedenen
Stromstärken. Fließen zwei oder mehrere Gleichströme durch denselben
Draht, so ist die gesammte, resultirende Stromstärke gleich der Summe
der Stromstärken der einzelnen Gleichströme.
Zwei verschiedene Wechselströme zeigen folgende Eigenthümlich-
keiten :
1. Die mittlere Stromstärke der beiden Wechselströme kann, sowie
bei Gleichströmen, ungleich sein.
2. Die Periode der einzelnen Ströme kann verschieden sein.
Macht z. B. eine 12-polige Wechselstrommaschine 1200 Um-
drehungen in der Minute, so ist die Anzahl der Polwechsel in der
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- 227 —
Minute 14400, die Anzahl der Polweehsel in der Sekunde 240 und die
Dauer einer Periode _ .^ Sekunde.
a40
Beträgt die Umdrehungszahl einer zweiten, z. B. 16-poligen Wechsel-
stronunaschine, 600 in der Minute, so ist die Anzahl der Polwechsel in der
Minute 9600, die Anzahl der Pol Wechsel in der Sekunde 160, die Anzahl
der Perioden in der Sekunde 80 und die Dauer einer Periode -ött- Sekunde.
3. Die Perioden der beiden Wechselströme sind gleich, treten
jedoch nicht gleichzeitig in ihre größten Werte ein, gehen also
auch nicht gleichzeitig durch ihre Werte Null und die zwischen diesen
beiden Werten gelegenen Werte hindurch, d. h. die beiden Wechsel-
ströme haben eine verschiedene Phase.
Vereinigt man z. B. die Windungen I und III, Fig. 250, zu einem,
die Windungen II und IV zu einem zweiten Stromkreise, so wird im 1.
Stromkreise in der gezeichneten Stellung keine Induktion herrschen,
während im 2. Stromkreise die Induktion ihren größten Wert annimmt.
Da die beiden Windungspaare 90° von einander abstehen, ist die
PhasendiflFerenz zwischen den beiden Strömen 90®.
In den Fig. 257 a und 257 b sind je 17» Perioden solcher Wechsel-
ströme durch ihre Wellenlinien wiedergegeben. Die Figuren zeigen, dass
der eine Strom immer den Wert Null hat, während der andere seinen
größten Wert besitzt.
In A^ Fig. 257 a, besitzt der I.Wechselstrom den Wert Null, während
der 2. zu derselben Zeit in A^^ Fig. 257 b, seinen größten -[- Wert erlangt.
In jB, Fig. 257 a, besitzt der 1. Wechselstrom seinen größten + Wert,
während der 2. zu derselben Zeit in jBj, Fig. 257 b, den Wert Null
annimmt.
In C, Fig. 257 a, besitzt der 1. Wechselstrom den Wert Null,
während der 2. in C^, Fig. 257 b, seinen größten — Wert erreicht u. s. w.
Denkt man sich nun diese beiden Wechselströme durch einen und
denselben Leiter fließend, so summiren sich in jedem Augenblicke die
gleichzeitigen Stromstärken.
In Fig. 257c geben die punktirten Wellenlinien I und II die beiden
einzelnen Wechselströme, die stark ausgezogene Wellenlinie III den
resultirenden Wechselstrom wieder.
Aus der Fig. 257 c, geht hervor :
1. Die resultirenden größten Stromstärken sind größer, als jene der
einzelnen Wehseiströme.
2. Die größte resuWrende Stromstärke ist kleiner, als die Summe
der größten Stromstärken der einzelnen Wechselströme.
16*
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— 228 —
3. Die Periode des restJtirenden Wechselstromes ist dieselbe, wie
die der einzelnen Wechselströme.
4. Die Phase des resultirenden Wechselstromes ist eine andere als
jene der einzelnen Wechselströme, d. h. der resultirende Wechselstrom
und die einzelnen Wechselströme gehen nicht an derselben Stelle (zu
derselben Zeit) durch ihre größten, mittleren und Nullwerte hindurch.
Fig. 267 a.
Jf 1
\
c
^ 1 ^
\
Cf
i*.
\
v^ 1 >
A
s,
Oi
V !
Fig. 257 b.
IL
i-^I
Fig. 267 c.
Der resultirende Wechselstrom geht zwischen den um 90® gegeneinander
in der Phase verschobenen einzelnen Strömen durch die größten,
mittleren und Nullwerte hindurch. Der resultirende Wechselstrom ist
somit um 45*^ gegen die einzelnen Wechselströme in der Phase ver-
schoben. Solche Phasenverschiebungen (Phasendifferenzen) finden im
Allgemeinen zwischen zwei oder mehreren Wechselströmen statt.
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— 229 —
155. Selbstinduktion. Es ist zur Erzeugung einer Phasendifferenz
nicht erforderlich, dass man in einen Leiter mehrere Wechselströme
sendet. Eine solche Phasendifferenz wird auch dann hervorgebracht,
wenn man einen einzigen Wechselstrom in eine Induktionsspule schickt,
weil dieser Wechselstrom einen Extrastrom durch Selbstinduk-
tion erzeugt, der ihm entgegenwirkt.
Die elektromotorische Kraft der Selbstinduktion ist fortwährenden,
augenblicklichen Aenderungen unterworfen und wechselt während der
Zeitdauer einer Periode einmal ihre Richtung (ihr Zeichen).
Die resultirende Stromstärke wird deshalb ihre größten Werte
erlangen, wenn die elektromotorische Kraft der Selbstinduktion die
größten Aenderungen erleidet (Die Werte Null durchschreitet).
Der größte Wert der inducirenden elektromotorischen Kraft und
der Stromstärke werden deshalb nicht gleichzeitig eintreten und der
größte Wert der Stromstärke muss geringer sein, als wenn keine Selbst-
induktion vorhanden wäre.
Jene elektromotorische &aft der Selbstinduktion, welche durch
eine Aendenmg der Stromstärke von 0 bis 1 in absoluten Einheiten
hervorgerufen wird, nennt man den Selbstinduktionscoöffi-
cienten und bezeichnet denselben mit dem Buchstaben L.
Die Ursachen der Aenderungen der Selbstinduktion sind:
1 . Die Aenderung der geometrischen Gestalt der Induktionsspulen.
2. Das Anwachsen der Selbstinduktion mit der Anzahl der Win-
dungen der Spule.
3. Das Steigen der Selbstinduktion, wenn sich in der Spule oder im
äußeren Stromkreise Eisen befindet.
In concentrischen Kabeln erscheint, ähnlich wie in bifilaren Drähten,
die Selbstinduktion aufgehoben; erstere werden deshalb vortheilhaft zur
Fortleitung von Wechselströmen benützt.
Die Selbstinduktion bewirkt in starken Leitern eine ungleiche Ver-
theilung des Stromes in den einzelnen Querschnitten. Diesem Uebelstande
wird dadurch abgeholfen, dass man anstatt eines starken Leiters mehrere
von einander isolirte schwächere Leiter wählt.
Schaltet man eine Induktionsspule in den Anker oder in die
Feldmagnete eines Wechselstrommotors ein, so kann man die Umdrehungs-
zahl ohne stromkonsumirenden Widerstand reguliren; ein Verlust an
Strom findet dabei nicht statt (Wechselstrommotor von Deri).
Eme Induktionsspule gleicht, einer Wechselstrombogenlampe vorge-
schaltet, die Schwankungen im Lichtbogen derselben aus, ohne Strom
(beziehungsweise Energie) zu tilgen. Man nennt solche Widerstände,
welche durch Selbstinduktion wirken, energielose Widerstände.
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- 230 —
Die Selbstinduktion tritt in jedem sich bewegenden Metalitheile eines
Induktors auf, ebenso in den Eisenkernen, ja sogar in der Antriebswelle.
In jedem Eisentheilcben entsteht in dem Augenblicke, in welchem
es in die Lage der Umkehrung des Magnetismus gelangt, ein Strom,
der diese Umkehrung des Magnetismus verzögert. Dadurch wird das
Eisen scheinbar träge in Bezug auf eine Aenderung im Magnetismiis
und erwärmt. Diese Magnetisirung (elektrostatische Hyste-
resis) ist bei hohen Wechselzahlen sehr bedeutend. Man theilt des-
halb den Eisenkern der Dynamo in von einander durch einen Isolator
(in der Regel Papier), getrennte Scheiben.
Hochgespannte Ströme, z. B. die Magnetströme von hochgespannten
Nebenschlussmaschinen, darf man nie plötzUch unterbrechen, denn die
elektromotorische Kraft des Extrastromes (der Selbstinduktion) würde die
Isolationsmittel durchschlagen.
Die Selbstinduktion hemmt Stromänderungen, verlangsamt also das
Anwachsen und Abfallen des Stromes; man nennt sie deshalb auch
elektrische Trägheit.
Die Selbstinduktion wirkt ähnlich wie ein Widerstand, welcher den
eigentlichen O h m's c h e n (ohne Strom gemessenen) Wi derstand erhöht,
156. Selbstinduktion und Eapacität. Der Kondensator besitzt
eine Art negativer Selbstinduktion. In einem Stromkreise, innerhalb
dessen sich eine Kapacität befindet, wird der Stromwechsel beschleunigt,
die Selbstinduktion eines Stromkreises dagegen verzögert denselben.
In Telephonkreisen, welche eine Kapacität enthalten, werden gewisse
Wellen beschleunigt, Selbstinduktion dagegen verzögert in solchen Strom-
kreisen bestimmte Wellen. In beiden Fällen wird das Gespräch undeut-
lich. Durch passende Wahl von Selbstinduktion und Kapacität wird
jede Störung vermieden.
Während die Selbstinduktion wie das Anwachsen eines Wider-
standes wirkt, gilt von der Kapacität fast das Umgekehrte.
Könnte man sämmtliche Abtheilungen einer Dynamo durch einen Kon-
densator überbrücken, so würde durch die Kapacität desselben der Wider-
stand, während die Abtheilungen unter die Bürsten konmxen, verkleinert.
Beim Rhumkorff sehen Punkeninduktor kann man durch
das Einschalten eines entsprechend großen Kondensators die Funken-
bildung, die beim OeflEhungsfunken eintritt, vollständig vermeiden, da-
gegen werden dann die Schließungsfunken sehr kräftig, weil sich der
Kondensator beim Schließen des Apparates entladet. Falls ein Konden-
sator Anwendung findet, wählt man seine Abmessungen so, dass die
beiden Funken gleich stark ausfallen.
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— 231 —
Der Kondensator hat den Zweck, den Verlauf der Indnktions-
ströme zu verktlrzen, so die in der Zeiteinheit hervorgerufene elektro-
motorische Kraft zu steigern, ändert aber den Summenstrom, der in
der sekundären Rolle auftretenden, Induktion nicht. Eine genaue Er-
klärung dieser Erscheinung gab Ray 1 ei gh (1876). Derselbe beobach-
tete die durch eine Leydnerflasche erzeugten Schwingungen,
während in die Leitung zugleich eine Induktionsspule und ein Konden-
sator eingeschaltet waren. Er zeigte durch vielfache Versuche, dass die
Kapacität und die Selbstinduktion entgegengesetzte Rollen spielen.
Ein Kondensator hat demnach insbesondere folgende Eigenschaften :
1. Der Kondensator beschleunigt die Phasen der Wellen.
2. Der Kondensator amplificirt die Größe (vergrößert die
Amplituden) der Wellen..
Die Selbstinduktion hat die entgesetzten Eigenschaften.
Zwischen den Kondensatorplatten findet ein Durchdringen der
Elektricität statt; die dadurch entstehenden Verluste sind bei geringen
Wechselzahlen ganz unbedeutend.
Tönt ein Kondensator, so ist er in Gefahr. Paraflfinirtes Papier
erhitzt sich sehr stark, tönt leicht und fkngt bald an zu brennen.
Auf der elektrischen Ausstellung im Krystallpalaste zu
London (1892) hatte die Firma Swinburne & Co. in Teddington')
einen für Versuchszwecke bestimmten Wechselstromkondensator ftir
130.000 Volt ausgestellt.
157. Ghnmdgleichitng der Dynamomaschinen.
Bezeichnungen :
E = Elektromotorische Kraft im Mittel,
n = Anzahl der Umdrehungen in der Sekunde,
C = Anzahl der Leiter auf dem äußeren Umfange des Induktors
(Giltig für Siemens-Trommeln und Gramme-Ringe),
N = Gesammtzahl der magnetischen Kraftlinien im Eisenkerne
des Induktors.
Bewegt man einen Leiter innerhalb eines gleichförmigen (homo-
genen) magnetischen Feldes, so ist die elektromotorische Kraft E der
Bewegxmg in CGS Einheiten (10~® Volt) durch die Anzahl der
Kraftlinien gegeben, die der Leiter in einer Sekunde schneidet.
Beträgt die Gesammtzahl der Kraftlinien des magnetischen Feldes
X (fließen N Kraftlinien durch den Eisenkern des Ankers), so schneidet
jeder Leiter während einer Umdrehung die Gesammtzahl dieser Bjraft-
^) Clektroteclmische Zeitschrift, Berlin 1892, Seite 267.
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— 232 —
linien N zweimal; d. h. die AnzaU der von einem Leiter am Umfange
des Induktors während einer Umdrehung geschnittenen E[raftlinien=2X
Macht der Leiter n Umdrehungen in der Sekunde, so werden von
demselben in dieser Zeit 2nN Kraftlinien geschnitten.
Die elektromotorische Ejraft setzt sich nun zusammen aus der Summe
der elektromotorischen Kräfte der hintereinander geschalteten Drähte.
Die Anzahl der hintereinander geschalteten Drähte ist gleich der Hälfte
C
sämmtlicher Leiter (Drähte) am Umfange des Induktors, also gleich^,
weil ja nur immer die Hälfte der Drähte des Ankers hintereinander
und diese beiden Hälften dann parallel geschaltet sind. .^.
Die Anzahl der von der Hälfte der Leiter am Umfange (—1 ge-
schnittenen Kraftlinien stellt sich demnach auf 2nN . -^ = n CN'^ dieses
Produkt gibt zugleich die mittlere elektromotorische Kraft in C GS
Einheiten an.
Da. 1 C G S Einheit der elektromotorischen Kraft
= 10-® Volt = -^ Volt, so erhält man fttr die mittlere elek-
tromotorische Kraft in Volt
158. Einfahrimg der Winkelgeschwindigkeit in die Orund-
gleichnng. o> bedeute die Winkelgeschwindigkeit, d. h. den
von einem Leiter auf dem Umfange des Induktors in einer Sekunde
zurückgelegten Weg.
Während einer Umdrehung legt der Leiter den Weg 2itr oder,
wenn wir den Radius r (den Abstand der Mittellinie des Leiters von
der Mittellinie des Induktors) als Einheit annehmen (r = 1 setzen),
den Weg 2ir zurück.
Macht der Leiter in der Sekunde n Umdrehungen, so ist der von
ihm in der Sekunde zurückgelegte Weg, d. h. seine Winkelge-
schwindigkeit: ^ -
o) = 2irw oder
CO
Mit Benützung dieser Beziehung geht die Grundgleichung:
E = n.C.N CGS Einheiten
in die Gleichung
E=-^.C.N CGS Einheiten über.
2Tr
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— 233 —
VIII. Berechnung dynamoelektrischer Maschinen
und Motoren,
159. Yersuchsmaschinen. Die Grundlage fUr die Berechnung von
Dynamomaschinen, welche alle Anforderungen erfüllen sollen, bildet
die Erfahrung auf dem Gebiete des Dynamomaschinenbaues und die
Kenntnis der bestehenden Theorien. Um es selbst dem Anfänger zu
ermöglichen Dynamomaschinen zu berechnen, habe ich mich bemüht,
die wichtigsten Erfahrungen, die sich in meiner vieljährigen praktischen
Thätigkeit auf dem Gebiete des Dynamomaschinenbaues stets bewährt
haben, zusammenzustellen. Nur wer ausgefiihrte und erprobte Maschinen
nachgerechnet und konstruirt hat, wird imstande sein, erfolgreich selbst
zu schaffen. Ich sah mich deshalb veranlasst, vpL der folgenden Tafel die
Angaben über einige von mir ausgeführte Versuchsmaschinen in runden
Zahlen wiederzugeben.
Tafel.
•
KUowatt
3*86
13-2
27-6
Volt
110
110
110
1 •
Ampere
86
120
260
!
M
Umdrehungen in der Minute
900
860
800
IM|
Aussen
26
40
46*6
23
1
1
Innen
13
23
1
LS]
Ige des Ankereisens in cm
17
28
36
64*6
Weglänge der Kraftlinien in cm
80-6
49-6
9
Drahtstärke in cm
0-26
0-38
13-6
0-66
0-8
0-012
\ e
Gesammtwiderstand in Ohm kalt
003
38
<
1
Gtesammtdrahtgewicht in kg blank
70
1
Anzahl der Lagen
2
1
I
Anzahl der Abtheilnngen
44
60
2
60
1
1
Anz
ahl der Windungen in der
Abtheilung
hl der Drähte am Umfange
3
2
168
1
Anza
628
200
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234 —
TafeL
«
Durchmesser der Bohrung in cm
281
42-4
49-5
Querschnitt in cm*
227
616
962
Abstand zwischen den Schenkeln in cm
10-8
13*8
16
Wickelun^höhe in dm
20
111-8
27
178
32
WeglAnge der Kraftlinien in cm
240
Magnetamp^re
3
6-6
6-1
Drahtstärke in cm
014
0-22
0-23
Gesammtwiderstand in Ohm
36
20
18
Drahtgewicht eines Schenkels in kg
Anzahl der Tragen eines Schenkels
17
16
116
66-6
18
71
18
1
Anzahl der Windungen in der Lage
114
900
... j
Magnetkörper in kg
220
1500
Güte-
verhältnifl
in o/o
Elektrisches
76
71
90-4
95
!
Mechanisches
86
91-6
1
Länge in cm
600
1200
760
2100
860
Breite in cm
Höhe in cm
300
660
1000
1100
1-
Nettogewicht der ganzen Maschine
Gesammtkupfergewicht
360
1600
146
2400
47
«.
Die Magnetform dieser Maschinen gehört der 1. Gruppe, Fig. 258, an-
Die Induktoren sind glatte Siemenstrommeln, die beiden hinlCT*-
einander geschalteten Magnetwickelungen parallel an den Induktor ange-
schlossen (Nebenschlussmaschinen). Die Eisenkerne der Induk-
toren waren mittelst eines Kreuzes aus Messing auf die Welle aufgekeilt.
Bei einer definitiven Ausführung wtlrde sich das direkte Aufeetzen
der Eisenkerne auf die Welle empfehlen. Unter Aufwendung von mehr
Kupfer auf den Magneten lässt sich das Güteverhältnis der Versuchs-
maschinen steigern.
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— 235 —
160. Yerwertnng der Yersuchsmaschinen fflr die Berechnung
sftmmtlicher Gleichstrommaschinen. Die Angaben in der Tafel können
ans den folgenden Gründen bei sämmtlichen Dynamo ftlr Gleichstrom,
gleiche Eisenquerschnitte vorausgesetzt, Anwendung finden:
1. Für Serien-, Nebenschluss- und
gemischt geschaltete Maschinen sind die
magnetischen Felder (Anzahl der Ampere-
windungen auf dem Anker und auf den
Magneten) bei allen diesen Maschinen ftlr
dieselbe Leistung annähernd gleich stark.
2. Die magnetischen Felder können
bei allen Magnetibrmen fbr dieselbe Lei-
stung annähernd gleich stark gewählt
werden.
3. Mehrpolige Maschinen sind als mehr-
fache zweipoUge Maschinen anzusehen.
^^y"^
\&y
iil
11
\4
7
«r->
i
161. Die gestellte Aufgabe. Bei
der Berechnung einer Dynamo handelt ^^- ^^®*
es sich inuner darum, zusammengehörige
Werte von Volt, Ampere und Umdrehungen für die bestimmte
normale Leistung im Vorhinein anzugeben.
162. Umrechnung einer Maschine auf eine gleich leistongs-
fthige anderer Spannung. Eine Versuchsmaschine hat die Leistung
110 Volt, 120 Ampere also 13200 Watt bei 850 Umdrehungen.
Folgende praktischeRegeln ermöglichen dann die Berechnung irgend
einer Gleichstrommasehine von 13200 Watt bei 850 Umdrehungen:
1. Für gleichleistungsfilhige Maschinen können derselbe Magnet-
körper xmd Ankereisenkem Verwendung finden.
2. Wird eine Maschine von höherer auf eine andere niederer
Spannung umgerechnet, so kann bei hohen Unterschieden in der Spannung
die T-<eistung bis 207o höher sein, weil
a) die Querschnitte der Drähte mit den linearen Dimensionen
wachsen und
h) die Isolation einen geringeren Raum einnimmt.
163. Aenderung der Umdrehungszahl bei gleicher Leistung.
Soll eine der in der Tafel angegebenen Versuchsmaschinen auf eine
Maschine umgerechnet werden, welche dieselben Watt, aber andere
Umdrehungen gibt, dann gilt die Regel:
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— 236 —
Die Eisen- und Kupfergewichte, die Stärke des magnetischen Feldes,
der Ankerdurchmesser und die Anzahl der Ankörwindungen sind der
Umdrehungszahl umgekehrt proportional.
164. Maschinen für hohe Leistungen. Ist eine Maschine mit
einer höheren Leistung als die der Versuchsmaschinen zu berechnen,
dann leisten folgende Regeln gute Dienste:
1. Eine Maschine, welche das 17» fache Eisen- und Kupfergewicht
hat, leistet das Doppelte.
2. Eine Maschine, von doppeltem Eisen- und Kupfergewicht
leistet das Doppelte bei geringerer Umdrehungszahl (rund 2 : 3)
3. Maschinen für eine Leistung von 1500 bis 100000 Watt geben
7 bis 14 Watt für je \ kg des Gesammtgewichtes der Maschine.
Dabei sind mittlere Umdrehungszahlen, den angegebenen Versuchsma-
schinen entsprechend, vorausgesetzt.
Maschinen mittlerer Größen geben demnach beiläufig 10 Watt für
je 1 kg des Gesammtgewichtes.
165. Umdrehungszahl. Je mehr Umdrehungen eine Maschine macht,
desto größer ist ihre Leistung. Die Leistung wächst so, wie die Um-
drehungszahl.
Lässt man in einer Dynamo oder in einem Elektromotor die Magnet«
und den Anker gegeneinander laufen, so kann ipan die Umdrehungs-
zahl auf die Hälfte herabdrücken.
166. Maschinen mit Nuten- und Lochankem. Maschinen mit
Nuten- und Lochankern geben bei gleichen Eisenkemabmessungen,
gleicher Wickelung des Ankers und bei sonst gleicher Maschine eine
geringere Umdrehungszahl (2 : 3).
167. Wahl der zulässigen Beanspruchung. Kupfer (und andere)
Drähte von kleinerem Durchmesser können stärker beansprucht werden,
als solche von größerem Durchmesser.
Bei Drähten von rund 5 mm Durchmesser beträgt die mittlere
Beanspruchung für den Anker 3 Ampere ftlr 1 mw*. Litzenförmige
Ankerwindungen können bei demselben Gesammtkupferquerschnitte einer
Windung stärker beansprucht werden, als massive Drähte ; letztere sind
höchstens bis zu 8 mm Durchmesser anwendbar, weil sonst die Wirkung der
Wirbel- (Foucault-) Ströme in denselben zu stark wird. Anstatt
dicker Drähte verwendet man besser parallel laufende schwächere Drähte
oder Litzen von unbedeutend geringerem Gesammtquerschnitte.
Ftlr die Magnetdrähte gelten als mittlere Beanspruchung 2 Ampere
für 1 mm^.
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— 237 —
Die bisherigen Beanspruchungen gelten ftlr glatte Anker, Nuthen-
und Lochanker können stärker beansprucht werden; für einen 5 fnnt
Draht gelten hier 4 Ampere für 1 mmK
168. Isolation« Die Isolation der Ankerdrähte ist bei schwächeren
Drähten dünner, als bei starken Drähten. Für mittlere Drähte (4 mm
Durchmesser) kann man 0*6 mm ftlr jeden Ankerdraht rechnen. Die
Magnetdrähte sind in der Regel bei Nebenschlussmaschinen (und
bei den Nebenschlusswickelungen der Compoundmaschinen) schwächer
als 4 mm. Für mittlere Leistungen (rund 15000 Watt) beträgt der Draht-
durchmesser auf den Magneten rund 2 mm; dann genügt eine Isolation
von 0*4 mm für jeden Draht. Höhere Spannungen erfordern besondere
Isolation.
Die Scheiben, aus denen die Anker aufgebaut sind, bestehen aus
weichstem Eisenbleche. Die einzelnen Scheiben sind 0*3 bis 0*6 mm
dick und durch dünnes Papier von einander isolirt. Bei 0*5 mm Eisen-
blechen beträgt die Isolation unge&hr ^/^ der Länge des Ankers (rund
7.%); 100 Bögen solchen Papieres sind etwa 4 mm dick.
Für niedere Spannungen werden in der Regel die Anker und
Magnetdrähte nur mit Baumwolle umsponnen. Für höhere Spannungen
dagegen müssen diese mit isolirenden Flüssigkeiten (Schellak in reinem
Spiritus aufgelöst u. s. w.) getränkt werden; besser als baumwoU- sind
zwirn- tmd noch besser seidenumsponnene Drähte. Für sehr hohe
Spannungen müssen sehr gut isolirende Zwischenlagen angewendet
werden. Gegen Feuchtigkeit schützen Drähte in Gummi-, gegen Hitze
solche in Asbesthüllen.
169. Anzahl der Lagen. Die Anker der Versuchsmaschinen
haben im Verhältnis zu ihrer Leistung große Durchmesser. Selbst ftlr
kleinere Durchmesser, bis zu Leistungen von 10000 Watt herab, reicht
1 Lage von Drähten aus,
von 10000 Watt bis 3000 Watt herab sind 2 Lagen,
von 3000 „ „ 1500 „ „ „ 4 „ und
von 1500 „ n 200 „ „ „ 4 bis 8 Lagen
erforderlich.
1 TG. Anzahl der Abtheilungen. Die Anzahl der Abtheilungen
steigt mit der Spannung proportional. Für mittlere Spannungen (100 bis
200 Volt) genügen beiläufig 50 Abtheilungen (KoUektorsegmente). Je
^ößer die Anzahl der Abtheilungen ist, desto besser arbeitet die
Maschine; die Kosten des Kollektors jedoch steigen mit der Anzahl
derselben.
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— 238 —
171. Magnetüsches Feld. Je stärker das magnetische Feld einer
Maschine ist, desto besser arbeitet dieselbe. Das magnetische Feld mnss
so lange verstärkt werden, bis die Maschine, wenn dieselbe keine sonsti-
gen Fehler zeigt, keine Funken gibt und die Bürsten annähernd senk-
recht auf der Verbindungslinie der Pole auf dem Kollektor liegen. Das
Produkt Ampere mal Windungen mal Ankereisenquerschnitt
soll kleiner sein, als das Produkt der entsprechenden Größen auf den
Magneten (rund 2:3).
" 172. Wirksamer Ankerdraht. Inducirt wird nur jener Anker-
draht, welcher am äußersten Umfange (also direkt zwischen dem Eisen
kerne des Ankers und den Polflächen) liegt.
173. Anker. Aus der Grundgleichung
geht hervor, dass die Spannujig E der Dynamo der Umdrehungszahl n.
der Anzahl der Ankerleiter C und der Anzahl der Kraftlinien N gerade
proportional ist. Je größer diese 3 Faktoren sind, desto größer ist die
Leistung der Maschine.
Obige Gleichung bildet die Grundlage für die theoretische Berech-
nung elektrischer Maschinen und Motoren.
Für die Versuchsmaschine zu 13200 Watt lautet die Grund-
gleichung:
A^=^^^ = 4000000 Kraftlinien.
Die Anzahl der Bo-aftlinien für 1 cm^ Ankereisenquerschnitt ist
zweckmäßig höchstens 12000.
Bei der Versuchsmaschine zu 13200 Watt ergibt sich der Wert
^^???^=- 9500 Kraftlinien für 1 cmK
442
Zu viele Amperewindungen auf dem Anker verursachen leiclit
Funkenbildung. Gute Resultate geben die Querschnitte der Versuchs-
maschinen. Die Anzahl der Ampörewindungen beträgt bei der
Versuchsmaschine zu 13200 Watt, 12600, die Anzahl der Ampere-
windungen auf den Magneten rund 24000.
174. Eisenqnerschnitt. Für die Bemessung der Eisenquerschnitte
ist der Verlauf der magnetischen Kraftlinien bestimmend. Dort wo eine
gleiche Anzahl von Kraftlinien fließen, muss auch dergleiche Eisenquer-
schnitt vorhanden sein.
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— 239 -
So muss z. B. bei der Maschine, Fig. 258, der Magneteisenquer-
schnitt auf dem ganzen Wege der Kraftlinien derselbe sein. Durch den
Anker fließen die Ejraftlinien in zwei parallelen Zweigen (Hälften). Der
gesammte Eisenquerschnitt des Ankers muss deshalb, bei gleichem Ma-
teriale, dem Querschnitte des Magneteisens gleich sein.
Da bei der Maschine, Fig. 259, zwei magnetische Stromkreise
vorhanden sind, muss der Querschnitt des Magneteisens dem halben
Querschnitte des Ankereisens gleich sein u. s. w.
Fig. 269.
175. Peldmagnete. Das Material für die Feldmagnetkeme liefern
Gnsseisen, Gussstahl und Schmiedeeisen. Das beste Material ist Schmiede-
eisen, das billigste Gusseisen. Gussstahl hat beinahe dieselbe Gtite als
Schmiedeeisen, unterliegt jedoch großen Schwankungen.
Die magnetischen Widerstände von Gusseisen zu Schmiedeeisen
(und Gusstahl) verhalten sich annähernd wie 2 : 3. Für Gusseisen
wählt man in der Regel 7000, fttr Schmiedeeisen und Gussstahl höchstens
12000 Kraftlinien fftr 1 cm^. Nimmt man den Streuungscoöfficien-
ten mit 1'5 an (werden 50®/o der Kraftlinien an die Luft verstreut),
so ist die Anzahl der in den Magneten erforderlichen Kraftlinien =
40O0OOO . 1*5 = 6000000 (ftlr die Versuchsmaschine zu 13200 Watt)
und für 1 m«
6000000 : 616 = 9800 Kraftlinien.
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— 240 —
176. Wechselstrommaschinen. Die Wechselstrommaschinen haben
entweder eigene oder fremde Erregung. Die eigene Erregung besteht
darin, dass ein Theil des Ankerstromes (der Strom einer oder mehrerer
Ankerspulen) die Magnete erregt. Bei der fremden Erregung speist
eine Gleichstronmiaschine die Magnete der Wechselstrommaschine. Ver-
wendet man ein und dieselbe Maschine mit einem Kommutator und
nimmt Gleichstrom ab, so ist die Leistung und der Eraftbedarf bei einem
bestimmten äußeren Widerstände größer, als wenn man dieselbe Mar
schine mit 2 oder mehreren Schleifringen versieht und Wechselstrom
oder Wechselstrome abnimmt. Das Gesammtgewicht der Wechselstrom-
maschinen und Motoren stellt sich, dasselbe Gesammtgüteverhältnis der
Maschinen vorausgesetzt, höher, als das Gewicht gleichgroßer Gleich-
strommaschinen und Motoren.
177. Motoren. Die für Dynamomaschinen angegebenen Regeln
gelten gleichzeitig für Elektromotoren; auch werden nur für besondere
Zwecke andere Modelle gewählt.
Speist man eine Dynamo mit ihrer eigenen Leistung, so gibt sie bei
denselben Umdrehungen eine Elraft, die sich rund lO^/o niederiger
stellt, als die zum Antriebe der Dynamo erforderlichen Pferdestärken.
Schaltet man einen Motor ohne Zwischenschaltung von Widerständen in
eine Dynamo ein, so wird die Stromstärke dem niederen Ohm'schen
Widerstände, der sich dann in dem Stromkreise befindet, entsprechend,
sehr groß sein. Sobald der Anker des Motors rotirt, wird in ihm eine
elektromotorische Gegenkraft erzeugt, so zwar, dass bei der Berechnung
der sich nun ergebenden Stromstärke in das Ohm'sche Gesetz nicht
mehr die Maschinenspannung, sondern die Differenz der Spannungen der
primären und sekundären Maschine einzusetzen ist. Die Stromstärke
wird demnach so lange sinken, bis sich die Stromverhältnisse auf die
Belastung eingestellt haben. Steigt dann die Belastung, so sinken die
Umdrehungen des Motors, die elektromotorische Gegenkraft wird kleiner
und die Sromstärke größer. Für kurze Zeit nimmt jeder ElektromotOT
die mehrfache Belastung. Beim Serienmotor ändern sich die Stromstär-
ken im Anker und m den Magneten gleichzeitig ; dadurch werden die
Aenderungen in den Umdrehungen und Zugkräften große Schwankungen
erleiden. Der Motor wird demnach auch sehr rasch und kräftig anlaufen,
die elektromotorische Gegenkraft rasch anwachsen, bis sich die normalen
Stromverhältnisse mit der normalen Belastung einstellen. Große Aende-
rungen in der Belastung bewirken große Aenderungen in den Unadre-
hungszahlen. Der Nebenschlussmotor hat ein beständiges magnetisches
Feld (die Anzahl der Ampere Windungen in den Magneten bleibt unver-
ändert). Die Zugkraft dieses Motors ist demnach der Stromstärke sehr
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— 241 —
nahe proportional. Die Aendeningen in den Umdrehnngszahlen werden
langsamer erfolgen, als beim Serienmotor ; Aenderungen in der Belastung
ändern in geringem Maße die Umdrehungszahlen.
Die verschieden geschalteten Motoren verhalten sich demnach fol-
gendermaßen :
1. Der Serienmotor lauft sehr schnell an, ändert aber schon bei
geringen Belastungsschwankungen seine Umdrehungen.
2. Der Nebenschlussmotor lauft langsamer an und behält nahezu
beständige Umdrehungen.
3. Der Compoxmdmotor vereint, da die Magnete beiderlei Wicke-
lungen besitzen, die Eigenschaften beider Motoren.
Die Wahl der Schaltung wird stets den praktischen Bedürfiiissen
angepasst.
Zur Verhütung zu starker Ströme beim Anlaufen und zur Reguli-
ning der Umdrehungszahlen in den weitesten Grenzen dienen Wider-
stände im Stromkreise zwischen Dynamo und Motor. Da diese Wider-
stände Strom konsumiren, sollen sie nur zu obigen Zwecken und für
kurze Zeit Verwendung finden; bei normaler Belastung sind dieselben
stets kurzzuschließen.
178. Bemerknngen. Die Berechnung der Strom-, Widerstands- und
Güteverhältnisse sind aus dem Früheren (§ 154) zu entnehmen. Daten
über verschiedene Nebenrechnungen geben die Versuchsmaschinen.
IX. Berechnung der Mdgnetvrlckelung dyna/mo"
elektrischer Maschinen v/nd Motoren.
179. Der magnetische Stromkreis« Rowland^) hat das 0hm'-
sche Gesetz auf den magnetischen Stromkreis angewendet. Er fdhrte
in das Ohm'sche Gesetz anstatt der Stromstärke die Gesammtzahl
der Kraftlinien Z, anstatt der Spannung die magnetisirende Kraft (An-
zahl der Amp^rewindungen) M und anstatt des Widerstandes den mag-
netischen Widerstand 22 ein und erhielt so die Gleichung
Bosanquet*) bezeichnet if als „magnetomotorische Kjaft" und JB
als „magnetischer Widerstand."
Die Formel zur Berechnung der Kraftlinien in einem Elektromag-
net e Ton Rowland stammt aus dem Jahre 1884.
^) Bowland, Phil. Mag., X, Angiut 1873.
') Bosanpnet, Phil. Mag., Juni 1884, Seite &88; Electrician, Feber 1885.
Kr stiert, Eldctrotechnik. 16
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— 242 —
Bezeichnungen:
Z = Gesammtzahl der Eo-aftlinien,
m = Anzahl der magnetisirenden Windungen,
i = Strom in Ampere,
L = Abstand der Pole im Eisen,
Q = Querschnitt der Magnete,
(i = Magnetische Durchlässigkeit,
iSg = 2 8 = Doppelter Abstand des Ankereisens von den Polen,
Q^= Querschnitt der Luft zwischen dem Ankereisen und den Pol-
schuhen,
Q^ = Größe, abhängig von der Streuung der B^raftlinien in der
Luft zwischen den Polschuhen und dem Ankereisen.
Mit Benützung dieser Bezeichnungen fand Rowland die Formel
4ic .
z= ^""
v-Q'^ Qz + Ql
öisbert Kapp') führte folgende Größen ein:
Bi = Widerstand, welcher den Kraftlinien in den Magne>ten entge-
genwirkt,
B^ = Widerstand, welcher sich den Kraftlinien im Anker entgegen-
stellt,
B^ = Doppelter Widerstand, welcher den Kraftlinien in der Luft*
schichte zwischen dem Anker und den Magneten entgegen-
wirkt,
C = Konstante, stellte die Gleichung
„ c.i.fft
B^ +J22 -4" Äs
auf und wendete auf die Widerstände JJ^, Bj und jB, das Ohm'sche
Gesetz,
5i--^-, ^^--^' ^'-"ft" '
worin
Li = Länge der Kraftlinien in- den Magneten in cm^
L^ = Länge der Kraftlinien im Anker in cniy
S = Abstand zwischen dem Eisenkerne des Ankei^ und den Pol-
schuhen in c^w,
Qi = Querschnitt der Magnete in cw*.
^ Electrician, Feber 1886 und Mai 1887.
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— 243 -
Q^ = Gesammtquerschnitt des Ankereisens in cm^y
Q^ = Querschnitt der Luft zwischen dem Anker und den Pol-
schuhen im cm'^ und
a, ß und 7 Konstante, welche von dem angewendeten Material und
von der Anordnung der Magnete abhängig sind.
180. Theorie von J. und E. Hopkinson.
J. und E. Hopkinson^) geben folgende ähnliche Formel für den
magnetischen Kreislauf an:
P = i?i + P2 + P I- oder
^.♦.m = A -Bi «1 + ^s -Bj «s + A A »8 n.,
tti, «3 und as bezeichnen Widerstandskoefficienten, gleich den reci-
proken Werten der magnetischen Durchlässigkeit ja für die verschiedenen
Materiale.
B
wenn
(1J- *■•'")
B = Magnetische Intensität .(Anzahl der Kraftlinien für 1 cm^) und
1 — . t . w 1 = Magnetisirende Kraft = Anzahl der Amperewindungen, welche
die Intensität J3 für 1 cm Länge erzeugen.
Die magnetische Dm^chlässigkeit jjl ist ftlr Luft = 1, für alle mag-
netisirbaren Körper größer als 1 und nimmt rascher ab, als die Sätti-
gung zunimmt. J. und E. Hopkinson haben zusammengehörige Werte
4 IC
von verschiedenen B und magnetisirenden Kräften -r^.wi versuchsweise
für Schmiede- und Qusseisen bestimmt und die zusammengehörigen
Werte von ^rr- m i (als Abscissen) und B (als Ordinaten) in ein Koor-
4 IT
dinatensystem eingetragen. Da (t beziehungsweise -TTz-'^i ^^^ B für
verschiedene Eisensorten verschieden ist, muss dasselbe für jede bestimmte
Eisensorte ermittelt werden. Für das Schmiedeeisen einer später zu
berechnenden Dynamo erhielten J. und E. Hopkinson auf diesem Wege
die in Fig. 260 wiedergegebene Kurve.
^ J. imdE. Hopkinson, Phil. Transactions L, 1886, Seite 331; Electrician, Koy.
nnd Dec. 1886; Centralblatt für Elektrotechnik, X, 1887, Seiten 3, 63,98, 141, 211 und
235; Elektrotechnische Zeitschrift, ym, 1887, Seite 361.
16*
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244
Während Kapp in seinen grundlegenden Formeln den vollständi-
gen magnetischen Stromkreis berechnet, zerlegen denselben J. und E.
HopkinsoUj der Gleichung 11 entsprechend, in 3 Theile.
j^.im = Zahl der Amperewindungen, welche die Intensität -Bfür
die Länge des vollständigen magnetischen Stromkreises
erzeugen.
20000
16000
10000
5000
B
■
■
^
H
50
150 200
Fig. 260.
260
J. und E. Hopkinson zerlegen nun diesen Stromkreis in 3 Theile:
1. Theil = Li J5i «1 = Zahl der Ampere Windungen, welche fc
Intensität B^ für L^ cm Länge des mag-
netischen Stromkreises in den Magneten
erzeugen.
2. Theil = Lg 5g 02 = Zahl der Amperewindungen, welche die
Intensität 5, für L, cw Länge des mag-
netischen Stromkreises im Anker erzeugen.
3. Theil = L^B^fi^ = Zahl der Kraftlinien, welche die Intensität
-Bj für Lj cm Länge des magnetischen
Stromkreises in den Luftzwischenräxunen
zwischen dem Anker und den Polschuhen
erzeugen.
Eine weitere Trennung des Weges der Kraftlinien in den Magneten
nach J. u. E. Hopkinson in 3 Theile (Magnetkerne, Polschuh und
Joch) ist in der Formel I nicht berücksichtigt. Mit Berücksichtigung
dieser Theilung lautet die Formel I:
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— 245 —
±1
10
♦»» = A.^x.«u + ^ib^ib«.b + Ac-Bi.«!. + UB,a, -\-L^B,a,..m.
Magnete
worin L^ + L^^ + L^^ = L,.
Anker
Luft
4i7
Ü-^
Fig, 261,
Die Formel I gibt die gesammte magnetomotoriscbe Kraft -TTr-mi
ohne Rücksicht anf die Streuung der Kraftlinien an die Luft (bis 50%
der in den Magneten erzeugten Kraftlinien werden bei den verschiedenen
Konstruktionen der Dynamo an
die Luft verstreut). Bringt man
ein Stück Eisen mit dem Mag- ^jj
netkörper in Berührung, so wird
es dort am stärksten angezogen,
wo die größte Streuung herrscht.
Die verschiedenen Querschnitte
des magnetischen Stromkreises
weisen verschiedene Streuung
auf. In den Maschinen Fig. 258,
261, 262 und 263 ist die Streu-
ung der Magnete, vom Anker
aus gesehen, für die Querschnitte
unmittelbar hinter den Magnet-
spulen, bei der Maschine in
Fig. 259 in der Mitte der
Magnetspulen am kleinsten (die
Anzahl der Kraftlinien am
größten).
Sind in dem Anker, Fig.
261, iV E[jaftlinien erforderlich;
so beträgt die Anzahl der
Kraftlinien N^ für die Quer-
schnitte //je Fig. 262.
N^ =. c^ N Bo-aftlinien,
worin c^ = Streuungscoefficient.
Den Streuungscoefficlenten bestimmt man am besten durch Versuche,
indem man an der Stelle, an welcher derselbe zu ermitteln ist,
in eine Windung ein Galvanometer einschaltet. Dabei ist zu be-
rücksichtigen, dass die Windungen bei III III^ Fig. 261, hinter-
einanderzuschalten sind. Unterbricht man nun den Magnetstrom plötz-
Üch, so erhält man einen Anschlag am Galvanometer, welcher der von
der Versuchswindung eingeschlossenen Kraftlinienzahl proportional ist.
IIIIIIIIIIIHIIIIIIIIi
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— 246 —
Die den zugehörigen Windungen J, II n. III III entsprechenden Gal-
vanometerausschläge seien: I^, ü^ und III* III^ Die besten Werte
geben die Mittel zweier Ablesungen am Galvanometer mit verschieden«!
Stromrichtungen.
Dann ist c^ =
Co =
— - für den Querschnitt / und
lU^ lU^
III^ bezogen
Fig. 264.
Fig. 268.
auf den Querschnitt //. Fallen q oder c^ kleiner als 1 aus, dann
können die betreffenden Querschnitte verkleinert werden. Der Streuungs-
coöfficient wird sich von Querschnitt zu Querschnitt ändern. Die
Rechnung liefert jedoch schon befriedigende Werte, wenn man den
Stromkreis in 3 Theile (Magnete, Anker und Luft) zerlegt und für
diese Theile den Streuungscoöfficienten als unveränderUch annimmt.
Fig. 261 zeigt die durch Streuung verloren gehenden Kraftlinien. Unter
Zugrundelegung dieser Streuungscoefficienten nimmt die Gleichung II
die Form an:
47r
, mi = L,^,{c,B,) + L,^,{B,) + L,B,...IY,,
Magnete
Anker
Lnft
worin 5, = -^; 5, = -^
u. 5,=
N
<?3
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— 247 —
Die Zeichen 9^ und cp^ haben die Bedeutung, dass J^^ und B^ mit der
Sättigung nicht proportional wachsen. Das Glied L^B^ enthält kein
Zeichen 9, weil in der Luft für alle Sättigungsgrade dieselbe magneto-
motorische Kraft erforderlich ist, um N Kraftlinien auf der Wegstrecke
jL, dnrch den Querschnitt Q zu treiben.
Für das gleiche Eisen ist 9^=7^.
Im Folgenden soll diese Theorie, welche in der Praxis neben den
Theorien von Gisbert Kapp, Max Corsepius^), Karl Zickler*)
n. A. zumeist Verwendxmg findet, an Beispielen erläutert werden.
1. Beispiel: J. u. £. Hopkinson haben die Charakteristik einer
^febenschlussmaschine, Fig. 264, zur Erklärung ihrer Theorie berechnet.
Die Maschine steht, unter Zwischenlegung einer Zinkplatte, mit ihren
Polschuhen auf einer gusseisemen Grundplatte. Magneteisenkem, Pol-
schuhe und Joch bestehen aus Schmiedeeisen. Das Joch ist mit den
3fagneteisenkemen verschraubt. Für diese Maschine gelten die fol-
genden Daten:
320 Ampere normale Stromstärke,
105 Volt normale Spannung,
750 Umdrehungen in der Minute,
2 Lagen,
40 Abtheilungen,
16 Windungen in jeder Abtheilung,
0-01 Ohm Widerstand des Ankers bei 15® C,
11 Lagen für jeden Schenkel,
2'41 mm Durchmesser des Magnetdrahtes,
3260 Gesammtzahl der Magnetwindungen,
4570 m Gesammtlänge der Magnetwindungen,
17 Ohm Widerstand der Magnetwickelung bei 15® C,
45'7 cm Länge des Magnetschenkels,
221
„ Dicke „ „
44-5
» Breite „ „
61-6
„ Länge des Joches,
48-3
„ Breite „
23-2
„ Dicke „ „
38-1
„ Abstand zwischen den Achsen beider Schenkel,
27-5
„ Bohrung für den Anker.
^) I>r. MaxCorsepius, „Theoretische und praktische Untersuchungen zur Konstrok-
üon magnetücher Maschinen'^ n. „Leitfaden zur Konstruktion von Dynamomaschinen" 1891.
^} Karl Zickler, „lieber die Yorausberechnung der Dynamomaschine." Zeitschrift
tlr Elektrotechnik, Wien, Bd. 6, 1888, S. 6 bis 11 u. S. 58 bis 65.
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— 248 —
25*4 cm Höhe der Polstttcke,
48*3 „ Tiefe „ „ (parallel zur Achse gemessen),
12'7 „ Dicke der Zinkplatte,
127 „ Breite des kleinsten Zwischenraumes zwischen den Polstücken
50*8 „ Durchmesser des Ankereisens,
7*0 „ Durchmesser der Welle.
Die Gleichung IV.
4ir
-— , mi = Li 9i (ci Bi) -f- Z-, (fj (c, B,) -j- üj fi, geht mit Backsicht stt
Magnete Anker Luft
die Gleichung m (wenn man L^ in 3 Theile zerlegt) in die Gleichniig
4ic
10
Magnete Anker Lofi
über. Wemimanfilr£,. = -^, Ab = -^, ^'^^^' ^^ = T'
N .
JSg = ^ einführt, dann ergibt sich die Anzahl der Amperewim
Vs
aus der Gleichung
47:
Magnetkerne Polschuli Joch
+i,.(-|-)+A-|-....vi,
Anker Luft
worin L^^ == WeglÄnge der Kraftlinien in den Magnetkernen in cw.
Ab = « w 71 n r» Polschuhen „ ,
-^10 = n p ?? 7? dö'» Joch. „ r
JV = Anzahl der Kraftlinien im Anker in CGSj
Q^^ = Querschnitt der Magnetkerne in cm^^
öib = » V Polschuhe „ „
öic = » des Joches „ „
ig = WegläDge der Kraftlinien im Anker in crn,
Q2 = Querschnitt des Ankereisens in cw^,
X3 = Weglänge der Ki'aftlinien in der Luft in ctn,
Qs = Querschnitt der Luft zwischen Ankereisen u. Polschuh in m\
c = Streuungscoefficient.
Der Streuungscoefficient c ergab bei einer Stromstärke t = 5'6
Ampere den Wert 1*32.
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— 249 —
Bestimmung der Querschnitte.
1. Magnet. L^^ = 2 . 46-7 = 914 cm.
Q^^ = 930 cw*.
2. Polschnh. L^^ = 2. 11 = 22 cm.
1600 cm^ = Fläche, mit welcher ein Polschuh dem Anker gegen-
ühersteht.
930 cnfi = Querschnitt der Schenkel.
^ lBO + 930 ,^_ 2
Qi^ = Y = 1215 cm^.
3. Joch. i^^ = 49 cm,
Q,^ = 1120 cmK
4. Anker. i, =13 cm,
Q^ = (50-8— 3-9) (24-6— 7-6) = 469. 16*9 = 790 cm^.
und mit Rücksicht auf die Stahlwelle:
Q^ = 810 cm^,
5. Luft ig = 27-5 — 24-B = 3 m.
Der Polschuh umfasst einen Bogen von rund 129^. Der Durch-
messer der Bohrung beträgt 27*5 cm. Demnach ist der von einem
129
Polschuh umfasste Bogen X = 86*39 . -^7^ = 31 ctn.
Der Polschuh misst in der Richtung der Welle 48*3 cm; daraus
folgt: ft = 31 . 48-3 = 1500 cm^
und mit Berücksichtigung der von den Seiten der Polschuhe in den
Anker eintretenden Kraftlinien: ^3 = 1600 cm*.
Konstruktion der Magnetisirungskurven.
1. Konstruktion der Magnetisirungskurve im Luft-
räume. Die einer bestimmten Intensität (Anzahl der Kraftlinien für 1 cm^)
jB entsprechenden Werte der magnetomotorischen Bo-aft ("T7r-^M för
1 cm Kraftlinienlflnge ergeben sich aus der oben angeführten Magneti-
sirungskurve, Fig. 260.
Die magnetomotorische Kraft, welche erforderlich ist um N Kraft-
linien auf der Strecke L^ durch den Querschnitt ^3 zu treiben
N
p = L^ . -jr- (Gleichung VI.).
Vs
Das ist die Gleichung einer Geraden von der Form y =1 ax^ d. h.
ßie geht durch den Ursprung des Koordinatensystems. Es muss demnach
0,
a=-y5- = ^a, wenn a = der Tangente des Neigungswinkels der
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250 —
Geraden gegen die Abscissenachse. Der Maßstab ist, nm die Tangente
graphisch wiedergeben zu können, für p 500mal so groß, als für
N gewählt, daher ist
tga =
1600
= 1*067 und a = 46-9.
500 3
Daraus ergibt sich als Charakteristik in der Luft die in Fig.!
mit „Luft" bezeichnete Gerade.
Fig. 266.
Für eine bestimmte elektromotorische Kraft E ist eine bestimmte
Anzahl Kraftlinien im Anker erforderlich. Sei diese Anzahl der Kraft-
linien z. B. = ö . 10^ so kommen, da der Querschnitt des Luftraumes
1600 cm^ beträgt, auf ein cm^
5.10°
1600
3125 Kraftlinien, wofür sich
aus der Kurve von J. u. E. Hopkinson (Fig. 260) jETj = 3 ergibt;
damit wird
p = 3. 3125 = 9375.
2. Konstruktion der übrigen Magnetisirungskurven.
Für den Anker kann man die den verschiedenen Induktionen J5,
entsprechenden magnetisirenden Kräfte H^ = ■'^ aus der Kurve, Fig.
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— 251 —
260, ablesen. Ist z. B. B^
dieser Figur
10 . 10<^
810
= 12350, so ergibt sich aus
H= 9-5 daher p^^ = 13.9-5 = 123*5 und
500 i>i = 61760 = 0062 . 10«.
Wählt man den Maßstab 10* = 1 cm und errichtet in Fig. 265
anf die Abscissenachse im Abstände von 0*062 cm vom Ursprung 0 eine
Senkrechte, so wird dieselbe von der zur X-Achse parallelen Geraden
Y S, welche durch den Punkt F, dessen Ordinate 0Y= 10.10* ist,
in einem Punkte jener Kurve geschnitten, welche den Zusammenhang
der Elraftlinienzahl N mit der magnetomotorischen Kraft jp^ veran-
schaulicht.
Fig. 266.
Ebenso kann man dieses Verfahren auf die anderen Theile des
magnetischen Stromkreises anwenden ; dann ergeben sich die in Fig. 265
wiedergegebenen Kurven.
Die Summe sämmtlicher in einem Punkte der Ordinatenachse z. B.
in F, Fig". 266, zusammentreffender Abscissen sind = OX, d. h.
Ö2 = "^+<^a+"^+
Die Ordinate O'Y und die Abscisse OX geben den Punkt S der
resultirenden Kurve, welche zusammengehörige Werte von gesammter
magnetomotorischer Kraft P = OX und Kraftlinienzahlen ^abzulesen
gestattet.
Z- B- bestimmen wir m folgender Art die erregende Kraft in
Amperev^ndungen im, wenn (nach Früherem) die Spannung an den
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- 252 —
EJemmen der Maschine = 105 Volt und die Stromstärke im äußeren
Stromkreise 320 Ampere betragen. Spannungsverlust im Anker = 4 Volt.
Aus der Kurve, Fig. 265, lesen wir ftlr iV = 10*9 . 10^ als Abscisse
den Wert 12*4.10® Einheiten der Ordinatentheilung ab.
Da nun diese Theilung 500 mal so groß gewählt wurde, als die
Ordinatentheilung, ist
0X= P= 4^, mi = ^^'t}^ = 24800, daher
10 DUO
24800.10 . ,^„^^ . . w j
mi = = 19700 Amp^re-Windungen.
4^C JT O
Die gesammte Windungszahl beträgt 3260, daher eigibt sich der
Magnetstrom
19700 . ^ .
' = "3260" = ^ Ampere.
Die magnetomotorische Kraft 24800 vermag 10*9, 10' Kraftlinien
durch den Kreislauf des magnetischen Stromkreises zu beft^rdem.
In unserem Beispiele sind davon verwertet:
Um N Kraftlinien durch :
den Anker zu treiben p^ = «pr^r = 180,
10'4.10'
den Luftraum „ ^ p = — ^- = 20800.
A' ^ u 11 1735.10' 3.-,^
die Schenkel „ „ ^^ = — = 3470,
J- T3 1 u u 90 000 ,Q^
die Polschuhe „ ^ p^ z= — = 180,
^ T 1. 285000 ^„
das Joch „ n 1>4 = Kfv\ = 5^^,
12*4 10*
so dass P= p +i?i +^j +2?3 +2?^ = ^ = 24800.
2. Beispiel. Wie groß ist die Anzahl der für die Versuchs-
maschine zu 13200 Watt bei 110 Volt erforderlichen Amperewin-
dungen auf den Magneten? Die Angaben sind aus der in § 159
wiedergegebenen Tafel über die Versuchsmaschinen zu entnehmen.
Für diese Maschinen, Type Fig. 258, erhielt ich bei Schmiede- und
Gusseisen die in Fig. 267 eingezeichneten Km-ven, als höchsten Wert
des StreuungscoeflFicienten die Zahl 1*5.
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— 253
Anzahl der Kraftlinien im Anker:
N=
10« . 113-783
= 4014936.
14-17 . 200
Konstruktion der Magnetisirungsgeraden im Lnftzwi-
schenranme:
Lg = 42-4 — 40 = 2-4 cm.
20000
19000
18000
17000
16O0O
15000
14000
13000
12000
UOOO
lOöOO
9000
£000
7000
6000
5000
4000
1000
2000
1000
B
1
t •
»ä<¥\
—
—
' —
- —
C
oV-
tvv«
lev.
J€*=
■-^
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^
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—
""
'
^
ols:
;fe>.
JCJ
^
-^
^
^
^'
/
/
f
j
1
H
s $
Fig. 267.
M ■« lO
o o e o o
b. 00 o» o ^
t^ 1-4 iH (M M
Der von einem Polschnh nmfasste Bogen X = 52'9 cw.
^3 = 52-9 X 28 = 1481 cmK
Bei der Edison-Hopkinson-Type (1. Beispiel) war dieser
Querschnitt mit Bezug auf die von der Seite des Polschuhes in den An-
ker eintretenden Kraftlinien zu vergrößern. Bei der Versuchsmaschine
sind die Polschuhe abgerundet, so dass Q^ < 1481 cm^. Dieser Umstand
ist jedoch bei diesen Maschinen nicht zu bertlcksichtigen, weil dagegen
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— 254 —
annähernd mehr Ejraftlinien von den Seiten einzusetzen wären. Bei der
im 1. Beispiele gewählten Type deckt die Polfläche die gegenüber-
liegende Ankeroberfläche vollständig, bei den Versuchsmaschinen jedoch,
des Abrondens der Polschnhe halber, nicht ganz vollständig.
Die Gleichung der Magnetisirungsgeraden lautet (sowie im 1. Bei-
spiele) :
N
p = L^ . jr-^ Maßstab 500 i? = l N^
Vs
*9 « = 5ÖÖ-^ = 1"234> « = 51«, d. h.:
N
Die Gerade p = L^ .^r bildet mit der Abscissenachse einen
Winkel von 51».
_ 4014936 . 2-4 _
p - 1481 - w>^-
Konstruktion der Magnetisirnngskurve für den Anker-
kern:
Lj = 49'5 cm.
4^
5
N _ 4014936
ft ~" 442
Für £j =. 9084 folgt aus der Magnetisirnngskurve für Schmiede-
eisen, Fig. 267, der Wert fi, = 5. Daher p^ = 49-5 . 6 = 248.
Konstruktion der Magnetisirungskure für die Magnete:
Li = 173 cf»; Q^ = 616 cm*,
P N 4014936 _,,_ ,
cB^ = 6518 . 1-6 = 9777.
Für die Intensität 9777 ergibt die Magnetisirnngskurve für Oass-
eisen, Fig. 267, den Wert H, = 140.
Pi = 173 . 140 = 24220.
Die gesammte magnetomotorische Kraft
-P = i» + P» 4- Pi,
p = 6504,
Pi = 248,
Pi, — 24220, .
P= 30972-= i^,
mi = 24659 Amperewindnngen.
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ft = 28 . ^ . 17 = 442 m».
B, = ^ = ?!^f^H£^ = 9084.
— 255 —
Berechnung von Elektromotoren. Bei der Berechnung von
Elektromotoren hat man in der Gnmdgleichnng
JE =5.:,^^ Volt oder
10® . E
N = '-^r d®^ Spannungsverlust im Anker von E
zu subtrahiren.
X. Wechselstrom.
181« Die elektrische Arbeit des Wechselstromes.
Bezeichnungen:
a = Mittlere elektrische Arbeit in einer Induktionsspule,
i' = Gemessene mittlere Stromstärke,
e' = ^ „ Spannung,
a = 2ircp = Phasendifferenz zwischen i* und e*.
Mit Benützung dieser Bezeichnung ist die mittlere elektrische Arbeit
a = i* . e* . cos 2«©:
i' misst man mit einem Elektrodynamometer von Siemens &
Halske (Seite 82, Fig. 83 und 84) oder Ganz & Co., einem Elektro-
meter, einem Kalorimeter, einer Normalstromwage von Sir W. Thom-
son XL s. w.
e' mit dem Spannungselektrodynamometer von Siemens & Halske,
dem Voltmesser von Cardew, dem Hitzdrahtvoltmesser von Hart-
mann & Braun, dem elektrostatischen Voltmesser von Sir W. Thom-
son, mit Elektrometern u. s. w. . '
Direkte Messungen der elektrischen Arbeit a besorgen
die Wechselstrom-Elektricitätszähler von O. T. Bl&thy, H. Aron u. s. w.
Weitere Bezeichnungen:*
i = Stromstärke,
e = Klemmenspannung,
e^= Maximale an den Kremmen der Induktionsspule wirksame
Spannungsdifferenz,
i» = Maximaler Wert der Stromstärke innerhalb einer Periode,
X = 2tr~r,
z = Anzahl der Stromwechsel in der Sekunde,
p = Widerstand der Induktionsspule,
L = Selbstinduktionscoefficient.
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— 256 —
Die mittlere elektrische Arbeit ist gleich der Somme der Produkte
e . i innerhalb einer halben Periode, getheilt durch die Zeitdauer ek'
halben Periode
(f).
d. h.
-I
2 f
a = jf. e . t
dt
t — o.
Die Spannung e und die Stromstärke i lassen sich durch Wellen-
oder Sinuslinien (§ 168, Fig. 251) darstellen.
Da die Spannung und die Stromstärke weiters um den Winkel 1 1
gegeneinander verschoben sind entsprechen ihnen die Sinusgleichimge:
e = e^ . sin (x -|- a) und
i = »« . sin X.
Hiermit geht der obige Integralausdruck in den folgenden über:
2 f
'-f
-pp . I sin X . sin (x -{- a) dt oder
wenn man integrirt und berücksichtigt, dass x = 2«-^unda=2x:: i
a = — - — cos 2 IT cp, worm
e^ = y2 ' e' =: 1-4142 e' und
i, = V2 . i' = 1-4142 t'.
Daraus folgt a = i' . «' . cos 2ircp.
Wenn man in diese Gleichung die obigen Größen 2, p und L m-
führt, dann ist zu beachten, dass
^ ci 2 . t: . L ,
tggircp = oder
cos27tcp =
a=f.e'
P
; hiermit wird
yp» + ;2«7r^L«
Den größten Wert der Phasenverschiebung 2«<p bestimmt di<
Gleichung
tang 2«(p = oo, d. h.
2ir^=-.
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— 257 —
Die Phasendifferenz kann deshalb nicht größer sein als der vierte
Theil der Periode.
Findet keine Phasendifferenz zwischen Strom und Spannung statt
(ist der Widerstand p induktionsfrei), dann mtlssen
cos 2it9 = 1 und
a = t' . e', sowie bei Gleichstrom sein.
182. Mehrphasige Wechselströme.^)
Nimmt man bei einer Wechselstrommaschine anstatt von zwei, von
mehreren Punkten des Induktors, z. B. von drei Punkten, durch drei
Schleifringe Strom ab, sowie es in den Fig. 268 a bis 268 c veranschau-
licht erscheint, so erhält man drei Wechselströme und zwar:
1. Einen Wechselstrom zwischen den Bürsten 6^ und Jg.
2« n n 7? w n ^2 7j ^3'
3- 7j 7i 7? 7j n *s J? ^1'
Da diese drei Ströme an drei verschiedenen Stellen der Anker-
windungcn abgenommen werden, so müssen sie zu gleicher Zeit ver-
schiedene Stärken, verschiedene Phasen haben; man nennt sie deshalb
Ströme von verschiedener Phase oder Mehrphasenströme.
Für drei Wechselströme verschiedener Phase kann man drei voll-
ständig getrennte Leitungen — Sechs-Leiter — oder den Fig. 268 a bis
268 c entsprechend, sogenannte verkettete Leitungen — Drei-Leiter —
verwenden.
Die drei concentrischen Kreise der Fig. 268 a bis 268 c bedeuten
drei Schleifringe, welche durch die Anschlüsse 1, 2 und 3 mit drei in
der Zeichnung um 120® von einander abstehenden Punkten der Anker-
wickelung verbunden sind. Auf den drei Schleifringen schleifen die
Bürsten fi^, b^ und ^3. Die drei Hauptleitungen des Systemes sind mit
den Buchstaben L^, L^ und L3 bezeichnet.
Aus den drei verschiedenen Stellungen des Induktors während einer
Umdrehung Fig. 268 a, 268 b und 268 c ist ersichtlich, dass der Strom
während einer Umdrehung immer nur bei einer Bürste die Maschine
verlässt, während er in zwei Bürsten zurückfließt. Das von einer Um-
drehxmg Angegebene gilt von jeder weiteren Umdrehung. Es dienen dem-
nach immer eine Leitung als Hin-, die beiden anderen als Bückleitung
des Stromes.
Während der Stellung des Induktors, welche in Fig. 268 a wieder-
gegeben ist, kommt der austretende Strom von dem Anschlusspunkte 2,
während der in Fig. 268 b festgehaltenen Stellung von dem Punkte 1,
') Kratsert, Zeitschrift für Mektroteclmik, 1893, Heft XVH und XYUI.
Kratsert, Elektrotechnik. 17
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— 258 —
während der StelluDg Fig. 268 c von dem Punkte 3. Da diese 3 Punkte
2, Fig. 268 a, 1, Fig. 268 b und 3, Fig. 268 c gegen die Magnetpole die-
selbe Lage haben, muss die Intensität des von denselben abgenommenen
Stromes immer dieselbe sein. Durch je eine Bürste fließt der Strom
von der Maschine in voller Stärke J und durch je zwei Bürsten in
gleichen Hälften — zur Maschine zurück. Ist die Stromstärke an der
Bürste ig in der Stellung Fig. 268a gleich J, dann muss dieselbe in
der Stellung Fig. 268 b gleich — — und in der Stellung 268 c eben-
falls gleich — — sein.
Die algebraische Summe J — — — — = 0.
Die Stromstärken an den Bürsten \ und \ in den Fig. 268 a bis
268 c führen zu identischen Gleichungen. Daraus ergibt sich der Satz:
Die algebraische Summe des durch eine Bürste während einer Um-
drehung des Induktors fließenden Stromes ist gleich Null.
Eine ähnliche Folgerung führt zu dem von M. von Dolivo
Dobrowolsky gefundenen Satze: Die algebraische Summe der
drei Ströme an den drei Bürsten ist in jeder einzelnen der drei Stellun-
gen, Fig. 268 a bis 268 c, gleich Null.
Führt man demnach die drei Leitungen in einem Bündel, so findet
keine Wechselwirkung gegen benachbarte Ströme, Magnete oder Eisen-
massen statt, während die einzelnen Leitungen solche Wirkungen ver-
ursachen. So wird z. B. ein einzelner der drei Leiter auf Eisen gelegt,
durch in demselben erzeugte Induktionsströme bewegt, während ein aus
den drei Leitungen bestehendes Bündel in Ruhe verbleibt.
Da die algebraische Summe des durch jede Bflrste während jeder
Umdrehung fließenden Stromes gleich Null ist, so mtlssen auch die re-
sultirenden Stromstärken einander gleich sein und es erhalten alle drei,
an die drei Bürsten angeschlossenen Hauptleitungen h^^ L^ und L^^ Fig.
268 a bis 268 c, denselben Querschnitt.
Aus Fig. 268 a erkennt man, dass bei der Reihen- (Stern- oder
offenen) Schaltung für die Lampen a, b und c dieselben Stromverhält-
nisse platzgreifen, wie für die Hauptleitungen L^, L^ und L,, während
die Spannung zwischen je zwei Hauptleitungen größer ist, ab die Span-
nung jeder einzelnen Lampe.
Bei der Nebenschluss- (Dreiecks- oder geschlossenen) Schaltung,
Fig. 268 b, herrscht zwischen je zwei Hauptleitungen dieselbe Spannung.
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Fig. 268 a.
Fig. 268 b.
Zeitungen \
UihticM
^^m
Trans
formator
Elektro' ^
motor
Bogenlickt
leim»
leÜtuiff
Fig. 268 0.
Mehrphasenströme.
17*
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wie an jeder einzelnen Lampe, die Stromstärken der einzelnen Lampen
a, b nnd c sind jedoch kleiner als die Stromstärke in jeder Hauptleitung.
Fig. 268 e zeigt eine Dreiphasenmaschine in Verbindung mit Trans-
formatoren und in gemischter Schaltung mit Glüh-, Bogenlampen und
einem Dreiphasenmotor. Der niedrig gespannte Strom tritt bei der
Bürste bi und der Hauptleitung L, aus der Maschine in den primären
Transformator T^ und verlässt denselben in den Hauptleitungen L^ und
ij, welche zu den Bürsten b^ und b^ der Maschine zurückführen. Der
in dem Transformator I^ inducirte, sekundäre, hochgespannte Strom
fließt durch die Femleitungen ^, /, und l^ in den sekundären Trans-
formator r„ in welchem derselbe in niedrig gespannten Strom transfor-
mirt wird, welcher in den Leitungen ^, X, und Xg als Nutzstrom Ver-
wendung findet.
Als ein Beispiel zutreffender Spannungen seien angeführt:
100 Volt in der Maschine, 10000 Volt in der Femleitung, 100
Volt im Nutzstromkreise bei einer Entfernung von rund 30 km.
In der Fig. 268c sind im Nutzstromkreise bei 100 Volt zwischen
je zwei Hauptleitungen drei Glühlampen in Parallelschaltung, dreimal
drei Bogenlampen in Hintereinanderschaltung und ein Elektromotor ein-
geschaltet. Motoren sind stets an alle drei Hauptleitungen angeschlossen.
Durch die in der Fig. 268 c getroffene Anordnung der Glüh- und Bc^en-
lampen ist eine gleiche Belastung zwischen den einzelnen Leitungen >^, X,
und X3 erzielt, wenngleich diese Bedingung bei Mehrphasenströmen nicht
Yollkonun^i eingehalten werden muss.
Eigene Schaltungen und Anordnungen der Mehrphasenmaschine,
des Transformators, des Motors und des Elektricitätszählers, sowie Mittd
zur Erzeugung von Phasendifferenzen habe ich in einer Abhandlang,
betitelt: „Neues Drehstromsystem" ^) angegeben.
Die elektrische Arbeit eines Wechselstromes
a = i . e . cos a.
Da Mehrphasenströme aus mehreren Wechselströmen bestehen, lässt
sich für dieselben diese Gleichung ohne weiters anwenden. Beispielsweise
braucht jeder Stromnehmer in den Fig. 268 a oder 268 b eine elektrische
Arbeit
A^ =;= t/ . -E cos o,
alle drei Stromnehmer verbrauchen also eine elektrische Arbeit
A =: SAi = J . E cos a,
worin J gleich ist der Stromstärke des Stromnehmers gemessen z. B. mit
einem Elektrodynamometer von Siemens & Halske oder Ganz& Co,,
^)Kratzert, Elektrotechnische Zeitschrift, Berlin, 1893, Hefk 19, Seite 269.
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einem Elektrometer, einem Kalorimeter, einer Normalstrom wage von Sir
W. Thompson n. s. w. nnd E gleich ist der Spannung des Systemes,
Spannung zwischen je zwei Hauptleitungen, gemessen z. B. mit dem
Spannungselektrodynamometer von Siemens & Halske, dem Volt-
messer von C a r de w, dem Hitzdrahtvoltmesser von Hartmann&B raun,
dem elektrostatischen Voltmösser von SirW. Thompson mit Elektro-
metern u. s. w.
Direkte Messungen der elektrischen Arbeit A besorgt
das Arbeitselektrodynamometer von Siemens & Halske.^) H. Aron
misst die Arbeit der Mehrphasenströme, sowie die der Gleich- und Wech-
selströme mit seinem Elektricitätszähler. Allgemein giltige Messmethoden
zur Messung von Mehrphasenströmen hat Hans Görges*) aufgestellt.
In einem Stromkreise, in welchem nur Gltlh- oder Bogenlampen
eingeschaltet sind, findet keine Phasenverschiebung statt; in einem sol-
chen muss demnach
cos a = 1 oder
a = 0 sein.
Enthält ein Stromkreis Elektromotoren, Transformatoren oder In-
duktionsspulen, dann findet eine Phasendifferenz statt und es ist
cos a < 1 zu ermitteln.
Annähernd ergibt sich fOr Elektromotoren .
cos a = 0-72.
Bei Aufstellung der Arbeitsgleichung wurden die Giltigkeit des Si-
nusgesetzes für Strom und Spannung, gleichgroße Perioden, sowie gleiche
Belastung in den einzelnen Zweigen der Mehrphasensysteme und eine
Phasendifferenz von 120^ vorausgesetzt.
Eine ganz allgemein giltige Formel hat Hans Görges ebenfalls
in der eben angeführten Abhandlung angestellt.
In den Fig. 268 a bis 268 c ist der Vorgang der Stromerzeugung
in drei aufeinanderfolgenden Stellungen des Induktors ersichtlich gemacht.
Schickt man den so erzeugten Strom in einen beispielsweise fest-
gel^ten Ring, Fig. 269 a, bis 269 c, wobei dieser Ring gerade so
au%ebaat sein kann, wie jener in den Fig. 268 a bis 268 c dar-
gestellte, so ergeben sich beiläufig folgende Richtungen der resultirenden
magnetischen Felder:
1. Der Ring, Fig. 269 a, sei mit der Maschine, Stellung 268 a, ver-
bunden. Das resultirende magnetische Feld hat die Richtung J^T, S^
Fig. 269 a.
^ I>r. F. Zickermann, Elektrotechnische Zeitschrift, Berlin, 1891, Seite 609.
*) Hans G9rges, Elektrotechnische Zeitschrift, Berlin, 1891, Seite 214 ff.
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Fig. 269a.
— 262 —
2. Der Ring, Fig. 269 b sei mit der Maschine, Stellung Fig. 268 b, ver-
bunden. Das resultirende magnetische Feld hat die Richtung N^ S^j Fig. 269 b.
3. Der Ring, Fig. 269 c, sei mit der Maschine, Stellung 268 c, verbunden.
Das resultirende magnetische Feld hat die Richtung N^ S^, Fig. 269 c.
Es ergibt sich daraus, dass das mag-
netische Feld während einer Umdrehung des
Induktors ebenfalls eine Umdrehung macht.
Aus diesem Grunde hat M. von Do-
livo-DobrowolskyO das so erzeugte
magnetische Feld ein Drehfeld, die das-
selbe erzeugenden Maschinen Drehstrom-
maschinen und die durch letztere an-
getriebenen Elektromotoren, Drehstrom-
motoren genannt.
Dm'ch Gleichstrom erhält eine in der
Nähe befindliche Magnetnadel oder ein
Strom eine bestimmte feste Einstellung,
durch Wechselstrom werden dieselben in
eine pendelnde, durch ein Drehfeld dag^en
in eine drehende (rotirende) Bewegung
versetzt.
Die Theorie und Praxis der
mehrphasigen Wechselströme um-
fasst die Arbeiten von Ricardo Arno, E.
Arnold, H. Aron, Walter Baily, L. M. Baum-
gardt, Behn-Eschenburg, H. Behrend, 0. T.
Bl&thy, Borel, F. Braun, C. E. L. Brown,
Comu, Marcel Deprez, Max D6ri, M. von
Dolivo-Dobrowolsky, A. du Bois-Reymond,
Galileo Ferraris, A. Förderreuther, Robert
M. Friese, G6raldy, Hans Görges, L. Gnt-
mann, Haselwander, E. Hospitalier, E.
Huber, M. Hutin und M. Leblanc, C. L
Imhoflf, Gisbert Kapp, Rankin Kennedy,
Emil Kolben, J. Kollert, Korda, Wilhehn
Lahmeyer, Lontin und de Fonvielle, Schir-
litz, J. Sohlmann, W. Stanley und Kelly, Chas. Prot. Steinmetz, Stört,
Teege, Nikola Tesla, Elihu Thompson, Silv. P. Thompson, Wahlström,
W. Weiler, A. Weinhold, Wenström, F. Zickermann u, A.
Fig. 269 b.
Fig. 269c.
Magnetisches Drehfeld.
>)M. yonDoliyo-DobrowolBk7,£lektrotechDi8cheZeit8chrift,Berlixi,189],8.lM
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— 263 -
JKl. Beschreibung von Dynamomaschinen
und Elektromotoren.
183. Die Maschine der Type LH von Siemens & Halske,
Fig. 270.
Diese Maschine ist ans der Type fi derselben Firma hervorgegan-
gen. Die wichtigsten Neuerungen sind:
1. Die Außenflächen der Polschuhe der Type H waren abgeschrägt;
die der Type LH sind abgerundet.
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— 264 —
2. Die Magnetkerne der Type JET hatten einen kreisförmigen Quer-
schnitt; der Querschnitt der Magnetkerne der Type LH ist nahezu
halbkreisförmig. Die ebenen Flächen der letzteren Kerne sind einander
zugewendet.
3. Die Innenfläche der Polschuhe der Ä-Maschinen war kleiner,
als jene der ZfT-Maschinen.
Die Magnetkerne der ZJT-Maschinen sind kurz und reichlich di-
mensionirtj die Anzahl der Kraftlinien für 1 cm' ist eine sehr geringe.
Der Magnetständer und das Eisengestell bestehen aus einem Stück Guß-
eisen oder Gussstahl. Die viereckigen Oeänungen an den Außenflächen
der Polschuhe dienen zum Aufheben und Transportiren der Maschine.
Das Kupfergewicht der Magnetschenkel ist den erzielten höchsten Nutz-
effekten angemessen.
Die LjET-Maschinen sind mit Original-Siemenstrommeln tadel-
loser Ausführung ausgerüstet Die Trommelwindungen der Maschinen
höherer Leistungen bestehen aus Drahtlitzen, welche geeignet er-
scheinen, die Bildung von Wirbelströmen gänzlich auszuschließen. Für
kleinere Maschinen finden ein Luftkollektor, für grössere ein eigens auf-
gebauter Kollektor aus Kupfertheilen Verwendung; der letztere ist so ein-
gerichtet, dass beschädigte Theile leicht auswechselbar sind. Die
eigene Konstruktion des Bürstenapparates zeigt zumtheile Fig. 167. Die
von der Firma erzeugten Kupfergazebürsten, in den federnden Bür-
stenhaltern, führen den Strom vollkommen funkenlos von dem Kollektor
in das Leitungsnetz. Die Kupfergazebürsten ermöglichen einen geräusch-
losen Gang der Maschine. Der Reibungskoefficient zwischen Bürsten
und Kollektor hat einen kleinsten Wert. Die Maschinen werden, durch
eine Holzzwischenlage von der Erde isolirt, auf Schienen aufgestellt.
Für das Nachspannen des Riemens sorgt die in der Figur ersichtliche
Riemenspannvorrichtung.
Die iJEf-Maschinen werden als B[auptstrom-Nebenschluss- und ge-
mischt geschaltete Maschinen und Motoren mit Leistungen von 1450 bis
100000 Watt bei 1800 bis 500 Umdrehungen gebaut.
184 Das Modell N der Firma B. Egger & Co. in Wien und
Budapest^ Fig. 271a. Der Magnetkörper, die Grundplatte und die
Lagerständer sind aus einem Stücke gegossen (zumeist aus Gusseisen.
seltener aus Gussstahl). Die Magnetkerne haben einen kreisförmigen
Querschnitt. Die Polschuhe sind so ausgebohrt, dass die Polflächen das
größtmögliche Flächenausmaß erhalten. (Die Bohrung reicht bis zur Achse
der Kerne). Die Eisenkerne des Trommelankers sind direkt auf die
Welle aufgesetzt, die Eisenscheiben durch dünnes Papier von einander
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-' 265 —
Fig. 271a.
Fig. 271 b.
Fig. 271 c.
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— 266 —
isolirt XLnd durch Endscheiben zusammengehalten. Die Trommeln sind
zumeist glatt. Eine gegenseitige Verschiebung der Drähte am Umfange
ist durch Anbringung von festen Keilen hintan gehalten. Für höhere
Leistxmgen finden parallelgeschaltete Drähte Verwendung. Trotz des
verhältnismäßig großen Trommeldurchmessers ist die Btlrstenverschiebung
ganz gering. Der Kollektor ist auf eine eiserne Büchse angebaut. Die
Kollektortheile bestehen aus Kupferguss und sind von einander und von
der Büchse in der Kegel durch Pressspan isolirt. Die KoUektorbüchse
sitzt auf der Welle. Eine eigene Bürstenvorrichtung ermöglicht,
vermittels eines Wurmgewindes eine äußerst bequeme und sichere Hand-
habung der Bürsten. Die Maschinen besitzen für größere Leistungen
mehrere Bürsten nebeneinander. Das Auswechseln und die Einstellung
einzelner Bürsten können während des Betriebes anstandslos vorgenom-
men werden. Die in der Figur 271a ersichtliche Riemenspannvorrich-
tung hat eine einfachste Konstruktion.
Die Lager sind mit selbsthätiger Ringschmierung versehen.
Das System der Lager mit Ringschmierung, Fig. 271 b xmd 271 c besteht
darin, dass über den Lagerhals der Welle je nach der Größe der Ma-
schine ein oder mehrere Ring r, Fig. 271b und 271c, aus Bronce, deren
Durchmesser bedeutend größer ist, als der Lagerhals, aufgehängt sind.
Diese Ringe befinden sich in entsprechenden Aussparungen a, Fig. 271 c,
der Lagerschale oder Lagerbüchse, während die untere Hälfte des
Umfanges derselben in eine Oelschichte, Fig. 271b, taucht. Bei einer
Drehung des Lagerhalses wird jeder Ring durch seine Auflagereibung
ebenfalls in drehende Bewegung versetzt und eine Oelschichte mit sich
führen, die er zum großen Theile beim Laufe über den Wellenrücken
abgibt und diesen dadurch reichlich schmiert. Der Lagerständer ist
hohl und bei größeren Maschinen zumtheile mit Wasser, Fig. 271 b, gefüllt,
auf welches Oel gegossen wird. Das vom Lager ablaufende Oei gelangt
wieder in den Hohlraum des Lagerständers zurück und dient von Neuem
zur Schmierung. Etwaige Unreinigkeiten setzen sich am Boden des
Lagerständers ab; dadurch bleibt die Oelschichte immer rein. Dnrch
eine am unteren Ende des Lagerständers angebrachte Oeflfhung kann die
Flüssigkeit leicht abgelassen werden.
Die Ringschmierung bietet folgende Vortheile:
1. Das Lager schmiert sich vollständig selbstthätig und sehr aus-
giebig.
2. Die Wartung des Lagers beschränkt sich auf eine Reinignng
und Neufüllung des Oelbehälters nach monatelangem Betriebe.
3. Der Oelverbrauch ist trotz reichlicher Schmierung ein ganz
geringer, da dasselbe Oel immer wieder zur Verwendung konmat.
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— 267 —
Alle anderen Schmiervorrichtungen bedingen ein öfteres Nach-
füllen der SchmiergefUße. Da beim Füllen, beziehungsweise Nachfüllen,
der Schmiergefeße sehr häufig Oel vergossen wird und das Nachflillen
bei der Bingschmierung äußerst selten erforderUch ist, können bei der
letzteren Schmierung in großen Betrieben hohe Beträge erspart werden.
Diese Maschinen der obigen Firma wurden zuerst von mir, seit
dem Jahre 1888, in den verschiedenen Größen von 200 bis 25.000
Watt berechnet und finden mit den verschiedensten Spannungen und
Schaltungen für Licht und Kraft Verwendung.
Fig. 272.
185. Die E-Motoren von Siemens & Halske, Fig. 272, sind
kleine Motoren einfachster Konstruktion. Das Magnetgestell besteht aus
einem einzigen Gussstücke. Die Polschuhe umfassen den Gramme-
ring sichelförmig. Die Stromabnahme erfolgt durch Kupfer- oder Kohlen-
bürsten ; letztere poliren den Kollektor ohne jede Abnützung. Zur Schmie-
rung dient konsistentes Fett, so dass die Motoren wochenlang ohne jede
Wartung arbeiten. Der Motor wird auf ein Holzbrett montirt, lauft
geräuschlos und kann in jeder Lage an der Wand, am Fußboden oder
auf Konsolen befestigt werden. Auch zum direkten Antriebe von
Arbeitsmaschinen sind diese Motoren vorzügUch geeignet. Die Firma
baut diese Kraftmaschinen in 4 Größen und zwar für 0*1, 0'2, 0*5 und
1 Pferdestärke. Vom kleinsten bis zum größten Modelle variren
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— 268 —
die Umdrehungszahlen zwischen 2000 und 1000; die Motoren stehen zu
Tausenden in praktischer Verwendung.
186. Die Manchestermaschine der Firma Eremenezky, Hayer
& Co. in Wien. Die Figur 273 stellt ein Bild dieser Konstruktion
dar. Die cylindrischen Magneteisenkerne bestehen aus Schmiedeeisen,
das obere Joch und das obere Polstück bilden ein Gussstück aus Guss-
eisen. Die Magneteisenkerne sind entweder zwischen die beiden Joche
Fig. 278.
verschraubt oder in dieselben eingesetzt und verschraubt. Das per-
spektivische Bild, Fig. 273, zeigt auf dem oberen Joche 2 Schrauben:
dieselben dienen, sowie die seitlich an dem unteren Joche ersichtliche
Schraube, zur Befestigung des Magneteisenkernes in dem Magnetkörper.
Das untere Joch sanmit dem Polschuh, der Lagerplatte und den Lager-
ständern bestehen aus einem Gussstücke. Der magnetische Widerstand
der 4 Trennungsflächen zwischen den Eisenkernen und Jochen ist durch
genaues Auftouchiren derselben auf einen kleinsten Wert herabg^etzt.
Die zumeist glatten Grammeringe sind mit Kupferdrähten oder,
für größere Leistungen, mit vierkantigen Kupferstäben bewickelt.
Die Lager sind mit Ringschmierung versehen. Die Maschinen werden in
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den verschiedensten Größen von 2000 bis 75000 Watt bei 2000 bis
500 Umdrehungen in der Minute in den verschiedensten Schaltungen ftlr
Beleuchtung und Kraftübertragung ausgeführt. Auf die mechanische
Ausführung und auf die Ausstattung der Maschinen ist die größte
Sorgfalt verwendet.
Die folgenden -Angaben über eine 25 Kilowattmaschine verdanke
ich einer freundlichen Mittheilung der obigen Firma.
25 Kilowatt, größte Leistung,
220 Ampere, größte Stromstärke,
115 Volt, Klemmenspannung,
560 Umdrehungen in der Minute,
4 Ampere, Magnetstrom,
500 mm^ äußerer Durchmesser des Ankereisens,
290 fnm^ innerer Durchmesser des Ankereisens,
36000 wiw, Querschnitt des Ankers,
10700 C G S Einheiten, Sättigungsgrad im Ankereisen,
2*75 Ampere für 1 mm", Beanspruchung des Ankerdrahtes,
860 Watt, Energieverlust in den Kupferdrähten des Ankers,
240 ww, Durchmesser des Magneteisens,
430 mm^ Länge des Magneteisens,
523 mm, Durchmesser der Bohrung,
8200 C G 8 Einheiten, Sättigungsgrad im Magneteisen,
1'57 Ampere für 1 mm^, Beanspruchung des Magnetdrahtes,
178 kff, Gesammtgewicht des Kupferdrahtes,
362 Watt, Leistung für 1 Ay des Ankerkupfers,
140*4 Watt, Leistung für 1 kg des Gesammtkupfergewichtes,
10 Watt, Leistung ftir 1 kg des Gesammtgewichtes,
675 Watt, fiir 1 effektive Pferdekraft,
17600 AmpÄrewindungen auf dem Anker,
19800 Ampirewindungen auf den Magneten,
34® C, Erwärmung des Ankers bei Dauerleistung,
28® C, Erwärmung der Magnete bei Dauerleistung,
2500 kg, Gesammtgewicht der Maschine,
95 ®/o, Elektrischer Wirkungsgi'ad,
91*7 ®/o. Mechanischer Wirkungsgrad,
170 mm^ Durchmesser des Kollektors,
220 mm, Länge des Kollektors,
4 Stück, Anzahl der nebeneinanderliegenden Bürsten,
6"5 X 30 mm, Bürstenauflagefläche fUr 1 Bürste,
2Va^ ^J^gl-j Durchmesser der Welle im ßiemenscheibenlager,
2^W ©ögl.j Durchmesser der Welle im Kollektorlager.
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— 270 —
Diese Maschine war in Frankfurt a./M. (1891) ausgestellt. Der glatte
Grammering derselben ist musterhaft aufgebaut. Die Kollektorlamellen
bestehen aus gezogenem Kupfer. Die Bürsten sind zumeist aus Messing-
blechen zusammengesetzt oder aus Kupfer geflochten. Bei sänmitliclien
Maschinen dieser Firma findet Schlepp-ßingschmierung Verwendung.
187. Die sechspolige Maschine der Firma B. Egger & Co.,
Fig. 274. Der Gusskörper dieser Maschine besteht aus zwei Theilen.
Einen Theil bildet der Magnetkörper, den zweiten die Grundplatte mit
den Lagerständem. Diese beiden Theile sind mit einander versehraubt
Die sechs Magnetkerne haben einen rechteckigen Querschnitt. Die ge-
isammten Eisenquerschnitte sind reichlich bemessen, so dass die Streuung
der Krafthnien einen geringsten Wert erreicht. Der Grammering
rbesteht aus einfachen oder mehrfachen, wohl isolirten Kupferdrähten.
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— 271 —
Der Kollektor ist aus Kupfertheilen auf einer hohlen Büchse aufgebaut.
Der Bing hat eine vorztlgliche Lüftung, so dass die einzelnen Win-
dungen mit 4 und mehr Ampere für 1 mw* beansprucht werden
können. Zu dieser Lüftung trSgt auch der verhältnismäßig große,
hohle Kollektor bei. Der Bürstenapparat besteht aus einem sechs-
theiUgen Bürstenhebel; auf den 6 Bürstenstiften sind die Bürstenhalter
drehbar, untereinander isolirt verbunden, angebracht.
Fig. 275.
Nach Lösung der in der Fig. 274 ersichtlichen Flügelschraube kann
man durch den daneben angebrachten Griff sänuntliche Bürsten gleich-
zeitig auflegen, abheben und vorstellen.
Die oben (§ 131) angefiihrte Bürstenkonstruktion ermöghcht weiters
ein Verstellen und Auswechseln der einzelnen Bürsten. Die Maschine
arbeitet voUkonunen funkenlos und besitzt ein so starkes magnetisches
Feld, dass Belastungsänderungen von 10 und mehr Procent der normalen
Leistung bei reiner Nebenschlussschaltung eine kaum merkliche Spannungs-
änderung hervorbringt. Eine doppelseitige Riemenspannvorrichtung
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— 272
Fig. 276 a.
Fig. 276 b.
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— 273 —
ennöglicht ein sicheres Nachspannen des Riemens auch während des Be-
triebes. Diese Maschinen wurden zuerst von mir für Leistungen über
2Ö00O Watt berechnet.
188* Die yierpolige Maschine der Berliner Maschinenbau-
Aktiengesellschaft (vorm. L. Schwartzkopff), Fig. 275.
Grundplatte und Magnetkörper bestehen aus einem Gussstücke. Die
Lagerständer erscheinen mit der Grundplatte verschraubt. Der Gramme-
ring ist mit Nuthen versehen. Die gegenüberliegenden Ringabtheilungen
werden miteinander verbunden, so dass, wie man in der Zeichnung erkennt,
nur zwei Bürsten erforderUch sind. Bei den großen Maschinen jedoch
ist die Anzahl der Bürsten (beziehungsweise vielfachen Bürsten) gleich
der Anzahl der Pole.
Die Bürstenhalter sind gemeinsam verstellbar und können bei den
großen Maschinen auf beiden Seiten mittels eines Handrades gedreht
werden.
189. Die Wechselstrommaschine der Firma Ganz & Co. in
Budapest. Die neueste Konstruktion dieser Firma Fig. 276, wird in
7 verschiedenen Größen mit den Leistungen von 10000 bis 400000
Watt bei 830 bis 125 Umdrehungen in der Minute ausgefuhrt.
Die Maschinen von 80000 Watt aufwärts haben direkten Antrieb.
Sämmtliche Maschinen arbeiten mit einer Polwechselzahl von 5000
in der Minute, die höchste Spannung beträgt 5000 Volt, die
geringste Polzahl 6, die größte 40. In Fig. 276 ist eine kleinere
Maschine im Längs- und Querschnitte, mit theilweisen vorderen Ansichten,
wiedergegeben. SämmtHche Maschinen haben im Wesentlichen dieselbe
Einrichtung.
Hier soll die Maschine mit der größten Leistung Type Ä^
(400000 Watt bei 125 Umdrehungen) beschrieben werden. Diese
Maschine besteht aus einem Magnetrade, das gleichzeitig als Schwung-
rad der Dampfinaschine dient. Durch Umdrehung des Magnetrades
innerhalb eines Spulenkranzes (Ankers) wird im letzteren Wechsel-
strom inducirt. Das Magnetrad besteht aus 40 Magneten, der Anker
aus 40 Spulen. Das Magnetrad ist aus V-förmigen weichsten Eisen-
blechen K zusammengesetzt. Die V-förmigen Bleche werden so neben-
einander angeordnet, dass ein Stern entsteht.
Auf den ersten Stern werden die folgenden isolirt aufgebaut, so
zwar, dass die Fugen des einen Sternes von dem Eisen des anderen
überbrückt werden. Der so entstehende Eisenkern wird nun zwischen
zwei Endscheiben mit dem aus 2 Theilen NN^ Fig. 276 b, bestehenden
Kreuze verschraubt
Kratxert, Elektrotechnik. Id
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— 274 —
Das Kreuz NN ist auf die Welle W aufgekeilt.
Die Magnetisirungsspulen werden fertig auf die Eisenkerne auf-
gesetzt und durch den Bolzen c* in dem Halter H gesichert. Die Zu-
führung des Erregerstromes erfolgt durch 2 auf der Welle isolirt be-
festigte eiserne Gussringe (In der Fig. 276 b durch den ersichtlichen
Kollektor).
Das Magnetrad steht mittelst zweier Schraubenspindeln, auf 2
Schlitten verschiebbar, so dass durch einfache Handhabung einer Dreh-
vorrichtung die Spulen leicht zugänglich sind. Der Ankerkem wird
aus, von einander durch Papier isolirten, T-förmigen Eisenblechen K^ zu-
sammengesetzt, welche zwischen zwei Endscheiben S^ und eine mittlere
Scheibe durch die Schrauben c" verschraubt sind. Die Endscheiben und
die mittlere Scheibe sind mit Verlängerungen B versehen, welche von
dem Maschinenkörper durch die Tragschrauben R getragen werden,
so dass jeder Eisenkern an 2 Traversen T, welche bei u isolirt an den
Maschinenkörper befestigt sind, verschraubt ist. Durch diese Montage
wird es ermögUcht, jeden Elektromagnet des Ankers für sich zu unter-
suchen oder auszuwechseln.
Ein Schluss zwischen einzelnen Ankerspulen, der nur durch den
Maschinenkörper erfolgen kann, erscheint ausgeschlossen, da die ein-
zelnen Spulen von dem Maschinenkörper bei u wohl isolirt sind.
Ebenso leicht wie die Theile des Ankers können die Magnetspulen
demontirt werden. Zu diesem Zwecke wird irgend ein Elektromagnet
des Ankers herausgenommen und das Magnetrad so lange gedreht, bis
die betreffende Magnetspule desselben unterhalb der entstandenen Oeff-
nung steht.
Durch das Lösen des Bolzens C^ kann dann die MagnetBpule mit
dem Halter H abgehoben werden. Von den 40 Ankerspulen sind je
20 hintereinander und die so hintereinander geschalteten Spulen parallel
geschaltet. Die Armaturdrähte sind mehrfach mit Baumwolle um-
sponnen. Da in den bewegten Theilen der Maschine niedere Spannungen
herrschen, erscheinen dieselben zur Erzeugung hochgespannter Ströme
vorzüglich geeignet Die wichtigsten Angaben über die Type ^ sind
in Folgendem zusammengestellt:
3 m Durchmesser des Magnetrades,
10000 kg Gesammtgewicht der magnetisirten Eisenmasse,
2700 kg Qesammtkupfergewicht,
2*8 Ohm Widerstand der Magnetspulen,
0*24 Ohm Widerstand der Ankerspulen,
2*2®/o Verlust in den Ankerspulen,
64 Ampere Erregerstrom für die normale Leistung,
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Fig. 277 a.
Fig. 277 b.
18*
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— 276 —
11400 Watt = 2'9^lo Erregerverlust,
10 Pferdestärken, mechanisclier Leerlauf (berechnet),
30 „ „ mechanischer Leerlauf bei erregten Mag-
neten (berechnet).
90% absoluter Wirkungsgrad (berechnet).
190. Die Drehstrommaschine der Maschinenfabrik Oerlikon
in Oerlikon.^) Diese Wechselstrommaschine, welche nach dem Dreh-
stromsysteme der Allgemeinen Elektricitätsgesellschaft
in Berlin von der Maschinenfabrik Oerlikon, zum Zwecke
einer Kraftübertragung von Lauffen nach Frankfurt a./M. auf eine
Entfernung von 175 km gebaut wurde, gibt in 3 Stromkreisen je 50
Volt bei 1400 Ampere und 150 Umdrehungen. Diese 3 Wechsel-
ströme sind je um 120® gegeneinander in der Phase verschoben.
Die Figuren 277 a und 277 b zeigen diese Maschinen in perspekti-
vischer Ansicht. In Fig. 277 b erscheint der Spulenkranz der Magnete
zurückgezogen. Der Anker steht fest. Die Wickelung des Ankers ist aus
Stäben von 29 mm Durchmesser zusammengesetzt, welche durch Asbest-
röhren isolirt durch Oeffhungen ftihren, die am Umfange der Eisenblech-
scheiben aus denen der Anker besteht, ausgestanzt sind. Wären die Knpfer-
stäbe auf der Oberfläche des Ankerkemes angeordnet, so müssten in den-
selben sehr starke Wirbelströme ent-
stehen. Bei der obigen Anordnung zeig-
ten selbst Versuche mit Stäben von
50 mm Durchmesser keinen Verlust
durch Wirbelströme. Diese Ankerkon-
struktion hat den großen Vorzug sehr
bedeutender mechanischer Festigkeit
Da Asbest als Isolirmaterial Verwen-
dung fand, so ist der Anker nnver-
brennlich. Die Verminderung des Luft-
zwischenraumes und die damit verbun-
dene Verkleinerung des magnetischen
Fig. 277 c. Widerstandes setzen die Erregungs-
stromstärke nicht unwesentlicli herab.
Den 32 Feldmagnetpolen entsprechend, besteht jeder Stromkreis des
Ankers aus 32 Kupferbarren, welche durch Querverbindungen hinter-
einander geschaltet sind. Der Anker ist von einem Gusseisenrahmen
umgeben ; der letztere steht auf einem Gleitbrette, sodass sich die Maschine
leicht auseinander ziehen lässt. Das Magnetsystem besteht wesentiich
*) Elektrotechnisclie Zeitschrift, Berlin, 1892, Seite 879 flf.
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— 277
TafeL
Art des Stromes
Art der Pole
AnzaU der Pole
Leistong in
Stromstärke in
KlOTn^enTO^w^xiBg in
Umdrehungszahlen in der
Durchmesser des Ankereisens in
Querschnitt des Ankereisens in
Sättigungsgrad im Ankereisen in
Beanspruchung des Ankerdrahtes für
1 mm* in
Energiererlust im Ankerkupfer in
Querschnitt des Magneteisens in
Durchmesser der Bohrung in
Sättigungsgrad im Magneteisen in
Beanspruchung des Magnetdrahtes fUr
1 ffiffi' in
Gesammtgewicht des Kupferdrahtes in
I Leistang ffii 1 kg des Ankerknpfers in
Leiatang Ittr 1 Ä^ des Oesammtkupfer-
gewichtes in
Lieisttuii^ für 1 Ä^ des Gesammtgewichtes in
Anzahl der Watt fOr 1 effektive Pferdekraft
Amp&rewindungen auf den Magneten
Ampirewindungen auf dem Anker
Geaanuntgewicht der Maschine in
Etektrischer Wirkungsgrad in
Mechanischer Wirkungsgrad in
Dnrchmesser des Kollektors in
Liänge des Kollektors in
Anzahl der nebeneinanderliegenden Bürsten
—
Gleich-
strom
Wechsel-
strom
Drehstrom
—
Aufienpole
Flachring
Innenpole
—
2
14
82
Küowatt
60
60
200
Ampere
Volt
Minute
400
126
600
80
2000
600
1400
fÜzlLeitimg
60
(onTerkettet)
160
mm
616
1200
—
cm^
470
140
—
cas
Einheiten
14000
6000
10600
Ampere
2-6
4-2
22
Watt
1320
2025
—
cm«
616
86
—
mm
621
—
1764
CGS
Einheiten
18000
10800
10000
Ampöre
1-7
13
1-6
leg
881
460
944
Watt
460
1200
886
Watt
180
180
210
Watt
16-6
17-6
18-2
Watt
680
600
690
Amp&re-
windungen
Ampere-
Windungen
1C9
8900
60
8200
2676
1106
8400
496
96 Drähte
11000
"U
96
90
96
%
92
86
94
mim
240
—
—
mm
210
—
—
Stttck
2
-
—
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— 278 -
aus einer mit einer Nuthe versehenen eisernen Scheibe. In dieser
Nuthe befindet sich die Wickelung. Von den beiden Rändern der Schei-
ben gehen Polstücke aus, wie dies Fig. 277 c erkennen läset. Die
Polarität derselben ist demnach eine von Polstück zu Polstück abwech-
selnde. Der 32 polige Magnet besteht aus vier Theilen und zwar ans
einer eisernen Scheibe, der über derselben liegenden ringförmigen
Wickelung und den beiden mit den Polstücken versehenen Seitentheilen.
Dör Erregungsstrom wird den Feldmagneten durch zwei Metallbänder
zugeführt, welche, wie aus der Figur ersichtUch ist, einerseits auf zwei
isolirten Ringen, andererseits auf zwei isolirten Scheiben laufen, die
mit den Klemmen in Verbindung stehen.
Das ganze Kupfergewicht der Feldmagnete beträgt 300 leg. Die
Erregung der Maschine erfordert 1250 Watt, also ungefähr 1'6 bis
1'7% der Maximalleistung, Der Verlust durch Stromwärme im Anker
beziflFert sich bei voller Belastung auf 3500 Watt. Unter Berücksich-
tigung aller Verluste erhält man ein mechanisches Güteverhältnis von
96%. Die Erregung der Drehstrommaschine geschah durch eine in
den Fig. 276a und 276b ersichtliche Gleichstromdynamo der
Allgemeinen Elektricitätsgesellschaft, welche durch eine
besondere Turbine angetrieben wurde.
Diese Maschinen finden gegenwärtig fiirdasElektricitätswerk
in Heilbronn praktische Verwendung.
Die in der vorstehenden Tafel zusammengestellten Angaben über
Gleich-, Wechsel- und Drehstrommaschinen sind mir von derselben Firma
gütigst zur Verfügung gestellt worden.
Die Typen der in der Tafel angeführten Maschinen sind aus den
Figuren Fig. 185, Seite 159 (Gleichstrom), Fig. 164, Seite 204 (Wechsel-
strom) und aus den Figuren 277 a und 277 b (Drehstrom) ersichtlich.
191. Der Drehstrommotor der Allgemeinen Elektricitftts-
gesellschaft in Berlin^ Fig. 278. Der Strom der in § 190 beschriebenen
Maschine wurde anlässUch der elektrischen Ausstellung in
Frankfurt a./M. zumtheile für den Antrieb dieses Motors verwendet.
Der Motor leistet bei 600 Umdrehungeil 100 P. S.
Er besteht aus zwei ringförmigen Eisenkernen, welche aus, durch
Papier von einander isolirten, Blechscheiben zusammenge-
setzt sind. Beide Binge sind Locharmaturen. Der äußere Ring
(Anker) enthält 138 Stäbe von je 10 wm Durchmesser, der innere
Feldmagnet 80 Stäbe von je 20 mm Durchmesser. Der äußere Ring
hat einen Durchmesser von 700 ww und ist von einem gusseisemen
Gehäuse umgeben.
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27y —
fv^-^i -^i
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— 280 —
Die Anordnung des Versuches der Kraftübertragung Lauffen-
Frankfurt (1891) war die folgende: In Lauffen diente ein Wasser-
fall zum Antriebe der in den Figuren 277 a bis 277 c dargesteUten
Dynamo mit einer Leistung von 300 Pferdekräften. Der Strom dieser
Dynamo wurde auf eine Entfernung von 175 km nach Frankfurt
auf den Ausstellungsplatz übertragen und besorgte dort den Antrieb
des in Fig. 278 wiedergegebenen Motors zu 100 Pferdekräften und die
Stromlieferung fllr eine EflFektbeleuchtung mittelst Glühlicht. Der
Motor war mit einer Centrifogalpumpe direkt gekuppelt, welche das
Wasser für einen ktLnstlichen Wasserfall am Ausstellungsplatze beistellte.
Durch diese Anordnung erschien somit ein Wasserfall auf eine Ent-
fernung von 175 hn übertragen. Eine wissenschaftliche Kommi^on
hat die Anlage geprüft, und ein Güteverhältnis von 757o bis zu den
primären Klemmen der Transformatoren in Frankfurt festgestellt.
Das Ergebnis obiger Versuchsanlage übertraf alle gehegten Erwartungen
und gab Veranlassung zur Ausführung definitiver Einrichtungen. Beson-
ders hervorgehoben sei hier die Uebertragung von Tausenden der Pferde-
kräfte des Niagarawasserfalles.
Diese großartigen Erfolge bilden den würdigen Abschluss einer
Reihe epochemachender Errungenschaften der modernen elektroteeli-
nischen Wissenschaft, sie verkünden einen vollständigen Sieg der
Elektricität über sämmtliche Kräfte der Natur.
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281 —
Tafel über Durchmesser, Querschnitte, Längen, Gewichte
und Widerstände von Enpferdrähten. ^)
Kreisförmiger Qaefsehnitt. Speo. Gewicht "-> 8*9. 1 m käuflicher Knpferdraht von
1 mm* Qaerschnitt angenommen zu 0-01740 Ohm bei 16® G oder za 0*01646 Ohm bei
0^ C. LeitongeOhigkeit bei 0<> C. 571.
Durch-
messer in
Qoer-
schnittin
Meterzahl für
1kg
Gewicht fOr
Widerstand
für 1 f» in
Länge
für 1 Ohm
mm
mm^
1 m in ^
Ohm
in m
0-09
0-00686
17660
0-057
2-736
0-8657
0-10
000786
14304
0-070
2-215
0-4614
0-18
00264
4416
0-227
0-6836
1-462
020
0-0814
8576
0380
0-5688
1-807
0-80
0-0707
1589
0-629
0-2472
4-068
0-86
0-0866
1168
0-866
0-1809
5-680
0-86
0*0962
1102
0-906
0-1709
5-850
0-87
0-1076
1046
0-967
0-1618
6-181
0-88
0-1184
990-6
0-010
0-1634
6-620
0-89
01195
940-5
1-063
0-1467
6-866
0-4
0-126
894
1118
0-1884
7-228
0-42
0188
810-9
1-233
0-1266
7-964
0-46
0-169
706-4
1-416
0-1094
9-141
0*6
0196
572
1-748
0-08860
11-28
0-56
0-238
472-9
2-115
007328
18-66
0-6
0-283
397-2
2-510
006164
16-25
0-66
0-882
888-6
2-954
0-05243
19-08
0-7
0-885
292-0
3-426
0-04626
2212
0-8
0603
223-5
4-474
003468
28*90
09
0-636
176-6
6-663
002736
36-67
10
0-786
143-04
6-991
0-02216
45-14
1-1
0-960
117-94
8-459
0-01835
54-62
1-2
1-181
99-84
1007
0-41589
66-00
1*8
1-327
84-64
11-810
0-01311
76-29
1*4
1-689
72-98
18-70
001131
88-48
1-6
1-767
63-57
16-73
0*009845
101-6
1-6
2-011
55-88
17-90
0008658
115-6
1-7
2-270
49-50
20-20
0-007666
180-6
1-8
2-646
4416
22-65
0-006836
146-2
1-9
2-886
39-62
25-24
0-006136
168-0
^ F. Uppenborn, Kalender far Elektrotechniker, 1894, Seiten 102 und 108.
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— 282 -
Durch-
messer in
Quer-
schnitt in
Meterzahl für
1 kg
Gewicht für
Widerstand
für 1 m in
Länge
fOr 1 Ohm
mm
mm*
1 m in ^
Ohm
in m
20
3-142
85-76
27-96
0-005538
180-6
21
8-462
82-44
30-83
0-005025
199-0
2-2
3-801
29-56
33-84
0004577
218-5
2-8
4*155
2704
36-98
0004187
288-8
2-4
4-524
24-83
40-27
0-003845
260-1
2-6
4-909
22-89
48-69
0003544
282-1
2-6
5-309
2116
47-26
0003277
805-2
2-7
5726
19-62
50-96
0-003089
329-1
2-8
6158
18-25
54-81
0-002826
353-9
2-9
6-605
17-01
58-79
0-002634
879-7
30
7-07
15-89
62-92
0-002462
406-3
31
7-55
14-89
67-18
0-002305
433-3
3-2
8-04
18-97
71-59
0-002168
462-3
3*3
8-55
13-14
7618
0-002034
491-7
3-4
9-08
12-37
80-80
0-001916
521-9
3-5
9-68
11-68
85-64
0-001809
558-0
3-6
10-18
1102
90-60
0001709
58S-0
3-7
10-75
10-45
95-71
0-001618
6181
3-8
11-34
9-906
1010
0-001584
652-0
39
11-95
9-405
8-940
106-8
111-8
0-001457
686-6
4*0
12-57
0001385
722-3
41
13-20
8-509
117-5
0-001818
75«-9
4-2
13-85
8109
123-3
0001256
796-4
4-3
14-52
7-786
129-8
0-001198
884-7
4-4
15-21
7-388
135-3
0-00 L 145
874-0
4-6
15-90
7-064
1416
0-001094
914-1
4-6
16-62
6-760
147-9
0-001047
955-2
4-7
17-35
6-475
154-4
0001008
997-2
4-8
1810
6-209
161-1
0 0009614
1040
4-9
6-0
18-86
19-64
5-958
167-9
0-0009226
1084
6-722
174-8
00008860
1128
6-6
23-76
4-7-29
2115
0-0007323
1366
60
28-27
3-972
251-6
00006154
1625
6-6
33-18
3-386
295-4
0:0005243
1908
7-0
88-49
2-920
842-6
0-0004525
2212
7-6
. 44-18
2-543
893 2
0-0008989
2639
8-0
50-27
2-236
447-4
0-0008468
2890
8-6
56-75
1-980
5041
0-0008066
8262
.9-0
63-62
1-766
. 566-8
00002734
3667
9-5
70-88
1-585
680-9
0-0002455
4064
100
78-54
1-430
699-1
0-0002215
4514
Die Widerstände des UDiversalgalvanometers von Siemens & Halsk« sind bei
den alten Instrumenten in Sieqiens-Einheiten, bei den neuen in Ohm ansgelührt
Für die letzteren Instrumente gilt die nachfolgende Tafel. Eine Tafel zur Umrechnung
der Angaben des Instrumentes, welches mit Siemens-Einheiten ausgerüstet ist, io
Ohm enthält der Kalender für Elektrotechniker von F. Uppenborn, 1887, S. 143 u. 144,
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283
Tafel zum üniversalgalyanometer von Siemens & Halske.
Ablesnng
A
B
Ablesnng^
A
B
Ablesung^
A
B
\
150+ a
160 — a
a
160+ a
160— a
a
150+a
160— o
150— a
1504-a
160— a
150+a
160— a
160+«
145
5900
0017
144-6
53 55
0019
119-5
8-84
0-113
94-5
4-40
0-227
144
49-00
0020
119
8-68
0-115
94
4-86
0-280
143-6
4615
0*022
118-5
8-62
0117
93-5
4-81
0-232
143
41-86
0-024
118
8-37
0'119
93
4-26
0-236
142-5
89*00
0-026
117-5
8-23
0-121
92-5
4-22
0-237
142
36-50
0-028
117
8-09
0-123
92
4-17
0-240
141*5
34-29
0-029
116-6
7-96
0-126
91-5
4-18
0-242
141
32-33..
0-031
116
7-82
0-128
91
408
0-245
140-5
30-68
0033
115.6
7-69
0130
90-5
404
0-247
140
2900
0086
116
7-57
0132
90
4-00
0-250
139-6
27-67
0-036
114.6
7-46
0134
89-5
3-96
0-263
139
26-27
0-088
114
7-83
0-136
89
3-92
0-266
138-5
2609
0-040
113-6
722
0-139
88-5
3-88
0-258
138
24-00
0-042
113
7-11
0141
88
3-84
0-280
137-5
2300
0-044
112-5
7-00
0-143
87-5
3-80
0-263
137
2208
0-045
112
6-89
0-145
87
8-76
0-266
136-5
21-22..
0047
111.6
6-79
0-147
86-5
8-72
0-269
136
20-48
0049
111
6-69
0160
86
3*69
0-271
135-6
19-69
0-051
110-5
6-69
0-152
85-5
8-66
0-274
135
1900
0-062
110
6-60
0-164
85
3-62
0-276
1345
1835
0-064
109-6
6:41
0166
84-5
8-58
0-279
134
17-75
0-066
109
6-82
0168
84
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— 284 —
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B
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— 285 ~
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— 288 —
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203-58
26
7864
490-87
78
245H)
4778-4
16-2
50-89
20612
26
81-68
530-93
79
248*2
4901*7
16-8
51-21
208-67
27
84-82
572-66
80
251-8
5026-6
16*4
51-62
211-24
28
87-97
615-75
81
254-5
6153-0
16-6
51-84
213 83
29
91-11
660-62
82
257-6
5281*0
16-6
6215
216-42
30
94-25
706-86
83
260-8
5410-6
16-7
52-47
21904
31
97-39
754-77
84
263-9
5541-8
16-8
52*78
221-67
32
100-58
804-25
85
267-0
5674-6
16-9
6309
224-32
33
103-67
855-30
86
270-2
5808-8
17-0
63-41
226 98
34
106-81
907-92
87
273-3
5944-7
171
53-72
229-66
35
109-96
96211
88
276-5
6082-1
17-2
5404
232-85
86
113-10
1017-9
89
279-6
6221-1
17-8
54-35
235-06
37
116-24
1075-2
90
282-7
6361-7
17-4
54-66
237-79
38
119-38
11341
91
285-9
6503-9
17-6
54-98
240-53
39
122-62
11946
92
289-0
6647-6
17-6
55-29
?43-29
40
126-66
1256-6
98
292*2
6792-9
17-7
55*61
246-06
41
128-88
1320-3
94
2953
6989-8
17-8
55-92
•248-85
42
182-0
1385-4
96
298-5
7088-2
17-9
66-24
251-65
43
136'1
1452-2
96
301-6
7238-2
180
56*55
254-47
44
138-2
1520-5
97
304-7
7389*8
18-1
56-86
267*30
46
141-4
1590-4
98
307-9
7543-0
18*2
57-18
260-16
46
144-6
1661-9
99
311-0
7697-7
18-3
57-49
263-02
47
147-7
1734-9
100
314*2
7864-0
18-4
57-80
265*90
48
150-8
1809-6
18-6
68-12
268*80
49
153-9
1886*7
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Namen- und Sachverzeichnis.
Seite
Abdmck, Negativer 20
„ Positiver 20
Ablenkimgaregel von Ampere . 33
Akkomnlator 18
Aktiengesellschaft, Berliner
Maschinenbau 273
Alioth & Co., R 162
Allen & Co 159
Allgemeine Elektricitätsge-
sellschaft in Berlin 155,276,278
AUiance Wechselstrommaschine 114, 116
Ampere, Das 46, 283
Ampere in der Sekunde .... 46
Amp^remesser 68, 98
Amp^re*sche Ablenknngsregel 21, 27»
121, 197
:, Molekularströme 27, 33, 115
Amperestundenzähler 110
Amplitude 222
Anderson 22
Andrews & Co 138, 162
AngloAmericanElectricLight
Corporation .... 164, 165
Anion 16
Anker .... 124, 129, 131, 217
Anker, Bewegungsphasen . . .117
Anker der Wechselstrommaschinen . 139
a Boppel-T 116
g Eisenkern 124
^ Flachring 139
Ankep mit offener Wickelung . . 136
Anker, Pol 140
, , Ring .... 131, 133, 137
^ , Scheiben . . . 135, 136, 140
, , Trommel . . . 129, 133, 139
„ , Wickelmigen 140
Kratzert, Elelctrotechnik.
Seite
Anode 16
Ansammlungsapparate 7
Aperiodischer Magnet . .91
Appold 211
Arbeit . . 52, 55, 61, 62, 63, 64, 65
Arbeit, Elektrische . . . . 61, 65
Arbeit, Elektrische der Mehrphasen-
ströme 160
Arbeit, Leerlaufs- 211
Arbeitsleistung, IntensitSt der . . 56
Arbeitsmesser 196
Arbeitsmesser, Elektrischer . . 68, 107
Arbeitsstfirke 56
Armstrong 6
Arnold, E 262
Arno, Ricardo 262
Aren, H. . 108 bis 112, 255, 261, 262
Aufnahmefähigkeit, Magnetische . 65
Automat-Rheostat 178
Ayrton & Perrj 110, 112, 173, 211, 212
Baily, Walter 262
Ball 160
Batterie 16
Batteriewähler 70
Banmann, J 112
Baumgardt, L. M 262
Baxter, William 163
Baxter-elektrique Company . 163
Behn-Eschenburg .... 262
Behrend, H 262
Berechnung der Ankerwickelung . 141
„ , Magnetwickelung . 241
„ „ Maschinen u. Motoren 233
Berghausen 176, 197
Beringer, A 139
19
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— 290 —
Seite
Beschleonig^ong 54, 64
Betrieb der Dynamo 188
Bifilare Wickelang^ 826
Blakly, Emmott & Co. . . . 158
Blathy, O. T. . 112, 265, 262, 278
BUtz 11
BUtxableiter 11
Bollmann 166
Boltimann 10
Bolzen 151
Borel 262
Bocns 165
Bosanquet 241
Boveri, Brown & Co. . . . 159
Bramwell 218
Braun, F 262
Breg^uet, Maison in Paris . . 160
Bremsdynamometer . . . « . 195
Bremsmethode 211
Brown, C. E. L 159, 262
BrUckenmethode 67
Brückner, Boss & Consorten. 160
Brush . 117, 137, 164, 165, 171, 172
Buergfin & Alioth 160
Buergin, Emil 160
Bunsen 17, 47
Bürste 149, 150
Bürstenhalter 151
Bürstenhebel 152
Bürstenkluppe 151
Bürstenkonstruktionen 149
Bürstenstellung 131
Bürstenstifte 151
Buss, Sombart & Co 193
Cabella 156, 160
Callaud 17
Calorie 56
Calorimeter 89
Cardew 89, 97, 104, 177, 214, 255, 261
Carpentier 88, 211
Centrale der internationalen Elektri-
citätsgesellschaft 103
Charakteristik in der Luft . . . 250
Chemische Wirkungen . . 13, 15, 16
Chertemps-Dauden . , . , 166
Childern 20
Ciamond 41
Clark 47, 115, 168
Seit»
Clarke Muirhead &; Co. . 115, 158
Coäfficient der gegen wirtigen Induktion 60
« ^ Selbstinduktion . . 60
Commercial-road-Works . . 169
Compagnie Continental Edi-
son • 165
Compagnie electrique 160, 162, 165
Compagnie Generale Beige • 165
„ deLumiöreElectrique 165
Compoundmaschine 171
Cornu 262
Coulomb 46, 57
Coulombmesser 68
CpulombzjÜiler .... 107, 108, 109
Crompton 158
Crompton-Eapp 168
Crompton & Co., R. E. . . . 160
Cuneus 9
Cyklus 822
Cylinderinduktor 116
Dal Negro 114
Daniell 17
Davy, Humphrey 21
Deckert & Homolka. . 156, 164
Deprez, Marcel 90,100,165,173,177,
211, 262
D6ri, Max 829, 262
Desmond & Fitzgerald. • . 156
Desroziers 186, 166
Dielektrica 4
Dielektricität 10
Dielektricitätskonstante . . . .10
Dimension .52
Dolivo-Dobrowolsky, von 95, 868,
262
Donner 11
Doppelschlussmaschine . . . .171
Doppelt-T-Anker .... . ,116
Drahtlehre 189
Drahtwiderstände 71
Drehfeld, Magnetisches . . . ^62
Drehstrom-Maschinen 262
Drehstrom-Motoren 262
Dreileitersystem no
Drexler, Friedrich . ... 95
Druck, Mechanischer ^4
Du Bois-Reymond . 41 91^ jgo
Durchlässigkeit, Magnetische. . .153
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291 —
Seite
Dyn ö4, 64
Dynamo, Anzahl der Abtheilimgen . 237
. 287
. 286
. 288
. 289
89, 118, 119
. 119
^ , „ Lagen
, BeanBpmchung .
y, Berechnung . .
y, Eiflenquerschnitt
Dynamoelektrische Maschine
n Motoren
Dynamoelektrisches Prineip
Dynamo, Feldmagnete
n Gmndgleichnng.
„ InbetriebsetBong
„ Isolation'. . .
, Konstruktion
, Leistungsfähigkeit
„ Magnetisches Feld
Dynamometer ....
„ Brems- .
„ Elektro- .
Dynamometermethode .
Dynamo, Prüfung.
„ Regelung . .
., Schaltung .
„ Theorie .
y, Untersuchung .
„ Zusammenschaltung
. 119
. 289
. 281
. 188
198, 287
. 217
. 207
. 288
. 196
. 195
. 82
. 211
. 214
. 166
. 166
. 221
. 187
. 179
Easton & Anderson .... 212
Eaves & Stafford 162
Edelmann, A. Th 88, 156
EdisonCompagnieContinental 155
Edison Dynamo 156
Edison Hopkinson . 155, 252, 258
Edison, Soci^t^ electrique • 155
Edison, Thom. Alva 108, 180, 152,
155, 156, 165
Edisonwickelung 130
Effekt ... 52, 56, 62, 68, 64, 65
Effekt, Elektrischer ... 56, 62, 65
Egalisator 178
Egger & Co., B. 95, 98, 99, 180, 147,
156, 158, 163, 164, 165, 264, 270
Einheit der elektrischen Arbeit . • 52
3 der Elektricitätsmenge . . 46
y, der elektromotorischen Kraft 46
^ der Pole, Absolute ... 57
„ der Stromstärke .... 46
^ des Bfr^ktes 52
des Widerstandes. ... 43
Seite
Einheiten, Elektrische 57
n Elektromagnetische . . 57
Elektridtät 8
„ der Bewegung . . 14, 66
Elektricität, Die atmosphärische. . 11
„ Die Wirkungen der . 12
„ durch Femwirkung . 5
„ durch Induktion . . 5
n durch Influenz ... 5
„ durch Vertheilung . . 5
„ Gebundene .... 5
„ Glas- 8
^ Gute Leiter der . . 4
j, HarsB- 3
„ Mittheilung der. . . 4
„ Natürliche .... 5
„ Negative 8
„ Positive 8
„ Buhende .... 11
yf Schlechte Leiter der . 4
Elektricitätserregung 14
Ele k tri ci tat sgesell Schaft, All-
gemeine in Berlin .... 155
Elektricitätsgesellschaft, In-
ternationale 187
Elektricitätsgesellschaft,
Leipziger 177
Elektricitätsmenge . . .46, 58, 63, 65
Elektricitätszähler 68, 107
Elektricität, Thierische .... 41
„ Wesen der . . . 47, 70
Elektrische Arbeit 61, 65
^ Einheiten 57
„ Maschine 113
Elektrischer Effekt ... 56, 62, 65
Elektrisches Potential .... 59
Elektrische Wirkungen .... 13
Elektrisirmaschine 6
„ , Hydro ... 6
„ , Influenz ... 11
Elektrochemie 16
Elektrode 16
Elektrodynamik 25
Elektrodynamometer 82
Elektrolyse 16
Elektrolyte 16
Elektromagnet 28
Elektro-Magneto-Induktion ... 35
19*
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— 292
Seit«
Elektrometallurg^ie 20
Elektrometer 89
Elektromotoren. . . .118, 119, 840
Elektromotorischen Kräfte, Ver^lei-
chimg^ der 74
Elektromotorische Kraft 14, 69, 221,
222, 225
Elektroskop 4
n , Kondensatoi^ ... 8
Elemente, Konstante 17
Element, Bansen 17, 47
j, Daniell 17
„ Geschlossenes . . . . 16
n Grove 17
„ Latimer Clark . . .47, 67
„ Leclanch^ . . . . 17, 47
„ Meidinger, Callaud. . 17, 47
„ Offenes 16
Primär 16
„ Sekundär 18
„ Schaltmig 17
Element, Smee 47, 69
^ , Stöhrer 47, 68
Elphinston & Vincent . . . 165
Elwell Parker . 189, 159, 163, 165
Endosmose 16
Erg 56, 64
Erregung, Fremde. . . . 118, 119
„ , Selbst . . . 113, 118, 119
Ersatzrheostat 187
Ettinghausen 114
Extrastrom 85, 229
Farad, Das 51, 61
Faradaj, Michael 10, 16. 19, 29, 48,
118, 114, 121
Farmer, Wallace 165
Federn 149
Fein, C. & E 156, 160
Fein & Schwerd 155
Feldintensität 64
Feldmagnete ....... 152
Feldmagnete, Formen der . . .154
Feld, Magnetisches 29
Feraris, Galileo 262
Ferranti, Ziani de . . 140, 165
Ferranti-Thomson .... 165
Fischer-Hinnen, J 45
Flachringanker 128
Seit«
Fläche 52, 63, 64
Flemming, J. A 121
Folgepole 31
Forbes 150, 158
Förderreuther, A 262
Formen der Feldmagnete . .155
Formiren 19
Foucault'sche Ströme . . . 125, 217
Foude 212
Fraas, Gebrüder 164
Franklin, Benjamin. . 4, 9, 11
Franklin'sche Tafel 9
Frequenz 222
Friese, Robert M 26S
Funkeninduktor von Ruhmkorff', Der 39,
230
Galyani U, 15, 41
Galvanochromie
Galvanometer
„ , Berechnung .
„ , Industrielle
„ , Prüfung . .
„ , Schaltung .
„ , Technische
„ , Wissenschaftliche
Galvanoplastik
Galvanostegie
Ganz & Co. 112, 140, 162,
. 20
22, 67
. 105
97,103
. 105
. 106
. 68
. 68
. 20
. 20
64, 177,
178, 265, 273.
42, 8S
Gauss, Friedrich
Gegenstrom
Generator . . .
Göraldy . . .
G^rard, Eric .
Geschwindigkeit .
„ , Riemen
„ , Umfangs-
Geyer & Brystol .
Gilbert, William .
Gleichgewichtsmethode
Gleichstrom . 116. 120
Görges Hans .
Goldon & Trotter
Gordon ...
Gramme 126, 182,189, 150, 155, leo,
162, 163
Grammering 125, 128
Gravier, Alphons • . . , 154
35
113
262
41, 163, 165
. 58, 63, 64
213
213
104
3
214
146, 224, 226
. 261, 262
. 156, 177
140, 165
Digitized by VjOOQIC
293
S«it6
Graviren der Metalle 20
Grawinkel und Strecker 108, 219
Greenwood & Batlej . . . 166
Griscom 169
Grove 17, 20, 47
Grandgleiclrang der Dynamo . .231
Gülcher, K 91
Guericke^ Otto von 6
Guerot 138, 168
Gateverhältnis 208
g , Elektrisches ... 208
^ , Mechanisches . . 209
Gutmann, L 262
Handregel, Bechte 21
Handreg^ator 178
Hartmann & Braun . . 266, 261
Haselwander 262
Hauptstrommaschine 167
Haastelegraph 24
Heilmann, Ducommun & Stein-
lein 160
Heinrich in London 167
Heinrichs 212
Hefner-Alteneck, F. Ton 126, 129, 130
166, 196, 212
Heisler 139
Heliogravüre 20
Helios 147, 164
Helmholtz, H. von 48
Henry, Das 60
Henry, J 40
Herta 48
Hintereinanderschaltung 180
Hjorth 118
Hochhansen 161, 177
Holmes 114
Hopkinson, J. u. £. 128, 140, 168, 166,
187, 214, 218, 219, 248, 244, 247, 260
Hörn 195
Horsford 89
Hospitalier 262
Huber, E 262
Hamholdt, Alexander von . . 41
Hummel 92
Hntin, M. o. M. Lehlanc ... 262
Hjnsterens, Elekuostatische . . . 230
, , ICagnetische 210
Seite
Imhoff 262
Immisch 166
Inbetriehsetzung 183
Indikatormethode 211
Induktions-CoSficient . . 69, 60, 63, 66
Induktion, Elektrodynamische . . 34
„ , Elektromagneto- . . , 36
„ , Gegenseitige 210
„ , höherer Ordnung ... 40
„ , in körperlichen Leitern . 40
„ , Magneto- 36
„ , Selbst- 210
„ , Strom- 34
Induktionskapacität, Specifische . . 10
Induktionsströme, Richtung ... 35
Induktor, Bewegungsphasen des . .117
Isolationsprüfer 188
Isolator 4
Jablochkoff 164
Jamieson 177
Jehl 136, 166
Jodkaliumpapier 197
Joel 136, 158
Jonen 16
Jones 166, 167
Joubert 226
Joule, Das 62
Jüngeres mechanisches Eta-
blissement 156
Kapacität 61, 63, 66, 230
Kapp, Gisbert 139, 166, 159, 162, 165,
243, 244, 247, 262
Kareis, Josef . * 41
Kathode 16
Kation 16
Kelly u. Stanley 262
Kelvin, Lord (Sir W. Thompson) 150,
166, 265, 261
Kennedy, Rankin 139, 166, 162, 179,
262
Kilowatt 233
Kingdon 164
Kirchhoff 66
Kittler, Erasmus 89
Kleist . . , 11
Klimenko, Alexander .... 166
Klingel, Elektrische 24
Digitized by VjOOQIC
— 294
Seite
Koch .149
KOmung des Eisens 163
Kohlrausch, F 88, 89, 94
Kolbe 218
Kolbeo, Emil 262
E0rperinhalt 62
Kollektor .... 146, 147, 148, 196
Kollektorbüchse 146
Kollektor, Dichte 8
„ , KonUktstttcke .... 146
„ , Lamellen 146
^ , Segmente 146
n , Stäbe 146
„ , Streifen 146
KoUektorplatte 7
Kollektor von Helios 148
Kommutator 115, 146
Kondensator 7, 10, 281
„ -Elektroskop .... 8
„ -Cylinder 9
y, -Glimmer 9
Kondensator, Normal- .... 9
Kondensator, Paraffin- .... 9
Kondensatorplatte 7
Konduktor 6
Konduktor, Dichte 8
Kontaktstücke 146
Korda 262
Kraft 64, 68, 64
j, , Magnetisirende 65
n , Magnetomotorische ... 65
Kraftgeber 113
Kraftlinien 29
Kratzert . . 45, 121, 257, 260, 267
Kreihenezky, Mayer & Co. 96, 156,
168, 268
Kiiiik, F 166
Krötlinger, Franz .... 155
Kubikinhalt 52
Kummer . . 212
Kuksz, Lüdke & Grether . . 164
Kupfergazebürsten 264
Lachauss^e. ...... 140
Lachauss^e-Lambotte . . . 165
Ladungsapparat 7
Lahmeyer, Wilhelm . . . 162, 262
Länge 64
Seit»
Läutewerk 24
Lambeth 15»
Lamelle 146
Leclanchä 17, 25, 47
Leitnngsyermögen 45
Leblanc M. und M. Hutin . . 262
Leerlaufsarbeit 211
Lemonier & Co • 160
Lenz 87, 121
Ledeboer 185
Leipziger ElektricitätsgeBell-
schaft 177
Leiter, Gute 4
Leiter, Schlechte 4
Leistungsfähigkeit der Dynamo . . 207
Leitungsföhigkeit, Specifische . . 65
Leydnerflasche 9
LMT System 42
Lichtwirkungen .... 13,21,231
Lontin 140, 155
Lontin und de Fonvielle . . 262
Mac Tighe .... 158, 162
Magnet, Aperiodischer . . . . 91
Magnete 218
Magnetelektrische Maschine . . 38, 114
Magnet, Elektro- 23
Magnetische Aufnahmefähigkeit . . 65
„ Induktion .... 64
^ Intensität .... 64
„ Permeabilität ... 65
„ Eeibung 210
„ Reluctivität ... .65
„ Wirkungen ... IS, 21
Magnetischer Kraftfluss . . . . &4
Magnetischer Widerstand. ... 65
Magnetisches Feld 29, 126
Magnetisches Moment 64
Magnetisirende Kraft 65
Magnetisirangsgerade 253
Magnetisirungskurren .... 250
Magnetismus • 67, 64
9 , remanenter. . . 23, 205
„ , zurückbleibender . 28, 205
Magnetomotorische Kraft. ... 65
Magnus 113
Maquaire 139
Maschine, Elektrische 113
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Seite
Maschinenbananstalt Görlitz 1C4
Maschine, Dynamoelektrische d9, 118,
114, 119
„ , Siagnetelektri8che88,l]3,114,
116
„ mit CompoTindsohaltong . 171
„ mit gemiflohter Schaltung^ 171
, mit separat erregten Mag-
neten 118
„ , Primär 118
„ , PyromagnetiBche . . .114
„ , Secnndür 118
Mafie 42, 62, 64
„ , Abgeleitete 42
n .j Absolnte 42
g , Internationale 42
„ , LMT System 42
^ y PhysikaliBche 52
Mather & Platt 158
Matthews 165
Maxim 167, 177
Maxwell 88, 48
Meehanidche Wirkungen .... 18
Meidinger 17, 47
3Iegacoii]omb 46
Megafarad 51
Megamp^re 46
Megavolt 47
Megohm 46
Monges 214
M^ritens, A. de. . . 189, 160, 162
Messbrücke 84, 88
„ , Einfachste 76
3IeB8lnstnimente 67
a , Aichen .... 101
„ , Einschalten. . . 99
„ , Montage . . . 100
„ , Begistrirende 99
Messmethoden 67
Messungen 66
Metallfärbosg, Galvanische ... 20
Menron & Cuinod .... 163
Microampere ....*.• 46
Microfarad 51, 61
Microohm 45
Microvolt 47
Microcoulomb 46
Micrometerlehre 189
Moessen, Bobert 164
Belte
MolekularstrQme, Amp^reVhe . . 83
Mordey, W. M. 132, 140, 165, 186, 223
Morin 212
Motoren, Theorie 221
Muirhead, A 166
Multiplicator 22
. mit astatischer Nadel 22
Nadel, Astatische . .
Naglo, GebrClder .
Nebeneinanderschaltung
Nebenschlussmaschine
Nebenschlusswiderstand
Nebenstrommaschine
Neef scher Hammer
Neutrale Punkte .
„ Linie . .
Nicholson .
Nordlicht . . .
Normalinstrumente
Nutenkem .
Nutzeffekt . . .
„ , Elektrischer
. , Mechanischer
. 22
. 167
. 181
. 169
. 70
. 169
34, 39
. 128
. 128
. 21
. 11
. 106
. 218
. 208
. 208
. 209
Oerlikon, Maschinenfabrik . 276
Oersted 21
Ohm, Das 48
Ohm, Legales 43
Ohmmesser 90
Ohm'sche Gesetz, Das .... 48
Paccinoti .... 126, 185, 139
Patenttachograph 195
Paterson & Cooper . . 156, 158
Permeabilität 65, 153
Periode des Wechselstromes . . .197
Perry 132, 173
Peukert, Wilhelm 41, 128, 129,
187, 183
Pferdekräfte, Mechanische 212, 213, 214
Pferdestärke 56
Phase 222
PhasendifFerenz 222
Phasengleichheit 187
Phasenindikatoren 187
Phasenverschiebung . . . 222, 228
Phase, Verschiedene 227
Phasenzeit 222
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296 —
Seite
Physiologische Wirkungen • . 12, 15
Pinsel 149
Pixii 114, 139, 145
Poel, van de 161
Poggendorf 11, 80
Polarlicht 11
Polarisation der Elektroden ... 16
Polarisation, Dielektrische ... 5
Polbestimmung 197
Polreagenzpapier . . . . 176, 197
Polstfirke 57, 63, 64
Pol Wechsel . . . . . . 116, 222
Potentialdifferenz 59, 65
Poncelet 211
Potential, Elektrisches • ... 59
Prony'sche Zaun . . . . 195, 211
Punkt, Neutraler 128
Quadrat 60
Quermagnetisirung . . 134, 211
Radian 64
Raffard 211
Bayenshaw & Swinburne . • 214
Rauminhalt 52, 63, 64
Rayleigh 231
Receptor 113
Rechte Handregel 21
Reihenmaschine 167
Reduktions-Faktor 75
Reduktor 178
Regelung der Dynamo .... 166
„ n Wechselstrommaschinen 177
Registrirende Messinstrumente . . 99
Regulator, Selbstthätig .... 176
Reinmetallgewinnung 20
Relais, Polarisirtes 189
Rheostat 174
Richard, Brüder 99
Richardson 99, 177
RiesB 7
Ring, Polloser 31
Ringanker . . . .125, 126, 131, 200
Ringschmierung . . . 265, 268, 270
Roberts 20
Rowland 241, 2^42
Rückschlag, Elektrischer .... 13
Ruhmkorff'scher Funkeninduktor 39; 230
Rupp 136, 165
Seite
Sammler 18
Sautter, Lemonier & Co. . • 160
Sawoyer 155
Saxton 114, 115
Sayers 136
Schallenberger 179
Schaltung auf StromstXrke . . .18
„ auf Spannung .... 18
n der Dynamo .... 166
„ , Dreiecks- 258
r, , Gemischte 18
„ , Geschlossene .... 258
n , Hintereinander ... 17
0 , Nebeneinander. ... 18
„ , Offene 258
„ , Stern 258
Scheibenanker 135
Schitlitz. . 262
Schleiffedem 145
Schleifer 149
Schleifringe 145
Schmiih, F. J 212
Schorch 156
Schorch & Co 158
Schrötter, M 193, 213
Schublehre * ... 190
Schuckert, S. . . 16, 92, 128, 164
Schuckert, Mordey . • ... 164
Schulze, O - 149, 151
Schwartzkopff, L. . . 164, 273
Schweigger • ' 22
Schwerd & Scharnweber . . 158
Seebeck 40
Selbstinduktion . . 35, 210, 229, 230
Seidener Josef 213
Selbsterregung . . .118, 118» 119
SelbstinduktionscoSfficient ... 229
Sekundenerg 62
SekundenmeterkÜogramm . ... 62
Serienmaschine 167
Shuntmaschine 169
Sicherungen 183
Siemens-Einheit 43
Siemens & Halske 9, 17, 68, 76, 77,
82, 83, 84, 88, 89, 92, 94, 95, 97,
104, 110, 112, 139, 140, 147, 149,
152, 153, 155, 157, 163, 165, 174, 189,
212,225 260,261,263,267, 282, 2S3
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Seite
Siemensü'oinmel .... 125, 128
Siemens, Werner von . 46, 76, 118^
118, 119, 125, 162
Siemens, Wilhelm 118
Sinusbussole 88
Sinuslinie 222, 256
Sinsteden 118
Smee 47
Society anonyme d' Electricite 166
„ derEclairagfo in Paris 160
„ electrique Edison . • 165
g Gramme in Paris . . 160
Sohlmann, J 262
Soren-Hjorth 165
Spannmig . . 59
Spaxmmigsdifferenz 59
Spannungsreilie 14, 15
Sperry ' ... 157
Spietcker & Co 164
Spirale, Rechtsgewnndene ... 23
„ Linksgewnndene. . . .28
Sprague 168
Stafford & Eavea 162
Stanley, William jr. . . 139, 164
Stanley und Kelly .... 262
Statter & Co 156, 177
Steinmetz, Chas. Prot ... 262
Stöpselrheofltate 76
Stört 262
Streuung 29
Strecker 45
Strome, Extra ....... 35
„ , Gegen 35
„ , Gekreivste 26
„ , Neben 84
„ , Parallele 25
„ , Ununterbrochene. . . .118
„ , Zeitweise 118
Stromabgeber 145
Stromerzeuger i 113
Strommessung 76
Stromintensit&t. 66
Stromkraftmaschine 113
Stromrichtung . . . 115, 121, 197
Strominduktion 84
StromsammJer . . . . . 146, 147
Stromstärke ... 57, 63, 65, 225
StromTOrzweigung 66
Seite
Stromwechsel 116, 122
Stromwender 145
Stromzeiger, Elektrodynamischer . 97
Tachograph, Patent 195
Tachometer, Patent ..... 198
Tafel über Durchmesser u. s. w. . 281
Tafel der Kreisumf&nge .... 287
Tafel der Quadrate, Cuben u. s. w. 286
Tafel von Versuchsmaschinen • . 238
Tafel zum Universalgalyanometer . 288
Tales von Milet ..... 8
Tangentenbussole 88
Tatham 212
Technomasio, Institut i.Mailand 160
Teege 262
Telephon 40
Tesla, Nikola 262
Theorie von J. & E. Hopkinson . 243
Theorie der Maschinen und Motoren 221
Thermoelektricit&t 41
Thierische Elektricitftt .... 41
Thomson, Elihu . . 188, 177, 262
Thomson, James 211.
Thomson & Houston .... 161
Thomson, Sir W. (Lord Kelrin)
150, 165, 255
Thompson, Silvanus P. 22, 155, 156,
172, 173, 262
Thury 163
Tighe ... 159
Tischendörfer 218
Torsionagalvanometer 81
Tourenz&hler von Hom .... 195
Trägheit, Elektrische 280
Trägheitsmoment 64
Tranaformator 39, 40
Triebmaschinen 113
Trommelanker 129, 200
Trommelwickelung 129
Turretini, Atelier in Genf • 160
Uebergangswiderstände .... 226
Umdrehnngszähler . . 190, 191, 193
Unwin 211
Uppenborn, F. 45, 97, 112, 281, 282
United Shates Electric Light
Compagny 157
Universalgalvanometer .... 68
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— 298 —
Seite
Valley, Mr. C. E 160
Verbandmaschine 171
VerscbiebangBwinkel 128
Verstärkungszahl 8
Vertheilungszahl 11
Volta 8, 14, 15
Voltameter 16, 19
Voltainduktion 34
Voltamp^remesser 90, 107
Voltamperezähler .... 107, 112
Voltcoulomb, Das 62
Voltcoulombmesser 107
Voltconlombzäbler 110
Volt, Das 46,238
Yoltmesser 90
Voltmesser, Maximum-Minimum . . 98
Volumen 64
Wärmeäquivalent, Mecbaniscbes . 66, 68
Wärmeeinheit 66
Wärmewirkungen 13, 20
Wahlström 262
Wallace, Farmer 165
Waltenbofen, Dr. von 10, 28, 24,
37, 41, 45, 65, 61, 88, 90, 121, 129
Warren de la Rue 47
Wasserzersetzung 39
Watt, Das 62
Wattstundenzäbler 110
Wattzähler 107, 112
Weber, Wilhelm .... 42
Wechselstrom 86, 116, 120, 124, 146, 224
Wechselströme, Mehrpbasige . . . 267
Wechselstrommaschinen . 114, 187, 240
Wechselstromvoltmesser . ... 97
Wecker 24
Weiler, W. . . . ... 262
Weinhold, A 262
Wellenlinie 222, 266
Wenström 162,262
Weston, Edward . . 168, 160
Westinghouse Co. . . 139,164
Wheastone 67
Seite
Wickelung, Anker 140
„ , Bifilare 226
„ , Trommel 129
Widerstand 61, 63, 65
Widerstände 176
Wiederstand, Energieloser . . . 2S9
Widerstände flOssiger Leiter ... 88
Widerstand, Induktionsfreier • . 226
„ , Indnktionsfreier Normal- 226
Widerstandakasten . . .• . . 76
Widerstandsmessung 70
Widerstand specifischer . . 43, 46, 65
WiderstandsstOpsel 70
Widerstandsregulator . . .178
Widerstand, Uebergangs- . 211, 226
„ von Batterien .... 73
„ „ Elementen • • . 73
Wilde 113, 118, 119, 139, 140, 155.
163, 165, 187
Willans 177
Winkel 64
Winkelgeschwindigkeit . . . 64» 232
Winter'sche Ring 6
Wirbelströme J 26, 217
Wirkungen der Bewegung des Stromes 25
Wirkungen zwischen Strömen und
Magneten 27
Wirkungsgrad 208
, , Elektrischer . . .209
„ , Mechanischer. • . 209
Woodhouse & Rawson 166, 197
Zaun, Der Prony^sche . . . .195
Zeit 64
Zeitarbeit 56
Zellweger & Ehrenberg . 9
Ziani di Ferranti 165
Zickermann, F. W. . . 261, 262
Zickler, Karl 247
Zinkvoltameter lOS
Zipernowsky 179
Zusammenschaltnng der Dynamo . 179
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Berichtigungen.
8eite 2, Zeile 1 y. u. lies befasst, statt befasse.
^23, 1» 1 Y. o. lies (beinahe g^anz) aufgehoben, statt aufgehoben.
«81, 9 2 V. 0. lies Polschuhen, statt Polspulen.
p dS, M 8 V. o. lies versinnlichen, statt versinnlichten.
„34, j, 6 Y. o. lies entgegengesetztgerichtete, statt gleichgerichtete.
«36, n 6 Y. o. lies entgegengesetzten Richtung, statt Richtung.
„ 36, „ 12 Y. o. lies gleichenRichtung, st. entgegengesetztenRichtung.
„ 36, „ 16 Y. o. lies Selbstinduktion, statt Selbinduktion.
n 36, , 14 Y. u. lies entgegengesetzten Richtung, statt Richtung.
«36, n 8 Y. u. lies gleichenRichtung, 8t.entgegengesetztenRichtung.
.42, «2 Y. u. lies Masse, statt Maße.
,60, ,16 V. o. lies J = ^^ = 4, statt J = ^^ = 4.
„ 62, 0 20 Y. u. lies Masse, staU Maße.
« 64, « 11 Y. u. lies den Ausdruck, statt des Ausdruck.
« 66, „ 19 Y. o. lies Produkte aus der Kraft p in den Weg 8, statt Pro-
dukte aus der Kraft 8.
g 68, „9 ▼• o. lies Konstante -j^i *^^ Konstante r^.
«69, yd Y. o. lies derselbe, statt dieselbe.
• 63, „ 7 Y. u. lies Megafarad, statt Megafardd.
«64, „ 28 Y. u. lies Masse, statt Maße.
r, 101, „ 10 Y. u. lies konstanten, statt konstante.
« 160, „ 4 Y. o. lies Thomson, statt Thompson.
« 226, „ 14 Y. u. lies erhftlt man eine, statt erhält man einen.
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GßüNDRISS
DER
ELEKTROTECHNIK.
Für den praktischen Gebrauch,
für Studierende der Elektrotechnik und
zum Selbststudium.
Verfasst von
Heinrich Kratzert,
Ingeniear and Lehrer der Elektrotechnik an der k. k. Staatsgewerbeeohnle in Wien, X.
II. THEIL.
Transfonnatoren, Akkumulatoren, Elektrische Beleuchtung und
Kraftttbertragung mit besonderer Bertlcksichtigung der elektrischen
Eisenbahnen.
Mit 281 Abbildungen.
LEIPZIG UND WIEN.
FRANZ DEUTICKE.
1895.
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Alle Rechte vorbehalten.
IC. und k. Hofbnohdruckerei Karl Piochatka in TmoIiad-
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Vorwort.
Die Quelle dieses zweiten Theiles meines „Grundriss der Elektro-
technik" bilden, sowie beim ersten Theile derselben Arbeit, Verviel-
fältigungen, die ich während meiner gleichzeitigen praktischen Thätigkeit
als Ingenieur und als Lehrer der Elektrotechnik an der k. k. Staats-
gewerbeschule im X. Wiener Gemeindebezirke verfasst und zu Unter-
richtszwecken verwendet habe.
Der erste Abschnitt (Seite 1—27) enthält die wesentlichsten
Lehren . und praktischen Ausführungen über Wechsel-, Mehrphasen-,
Gleichstrom- und Gemischte-Transformatoren. Von den praktischen
Konstruktionen wurden hauptsächlich diejenigen berücksichtigt, welche
in der elektrotechnischen Industrie zumeist Eingang gefunden haben.
Im zweiten Abschnitt (Seite 28 — 58) sind die Grundlehren und
einige praktische Konstruktionen der Sammler wiedergegeben. Aus
der Reihe der bisher bestehenden Konstruktionen wurden insbesondere
jene eingehend behandelt, welche sich durch vieljährigen Gebrauch
praktisch bewährt haben. Die vielen neuen Konstruktionen, deren
Verwendbarkeit noch nicht nachgewiesen ist, wurden, wenngleich sie
zum Theil von besonderem Interesse sind, übergangen.
Der dritte Abschnitt (Seite 59—269) befasst sich mit einer
möglichst vollständigen Darstellung der elektrischen Beleuchtung. Die
einzelnen Kiipitel dieses Abschnittes sind : Allgemeine Lehren, Lampen-
regulatoren, Glühlampen, Glüh- und'Bogenlicht, Hilfsapparate, Auto-
maten, Kontrollapparate, Schaltbretter, Stromvertheilung, Leitungen,
Beschreibung von Centralstationen und Vortheile der elektrischen Be-
leuchtung.
Der vierte Abschnitt (Seite 270—317) hat die elektrische Kraft-
übertragung im Allgemeinen und die elektrischen Eisenbahnen im
Besonderen zum Gegenstande. Die elektrischen Eisenbahnen erscheinen
nach den grundlegenden Systemen geordnet. In dem auf 30 Seiten über
die elektrischen Eisenbahnen gesammelten Material wurden vorwiegend
praktische Bedürfnisse berücksichtigt. Auf den Seiten 306 — 317 sind
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Durchschnittspreise von Dynamomaschinen, Elektromotoren, Wechsel-
stromtransformatoren, Akkumulatoren, Bogenlampen, Glühlampen, Rheo-
staten, Messinstrumenten, Schaltapparaten, Sicherungen, Isolations- und
Leitungsmaterial, Zugehör zum System S. Bergmann, Kesseln, Dampf-
maschinen und Gasmotoren angegeben. Eigene praktische Regeln, welche
in einfachster Weise zu augenblicklichen Schätzungswerten der Kosten
elektrischer Licht- und Kraftanlagen fitthren, schließen dieses Kapitel.
Der Anhang (Seite 318 — 336) bringt die Sicherheitsvorschriften
des Elektrotechnischen Vereines in Wien für elektrische Starkstrom-
anlagen und einige häufig verwendbare Tabellen.
Den Schluss bildet das Namen- und Sachverzeichnis (Seite 337 — 346}.
In der ganzen Arbeit habe ich die gesammte Fachliteratur ans
den behandelten Gegenständen und das von mir gesammelte praktische
Material in thunlichst brauchbarer Form zusammengestellt, so zwar,
dass dieselbe für den praktischen Gebrauch, für Studierende der Elektro-
technik und zum Selbststudium dienlich sein dürfte. Die mir so
gewordene Mühewaltung würde ich als reichlich entschädigt betrachten,
falls auch dieser Theil meines „Grundriss der Elektrotechnik" in Fach-
kreisen eine wohlwollende Beurtheilung finden sollte.
Wien, am 30. August 1894.
Der Verfasser.
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Inhalts -Verzeichnis.
I. Abschnitt.
ümsetznngsapparate. g^^^^
I. Kapitel. Wechselstromomsetzer 1
§ 1. Wesen und Zweck der Transformatoren 1
§ 2. Geschichtliches 2
§ 3. Gnmdlehren 4
§ 4. Verloste in Transformatoren <{
§ 6. Praktische Regeln 7
§ 6. Bau der Transformatoren 8
§ 7. Berechnung der Transformatoren 8
§ 8. Kondensatoren als Transformatoren 8
§ 9. Beschreibung der Transformatoren 9
II. Kapitel. Gleichstrom-Umsetzer 16
§ 10. Eintheilung 16
§ 11. Zwei Dynamomaschinen mit verschiedenen Wellen . . « . 16
§ 12. Zwei Dynamo mit derselben Welle 17
§ 18. Beschreibung praktischer Konstruktionen 17
§ 14. Zwei Dynamo mit zwei verschiedenen Wickelungen auf dem-
selben Anker 18
§ 15. Beschreibung praktischer AusfOhmngen 18
§ 16. Eine Dynamo in Verbindxmg mit einem Sammler 22
§ 17. Wechselstromumsetzer mit Nebenyorrichtungen 23
III. EZapiteK Weehselstrom-Gleichstromnmsetzer 25
§ 18. Wesen 25
§ 19. Praktische Ausftlhrungen 26
§ 20. Universalmaschine 26
§ 21. Bemerkung 26
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IV
II. Abschnitt.
Sammler. seit«
I. Kapitel. Gnmdlehren -28
§ 22. Wesen 28
§ 23. Konstruktion 29
§ 24. Ladung und Entladung 30
§ 26. Dichte der Süure 33
§ 26. Stromstärke, Stromdichte 34
§ 27. Kapacität 34
§ 28. Güteverhältni» 34
§ 29. Prüfung und Untersuchung der Zellen 35
§ 30. Vorsichtsmaßregeln 36
§ 8t. Schaltungen 36
§ 82. Beanspruchung der am Zellenschalter liegenden Zellen ... 40
§ 33. Maschinen-Umschalter 41
§ 34. Parallelbetrieb und Wahl der Ladezeit 42
§ 35. Anordnung des Amp^remessers und des Amperemesser-Umschalters 4i
§ 36. Mitbrennen von Lampen während der Ladung 42
§ 87. Zellenschalter 43
§ 88. Aufstellung der Sammler Sr>
§ 39. Anwendungen des Sammlers 50
§ 40. Nachtheile der Sammler 61
. II. Kapitel. Praktische Konstruktionen hi
§ 41. Sammler mit massiven Platten 52
§ 42. Sammler mit Gitterplatten fn»
§ 43. Sammler mit Streifenplatten 5^
§ 44. Sammler mit halbfestem Elektrolyt 5S
III. Abschnitt.
Die elektrische Beleuchtung.
L Kapitel. Allgemeines o^
§ 45. Das elektrische Licht ;>9
§ 46. Die Fabrikation der Kohlen 61
§ 47. Anordnung der Kohlen 63
§ 48. Die Lichtvertheilung 64
§ 49. Der Durchmesser der Kohlen 64
§ 60. Die Bogenlänge 60
§ 51. Die Spannung zwischen zwei Kohlen 6^
§ 52. Der Widerstand des Lichtbogens 66
II. Kapitel. Lampenregnlatoren 66
§ 53. Eintheilung 66
§ 54. Die Handregulatoren 6T
§ 56. Elektrische Kerzen 67
§ 56. Die mechanischen Regulatoren. .- 6b
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V
Seite
§ 67. Hauptstromregtüatoren 68
§ 58. Nebenscblassreg^tlatoren 70
§ 59. Differentialregnlatoren 83
§ 60. Bemerkungen 90
§ 61. Fehlerbestimmungen an Bogenlampen 91
§ 62. Die Halb-Glühlampen 94
m. Kapitel. Die Giahlampen 94
§ 63. Geschichtliche Daten 94
§ 64. Die Fabrikation der Glühlampen 94
§ 65. Gltthlampenfassungen - 96
§ 66. Die Neben- und Hintereinanderschaltung der Glühlampen . . 100
§ 67. Glühlampen für Hintereinanderschaltung 101
§ 68. Der Anschluss der Glühlampen an die Leitungen 103
§ 69. Die Schutzglocken 103
§ 70. Die Lebensdauer der Glühlampen 104
§ 71. Die Prüfung der Glühlampen 104
§ 72. Zusammenhang zwischen Kormalkerzen, Volt, Ampere und Watt 106
17. Kapitel. Glüh- und Bogenlicht 107
§ 73. Licht-Einheiten 107
§ 74. Lichtstarke 108
§ 75. Die Vertheilung des Glühlichtes 109
§ 76. Die Wirtschaftlichkeit von Glüh- und Bogenlicht 109
§ 77. Die wichtigsten Vor- und Kachtheile des Glühlichtes im Ver-
gleiche zum Bogenlichte 109
§ 78. Die Vergleichung der beiden GleichstromsT-steme 110
§ 79. Das Nachglühen .110
§ 80. Die Vergleichung der Gleich- und Wechselstromff^steme . . 111
§ 81. Gutachten über Glüh- und Wechselstromsjsteme 114
V. Kapitel. Hilfsapparate 118
§ 82. Sicherungen 118
§ 83. Blitzschutzvorrichtungen 126
§ 84. Die Schaltvorrichtungen 129
VL Kapitel. Automaten 139
§ 85. Eintheilung 189
§ 86. 1. und 2. Gruppe 139
§ 87. 3. Gruppe 140
§ 88. 4. Gruppe 142
VII. Kapitel. Kontrollapparate 144
§ 89. Wesen 144
§ 90. Praktische Konstruktionen 144
VUI. Kapitel. Schaltbretter . . . , 146
§ 91. Zugehör 146
§ 92. Vertheilungsbretter 147
§ 93. £in einfaches Schaltbrett 148
§ 94. Als Hauptschaltbrett 148
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VI
Seit«
IX. Kapitel. Die Stromvertheilimg 151
§ 95. Die Wahl des Stromvertbeilungssystemes 151
§ 96. Eintheilimg 151
I. Die direkte Vertheilung 152
§ 97. Die Reihen- oder Serienschaltong 153
§ 98. Die Nebeneinanderschaltiiiig (Zweileitersystem) i5S
§ 99. Die gemischte Schaltung 157
§ 100. DaH Dreileitersystem 158
§ 101. Das FUnfleitersystem 160
§ 102. Die Gegenschaltung 163
§ 103. Die Schleifenschaltnng *^ 163
§ 104. Die Kreisschaltung 164
§ 105. Das System der Centralstationen 165
§ 106. Vertheilungssystem für große Centralstationen 166
II. Indirekte Stromvertheilung 166
§ 107. Vertheilung mittelst eines Sammlers 166
§ 108. Vertheilung mittelst Sammler-Unterstationen 16S
§ 109. Vertheilung mittelst Gleichstromnmsetzer 163
§ 110. Vertheilung mittelst Wecbselstromtransformatoren . . . . 168
X. Kapitel. Leitungen • 170
§ 111. Eintheilung 170
I. Leitungen im Freien 170
§ 112. Die Leitungen im Freien 170
§ 113. Befestigung der Leitungen im Freien auf Isolatoren . . . 171
§ 114. LeitungseinfUhrung in Gebäude 176
§ 115. Andere Luftleitungen 177
§ 116. Anscbluss isolirter Leitungen an blanke 177
§ 117. LeitungstrÄger 178
§ 118. Die Leitungskuppe] angen 179
§ 119. Das Spannen der Leitungen ISO
IL Leitungen in geschlossenen Bäumen 181
§ 120. Leitungsmateriale 181
§ 121. Kuppelung isolirter Leitungen 183
§ 122. Verlegung durch Anstiften der Leitung 185
§ 123. Verlegung mittelst Porzellanrollen 187
§ 124. Verlegung mittelst Klemmen 190
§ 125. Verlegung in Holzleisten 190
§ 126. Verlegung in Holzkästen 190
§ 127. Die Verlegung in Papierröhren 190
§ 128. Verlegung an Isolirglocken 213
III. Unterirdische Leitungen 213
§ 129. Eintheilung 213
§ 130. Tunnelanlagen 214
§ 131. Einziehsysteme 214
§ 132. Festgelegte Leitungen 214
§ 133. Der Kupferleiter 214
§ 134. Messung der Isolation 215
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VII
Seite
§ 136. Mehrfache Kabel 216
§ 186. Eintheilung der Kabel 216
§ 137. Kabelyerbindungen, Abzweigungen, Vertheilungen u. Anschlüsse 216
IV. Unterseeische (submarine) Leitungen . 217
§ 138. Unterseeische Kabel 217
y. Die Patent-Bleikabel von Siemens & Halske 217
§ 139. Die Fabrikation der PatenIrBleikabel 217
§ 140. Die Legung der Patent-Bleikabel 230
§ 141. Die Berechnung der Leitungen 255
VI. Kapitel. Beschreibnng von Centralstationen 261
§ 142. Die Wiener Centralstationen der Allgemeinen Oesterreich.
ElektricitSts-Gesellschaft 261
§ 143. Die Centralstation der Internationalen Elektricitäts-Gesell-
Schaft in Wien 264
TU. Kapitel. Vortheile der elektrischen Beleuchtung 268
§ 144. Vortheile 268
IV. Abschnitt.
Eraftübertragnng.
I. Kapitel. Die Eraftftbertragnng im Allgemeinen 270
§ 145. Geschichte 270
§ 146. Begriff 270
§ 147. Güteverhältnis 274
§ 148. Berechnung der Kraftttbertragung 275
§ 149. Ansprüche, welche an die Kraftmaschine gestellt werden . . 276
II. Kapitel Elektrische Eisenbahnen 276
§ 150. Geschichte 276
§ 151. Systeme der Bahnen 277
§ 152. Der Wagen 299
§ 153. Die Schaltung und die Begulirung des Motors .... * 302
§ 154. Die Zugkraft und die Leistung eines Straßenbahnwagens . . 303
§ 165. Vorzüge der elektrischen Eisenbahnen im Vergleiche mit den
Dampf-Eisenbahnen 304
§ 156. Vortheile der elektrischen Bahnen im Vergleiche mit Pferde-
bahnen 305
III. Kapitel. Kosten der elektrischen Licht- nnd Kraftanlagen.
I. Uebersicht.
§ 157. Kosten der elektrischen Anlagen 306
IL Durchschnittspreise der elektrischen und motorischen
Einrichtung.
1. Durchschnittspreise der elektrischen Einrichtung .... 306
§ 158. Preise von Dynamo und Elektromotoren 306
§ 159. Preise von Wechselstromtransformatoren ........ 308
§ 160. Preise von Sammlern 308
§ 161. Preise von Bogenlampen 308
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VIII
Seitt
§ 162. Preise von Glühlampen 309
§ 163. Preise von Rheostaten 309
§ 164. Preise von Messinstnimenten . . 310
§ 166. Preise von Schaltapparaten 311
§ 166. Preise von Sicherungen 312
§ 167. Preise von Isolationsmaterial 312
§ 168. Preise von Leitungsmaterial 318
§ 169. Preise zu dem Hausinstallationssystem 8. Bergmann . . . 314
2. Durchschnittspreise der motorischen Einrichtung . . . . 315
§ 170. Preise von Kesseln 315
§ 171. Preise von Dampfmaschinen 315
§ 172. Preise von Qasmotoren * 31*
III. Praktische Regeln 316
§ 173. Praktische Regeln 316
Anhang.
Sicherheitsvorschriften für elektrische Anlagen 318
§ 174. Allgemeines 318
§ 175. Sicherheitsvorschriften für elektrische Starkstrom-Anlagen . . 3U
Tabelle über Durchmesser, Querschnitte und Widerstände für Drähte aus Krupp-
schem Widerstandsniaterial <^^
Tabelle über Gewichte und Widerstände von Eisendrähten . . .' 329
Tabelle über Widerstände von 1 m Draht in Ohm • 3o0
Tabelle über Längen eines Drahtes von 1 Ohm Widerstand in Metern . . . . 33S
Tabelle über Spannungsverluste in Kupferkabeln VA
Tabelle zur Anfertigung von Stromregulatoren aus Nickebndraht ^36
Namen- und Sachverzeichnis S3'
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L Abschnitt.
ümsetzungsapparate.
1. Kapitel,
Wechselstromumsetzer.
1. Weaen und Zweck der Transformatorext (Umformer, Um-
setzer, Sekundärgeneratoren).
Die Transformatoren beruhen wesenthch, gerade so wie die magnet-
und die dynamoelektrische Maschine, der Funkeninduktor von Ruhm-
kor ff und das Telephon auf der Induktion durch Magnete (I. Seite
35 f.).
Der einfiichste Transformator besteht aus einem Eisenkerne und
aus zwei verschieden starken, von einander isoUrteu Wickelungen
(I. Seite 39, Fig. 60).
Der Eisenkern umgibt entweder die Wickelung oder umgekehrt,
die Wickelung den Eisenkern.
Schickt man in die dünne Wickelung einen hochgespannten Strom
von niedriger Stromstärke, so kann man der dicken Wickelung einen
niedrig gespannten Strom von hoher Stromstärke entnehmen und um-
gekehrt, schickt man in die dicke Wickelung einen niedrig gespannten
Strom von hoher Stromstärke, so kann man der dünnen Wickelung
einen hochgespannten Strom von niedriger Stromstärke entnehmen.
Der Transformator ermöglicht deshalb und aus den folgenden
Gründen die Leitung des Stromes auf sehr große Entfernungen.
Hohe Stromstärken erfordern einen großen Querschnitt der Lei-
tungen. Setzt man demnach den Strom für die Fernleitung auf niedrige
Stromstärke und hohe Spannung um, dann werden der Kupferquer-
schnitt der Leitung klein und der Kupferpreis niedrig sein. Hiermit
ergibt sich folgende Anordnung für die wirtschaftliche Fernleitung
des Stromes:
Li der Stromerzeugerstelle erzeugt man einen niedrig gespannten
Strom von hoher Stromstärke, setzt diesen durch, einen Transformator
Kr atzert, Elektrotechnik. U. 1
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— 2 —
in hochgespannten Strom von niedriger Stromstärke um, schickt letz-
teren in die Ferne und verwandelt ihn dort ftlr Beleuchtungszwecke
in niedriggespannten Strom von hoher Stromstärke, während man den-
selben in Elektromotoren auch direkt verwenden kann.
Sind z. B. bei 100 Volt, 500 Ampere auf eine Entfernung von
10 hm bei 10 Volt Spannungsverlust zu tibertragen, so beträgt das
erforderliche Kupfergewicht der Leitung, wie spätere Rechnungen lehren
werden, rund 700.000 kg. Da ein Kilogramm Rohkupfer etwa 70 Pfen-
nige kostet, belaufen sich die Kupferkosten der Leitung in diesem
Falle auf etwa 490.000 Mark. Diese Kosten setzt ein Umsetzer, welcher
100 Volt in 2000 Volt umsetzt (Umsetzungsverhältnis 1 : 200) auf den
200ten Theil, also auf 2450 Mark herab.
Der Transformator gestattet das Produkt aus Volt X Ampere,
seinem Umsetzungsverhältnisse entsprechend, in Faktoren zu zerlegen.
In dem ersten Falle war die elektrische Leistung
100 Volt X 500 Ampere = 50.000 Voltampere,
im zweiten Falle (Umsetzungsverhältnis 1 : 200)
20.000 Volt X 2-5 Ampere = 50.000 Voltampere.
Je nach den verschiedenen Umsetzungsverhältnissen erhalten wir
z. B. aus einer elektrischen Leistung von 100 Volt und 500 Amptre
bei der Umsetzung auf hohe Volt
mit den Umsetzungsverhältnissen 1 i 1 100 Volt X 500 Ampere,
1:20 2000 „ X 25 „ \
1:200 20000 „X 2-5 „ u.s.w.
Aehnlich kann man auf hohe Ampere umsetzen. In der Femleitung
setzt man auf hohe Volt, in der Stromverbrauchstelle in der Regel auf
hohe Ampere um.
2. Geschichtliches. Die Geschichte der Transformatoren wurde
von F. Uppenborn^) in einer besonderen Schrift veröffentlicht.
Nach § 1 sind die Transformatoren Induktionsapparate; letztere
wurden von Michael Farad ay (1831) erfunden (L Fig. 53 und 54).
Einen besonders wirksamen Induktionsapparat von Faraday stellt
Fig. 1 dar. Dieser Apparat besteht aus einem in sich geschlossenen,
massiven Eisenkerne, auf welchen zwei von einander getrennte Draht-
spulen (die primäre und sekundäre Spule) A und B isoUrt aufgewickelt
sind. Schickt man in die eine Drahtspule Wechselstrom oder Gleich-
strom mit Zuhilfenahme eines Stromunterbrechungsapparates, so werden
in der zweiten Spule Induktionsströme erzeugt. Während beim Ruhiu-
korff'schen Induktionsapparate die magnetischen Kraftlinien von Pol
*) Geschichte der Transformatoren von F. Uppenborn, 1888.
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3 —
Fig. 1.
zu Pol durch die Luft übergehen
müssen, also einen sehr großen
Widerstand zu überwinden haben,
ist der Eisenkern dieses Apparates
kreisförmig in sich geschlossen,
so zwar, dass der magnetische
Widerstand desselben ein klein-
ster wird. Die Polbildung erfolgt
in diesen Apparaten, sowie in
bewickelten Ringen (I. Seite 30,
Fig. 45). E, nnd E,, Fig. 1,
versinnlichen die Elektroden des
sekundären Stromkreises, zwi-
schen welchen ein elektrischer
Funke hervorgebracht werden
kann.
Eine praktisch angewendete Konstruktion eines Induktionsapparates
ist der Funkeninduktor von Ruhmkorff (1851), welcher insbesondere
fiir Heilzwecke Verwendung findet. In letzterem Apparate werden
Ströme von niederer Spannung in solche von hoher Spannung um-
gesetzt. Der primäre Strom durchfließt demnach die dicken Win-
dungen, während der Induktionsstrom in den dünnen Windungen er-
zeugt wird.
Pawel Nikolajewitsch Jablochkoff (1878) benutzte zuerst
den Transformator zu Beleuchtungszwecken.
Die Sekundärgeneratoren von Lucien Gaulard & Gibbs (1883)
stehen nur noch im Tivoli bei Rom in Verwendung. Diese Trans-
formatoren lehnen sich an eine frühere Konstruktion von C. T. & E. B.
Bright (1852 und 1878) an. Auf einem Eisenkerne sind geschlitzte
Scheiben aus isolirten, dünnen Kupferblechen so aufgebaut, dass sie
5wei in einander greifende Spiralen bilden. Das Uebersetzungsverhältnis
lieser Apparate war 1:1. Der in einer Wechselstrommaschine erzeugte
?trom durchfloss die primären Wickelungen der einzelnen Transfor-
natoren in Hintereinanderschaltung 5 von den einzelnen sekundären
Wickelungen aus waren die Lampen eingeschaltet. Bei einer Spannung
on 100 Volt an jeder Lampe und 20 hintereinander geschalteten Um-
etzem stellte sich die erforderhche Betriebsspannung der Wechselstrom-
aaschine auf 100 X 20 = 2000 Volt.
Dieses System ergab wohl den Vortheil der Anwendung hoher
Spannungen nnd daher geringer Leitungsquerschnitte, die einzelnen
jampengTuppen waren jedoch von einander nicht unabhängig. Betrug
1*
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_ 4 —
die primäre Stromstärke beispielsweise 20 Ampere, so mussteiij da das
Uebersetzungsverhältnis den Wert 1 : 1 hatte, in den sekundären Strom-
kreis, der Stromstärke von 20 Ampere entsprechend, Lampen ein-
geschaltet sein. Eine selbstthätige Regnlirung bei veränderlichem Strom-
verbrauche war bei diesem Stromvertheilungssysteme ausgeschlossen.
Die Mängel dieses, zuerst auf der Turiner Ausstellung (18s4)
vorgeführten, Systems wurden schon während dieser Ausstellung von
Colombo und Marcel Deprez erkannt.
Ein Stromverzweigungssystem, welches frei ist von obigen Üebel-
ständen stammt von Karl Zipernowsky, Max Deri und Otto
Titus Bl&thy in Budapest^) (Firma Ganz & Co.). Diese Erfin-
dung bildet in der modernen Wechselstromtechnik eine neue Epoche
glänzender Erfolge. Die zuletzt genannten Erfinder wenden Transfor-
matoren mit in sich geschlossenen Eisenkernen, welche aus von einander
isolirten Eisenmassen bestehen, an.
Eine neue Konstruktion ist der sogenannte Igeltransformator
von Swinburne.^) Diese Konstruktion schlägt einen Mittelweg
zwischen dem geraden und dem kreisförmig geschlossenen Transformator
ein. Die von einander isolirten Eisentheile des Kernes sind an ihren
Enden kugelförmig auseinandergebogen, so zwar, dass der Lufiabstand
zwischen den Polen im Vergleiche mit dem geraden Transformator
Verkleinert erscheint.
3. Grundlehren. Far jeden Induktionsapparat findet man in
einfachster Weise durch Versuche folgendes Gesetz:
Die elektromotorische Krafl wächst mit der Stärke des primären
Stromes, der Zahl der Windungen auf der sekundären Spule und der
Geschwindigkeit der primären Stromänderungen.
Sind die Anzahl der primären und sekundären Windungen ein-
ander gleich, dann ist auch die sekundäre Spannung — bis auf gerin^^e
Verluste, die später berücksichtigt werden sollen — gleich der pn-
mären. Steigt die Anzahl der sekundären Windungen, so steigt anch
die sekundäre Spannung. Durch Vermehrung der sekundären Win-
dungen kann man demnach die sekundäre Spannung beliebig erhöhen.
Es gilt demnach folgende Beziehung:
Ist die sekundäre Windungszahl gleich der primären, so mnss
auch die sekundäre Spannung gleich der primären sein, ist die sekun
däre Windungszahl gleich der doppelten primären, so muss auch die
sekundäre Spannung gleich der doppelten primären sein u. s. w.
^) Deutsches Reichspatent Nr. 40414 vom 6. M&rz 1S85.
») Elektrotechnische Zeitschrift, Berlin, 1890, Seite 516.
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— o —
Das Verhältnis der primären und sekundären Spanaung bestimmt
somit das Verhältnis der Windungszahlen der beiden Wickelungen.
Man nennt nun das Verhältnis der Anzahl der primärfen Win-
dangen zu der Anzahl der sekundären Windungeü das Umsetzilngs-
verhältnis (CoöflEicient der Umsetzung oder Transformationscoefficient)
des Transformators, d. h.
jr . v,-if • Zahl der primären Windungen 8^
^ ^ ' Zahl der sekundären Windungen S^
Sei die primäre Spannung i'^, die sekundäre jE^, so erhalten wir,
da das Verhältnis der Windungen gleich ist dem Verhältnisse der
Spannungen, die Gleichung
- _^ _ ^^^
^- S, - E, ^
Transformatoren mit dem ümsetzungsverhältnisse 1:1 (primäre
Spannung gleich sekundärer Spannung) haben nur ftlr die Hinterein-
anderschaltung derselben eine Bedeutung. Arbeitet z. B. eine Wechsel-
stromanlage mit 1000 Volt, so kann man 10 Transformatoren zu je
100 Volt hintereinander schalten und Aus den sekundären Windungen
je 100 Volt entnehmen. Diese Schaltung gewährt deshalb die Vortheile
der höheren Spannung; da jedoch sämmtliche primäre Windungen der
Transformatoren hintereinander geschaltet sind, erhalten dieselben immer
den gleichen Strom, abgesehen davon, ob sich in dem sekundären Strom-
kreise Stromabnehmer befinden oder nicht. Hintereinander geschaltete
Transformatoren geben demnach nur dann ein entsprechendes Gütever-
hältnis, wenn sämmtliche Stromabnehmer (Lampen, Motoren u. s. w.)
in Thätigkeit sind.
Transformatoren mit dem Umsetzungsverhältnisse 1:1 in Hinter-
einanderschaltung würden zuerst von Gaul ard & Gibbs, Transforma-
toren mit jedem beliebigen Umsetzungsverhältnisse, in Nebeneinander-
schaltung und mit wirtschaftlichem Betriebe bei beliebigen Belastungen,
von Ganz & Co. in die Praxis eingeftthrt.
Der Eisenkern der Transformatoren hat den Zweck, die mag-
netischen Kraftlinien zu leiten und dadurch die Induktionsströme zu
verstärken.
Der Wechsel der Stromrichtung in der primären Spule bewirkt
die Magnetisirung des Eisenkernes in wechselnder Richtung und die
Erzeugung von Induktionsströmen in der sekundären Spule. Durch
den Wechsel des Magnetismus werden in der sekundären Spule In-
daktionsströme erzeugt, welche die durch den primären Strom erzeugten,
verstärken,
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— 6 —
Bei den Sekundärgeneratoren von Gaulard & Gibbs sind die
Eisenkerne verstellbar eingerichtet, so dass dieselben mehr oder
weniger aus den Spulen herausgezogen werden können. Dadurch, dass
mehr oder weniger Eisenmassen wirken, erscheinen die Stromverhält-
nisse regulirbar.
Hintereinander geschaltete Transformatoren durchfließt nach obigem
immer derselbe primäre Strom, nebeneinander geschaltete jedoch ändern
den primären Strom mit den verschiedenen Belastungen des sekun-
dären Stromkreises. Bei den hintereinander geschalteten Transformatoren
fließt der Strom von einem Transformator in den zweiten, dritten
u. s. w., sämmtliche primäre Windungen sind bei den verschiedensten
Belastungen von demselben Strome durchflössen ; nebeneinander geschal-
tete Transformatoren sind nicht von demselben Strome, sondern von
nebeneinander geschalteten Zweigströmen, durchflössen. In letzterem
Falle erfolgt die selbstthätige Kegulirung des Transformators in folgender
Weise: Der geöffnete sekundäre Stromkreis hat keinen Einfluss auf
die Thätigkeit des Apparates. Der primäre Strom magnetisirt den Eisen-
kern in wechselnder Richtung. Durch den ^wechselnden Magnetismus
werden in den primären Windungen elektromotorische Kräfte wech-
selnder Richtung erzeugt, welche dem primären Strome entgegengesetzt
gerichtet sind. Diese Ströme schwächen den primären Strom und setzen
so die primäre Stromstärke bei geöffneten sekundären Windungen her-
ab, so zwar, dass diese Stromstärke einen sehr kleinen Wert erhält.
Schließt man den sekundären Stromkreis (z. B. durch das Ein-
schalten von Lampen in denselben), so wird derselbe von Induktions-
strömen durchflössen. Steigt die primäre Stromstärke, so steigt auch
die sekundäre, die Richtungen des primären und sekundären Stromes
sind jedoch, nach den Regeln der Induktion (I. Seite 35) einander
entgegengesetzt. Der durch beide Ströme hervorgerufene Magnetismus
muss demnach durch den Unterschied in den Amperewindungen der
beiden Stromkreise bestimmt sein. Die durch den resultirendeii Mag-
netismus in den primären Windungen erzeugte elektromotorische Kraft
wird geringer, als bei geöffnetem sekundären Stromkreise und es mus=
deshalb die Stromstärke in den primären Windungen ansteigen,
4. Verluste in Transformatoren. Durch den Transformator
geht ein Theil der zu übersetzenden Watt verloren. Die gesammten
verlorenen Watt setzen sich aus folgenden Verlusten zusanunen:
1. Verluste durch den Widerstand der Wickelungen. Diese Ver-
luste betragen etwa 2®/o und sind um so größer, je kleiner der Trans-
formator ist.
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— 7 —
2. Magnetisirungsverlnste. Für praktische Zwecke kann man diese
Verloste rund mit 2% annehmen. Die Magnetisirungsarbeit steigt mü;
zunehmender Polwechselzahl und ist nach Chas. Prot. Steinmetz*)
der 1*6 Potenz der Magnetisirung proportional.
3, Die Verluste infolge der Wirbelströme im Kupfer und Eisen
des Transformators. Der Verlust durch Wirbelströme im Eisen ist
kleiner als 1 ®/o, der Verlust, verursacht durch Wirbelströme im Kupfer
dagegen kann praktisch vernachlässigt werden. Der Verlust durch Wirbel-
ströme wächst im quadratischen Verhältnisse mit der Polwechselzahl
und ist der Feldstärke verkehrt proportional.
Den geringsten Spannungsverlust geben Transformatoren mit
geringen Kupferverlusten (wenig Kupfer und viel Eisen), den besten
Jahreswirkungsgrad dagegen Transformatoren mit geringen Eisenver-
lusten (viel Kupfer und wenig Eisen).
5. Praktische Regeln. ^) Die Zahl der Kraftlimen im Eisen
der Transformatoren beträgt 4000 bis 10.000 CG S Einheiten für 1 cm^.
Bei mehr als 10.000 C G S Einheiten singt der Transformator und
wird heiß.
Bei den Transformatoren von Ganz & Co. kann der primäre
Spannungsverlust mit 0*6 bis l^oj d©r sekundäre mit 1 bis 1*1% an-
genommen werden.
Die Abkühlungsfläche muss mindestens 20 cm^ für 1 Watt betragen
Die folgende Zusammenstellung gibt die Polwechselzahl in der
Sekunde bei einigen praktisch ausgeführten Transformatoren an.
Zipemowsky 84 Mordey 200
Westinghouse (Bogenlicht) . 120 Brush 220
Ferranti 134 Thomson-Houston .... 250
Kapp 160 Westinghouse (GlühUcht) . 266
Lowrie Parker 176
Für ein bestimmtes Kupfergewicht wächst die Leistungsfähigkeit
eines Transformators mit der Anzahl der Polwechsel ; dabei ist jedoch
zu berücksichtigen, dass eine größere Polwechselzahl eine Vermehrung
des Eisens erfordert, so, dass rund 8000 Polwechsel in der Minute bis-
her als am zweckentsprechendsten angesehen werden.
Sollen Transformatoren nur sehr geringe Spannungsdifferenzen
abgeben, so müssen dieselben mit möglichst geringem Kupferverluste,
dafür aber mit umso größerem Eisenverluste arbeiten.
<) Elektrotechnische Zeitschrift, Berlin, 1892, Seiten 43 und 66.
*) F. Uppenborn, Kalender für Elektrotechniker, 1894, Seite 191.
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-- 8 —
6. Bau der Transformatoren. Jeder Transformator kann als
eine Dynamomaschine angesehen werden, in welcher Anker and llagnete
feststehen. Die primäre Wickelung des Transformators stellt die Wicke-
lung der Feldmagnete, die sekundäre dagegen die Wickelung des
Ankers einer Dynamomaschine vor. Die Induktionsströme werden im
Transformator nicht durch Bewegung, sondern dadurch erzeugt, dass
der Strom in den primären Windungen seine Richtung wechselt.
Für den Bau der Transformatoren gelten viele Regeln, welche beim
Baue der Dynamomaschinen, beziehungsweise Elektromotoren, Anwen-
dung finden. Der Eisenkern der Transformatoren wird so aufgebaut, wie
jener der Dynamomaschinen. Die Eisenbleche sind nach J. A. EwingVl
0'2b bis 0*35 mm stark zu wählen. So wie bei den Dynamomaschinen
-verwendet man bei den Transformatoren als Isolator zwischen den Blech-
scheiben zumeist Seidenpapier. F'tlr die Isolation der Transformatoren
überhaupt und die Beanspruchung der Wickelungen gelten ähnliche
Regeln wie bei den Dynamomaschinen.
7. Berechnung der Transformatoren. Für die Berechnung des
Eisenkörpers ist die zulässige Induktion maßgebend. Die Anzahl der
KraftUnien für 1 cm^ beträgt bei den meisten Transformatoren 4000 bis
8000 C G S Einheiten oder weiters etwa 100 Watt für 1 cm\
Da ein Theil des Gesammteisenquerschnittes des Transformators
durch die Isolation (Seidenpapier u. s. w.) verloren geht, rechnet man
in der Regel, sowie bei den Dynamomaschinen, mit 0*9 des Gesammt-
querschnittes als dem wirksamen Querschnitte.
Als Beanspruchung der primären und sekundären Wickelung
(Stromdichte) wählt man für Kupferdrähte 1-6 Ampere für 1 crnK
Das Verhältnis der Spannungen ist nach § 3, Seite 5 durch
das Verhältnis der Anzahl der primären und sekundären Windungen
bestimmt.
Beispiel: Ein Transformator soll im Verhältnisse 20 : 1 um-
setzen. Wie groß ist die Anzahl der sekundären Windungen, wenn die
Anzahl der primären 800 beträgt?
Die Anzahl der sekundären Windungen muss dann 800 : 20 = 4()
Windungen sein.
8. Kondensatoren als Transformatoren. Theoretisch sind auch
Kondensatoren zur Umsetzung der Elektricität verwendbar. Die bisher
angestellten Versuche haben jedoch in der Praxis keine Bedeutung erlangt.
*) J. A. Ewittg, Magneticinduction in iron and other metals, 1892. .
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— 9 —
9. Beschreibung von Transformatoren.
1. Die Transformatoren von Zipernow&k
BUthy, Fig. 2 bis 5. Diese Transformatoren zerfallen
d) Kerntransfor-
matoren, Fig. 2 und 3.
Der Eisenkern dieser Trans-
formatoren bildet eine in
sich geschlossene Figur,
einen Ring, ein Oval u. dgL
uiid ist, sowie die Kerne
der Dynamomaschinen, zur
Vermeidung von Wirbel-
strömen, untertheilt.
Die Umwickelung des
isolirten Eisenkernes mit
isolirtem Kupferdrahte ge-
schieht ebenfalls in dersel-
ben Weise, wie bei den
Eisenkernen der Dynamo-
maschinen, beziehungsweise
der Elektromotoren ; der
Strom wird jedoch dem
ßiiige nicht wie bei den
Dynamomaschinen an zwei
gegenüberliegenden Stellen
zugeführt, sondern die ge-
schlossenen Wickelungen er
scheinen zu diesem Zwecke
an irgend einer Stelle des
Ringes unterbrochen. Die
erste (primäre) Wickelung
/ /' ist in den Stromkreis
einerWechselstrommaschine,
die zweite (sekundäre) ////'
in den Nutzstromkreis ein-
geschaltet. Der Strom durch-
fließt demnach den ganzen
Eisenkern in derselben Rich-
tung und bildet, im Gegen-
satze zu dem Strome, der
den Eisenkern der Dynamo- Fig. 3.
y, D6ri und
in:
-Lv^
Fig. 2.
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— 10 —
maschine umfließt, keine freien Pole. Ebenso wie bei der Dynamo-
maschine ist der Eisenkern bei den Transformatoren in der Richtung
der Kraftlinien ohne Unterbrechung und in der auf dieser Richtung
senkrechten Richtung untertheilt.
Der Aufbau des Eisenkernes erfolgt entweder dadurch, dass Eiseu-
drähte zu einem Ringe zusammengerollt oder dass der Eisenkern aus
schmalen, flachen, hochkantig oder flach aufgewickelten Eisenbändem
aufgebaut wird. Die hochkantig aufgewickelten Eisenbänder sind in-
einander gesteckt, die flach aufgewickelten dagegen übereinander
gelegt und so zu einem Ringe ausgebildet. Der Eisenkern kann auch
aus einem einzigen entsprechend breitem Bande hergestellt werden,
welches, zur Vermeidung von Wirbelströmen, Längsschnitte erhält.
Besteht das Blech aus mehreren Theilen, dann hat man insbesondere
darauf zu achten, dass die Fugen gegeneinander versetzt angeordnet
werden, so dass der Eisenquerschnitt in der Richtung der Ejaftlinien
möglichst geschlossen erscheint.
Messungen der Erfinder haben ergeben, dass solche geringe Stö-
rungen im Zusammenhange der Eisenmassen das Giiteverhältnis der
Transformatoren nicht beeinflussen. Die Isolation der Drähte, Bänder
oder Bleche besteht aus Umspinnung, Lack, Papier, Gewebe u. s. w.
Die Wickelung der Kerntransformatoren zerßlllt entweder in zwei
übereinander Uegiende Wickelungen (primäre und sekundäre Wickelung:«
oder in regelmäßig wechselnde Abtheilungen von primären a und sekun-
dären Windungen J, wobei die ganze Oberfläche des Ringes entweder
vollständig oder nahezu vollständig von der Wickelung eingehüllt ist.
Die Wickelung in Abtheilungen veranschaulicht Fig. 2.
Fig. 3 gibt ein perspektivisches Bild eines Kerntransformator^
wieder, bei welchem auf den Eisenkern zunächst die primären und
darauf die sekundären Windungen aufgewickelt sind.
Die Wickelungen der Transformatoren sind sowohl untereinander,
als auch vom Eisenkerne sorgfältigst isolirt, so dass ein Schluss zwischen
den Wickelungen oder zwischen diesen und dem Eisenkerne ausge-
schlossen erscheint.
Der Eisenkern sammt Wickelung wird zwischen starken, gut gt-
firnissten Holzklammern gefasst und zwischen zwei ringförmigen Eisen-
scheiben zusammengepresst, jedoch so, dass die Wickelungen von dem
Metalle des Gestelles allseitig abstehen. Der Transformator steht aut*
drei Füßen, welche an die untere der beiden Eisenscheiben angegossen
sind. Die obere Eisenscheibe dient als Träger zweier primärer und
dreier sekundärer Klemmen sammt Sicherheitsschaltungen. Die mittli^Tt?
der sekundären Klemmen hat den Zweck, die sekundäre Spamnxng von
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— 11 —
z. B. 100 Volt in zwei Zweige zu je 50 Volt zu theilen. Durch diese
Anordnung erreicht man bei Bogenlampen eine vollkommene Unab-
hängigkeit der einzelnen Lampen von einander. Während bei Gleich-
strom von 100 Volt, in welchen zwei Bogenlampen hintereinander ge-
schaltet sind, immer beide in Thätigkeit sein müssen, wenn nicht anstatt
einer derselben ein, ebenso viel Kraft wie die Bogenlampe selbst ver-
brauchender, Widerstand eingeschaltet werden soll. Eine Gleichstrom-
Anlage von 100 Volt erfordert weiteres eine gerade Lampenzahl also
zumindest zwei Lampen; auch diesen Uebelstand behebt der Trans-
formator mit drei sekundären Klemmen.
Die primären Sicherungen sind in weiten, mit HolzgriflFen ver-
sehenen Glasröhrchen untergebracht, so zwar, dass ein Auswechseln
derselben selbst während des Betriebes stattfinden kann. Die sekundären
Sicherungen bestehen aus Bleiplatten.
Sämmtliche Klemmen sind auf Porzellan montirt, die primären
außerdem mit ihren Porzellanplatten auf ein Holzbrett aufgeschraubt,
Behufs leichter Handhabung sind die Durchmesser der beiden
Eisenscheiben so groß gewählt, dass der Transformator auf dem Boden
gerollt werden kann und ein oder zwei Tragringe mit der oberen Eisen-
scheibe verschraubt.
Tabelle ausgeführter Transformatoren.
Lfeistimg
in Watt
Gewicht
in kg
Energieverlast in bei-
den Wickelungen
bei voller Leistung
Magnetisirungs-
arbeit in %
Kommerzieller
Nutzeffekt bei
Yoller Leistung
in %
1875
3750
7500
15000
70
110
ISO
290
I
27o
5-5
3-5
2-5
1-5
92-5
94-5
9Ö-5
96-8
Uebersetzungsverhältnis: 900, 1800, 2700 und 3600 Volt primär,
lOo Volt sekundär. Das Güteverhältnis gibt die Tabelle für die volle
Leistung an; dasselbe ändert sich jedoch innerhalb weiter Grenzen
der- Belastung sehr wenig und beträgt bei V4 Belastung beim kleinsten
Modelle (1875 Watt) rund 80%, beim größten (15.000 Watt) rund
91 "3%. Die sekundären Spannungen bei voller Belastung und bei aus-
g'es<^lialtetem sekundärem Stromkreise sind einander nahezu gleich.
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12 —
Die Transformatoren werden immer so tintergebraclit, dass sie
-für Unbefugte unzugänglich sind. Bei oberirdischer LeitungszufÜhmng
«ind dieselben in Kästen auf Säulen oder an den Außenwänden der
Häuser auf Konsolen oder in Häusern auf dem Dachboden in verschlos-
senen Verschlagen aufgestellt.
Bei unterirdischer Leitung be-
finden sich die Transformatoren
in Erdkäston oder in den Kellern
der zu beleuchtenden Häuser.
Gegen das Eindringen von Wasser
sind die letzteren dadurch ge-
schlitzt, dass dasselbe durch einen
Kanal Ableitung findet.
h) Manteltransforma-
toren, Fig. 4 und 5. Die Mantel-
transformatoren gehen aus der
Umkehrung der Anordnung zwi-
schen Wickelungen und Eisen-
kernen der Kerntransformatoren
hervor. Während bei den letz-
teren die Eisenkerne von den Um-
wickelungen eingehüllt erschei-
nen, umgeben bei
den Manteltrans-
formatoren um-
gekehrfdie Eisen -
kerne die Wicke-
lungen. Wesent-
lich sind beide
Konstruktionen
einander gleich.
Die inducirenden
und inducirten
Drähte werden
der ganzen Länge
nach von dem^
durch Isolation
getheilten, Eisen
umhüllt, so zwar,
dass durch die
Fig. ö. Isolation der Weg-
Fig. 4.
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— 13 —
der Kraftlinien rein metallisch verbleibt, dagegen der Weg der Wir-
bektröme unterbrochen ist.
Fig. 4 gibt ein Bild der Anordnung zwischen Eisen und Wickelung
eines Manteltransformators wieder. Der innere Kern besteht aus einem
Ringe isolirter Kupferdrähte, aus welchen die primären Windungen
/ /' I P und die sekundären Windungen II II' II II* hervorragen.
Senkrecht zu den Ebenen der Kupferdrähte sind isolirte Eisendrähte
oder Bleche angeordnet.
Fig. 5 stellt ein perspektivisches Bild eines Manteltransformators dar.
In ihrer deutschen Patentschrift haben die genannten Erfinder
ein vollständig ausgebildetes Transformatorensystem mit einer Reihe von
Einzelkonstruktionen angegeben. Diesem Systeme verdankt die moderne
Wechselstromtechnik ein wirtschaftliches System der elektrischen Be-
leuchtung und Kraftübertragung auf große Entfernungen.
Folgend sind die wichtigsten Angaben über den Kerntransformator
mit der Leistung von 7500 Watt zusammengestellt:
Eisenquerschnitt,
Gewicht des Eisens,
Primäre Windungszahl,
Sekundäre Windungszahl,
Drahtstärke der primären Wickelung,
Drahtstärke der sekundären Wickelung,
Widerstand der primären Spule,
Widerstand der sekundären Spule,
Gesammtkupfergewicht,
Gesanamtgewicht,
Stromstärke bei geöffnetem äußeren Stromkreise,
Wattverbrauch bei geöffnetem sekundären
Stromkreise,
Normale Stromstärke bei voller Leistung,
Normale Spannung bei voller Leistung,
Normale, sekundäre Stromstärke,
Normale, sekundäre Spannung,
voller Leistung wurden nach dreistündigem
Betriebe gefanden. Die Temperatur der Kupferwickelung stieg um 80° C.
2. Der Drehstromtransformator der Allgemeinen
Elektricitätsgesellschaft in Berlin. In Fig. 6 ist ein
Transformator abgebildet, welcher anlässlich der elektrischen Ausstellung
in Frankfurt a/M. (1891) bei der Uebertragung von 300 PS von
Lauffen a/N. nach dem Ausstellungsplatze in Frankfurt a/M. auf eine
130
cm* ,
95
^ ,
1080
60
1-8
mm ,
2-6
mm ,
4-2
Ohm ,
00135 Ohm ,
40
k9 ,
175
^ ,
017
Ampere,
200
Watt ,
4.28
Ampere,
1926
Volt ,
75
Ampere,
105
Volt ,
Die Angaben bei
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— 14
Entfernung von 175*5 km (I. Seite 280) Verwendung fand. Dieser
Transformator war für eine Leistung von 100000 Watt bei einem
Uebersetzungsverhältnisse 1 : 160 gebaut.
Sein Eisenkörper bestand aus drei Eisenkernen. Die drei Eisen-
kerne waren aus dünnen Eisenblechen aufgebaut und oben, sowie unten
durch, aus Eisenbändern hergestellte Ringe, verbunden. Die inneren
Bewickelungen der Kerne bildeten die dicken, die äußeren die dünnen
Windungen. Jeden Kern durchfloss ein Strom bestimmter Phase. Die
Phasen der drei primären Ströme in den drei primären Wickelungen
waren um 120® gegen einander verschoben. Zur Fernhaltung der
Feuchtigkeit wurden silmmtliche Isolirmittel in schwerem Harzöl
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— 15 —
gekocht und nach Füllung des Transformators mit Oel nochmals
erwärmt. Behufs Aufnahme des Oeles stand der Transformator in einem
schmiedeeisernen Cylinder.
3. Der Drehstromtransformator von Siemens & Halske.
Der Eisenkörper dieses in Fig. 7 perspektivisch dargestellten Trans-
formators besteht aus drei senkrecht aufgestellten Eisenkernen, welche
durch zwei Gussplaten, die ein kräftiger Bolzen zusammenpresst,
,4^ 1^
Fig. 7.
zusammengehalten werden. Auf den isolirten Eisenkernen sind
zunächst die sekundären und auf diese die primären Spulen auf-
gesetzt. Um den Transformator gegen Witterungseinflüsse zu schützen,
ist derselbe in ein Blechgehäuse eingeschlossen, dessen kegelförmiges
Dach eine, durch ein Kegendach abgeschlossene, VentilationsöflFnung
besitzt. Die untere Gussplatte enthält eine Anzahl von Oeffnungen,
durch welche die Leitungen führen; sie dienen gleichzeitig zur
Durchlüftung des Apparates. Zwischen den beiden Gussplatten ist ein
Brett verschraubt, auf welchem die Leitungsklemmen und Bleisicherungen
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— 16 —
aufinontirt sind. Eine Thttr macht dieses Brett leicht zugänglich^ Das
Blechgehäuse steht auf der Grundplatte des Transformators und kann
nach Lösung einiger Schrauben abgehoben werden. Transformatoren
dieses Modelles wurden von Siemens & Halske zimächst für das
Elektricitätswerk zu Erding*) praktisch verwendet.
4. Der Oeltransformator der Thomson-Houston
Electric Company. Der Eisenkern ist aus von einander isolirten
Blechen zusammengesetzt. Der ganze Apparat befindet sich in einem
eisernen Gehäuse luftdicht verschlossen. Eisenkern und Gehäuse sind
von einander wohl isolirt. Der innen freibleibende Raum ist mit Oel
ausgefiillt. Schalter und Sicherungen sind außerhalb des Transformators
in einem eigenen eisernen Kasten untergebracht.
Der Eisenkern ist an die Erde (Gas-, Wasserleitung oder Erd-
platte) gelegt, so dass eine in den Transformator eintretende BUtz-
entladung zur Erde abgeleitet wird. Die schadhaft gewordene Stelle
isolirt sich durch die Oolfttllung des Transformators selbsthätig.
IL Kapitel.
Gleichstrom-Umsetzer.
10. Eintheilung. Die Umsetzung von Gleichstrom erfolgt durch
folgende Anordnungen:
1. Zwei Dynamomaschinen, welche mit einander mechanisch
verbunden sind.
2. Zwei Dynamomaschinen, deren Magnetgcstelle ein Ganzes
bilden und deren Induktoren auf derselben Welle sitzen.
3. Eine Dynamomaschine mit zwei verschiedenen Wickelungen
auf dem Anker.
4. Eine Dynamomaschine in Verbindung mit einem Sammler.
5. Wechselstromumsetzer mit Nebenvorrichtungen.
Eine praktische Bedeutung haben bisher nur die Anordnungen
2, 3 und 4 erlangt.
11. Zwei Dynamomaschinen mit verschiedenen Wellen.
Die Umsetzung eines Gleichstromes in einen zweiten lässt sich mit irgend
zwei getrennten Gleichstrommaschinen durchführen. Die erste Maschine
wird als Motor mit dem zu umsetzenden Strome angetrieben; verbindet
man diese Maschine mit einer zweiten z. B. durch Riemenübertraguncr,
^) Elektrotechnische Zeitschrift, Berlin, 1893, Seiten 558 ff.
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— 17 —
so lauft die zweite Maschine an und gibt, wenn dieselbe für höhere
Spannung und niedere Stromstärke als die erste Maschine gewickelt
ist, einen Strom von höherer Spannung und niederer Stromstärke als
die erste ab. Ist die zweite Maschine für niederere Spannung und höhere
Stromstärke als die erste Maschine gewickelt, dann gibt dieselbe einen
Strom von niedriger Spannung und höherer Stromstärke als die erste ab.
12. Zwei Dynamo mit derselben Welle (Motordynamo).
Diese Anordnung unterscheidet sich von der im letzten Paragraphe
angegebenen nur dadurch, dass die Induktoren beider Maschinen auf
Fig. 8.
derselben Welle aufgebaut sind und die Eisenkörper der beiden
Maschinen zumeist ein Ganzes bilden.
Konstruktionen dieser Art sind von Marcel Deprez,
Schuckert & Co. und Siemens & Halske praktisch ausgeführt
worden.
13. Beschreibung praktischer Konstruktionen. Der Gleich-
stromnmsetzer von Siemens & Halske, Fig. 8. Die Magnet-
gestelle zweier Maschinen der Type L fi" bestehen aus einem gemeinsamen
Gusskörper. Auf der Welle des Umsetzers sind, den beiden Magnet-
gestellen zugehörig, 2 Trommeln aufgebaut. Der zu umsetzende Strom
tritt in die eine Trommel ein und setzt so beide Trommeln in Bewe-
gung. Beide Trommeln laufen demnach mit derselben Umdrehungszahl.
Die zweite Trommel gibt nun, wenn sie anders gewickelt ist wie die
Krais«rt, Eltktrotochnik. n. 2
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— 18 —
erste, einen Strom von anderer Spannung und Stromstärke als der in
die erste Trommel eintretende Strom. Das Verhältnis der Windungs-
zahlen der beiden Anker gibt zugleich das Verhältnis der primären
und sekundären Spannungen an. Hat der zweite Anker mehr Windun-
gen, als der erste, so wird der in die erste Maschine (den Motor)
eintretende Strom in der zweiten Maschine (der Dynamo) in einen
solchen von hoher Spannung umgesetzt ; hat der zweite Anker weniger
Windungen, als der erste, dann ist die Spannung des aus der zweiten
Maschine austretenden Stromes niedriger, als die des in die erste
Maschine eintretenden Stromes.
14. Zwei Dynamo mit zwei verschiedenen Wickelungen auf
demselben Anker. Das Wesen dieser Umsetzer wurde zuerst von
Thomas Alva Edison aufgestellt. Der Eisenkern des Induktors
bildet den Träger für zwei verschiedene, von einander wohl isolirte
Wickelungen. An jeder Stirnfläche der Wickelung sitzt je ein Kollektor
auf der Welle. Der umzusetzende Strom tritt in die eine Wickelung
ein, der umgesetzte Strom aus der anderen Wickelung aus. Das Ver-
hältnis der primären und sekundären Windungen bestimmt, sowie bei
jedem Umsetzer, das Verhältnis der primären und sekundären Spannung.
Die Wickelungen fällen entweder abwechselnd Nuten im Anker aus
oder sie sind übereinander gewickelt. Durch letztere Anordnungen
hebt die Selbstinduktion des einen Stromkreises diejenige des andern
auf, wodurch die Stromabnahme an den Kollektoren bei jeder belie-
bigen Belastung ohne die geringste Funkenbildung und das Verstellen
der Bürsten vor sich geht.
15. Beschreibung praktischer Ausführungen.
Der Gleichstromumsetzer von'W. Lahmeyer & Co. in
Frankfurt a/M. W. Lahmeyer^) hat zuerst Umsetzer mit zwei
verschiedenen Wickelungen auf demselben Anker in die Praxis eingefiihrt.
Der wesentliche Nachtheil dieser Umsetzer bestand früher darin,
dass bei gleichbleibender primärer Spannung die sekundäre Spannung
mit wechselnder Belastung veränderliche Werte annahm. Der obige
Konstrukteur hat diesen Uebelstand durch eine eigene Regulirung
(Compoundirung) beseitigt. Diese ReguUrung lässt sich durch eine
direkte Wickelung oder eine anderweitige Veränderung des Magnetismns
nicht erreichen. Sowie jeder Motor mit Nebeneinanderschaltung ver-
langt die motorische Ankerwickelung des Umsetzers bei zunehmender
Belastung eine geringe Abnahme des Magnetismus, um auf gleicher
Umlaufszahl erhalten zu werden, die stromgebende Wickelung des Um-
^) Deutsches Reichspatent Nr. 52201.
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— 19 —
Setzers dagegen, sowie jene der Gleispannungsdynamo, eine ent-
sprechende Zunahme des Magnetismus um den größeren Spannungs-
verlust in der Ankerwickelung auszugleichen. Primäre und sekundäre
Ankerwickelung verlangen demnach für die Regulirung zu gleicher
Zeit eine entgegengesetzte Veränderung des Magnetismus. Eine Regu-
Krung des Umsetzers durch Veränderung des Magnetismus erscheint
demnach ausgeschlossen. Die Unabhängigkeit der Regulirung vom
Magnetismus folgt weiters auch aus dem Umstände, dass das Verhältnis
der in beiden Wickelungen wirkenden elektromotorischen Kräfte nur
Fig. 9.
von dem Verhältnisse der Windungszahlen abhängig, d. h. unverän-
derlich ist. An den Stromabgeber mit den Bürsten /, 11^ Fig. 9,
schließt sich die Hochspannungsankerwickelung an. Diese ist nur auf
den Anker Ä^ aufgewickelt. Die sekundäre Wickelung hingegen um-
gibt nicht blos den Anker A^^ sondern auch den Anker A^^ bevor der
Anschluss an den zweiten Stromageber erfolgt. Auf den Anker A^
wirkt ein Schenkelgestell mit sekundärer Hauptstromwickelung indu-
cirend ein. Das magnetische Feld für die Compoundirung ist demnach
von dem Hauptfelde des Umsetzers abgesondert, mm, Fig 9, bedeuten
Zwischenlagen von Messing, welche die beiden Magnetgestelle von
einander trennen. A^ und das zugehörige Gestell, geben einen Theil
der erforderlichen Spannung, den größten Theil aber gibt der Haupt-
2»
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Fig. 10.
— 20 -
anker Ä^^ mit dem Hauptgestell. Sowie die Spännongsbeiträge des
Haupt- und Nebenankers, verhalten sich ihre Abmessungen. Die Längs-
abmessungen von Äi und A^ verhalten sich etwa wie die normale
sekundäre Spannung zu dem erforderlichen Spannungsausgleiche.
Für Spannungen bis 600
Volt und kleinere Modelle baut
Lahmeyer den Umsetzer mit
Trommelanker ; dann sind, wie es
Fig. 10 zeigt, die beiden Anker-
wickelungen mit einer isolirenden
Zwischenlage übereinander ge-
wickelt. Die Umsetzer größerer
Modelle erhalten Grammeringe.
Die Wickelungen sind dann neben-
einander, jede in einer beson-
deren Nut untergebracht. Die
durch Fibre von den Nuten iso-
Krte Wickelung erscheint ein-
zeln zugängUch und auswech-
selbar.
Wenn bei einer Umsetzerdynamo Hoch- und Niederspannnngs-
wickelung über- oder nebeneinander angeordnet sind, ist ein Uebertreten
der hohen Spannung auf die Niederspannungswickelung selbst bei
sorgfältigster Isolirung schwer zu vermeiden. Lahmeyer hat die s-o
fiir die Sicherheit des Betriebes und der Bedienung entstehende Gefahr
dadurch beseitigt, dass er zwischen die beiden Ankerwickelungen nicht
nur eine gute Isolation, sondern außerdem noch eine Kupfersebicht
legt. Diese Kupferschicht bildet gleichsam einen Blitzableiter zwischen
beiden Wickelungen, welcher absolut sicher wirkt. Durch letztere
Anordnung ist es nicht nur ausgeschlossen, dass um das Kupfer hemm
eine Hochspannungsentladung auf die Niederspannungswickelung über-
tritt, sondern auch, dass eine zu starke Erwärmung die Kupfersebicht
zerstört, da der Querschnitt derselben bedeutend größer ist, als der
Kupferquerschnitt der dünnen Hochspannungsdrähte. Die Bleisicherangen
und selbst die Hochspannungsleitung schmelzen früher ab, als die
schützende Kupferschicht. Sobald aber die Hochspannungsleitung a.b-
schmilzt, wird der Umsetzer stromlos. Es ist außerdem durch eine
eigene Schaltungsvorrichtung Vorsorge dafür getroffen, dass bei irgend
einer Isolations Verletzung sämmtliche Ausschalter unterbrochen werden.
Dynamo und Umsetzer gleicher Leistung haben auch gleiche
Größe und gleichen Wirkungsgrad.
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— 21 —
Der Umsetzer arbeitet bei gleicher Erregung mit höherer magnetischer
Sättigung als die Dynamo, weil sich die Rückwirkungen der Ankerwicke-
Inngen gegenseitig aufheben. Damit sind zugleich die Ursachen, die eine
Funkenbildung und Verschiebung der Bürsten bei veränderlichen Bela-
stungen hervorbringen, ausgeschlossen. Die motorische Wickelung bedingt
eine Bürstenverschiebung in der entgegengesetzten Richtung der Umdre-
hung, die sekundäre Wickelung dagegen eine Verschiebung in der Rich-
tung der Umdrehung. Beide Wirkungen heben demnach einander auf.
Fig. 11.
Arbeiten Umsetzer und Sammler zusammen, dann erhält das
Regulirgestell größere Abmessungen und außer der direkten noch eine
Nebenschlusswickelung. Bei der Ladung wird durch das Einschalten
beider Wickelungen die Bedarfspannung erzeugt. In Nebeneinander-
schaltnng wirkt nur die erstere. Das Umpolarisiren des Umsetzers ist
ausgeschlossen, da die direkte Wickelung auf den Magnetismus des
Hauptgestelles keinen Einfluss hat.
IXieser Umsetzer gleicht auch den Spannungsverlust in einer
zugehörigen Fernleitung aus und bildet so einen selbstthätigen Regu-
lator des Lahmeyer'schen Fernleitungssystemes.
Fig. 11 zeigt ein perspektivisches Bild dieses Umsetzers. Das
Modell ist dasselbe, wie jenes der Lahmeyer'schen Maschine und
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— 22 -
seiner Umsetzermotoren. Die letzteren haben im wesentlichen dieselbe
Einrichtung wie der Umsetzer, finden jedoch zur gleichzeitigen Ab-
gabe von Licht und Kraft Verwendung (Kraftlichtdynamo). Umsetzer
und Umsetzermotor sind demnach Doppelspannungsmaschinen. Die
Magneterregung der Doppelspannungsmaschinen erfolgt mittels des
Niederspannungsstromes, so dass eine vollkommene Isolation sicher und
billig erreicht ist. Wenn nun, wie es auf der elektrischen Äusstellniig
in Frankfurt a/M. (1891) der Fall war, beim Anlaufen der Maschine
kein Niederspannungsstrom aus einem Sammler oder einem Central-
netz zur Verftlgung steht, dann ist beim Einschalten derselben eine
Hochspannungsmagneterregung erforderlich. Als solche findet eine
unter der Nebenschlusswickelung liegende, sogenannte Erregerwickelnng
von geringer Windungszahl Verwendung, welche ebenso wie die außer-
halb der Maschine angeordneten Anlasswiderstände in Hintereinander-
schaltung mit der Hochspannungsankerwickelung geschaltet ist, und
wie diese, wenn man ihrer nicht mehr bedarf, stufenweise abgeschaltet
werden kann. Sobald dann die Erregerwickelung stromlos wird, d. h.
sobald der Hochspannungsstrom nur mehr den Anker durchfließt, ivird
dieselbe durch einen vorher gesperrten Umschalter noch in den Nieder-
spannungsnebenschlussstrom eingeschaltet.
Die nebenstehende Tabelle der Angaben über die Dynamo D lU, den
Umsetzer U FJund den Umsetzermotor Z II von W. Lahmeyer & Co.
in Frankfurt a/M. verdanke ich einer freundlichen Mittheilong
dieser Firma.
16. Eine Dynamo in Verbindung mit einem Sammler. Die
Durchführung dieses Systems besteht darin, dass der Strom einer
hochgespannten Gleichstromdynamo durch eine Fernleitung in einen
Sammler mit einer großen Zellenzahl geschickt wird.
Die zur Ladung einer Zelle erforderliche Spannung beträgt rund
2*8 Volt. Sind demnach 500 Zellen hintereinander geschaltet, so ergeben
sich für die Spannung der Dynamo, außer dem Spannungsverluste in
der Leitung,
2-8 X 500 = 1400 Volt Ladespannung.
Von beliebigen Zellen des Sammlers aus kann man nun mit beliebigen
Spannungen arbeiten.
Bei dieser Methode ist es ermögUcht, die Dynamo inuner mit
voller Leistung (größtem Güteverhältnisse) zu beanspruchen, wenn auch
die Nutzbelastungen verschieden sind. Der Sammler regelt in diesem
Falle den Stromverbrauch, indem er bei geringeren Belastungen der
Dynamo den Strom aufspeichert.
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— 23 —
Tabelle.
Angaben
Dyna-
mo
D.m.
Umsetzer
U. VI.
Ig
wl
C 0
iii
ä^g-
Umsetzer-Motor
Z. II.
H
S a
2|
w-
Gewicht der Maschine in kg
Maximale Leistung in kw
in H> .
Komersieller Nutzeffekt in %
Klenmienspannung in Volt .
Höhe der Maschine mit Grund-
platte in mm
Höhe und Breite des Magpaet-
gestelles in mm ....
Tiefe des Magnetgestelies im mm
Joch-Qaonchnitt in m^ . .
Schenkel-Querschnitt in cm .
Schenkel-Material. Eisen . .
Polschuh-Fläche in cm* . .
Bohnmg in mm
Anker-Durchmesser in mm .
Anker-Breite in mm . . .
Anzahl der Lager ....
AVellen-DuTchmesser in mm ,
Wellen -Durchmesser (äußeres
Lager) mm
Tourenzahl
Anzahl der Ankemuten . .
Anzahl der Kollektortheile .
Kollektor-Material. Bronze
Kollektor-Durchmesser in mm
Kollektor Lunge in mm . .
BUrstenanzahl (nebeneinander)
Abstand der zwei BUrstengrup. 90^
Ankerdraht-Gewicht (mit Isola
tion) in X:^
Ankerdraht-Querschnitt im mm*
Ankerdraht- Widerstand in Ohm
Schenkeldrabt-Gewicht (mit Iso-
lation) in A-^
Schenkeldraht-Querschnitt in mm*
Scfaenkeldraht-WiderstandinOhm
Windungen fQr 1 Schenkel . .
Schleifring Nr. 1 verbunden mit
Lamelle
Schleifring Nr. 2 yerbunden mit
Lamelle
Schleifiring Nr. 8 yerbunden mit
Lamelle
BQrsten-Material : Kupfergaze.
8000
80
92
660
1398
1278
640
736
1210
Ouss-
608
600
440
3
120
100
360
111
111
600
200
4
101
16-9
0-185
676
10-2
9-36
840
660
44
110
3600
86
1113
1046
600
325
346
70
660
7-6
HO
1108
622
600
875
2
76
69
200
100
2
47
280
200
4
660
69
400
160
8
96
19-6
0-101
11
7
0-4
61
43
47-7
0-0068
238
6*8
16-6
1160
1
7
13
62
8-6
0063
29
12-6
0-4
62
4600
88
1223
1108
680
Gast-
608
600
850
2
86
J06
250
100
2
680
105
63
7
7
0-25
820
7
11-8
864
17. Wechselstromumsetzer mit Nebenvorrichtungen. Soll
ein Weehselstromnmsetzer zur Umsetzung eines Gleichstromes Ver-
wendung finden, so muss der letztere entweder durch eine Nebenvor-
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— 24 —
richtung in Wechselstrom umgewandelt oder abwechselnd geschlossen
und unterbrochen oder abwechselnd gestärkt oder geschwächt werden
(I. Seite 34 flF.). Da der letztere Fall bisher noch nicht in Betracht
gezogen wurde, erübrigen folgende bekannte Konstruktionen:
1. Umsetzung des Gleichstromes durch Umwandlung
desselben in einen Wechselstrom.
Johann Karl Pürthner verwendet
zu diesem Zwecke einen Wechselstromum-
setzer und einen Stromwender. Der letztere
besteht aus zwei von einander isolirten Schei-
ben D und E^ Fig. 12, mit abwechselnd
leitenden und nichtleitenden Feldern am
Umfange. Auf den Scheiben schleifen im
Abstände der (2 n ± 1) fachen Feldbreite
je zwei Federn (Bürsten) c, und c^, sowie
d, und d^. Die Federn sind so eingestellt,
dass sie während der Umdrehung des Strom-
wenders gleichzeitig entweder auf leitenden
oder auf nichtleitenden Feldern stehen. Die
Scheiben D und E sind durch die Federn
d und e mit den Polen der Gleichstrom-
leitung verbunden. Soll nun in der Leitung
X Z Wechselstrom erhalten werden, so
bringt man das eine, gleichzeitig über lei-
tende Felder gleitende Federpaar z. B. dj Ci
mit X Z, durch nicht gekreuzte Leitungen,
I>M
Fig. 13.
das andere Paar d^ c^ hingegen durch ge-
kreuzte Leitungen in Verbindung.
Bezüglich der Anordnungen der Federn des Stromwenders sind
Abänderungen möglich. So kann man z. B. nur das eine Federpaar
d^ Ci mit den Enden der Gleichstromleitung durch nicht gekreuzte
Leitungen verbinden und anstatt der gekreuzten Verbindung des anderen
Federpaares d^ c^ mit der WechselstronJeitung X Z, diese Federn
durch sich kreuzende Leitungen untereinander verbinden. Dadurch
ist eine feste Verbindung je zweier über entgegengesetzte Felder schlei-
fender Federn vorhanden und wesentlich statt zweier Federn nur eine
anzuwenden, welche gleichzeitig über entgegengesetzte Felder beider Schei-
ben gleitet. Einen solchen Stromwender von Pürthner zeigt Fig. 13.
Die ununterbrochen umlaufenden Scheiben D und E werden durch
die Federn d und e mit den Polen der Dynamo verbunden. In der
Leitung X Z erscheint der Gleichstrom in Wechselstrom xmigewandelt.
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Ein Stromwender kann auch dazu dienen, Wechselstrom in Gleich-
strom umzuwandeln. Diese Nothwendigkeit tritt dann ein, wenn der
Timgesetzte Strom zu elektrolytischen Zwecken angewendet oder in
einem Sammler aufgespeichert werden soll. In diesem Falle mtlssen bei
nmgekehrter Schaltung die Äenderungen der Bürstenauflagen auf dem
Stromwender immer gleichzeitig mit dem Richtungswechsel des Stromes
erfolgen. Die letztere Bedingung kann z. B. dadurch erreicht werden,
dass man den Stromwender durch einen Wechselstrommotor, welcher
stets mit gleicher Umdrehungszahl (synchron) lauft, in Umdrehung
versetzt.
2. Umsetzung des Gleichstromes durch abwechselndes
Unterbrechen und Schließen desselben.
Bei der Erzeugung inducirter Ströme durch abwechselndes Unter-
brechen und Schließen des gleichgerichteten Primärstromes vergeht
bekanntlich eine zwar sehr kurze, jedoch immerhin messbare Zeit, bis
nach dem SchUeßen oder Unterbrechen der Primärstromleitung der
Eisenkern des Transformators den Magnetismus vollständig angenommen,
beziehangsweise abgegeben hat; die SchneUigkeit der Aufeinanderfolge
der einzelnen Schließungen und Unterbrechungen erscheint daher
begrenzt. Während der Zeit von einer Unterbrechung bis zur darauf
folgenden Schließung tritt die Stromquelle außer Thätigkeit; sie wird
aus diesem Grunde nur etwa während der halben Zeit ausgenützt.
Eine beständige Verwertung des Primärstromes, sowie eine eigentUche
Unterbrechung der von der Maschine ausgehenden Leitung, kann nach
Ptirthner durch die Anwendung von zwei Primärleitungen ermöglicht
werden, welche der Strom abwechselnd durchfließt; dann wird das
Oeffhen und SchUeßen der beiden Primärleitungen, in welchen sich
die primären Spulen der Transformatoren befinden, wie oben durch
eine rotirende Scheibe bewirkt und durch den OeiBFnungsextrastrom
entstehende Funkenbildung mit Hilfe einer zweiten Scheibe vermieden.
III. Kapitel.
Wechselstrom-Gleichstromumsetzer.
18. Wesen. Verbindet man eine Gleichstrom- mit einer Wechsel-
strommaschine durch irgend eine mechanische Uebersetzung, so kann
man mit Hilfe dieser Anordnung
1. Wechselstrom in Gleichstrom und
2- Gleichstrom in Wechselstrom umsetzen.
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Die mechanische Verbindung beider Maschinen kann, sowie bei
öleichstromumsetzern, welche aus zwei Maschinen bestehen, entweder
durch eine einfache Riemenverbindung beider Maschinen oder durch
das Aufbauen des Gleichstrom- und Wechselstrominduktors auf die-
selbe Welle erfolgen.
Schickt man in die Wechselstrommaschine einen Wechselstrom,
so lauft dieselbe an und die mit ihr verbundene Gleichstrommaschine
gibt Gleichstrom ab und umgekehrt.
Sowie einphasige kann man mehrphasige Wechselströme in Gleich-
ströme und umgekehrt umsetzen.
Auch die im letzten § angegebenen Stromwender sind als Wechsel-
strom-Gleichstromumsetzer und umgekehrt verwendbar.
19. Praktische Ausführungen.
Der Wechselstrom-Gleichstromumsetzer von Sie-
mens & Halske. Der von dieser Firma in Frankfurt a/M. aus-
gestellte Umsetzer bestand aus einer Wechselstrommaschine und aus
einer Innenpolmaschine der bekannten, eigenen Konstruktionen. Der
Umsetzer hatte in Frankfurt a/M. den Zweck, Wechselströme von
2000 Volt in Gleichströme von 150 Volt, zum Zwecke der Ladung
eines Sammlers, umzusetzen.
20. Universalmaschine. Eine vielpolige Dynamo kann, mit zwei
Gleichstromkollektoren und mindestens 6 Schleifringen versehen, für
sämmtliche Zwecke der elektrotechnischen Industrie Anwendung finden.
Diese Universalmaschine ersetzt insbesondere folgende Maschinen, Mo-
toren und Umsetzer einzeln oder in beliebigen Verbindungen:
1. Gleichstrommaschine.
2. Gleichstrommotor.
3. Wechselstrommaschine.
4. Wechselstrommotor.
5. Gleichstromumsetzer.
6. Ein- und mehrphasiger Wechselstromumsetzer.
Für alle Anordnungen, in welchen auch Wechselstrom vertreten
ist, sind vielpolige oder sehr schnell laufende Maschinen anzuwenden,
für alle jene Anordnungen dagegen, in welchen blos Gleichstrom ver-
treten ist, genügen bei niedrigen und mittleren Leistungen zweipolige
Maschinen.
21. Bemerkung. Die Nachtheile der Gleichstromumsetzer im Ver-
gleiche zu den entsprechenden Apparaten für Wechselstrom sind folgende :
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1. Hohe AnschafFangskosten.
2. Die Beweglichkeit der Theile.
3. Die Anwendung beschränkt hoher Spannungen.
In Folge der bisher niedrigen Spannungen der Gleichstromumsetzer
sind dieselben für die Uebertragung der Elektricität auf sehr große
Entfernungen nicht geeignet, während Wechselstromumsetzer die Elek-
tricität bisher auf Entfernungen bis zu 175 km (LaufFen— Frankfurt a/M.)
wirtschaftHch übertragen haben.
Bei der Fortleitung der Elektricität auf geringe Entfernungen,
zu Kraftübertragungs-, elektrochemischen und Messzwecken dagegen
wird fast allgemein nur Gleichstrom angewendet.
Die vereinigten Vorzüge der Gleich- und Wechselströme und
ihre Anwendung fttr alle Zwecke des praktischen Lebens sind dem-
nach wohl geeignet, der Elektrotechnik schon in der nächsten Zukunft
auch in Europa jene hervorragende Stellung einzuräumen, die sie in
den Vereinigten Staaten Nord-Amerikas heute schon besitzt.
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II. Abschnitt.
Sammler.
I. Kapitel.
Gmndlehren.
22. Wesen. Die Sammler der gegenwärtigen elektrotechniselien
Industrie bestehen zumeist aus Bleielektroden (Bleiplatten), welche in
verdünnter Schwefelsäure stehen.
Eine Reihe mit einander verbundener positiver oder negativer
Elektroden bilden einen Elektroden satz. Eine in einem Gefäße mit
wechselnden Polen angebrachte, hintereinander geschaltete Reihe von
Elektroden nennt man eine Zelle (Sekundäres Element); eine Reihe von
Zellen heißt Sammler (Ladungssäule, Akkumulator, Sekundärbatterie).
Die metalUschen Elektroden dienen zur Leitung, die aktive Masse
zur Ansammlung des Stromes.
Schickt man in den Sammler Strom, so wird die elektrische Arbeit
desselben in chemische umgesetzt. Der Strom leitet in dem Sammler
einen chemischen Vorgang ein, dessen Energie längere Zeit auf-
gespeichert werden kann. Schließt man die Elektroden durch einen
Stromkreis, so tritt ein entgegengesetzter chemischer Vorgang (chemische
Rückbildung) mit einer gleichzeitigen entgegengesetzten Elektricitäts-
strömung ein.
Zwei Bleielektroden, welche in verdtlnnter Schwefelsäure stehen,
stellen wesentlich den ersten Blei-Sammler von Gaston Planta (1859)
dar. Wird dieser Sammler in eine Elektricitätsquelle eingeschaltet, so
bildet sich an der Oberfläche der positiven (braunen) Elektrode Bleisuper^
oxyd, während sich an der negativen (grauen) Elektrode Wasserstoff
entwickelt. Nachdem der Sammler längere Zeit vom Strom durchflössen
war, erhält er die Eigenschaft, nach Stromunterbrechung einen Entlade-
strom, der dem Ladestrome entgegengesetzt gerichtet ist, abzugeben.
Der Sammler wird durch die elektrische Ladung ein primäres
Element. Das Bleisuperoxyd stellt die positive, das metallische Blei die
negative Elektrode und die Schwefelsäure die Flüssigkeit dar.
Da die Elektroden durch den Entladestrom Pole annehmen, nennt
man sie polarisirt und den Entladestrom einen Folarisations-
Strom.
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Beim Entladen verwandelt sich an der positiven Elektrode das
Bleisuperoxyd in Bleioxyd und dieses vereinigt sich, sowie das Blei der
negativen Elektrode, mit der Schwefelsäure zu schwefelsaurem Blei.
Wird nun der Sammler wieder geladen, so bildet sich auf der positiven
Elektrode abermals Bleisuperoxyd, während das schwefelsaure Blei der
negativen Elektrode abermals in Blei übergeht. Das auf der positiven
Elektrode gebildete Bleisuperoxyd und das auf der negativen Elektrode
angesammelte Blei bilden die sogenannte aktive Masse des Samm-
lers. Je mehr aktive Masse vorhanden ist, desto größer wird die Au f-
speicherungsfähigkeit (Aufnahmefähigkeit, Ansammlungfsähigkeit,
Kapacität) des Sammlers.
Die aktive Masse bildet sich durch häufiges Laden und Entladen
(Formiren).
Der Sammler von Planta bedingt eine lang andauernde For-
mirung, da die Bleisuperoxydbildung bei rein metalUschen Bleielek-
troden sehr langsam vor sich geht Diesen Uebelstand beseitigte Camillo
Faure (1881) dadurch, dass er das Bleisuperoxyd, das sich bei
Planta erst nach der Ladung bildet, schon beim Aufbau der Zellen
auf die negative Elektrode in Form der billigen Mennige (einer Ver-
bindung von Bleioxyd und Bleisuperoxyd) aufstrich.
Das poröse schwammige Blei der negativen Elektrode wird vor-
wiegend durch das Auftragen von Bleiglätte (Bleioxyd), seltener durch
Mennige erzeugt.
Der Tudor'sche Sammler (1884) vereinigt die bei den Sammlern
nach Plante und Faure angewendeten Verfahren. Die positiven
Elektroden werden zimächst Monate lang ohne Füllmasse geladen und
entladen (Planta), dann mit einer Füllmasse versehen kurze Zeit ge-
laden (Faure).
23. Konstruktion. Die Elektroden werden zumeist aus reinem
Blei in Messing- oder Eisenformen gegossen. Die Form der Platten ist
vorwiegend rechteckig oder quadratisch. Die Oberfläche der Platten
enthält Oeffhungen, Vertiefungen, Rinnen u. dgl., welche zur Aufiiahme
der Füllmasse geeignet erscheinen. Nachdem in diese Platten die mit
Schwefelsäure angefeuchtete Füllmasse eingetragen worden ist, erfolgt
die Formirung derselben. Die formirten Platten werden sodann in der
Regel in senkrechter Stellung in ein prismatisches Gefäß aus Glas,
Steingut, Hartgummi, präparirtem Papier, getränktem oder mit Blei
ausgekleidetem Holze in verdünnte Schwefelsäure gestellt. Die Pole der
nebeneinander stehenden Platten wechseln ihre Zeichen. Die Endplatten
einer Zelle sind gewöhnlich negativ, so dass die Zelle in der Regel
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eine negative Platte mehr enthält als positive Platten. Sämmtliche nega-
tive und positive Elektroden sind miteinander durch einen Leiter zu
einem gemeinsamen positiven und einem gemeinsamen negativen Pole
verbunden. Die einzelnen positiven und negativen Elektroden sind von
einander durch Kautschuk, Hartgummi, Ebonit, Glas, Holz u. s. w. isolirt.
Von besonderer Wichtigkeit ist es, dass die aus den Platten herausfallende
Füllmasse keinen Schluss zwischen den positiven und negativen Platten
bildet. Man erreicht diesen Zweck vomemlich durch eine geeignete
Konstruktion der Platten, durch Aufstellung derselben auf die scharfen
Kanten prismatischer Isolatoren oder durch ihre Aufhängung. Das Auf-
stellen beider Elektroden auf den Boden des Gefkßes ist unzulässig, da
bei dieser Anordnung Schlüsse durch die herabfallende Füllmasse un-
vermeidlich sind. Für die Ausdehnung der aktiven Masse muss Raum
vorhanden sein. Das Verziehen und Werfen der Elektroden weist auf
eine unrichtige Konstruktion derselben hin. Die Verbindung der ein-
zelnen Elektroden, Elektrodensätze und Zellen untereinander geschieht
am zweckmäßigsten durch Löthung mit reinem Blei bei Benützung eines
WasserstoflFgebläses. Sobald die Elektrodensätze in dem Gefäße auf-
gebaut sind, wird dasselbe mit verdünnter Schwefelsäure von 19 Grad
Baum6 bei 20® C. (1-147 Dichte, 20*3% reine Schwefelsäure) soweit aus-
gefüllt, dass die Elektroden vollständig in die Säure eingetaucht er-
scheinen. Das Nachfüllen der Zellen geschieht mit einer Säure von
höchstens 4 Grad Baume. Die Schwefelsäure muss rein sein. Besonders
schädlich sind Beimengungen von Arsen, Salpeter- oder Salzsäure. Das
Wasser muss kalkfrei sein. Brunnenwasser ist vorher abzukochen. Am
besten eignen sich destillirtes und Regenwasser. Man gießt die Säure
zum Wasser und nicht umgekehrt das Wasser zur Säure, weil sonst
ein heftiges Aufspritzen der Mischung erfolgt. Beim Mischen des Was-
sers mit Schwefelsäure wird Wärme erzeugt.
24. Ladung und Entladung. Bei der Ladung muss der positive
Pol der Maschine mit dem positiven Pole des Sammlers verbunden sein.
Die Ladung ist solange fortzusetzen bis von allen Platten Gasblasen auf-
steigen; man sagt dann: „Die Zellen Kochen". Die positiven Platten
sehen dann dunkelbraun, die negativen hellgrau aus.
Zum Laden der Sammler eignen sich Nebenschlussmaschinen am
besten ; Reihen- und gemischt-geschaltete Maschinen werden nie, ftir mit
Sammlerbetrieb vorgesehene, Anlagen in Vorschlag gebracht.
Als erforderliche Klemmenspannung an der Maschine rechnet man
für jede zu ladende Zelle etwa 2*6 Volt; die Spannung des Sammlers
kann durch Zellenschalter, welche Zellen zu und abschalten oder durch
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Widerstände regiilirt werden. Die durch Widerstände getilgte Spannung
berechnet man auch hier nach dem Ohm' sehen Gesetze
V = Ä.O (I. Seite 50).
Beispiel: Wie viel Spannung tilgt ein Widerstand von 0*5 Ohm
in einem Sammlerstromkreise, welchen 100 Ampere durchfließen?
r=A.o,
F = 100 . 0-5 = 50.
Durch den Widerstand von 0*5 Ohm gehen in dem Stromkreise
von 100 Ampere 50 Volt verloren.
Beispiel: Wie groß stellt sich in dem letzten Beispiele die An-
zahl der durch den Widerstand verlorenen Pferdekräfte?
Die Anzahl der Verlust- Voltampere = 50 Volt . 100 Ampere =
5000 Voltampere.
Da 736 Voltampere = 1 metrische Pferdekraft = 1 R 8. (I.
Seite 52), betragen die Verlustpferdekräfte:
5000 : 736 = 6-79 P. S.
Im Folgenden soll die Verwendbarkeit der verschieden geschal-
teten Dynamo zum Laden der Sammler besprochen werden:
1. Keihenmaschine. Die Reihenmaschine muss zunächst auf
einen Widerstand geschaltet werden. Hat die Maschine die erforderliche
Spannung erreicht, so schaltet man vorerst den Widerstand und den
Sammler nebeneinander und hierauf den Widerstand aus. Ueberwiegt
die Spannung des Sammlers jene der Dynamo, dann wird letztere von
einem Rückstrom umflossen; man sagt: „Der Strom schlägt um".
Die Stärke des Rückstromes berechnet man bei gegebenem Widerstände
des Stromkreises nach dem Ohm'schen Gesetze, indem man in demselben
anstatt der Spannung die Differenz der Klemmenspannungen von Samm-
ler und Maschine einführt.
Beispiel: Wie stark ist der Rückstrom in Ampere in einem
Sammlerstromkreise von 2 Ohm Widerstand, wenn die Klemmenspan-
nung des Sammlers 160 Volt und jene der Maschine 150 Volt betragen?
Die SpannungsdiflFerenz hat den Wert:
160 Volt — 150 Volt = 10 Volt,
Aus dem Ohm'schen Gesetze
V
Ä = -^ {I, Seite 48) folgt demnach
A = f = ,A^,,re.
Da der Rückstrom die Magnetschenkel in entgegengesetzter Rich-
tung durchfließt, werden dieselben umpolarisirt. Soll diese Maschine
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weiter zum Laden des Sammlers benutzt werden, so mnss man dieselbe
mittelst einer eigenen Stromquelle rückpolarisiren oder die An-
schlüsse des Sammlers an die Maschine wechseln. Auch der Anker
wird von dem Rückstrome in entgegengesetzter Richtung umflossen.
so zwar, dass Maschine und Sammler nicht mehr gegeneinander, son-
dern hintereinander geschaltet erscheinen. Infolge der so entstehenden
hohen elektromotorischen Kräfte wächst die Stromstärke plötzlich an.
so dass sofort das Abschmelzen der Sicherungen oder das Heißwerden
der Maschinenwickelungen eintritt. Nur wenn die Sicherungen nicht
vorhanden oder unrichtig bemessen sind, können die Maschinen oder
der Sammler einzeln oder zusammen Schaden leiden.
2. Nebenschlussmaschine. Die Nebenschlussmaschine wird.
fiedls dieselbe zum Laden eines Sammlers benützt werden soll, auf die
erforderliche Spannung gebracht und erst dann an den Sammler
angeschlossen. Eine vorhergehende Schaltung der Dynamo auf Wider-
stände erscheint überflüssig. Nimmt weiters die Spannung der Dynamo
z. B. durch langsammeres Laufen derselben, durch Kurzschlüsse im
Anker u. s. w. plötzlich so stark ab, dass sie geringer wird, als die
Spannung an dem Sammler, so umfließt dieselbe, ebenso wie die Reihen-
maschine, ein Rückstrom. Der letztere Strom polarisirt jedoch die
Nebenschlussmaschine nicht um, weil, wie man schon aus einem ein-
fachsten Schaltungsschema (I. Seite 169, Fig. 209 a) ersehen tann,
Maschinen- und Rückstrom die Magnete in derselben Richtung durch-
fließen. Bei der Nebenschlussmaschine ändert sich durch den Rückstrom
blos die Stromrichtung im Anker. Das Laden erfolgt dann, wenn die
Maschinenspannung die Sammlerspannung wieder tiberwiegt, w^as man
in der Regel durch das raschere Laufen der Maschine oder das Ans-
schalten von Regtdirwiderständen im Hauptstromkreise erreicht. Bei
neu einzurichtenden Anlagen werden zum Laden der Sammler imnuer
Nebenschlussmaschinen verwendet.
3. Gemischt geschaltete Maschine. Da diese Maschine sowohl eine
Reihen-* als auch eine Nebenschlusswickelung auf den Magneten
besitzt, gelten für dieselbe die bei der Reihen- und Nebenschlnss-
maschine angegebenen Regeln gleichzeitig. Das Umpolarisiren der
gemischt geschaltenen Maschine wird nur dann eintreten können,
wenn die dicken (Reihen-) Amperewindungen die dünnen (Nebenschlnss-)
Amperewindungen überwiegen, d. h. wenn das Produkt aus Ampere mal
Windungen der dicken Wickelung kleiner ist, als das Produkt aus Ampere
mal Windungen der dünnen Wickelung. Häufig verwendet man gemischt
geschaltete Maschinen nur als Nebenschlussmaschinen, indem man die
dicken Windungen abschaltet; dann sinkt jedoch die Spannung der
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Maschine. Man kann sich in diesem Falle gewöhnlich durch Erhöhung
der Umdrehungszahl der Maschine helfen. Das Umpolarisiren der
gemischt geschaltenen Maschine kann auch dadurch vermieden werden,
dass man den Sammler nicht an die Klemmen der Maschine, sondern
direkt an die Bürsten anschließt.
Die im Folgenden angegebenen Klemmenspannungen stellen Mittel*
werte dar. Genaue Angaben über die Klemmenspannung, Lade- und
Entladestromstärke u. s. w. können sich nur auf eine bestimmte
Konstruktion beziehen und werden von den betreffenden Firmen
angegeben.
Für je eine Zelle ist zu Anfang der Ladung eine Klemmen-
spannung von 2, später 25 und schließlich 2'7 Volt erforderlich.
Die Klemmenspannung eines Sammlers wächst mit der Säuredichte
desselben.
Die Klemmenspannung der Nebenschlussmaschine muss dem
Produkte aus der Anzahl der Zellen in die mittlere Spannung der
einzelnen Zelle (hier 2'5 Volt) gleich sein. Die Maschine darf erst dann
in den Sammler eingeschaltet werden, wenn ihre Klemmenspannung
größer ist, als die Spannung des einzuschaltenden Sammlers. Von
einer Spannung der Zellen von 2*4 Volt angefangen, erscheint es
vortheilhaft, mit niederer als der normalen Ladestromstärke zu laden.
Während des Entladens gibt die Zelle in den ersten Minuten zunächst
23, sinkt rasch auf 1*9 und ganz langsam auf 1'8 Volt. Die Grenze
der Entladung ist erreicht, wenn die Spannung rasch unter 1'8 Volt
zu fallen beginnt.
25. Dichte der Sftnre. Während des Ladens und Entladens
verursacht der chemische Vorgang im Sammler eine verschiedene Dichte
der Säure. Der Ladestrom zerlegt das schwefelsaure Blei. Es bildet sich
dabei Schwefelsäure, während Wasser verbraucht wird, so dass die
Dichte der Säure ansteigt. Beim Entladen tritt der umgekehrte
chemische Vorgang ein und die Dichte der Säure fkUt. Ein in die
Flüssigkeit eingesenktes Aräometer gibt die Dichte der Säure an.
Hat z. B. die Dichte der Säure beim Laden den Wert 1'147, so beträgt
dieselbe nach Beendigung der Ladung 1*18. Steigt die Dichte der Säure
an, so filllt die verbrauchte Strommenge ab. Die Dichte der Säure
ninunt von den unteren nach den oberen Schichten derselben ab.
Den Messungen legt man in der Regel eine mittlere Säuerdichte zu
Grunde d. i. die Dichte der Säure in halber Höhe der Platten. Saugt
man aus dieser mittleren Schichte Säure heraus, so kann man dieselbe
mit Hilfe einer aräometrischen Wage (Moor, Westphal) messen.
K rm t s e r t , ElektrotechnOc. H. ^
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26. Stromstärke, Stromdichte. Die Stromstärke hängt von der
Größe der wirksamen Oberfläche der Elektroden ab. Die Stromstärke
der Einheit der Plattenoberfläche nennt man Stromdichte. Die größte
bisher angewendete Entladestromstärke beträgt 500 Ampere.
C. Heim nimmt für 1 dm^ Elektrodenoberfläche 0*4 bis CG
Ampere Ladestrom nnd 0*3 bis 0*7 Ampere Entladestrom an.
Zu hoher Entladestrom bringt für die Elektroden Gefahr und
vermindert das Güteverhältnis des Sammlers.
27. Kapacität. (Ansammlungs-, Aufiiahme-Fähigkeitj Auf-
speicherungsvermögen). Unter der Kapacität eines Sammlers versteht
man die Anzahl der Amperestunden, die man aus demselben, bis zu
einem Spannungsabfalle von 107o entnehmen kann.
Gibt ein Sammler 100 Ampere 4 Stunden lang, so ist seine
Kapacität 400 Amperestunden.
MultipUzirt man die Entladestromstärke mit der Spannung an den
Klemmen des Sammlers und mit der Zeit, so erhält man die elektrische
Arbeit in Wattstunden,
Als Spannung des Sammlers hat man einen mittleren Wert
derselben einzuführen. Beträgt die Spannung zu Anfang der Entladung
1*9; zu Ende der Entladung 1'8 Volt, so ist die mittlere Spannung
Bei genauen Bestimmungen sind, da sich die Spannung nicht
gleichmäßig ändert, mehrere Werte der Wattstunden in gewissen Zeit-
abschnitten zu ermitteln. Addirt man diese Werte und dividirt die
Summe durch die Anzahl der Werte, so erhält man einen genauen
Mittelwert.
Beispiel: Wie groß ist die elektrische Arbeit eines Sammlers
in Wattstunden, wenn die Entladestromstärke andauernd 20 Ampere,
die Zeit der Entladung 5 Stunden und die mittlere Spannung während
der Entladung 1*85 Volt betragen?
Lösung: 20 X 5 X 185 = 185 Wattstunden.
A. von Waltenhofen bestimmt die normale Kapacität durch
Entladung des Sammlers bei einer Stromstärke von 1 Ampere für
1 kg Plattenge wicht bis zu einem Spannungsabfalle von 10, C. Heim
von 7%. Die Kapacität der meisten Sammler beträgt 4 bis 8 Ampert-
stunden für 1 kg Plattengewicht.
28. Güteverhältnis. Das Güte Verhältnis eines Sammlers wird
entweder auf die Elektricitätsmengen in Amperestunden oder auf die
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elektrische Arbeit in Wattstunden bezogen. Unter dem Güteverhältnisse
in Bezug auf Amperestunden versteht man das Verhältnis der Ampere*
stunden während der Ladung zu den Amperestunden während der
Entladung.
Beispiel: Wie groß ist das Güteverhältnis eines Sammlers,
bezogen auf Amperestunden, wenn derselbe mit 440 Amperestunden
geladen, 400 Amperestunden Entladestrom gibt?
400
Lösung: -^ = 0*90, d. h. 90%.
Unter dem Güteverhältnisse in Bezug auf Wattstunden versteht
man das Verhältnis der Wattstunden während der Ladung zu den
Wattstunden während der Entladung.
Beispiel: Ein Sammler wurde mit 600 Wattstunden geladen,
mit 510 Wattstunden entladen; es ist das Güteverhältnis bezüglich
der elektrischen Arbeit zu berechnen.
510
Lösung: -^ = 0-85, d. h. 85%.
Als Güteverhältnisse gelten
ftlr das Güteverhältnis bezüglich der Amperestunden *) 94 bis 97*3%,
„ „ „ bezüglich der Wattstunden*) 83 bis 87-5%.
29. Prüfung und Untersuchung der Zellen. Die Prüfung
und Untersuchung der Zellen ist in den folgenden Punkten über-
sichtlich zusammengestellt:
1. Gegen Ende der Entladung muss die Gasbildung aller Zellen
gleich stark sein. Die Gasbildung ermöglicht die einfachste Prüfung
und Untersuchung der Zellen. Jeder Fehler einer Zelle gibt sich
durch das Ausbleiben der Gasentwickelung zu erkennen.
2. Nach Beendigung der Ladung sind die Säuredichte und die
Spannung sämmtlicher Zellen zu messen. Gewöhnlich gießt man reines
Wasser, im Falle zu geringer Säuredichte sämmtlicher Zellen jedoch,
verdünnte Säure nach. Nur auf Kosten des Güteverhältnisses kann
man bei einzelnen Zellen die normale Säuredichte durch 6ine starke
Ueberladnng erzielen.
3. Die Säure muss in allen Zellen die Oberkante der Elektroden
um etwa 1 cm überragen.
4. Die Elektroden dürfen nicht kurz geschlossen sein. Der Kurz-
schluss erfolgt in der Regel durch die aus den Elektroden heraus-
') Nach den Messungen an Correns-Akknmalatoren (Juli 1891), ansgefOhrt
Ton C. Heim, W. Kohlrausch, Wilhelm Peukert, Voller, Otto Berner,
Gustav Conz, G. Gemershai^sen, Bichard Seifert und Classen.
3*
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fallende Füllmasse. Zeigt eine Zelle Kurzschluss, so kann man denselben
dadurch beseitigen, dass man mittels eines Holzstäbchens die Füllmasse
zwischen den Elektroden entfernt oder dadurch, dass man die Zelle
aus der Reihe ausschaltet und die so entstehende Unterbrechungsstelle
durch einen entsprechend starken Draht schließt. Bei Kurzschluss
zeigen die Zellen sehr niedrige Spannungen an. Zur bequemen Unter-
suchung der Spannung dienen Glühlampen oder Voltmesser mit 4 Volt
Spannung, welche man an je zwei Zellen und, im Falle sich ein
Fehler durch zu niedrige Spannung zeigt, an die einzelnen Zellen
anlegt. Eine 4 Voltlampe leuchtet an einer einzelnen Zelle dunkel, an
einer kurzgeschlossenen gar nicht.
5. Die positiven Elektroden müssen dunkelbraun, die negativen
hellgrau sein. Bildet sich auf der positiven Elektrode ein Niederschlag
von schwefelsaurem Blei, dann erscheinen dieselben grau bis weiß geförbt.
Die Ursachen eines solchen Niederschlages sind:
a) Zu lange Dauer der Entladung.
b) Zu starker Entladestrom.
c) Kurzschlussbildung.
d) Isolationsfehler.
e) Lange Unthätigkeit des Sammlers.
Die unter e) angegebene Ursache beseitigt ein öfteres Laden und
und Entladen der Zellen.
6. Der Sammler muss von der Erde sorgflQtigst isolirt sein.
80. yorsichtsmaßregeln. Schwefelsäure f^bt die Kleidungsstücke
rothbraun und verkohlt die gefilrbten Stellen. Man schützt sich des-
halb durch das Tragen von Kleidern, welche gegen verdtlnnte Schwefel-
säure am widerstandsfähigsten sind (Wollenkleider).
Schürzen und Schuhe sollen mit einer Mischung aus Paraffin
und Wachs bestrichen werden. Entstehen in den KJeidem durch die
Säure Flecken, so bestreicht man dieselben sofort mit Salmiakgeist
(wässerigem Ammoniak).
Die Hände werden durch die Säure rauh; man spült dieselben
deshalb von Zeit zu Zeit mit Soda ab.
Da sämmtliche Bleiverbindungen giftig sind, hat man die größte
Vorsicht zu gebrauchen, damit dieselben nicht in wunde oder offene
Stellen der Haut eindringen.
31. Schaltungen.^) Beim Laden werden die Sammlerzellen
hintereinander, seltener nebeneinander geschaltet. Bei der letzteren
1) In den folgenden Paragraphen 81 bis 37 wnrde das Schaltungsbach der
Akkumulatorenfabrik-Aktien-Gesellschaft (System Tndoi) benützt
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Schaltung theilt man die Zellen in der Regel in zwei Hälften. Jeder
Hälfte der Zellen wird dann ein Widerstand vorgeschaltet. Diese
Widerstände haben den Zweck zu verhindern, dass die eine Hälft;e der
Zellen Strom in die andere sendet. Die Nebeneinanderschaltung von
-O^ Luht-
-Ol hitung.
: h
"V
I
I
I
Aiesser.
\>
ÄkkumaUUr.
i0E^V|i,lH!].-|»-]H»iHHH''j'H'ii«k-i
Stnmrichtungs'
zeigen
I
Ab3chm€n4inacMtei
NebtiiscfflttSS'
Regulator.
IMenscAiusS'
ßy/tama-
Msschüit,
^■'
Sübstthätvgtr-
AusscfuUer.
Fig. 14.
Zellen wird zumeist nur in solchen schon bestehenden Anlagen ver-
wendet, in welchen Sammler zur Aufstellung kommen.
Bei hintereinander geschalteten Zellen, Fig. 14, verbindet man den
positiven Pol der Maschine mit dem positiven Pole der ersten Zelle,
schaltet sämmtHche Zellen nach dem Schema -{ 1 u. s. w.
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hintereinander und verbindet den negativen Pol der letzten Zelle mit
dem negativen Pol der Dynamomaschine. Die Richtigkeit der Schaltung
ist wohl zu beachten.
Die Pole der Zellen erkennt man zunächst nach ihrer Farbe
(§ 29 unter 5). Weitere Mittel zur Bestimmung der Pole wurden früher
(I. Seite 197) angegeben. Ueber die Anwendung des Lackmus- und
Curcumapapieres zur Polbestimmung habe ich an besonderer Stelle \)
berichtet. Gegen das Lackmus-, Curcuma- und Polreagenzpapier ver-
halten sich der -|- elektrische Pol wie eine Säure, der negative wie
eine Base. (Der -|- Pol fkrbt Lackmuspapier roth, der — Pol blau.
Der — Pol färbt Curcumapapier rothbraun). Bei den Depre zischen
industriellen Galvanometern (I. Seite 91) sind die Klemmen mit dem
Zeichen 4~ ^^^ — versehen. Wird das Instrument verkehrt einge-
schaltet, so gibt der Zeiger, vom Nullpunkte aus gesehen, einen Aus-
schlag nach der entgegengesetzten Richtung der Theilung und leistet
somit auch zur Polbestimmung gute Dienste.
Beim Entladen tritt der Strom bei der positiven KlenunC; sowie
bei jeder Stromquelle, aus der Zelle.
Bei den Schaltungsschemen Fig. 14 und* Fig. 15 sind Maschine,
Sammler und Nutzleitung nebeneinander geschaltet, so zwar, dass
Maschine und Sammler gemeinsam und einzeln in die Nutzleitung ein-
geschaltet werden können.
Zur Regulirung des Lade- und Entladestromes dienen sogenannte
Zellenschalter. Die Spannung der Zelle steigt während der Ladung
z. B. von 209 Volt allmählich bis auf 2*70 Volt. Sollen nun während
dieser Zeit Lampen brennen, wie dies z. B. bei Schaltung Fig. 14 der
Fall ist, so wird es erforderlich, dass man an die Lichtleitung nur
soviel Zellen anschließt, als nothwendig erscheinen, um die ftir das
regelrechte Brennen der Lampen erforderliche Spannung in der Licht-
leitung zu erzeugen. Um diese Spannung hervorzubringen, sind, da
die Spannung während der Ladung steigt, nach und nach, je weiter
die Ladung vorschreitet, immer weniger Zellen erforderUch ; das hier-
durch bedingte Abschalten der Zellen erfolgt mittels des Zellenschalters.
Bei der Entladung fällt z. B. die Spannung der Zelle von 1*1*^^
Volt bis 183 Volt. Dadurch wird es nothwendig, mittels des Zellen-
schalters nach und nach Zellen hinzuzuschalten, um bei fortschreitender
Entladung die Spannung in der Lichtleitung auf der erforderlichen
Höhe zu erhalten. Es sind mithin die ersten am Zellenschalter liegendeu
1) Heinrich Kratzert, Zeitchrift für Elektrotechnik, Wien, 1894» Seiten 210
nnd 127.
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Zellen, von Klemme 4 des Maschinen-Umschalters beginnend, diejenigen
Zellen, welche erst später zur Stromlieferung beitragen, und sie werden
daher weniger entladen als die andern Zellen.
h
— ^j
^
l/mse/ulttri
VoUmesser.
Ampen\\
ntesser.
>Ji
\.%';^
Akkumulator
34tiHHHtlH>iHHHfHfHHH|H
Bietsicherung. \ . \ \ .
Slromnchiungs-
Zeiger.
^ebensdiluss
/fegulaior. ^
V— "«i — -----
f l/msoha
Miten^
Umschatten
Atebenschhiss-
ßviutmo-
Maschine.
I 1 L ^^V-ES-
Selbstthätiger' I JBleiaicherung,
Ausschalfer.
Fig. 16.
Zum Zweck der Ladung stellt man den Hebel des Maschinen-
Umschalters auf A, '
Hieraus folgt, dass bei Schaltung Fig. 14, bei welcher Ein fach -
Zellenschalter zur Anwendung kommen, der Ladestrom immer
durch sämmtliche Zellen führt. Da nun die ersten am Zellenschalter
liegenden Zellen, wie eben erklärt; weniger entladen sind wie die
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- 40 -
andern Zellen, so werden dieselben auch früher geladen sein, wie die
andern; das Weiterladen derselben ist daher zwecklos und immer mit
KrflStverlust verbunden. Dieser Verlust hat bei kleinen Anlagen einen
geringen Wert. Bei größeren Anlagen ist derselbe jedoch wohl zn
bertlcksichtigen. Nehmen wir z. B. eine Zelle an, bei welcher der
Ladestrom 230 Ampere beträgt, so ergibt sich bei einer Spannung nach
erfolgter Ladung von 2*70 Volt für jede Zelle ein Verlust von 230
Ampere X 2'70 Volt = 621 Volt-Ampere, welcher Wert rund einer
Pferdestärke (736 Volt-Ampere) entspricht. Der Einwand gegen den
Einfachzellenschalter, dass man bei Anwendung desselben die geladenen
Zellen nicht abschalten kann, erscheint demnach wohlbegrOndet.
Die Aufgabe, die geladenen Zellen abschalten zu können, löst
in einfacher Weise die Anwendung von Doppelzellen seh altern,
Schaltung Fig. 15. Ein Blick auf diese Schaltung zeigt, dass man durch
das Drehen des Hebels d f am Zellenschalter jederzeit in der Lage
ist, die geladenen Zellen abzuschalten, wodurch jeder überflüssige Ver-
lust beim Laden des Sammlers vermieden wird. Ein eng hiermit
zusammenhängender Vortheil der Anwendung des Doppelzellenschalters
ist der, dass, da gegen Ende der Ladung in der Regel bereits Zellen
von der Ladung ausgeschlossen sind, die Spannung der Maschine in
dieser Zeit nicht so hoch zu sein braucht, als dies bei Anwendung eines
Einfachzellenschalters nöthig sein würde.
32. Beanspruchung der am Zellenschalter liegenden Zellen.
Wenn während der Ladung des Sammlers Lampen brennen, Schaltung
Fig. 14, so geht durch diejenigen Zellen, welche zwischen dem Maschinen-
Umschalter und dem Punkt, an welchen der Hebel / ff des Zellenschalters
Kontakt hat, liegen, also diejenigen, welche zwischen A und e ihren
Platz haben, der Ladestrom des Sammlers, zuzüglich des Stromes, welcher
in der Leitung verbraucht wird. Von e ab trennt sich der Strom, indem
der Ladestrom durch den Sammler weiter geht, während der Strom zur
Speisung der Lampen den Weg e, f, g, h in die Lichtleitung nimmt.
Die am Zellenschalter liegenden Zellen erhalten demnach unter Umständen
einen stärkeren Strom, als ihn der fllr die betreffende Größe als höchst
zulässige Ladestrom angibt. Für diese Zellen gestatten die Tudor-
Sammler eine Ueberschreitung des als höchst zulässig angegebenen
Ladestromes um 20^0- Brennen soviel Lampen in der Leitung, dass der
Ladestrom zuzüglich des Stromes in der Leitung diese Grenze üher-
schreitet, so muss entweder der Ladestrom oder die Anzahl der während
der Ladung brennenden Lampen, bis zur Einhaltung der vorgeschrie-
benen Grenze für den Gesammtstrom, verringert werden, oder aber
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I
— 41 —
es müssen die am Zellenschalter liegenden Zellen entsprechend ver-
größert werden. Für diese größeren Zellenschalter-Zellen ist ebenfalls
eine üeberschreitung des Ladestromes um 20 % gestattet. Selbstver-
ständlich muss in einem solchen Falle der Zellenschalter dieser größeren
Beanspruchung entsprechend stärker bemessen werden.
Wenn die Maschinenleistung an und ftir sich nicht den als höchst
zulässig angegebenen Ladestrom des betreffenden Sammlers zuzüglich
20% überschreitet, wie dies bei neu projektirten Gesammtanlagen der
Fall sein sollte, so ist schon durch diese natürliche Grenze selbstver-
ständlich einer Ueberanstrengung der Zellenschalter-Zellen vorgebeugt.
Wenn viele Lampen während der Ladung mitbrennen, so ist selbst bei
kleinen Anlagen ein Doppelzellenschalter, der lebhaften Gasentwicklung
in den Zellenschalter-Zellen wegen, empfehlenswert.
33. Maschinen-Umschalter. Geht man vom Ladebetrieb zum
Parallelbetrieb der Maschine und des Sammlers über, so wird der Hebel
des Maschinen-Umschalters, Fig. 14, von A auf L gestellt. Der Strom
der Maschine nimmt dann seinen Weg über L ä in die Lichtleitung,
während der Strom des Sammlers über f, ff, h in die Lichtleitung fließt.
Die Vereinigung des Maschinen Stromes mit dem Sanmilerstrom findet
somit bei h statt. Könnte der Hebel des Maschinen-XJmschalters bei
Anwendung von Einfachzellenschaltern, Schaltung Fig. 14, beide
Kontakte A und L gleichzeitig berühren, so würden in dem Augen-
blicke gleichzeitiger Berührung die Zellen zwischen A und e über den
Vfeg L, h, ff,f, €, A kurz geschlossen sein, was dadurch vermieden wird,
dass man den Maschinen-Umschalter mit Unterbrechung ausführt, d. h.,
dass man zwischen A und L einen für das Ausschalten genügend großen
Zwischenraum schaffit. Infolge dieses Ausschaltens wird alsdann die Ma-
schine stromlos, und der selbstthätige Ausschalter schaltet aus, so dass für
den Augenblick des Ueberganges der Sammler den Strom für die Licht-
leitung allein liefern muss. Der Uebergang vom Ladebetrieb zum Parallel-
betrieb muss daher zu einer Zeit vorgenommen werden, während welcher
der Verbrauch in der Lichtleitung die als höchst zulässig angegebene
Entladungestromstärke des Sammlers nicht übersteigt. Sobald der Hebel
des M^chinen-Umschalters auf L gestellt wurde, bringt man die Span-
nung der Maschine auf eine um 5 Volt höhere als diejenige ist, welche
in der Lichtleitung herrscht, und schaltet den selbstthätigen Ausschalter
wieder ein, wodurch der Parallelbetrieb hergestellt wird.
Dieses Strondoswerden der Maschine und das darauf folgende Aus-
schalten des selbstthätigen Ausschalters tritt bei Anwendung von Doppel-
zellenschaltem, Schaltung Fig. 15, nicht ein. Will man hierbei vom Lade-
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— 42 —
betrieb zam Parallelbetrieb übergehen, dann stellt man die Hebel if und
gf des Doppelzellenschalters so ein, dass dieselben einander gegenüber-
stehen, Fig. 15, und mit der gleichen Klemme Kontakt haben. Fig. L")
zeigt, dass bei dieser Stellung der Zellenschalterhebel durch das Um-
schalten des Maschinen-Umschalters von A nach L kein Kurzschloss ent-
stehen kann. Der Maschinen-Umschalter wird daher bei Anwendung von
Doppel-Zellenschaltem ohne Unterbrechung ausgeführt, d. h. die An-
ordnung wird so getroffen, dass der Hebel desselben beim Umschalten
des Maschinenumschalters beide Kontakte A und L gleichzeitig berühn,
wodurch das Ausschalten des selbstthätigen Ausschalters vermieden wird.
34. Parallelbetrieb und Wahl der Ladezeit. Es empfiehlt
sich, die Ladung so vorzunehmen, dass dieselbe kurz vor dem Beginn
des Hauptlichtbedarfes vollendet ist, so dass man von der Ladung un-
mittelbar zum Parallelbetrieb übergehen kann.
Bei Parallelbetrieb soll die Maschine immer möglichst voll ausge-
nützt werden und der Sammler nur soviel Strom abgeben, ak der
Bedarf in der Lichtleitung die Leistung der Maschine übersteigt. Diese
Beschränkung der Entnahme aus dem Sammler hat den Zweck, die
darauf folgende Ladezeit möglichst zu verkürzen und den Sammler zn
befähigen, für den Fall eines plötzlichen Unbrauchbarwerdens der Eh-
namomaschine die Stromlieferung für die Leitung möglichst lange allein
übernehmen zu können. Für einen solchen Notfall ist die dreifache
höchste Entladestromstärke zulässig. Eine solche starke Inanspruchnahme
für den Ausnahmsfall schadet dem Sammler nicht. Es ist jedoch die
Wiederladung bald vorzunehmen und bei den nächsten beiden Ladungen
je eine Stunde zu überladen.
35. Anordnung des Amp^remessers und des Amp&remesser-
Umschalters. Bei Anlagen für 150 Ampere und höher wird sowoU
in die Maschinenleitung, als auch in die Sammlerleitung je ein Ampere-
messer eingeschaltet. Bei kleineren Anlagen für 30 bis 100 Ampere
♦dagegen, kann einer dieser Amperemesser durch einen Amp eremesser-
•Umschalter, Schaltung Fig. 15, erspart werden. Stellt man den
Hebel des Amperemesser-Umschalters auf J/, so liest man am Ampire-
jnesser die Stromstärke der Maschine ab, während der Amperemesser
bei der Stellung des Amperemesser-Umschalters auf A die Stromstärke
des Sammlers angibt.
36. Mitbrennen von Lampen während der Ladung. Eine
-Beleuchtungsanlage muss so eingerichtet sein, dass man augenblick-
li c h Licht haben kann. Es muss daher auch die Möglichkeit vorgesehen
sein, während der Ladung Lampen einschalten zu können.
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Bei Beleuchtungsanlagen mit Sammlern, tritt häufiger als bei An-
lagen ohne dieselben die Notwendigkeit ein, während der Tages-
stunden zu beleuchten. Der Grund liegt darin, dass bei letzteren Anlagen
die Dynamomaschine in der Regel am Tage stillsteht und einiger
Lampen wegen, z. B. in Kellern, dunklen Arbeitsplätzen u. s. w., nicht
in Thätigkeit gesetzt wird.
Dagegen ist fast überall, wo die Dynamomaschine am Tage behn&
Ladung der Sammler während längerer oder ktlrzerer Zeit in Betrieb
steht, dafilr gesorgt, dieselbe zur Abgabe von Licht zu benutzen.
Es entspricht demnach zumeist, die Anordnung so zu treffen,
dass während der Ladung Lampen mitbrennen können. Eine Ausnahme
hiervon findet bei der Anwendung von Compoundmaschinen statt; bei
diesen hängt die Möglichkeit des Mitbrennens von Lampen von einem
Vorversuch*) ab,
37. Zellenschalter. Wie oben angegeben wurde, steigt die Span-
nung am Ende der Ladung auf 270 Volt. Unter Berticksichtigung des
Verlustes in der Ladeleitung und der Sicherheit halber, wird bei der
Bestimmung der abzuschaltenden Zellen eine Spannung von 2*75 Volt zu
Grunde gelegt. Für 110 Volt Spannung sind 60 Elemente erforderlich. Von
diesen 60 Elementen genügen demnach c^.npT = 40 Stück, um am Ende
der Ladung die nöthige Spannung in der Lichtleitung hervorzubringen,
sc dass, wenn während der Ladung Lampen brennen sollen, mittels des
Zellenschalters 60 — 40 = 20 Zellen abgeschaltet werden müssen. Hier-
aus folgt die Regel, dass, wenn während der Ladung Lampen brennen
20 1
sollen, der Zellenschalter für das Abschalten von -777.- = -^ sämmtlicher,
b\) 6
für das regelrechte Brennen der Lampen erforderlichen Zellen eingerichtet
werden muss. Wenn für Verluste in der Lichtleitung noch eine entspre-
chende Anzahl Zellen mehr angelegt wird, so müssen diese Zellen ebenfalls
sämmtlich mittels des Zellenschalters abschaltbar sein, da wenn ein
geringer Stromverbrauch in der Lichtleitung während der Ladung
vorhanden ist, der Spannungsverlust nicht in Betracht kommt.
Erfordern z. B. die Lampen eine Spannung von 110 Volt und ist ein
Spannnngsverlust in den Leitungen von 10 Volt vorhanden, so muss
der Samnder für 110 -|- 10 = 120 Volt berechnet sein und somit
120
r^-j = 66 Zellen erhalten. Von diesen 66 Zellen entsprechen 60 der
*) Schaltangsbuch der Akkumulatorenfabrik- Aktiengesellschaft
(System Tudor).
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Anzahl, welche für das regelrechte Brennen der Lampen mit 110 Volt
genügen, während 6 Zellen den Leitungsverlust ausgleichen. Wenn
während der Ladung Lampen brennen sollen, müssen somit -^ — \- 6 =
= 26 Zellen mittels des Zellenschalters abgeschaltet werden können.
Für 110 Volt und 10 Volt Spannungsverlust in den Leitungen, also
zusammen für 120 Volt, sind jedoch nur bei Privat- Anlagen, bei welchen
häufig der volle Strombedarf bis zum Ende der Entladung stattfindet,
66 Elemente erforderlich. In Centralen dagegen findet die stärkste Bean-
spruchung lange vor Ende der Entladung statt, also zu einer Zeit, wo
die Spannung des Sammlers noch mindestens 1*87 Volt beträgt, so das
hier 65 Zellen für den obea angegebenen Fall genügen. Am Ende
der Entladung, also bei einer Spannung von 1"83 Volt ftir 1 Zelle ist
in Elektricitätswerken der Leitungsverlust bedeutend geringer als
10 Volt. Wenn man nach beendigter Ladung den Sammler 2 Minuten
lang mit der* vollen Stromstärke entladet, so sinkt die Spannung bis
auf 1*90 Volt. Den Uebergang von der hohen Spannung zu der
niedrigeren kann man ohne Beeinflussung der Gleichmäßigkeit des
Lichtes, allmählich stattfinden lassen, wenn man langsam unter
Beobachtung des Voltmessers mittels des Nebenschluss-Regulators die
Maschine so regulirt, dass ihr nach und nach weniger Strom entnommen
wird, während man den Sammler unter Zuhilfenahme des Zellenschalters
mehr und mehr bis zur vollen Entladestromstärke belastet. Häufig
ist jedoch infolgedessen, dass erst einige Lampen beim Beginn der
Entladung brennen, die volle Entladestromstärke nicht vorhanden und
die Spannung deshalb im Anfang der Entladung etwas höher. Wenn
während der Ladung keine Lampen brennen sollen, so rechnet man
daher der Sicherheit halber die Anfangs-Entladespannung mit 2'1 Volt.
Bei 110 Volt Lampenspannung ergeben somit die 60 erforderlichen
Elemente bei der Entladung eine Anfangsspannung von 60 X 2*1
Volt = 126 Volt, so dass 126 — 110 = 16 Volt Spannung zuviel
1 fi
am Sammler vorhanden sind, woraus folgt, dass -^^ = 8 Zellen mittels
des Zellenschalters abgeschaltet werden müssen, wenn während der
Ladung keine Lampen brennen sollen, oder wenn der Zellenschalter
nur bei der Entladung gebraucht wird, während die Ladung in
2 Reihen erfolgt.
Da eine bedeutende Anzahl von Drähten zwischen dem ZeUen-
Schalter und dem Sammler gezogen werden muss, ist es aus Billigkeits-
rücksichten zu empfehlen, den Sammlerraum so nahe als möglich an
den Maschinenraum zu legen; dadurch erleichtert sich gleichzeitig die
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— 45 —
Wartung des Sammlers. Die Drähte für diejenigen Zellen, welche
beim Parallelbetrieb in Betracht kommen, berechnet man bis zu
30 Meter erforderlicher Länge mit V» *^^^ f^r 1 Ampere des höchst
zulässigen Entladestromes, während man die übrigen Drähte, welche
nur beim Ladebetrieb in Verwendung sind, mit V* *^^^ ^ 1 Ampere
des höchst zulässigen Entladestromes berechnet. Für Drahtlängen von
mehr als 30 m muss man den Spannungsverlust in den Leitungen berück-
sichtigen und dann ist es empfehlenswert die Querschnitte so zu bemes-
sen, dass fär die erstgenannten Drähte der Verlust in denselben nie mehr
als 1 Volt beträgt, während für die letztgenannten der Verlust 2 Volt
betragen darf. Abweichend hiervon hat jedoch der Verlust in den beiden
Enddrähten des Sammlers höchstens 0'5 Volt zu betragen. Im vorher
angeführten Fall, wobei ein Zellenschalter für 20 Zellen zur Anwendung
kommt, wirken 8 Zellen beim Parallelbetrieb mit und sind folglich
9 Drähte stark zu wählen, während die übrigen 12 Drähte schwächer
sein können. Bei großen Elektricitätswerken erweist es sich jedoch
als vortheilhafl, sämmtliche Drähte stark zu bemessen.
Die Zellenschalter müssen so eingerichtet sein, dass ein Kurz-
schließen der betheiUgten Zellen durch dieselben ausgeschlossen ist.
Wäre in Fig. 16 der Hebel c d so breit, dass er die beiden Kontakte
a^ und a* gleichzeitig berühren könnte, dann erschiene das zwischen
beiden liegende Element e^ über den Weg a\ p^. «S p\ «' kurz-
geschlossen. Um diesen Kurzschluss zu vermeiden und doch beim
Uebergang von einem Kontakte zum anderen den Strom nicht zu
unterbrechen, werden die Zellenschalter, wie es in Fig. 16 schematisch
angegeben ist, ausgeführt. Zwischen den Kontakten a\ a* u. s. w.
befinden sich die blinden Klemmen 6^, J* u. s. w. An dem breiten
Schleifhebel c d ist der schmale Schleifhebel / ff befestigt. Beide Hebel
sind durch das nichtleitende Stück i von einander isolirt, dagegen durch
den Widerstand w mit einander leitend verbunden. Dieser Widerstand tv
ist so groß bemessen, dass er bei der für die betreffende Elementgröße
höchst zulässigen Entladestromstärke 2 Volt vernichtet.
Tritt nun der Hebel c d zum Zwecke des Abschaltens einer
Zelle auf die blinde Klemme J«, so befindet sich der Hebel / g auf
dem Kontakte a^, und somit wird der Strom auf dem Wege p\ a*, ^,
/, i€y d, c, 2:, m abgeleitet. Bei der weiteren Verschiebung des Hebels
tritt c d auf a», während / g sich noch auf a^ befindet, so dass die
Zelle e^ auf dem Wege p\ a\ y, /, w^ c d, a^, p^ eingeschaltet ist. Ein
Kurzschluss erscheint aber durch die Einfügung des Widerstandes tv ver-
hindert, so dass der Entladestrom der Zelle e^ die als höchst zulässig
angegebene Entladestromstärke nicht überschreitet.
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Bei der am Ende der Bewegung einzuhaltenden normalen Stellung,
bei welcher c d voll auf a^ und / g voll auf b* aufliegt, ist / ff und
der Widerstand w außer Thätigkeit, so dass der Strom den Weg
tlber p^, a^, d c^ z^ m findet. Es ist streng darauf zu achten, dass der
Hebel in der Ruhe immer die normale Stellung einnimmt und nie
dauernd auf irgend einer Zwischenstellung stehen bleibt.
e^ e^ ß^ e^
-IHH^^^Tl"TlMlT!h
Fig. 16.
Ein anderes jedoch nicht so empfehlenswertes Aushilfsmittel uni
den Kurzschluß von Zellen beim Ab- oder Zuschalten derselben zn
vermeiden, ist das, dass man in die Leitungen zwischen dem Zelleu-
echalter und dem Sammler, also in p^ «', jp^ «^ n. s. w., je einen
Widerstand legt, welcher so groß ist, dass er bei der fiir den Sammler
als höchst zulässig angegebenen Stromstärke 1 Volt tilgt, so dass durch
beide in Betracht kommende Drähte 2 Volt vernichtet werden.
Zu diesem Zwecke kann statt des sonst für elektrische Leitungen
gebräuchlichen Kupfers ein anderes schlechter leitendes Metall z. B.
Eisen für die Verbindungsleitungen gewählt werden. Bei dieser
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Fig. 17.
— 47 —
Anordnung ist jedoch ein beständiger Verlust von 1 Volt vorhanden
und es erweist sich deshalb die erstgenannte Einrichtung mit dem im
Zellenschalterhebel selbst liegenden Widerstand als am einwurffreiesten.
Fig. 17 zeigt das Bild eines von der Firma B. Egger & Co.
ausgeführten Zellenschalters.
Wie oben angegeben wurde, ist
durch Anwendung eines Doppelzellen-
schalters die MögUchkeit vorhanden,
die geladenen Zellen abzuschalten.
Um nun den Wärter der Aufgabe
zu entheben, jedesmal in den Sammler-
raum zu gehen, um nachzusehen, ob
die betreffende Zelle bereits geladen
ist, rüstet die Akkumulatoren-Fabrik-
Aktiengesellschaft ihre Doppelzellen-
schalter mit der Vorrichtung aus, welche
Fig. 18 schematisch angibt. Hierdurch
erscheint es möglich, im Maschinenraum
selbst zu erkennen, ob die Ladung der betreffenden Zelle soweit
vorgeschritten ist, dass dieselbe abgeschaltet werden kann. Selbst-
verständlich erhalten die Doppelzellenschalter auch die bei Fig. 16 an-
gegebene Vorrichtung zur Verhinderung des Kurzschließens der
Zellen, welche hier, als nicht in Betracht kommend, der Uebersicht-
lichkeit halber fortgelassen wurde. Die Lage des Doppelzellenschalters
entspricht genau der bei der Schaltung angegebenen Lage, so dass
die Leitung d 5, Fig. 18, nach der Klemme Aj Fig. 15, des Maschinen-
Umschalters führt.
An dem Hebel cd, mittels dessen man die geladenen Zellen
abschaltet, befindet sich die seitUche Verlängerung t c. Auf dieser
Verlängerung sind 2 Kontaktfedern isoUrt befestigt, deren eine q r
eine leitende Verbindung von der Klemme a^ mit dem Schleifring
0 p herstellt, während die andere Feder A i von der Klemme a* nach
dem Schleifring mn führt. An die beiden Schleifringe ist der Volt-
messer V angeschlossen, so dass man an dem Letzterem die Spannung
der Zelle e^ ablesen kann. Zur Abschaltung Hegt zunächst die Zelle e^.
Da aber die Zelle e^ allgemein weniger entladen sein wird als ^^, so
wird e^ . sicher geladen sein, wenn e^ diejenige Spannung besitzt,
welche die vollständige Ladung bedingt. Man kann alsdann den
Hebel c d um einen Kontakt weiter rücken, so dass derselbe auf a^
zu stehen kommt, wobei die Kontaktfedern gleichzeitig je einen Kontakt
weiter rücken und auf a* beziehungsweise a^ zu stehen kommen.
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Dass man nicht die Spannung der zunächst zur Abschaltnng ge-
legenen Zelle ^*, sondern diejenige ihrer weiter vom Ende entfernt
liegenden Nachbarzelle e^ misst, ist durch folgende Betrachtong be-
gründet. Um bei der in Fig. 18 wiedergegebenen Stellung des Hebels
die Spannung der Zelle e^ ablesen zu können, müsste man den Volt-
messer V mit Klemme a^ und a^ verbinden, so dass die Uebermittlung
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der Spannung der Zelle e^ durch die Leitungsdrähte e^^ p-^ a- und
e^y 2>', a'. erfolgen würde. Durch den einen dieser Drähte, nämlich
«-, p'j a* geht jedoch der Ladestrom, so dass man am Voltmesser
nicht allein die Spannung der Zelle 6', sondern diese zuzüglich .des
Spannungsverlustes in dem bezeichneten Leitungsdraht abliest. Dieser
Spannungsverlust hat bei verschiedenen Ladestromstärken verschiedene
Werte, so dass die genaue Spannungsbestimmung ohne zu Hilfenahme
einer Tabelle nicht durchführbar ist; deshalb wurde von dieser An-
ordnung abgesehen.
Ein anderes Aushilfsmittel wäre die Anordnung von Prüfdrähten,
parallel zu den in der Fig. 18 angegebenen Leitungsdrähten.
Es dürften alsdann die Kontaktfedern qr und op jedoch nicht
mehr auf a', a* u. s. w. schleifen, sondern es müsste für diese ein
besonderer kleiner Zellenschalter ausgeftlhrt und zu dessen Klemmen
die Prüfdrähte geftlhrt werden. Die Umständlichkeit dieser Anordnung
wurde jedoch durch das oben angeführte Aushilfsmittel umgangen.
Außer dem Einwand, dass man bei der Ausfahrung nach Fig. 18
nicht die Spannung der zur Zeit der Abschaltung vorliegenden Zelle,
sondern diejenige ihrer Nachbarzelle abliest, ist noch folgender Einwand
gegen .diese Anordnung zu erheben: Steht z. B. der Hebel /^ nicht,
.wie in der Zeichnung angegeben, auf Klemme 6', sondern auf ft*, so
erscheint wenn in der Lichtleitung während des Ladens Strom ver-
braucht wird, der eine nach der Kontaktfeder » ä: die Spannung über-
mittelnde Leitungsdraht e*, p^, a* vom Strom durchflössen, wodurch eben-
falls der Spannungsmesser nicht allein die Spannung der Zelle, sondern
diese vermehrt um den, durch den Strom in dem betreffenden Lei-
tungsdraht hervorgerufenen Spannungsverlust, anzeigt. Dieser Fall tritt
immer ein, wenn der Hebel fg dem Hebel cd um einen oder zwei
Kontakte voreilt. Es lässt sich jedoch alsdann, entweder durch Ver-
schiebung des Hebels fg nach der Mitte der Zellen oder Zurück-
schiebung des Hebels c d nach dem Ende der Zellen, die wahre Spannung
des Elementes leicht ermitteln.
Die Spannung, bei welcher die betreffenden Zellen die vollzogene
•Ladung anzeigen, wird am besten durch genaue Beobachtung an Ort
und Stelle festgestellt und von Zeit zu Zeit wieder auf ihre Richtigkeit
geprüft, da es vorkommen kann, dass im Laufe der Zeit Veränderungen
in der Angabe des Voltmessers eintreten.
Der Hebel c d darf nur, wenn dies beim Abschalten der geladenen
Zellen erforderhch erscheint, nach und nach soweit vorgeschoben werden,
bis er dem Hebel gf gegenübersteht; ein Voreilen des Hebels cd über
ff/jin der Richtung nach der Mitte der Zellen hinaus, ist nicht gestattet,
Krats«rt, Elektrotechnik II. 4
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— 50 —
weil sich sonst die zwischen c d und fg liegenden Zellen schon mit dem,
für die Lichtleitung zar Zeit erforderiichen, Strome entladen,
38, Anfstellnng der Sammler. Die Räume, in welchen Sammler
zur Aufstellung kommen, sind abzusondern und gut zu lüften, da beim
Laden große Mengen von Gasen, welche Säuren mit sich führen, ent-
wickelt werden. Diese Gase sind ftir den Organismus des menschlichen
Körpers schädlich.
Tritt man in einen nicht durchlüfteten Sammlerraum mit einem
offenen Lichte ein, dann ist die Gefahr einer Explosion vorhanden.
Die Sammler werden zumeist auf eine gemauerte Bank, auf ein
Holz' oder Eisengestell in mehreren Neben- und übereinander befind-
Hchen Abtheilungen aufgestellt, jedoch so, dass dieselben behufs Prüfimg
und Untersuchung bequem zugänglich sind.
Besondere Sorgfalt erfordert die Isolation des Sammlers von der
Erde. Die bei der Gasentwickelung mitgerissene Säure bedeckt auch
die Außenfläche der Gefäßwände, Die so entstehende Flüssigkeitsschicht
bildet, in Folge der großen Oberfläche der sämmtlichen Zellen, eine
erhebliche Fehlerquelle der Isolation. Man beseitigt diesen Fehler durch
das Aufstellen der Gefkße auf Porzellan- und andere Isolatoren.
Schaltapparate und Messinstrumente sollen außerhalb des Sammler-
raumes aufinontirt werden, da die Säure auf die MetaUbestandtheUe der-
selben oxydirend wirkt. Die blanken Kupferleitungen sind aus dem-
selben Grunde mit Oelfarbe anzustreichen.
39. Anwendungen des Sammlers. Der Sammler hat haupt-
sächlich den Zweck, die Erzeugung der Elektricität wirtschaftlich und
sicher zu gestalten. Die wichtigsten Fälle, in denen die Sammler prak-
tische Verwendung finden, sind folgende:
L Die Ansammlung des Stromes, um denselben nach dem
Maschinenbetriebe zu verwenden. Dieser Fall wird sich insbesondere
dann als praktisch erweisen, wenn der Stromverbrauch großem Wechsel
unterliegt. Zur Zeit des geringen Stromverbrauches arbeitet die Ma-
schinenanlage nicht mehr wirtschaftlich ; man speist dann Lampen, Mo-
toren u. s. w. von dem Sammler aus. Eine besondere Ersparnis tritt
hier auch durch den Wegfall jeder Bedienung ein.
2. Die Ansammlung der Elektricität einer überzähhg vorhandenen
Betriebskraft behufs späterer Ausnützung im Falle des Bedarfs. In
diesem Falle arbeiten, während des stärksten Betriebes, Dynamo und
Sammler in Nebeneinanderschaltung, den schwachen Betrieb übemimmi
der Sammler allein.
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— 51 —
3. Die Erreichung eines vollkommen ruhigen und gleichmäßigen
Lichtes.
4. Die Ermöglichung eines praktischen Betriehes hei einer gleich-
mäßigen Betriebskraft durch das Laden des Sammlers zur Zeit schwä-
cheren Betriebes.
5. Die Erzielung eines andauernden Betriebes z. B. bei Kessel-
anlagen. Das kostspielige Anheizen der Kessel kann in Sammler-
betrieben eingeschränkt werden.
6. Die Kraftübertragung mittels elektrischer Bahnen, Boote u. s. w.
7. Die Herstellung einer gleichmäßigen Betriebsspannung. Bei
unregebnäßigem Gange des, die Dynamo antreibenden, Motors gleicht der
Sammler die, durch den unregelmäßigen Gang, verursachten Schwan-
kungen des Lichtes aus. Der Nutzstromkreis wird in diesem Falle
von der Dynamo und dem Sammler in Nebeneinanderschaltung oder
nur von dem Sammler gespeist.
8. Die Umsetzung von Gleichstrom (§ 16) ftir Beleuchtung, Kraft-
übertragung, elektrochemische und andere Zwecke.
9. Die Sicherung des Betriebes gegen Störungen. Im Falle des
Versagens der Dynamo übernimmt der Sammler, ohne jede Störung,
den Betrieb. Aushilfsmaschinen sind nicht erforderlich.
10. Die Erhöhung der Lebensdauer der Glühlampen. Bei Anlagen
mit Sammlern sind starke Schwankungen in der Spannung, welche für
die Lebensdauer der Glühlampe schädlich sind, ausgeschlossen.
11. Die Anwendung des Sammlers in der Telegraphie in großeh
Aemtern Und dort, wo der Widerstand der Batterie sehr klein sein muss.
12. Die Verwendung des Sammlers als Normalelement. Da der Samm-
ler lange Zeit hindurch gleiche Spannung hält, findet derselbe als Nor-
malelement, bei den genauesten Messungen, vortheilhafteste Verwendung.
13. Eine kleinere . Dynamo genügt für einen größeren Betrieb.
Der Sammler ermöglicht in diesem Falle eine außerordentliche Aus-
nützung der vorhandenen elektrischen Anlage. Erweiterungen des
Betriebes sind ohne Vergrößerung der maschinellen Anlage möglich.
14. Die Anwendung eines bedeutend schwächeren (billigeren)
Leitungsnetzes bei zweckmäßiger Einrichtung desselben.
40. Nachtheile der Sammler. Die wichtigsten Nachtheile der
Sammler sind:
1. Die hohen Anschaffungskosten.
2. Der Verlust an elektrischer Arbeit durch die Umsetzung der-
selben in dem Sammler.
3. Die Umständlichkeit des Betriebes.
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— 52 —
IL Kapitel.
Praktische Konstruktionen.
4L Sammler mit masslyen Platten.
1. Der Sammler von Planta (1859), Fig. 19 bis 21. Die
Bleiplatten, Fig. 19 und 20, werden, durch Kautschukbänder vonein-
ander getrennt, auf einem Holzcylinder zu einer Spirale, Fig. 2(>,
aufgerollt. Nach dem Aufrollen entfernt man den
Holzcylinder. Die Bleirollen halten durch gekreuzte
Stäbe aus Guttapercha, an den Stirnflächen der Rolle,
zusammen. Fig. 21 stellt den fertigen Sammler dar.
Die Bleirolle befindet sich in einem, mitverdünnter
Schwefelsäure gefüllten, Glasgefeße.
Fig. 19.
Fig. 20.
Fig. 21.
I
1-5 bis
lassen
10 mm
2. Der Sammler von Tudor
(Akk um ulatorenfabrik-Aktienge Seil-
schaft, System Tudor, vormals Müller
& Einbeck, Hagen i. W.) >); Fig. 22 bis
2b, Die Elektroden werden in eisernen
Formen aus einem Stücke gegossen; sie
haben die in Fig. 22 abgebildete Gestalt.
Beide Seiten der Platten enthalten eine
große Anzahl horizontaler Rinnen; letztere
stehen etwa 1*5 mm voneinander ab und sind
2 mm tief. Um den Platten besondere Haltbarkeit zu verleihen,
die Rinnen, sowie es Fig. 22 veranschaulicht, einen etwa
breiten Rand frei. An dem oberen Ende der Platte befindet
Fig. 22.
*) Autentische Messungen über diesen Sammler wurden Yon Otto Berner, Gustav
Conz, Wilhelm Peukert und Voller ausgeführt.
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53
sich an der einen Seite ein Ansatz (Fahne), an der anderen Seite-
eine Käse. Die Fahnen dienen zum Anlöthen der Bleileisten, welche
die einzelnen Zellen leitend miteinander verbinden, die Nasen zum Auf-
hängen der Elektrodensätze. Zum Zwecke der Füllung der negativen
Platten werden Bleiglätte und Mennige zu einem Brei angemacht, mit
MUeüät
SMixschdbe
"SHUxscheihe
Figf. 23.
einem Spatel in die Platten eingetragen, getrocknet und längere Zeit
in verdünnte Schwefelsäure eingetaucht.
Die Formirung der negativen Platten erfolgt während der ersteir
Ladung des Sammlers, sie dauert etwa 30 bis 40 Stunden. Die positiven
Platten werden ohne Füllung zu sogenannten Formirungszellen zu-
sammengestellt und mehrere Monate formirt. Hierauf trägt man in die
Rinnen der getrockneten Platten einen, aus Mennige mit verdünnter
Schwefelsflure hergestellten, Brei ein, und formirt nach dem Trocknen
nochmals kurze Zeit nach; sodann werden die Platten sorgfältigst ver-
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— 54 —
packt, nach ihrem Bestimmungsorte versendet und zwar die positiren
in geladenem, die negativen in ungeladenem Zustande. Die positiven
Elektroden sind deshalb vor der Versendung zu laden, weil sich sonst,
in Schwefelsäure gestellt, an ihrer Oberfläche schwefelsaures Blei bilden
würde; die geladenen, negativen Platten dagegen sind mit Wasserstoff
gesättigt und nehmen aus der Luft Sauerstoff auf^ wodurch sich das Blei
oxydirt und die Bleiplatten erhitzen. Am Bestimmungsorte werden die
Elektroden, sowie es die Fig. 23 bis 25 darstellen, zu Elektroden-
sätzen, zu Zellen und schließlich zu einem Sammler angeordnet und
durch Bleileisten miteinander verlöthet.
Die Gefäße der einzelnen Zellen bestehen aus Glas oder aus mit
Blei ausgekleidetem Holze. Auf dem Boden liegen Holzleisten, Fig. 23
und 24, in den Nuten der Holzleisten (Sttitzhölzer) stehen Glasplatten
(Stützscheiben), welche als Träger der Elektrodensätze dienen. Die neben-
einander hängenden positiven und negativen Platten sind voneinander
durch je drei senkrecht stehende Glasstäbe in entsprechende Entfer-
nung gehalten. Als Führung dient dem mittlerem Glasstabe eine eigene
Nutenleiste, den beiden äußeren Glasstäben eigene Nuten in den Holz-
leisten der Stützscheiben. Sämmtliche Elektroden werden durch Hok-
leisten (Endleisten) zusammengehalten, welche zwischen den äußersten
(End-) Platten und der Gefäßwand, Fig. 24, eingeklemmt sind. Zwischen
den Endleisten und der Gefäßwand befindet sich ein Gummischlaueb.
dessen Elasticität eine Ausdehnung der Elektroden, ohne Gefahr für
das Gefäß, zulässt. Die Elektroden sind so aufgehängt, dass die Ent-
fernung zwischen der Unterkante derselben und dem Gefaßboden etwa
8 cm beträgt. Es ist so für die herabfallende Füllmasse genügend Kaum
vorhanden und ein Kurzschluss durch Ansammeln der Masse zwischen
den Platten vermieden. Einerseits der Zelle werden sämmtliche nega-
tivöj andererseits derselben sämmtliche positive Platten mittels ihrer
Fahnen an einer gemeinsamen Bleileiste verlöthet. Die so entstehenden
Systeme von positiven und negativen -Elektroden (Elektrodensätze) der
einzelnen Zellen werden nun untereinander verlöthet.
Die Zellen sind in der Regel hintereinander, seltener nebeneinander
geschaltet. Bei der Hintereinanderschaltung verlöthet man die positive
Bleileiste der einen Zelle mit der negativen der nächsten u. s. w. Bei
der Nebeneinanderschaltung werden sänmitliche positive Bleileisten zu
einem (dem positiven), sämmtliche negative zu einem zweiten (dem nega-
tiven) Pole vereinigt. Das Blei wird, um die Verbindungsstelle vor Oxy-
dation zu schützen, mit sich selbst verlöthet. Ein fremdes Löthmateriale
findet nicht Verwendung. Die Endplatten der einzelnen Zellen sind nega-
tiv, so dass die Zelle eine negative Platte mehr enthält, als positive.
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— OD —
Die Zellen sind absichtlich derart konstruirt, dass nach einigen
Jahren beinahe sämmtliche Füllmasse herausfällt. Die Plan t6-Schicht
Flg. 24.
Fig. 25.
ist dann so mächtig geworden, dass die Kapacit^t der Zellen einen
größeren Wert besitzt, als bei der Inbetriebsetzung derselben.
Die Glasgefilße werden auf mit Glasmehl ausgefüllte Holzuntersätze
gestellt. Das Glasmehl schützt den Sammler vor Feuchtigkeitsschlüssen
und gibt dem Glasgeföße eine gute Unterlage. Die Holzuntersätze
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~- 56 ^
stehen, durch Porzellanrollen isolirt, auf einem hölzernen, eisernen oder
gemauerten Gestelle.
Der Sammler mit Holzgefkß ist gerade so aufgebaut, wie der mit
Glasgefkß.
42. Sammler mit Oitterplatten.
1. Der Sammler von Faure (1881). Die Elektroden dieses
Sammlers bestanden aus Bleiplatten, welche mit Mennige bestrichen
waren. Die Mennige wurde mit verdünnter Schwefelsäure ^u einem
Brei angemacht.
2. Der Sammler von Faure-Sellon7Volkmar (F. S. V.].
Fig. 26 bis 28, enthält Gitterplatten, deren Oeffnungen mif einer
Mischung aus Mennige und Bleiglätte ausgefüllt sind. Die Gefäße be-
stehen aus Holzkästen, welche innen mit Kautschuk oder Ebonit aas-
gelegt werden, oder aus Glas- oder Ebonitgefilßen. Dieser Sammler
wird in England von der Elektrical Power Storage Company
(E. P. S.), in Deutschland von der Allgemeinen EUktricitäts-
gesellschaft und von J. L. Huber in Hamburg gebiaut. Das Blei-
gitter, Fig. 26 und 27, hat quadratische Zwischenräume^ Fig. 26, von
doppeltconischer Gestalt, Fig. 27. .Die Füllmasse ist knetbar und kann
leicht herausfallen. Beim Füllen liegen die Gitter auf einer Holz- oder
Steinplatte. Der Brei wird mittels großer Leisten eingestrichen. Die Platten
sind von einander durch Kautschukpflöcke, um die Plattet gezogene Gummi-
ringe, Glas- oder Hartgummistreifen isolirt. Sämmtliche Platten werden
durch feste Kautschukbänder, Fig. 28, zusammengehalten. Auf dem Boden
des Geftlßes liegen zwei Glasprismen, auf welchen der Plattenkörper steht.
Bar her und Starkey ^) haben die Platten dieses Sammlers,
welche nach längerem Stehen mit weißem schwefelsaurem Blei bedeckt
waren, ohne sie auseinander zu nehmen, durch Zusatz von Soda zum
Theile brauchbar gemacht.
Swinburne hat zuerst gefunden, dass sich durch Zusatz von
Soda schwefelsaures Natron bildet, welches das schwefelsaure Blei theil-
weise auflöst.
3. Der Sammler von J. L. Huber. Das Bleigitter hat die-
selbe Form wie der E. P. S. Sammler (Fig. 26 und 27), bestellt jedoch
aus Hartblei (4®/o Antimon, 96% Blei) auch Julien-Metall genannt.
Die Gitter aus Bleilegirungen sind härter, leichter und dauerhafter, als
die rein metallischen Bleigitter. Die Pfropfeli der aktiven Masse sind
durchlocht •, dadurch vergrößert sich die Oberfläche der Platten nnd die
aktive Masse kann sich, ohne Gestaltveränderung, ausdehnen.
>) Elektrotechnische Zeitschrift, Berlin, 1887, Seite 144.
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— 57 —
4, Der Sammler von Correns. Das Bleigitter der Platten,
besteht aus einer Gitter-Doppelplatte ; letztere hat die Form zweier,
mit rechtwinkeligen Maschen versehenen, gegen einander versetzten,
M
-KSKBa:«:«! : :
Fig. 28.
quer verspreizten und an den Rändern verbundenen Gitter» Das
Innere dieses Gerippes ist mit der aktiven Masse ausgefüllt.
5. Der Sammler von Gottfried Hagen (Kölner Akku-
mulator enwerke). Die Gitterdoppelplatten unterscheiden sich von
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— 58 —
denen der Correns-Sammler dadurch, dass die quadratischen
Öffnungen der Gitter nicht gegeneinander versetzt sind und an den
Kreuzungspunkten durch kurze cylinderische Verbindungsstücke zu-
sammenhängen.
43. Sammler mit Streifenplatten.
Der Sammler von De Khotinsky (Elektriciteits-Maat-
schappiy). Die Zellen sind entweder flach oder hoch angeordnet.
Die Elektroden bestehen aus Bleistreifen, welche tiefe Rinnen besitzen.
Die Zellen für rasche Entladung haben niedrigere Rinnen, als jene
für langsame Entladung. Innerhalb der Rinnen befindet sich die Füll-
masse. Die Ränder der Rinnen sind T-förmig, so dass diese Form
die Masse am Herausfallen hindert. Bei der flachen (niedrigen) Bauart
sind nur wenige Streifen übereinander angeordnet, bei der hohen Bau-
art werden mehrere schmale Platten zu einer hohen zusammengesetzt.
'•o^
44. Sammler mit halbfestem Elektrolyt.
Der Sammler von Schoop. Die Bleigitter der Zellen nehmen
die Füllmasse in dreieckigen Oeffnungen auf. Die Gefäße bestehen
aus Glas, Holz oder Hartgummi. Die Elektroden befinden sich anstatt
in verdünnter Schwefelsäure in einer gallertartigen Masse. Die Bestand-
theile dieser Masse sind kieselsaures Natron (Natron- Wasserglas) und
verdünnte Schwefelsäure. Bei der Mischung der genannten Bestandtheile
scheidet sich eine gallertartige Kieselsäure aus. Die in die Zelle dünn-
fltlssig eingefiillte Mischung wird schon nach einigen Stunden dickflüssig.
Dieser Elektrolyt soll insbesondere die Bildung von Kurz- und Neben-
schlüssen zwischen den Elektroden, das Herausfallen der Füllmasse, das
Fallen von Gegenständen zwischen die Elektroden und das rasche Aus-
fließen des Elektrolyt beim Zerbrechen oder Undichtwerden des Gefäßes
verhindern. Die gegen Ende der Ladung sich bildenden Gasblasen
steigen zwischen der elastischen Masse und den Elektroden nach oben.
Da sich der innere Widerstand der Zellen durch den gallertartigen
Elektrolyt erhöht, muss, zur Verkleinerung desselben, die Plattenober-
fläche vergrößert werden.
Infolge der bequemen Tragbarkeit der Zellen wären Sammler
mit halbfestem Elektrolyt insbesondere fUr den Betrieb von Strassen-
bahnen, zur Beleuchtung von Eisenbahnzügen, zur Beleuchtung und
zu dem Antriebe von Fahrzeugen u. s. w. vorzüglich geeignet.
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59 —
III. Abschnitt.
Die elektrische Beleuchtung.
1. Kapitel.
Allgemeines.
45. Das elektrische Licht. Der elektrische Strom besitzt die
Eigenschaft, einen Leiter, welchen er durchfließt, zu erwärmen. Den
Grad der Erwärmung bestimmen hauptsächUch:
1. Die Stromstärke. Die Erwärmung nimmt mit der Strom-
stärke zu.
2. Das Materiale des Leiters. Das Kupfer verträgt eine größere
Strombeanspruchung für 1 wm', als das Neusilber und erwärmt sich
deshalb bei gleichem Querschnitte und gleicher Stromstärke nicht so
stark als Neusilber.
3. Der Querschnitt des Leiters. Je größer der Querschnitt des
Leiters ist, desto geringer werden die Beanspruchung des Drahtes fiir
1 mtn^ und die Erwärmung sein.
4. Die Länge des Leiters. Je länger der Leiter angenommen
wird, desto höher steigt, bei gleicher Stromstärke, seine Temperatur.
Dieser Umstand ist von ganz besonderer Wichtigkeit für die Sicherungen
der Elektricitäts-Leiter.
5. Die Dauer der Stromwirkung. Erst nach einiger Zeit stellt sich fiir
eine bestinmite Stromstärke eine gleichbleibende, normale Erwärmung ein.
6. Die Isolation des Leiters. Die Umgebung des Drahtes (Iso-
lation) nimmt auf seine Temperatur Einfluss.
Ein isoUrter Leiter erwärmt sich durch den Strom langsamer,
als ein blanker, denn ruhende, trockene Luft ist der schlechteste
Wärmeleiter und die Isolation eines Leiters vergrößert die Abkühlungs-
oberfläche desselben.
Bewegte Luft (Wind u. s. w.) ersetzt in der Nähe eines Leiters
die erwärmten Lufttheilchen durch kältere und trägt so zur Abkühlung
des Leiters bei.
Mit der Beanspruchung eines Leiters für 1 mm^^ oder mit der Ver-
minderung seines Querschnittes, steigt die Temperatur bis zur Glühhitze.
Das von glühenden Stromleitern ausgestrahlte Licht,
heißt elektrisches Licht. .
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— 60 —
Das Licht glühender Stromleiter nennt man Glüh-
licht.
Wenn die Berührung zwischen den Theilen eines Leiters ünvoU-
kommenheiten zeigt, dann wird die Berührungsstelle heiß, verursacht
Funkenbildung und schmilzt sogar, falls der geschädigte Querschnitt des
Leiters ganz unzureichend ausfällt. Schickt man durch zwei sich berüh-
rende Kohlenstäbe einen elektrischen Strom, so wird die Berührungs-
stelle heiß, entfernt man die Kohlen von einander, so entsteht, wenn
die Stromverhältnisse ausreichend sind, durch das Abreißen von Kohlen-
theilchen und das Glühen dieser, sowie der Lufttheilchen zwischen den
Kohlen ein sogenannter Lichtbogen. Dieser Lichtbogen, welcher
durch die Unterbrechung der Berührungsstelle zwischen den beiden
Kohlen gebildet wurde, heißt Oeffnungs funke zum Gegensatze von
dem Schließungsfunken, der nur mittelst sehr hochgespannter
Ströme zu erreichen ist, wenn man die Poldrähte derselben einander
sehr nahe bringt. Auch hier erfolgt dann ein Glühen der Metall-
theilchen und der Luft zwischen den Polen.
Gassiot (1844) hat mit einer Batterie von 3520 Elementen
(Kupfer, Zink und Wasser) einen Vi l^is Vs ^^ langen Schließungs-
funken erhalten.
Das durch den Oeffnungs- und Schließungsfunken
erzeugte elektrische Licht, nennt man elektrisches Bo gen-
licht.
Für die elektrische Bogenlichtbeleuchtung praktisch verwendbar
ist nur der Oeffnungsfunke, weil zur Erzeugung von Schließungs-
funken zu hohe Spannungsdiflferenzen erforderlich sind. Die Erzeugun«:
der elektrischen Funken datirt aus der Zeit der ersten Errungen-
schaften auf dem Gebiete der Elektricitätslehre.
Humphry Davy (1821) erzeugte zuerst einen elektrischen
Lichtbogen zwischen zwei Kohlenspitzen mit einer Batterie von 2000
Elementen. Die Länge des Lichtbogens (im luftverdünnten Räume)
betrug 10 cm.
Versuche haben erwiesen, dass sowohl vom positiven Pole (der
positiven Elektrode), als auch vom negativen Pole (der negativen
Elektrode) Theilchen losgerissen werden, welche gleichsam wie dünne
Fäden den Raum zwischen den beiden Polen überbrücken. Ein Licht-
bogen zwischen einer Kupfer- und einer Silber-Elektrode zeigt, *) dass
sowohl Silber auf der kupfernen, als auch Kupfer auf der silbernen
Elektrode vorhanden ist.
^) Dr. O. Fr ö lieh, Die Lehre von der Elektrictfät und dem Magnetismus.
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— 61 —
Die Stärke des Lichtbogens ist abhängig von dem Materiale der
Elektroden. Unter Voraussetzung gleicher Stromverhältnisse entsteht
zwischen Platinspitzen ein schwacher, zwischen Zinkelektroden ein
starker und zwischen Quecksilberelektroden ein noch stärkerer Licht-
bogen. Zur Herstellung der Lichtbögen ftlr Beleuchtungszwecke dienen
Kohlen.
46, Die Fabrikation der Kohlen. Davy (1821) erzeugte den
elektrischen Lichtbogen zwischen zwei Stäbchen aus Holzkohle.
Diese Kohle hat nicht die genügende Festigkeit, einen zu hohen
Widerstand, ermöglicht kein ruhiges Licht und verbrennt sehr
rasch. Gaudoin (1828) verwendete mit Theer getränkte und aus-
geglühte Holzkohlenstäbchen. Diese Kohle war fester und hatte Metall-
klang. Foucault benützte Coakskohle in Form von prismatischen
und cylindrischen Stäben. Die Coakskohle erhält man aus den, bei
der Gasbereitung aus Steinkohlen verbleibenden, Rückständen, wenn
man dieselben in Stäbchen schneidet. Diese Kohlen sind sehr hart
und werden infolgedessen langsam verbrennen. Für praktische Zwecke
sind auch diese Kohlen nicht brauchbar, da dieselben ungleich dicht
sind und fremde Beimischungen enthalten, so dass der Lichtbogen un-
ruhig und ungleichmäßig wird.
Harte Kohlen sind leistungsßlhiger als weiche; für lange Licht-
bögen und zur Erzielung größtmöglicher Lichtmengen, sind weiche
Kohlen vorzuziehen. Zur Erreichung farbiger Lichteffekte tränkt man
die Kohlen mit Salzlösungen. Kohlen, welche ein gelbes Licht geben,
vermögen den Nebel leicht zu durchdringen und finden deshalb zur
Beleuchtung von Seen und auf dem Meere Verwendung.
Gute Kohlen haben folgende Eigenschaften:
1. Der Abbrand der Kohlen soll möglichst gering sein.
2. Oute Kohlen geben wenig Asche.
3. Schlägt man gute Kohlen gegeneinander, so geben sie Metall-
klang.
4. Gute Kohlen werden von einem Stahlmesser nicht geritzt.
5. Die Kohlen sollen nur so lange an den Spitzen rothglühen, als
sie vom Strome durchflössen sind.
6. Gute Kohlen entwickeln keine undurchsichtigen Gase.
7. Die Asche reiner Kohlen hat eine graue, die unreiner eine
röthliche Färbung.
8. Die Kohlenspitzen müssen gleichmäßig abbrennen. Bei Gleich-
strom muss sich die obere Kohle gleichmäßig und in der Mitte aus-
höhlen, die untere regelmäßig zuspitzen. Durch ein zu starkes Zu-
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— 62 --
spitzen der unteren Kohle entsteht nicht selten ein Knrzschluss des
Lichtbogens.
9. Gute Kohlen schließen die Bildung von Silikaten im Licht-
bogen, welche häufig zu dem Zischen, ja sogar zu dem Kurzschlüsse,
desselben Veranlassung geben, aus.
Unreine Kohlen erkennt man schon durch die Beobachtung eines,
an ihre Pole angeschlossenen Voltmessers. Schwanken die Angaben
des Voltmessers regelmäßig innerhalb enger Grenzen, in der Nähe einer
bestimmten Einstellung, so lauft die Dynamo ungleichmäßig, schwanken
die Angaben des Voltmessers unregelmäßig, innerhalb weiter Grenzen,
so ist die Kohle unrein. Das ungleichmäßige Laufen der Dynamo ist
in der Regel auf den Antriebsmotor oder auf das Schleifen des Rie-
mens zwischen Dynamo und Motor zurückzufahren.
Als Rohstoff für die Fabrikation der Kohlenstifte finden in jüngster
Zeit hauptsächlich Graphit, Kienruß, und Retortenkohle Coaks-Ver-
wendung. Krystallinischer Graphit enthält bis 98®/o Kohlenstoff und
eignet sich zur Fabrikation der Kohlen vorzüglich. Kienruß nimmt
sehr leicht Gase in sich auf. Retortenkohle kann nur mit großem
Kostenaufwande von ihren Unreinigkeiten befreit werden.
Erst durch die Herstellung künstlicher Kohlen, die aus einer
Masse gepresst werden, gelang es £Ür praktische Zwecke entsprechende
Kohlen zu erzeugen.
Von den vielen Verfahren der Fabrikation solcher Kohlen seien
hervorgehoben:
1. Verfahren. Coaks oder Graphit werden fein gepulvert und um
sie von Silikaten und Erden zu befreien, welche ein unruhiges Brennen
des Lichtes verursachen, in alkalischen Lösungen gewaschen und mit
flüssigen Kohlenwasserstoffen, Syrup und Theer in einer Knetmtihle zu
einem gleichmäßigen Brei gemengt« Der
Brei wird entweder in einer Presse oder
in Formen, Fig. 29, welche aus zwei, mit
halbkreisförmigen Rinnen versehenen, Theilen
Fig. 29. bestehen, zu cylindrischen Stäbchen geformt.
Durch den letzteren Vorgang sollen die
Kohlen ein gleichmäßigeres Geflige erhalten. Die Kohlenstäbchen lässt
man trocknen und da dieselben jetzt noch nicht genügend fest sind,
werden sie mehrmals mit Theer getränkt in feuerfeste Tiegel, die mit
Kohlenpulver gefüllt sind, gebracht und in Glühöfen der Glühhitze
ausgesetzt. Dieser Vorgang ist so oft zu wiederholen, bis das Gefiige
und die Festigkeit der Kohlen entsprechen.
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— 63 —
Wird das Material der Kohlen durch das obige Waschen nicht
vollständig von den Silikaten und Erden befreit, so ist das Licht un-
ruhig, das Schmelzen der Silikate beginnt, es tritt Kieselsäure, in Form
von halbkugelfbrmigen Tröpfchen, aus der Kohle in den Lichtbogen
und wenn dieselbe in den stärker erwärmten Theil desselben gelangt,
erfolgt das sogenannte Zischen des Lichtbogens.
2. Verfahren.^) Möglichst reiner Kohlenstaub wird, mit Gummi
als Bindemittel, zu einem Brei angemacht und durch Ausziehen,
Schneiden oder Druck in Stäbchen geformt. Das Verfahren mittelst
Druck gibt dichtere und geradere Stifte, deren Querschnitt jedoch
unregelmäßig ist. In einem Ofen werden dann die Stäbchen unter
Luftabschluss weitgehendst ausgegltiht, um die Kohle von kohlenwasser-
stoflFhaltigen Gasen zu befreien, welche den Lichtbogen verlängern,
schwächen und unbeständig machen. Die Stäbchen werden weiters in
eine warme Zuckerlösung getaucht und um das Eindringen der
Lösung in die Poren derselben zu erleichtern, nach und nach abge-
kühlt, dann in einem geschlossenen Gefäße so lange der äußeren
Karbonisirung (Verkohlung) unterzogen, bis sie die erforderliche
Festigkeit besitzen. Schließlich trocknet man die Stifte in einem GefUße
etwa 15 Stunden bei einer Temperatur von 170^ C.
Um den Widerstand der Kohlen zu verringern, werden dieselben
von einigen Fabrikanten mit galvanoplastischen Metalltlberztigen
(zumeist Kupfertiberzügen) versehen.
Die Kohlen flir Bogenlampen zerfallen in sogenannte Homogen-
und Docht-Kohlen. Die ersteren haben eine gleichmäßige Dichte
(ein gleichmäßiges Gefbge). Die Dochtkohlen, deren Kerne aus einem
weniger dichten Materiale bestehen, werden nur als positive Kohlen
verwendet, um die Kraterbildung am positiven Pole zu vermehren
und am richtigen Orte (in der Mtte der positiven Kohle) entstehen zu lassen.
Mit der Fabrikation der Kohlen haben sich zuerst Carre in
Paris und Gebrtlder Siemens in Charlottenburg befasst.
47. Anordnung der Kohlen. Die beiden Kohlen, zwischen
welchen der Lichtbogen entstehen soll, werden praktisch übereinander
angeordnet.
Bei Gleichstromlampen nimmt man die obere'Kohle als die positive
Kohle an, weil der Krater derselben einen Reflektor flir das Licht
bildet und dasselbe nach unten und seitwärts reflektirt. Man erkennt
die richtige Anordnung der Kohlen bei Bogenlampen weiters durch
das starke Glühen der positiven Kohle und daraus, dass bei verkehrter
1) Gerard (Kareis und Peukert), Elemente der Elektrotechnik.
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— 64 —
Anordnung der Kohlen das Licht nach oben geworfen wird, was in
«inem geschlossenen Räume, an einer großen Helligkeit der Fläche über
der BogenlampCj ersichtlich ist.
Bei Wechselstrom werden die beiden Kohlen gleichmäßig
zugespitzt und abgenützt.
48. Die Lichtvertheilung. Die Bilder der Lichtvertheilung bei
Gleich- und Wechselstrom sind in den Figuren Fig. 30 und Fig. 31
veranschaulicht.
1S5
I
ISO L-
I
I
I
255 270 ,.
* ^^ J^XViVv^-" i
150\
90 75
Fig. 80,
H5
Fig. 81.
Bei Gleichstrom Fig. 30 tritt die größte Helligkeit (das Maximum
der Helligkeit) unter (Jen Winkeln von 30® bis 50® gegen die senkrechte
Stellung der Kohlen auf.
Bei Wechselstrom, Fig. 31, ist die Lichtvertheilung nach den
verschiedenen Richtungen des Raumes gleichmäßig.
49. Der Durchmesser der Kohlen hängt hauptsächlich von der
Stromstärke ab. Starke Kohlen nützen sich weniger ab, besitzen jedoch
verhältnismäßig eine geringere Leuchtkraft. In Gleichstromlampen wird
die obere Kohle etwa doppelt so stark abgenützt, als die untere und
muss deshalb entweder doppelt so lang oder besser von doppeltem
Querschnitte sein. Doppelt lange Kohlen verlängern unnöthig die Bogen-
lampen. Glüht die Kohle auf einer zu langen Strecke, so wird der
Widerstand derselben erhöht.
Der Durchmesser der Kohle muss deshalb mindestens
so groß sein, dass die Glühstrecke keine wesentliche
Widerstandsvermehrung zur Folge hat.
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— 65 —
50. Die Bogenlänge. Je nachdem der Lichtbogen zu groß oder
zu klein ist, wird das Licht unruhig sein oder die negative Kohle
einen zu grofien Schatten werfen. Die Länge des Lichtbogens bei den
Stromstärken von 3 bis 100 Ampere und den entsprecheoden
Spannungen von 35 bis 55 Volt sind in der folgenden Tabelle, nach
meinen praktischen Erfahrungen, zusammengestellt. Die diesbezüglichen
Versuche stammen aus dem Jahre 1888; sie wurden für hohe Strom-
stärken mittelst eines großen Reflektors der Firma B. Egger & Co.^
welcher, anlässKchder Jubiläums-Gewerbe-Ausstellung (1888),
von mir auf der ersten Laterne der Rotunde, im k. u. k. Prater
in Wien, zur Effektbeleuchtung aufgestellt und dirigirt wurde,
ansgefiihrt.
51. Die Spannung zwischen zwei Kohlen. Die Grenzen für
die Spannung des elektrischen Lichtbogens liegen bei Gleichstrom
zwischen 30 und 58, bei Wechselstrom zwischen 25 und 30 Volt.
Kohlen für Gleichstrom.
Die oberen und unteren Kohlen sind gleicli lang.
Durchmesser
in mm
Docbtkohle
Oben
Homogen-
kohle
Unten
Licht-
bogen-
Länge
Strom-
stärke
in
Amp^e
Span-
nung in
Volt
Nonnal-
Keraen
Brenndauer
in Stunden
bei
200ffliR
LiLDge
bei
260 mm
Länge
bei bei
SOO mm 850 mm
Länge I Länge
8
It
16
18
19
20
21
22
24
26
26
28
30
32
34
36
38
40
42
44
46
48
60
6
7
10
11
12
13
14
16
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
80
11
1-6
2
2-5
3
8'5
4
4-6
6
6-5
6
6-5
7
7-5
8
8-5
9
96
10
JO-5
11
11-6
12
16
3
6
.8
10
14
17
23
80
36
40
45
60
65
60
65
70
75
80
86
90
95
100
32
35
88
89
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
63
64
65
56
67
68
120
250
600
850
1150
1700
3200
3000
6
8-
10
10
10
10
10
10
10
1
1
1
1
1
1
1
12
:i2
12
12
12
12
12
7-5
9
11
14
18
16
18
16
13
16
18
16
13
16
18
16
13
16
14
17
14
17
14
17
14
17
14
17
14
17
14
17
15
18
15
18
16
18
15
18
15
18
15
18
16
18
10-5
15
18
18
18
18
18
18
18
19
19
19
19
19
19
19
20
20
20
20
20
20
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Krstsert, Elektrotechnik. II.
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DocHtkohlen für Wechselstrom.
Durch-
messer
in mm
Licht-
bogen*
L&ige
Strom-
stärke
in
Ampt&re
Spannung^
in Volt
Brenndauer in Stunden
bei 200 «m
liftnge
bei 260 mt
Länge
bei 850 m
Lange
7
8
9
10
18
14
16
£0
83
86
1
1-2
1-5
18
8
81
8-2
8-6
87
8
8
46
6
9
18
16
20
80
40
60
86
26
25
26
26
27
28
29
80
81
7
7
7
7
7
8
9
9
10
10
9
18
9
12
9
12
9
18
9
18
10
^* 1
11
16
18
16
18
18
14
18
Bei Wechselstrom verwendet man flir die obere nnd untere
Kohle gleichstarke und gleichlange Dochtkohlen.
Je kleiner man die Lichtbogenlänge einstellt, desto mehr nähert
sich die blaue Farbe des WechselstromUchtbogens der weißen Farbe
des GleichstromUchtbogens.
52. Den Widerstand des Lichtbogens ^) berechnet man aus dem
Ohm'schen Gesetze
W = ~, d. h. der
„^., , ,, 11^.1 T-t.i Spannung an den Kohlenspitzen.
Widerstand des elektrischen Lichtboffen8= -t^ f—i — - — i — t
^ Stromstärke in der Lampe.
IL Kapitel.
Lampenregulatoren.
53. Eintheilnng. Die Lampenregulatoren" sind nach der Art der
Regulirung :
1. Handregulatoren.
2. Elektrische Kerzen.
3. Mechanische Regulatoren.
^) Grandlegende Arbeiten über den Widerstand des Lichtbogens haben rejüifit:
Edlund, Poggend. An. Bd. 181, Seiten 686 ff.
O. Fr öl ich, Elektrotechnische Zeitschrift, 1883, Seite 160.
Wilhelm Peukert, Zeitschrift fUr Elektrotechnik, 1886, IV. Heft.
F. Uppenborn, Centralblatt für Elektrotechnik, 10 Bd. Seite 102 und Elektro-
technische Zeitschrift, 1890, Seite 138.
M. Schreihage, Centralblatt für Elektrotechnik, 10. Bd. Seite 640 n. Andere,
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i
67 —
54. Die Handregulatoren. Beim Handgebranche werden die
Kohlen der Bogenlampen einander bis zur Berührung genähert, beim
Einschalten auf den normalen Lichtbogen eingestellt und ihrem Ab-
brennen entsprechend genähert. Diese Regulatoren finden bei Effekt-
beleuchtungen als Reflektoren in Theatern, Ausstellungen, zu Projek-
tionszwecken u. s, w. Verwendung.
55. Elektrische Kerzen. Die
beiden Kohlen der elektrischen Kerzen
stehen parallel nebeneinander. Der
Lichtbogen bleibt nur dann gleich lang,
wenn die beiden 'Kohlen gleichmäßig
abbrennen. Diese Apparate bedingen
Wechselstrom. In der Jablochkoff-
schen Kerze, Fig. 32, ist der Zwi-
schenraum zwischen den Kohlen K^
xmä jK", mit einer Mischung, bestehend
aus Gips und schwefelsaurem Baryt,
ausgefüllt. Dieses Isolationsmaterial
verflüchtigt sich beim Abbrennen der
Kohlen. Der Widerstand zwischen den
beiden Kohlenspitzen ist sehr groß xmd
muss, wenn der Lichtbogen entstehen
soll, durch Kohlenpulver oder ein
anderes leitendes Materiale überbrückt
werden. Durch die Klemmen C^ und
Cj und die metallenen Hülsen Hi und
H^ wird den Kohlen K^ und K^
Wechselstrom zugeführt.
Die Nachtheile dieser Kerze sind :
1. Die kurze Brenndauer (etwa
2 Stunden).
2. Ein automatisches Selbsteinschalten dieser Kerze nach dem
Versagen derselben ist ausgeschlossen.
3. Die Leuchtkraft hat einen geringeren Wert als bei den Bogen-
lampen.
4. Der Farbenwechsel des Lichtes, verursacht durch Unreinig-
keiten der Isolation zwischen den Kohlen.
5. Die Kerze bedingt die Anwendung von Wechselstrom.
6. Das Licht ist unruhig.
Mittelst der Jablochkoff sehen Kerze gelang es zuerst mehrere
Bogenlichter hintereinander zu schalten (das elektrische Licht zu theilen).
5*
Fig. 32.
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— 68 —
Diese Kerzen besorgten die erste definitive elektrische Straßenbeleuchtung
im Jahre 1877 in Paris, Avenue de rOp6ra. Andere elektrische
Kerzen stammen von Wilde xmd Ja min.
56. Die mechanischen Begnlatoren haben den Zweck, die
Kohlen einander bis zur Berührung zu nähern, den normalen Licht-
bogen einzustellen und zu erhalten; dieselben werden in
1. Hauptstromregulatoren,
2. Nebenschlussregulatoren und
3. Diflferenzialregulatoren eingetheilt.
57. Hauptstromregnlatoren. Die magnetisirenden Windungen
dieser Regulatoren sind, sowie die Kohlen, in den Hauptstromkreis
eingeschaltet, die Regulirung wird durch die Einwirkung derselben
auf einen Eisenkern besorgt. Fig. 33 stellt das Schaltungschema der
Hauptstromregulatoren in der einfachsten Form dar. Bei einem größeren,
als dem normalen Lichtbogen wird der Widerstand desselben größer
und die Stromstärke in den Windungen des Solenoides, sowie dessen
magnetische Kraft, kleiner. Der Eisenkern muss infolge des Ueber-
gewichtes der oberen Kohle gehoben und die letztere der unteren
Kohle genähert werden. Der Strom fließt von der positiven Klemme
durch die Spule (dicke Windungen, bemessen nach der Stromstärke
der Lampe), den oberen Kohlenhalter, die beiden Kohlen und verlässt
die Lampe bei der negativen Klemme.
Daher gehören die Lampen von Foucault und Duboscq
(1848), Archereau, Serrin, Jaspar, die Serienlampen von
R. Gülcher und Anderen. Die beiden ersten Erfinder haben
zuerst praktisch brauchbare Regulatoren konstruirt.
1. Der Regulator von Archereau, Fig. 34, zeigt die
einfachste Ausführung des Wesens der Hauptstromregulatoren. Die
untere Kohle steht in fester Verbindung mit dem Eisenkerne E'^ durch
das Gewicht G wird dieselbe im stromlosen Zustande gegen die obere
Kohle gedrückt. Sobald der Strom die Lampe durchfließt, zieht das
Solenoid den Eisenkern E in seine Höhlung und bildet den Lichtbogen.
Den Stromverlauf machen in der Zeichnung die Pfeile ersichtUch.
2. Die Lampe von Jaspar, Fig. 35. Der obere Kohlenhalter
Äi ist durch eine Schnur S mit dem Umfange der Rolle B^ verbunden,
welche mit den Rollen i?^ und JR3 auf einer gemeinschaftlichen Welle
aufmontirt erscheint. Die Rolle B^ wird mit dem Träger der unteren
Kohle durch eine, zu der früheren Schnur entgegengesetzt verlaufende,
verbunden, so dass die Kohlenhalter mit einander in fester Verbindung
sind. Im stromlosen Zustande sitzt die obere Kohle infolge des eigenen
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H
'T
Figr- BS.
A.
A
A
1
^
'TM
^^^g^^^-S'^^
Fig. 84.
Fig. 35.
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70
und des Gewichtes ihres Halters auf der unteren Kohle. Der Strom
tritt bei der positiven Klemme ein, durchfließt den oberen Kohlenhalter
(derselbe ist von dem Gestelle der Lampe isolirt), die obere und untere
Kohle, erhält bei der Schraube k Kontakt mit dem Lampengestelle,
durchfließt das Solenoid E und geht zur negativen Klemme. Das
Solenoid zieht den Eisenkern an und bildet den Lichtbogen, während
das Uebergewicht des oberen Kohlenhalters über den unteren die
Berührung der Kohlen aufrecht zu erhalten sucht. Die Einstellung auf
einen bestimmten, normalen Lichtbogen wird durch das Gewicht G
besorgt, welches durch eine, in der Figur ersichtUche, Schnur mit der
Rolle JZg in Verbindung steht und die untere Kohle nach abwärts zieht.
Die Einwirkung eines Solenoides auf einen Eisenkern hängt von der
Lage desselben, ab ; sie ist am größten, wenn sich der Eisenkern außer-
halb der Mitte des Solenoides befindet. Den Einfluss der Stellung des
Solenoides gleicht ein excentrisches Gegengenwicht g an der Rolle R^
aus. Da sich die Radien der Rollen R^ und J?, wie 2 : 1 verhalten, so
ist das Verhältnis der Geschwindigkeiten der Bewegungen der positiven
und negativen Kohle wie 2 : 1, was mit dem doppelt raschen Abbrennen
der positiven Kohle übereinstimmt. Die Quecksilberbremsen ^i und Q^
sind zur Dämpfung der Bewegungen mit der oberen, beziehungsweise
unteren Kohle in fester Verbindung.
58. Nebenschlassregulatoren. Fig. 36 zeigt das einfachste
Bild eines Nebenschlussregulators ; derselbe besteht aus einem Solenoid S
in dessen Höhlung ein Eisenkern,
frei beweglich hineinragt. An dem
Eisenkerne ist ein Hebel befestigt,
welcher auf der, dem Eisen-
kerne entgegengesetzten, Seite
eines Drehpunktes D den, dem
unteren Kohlenhalter gegenüber
befindlichen, oberen Kohlenhalter
trägt. Das Reguliren der Lampe
besorgt das Solenoid S (mit vielen
Windungen eines dünnen Drahtes}.
Der in die Lampe, bei der positiven Klemme, eintretende Strom theilt
sich in zwei, durch die Klemmen der Lampe parallel geschaltete.
Zweige, den Hauptstrom J und den Nebenschlussstrom i. Der Haupt-
strom J durchfließt die beiden Kohlen, der Nebenschlussstrom i geht
durch die Windungen des Solenoides zur negativen Klemme. Der
Strom i ist der Spannung des Lichtbogens proportional. Sitzen die
Fig. 36.
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beiden Kohlen aufeinander, so erhalten die Spannung des Lichtbogens
und der Strom * einen ganz geringen Wert, der Eisenkern hebt sich
mid stellt den normalen Lichtbogen ein. Bei zu großem Lichtbogen
dagegen, steigen die Spannung deg^ Lichtbogena und die Stromstärke
I, das Solenoid zieht den Eisenkern stärker an und stellt den normalen
Lichtbogen ein. Diese Lampen reguliren daher im Gegensatze zu den
Hauptstromregulatoren, deren ReguUrung auf der Erhaltung gleicher
Stromstärke beruht, auf gleiche Spannung (35 bis 50 Volt) des Licht-
bogens.
Das Solenoid S ist bei den meisten Nebenschlusslampen durch
einen Elektromagnet ersetzt, welcher vermittelst eines Ankers einen
oder beide Kohlenhalter in Bewegung setzt und dadurch den Abstand
der Kohlenspitzen verkleinert.
Die Bildung des Lichtbogens besorgt auch häufig ein, in den
Hauptstromkreis eingeschalteter, Elektromagnet mit wenigen Windungen
eines dicken Drahtes.
Sobald der Strom die Kohlen durchfließt, reißt dieser Elektro-
magnet einen Anker an und stellt den Lichtbogen ein.
1. Die Flachdecklampe von Siemens & Halske, Fig. 37
bis 39, ist für reine Parallelschaltung, sowie für die Parallelschaltxmg
von Gruppen paarweise hintereinander geschalteter Lampen geeignet.
Sic trägt ihren wirksamen elektrischen Mechanismus auf einem
messingenen, mit einer flachen cylindrischen Schutzkappe bedeckten
Teller T, Fig. 37. Die Lampe wird nach einfacher Einstellung auf
die gewünschte Stromstärke, sowie geeignetem Einstellen der Kohlen-
halter und Einsetzen passender Kohlen für Stromstärken von 3 bis
12 Ampere benützt. Der wirksame elektrische Mechanismus besteht
aus 2 Theilen, von welchen der erste zum Anzünden, der zweite zum
Nachschieben der oberen Kohle dient. Der erste Theil wird durch
einen, vom Hfiuptstrome durchflossenen, stehenden Elektromagnet H
bewegt, dessen unter den Magnetschenkeln hegender Anker E mit dem
oberen Kohlenhalter durch die Leitspindel S verbunden ist, so dass sich
der Kohlenhalter bei Anziehung des Ankers, um die zur Bildung des
Lichtbogens nöthige Entfernung, hebt.
Der zweite Theil des Lampenmechanismus enthält einen, mit vielen
Windungen dünnen Drahtes bewickelten, liegenden Magnet N^ N^, der im
Nebenschlüsse zum Lichtbogen eingeschaltet und mit einem bei An-
ziehung des Ankers ^ sich selbstthätig ausschaltenden Kontakte (7 versehen
ist, wodurch bewirkt wird, dass der Anker bei genügender Erregung
des Elektromagnetes eine fortdauernde, hin- und hergehende Bewegung
anninmit. Der selbstthätige Kontakt C hat dieselbe Einrichtung; wie der
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Kontakt des im I. Theile, Seite 24, wiedergegebenen Läutewerkes. Die
obige Bewegung tritt ein, wenn die Zugkraft des Magnetes, infolge des
sich verstärkenden Stromüberganges dnrch den Nebenschluss, den Glegen-
zug der vorhandenen Arbeitsfeder F überwindet. Sobald dies geschieht,
er
m
Ol
n
/
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(D:
£)
1
lij
Fig. 87.
wird auch der durch die Nebenspule gehende Strom durch das OeflFnen des
selbstthätigen Kontaktes C unterbrochen und dadurch die magnetische
Anziehung aufgehoben; jetzt kommt der Gegenzug der Arbeitsfeder F
zur Wirkung, der unterbrochene Kontakt C schließt sich und es bethätigt
sich wieder der Nebenstrom \ der Nebenschluss- Anker tritt in Thätigkeit
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— 73 -
und das vorige Spiel der elektromagnetisclien Einrichtung beginnt von
Neuem. Durch die periodisch sich wiederholenden Oscillationen des Neben-
schlussmagnetankers wird, mittelst einer Art Friktionskuppelung, eine
Metallscheibe in ruckweise Umdrehung versetzt, indem ein um dieselbe
gelegtes Kupferband beim Anziehen des Ankers E die Scheibe loslässt
und beim Losschnellen des Ankers E die Scheibe um einen kleinen
Umdrehungswinkel mit sich herumzieht. Die Scheibe ist an einer, durch
die hohle Gestellsäule hindurchgehenden, Schraubenspindel befestigt, in
Fig, 88.
Fig. 39.
welche durch einen Längsspalt der betreffenden Säule das Querstück des
oberen Kohlenhalters mit einer Mutter eingreift. Die Schraubenmutter
kann, zum Zwecke des Verschiebens dieses Kohlenhalters, von Hand
beim Einsetzen eines frischen Kohlenstabes durch das Zurückschlagen
des kleinen Hebels K aus der Schraubenspindel gerückt werden.
Bei dieser, in ihrer Anordnung und insbesondere durch den
Vorschubmechanismus des beweglichen Kohlenhalters, eigenthümUchen
Konstruktion wurde hauptsächlich darauf Rücksicht genommen, dass der
oberhalb durch den Regulirapparat nöthige Aufbau der Lampe möglichst
niedrig ausfällt, so dass dieselbe auch in geschlossenen, niedrigen Räu-
men an der Decke aufgehängt werden kann, ohne in störender Weise
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nach unten hinabzureichen, wie dies bei den mit hohem Aufbau ver-
sehenen Lampen der Fall ist. Wegen des flachen, deckelartigen Gehäuses,
durch welches der, oberhalb der Lampe befindliche, elektromagnetische
Anlass- und ReguUrapparat geschützt erscheint, wird diese Lampe als
Flachdecklampe bezeichnet und für getheiltes Licht in Parallelschaltuiigj
sowie in paarweiser Reihenschaltung angewendet. Für Reihensclialtung
einer größeren Anzahl Lampen, ist jedoch die Diflferentiallampe vorzu-
ziehen. Die LichtbogenreguHrung bei der Flachdecklampe erfolgt, sowie
bei allen Nebenschlusslampen, durch den Nebenschluss auf gleiche
Spannung, im Lichtbogenstromkreise derartig, dass die oscillirende
Bewegung des Ankers eines, im Nebenschlüsse zum Lichtbogen einge-
schalteten, Elektromagnetes den oberen Kohlenhalter, mittelst Umdrehung
einer Schraubenspindel, vorschiebt. Die anfängliche Herstellung des
Lichtbogens besorgt ein, in dem Hauptstromzweige eingeschalteter,
Elektromagnet H mittelst Hebung der Leitspindel S.
Der untere Kohlenhalter ist fest, der obere wird von den bei-
den hohlen Säulen des Gestellrahraens geführt. In der einen dieser
Säulen befindet sich die Leitspindel S, welche zum Vorschub des
oberen, durch ein Querstück zwischen den Säulen geführten Kohlen-
halters dient. Zum Zwecke der Bewegungsübertragung ist die betreffende
Säule der Länge nach mit einem Schlitze versehen, so dass der Quer-
steg des oberen Kohlenhalters mit einer, auf der Leitspindel sitzenden,
Mutter M in Verbindung gebracht und durch Umdrehung der Spindel
zwischen seinen Führungen verschoben werden kann. Oben trägt die
Leitspindel eine eiserne Scheibe -E, welche mittelst Friktionskuppelung
oder SperrkUnken oder eines Bremsringes vom oscillirenden Anker
des Nebenschlussmagnetes N^ N^ in Umdrehung versetzt wird. Da dieser
Magnet mit vielen Windungen dünnen Drahtes bewickelt ist, so geht
bei normalem . Widerstände im Lichtbogen, d. i, bei normaler Licht-
erzeugung, infolge des hohen Widerstandes in der Bewickelung des
Nebenschlussmagnetes, nur ein sehr geringer Theil des Stromes durch
diese Bewickelung hindurch. Der Nebenschlussmagnet N^ N^ wird
unter diesen Umständen auch nur schwach magnetisch, so dass derselbe
den Widerstand der, seinen Anker zurückhaltenden, Feder F nicht zu
tiberwinden vermag; somit verbleiben der Anker, die Scheibe E und
damit die Leitspindel S in Ruhe. Die Einstellung des Lichtbogens
erfolgt ohne Mitwirkung des Nebenschlusses dadurch, dass der mit
dickem Drahte, in wenig Windungen, bewickelte Elektromagnet H
bei Inbetriebsetzung der Lampe von dem nach den Kohlen gesendeten
Strome, ohne beträchtlichen Widerstand, durchlaufen und magnetisirt
erscheint. Hierdurch wird bewirkt, dass dieser Magnet die Eisen-
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— .7.5 —
Scheibe E anzieht und somit die Leitspindel mit dem oberen Kohlen-
halter hebt, so dass sich der Lichtbogen bilden kann. Wenn sich,
infolge des Abbrennens der Kohlenspitzen, deren Entfernung allmählich
vergrößert und der Lichtbogenwiderstand wächst, so wächst die ma-
gnetische Kraft des Nebenschlussmagnetes endUch derart an, dass die-
selbe den Widerstand der Abreißfeder F überwindet und der Anker
der Anziehung folgen muss, wobei derselbe auch die Scheijje E und mit
derselben die Leitspindel S dreht. Um diese Drehung so oft zu wieder-
holen, als dies zur Erhaltung des normalen Lichtbogens nothwendig
ist, wird bei der Anziehung des Ankers durch Lösung des Kontaktes C
der Strom in der Bewickelung des Nebenschlussmagnets N^ JV, unter-
brochen, dadurch dessen Wirkung auf den Anker aufgehoben und
letzterer durch die Abreißfeder F zurückgeschnellt, so dass sich der
Kontakt C wieder schließt und das Spiel der Ankerbewegung, so oft
als es nöthig erscheint, wiederholt.
Um bei dem Einsetzen frischer Kohlenstäbe in die Lampe die
Leitspindel rasch in die Höhe schieben zu können, ist die Mutter M
aus dem Eingriffe mit dem Spindelgewinde ausrückbar eingerichtet.
Die Lampe wird in drei Größen, als große Flachdecklampe mit
400 mm Gesammtlänge der Kohlen für Gleichstrom von 6, 9 oder 12
• Ampere, als kleine Flachdecklampe mit 400 mm Gesammtkohlenlänge
für Gleichstrom von 3, 4, 5 oder 6 Ampere oder endlich auch als ver-
kürzte kleine Flachdecklampe mit 250 w?w Gesanuntkohlenlänge für
Gleichstrom von 3, 4, 5 oder 6 Ampere ausgeführt.
2. Die Bandlampe von Siemens & Halske, ^) Fig. 40 und
41. Diese Lampe hat folgende Einrichtung:
Ein schrägstehender, an seinem unteren Ende um c, Fig. 41, dreh-
bar gelagerter Rahmen r trägt die Trommel J, auf welche sich ein Ku-
pferband wickelt, ferner ein Laufwerk sammt Echappement, welches
sieh beim Abwickeln des Kupferbandes von der Trommel in Bewegung
setzen muss und endHch am oberen Ende einen Eisenanker ^, welcher
von dem Nebenschluss-Elektromagnet m angezogen wird. Die Schwer-
kraft des Bahmens r, sowie die magnetische Kraft des Elektromagnetes
wi, suchen den Rahmen abwärts zu drehen und damit den oberen Kohlen-
halter zu senken, die Abreißfeder / wirkt diesen Kräften entgegen. In
den oberen Lagen des Rahmens erscheint das Laufwerk, durch das
Uebergreifen einer Zunge der Balance a über die KUnke ^, gehemmt,
nach einer gewissen Drehung des Rahmens nach abwärts wird das
Echappement frei und das Kupferband kann sich von der Trommel
») IX R P. Nr. 42900.
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— 76 —
Fig. 40.
Fig. 41.
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allmählich abwickeki, indem der obere Kohlenhalter vermöge seiner
Schwere langsam sinkt.
Das Spiel der Lampe gestaltet sich folgend:
Nach Einschaltung der Lampe gelangt der Rahmen, infolge der
starken Erregung des Elektromagnetes, in seine tiefste Stellung, das Ku-
pferband wickelt sich von der Trommel ab, bis die obere Kohle die
untere berührt. Jetzt sinkt die Spannung an den Klemmen des Elek-
tromagnetes, die Federkraft / erhält das Uebergewicht, zieht den Rah-
men in die Höhe, es bildet sich der Lichtbogen und das Laufwerk wird
arretirt. Mit dem Größerwerden des Lichtbogens, infolge des Abbrandes
der Kohlen, wächst der Magnetismus allmählich wieder an und der
Rahmen gelangt nach einigen Minuten in die Lage, welche er nun dau-
ernd einnimmt^ und in welcher die kleinste Drehung nach unten ein
Abpendeln der Lampe verursacht; dasselbe erfolgt in regelmäßigen, kur-
zen Zwischenzeiten. Das ruhige und gleichmäßige Brennen der Lampe
bedingen eine Luftpumpe, sie vermeidet schnelle Bewegungen des Rah-
mens, eine Vorrichtung s, welche den, durch den Abbrand der oberen
Kohle verursachten, Gewichtsverlust ausgleicht, sowie die eigenthümliche
Form der Polschuhe und des Ankers.
Das Laufwerk erscheint auf einen gusseisemen Teller angeordnet
und mit einer gleichfalls gusseisernen Kappe bedeckt, welche oben die
Klemmen trägt. Die negative Klemme ist von der Kappe isolirt und
leicht an der kleinen Porzellanbüchse zu erkennen, durch welche sie
hindurchfllhrt.
Bei den Lampen mit veränderlichen Brennpunkt bildet die untere
Brücke zwischen den Führungsstangen zugleich den Kohlenhalter, der
mit einem Kugelgelenk die untere Kohlenzange trägt. Der Brennpunkt
sinkt, entsprechend dem Abbrand der unteren Kohle, allmählich immer
tiefer herunter.
Bei den Lampen mit festen Brennpunkt ist auch der untere Kohlen-
halter verschiebbar und durch zwei oben und unten über Röllchen lau-
fende Ketten mit dem oberen Kohlenhalter gekuppelt. Beide Kohlen-
halter können sich daher nur gemeinsam und in entgegengesetzten Rich-
tungen bewegen. Die Röllchen und Ketten sind in den hohlen Führungs-
stangen untergebracht, welche die untere Brücke tragen. Im Uebrigen
ist das Werk dieser Lampe dasselbe, wie das der Lampe mit veränder-
lichem Brennpunkt.
Die Kohlenzangen sind verstellbar eingerichtet. Sie können leicht
zur Aufnahme von Kohlen anderer Durchmesser eingestellt werden
und lassen sich an den Kohlenhaltern außerdem noch seitwärts ver-
schieben, tun ein genaues Gegenüberstellen der Mittelachsen der Kohlen
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zu ermöglieheri. Die untere Zange 'besitzt tlberdies ein Engelgelenk. Die
Bandlampe findet ohne Weiteres in Parallelschaltung Verwendung. Bei
Gleichstrom ist bei einer Betri^hsspaimung von 65 Volt jede LAmpe ,
einzeln, bei 110 Volt dagegen sind je zwei Lampen hintereinander zu |
schalten. Die Bandlampe für Wechselstrom kann man bei 100 Volt gut
zu dreien hintereinander schalten, da ihre Spannung einzeln nur 26 Yolt
beträgt. I
Zum Betriebe von hintereinander geschalteten Lampen ist eine
Nebenschlussmaschine zu benützen, da die Kohlen nur zur Berühnm^
gelangen, wenn die Lampen zwiischen ihren Klemmen eine höhere, als
die normale. Spannung erhalten.
Die Lampen fär Gleichstrom können auch mit einer Kurzschlass-
vorrichtung versehen werden, die beim Versagen einer Lampe das Ver-
löschen der übrigen verhütet. Diese Vorrichtung besteht in der Ver-
einigung zweier Elektromagnete und hält die Klemmen der Lampe so-
lange geschlossen, als der Strom nicht durch die Kohlen gehen kann,
wogegen sie den Kurzschluss sofort wieder aufhebt, wenn die Kohlen
einander berühren. Die Anwendung dieser Kurzschlussvorrichtung setzt |
voraus, dass der Lampenstrom auch beim Verlöschen mehrerer Lampen
nicht zu stark anwachsen kann. Bei weniger als sechs Lampen, die
hintereinander von einer konstanten Spannung gespeist werden, muss
die Vorrichtung daher fortbleiben. j
Das gute Arbeiten der Bandlampe hängt vor Allem von der
guten Beschaffenheit des Kupferbandes und von dem Grade der Rein-
lichkeit ab, in dem die Lampe erhalten wird. Man fasse daher die
Lampe beim Tragen stets nur an den festen Theilen an und trage sie
aufrecht, so dass das Kupferband gespannt bleibt. Beim Einsetzen
neuer Kohlen reinige man die Lampe mit einem Handfeger vom
Staub. Der obere Kohlenhalter darf nicht, wie es vielfach geschieht,
mit Gewalt in die Höhe gerissen werden, sondern er ist langsam zu
heben, damit das Kupferband gespannt bleibt. Bei der Lampe mit
festem Brennpunkt führe man den unteren Kohlenhalter mit gelindem
Druck nach unten. Beim Herausziehen der Kohlenreste sind die
Kohlenhalter festzuhalten, damit das Laufwerk nicht in Thätigkeit
tritt. Die neuen Kohlen sind einander möglichst genau gegenüber zu
stellen. Hierzu dient ein am unteren Kohlenhalter angebrachtes Kugel-
gelenk. Die obere Kohle ist endlich soweit herabzuziehen, bis sie
sich mit der unteren berührt.
Bei Gleichstrom hat man besonders darauf zu achten, dass die
Lampe nicht mit falschen Polen brennt, weil hierbei leicht, in Folge
des stärkeren Abbrennens der positiven Kohle, der untere Kohlenhalter
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zusammenschmilzt. Man erkennt eine Verwechslung der Pole leicht
an der Beleuchtung der GlsÄglocke, sowie an der Form, welche die
Kohlenspitzen annehmen. Wenn die Pole richtig sind, so brennen
beide Kohlen gleich schnell ab und die obere Kohle höhlt sich an
ihrem Ende aus, während die untere, negative, eine Spitze erhält. In
Folge dessen bleibt der obere Theil der Glocke ziemlich dunkel, während
der untere Theil scharf beleuchtet und von dem oberen, durch eine
deutlich sichtbare Linie, getrennt erscheint.
Soll die Lampe für eine andere Stromstärke eingestellt werden,
so sind zunächst die Kohlenzangen für die neuen Kohlen passend her-
zurichten, was ohne Mühe mit Hilfe eines Schraubenziehers geschehen
kann. Es ist noch zu beachten, dass man eine geeignete Verschiebung
der Kohlenzangen solange vornimmt, bis die Mittelachsen der neuen
Kohlen in eine Gerade fallen. Sodann wird die Lampe auf die neue
Spannung einregulirt. Dies geschieht lediglich durch das Verstellen der,
von Außen mit einem Schraubenzieher zugänglichen, Sehraube A.
Diese Schraube ist auch in der fertigen Lampe äußerlich ebenso zu-
gänglich gemacht; sie befindet sich vorne an der Kappe, rechtsseitlich
von der Mittellinie, etwas oberhalb einer Befestigungsschraube der
Kappe. Dabei entspricht einem Rechtsdrehen eine Vergrößerung des
Lichtbogens und der Spannung, einem Linksdrehen eine Verkleinerung
des Lichtbogens und der Spannung. Bei dieser Einstellung wird in
der Regel der Fehler gemacht, dass man die Schraube um zu große
Winkel dreht. Die Drehung soll nur ganz klein sein, etwa ein
Zwanzigstel Umdrehung. Nach jeder einzelnen Drehung ist zu warten,
bis die Lampe, ohne Erschütterungen ausgesetzt zu sein, von selbst
abpendelt. Kurz, vor dem Abpendeln erreicht die Spannung der Lampe
ihren größten Wert, gleich nach dem Abpendeln ihren kleinsten Wert
(die normale Spannung). Die Verstellungen der Schraube sind, bis zur
Erreichung der gewünschten Spannung, zu wiederholen. Selbstver-
ständlich hat man den Vorschaltwiderstand, der neuen Stromstärke
entsprechend, einzustellen.
Die Bandlampe wird in folgenden Formen ausgeführt:
1. Für Gleichstrom.
d) Kleinste Bandlampe für Ströme von 1 bis 3 Ampere.
b) Kleine Bandlampe für Ströme von 3 bis 9 Ampere.
c) Große Bandlampe für Ströme von 10 bis 35 Ampere.
Siemens und Halske bauen diese Lampe in vier verschiedenen
Längen, die bei mittleren Stromstärken den Brenndauern von 10, 13^
16 und 18 Stunden entsprechen.
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- 80 —
2. Für Wechselstrom.
a) Kleinste Bandlampe fiir Ströme von 1*4 bis 1*5 Ampere (in
Vorbereitung.)
b) Kleine Bandlampe fttr Ströme von 3 bis 16 Ampere.
c) Große Bandlampe fiir Ströme von 17 bis 35 Ampere.
Diese Lampe wird in drei Längen ausgeführt die, bei mittleren
Stromstärken, den Brenndauern von 7, 9 und 12*5 Stunden entsprechen.
3. Mit Vorrichtung für festen Brennpunkt für Gleichstrom oder Wech-
selstrom, als kleine und große Bandlampe.
Die Stärke einer Lampe wird am besten nach der Stromstärke
angegeben, da die Lichtstärke, unter verschiedenen Winkeln gegen die
Horizontale gemessen, eine sehr verschiedene ist (Seite 64, § 48).
Bei Gleichstrom wird das Licht fast nur nach unten, und zwar
in größter Stärke unter einem Winkel von etwa 40® gegen die Hori-
zontale, ausgestrahlt; bei Wechselstrom wird ebensoviel Licht in geneigter
Richtung nach oben, wie nach unten, aber ziemlich wenig in horizon-
taler Richtung geworfen. Hier empfiehlt sich daher in der Regel die
Anwendung eines Reflektors.
An Normalkerzenstärke rechnen Siemens und Halske bei
Lampen mittlerer Stärke überschlagsweise für je 1 Ampere
100 N K bei Gleichstrom und
60 „ „ Wechselstrom.
Dafür bedarf der Lichtbogen im Mittel eine Spannung von
40 Volt bei Gleichstrom und
26 „ „ Wechselstrom.
In der kleinsten Bandlampe ist es gelungen, eine Lampe f&r
sehr schwaches Bogenlicht herzustellen. Sie hat, sammt Vorachalt-
widerstand, bei einer Stromstärke von einem Ampere, etwa denselben
Energieverbrauch und dieselbe Kerzenstärke, wie eine 16-kerzige Glüh-
lampe. Mit 1*5 bis 2 Ampere Stromverbrauch erscheint diese Lampe für
sehr viele Zwecke vorzüglich geeignet.
Damit eine Wechselstromlampe ein ruhiges Licht liefert, muss
der Wechselstrom eine genügende Anzahl Wechsel besitzen. Als
die Grenze für ruhiges Licht gilt bei jeder beliebigen Lampenkon-
struktion eine Wechselzahl von 50 ganzen Wechseln in der Sekunde,
entsprechend 6000 Polwechseln der Maschine in der Minute. Unter-
halb dieser Wechselzahl erzeugt Wechselstrom stets ein flimmerndes
Licht, wie auch der Lampenraechanismus beschaffen sein mag.
Die Bandlampe zeichnet sich durch den Fortfall des Hauptstrom-
elektromagnetes aus, der bei den meisten Nebenschlusslampen zur Bil-
dung eines Lichtbogens nöthig war. Die Lampe kann deshalb, weil
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81
eine bestimmte Stromstärke zur Bethätignng des Hauptstrommagnetes
nicht erforderlich ist, auf beliebige Stromstärken eingestellt werden.
Ihren Namen fährt die Lampe nach dem Kupferbande, das den oberen
Kohlenhalter trägt und diesem
den Strom zufährt.
3. Die Nebenschluss-
lampe von B. Egger & Co.,
Fig. 42, stellt eine einfachste
Bogenlampe, welche eine Thei-
lung des elektrischen Lichtes
durch einen mechanischen Re-
gulator erreicht, dar.
Der Hauptstrom fließt von
der positiven Klemme durch
die Kohlen und den Hauptmag-
net H^ zur negativen Klemme.
Im Nebenschlüsse zu diesem
Stromwege befindet sich die
Nebenschlussspule N. Sobald,
der Strom die Lampe durch-
fließt, wird der Anker des
Hauptmagnetes A^ angezogen
rmdi der Lichtbogen gebildet;
die Länge des letzteren hängt
von der Größe des Abstandes
zwischen den Polen des Elektro-
magnetes H und dem Anker
A^ ab. Der Nebenschlussmagnet
erhält bei zu langem Licht-
bogen mehr Strom, da jetzt der
Widerstand des Lichtbogens
und somit die Spannung an
den Klemmen der Lampe größer
werden, zieht seinen Anker A^
an und unterbricht den Neben- Fig. 42.
Schlussstrom. Eine Feder F^
bringt den Anker A^ in seine ursprüngliche Lage zurück, so dass der
vStromkreis wieder geschlossen ist und das Spiel zwischen dem Anker A^
und dem Pole Pj von Neuem beginnt. Durch die so entstehende, hin-
und hergehende Bewegung werden das Zahnrad Z und die damit fest
verbundene Leitspindel bewegt; die letztere ist in der hohlen Säule R
Kratx ext, Elektrotechnik. II. 6
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— 82 —
gelagert und greift in das Muttergewinde G des oberen Eohlenträgers
ein. Beim Einsetzen der Kohlen wird das Muttergewinde, von Hand aus,
von der Schraubenspindel abgehoben und der obere Kohlenhalter hinauf-
gesehoben. Der Anker A^ darf mit den Polen des Elektromagnetes
N^ der freien Beweglichkeit halber, nicht in Berührung treten; zur
Erzielung dieser freien Bewegung des Ankers A^ ist es erforderlich,
dass die Pole des Magnetes N mit unmagnetischen (Kupfer-, Pressspan-
u. s. w.) Stiften versehen sind, welche etwa 0*5 mm aus den Polen
hervorragen.
Die Lampe regulirt bei genauer mechanischer Ausftlhnmg bei
verschiedenen Spannungen (35 bis 50 Volt), unter den folgenden Bedin-
gungen, zufriedenstellend:
1. Der Lichtbogen muss die der Spannung entsprechende Lfinge
haben.
2. Der Hub des Ankers -4j, begrenzt durch die Schraube S und
den Pol Pi, ist durch die Feder F^ so einzustellen, dass der Sperr-
kegel s, bei einem Hin- und Hergange des Ankers A^^ nur einen Zahn
des Rades Z nimmt.
3. Beim Anliegen des Ankers A^ an den Stiften des Poles Pj
soll der Kontakt zwischen der Feder Pj und der Schraube S gerade
gelöst sein (der Abstand derselben etwa 0'5 mm betragen).
Diese Einstellungen müssen schon ohne Strom vorgenommen werden.
Mit Strom ist weiters nur die Einregulirung auf eine bestimmte Spannung
mittelst eines, an die Klemmen der Lampe angeschlossenen, Voltmessers
zu besorgen. Je nachdem die Feder F^ stärker angespannt oder nach-
gelassen wird, regulirt die Lampe bei höherer oder niederer Spannung.
Mit einem Kontaktmagnete versehen, welcher anstatt der Lampe
einen, dem Widerstände derselben entsprechenden, Ersatzwiderstand
automatisch einschaltet, hat sich die Lampe auch für Hintereinander-
schaltung bewährt.
Diese Lampen werden in verschiedenen Größen für 3 bis 21»
Ampere gebaut und haben einen niedrigsten Oberbau.
3. DieLampefür Parallelschaltung von Piette-Kf izik
hat den, aus der Fig. 43 ersichtlichen, Stromverlauf. Der Strom fließt
von der positiven Klemme zum oberen Kohlenhalter, durch die obere
und untere Kohle, durch die Hauptspule H zur negativen Klemme,
der Nebenstrom von der positiven Klemme durch die Nebenschlossspule
zur negativen Klemme.
Sind beim Einschalten der Lampe die Kohlen von einander ent-
fernt, so zieht die Nebenspule den Kern K^ an und bringt die Kohlen
miteinander in Verbindung. Dadurch ist der Hauptstromweg gesehlossen:
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sodann wird, durch das Anziehen des Kernes
Kg, von der Hanptspule H der Lichtbogen
gebildet und, durch die gegenseitige Wirkung
der Spulen H und JV, gleich lang erhalten.
Es ist besonders darauf zu achten,
dass sich die Gleitrollen JB^, jßa, -Bg und R^
nicht reiben.
Ist die Schnurlänge richtig und der
Lichtbogen bei langen Kohlen größer, als bei
kurzen, so müssen die beiden Eisenkerne in
den Kohlenhalterrohren etwas in die Höhe
geschoben werden; ist der Lichtbogen bei
langen Kohlen kleiner, als bei kurzen, so
müssen die Kerne gesenkt werden. Das
Verschieben wird in diesem oder im ent-
gegengesetzten Sinne, Beobachtungszeiten
von mindestens je 10 Minuten vorausgesetzt,
so oft vorgenommen, bis die Lampe bei
langen und kurzen Kohlen mit gleichem,
normalen Lichtbogen brennt.
59. Differentiairegnlatoren. Die sche-
matische Zeichnung in Fig. 44 stellt die
wesentlich wichtigsten Bestandtheile der
Differentialregulatoren und den
Stromverlauf in denselben dar. { | :
Diese Lampen haben, sowie \
die Nebenschlusslampen, zwei /"
Stromwege zwischen den Klem- j^ \
men. Im Hauptstromkreise
herrscht die Stromstärke Y,
im Nebenschlüsse fließt der
Strom t. Der Hauptmagnet _
besteht aus wenigen Windun- yi^. 44.
gen eines dicken Drahtes (der
Durchmesser des Drahtes ist nach der Stromstärke der Lampe zu
berechnen), der Nebenschlussmagnet aus vielen Windungen eines dünnen
Drahtes. Der wesentliche Unterschied zwischen der Nebenschluss-
und der Differentiallampe ist der, dass die beiden Spulen auf denselben
Eisenkern oder auf mit einander verbundene Eisenkerne einwirken.
Ist der Lichtbogen zu groß, so wird der Widerstand des Hauptstrom-
6*
Fig. 48.
^j3
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kreises größer und die Stromstärke desselben kleiner, während im
Nebenschlussmagnete die Stromstärke, also auch die magnetisirende
Ejraft, wächst. Die magnetisirende Kraft des Nebenschlussmagnetes X
wird deshalb tiberwiegen und den Eisenkern K nach aufwärts, sowie
die obere Kohle nach abwärts bewegen. D stellt den Drehpunkt der
gegenseitigen Bewegung zwischen Eisenkern und Kohle dar. Bei zu
geringem Widerstände des Lichtbogens steigt der Hauptstrom an, die
SpxJe H zieht den Eisenkern in seine Höhlung und hebt die obere
Kohle bis zur Einstellung des normalen Lichtbogens. Die endgiltige
Wechselwirkung der beiden Spulen H und N ist eine Differential-
wirkung (Wirkung der Unterschiede magnetischer Kräfte)^ Die
Differentialregulatoren reguliren demnach auf gleichen Widerstand des
Lichtbogens.
1. Die Differentiallampe von Siemens und Halske^),
Fig. 45 und Fig. 46, ist im Jahre 1878 von F. v. Hefner- Alteneck
konstruirt und 1879, während der Dauer der Berliner Gewerbe-Aus-
stellung, zur Beleuchtung der Kaisergallerie, der ersten Beleuchtung
mit getheiltem Bogenlicht, benutzt worden. Die Lampe enthält eine
untere Spule aus dickem Drahte, die Hauptstromspule, welche von dem
durch die Kohlen gehenden Strom durchflössen wird, und eine obere
Nebenschlussspule, welche mit feinem Draht bewickelt erscheint und
direkt an die beiden Klemmen der Lampe anschUeßt. Letztere durch-
fließt ein schwacher Strom, welcher der Spannung zwischen den
Klemmen proportional ist, also mit dieser stärker oder geringer wird.
Jede der beiden Spulen sucht einen und denselben Eisenkern in sich
hineinzuziehen, sodass auf diesen die Differenz ihrer Wirkungen zur
Geltung kommt; sie ftthrt deshalb den Namen Differentiallampe. Ein
Hebel trägt einerseits den Eisenkern, andererseits den, als Zahnstange
gestalteten, oberen Kohlenhalter, der mit ihm derart durch eine Kuppe-
lung verbunden ist, dass diese bei der höchsten Stellung des Elisen-
kernes gelöst wird und der obere Kohlenhalter infolge seines Gewichtes
sich gegen den unteren bewegt. Die Bewegung verlangsamt ein
Echappement mit Pendel, welches aus Fig. 45 ersehen werden kann.
Das Spiel der Lampe ist nun folgendes: Der obere Kohlen-
halter hebt durch sein Gewicht den Eisenkern in die Höhe, löst das
Echappement aus und die obere Kohle fällt soweit herunter, dass
sie die untere berührt. Wird nun Strom durch die Lampe geschickt^
*)H. Görges und K. Zickler, Die Elektrotechnik in ihrer Anwendung auf
das Bauwesen.
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80 zieht die Hauptstromspnle den Kern nach unten und hebt die obere
Kohle, sodass sich ein Lichtbogen bildet. Mit der Größe desselben
nimmt aber gleichzeitig die Spannung zwischen den beiden Kohlen
tmd mithin der Strom und die Anziehungskraft der Nebenspule zu,
bis ein Punkt erreicht ist, wo die An-
ziehungskräfte der beiden Spulen auf den
Eisenkern gleich groß sind und der Me-
chanismus zum Stillstande kommt. Wächst
der Lichtbogen wieder durch das Abbren-
nen der Kohlen, so nimmt auch die Span-
nung wieder zu, die Nebenschlussspule
zieht somit den Kern höher und höher, bis
das Echappement ausgelöst wird und die
obere Kohle etwas herabftüilt, indem das
Pendel eine halbe Schwingung ausführt.
Von da an spielt der Mechanismus in
Fig. 46.
. Fig. 46.
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— 86 —
dieser Grenzlage, was man durch, die kurzen Bewegungen des Pendels,
in ganz regelmäßigen Zwischenzeiten, erkennt. Sind die Kohlenstäbe
zu Ende gebrannt, so schaltet sich die Lampe selbstthätig aus, indem
sie den Kontakt A schließt. Es können daher die tlbrigen, in den
Stromkreis eingeschalteten, Lampen ungestört weiter brennen. Bei
Parallelschaltung der Lampen fkUt die Kurzschlussvorrichtung fort.
Die Lampe regulirt, sowie alle DiflFerentiallampen, auf konstanten
Lichtbogenwiderstand. Die Einstellung der Lampe auf denselben erfolgt
sehr einfach durch Höher- oder Tieferschieben der oberen Spule, da
ihre Einwirkung auf den Eisenkern von der Tiefe seines Hineinragens
in sie abhängt.
Neben der ersten Benützung des richtigen Wesens der Regulinmg
sind es noch einige weitere Verbesserungen des Lampenmechanismus,
welche dieser Lampe einen so großen Erfolg yerschafft haben. Während
früher die Lampen so angeordnet wurden, dass sich die Kohlen über
dem Mechanismus befanden, findet hier das Umgekehrte statt Es
wird dadurch eine fast schattenlose Lichtwirkung nach unten erzielt;
daher ist diese Anordnung fast ausschließlich verwendet worden. Da e^
ferner fllr allgemeine Beleuchtungszwecke nicht auf einen örtlich kon-
stanten Brennpunkt ankommt, so wurde zu Gunsten der Einfachheit
die untere Kohle festgestellt und nur die obere beweglich gemacht,
derart, dass der Kontakt für den Stromübergang auf die Zahnstange
mit starkem Druck und starker Reibung stattfinden kann, ohne die
zarten Regulirungsbewegungen zu behindern. Endlich gehören noch
hierher die Verwendung des obengenannten Ausschlusskontaktes und eine
Luftbremse zur Dämpfung heftiger Bewegungen.
Die Lampen werden gleich gut für Gleich-, wie für Wechsel-
strom verwendet, sie unterscheiden sich dann nur dtirch die Bewickelung
der Spulen und die Längen der zu verwendenden Kohlen von einander.
2. Die Differentiallampe von B. Egger & Co., Fig. 47,
hat folgenden Stromverlauf:
1. Der den Lichtbogen durchfließende Haupttheil des gesammten
Strommes fahrt von der positiven Klemme durch die Windungen des
Kontaktmagnetes Jlf, die Hauptspule B. und tritt bei S an das Werk
der Lainpe. Von der Zahnstange, welche die obere Kohle trägt, geht
der Strom durch die obere Kohle, den Lichtbogen und die untere
Kohle zur negativen Klemme der Lampe.
2. Ein zweiter, von den Widerstandsverhältnissen abhängiger,
verschwindend kleiner Theil des Gesammtstromes fließt durch, die
Nebenschlussspule ^.
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3. Im Falle des Versagens der Lampe wird der Hauptstromkreis
durch einen dritten Stromweg geschlossen erhalten, welcher auch vor
dem Entzünden der Lampe den Strom weiter führt. Liegt der Anker A
des Kontaktmagnetes an der Schraube «, so fließt der Strom von der
positiven Klemme durch die Spule C, den Widerstand W und geht,
! — I
Fig. 47.
mittelst einer Kontaktschraube, in die Masse des isolirten Magnet-
körpers M zur negativen Klemme.
Die Thätigkeit der Lampe ist in den folgenden drei Punkten
klargelegt:
a) Bevor sich die Kohlen berühren, fließt der Strom auf dem
oben unter 3 bezeichneten Wege, die Spule C zieht ihren Anker an,
hebt einen Rahmen und löst die Sperrung des Zackenrades und
damit des Laufwerkes aus, wodurch die obere Kohle allmählich herabsinkt.
b) Lm Augenblicke der Berührung der Kohlen geht Strom durch
den Weg 1, der Kontaktmagnet wird magnetisch erregt, und zieht
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den Anker an; dadurch erscheint der Weg 3 unterbrochen und der
ganze Strom geht durch die Kohle. Gleichzeitig wird durch die Haupt-
spule H der Rahmen gegen dieselbe gesenkt, die Zahnstange um
einige wenige Millimeter gehoben und der Lichtbogen gebildet.
c) Die NebenspxJe N im zweiten Stromwege hat den Zweck, den
sich, infolge des Abbrennens der Kohlenspitzen, vergrößernden Abstand
derselben durch stärkeres Anziehen, des in sie tauchenden Eisenkernes,
zu verringern, den Bahmen zu bewegen und die Sperrung des Lauf-
werkes aufzuheben. Durch diesen Vorgang regulirt die obere Kohle
solange nach abwärts, bis der normale Lichtbogen eingestellt ist. Bei
normalen Lichtbogen vermindert sich die Wirkung der Nebenspule J,
während die Wirkung der Hauptspule H das Laufwerk zum Stehen
bringt. Dieses Spiel der beiden Spulen H und N wird durch das
Gewicht ff, welches verstellbar ist, beeinflusst, und mit ihm die Licht-
bogenlänge genau regulirt. Das Hineinschrauben des Gewichtes G
bewirkt eine Verstärkung der Spule N^ somit eine Verkürzung des
Lichtbogens, das Herausschrauben die Verstärkung der Spulenwirknng
von jff, die Verzögerung des Nachregulirens der Lampe und die Ver-
größerung des Lichtbogens.
Diese Lampen haben sich in den verschiedenen Größen von 3 bis
20 Ampere vortheilhaft bewährt.
Die richtige Einstellung der Lampe umfasst folgende Punkte:
1. Der Abstand zwischen den Platinkontakten beträgt 1 mm. (Die
Platinkontakte befinden sich an der Schraube s und an dem Anker A
des Kontaktmagnetes M),
2. Der Rahmen R nimmt eine horizontale Lage ein.
3. Bei der richtigen Einstellung des Rahmens R ist das Laufvrerk
gerade noch gesperrt.
4. Ein geringer Hub des Rahmens, damit die Lampe sehr oft,
also schon bei geringen Aenderungen der Stromstärke, regulire.
Die unter 1 bis 4 verlangten Einstellungen werden mittelst Schrau-
ben besorgt.
Die häufigsten, in Beleuchtungsanlagen an diesen Lampen vor-
kommenden Fehler sind:
1. Die Platinkontakte sind unrein, dann ist der Stromweg unter 3.,
unterbrochen.
2. Das Gewicht G wurde verschoben und die Lampe regulirt
bei zu großem oder zu kleinem Lichtbogen.
3. Die Zahnstange ist fehlerhaft, verrostet oder verstaubt.
4. Die Eisenkerne streifen in den Spulen, wenn dieselben ver-
rostet oder die Befestigungsschrauben derselben gelockert sind.
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5. Schlnss in einer Spul« oder zwischen ungleichpoligen Theilen
der Lampe.
6. Unterbrechung in einer Spule oder auf einem Stromwege.
Zu dem Punkte 1. sei bemerkt, dass die Platinkontakte von Zeit
zu Zeit mit Papier oder feinstem Schmirgelpapiere gereinigt werden
iDüBsen.
Die Behebung sämmtlicher Fehler ist äußerst sorgfältig vorzunehmen.
Die Nebenschluss- und
Differentiallampen von B. Eg-
ger & Co. werden für 4 bis
20sttindige Brenndauer gebaut
und reguliren schon bei Span-
nungsdiJfferenzen von O'l Volt.
Die Aenderungen in der Licht-
bogenlänge sind unmerklich.
3. Die Differential-
lampe Piette-Kfi^ik für
Hintereinanderschaltung.
Die beiden Spulen dieser, in
Fig. 48 dargestellten, Lampe
sind nebeneinander angeordnet
und die, in dieselben hinein-
reichenden, Eisenkerne K^ und
K^ durch eine Schnur, welche
über eine, in der Figur nicht
ersichtliche, Rolle führt, bewe-
glich verbunden. Um eine
gleichmäßige Anziehung der
Eisenkerne zu ermöghchen,
werden dieselben konisch ge-
formt und verstellbar einge-
richtet.
Die vier Stromwege in dieser Lampe sind in der Figur durch
stärker (Hauptstrom) und schwächer gezeichnete, gestrichelte Linien
(Nebenstrom) dargestellt.
1. Stromweg. Von der positiven Klemme durch die dicken Win-
dungen der Nebenschlussspule N zu dem Kontakte C, durch den Wider-
stand W zum negativen Pole.
2. Stromweg. Vom positiven Pole durch die dicken Windungen
der Kebenschlussspule ^, durch die dünnen. Windungen F der letzteren
Spule (die dünnen Windungen sind an die dicken angeschlossen), in
Fig. 48.
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das Gestell der Lampe, bei G zum unteren Kohlenhalter (zur Fühnmgs-
stange desselben).
3. Stromweg. Von der positiven Klemme durch die Kohlen, die
Windungen des Elektromagnetes (Kontaktmagnetes) M^ die Hauptspule E
zur negativen Klemme.
4. Stromweg. Von der positiven Klemme durch die Kontakte C,
und Ci, das Gestell des Kontaktmagnetes M^ die Neusilberspirale W
zur negativen Klemme.
Die Thätigkeit der Lampe ist nachfolgend übersichtlich wieder-
gegeben :
Vor dem Aufsitzen der Kohlen fließt der Strom auf dem Wege 1,
die Spule N zieht den Kern K^ an und bringt die Kohlenspitzen zur
Berührung, wodurch der dritte Stromweg geschlossen erseheint. Der
Kontaktmagnet C zieht seinen Anker an und unterbricht den 1. Strom-
weg. Der Lichtbogen erscheint somit gebildet und wird, da jetzt auch
der Stromweg 2, eingeschaltet ist, durch die gegenseitige Wirkung der
Spulen H und N gleich lang erhalten. Mit dem Abbrennen der Kohlen
bis zur zulässigen Grenze berühren sich die Kontakte C, und C, und
der Strom fließt auf dem, unter 4. bezeichnetem, Wege.
In Deutschland und Oesterreich-Ungarn sind weiters
häufig in Verwendung die Lampen von R. J. Gülcher in Bielitz-
Biala, Kremenezky, Mayer & Co., Gramme, Scharnweber,
Weston, Möhring, Naglo, Schiebeck & Plentz, Schwartz-
kopff in Berlin, Helios, die Kettenbogenlampe der all-
gemeinen Elektricitätsgesellschaft, Hempel in Dresden.
Brush, Pieper, Schwerdt, O. L. Kummer & Co. in Dresden.
Ganz & Co. und Anderen.
60. Bemerkungen. Gegen Witterungseinflüsse, Staub u. s. w.,
pflegt man den Mechanismus der Lampen durch Gehäuse zu schützen.
Zur Vermeidung des Herabfallens glühender Kohlentheilchen, des
Ausblasens des Lichtes im Freien, sowie zur Dämpfung zu grellen
Lichtes, dienen Glaskugeln, welche jedoch die Stärke des Lichtes
schwächen. Die durch Glaskugeln herbeigefährten Verlustpercente
betragen : ^)
Durchsichtige Kugel .... 47^05
Matte Kugel 777o,
Opalkugel 81%.
^) J. D. Guthrie und F. £. Reidhead, Elektrotechnische Zeitschrift, Berlin.
1894, Seite 240.
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— 91 —
Die Verluste ändern sich mit der Dicke und den sonstigen Ab-
messungen der Kugeln.
Zur Dämpfung des zu grellen Lichtes, bei geringerem Liehtverluste,
eignet sich besonders das sogenannte di optische Glas von Brähmer
in Berlin.
Die Erwärmung der Lampen ist, selbst bei guter Lüftung, nicht
gänzlich zu vermeiden und es dürfen deshalb die beweglichen Theile
des Mechanismusses nicht zu stramm in einander greifen. Besondere
Vorsicht ist bei Lampen, die möglichst luftdicht verschlossen sind (z. B.
Lampen in Färbereien), anzuwenden; dieselben müssen, bezüglich der
Erwärmung der sorgfältigsten Prüfung unterzogen werden. Die genaue
Einstellung, der Lampen auf bestimmte Stromverhältnisse darf erst er-
folgen, wenn die Erwärmung der Spulen den gegebenen Betriebs-
yerhältnissen entspricht.
Bei Lampen mit Platinkontakten sind die Letzteren von Zeit zu
Zeit zu reinigen, da dieselben durch Kontaktfanken oxydiren, ver-
brennen und dadurch Unterbrechung herbeiführen. Das Reinigen der
Platinkontakte geschieht mittelst feinstem Schmirgelpapier.
Der vom Strome durchflossene Lampenkörper muss vollständig
von der Erde isolirt sein.
Beim Einsetzen der Kohlen sind die Halter derselben von- einander
(oder der obere Kohlenhalter von dem unteren) äußerst vorsichtig und ohne
Gewalt anzuwenden, auseinander zu schieben (von einander zu trennen).
Es ist besonders darauf zu achten, dass die Kohlenspitzen sowohl
bei neu eingesetzten, als auch bei schon gebrauchten Kohlen, konisch
geformt sind und genau über einander stehen, weil sonst ein seitliches
Abbrennen derselben und ein Flackern des Lichtes eintreten.
Die Spitzen der neu eingesetzten Kohlen müssen sich mindestens
3 mm auseinander ziehen lassen.
Bei jedem Neueinsetzen von Kohlen sollen die Kohlenhalter und
die aus dem Gehäuse hervorragenden Theile gereinigt werden.
Der Lampenmechanismus muss zeitweise einer Prüfung und Reini-
gung unterzogen werden. Der Staub ist mittelst eines Pinsels zu ent-
fernen. Zum Reinigen der Führungen und Metalltheile verwendet man
einen reinen, mit Benzin befeuchteten, Lappen. Sämmtliche Theile des
Mechanismusses sind in Bezug auf ihre BeschaflFenheit, richtige Ein-
stellung u. s. w. zu prüfen.
61. Fehlerbestimmungen an Bogenlampen. Die Ursachen der
unregelmäßigen Thätigkeit oder des gänzlichen Versagens einer Bogen*
lampe sind:
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1. Die Spannung an der Betriebsdynamomascliine ist zu niedrig.
Aeußerlich sichtbar wird dieser Fehler durch, das Zucken des Licht-
bogens, äußerlich hörbar durch das, mit dem Zucken verbundene, klap-
pernde Qeräusch. Je niedriger die Betriebsspannung ist, desto stärker
zuckt die Lampe und versagt endlich gänzlich.
2. Die Kohle enthält Silikate und Erden oder ist ungleich dicht.
In diesem Falle wird der Lichtbogen unruhig und bildet sich an ver-
schiedenen Stellen zwischen den Kohlen. Dieser Fehler zeigt, außer
der Beobachtung des Lichtbogens, ein, an die Pole der Lampe ange-
schlossener, Voltmesser. Schwanken die Angaben des Voltmessers nur
um einige wenige Volt, so ist entweder der Gang des Antriebsmotors
ungleichmäßig oder es findet ein Schleifen des Riemens statt, schwanken
die Angaben des Voltmessers innerhalb sehr weiter Grenzen (10, 20 und
mehr Volt), so ist die Kohle schlecht. Häufig genügt schon ein Ab-
brechen und Neuformen der Kohlenspitzen zur Behebung dieses Fehlers.
3. Ein Stromweg, eine Spule oder ungleichpolige Theile der Lampe
haben Schluss. Befindet sich der Schluss in einer Spule, so zeigt sich
derselbe häufig schon durch das Verbrennen der Isolation an, sind
nur einige Windungen oder Lagen kurzgeschlossen, so kann man
diese entweder, bei dickdrahtigen Spulen,, an der verbrannten Isolation
oder, bei dünn drahtigen Spulen, an der verbrannten Isolation oder
an dem geringen Widerstände der Spule erkennen. Den Schluss
zwischen zwei ungleichpoligen Theilen der Lampe findet man, falls die
Lampe von dem Strome durchflössen ist, schon durch einen Draht, den
man an den beiden Enden mit den zu untersuchenden Theilen in augen-
blickliche Berührung bringt. Geht Strom durch den Probedraht, so ist
die Isolation gut, im entgegengesetzten Falle schlecht. Im stromlosen
Zustande kann man die Untersuchungen mit einem Galvanometer, einem
Induktionsapparate u. s. w., vornehmen.
4. Die Unterbrechung eines Stromweges. Sind die Windungen
einer Spule unterbrochen, so findet man den Fehler im stromdurch-
^ossenen Zustande durch die Untersuchung der Erwärmung der Spule.
Da die Spulen nie so stark bemessen werden, dass sie bei normaler
Beanspruchung gar keine Erwärmung zeigen, kann man annehmen,
dass die Spule imterbrochen ist, wenn dieselbe kalt bleibt. Ln strom-
losen Zustande findet man die Unterbrechung einer Spule mittelst des
Induktionsapparates, Läutewerkes, Universalgalvanometers u. s. w. Unter
brechungen können auch an Verbindungsstellen (bei Klemuien- und
Schraubenverbindungen, Löthstellen u. s. w.) eintreten, oder es kann
eine Verbindungsstelle, durch mangelhaften Kontakt, Ursache eines
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— 93 —
zu hohen Widerstandes des Stromkreises oder der Unterbrechung
desselben sein.
Für den Gang der Untersuchung der Lampen auf Schluss und
Unterbrechung sind die Grundschemen derselben, Fig. 33, Fig. 36 und
Fig. 37, maßgebend; diese Untersuchungen erfolgen ganz in derselben
Weise, wie die gleichen Untersuchungen bei den dynamoelektrischen
Maschinen (I. Seite 187 S.) und sänimtlichen elektrotechnischen Apparaten
nnd Instrumenten.
5. Die Unterbrechung oder der Schluss in der Leitxmg zur Lampe
oder in dem Vorschaltwiderstande derselben. Es sei hier ganz beson-
ders hervorgehoben, dass man beim Versagen einer Lampe oder dem
schlechten Brennen derselben, in den meisten Fällen den Fehler der
Lampe selbst zuschreibt und an der Lampe verschiedene Verstellungen
vornimmt, welche häufig zu weitgehenden Reparaturen Veranlassung
geben, während der Fehler in den Leitungen oder dem Vorschalt-
widerstande liegt. Bei gründlicher Prüfung einer Bogenlampe muss
dieselbe aus dem Leitungsnetze ausgeschaltet und mit Strom unter-
sacht werden. Es sei besonders erwähnt, dass es also ganz ver-
werflich ist, wenn bei der Untersuchung einer sorgfältig geprüften
Lampe der Fehler, ohne weitere Prüfungen in den Leitungen oder in
dem Vorschaltwiderstande, in der ersteren allein gesucht wird.
Arbeitet die Lampe bei normaler Betriebsspannung gut, so liegt
der Fehler in der Leitung oder in dem Vorschaltwiderstande. Die
Lampe brennt entweder mit zu hoher oder zu niederer Stromstärke,
je nachdem die Leitung sammt Vorschaltwiderstand einen zu kleinen
oder zu großen Widerstand haben. Bei zu großem Widerstände der
Leitung sammt dem Vorschaltwiderstand tritt das Zucken der Lampe
ein; dann ist entweder der Widerstand der Leitung oder der Vor-
schaltwiderstand zu groß. Dieser Fehler hegt, falls die Leitung aus
Kupferdrähten oder Kabeln besteht, gewöhnUch im Vorschaltwider-
stande. Leitungen aus Eisendrähten werden oft gleichzeitig als Vor-
schaltwiderstand benutzt und können leicht einen zu hohen Widerstand
haben. Leitungen aus Kupferdrähten haben in der Regel einen so
kleinen Widerstand, dass sie die Thätigkeit der Lampe nicht beein-
flussen können ; ausgenommen sind die Fälle der theilweisen oder gänz-
lichen Unterbrechung der Leitung, welche mit dem Zucken der Lampe
oder dem Versagen derselben verbunden sind.
Erhält die Lampe bei normaler Betriebsspannung zu viel Strom,
so muss derselben solange Widerstand vorgeschaltet werden, bis sich
die normale Stromstärke einstellt.
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Fig. 49.
— 94 —
62. Die Halb-Oltthlampen. Harrison ver-
wendete zur Erzeugung des elektrischen Lichtes ein
dünnes Kohlenstäfachen k^ Fig 49, welches gegen eine
größere Kohlenfläche K gedrückt wurde. Durchfloss
den so entstandenen, unvollkommenen Eontakt ein
elektrischer Strom, so erglühte derselbe und sandte
leuchtende Strahlen aus. Weitere Lampen dieser Art,
welche ein Zwischenghed der elektrischen Bogen- und
Glühlampen bilden, stammen von Emile Regnier,
Werdermann, Marcus und Anderen.
IIL Kapitel.
Die Glühlampen.
63. Oescliichtliche Daten. Die erste Glühlampe erfand R. J. Gr o ve
(1840, Veröffentlichung 1845). Die erste Glühlampe mit Kohlen-
brenner im luftleeren Räume (Vacuum) stammt von J. W. Starr
(1845). Nach diesen Erfindern sind zu nennen: S. Maxim (1877.
Platinlampe), W. E. Sawyer und Albon Man (1878, Lampe mit
hartem Kohlenbrenner). Edison gelang es im Jahre 1879 die erste
brauchbare Lampe mit verkohltem Papierbrenner herzustellen. Die
Erfolge mittelst Glühhcht, in Paris (1881) und New -York (1882),
gaben Anlass zu dem Aufschwünge der modernen Elektrotechnik und
zum Baue von großen dynamoelektrischen Maschinen bis zu einer
Leistung von 5000 Pferdekräften. 0
64. Die Fabrikation der Glühlampen. Das Material der Glüh-
lampenfkden bilden zumeist verkohlte Pflanzenfasern. Die Brushcom-
pagnie in London verwendet nitrirte Pflanzenfasern, de Khotinsky,
Gelatine oder CoUodium, die Swan-Company Baumwollfkden.
Weiters werden Fasern von Gräsern, Manilla, Hanf, Flachs, Papier,
Bambus, Indiafaser, Piassawa, Kittul u. s. w. angewendet. Die Pflanzen-
ifaser muss sich im guten, trockenen Zustande befinden. Für Glüh-
lampen von hohen Normalkerzen verwendet man ähnUche Materialien,
wie für die Kohlen der Bogenlampen. Die Faser wird in diejenige
Form gebracht, welche der Kohlenbügel erhalten soll; dies geschieht
dadurch, dass man dieselbe über Formen aus Kohle oder Thon wickelt,
diese Formen in feuerfeste Tiegel bringt, jede Lage Fäden mit
0 Elektrotechnische Zeitschrift, Berlin, 1894, Seite 248.
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— 95 —
Kohlenstaub oder Graphit bedeckt, luftdicht verschließt und in Glüh-
öfen etwa 5 Stunden der Glühhitze aussetzt. Die Temperatur im Glüh-
ofen muss gleichmäßig sein und rund 1000 bis 1200® C betragen. Die
durch diesen Vorgang, innere Verkohlung (Karbonisirung) genannt,
erzeugten Kohlenbügel haben einen zu großen Widerstand, sind zu
porös und besitzen keine genügende Festigkeit. Durch ein weiteres
Verfehren, die äußere Verkohlung, wird auf diesen Kohlenbügeln
KohlenstoflF von außen niedergeschlagen. Man bringt die Kohlen-
bügel entweder in flüssige oder gasförmige Kohlenwasserstoflfe (Petro-
leum, Benzin, Leuchtgas u. s. w.) und leitet Strom durch dieselben ; die
Kohlen&den werden glühend, die Kohlenwasserstoffe zersetzt und der
Kohlenstoff an den Kohlenfäden von außen niedergeschlagen. Da die
porösen Kohlenfäden einen sehr hohen Widerstand haben (einige
1000 Ohm), sind dieselben sehr schwer zum Glühen zu bringen.
Schließt man die Dynamomaschine bei eingeschaltetem Kohlenfaden
einen Augenblick kurz, so erfolgt das Glühen und eine sehr bedeu-
tende Widerstandsverminderung desselben. Durch die äußere Ver-
kohlung werden die Kohlenfäden auch gleichmäßig dick, da dort, wo
der Kohlenfaden dünner ist, ein stärkeres Glühen und Niederschlagen
von Kohlenstoff stattfindet. Werden flüssige Kohlenwasserstoffe angewen-
det, so muss man, in dem Augenblicke des Aufleuchtens des Kohlen-
bügels, Widerstand in den Stromkreis einschalten, da sonst eine zu
starke Erhitzung derselben platzgreift.
Als Zuleitung für den Kohlenbügel benützt man Platin, weil sich
dasselbe beinahe ebenso ausdehnt, wie Glas (insbesondere Bleiglas). Bei
Anwendung eines anderen Materiales kann das Glas bei der Erwär-
mung der Kontaktstelle, zwischen der Zuleitung und dem Glase, durch
die ungleichmäßige Ausdehnung brechen und Luft in die Lampe
eindringen. Edison befestigte seine Fäden dadurch, dass er dieselben
an den Enden verbreiterte, zwischen, an den Enden flachen, Kupfer-
drähten einklemmte und an diesen Verbindungsstellen, auf galva-
nischem Wege, Kupfer niederschlug. Da diese Verbindungsstellen
Luft enthielten, verstärkte man die Fäden an den Enden durch Auf-
schlagen von Kohlenstoff, umschloss dieselben mit röhrenförmig gestal-
teten Platindrahtenden und versah dieselben mit einem Kohlenstoff-
niederschlage. Eine sehr einfache Befestigung des Kohlenfadens erfolgt
durch einen feucht aufzutragenden Kitt. Der Kitt besteht hauptsäch-
lich aus Kohlenstoff und einem Bindemittel (z. B. Zucker). Man nennt
diesen Vorgang der Befestigung der Kohlenfäden das Aufsetzen der
Fäden auf die Lampen fuße. Die fertigen Kohlenfäden werden
mit den Platindrähten in einen Ballon (Birne) eingeschmolzen. An
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— 96 —
diesen Ballon, Fig. 50, wird vorerst ein kleines Böhrchen a b, Fig. 51,
angeschmolzen, welches man behufe Luftverdünnnng (Evacuimng), auf
eine Quecksilberpumpe aufsetzt. Ist die Luftverdünnnng genügend weit
vor sich gegangen, so schmilzt man das Röhrchen a b zu. Es erweist sich
Fig. 60.
Fig. 61.
als unvortheilhaft, die Lampen mit den Platindrähten (Platinösen) unmit-
telbar einzuschalten. Die allgemeinste Befestigungsart der Kontakte
an dem Glase ist die mittelst Gips. Die Enden der Platindräbte
werden mit verzinnten Kupferdräthen verlöthet und eingegipst.
Die Verbindungen der Glühlampen mit den Leitungen erfolgen
durch die sogenannten Fassungen.
65. Oltthlampenfassnngen. Von den verschiedenen Fassungen
seien genannt: Edison, Lane-Fox, Maxim, Siemens, Bern-
stein, Huber, Egger, Helios, Vitrite, Cruto, Ganz u. s. w.
1. Die Fassung von
Edison. Fig. 52 zeigt die
Glühlampe von Edison.
Die Fig. 53 und 54 stellen
die Glühlampenfassung von
Edison mit Hahn dar. Der
Glühlampenfuß ist in eine
messingene Gewindehülse,
Fig. 52, eingeschlossen (ein
Pol der Kohle). Unter dem
Fuße der Lampe befinde:
sich eine Blechkappe k^ (zwei-
ter Pol der Kohle). Die Haupt-
bestandtheile der Fassung,
Fig. 53 und 54, sind ein
Muttergewinde M (ein Pol der
Fig. 64. Lampenleitung) und eine iso-
lirte Brücke b (zweiter Pol
der Lampenleitung). Schraubt man die Glühlampe in die Fassung, so
werden die Blechkappe Atj, am Fuße der Lampe, gegen den Kontakt K
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— 97 —
der Brücke gedrückt und die Lampe eingeschaltet. Der Hahn H dient
zum Ausschalten der Lampe.
Der Strom fließt von der Klemmschraube k^ durch den Kontakt
c der Brücke 6, die Schraube Sj, den Kontakt JST, die Blechkappe K^
die Lampe (den Kohlenfaden), das Muttergewinde M zur Schraube s^
und der Klemmschraube k^.
2. Die Fassung von Swan. Li Fig. 55 ist die GltLhlampe, in
Fig. 56 die Fassung der Lampe von Swan abgebildet. Die Befestigung
der Lampe mit der Leitung besorgen Platinösen; letztere können sehr
leicht gebrochen werden
oder durch schlechten Kon-
takt abschmelzen. Sowohl
die Lampe, als auch die
Fassung zeichnen sich durch
ihre Einfachheit aus. Auf
dem Holzzapfen Z, Fig. 56,
sind zwei Häkchen befestigt,
welche mit den Klemm-
schrauben Ai und ij in Ver-
bindung stehen. Die Lampe
hängt mit den Platinösen
r^ und t?2j Fig. 55, in zwei
Häkchen, Fig. 56, welche
in dem Holzzapfen befestigt
sind. Der Druck einer Spi-
ralfeder 8^ zwischen Zapfen
und Lampe, sorgt filr einen guten Kontakt und die Spiralfeder S schützt
durch ihre Elasticität die Lampe vor starken Stößen. Das Material
des Kohlenfadens dieser Lampe bilden BaumwoUfilden, welche in
Schwefelsäure pergamentartig gemacht und in geschlossenen Geflißen
verkohlt wurden.
3. Die Fassung der Vitrite-Lampe, Fig. 57 zeigen Fig. 58
und 59. Der Lampenfuß der Glühlampe, Fig. 57, ist in eine Hülse h^
eingegipst, welche zwei Stifte trägt ; einen dieser Stifte macht die Figur
ersichtlich. Die beiden Pole der Lampe veranschaulichen die Kontakte
Ci und Cj. Die Lampenfassung, Fig. 58 und 59, besteht aus der Bajonett-
kapsel Hj welche auf das Gewinde g aufgeschraubt erscheint. Das, aus
einem Isolator hergestellte, Grundplättchen S^, Fig. 58, Si, Fig. 59,
dient zur Befestigung der beiden federnden Kontakte der Fassung k^
und ij; der Rand r desselben tritt über den Umfang der Kapsel H
heraus. Bei m, Fig. 59, werden die Leitungsdrähte in die Lampe
Fig. 66.
Fig. 66.
Kratxert, Elektrotechnik. II.
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98 -
¥ig. 60.
eingeführt. Dreht man die Lampe, Fig. 57, mit ihrer Hülse h^ in
die Kapsel H, Fig. 59, so lange, bis sich die Stifte in den Oeffhungen
des Bajonettverschlusses V
befinden, dann drücken die
Kontakte c^ und c^ gegen
jene k^ und k^ imd die
Lampe ist eingeschaltet.
Der Strom fldeßt dann auf
dem Wege: A'i, c^, Glüh-
faden, Cg, 4*2 •
4. Die Lampe und
Fassung von Siemens
& Halske. Die Fig. 60 bis
62 stellen die Glühlampe
und die Glühlampenfassung
von Siemens & Halske
dar. In den Lampenfuß sind
zwei Messingwinkel Jf\ und
W^ eingegipst, welche mit
dem Kohlenfaden in Ver-
bindung stehen. Die Pole
der Fassung, Fig. 61 und
62, bilden zwei Metallknöpfe,
welche isolirt aufmontirt
sind. Die Metallknöpfe K
werden durch eine Spiral-
feder gegen die Messingfeder
J' gedrückt. Das Einschalten
der Lampe erfolgt dadurch,
dass man den LampenfuC
in die Fassung schiebt und
dreht. Die Messingwinkel
schieben sich zwischen die
Plättchen und Knöpfe. Die
Fassungen mit Ausschalter.
Fig. 62, sind mit einem
Hahne versehen.
5. Die Lampe und Fassung von Cruto, Fig. 63 bis (v>
Der Stromweg führt, Fig. 64 und 65 von der Klemme ig, mittelst eines
Kupferdrahtes, zum Messingmantel Ca, zur Hülse C, durch den Kohlen-
bügel der Lampe, zur Schraube z, welche in das, mit Muttergewinde
Fig. 61.
Fig. 62.
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— 99 —
vei*sehene Stück c^ ein-
geschraubt wird, zur
Feder /g und in der
Stellung des Griffes ^^
Fig. 64 und Fig. 65,
durch das, mit dem
Griffe ff^ verbundene,
KoDtaktstück Sji (wel-
ches T-fbrmig ist) zur
Feder /^ und der
Klemme ki. Wird der
Griff ^i, also auch das
Kontakt-T-Stück, um
% Grade verdreht, so
löst sich der Kontakt
des T-Stückes s^ mit der
Feder /i und die Lampe
ist ausgeschaltet.
6. Die Lampe
und Fassung von
B.Egger&Co.,Fig.66
bis 68, haben eine sehr
einfache Einrichtung.
Die beiden Pole der-
selben bilden die Hülse
Cj mit der Kontakt-
ßchraube k^ und der
Stöpselkontakt H mit
der Kontaktschraube
i-g. Die beiden Pol-
theile sind auf Holz
montirt und von ein-
ander wohl isolirt, so
iass ein Schluss durch
len Kontaktstift S, zwi-
schen den Poltheilen
innerhalb der Fassung,
mmöglich ist. Die Lam-
>e erscheint eingeschal-
et, wenn die Kontakte
rwischen c^ und c^ ein-
Fig. 64.
Fig. 65.
Fig. 66.
Fig. 68.
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— 100 —
erseits und S und H andererseits, durch Stecken der Lampe in die
Fassung, hergestellt wurde. Die Drähte werden bei E eingeführt und
an die Klemmen k^ und k^ angeschlossen. Das Ausschalten der Lampen
mit diesen Fassungen besorgen die an denselben angebrachten Patentans-
schalter -4, Fig. 68, deren Detailzeichnung in den Fig. 109 u. 110 folgt
66. Die Neben- und Hintereinanderschaltiing der Glühlampen.
Die Nebeneinanderschaltung ^) hat den Nachtheil, dass sich die Anlage
der Leitungen in den Häusern sehr viel theurer stellt, als bei der
Reihenschaltung; ferner verursacht die Nothwendigkeit der Sehmelz-
drähte, um Feuersgefahr zu verhüten, einen sehr erhebUchen Nachtheil
der Nebeneinanderschaltung und schließlich ist die Lampe mit feinen^
dünnen Kohlenfäden dem Auge längst nicht so angenehm, als das von
einem dicken, kurzen Kohlenstab, welcher in der Reihenschaltung Ver-
wendung findet, ausgestrahlte Licht. Die Reihenschaltung der Glüh-
lampen hat den Nachtheil, dass die in Anwendung kommende, höhere
Spannung eine bessere Isolation nöthig macht, dagegen die Vortheile,
dass der Strom beständig erhalten werden kann, dass jede Feuersgefehr
vermieden ist, dass die Lampe eine viel bessere Umwandlung der elek-
trischen Energie in Licht gestattet und dass sich das ganze System sehr
erhebUch bilhger in der Anlage und im Betrieb stellt, als das System der
Nebeneinanderschaltung. Zur Erzielung eines beständigen Stromes
bedient man sich am besten einer gut konstruirten Dynamo, welche
direkt von einer Dampfmaschine angetrieben wird. Beseitigt man an
dieser Dampfmaschine den Centrifugalregulator, so regulirt sich die
Geschwindigkeit der Maschine, je nach der Anzahl der Lampen im
Stromkreise von selbst, d. h. wenn diese Anzahl groß ist, dann läuA
die Dampfmaschine rasch, wird die Anzahl der Lampen verringert, so
verringert sich auch die Umdrehungszahl der Dampfinaschine. In
vielen Fällen genügt diese Regulirung. Bei einer sehr großen Anzatl
von auszuschaltenden Lampen muss die Dampfinaschine mit einem elek-
trischen Regulator versehen sein ; alsdann ist die Regulirung vollkommen.
Die Vortheile dieser Einrichtung sind folgende:
1. Die Dampfmaschine arbeitet bei großer Last ebenso, wie bei
kleiner Last mit dem höchsten, unveränderlichen Grad der Expansion.
daher mit der größten erreichbaren Wirtschaftlichkeit.
2. Die Abnützung der Maschine ist wesentlich verringert, indem die
Maschine bei geringer Last verhältnismäßig weniger Umdrehungen macht.
3. Die Bürsten am Kommutator der Dynamomaschine können
immer in der normalen funkenlosen Lage verbleiben, da sowohl der
Strom in den Feldmagneten, wie im Anker beständig bleibt,
^) Vgl. Zeitschrift für Elektrotechnik, 1889, Seite 282 ff.
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Bei dem Bernstein'schen System ward allgemein ein Strom
von 10 Ampere in Anwendung gebracht und sind die Leitungen
hierfür zu bemessen.
67. Glühlampen für Hintereinanderschaltung.
Die Glühlampe und Fassung von Bernstein, Fig. G9
bis 71. Die neueste Form dieser Lampe für Reihenschaltung ist in
der Fig. 69 dargestellt. Der leuchtende Körper hat die Gestalt eines
Fig. 70.
Fig. 71.
geraden Kohlenstabes a, welcher an den Enden der Zuleitungsdrähte
b und 6i befestigt ist. Diese Drähte sind so gebogen, dass sie sich,
an der etwas verstärkten Stelle c, fast berühren, d und d^ sind zwei
Hülsen ans isolirendem Material, welche die Zuleitungsdrähte umgeben.
Diese Htllsen werden durch eine Spiralfeder e aneinander gedrückt.
Solange nun die Kohle unverletzt ist, verhindert diese selbst ein Be-
rühren der Drähte in c. Bricht die Kohle, so drückt die Feder die
Zuleitungsdrähte langsam zusammen, bis ein an der Stelle c entstehender
Kontakt, den Kurzschluss in der Lampe herstellt.
Abgesehen von der großen Einfachheit und absoluten Sicherheit
der Wirkung, hat diese Konstruktion noch den Vortheil, dass die
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Bildung eines Lichtbogens in der Lampe, mit den dadurch entstehen-
den Nachtheilen, vollständig vermieden ist. Diese Lampen werden
meist von 16 bis 50 Kerzen hergestellt. Für eine größere Kerzen-
anzahl, z. B. zur Beleuchtung von Plätzen, empfiehlt sich die Gnip-
pirung mehrerer solcher Lampen in einer Laterne. Diese Anordnung
entspricht besser, als die Anwendung einzelner Lampen, von sehr hoher
Kerzenstärke, da letztere Lampen meist keine sehr lange Lebensdauer
haben und außerdem das Versagen einer Lampe das Erlöschen der ganzen
Laterne zu Folge hat. Um es bei der Reihenschaltung zu verhindern,
dass eine Unterbrechung des Stromes, durch das Entfernen einer Lampe
aus dem Halter, entsteht, ist dieser letztere so konstruirt, dass eine
Entfernung der Lampe nur nach einem Kurzschluss im Halter selbst
vorgenommen werden kann; dieser Kurzschluss erscheint auch nnr
dann aufhebbar, wenn sich eine Lampe in dem Halter befindet.
Der Halter ist in den Fig. 70 und 71 dargestellt. Eine Platte aus iso-
lirendem Material h trägt zwei Metallhülsen k und ii, in welchen die
quadratischen Stifte g und g^^ Fig. 69, der Lampenkappe hineinpassen.
Um einen guten Kontakt, zwischen den Stiften und den Metallhülsen,
zu erzielen, sind die vorderen Wände der letzteren durch zwei
Blattfedern i und i ersetzt. Zwei Schrauben befestigen die Zn-
leitungsdrähte an den Metallhülsen. Das S-förmige Stück w, welches
durch einen Griff gedreht werden kann, dient dazu, im Halter
einen Kurzschluss herzustellen. In dem Bilde, Fig. 70, ist dieser Kurz-
schluss ersichtlich. Zur Erzielung eines guten Kontaktes zwischen dem
S-förmigen Stücke m und den Metallhülsen k und i, dienen wiedemm
zwei Blattfedern, von denen die linksbefindliche unten etwas umgebogen
ist. An einer der oben erwähnten Blattfedern befindet sich unten ein
Stift, welcher in der gezeichneten Lage eine Drehung des Stückes «'
verhindert. Es kann daher ein Oeffnen des Stromkreises nicht stattfinden.
Wird jedoch die Lampe in den Halter eingesetzt, so heben sich die
Blattfedern / und /, der an der letzteren befindliche Stift kommt jetzt
außerhalb des Bereiches von m und eine Drehung von m kann bis in
die Stellung, Fig. 71, stattfinden. In diesem Falle geht der Strom durch
die Lampe. Nun erscheint die Lampe in dem Halter gesperrt, weil das
Ä-förmige Stück m über den Kopf des Stiftes /, Fig. 69, an der
Lampenkappe hinüber greift. Dagegen kann der Strom nach Belieben
an- und abgedreht werden. Will man jedoch die Lampe entfernen, s.)
muss man zuerst das Stück m wieder in die Lage Fig. 70 drehen,
d. h. Kurzschluss im Halter herstellen. Obwohl jeder Halter eine Kurz-
schlussvorrichtung besitzt, so ist es mitunter wünschenswert, ganze
Gruppen von Lampen zugleich auszuschalten. In diesem Falle bedient
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- 103 —
man sich eines gewöhnlichen Umschalters zur Herstellung des Kurz-
schlusses in der Leitung. Bei einer Straßenbeleuchtung nach diesem
System kommt, gegenüber der Anwendung von Bogenlampen, noch der
Vortheil in Betracht, dass man von der Centralstelle aus nach Beheben
die gesammte Beleuchtung, zu Zeiten einer minder hellen Beleuchtung
der Straßen, verringern kann, was bei der Anwendung von Bogenlampen
ausgeschlossen erscheint.
68« Der Anschlnss der Glühlampen an die Leitungen erfolgt
entweder direkt, Fig. 72, oder indirekt durch eine Armatur (Wand-
arm, Hängearm, Krone, Laterne u. s. w.).
Fig. 78.
Fig. 74.
Fig. 72.
69. Die Schntzglocken haben den Zweck, Entzündungen (Ex-
plosionen) der sie umgebenden Gase beim Brechen der Glasbirne aus-
zuschließen, das Bestauben der Lampe zu verhindern oder diese vor
Verletzungen, z. B. in Werkstätten, zu schützen. Eine staubdichte
Schutzglocke, z. B. für Mühlen, zeigt Fig. 73. Dieselbe besteht aus
einer bimförmigen Schutzglocke und aus einer Kappe. Durch das
Niederschrauben der Kappe wird ein Gummiring, welcher sich inner-
halb derselben befindet, gegen den Glasrand gedrückt. Ein Drahtkorb
dient zum Schutze gegen zufällige äußere, mechanische Beschädigungen.
Fig. 74 stellt eine luftdichte Schutzglocke dar. In die Hohlkehle
des Deckels einerseits und in die Rinne der Glocke andererseits wird
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ein Qnmmiring eingepresst. Diese Schutzglocken sind ganz besonders
{lir Räume, in denen sich leicht entzündliche Gase befinden und fnr
feuchte Räume (Qährkeller von Brauereien, Färbereien u. s. w.), geeignet.
Vor Wind und Wetter werden die Glühlampen zumeist durch Laternen
geschützt.
70. Die Lebensdauer der Glühlampen. Nach dem heutigen
Stande der Glühlampenfabrikation beträgt die Lebensdauer dieser Lam-
pen höchstens 2000 Brennstunden. Diese Zahl wird größer oder kleiner,
je nachdem die Lampen mit einer geringeren oder höheren, als der
normalen Spannung oder normalen Lichtstärke glühen.
Die folgende Tabelle^) zeigt übersichtUch den Zusammenhang
zwischen Lichtstärke und Lebensdauer einer 16-kerzigen Lampe bei
verschiedener Beanspruchung derselben. Ueberspannungen von 2b^^
und mehr ertragen die Glühlampen nur einige wenige Stunden. Im
allgemeinen wird die Lebensdauer einer Glühlampe umso kürzer, je
größer die normale Spannung derselben ist.
Dauer der Glühlampen.
Eine 1 6-kerzige Lampe brennt mit Eine 10-kerzige Lampe brennt mit
Normalkerzen
10
11
12
18
14
16
16
17
18
19
20
21
22
28
24
25
80
Standen
6660
8968
2867
2134
1628
1292
1000
802
651
634
443
371
812
266
228
196
163
Normalkerzen
Standen
8
9
10
11
12
18
14
16
16
17
18
19
20
2260
1470
1000
714
612
386
294
233
179
145
118
96
80
71. Die Prttfang der Glühlampen umfasst:
1. Die Messung der Stromstärke bei der normalen Spannung.
Den neuesten Anforderungen, bei den gebräuchlichsten Spannungen,
entsprechende Stromstärken enthält die gegenüberstehende Tabelle von
Siemens & Halske.
^) J. Zacharias, Die GUlhlampe, 1890, Seite 166.
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— 106 —
2. Die Messung des Widerstandes. Lampen, welche bei derselkn
Spannung gleich hell brennen und deren Fäden mit derselben Tem-
peratur glühen, haben denselben Widerstand.
3. Photometrische Messung der Leuchtkraft. Die zumeist verwen-
deten Photometer sind die von Bunsen (Glühlampen) und Weber
(Bogenlampen).
4. Die Bestimmung der Lebensdauer. Dieselbe erfolgt am zuver-
lässigsten in Beleuchtungsanlagen oder Versuchsstationen mit konstan-
ter, normaler Betriebsspannung, insbesondere in Akkumulatorenanlagen.
In Versuchsräumen pflegt man, in dringenden Fällen, ein vereinfachtes
Verfahren anzuwenden, das darin besteht, dass man das zu prüfende
Lampenfabrikat mit einem bekannten Fabrikate bei Spannungen ver-
gleicht, welche die normale Betriebsspannung bis 25% übersteigen.
Die wichtigsten Fehler der Glühlampen sind:
1. Die Kohlenfaden sind schlecht und brennen sehr leicht durch.
Das Durchbrennen des Fadens, bei vielen Lampen an derselben Stelle,
deutet auf einen Fehler in der Fabrikation. Lässt man die Lampe roth
glühen, so lassen sich Fehlerstellen (dünnere Stellen) durch stärkeres
Glühen leicht erkennen.
2. Der Kohlenüberzug der Fäden hat eine zu geringe Haltbarkeit.
3. Die Luftverdünnung ist unzureichend, wenn der Faden durch
Erschütterung nur langsam schwingt und die Lampe sehr heiß wird.
Glühlampen, welche geringe Mengen von Stickstoff enthalten, werden
sehr heiß, sind infolge der starken Wärmeausstrahlung nicht wirtschaft-
lich und brauchen, bei gleicher Leuchtkraft, eine viel höhere Spammn^'
4. Die unrichtige Wahl des Glases. ^) Das beste Glas muss dünn
sein und eine glatte Oberfläche haben. Lampen aus starkem oder mattem
Glase erwärmen sich mehr, als solche aus dünnem Glase.
72. Zusammenhang zwischen Normalkerzen, Volt, Ampere
und Watt.
Die vorangehende Tabelle von Siemens & Halske gibt eine
übersichtliche Zusammenstellung zusammengehöriger Werte von Normal-
kerzen, Volt, Ampere, Watt filr 1 Kerze u. s. w. i bedeutet die Strom-
stärke, r den Halbmesser der Fäden und SE Siemens-Einheiten.
Bisher unterscheidet man, bezüglich ihrer Konstanten, hauptsächlich
dreierlei Glühlampenfabrikate.
Zum bequemen Vergleiche dieser Fabrikate sind in den folgenden
Angaben Lampen zu 16 Normalkerzen und 100 Volt vorausgesetzt
') J. Zacharias, Die GlOhlampe, 1890, Seite 8.
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— 107 —
1. Hochwattige Lampen zu 0*5 Ampere und 800 Brennstunden bei
gleichmäßiger Lichtstärke während der ganzen Brenndauer.
2. Hochwattige Lampen zu 2000 Brennstunden und mit der Brenn-
dauer abnehmenden Ampere und Normalkerzen. Die neue Lampe gibt
bei 0'5 Ampere rund 16 Normalkerzen, nach 1000 Brennstunden jedoch
bei rund 0*25 Ampere, rund 8 Normalkerzen und schließlich nach
2000 Brennstunden, bei etwa 0*17 Ampere, beiläufig 4 Normalkerzen.
3. Niederwattige Lampen^) zu 0*388 Ampere und 250 Brenn-
stunden. Die Preise dieser Lampen zu den unter 1. und 2. angefahrten
stellen sich annähernd wie 7:4.
IV. Kapitel.
Glüh- und Bogenlicht
73. Licht-Einheiten. Als Lichteinheit gelten die sogenannten
Normalkerzen.
Normalkerzen.^)
Lichtquelle
•5 S
ä s
1^
Münchener Stearinkerze
Deutsche Paraflfinkerze*)
Englische Walrathkerze
Französische Carcellampe
A mylacetat-Lampe
VioUe-Platin-Einheit
52
60
44*5
40
43
n
■85 fl
Anmerkung
1
0-96
0-94
7-6
0-94
16-4
10*4 ^ in 1 Minute
12 Stück = 1 kg
7-77 g in 1 Stunde**)
42 g Colzaöl***)
8 mm Dochtröhre
Pariser Conferenz 1884
*) 20 mm stark, Docht mit 24 Fäden.
*♦) 120 Grains englisch,
***) Dochtröhre 80 mm stark.
F. von Hefner-Alteneck^) hat eine beständigere Lichteinheit
vorgeschlagen •, dieselbe enthält eine Dochtröhre von Neusilber, 8 mm
innerem, 8'2 mm äußerem Durchmesser, mit massivem Dochte. Die Fül-
lung ist Amylacetat. Die Flammenhöhe vom Rande der Dochtröhre
^) Die Angaben über diese neuen Lampen verdanke ich Ernst Jordan.
*) J. Zach ar las, Die Glühlampe, 1890, Seite 8.
") Uppenborn, Kalender für Elektrotechniker, 1890, S. 45.
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108
bis zur Spitze beträgt 40inm. Die Leuchtkraft ist etwa dieselbe, wie
jene der deutschen Normalkerze. Nach E. Liebenthal beträgt die mitt-
lere Schwankung der Flammenhöhe 0*16 tnw, jene der Leuchtkraft 0*4® {,.
Zur Messung der Flammenhöhe aller Normalflammen benutzt
man das optische Flammenmaß von Krüss^).
Eine Normalkerze
beleuchtet eine ebene, kleine
Fläche im Abstände von 1 «i
mit der Stärke von 1 Meter-
kerze, wenn die Strahlen
die Fläche senkrecht treffen.
Nach Cohn in Breslau ge-
ntigen 50 Meterkerzen, um
das Tageslicht zu ersetzen.
50 Meterkerzen gelten ab
größte, 25 als mittlere, li)
als geringste Beleuchtungs-
stärke. Für Straßenbeleuch-
tungen sollen die Haupt-
straßen mit 2, die Neben-
straßen wenigstens mit O'l
Meterkerze beleuchtet sein.
Befindet sich eine Lichtquelle
im Abstände eines Meters
von einer Schrift, so wird
dieselbe mit einer bestimmten
Helligkeit beleuchtet ; bringt
man nun, in demselben Ab-
stände, soviel Normalkerzen
an, bis die Schrift dieselbe
Helligkeit, wie früher zeigt,
Fig. 76. dann ist die Anzahl dieser
Normalkerzen gleich der
Anzahl der Meterkerzen, mit welcher die Schrift, beziehungsweise die
Fläche, auf welcher sich dieselbe befindet, durch die Lichtquelle be-
leuchtet wird. Dieses Verfahren versinnlicht zugleich das Wesen der
photometrischen Messmethoden.
74. Lichtstärke. Etwa drei Watt erzeugen durch eine Glühlampe
eine Normalkerze. Für Bogenlicht rechnet man bis zu 6 Ampere
Fig. 76.
>) Centralblatt für Elektrotechnik, Band VI. Seite 61.
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— 109 -
für etwa 1 Ampere, 100 Normalkerzen. Eine Bogenlampe zu 9 Ampere
gibt rond 1200, eine solche zu 20 Ampere etwa 3000 Normalkerzen.
75. Die Vertheilnng des Olühlichtes.^) Bei Glühlicht und elek-
trischen Kerzen ist das Licht in wagrechter und senkrechter Richtung
ungleichmäßig vertheilt. Die Figuren 75 und 76 zeigen das Bild der
Lichtvertheilung, flir einen hufeisenförmig gekrümmten Glühfaden, in
wagrechter, Fig. 75, und senkrechter, Fig. 76, Ebene.
76. Die Wirtschaftlichkeit von Glüh- und Bogenlicht. Die
Wirtschaftlichkeit einer Glühlampe •
Stromstärke X Spannung
Normalkerzenanzahl
Beispiel: Wie groß ist die Wirtschaftlichkeit einer Glühlampe,
wenn die Leuchtkraft derselben, bei einer Spannung von 100 Volt
und einer Stromstärke von 0'5 Ampere, 16 Normalkerzen beträgt?
WirtschaftUchkeit = ^'^ ,^ ^^ = § = 3 Watt flir 1 NK,
Ib Ib
Nach obiger Annahme verbraucht eine Bogenlampe zu 100 Normal-
kerzen etwa 1 Ampere; dabei wurde die Spannung von 45 Volt vor-
ausgesetzt. Bei BogenHcht sind rund:
Für 100 NK: 1 Ampere X 45 Volt = 45 Volt- Ampere erfor-
derlich, also
45
ftlr 1 NK: — r- = 0*5 Volt-Ampere oder Watt.
lUÜ
Bei Glühhcht erzeugen (§ 74) 3 Watt 1 NK. Es verhalten sich
demnach die aufgewendeten Watt bei Bogen- und Glühhcht wie
05 : 3 oder wie 1 : 6.
Diese Ausflihrungen zeigen, dass bei GlühUcht sechsmal soviel
Watt für je eine Normalkerze verbraucht werden, ab beim BogenUcht-
Für höhere Stromstärken Mt dieses Verhältnis flir das GlühUcht noch
ungünstiger aus.
77. Die wichtigsten Vor- und Nachtheile des Gltthlichtes
im Vergleiche zum Bogenlichte.
Die Nachtheile des Glühlichtes sind:
1. Das Glühhcht erfordert einen größeren Arbeitsverbrauch (§ 76).
2. Die Erhöhung der Temperatur bei derselben Kerzenzahl ist größer^
3. Die Wiedergabe der natürhchen Farben der Körper ist aus-
geschlossen.
4. Zu Effektbeleuchtungen ist das Glühlicht weniger geeignet.
') Girard (Kareis und Peakert), 1889, Seite 330.
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- 110 -
Zu den Vortheilen des Gltihlichtes zählen:
1. Die Theilung des Lichtes ist eine vollständige. Das elektrische
Licht kann in jeder beliebigen Stärke und Vertheilung abgegeben
werden.
2. Vorzügliche Eignung zur Beleuchtung kleiner Räume.
3. Beleuchtungskörper fttr Gaslicht sind in der Regel für das
Glühlicht verwendbar.
4. Die Lichtstärke der Glühlampen lässt sich durch Widerstände
oder Aenderung in der Tourenzahl der Dynamo beliebig reguliren.
5. Die Handhabung ist bequemer.
78. Die Vef gleichung der beiden Oleichstromsysteme 0 hinter-
einandergeschalteter Bogenlampen mit hoher und niederer Spannung.
L Hohe Spannung:
1 . Geringere Kupferkosten
fllr denselben Spannungsverlust.
2. Hoher Isolationswiderstand.
3. Größere Gefahr im Betriebe.
4. Die Farbe des Lichtes ent-
hält mehr blaue und violette
Strahlen.
5. Die Lampen brennen ruhig.
IL Niedere Spannung.
1. Höhere Kupferkosten fiir
denselben Spannungsverlust.
2. Geringer Isolationswider-
stand.
3. Geringe Gefahr im Betriebe.
4. Die Farbe des Lichtes ist
weiß und angenehm für das Auge.
5. Die Lampen zischen.
79. Das Nachglühen. Schickt man einen Strom in eine Glüh-
lampengruppe und unmittelbar darauf, während die Lampen dieser
Gruppe noch glühen, denselben Strom in eine zweite Glühlampengruppe
und kehrt diesen Vorgang dauernd um, so kann man mit ein und dem-
selben Strome gleichzeitig zwei Stromkreise beleuchten. Man nemit
diese Erscheinung das Nachglühen der Glühlampen. Auf Grund-
lage dieser Erscheinung haben Le Koux, Thomas Alva Edison^
Johann Karl Pürthner und Nollendorf eigene Stromvertheilungs-
systeme erdacht. Bei diesen Systemen sind zwei Stromkreise mit Lam-
pen vorhanden, welche derselbe Strom nicht gleichzeitig, sondern ab-
wechselnd durchfließt; in dem Augenblicke nämlich, in welchem der
Strom in der einen Lampengruppe unterbrochen wird, erfolgt die
SchUeßung desselben in der anderen und umgekehrt. Der von der
Dynamo ausgehende Strom erscheint auf diese Weise eigentlich nie
unterbrochen, die beiden Zweigleitungen jedoch erhalten einen unter-
brochenen (intermittirenden) Strom. Wenn in der Sekunde mindestens
') Fortschritte der Elektrotechnik, III. Jahrgang, Beite 44.
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— 111 —
40 Unterbrechungen und Schließungen erfolgen, so ist, wie die Erfah-
rung lehrt, das Licht gleichmäßig und es kann mit demselben Kraft-
aufwände eine größere Lampenzahl gespeist werden.
80. Die y ergleichung der Oleich- und Wechselstromsysteme.^)
I. Vortheile der Gleichstromsysteme.
1. Die Gleichstrommaschinen arbeiten äußerst wirtschaftlich und
lassen sich beliebig schalten.
2. Die bei Gleichstrommaschinen verwendeten, niederen Spannun-
gen bieten nur eine geringe Gefahr ftlr Leben und Eigenthum.
3. Die Gleichstromlampen haben ein ausgezeichnetes Gütever-
hältnis, sie brennen ruhig und geräuschlos.
4. Die Gleichstrommotoren haben ein sehr hohes Güteverhält-
nis, ihre Geschwindigkeit lässt sich ebenso leicht dauernd konstant
halten, als auch beliebig ändern.
5. Die elektrische Energie kann akkumulirt und zu elektro-
chemischen Zwecken benützt werden.
Diese Vorzüge der Gleichstromsysteme sind allgemein anerkannt.
IL Nachtheile der Gleichstromanlagen. ^
1. Die Centrale muss inmitten der Anlage liegen. Als nachthei-
lige Folgen davon werden angeführt:
a) Das Grundstück ist sehr theuer.
b) Der laute Gang der Pumpen und Ventile entwertet die Nach-
bargrundstücke.
c) Die Kohlen müssen an- und die Asche abgefahren werden,
worunter der Straßenverkehr leidet und die Kosten zunehmen.
d) Es ist schwer, das genügende Kondensationswasser zu beschaffen;
das verbrauchte hat keinen Abfluss.
e) Die Centrale belästigt die Nachbarschaft durch Rauch
und Boss.
f) Die Aufstellung einer starken Kesselanlage, mitten in der
Stadt, ist gefilhrUch.
2. Der Vertheilungsbezirk einer Gleichstromcentrale erscheint
beschränkt, wenn man nicht ganz unverhältnismäßig theure Leitungen
oder übergroße Verluste haben will.
3. Das Gleichstromsystem ist für wenig bebaute Bezirke zu kost-
spiehg, eine Thatsache, die unbestritten dasteht.
in. Vortheile der Wechselstromsysteme mit Anwen-
dung von Transformatoren.
') Elektrotechn. Echo, Heft 47; Zeitsclurift für Elektrotechnik, 1889, Seite 667.
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- 112 —
1. Das Wechselstromsystem gestattet die Anwendung dünner
Hauptleitungen; dies ist eine allgemein zugegebene Thatsache, welche
besonders bei oberirdisch verlegten Leitungen zur Geltung kommt.
Sind jedoch unterirdische Leitungen unvermeidlich, so wird dieser
Vortheil dadurch beeinflusst, dass das Kupfer der Leitungen nur einen
geringen Theil der Gesammtkosten der Leitungen beansprucht, dass
die Isolirung bei den Kabeln für Wechselstrom eine sehr sorgfeltige
und daher sehr theure sein muss und dass die Kosten der Ausrüstung
und Verlegung der Kabel sich nicht proportional mit dem Kupfer-
querschnitte verändern.
2. Das Wechselstromsystem ermöglicht die Entfernung der Centrale
aus dem Beleuchtungsgebiete in günstiger gelegene Orte. Ob diese
Möglichkeit sich zweckmäßig zur Ausführung bringen lässt, d. h. ob die
Vorzüge und wirtschaftlichen Vortheile der entfernten Lage die unzwei-
felhaft vorhandenen Mehrkosten in der Leitungsanlage und die größere
Betriebsunsicherheit aufwiegen, bleibt zu erörtern.
3. Das Wechselstromsystem ermöglicht die Vertheilung elektri-
scher Energie auf wenig bebaute Bezirke, ein wohl noch von Niemand
bestrittener Vorzug des Wechselstromsystemes vor dem Gleichstromsystem.
4. Die Größe des Vertheilungsbezirkes ist nicht so enge be-
schränkt, wie bei Anwendung des Gleichstromes, da die Leitungen
billiger sind. Sehr wichtig flir diese Frage ist eine genaue Berechnung
von Leitungsnetzen fiir verschiedene Systeme und Entfernungen, welche
Oscar von Miller*) zusammengestellt hat. Aus den angegebenen
Zahlen geht zunächst hervor, dass, selbst bei ziemlich großen Entfer-
nungen, die Kosten des Kupfers, gegenüber den Ausgaben für Isolirung
und Verlegung, viel weniger in's Gewicht fallen, als im allgemeinen ange-
nommen zu werden pflegt, und dass infolgedessen die Kupferersparnis,
welche bei der Verwendung hochgespannter Ströme erzielt wird, erst
bei ziemlich großen Entfernungen wesentlich in Betracht kommt. Erst
bei 2000 m Radius kommt hier eine Preisermäßigung der Leitung
eines Transfonnatorensystemes, gegenüber dem Pünfleitersysteme, zur
Geltung, wenn beide Mittelpunkte inmitten des Beleuchtungsgebietes
liegen.
5. Das Wechselstromsystem ermögHcht zweckmäßiger die Benützung
billiger Naturkräfte zu Beleuchtungszwecken, wenn diese in weiterer
Entfernung von dem Beleuchtungsgebiet liegen.
6. Man kann auf Wunsch auch Glühlampen zu 50 Volt brennen
lassen. Dieser Vortheil, niedriggespannte Glühlampen mit starkem
*) Journal für Gasbeleuchtung und Wasserversorgrung, 1889, Seite 866 ff.
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— 113 —
Kohlenfaden benutzen zu können, ist besonders von Mordey erwähnt
worden. Die Lampen geben ein sehr gutes Licht und die dickeren
Fäden brechen weniger leicht ab. Bei Gleichstrom wäre die Benützung
solcher Lampen nur zu zweien hintereinander oder mit einem, den
Strom der zweiten verzehrenden, Widerstände möglich.
7. Wechselstrombogenlampen kann man auch einzeln ohne Ener-
gieverlust brennen lassen, auch brauchen dieselben eine geringere
Spannung als Gleichstrombogenlampen.
8. Die Regulirung der Spannung ist einfacher und ohne Ver-
luste sicherer als bei Gleichstrom. Diese Behauptung brachten nur
das Gutachten der Frankfurter Kommission und die Schrift
von Helios. Die Schwierigkeit, in den üblichen Wechselstrompaa-
schinen gleiche Spannung zu halten, betreffend sei angeftihrt, dass die
meisten Elektrotechniker der gegentheiligen Ansicht sind.
IV. Als Nachtheile des Wechselstromsystemes mit
Transformatoren werden angeführt:
1. Der Wechselstrom zwingt zur Benutzung hoher Spannungen
in den Hauptleitungen.
2. Die Wechselstromdynamo haben ein geringeres Güteverhält-
nis als Gleichstromdynamo.
3. Die Parallelschaltung von Wechselstromdynamo lässt sich nicht
ohne Weiteres ausführen.
4. Die Umsetzung der Energie in den Transformatoren bringt
einen erhebUchen Verlust mit sich und erhöht die Unsicherheit und
die Gefahren des Betriebes.
5. Der Wechselstrom zerstört eher die Glühlampe als der Gleich-
strom.
6. Die Wechselstrombogenlampen haben ein geringeres Güteverhält-
nis und waren im Inneren vieler Gebäude, wegen ihres Geräusches,
nicht benutzbar.
7. Wechselstrommotoren ai^beiten nicht für alle Zwecke vollkom-
men zuverlässig.
8- Die elektrische Energie lässt sich nicht akkumuliren und zu
elektrochenaischen Arbeiten benützen.
9. Der Wechselstrom lässt sich nicht so einfach messen, als der
Gleichstrom. ,
10. Das fortgesetzte Umkehren der Stromrichtung zerstört die
Isolation und verhindert eine vollständige Ausnützung des Kupfer-
querschnittes der Leitungen.
Kratzert, Elektrotechnik. 11. 8
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— 114 —
81. Gutachten ttber Gleich- und Wechselstromsy steine.^)
1. Wirkungsgrad. Der Wirkungsgrad der neuen Wechsel-
strommotoren der Firma Ganz & Co.*) steht den Wirkungsgraden, die
bei Gleichstronunotoren zur Zeit erreichbar sind, nur um ein geringes nach.
2. Anlauf. Der untersuchte Wechselstrommotor bedarf zur
Inbetriebsetzung außer der gewöhnlichen Einschaltung noch einer zweiten
Handbewegung, einer Umschaltung. Hiermit verglichen, benöthigt der
Gleichstrommotor zunächst nur der einfachen Einschaltung; eine zweite
Handhabung, die Verstellung der Bürsten, ist nur bisweilen erforderUch.
Von den drei untersuchten Wechselstrommotoren läuft der große,
25-pferdige Motor überhaupt nicht von selbst an, die zwei kleineren
(5 und Vö'Pferdigen) Motoren laufen nur aus gewissen Stellungen, etwa
in zwei von drei Fällen, von selbst an. Diese Motoren bedürfen daher
sämmtlich zum Anlaufen einer Nachhilfe mit der Hand und haben in
dieser Beziehung eine Eigenschaft mit den Gasmotoren gemein. Ein
Anlaufen der Wechselstrommotoren unter Belastung wurde nicht ver-
sucht, weil dieses nach den Erklärungen der Firma mit dem Wesen
derselben unvereinbar ist. Bei der Aufetellung und Verwendung dieser
Motoren muss man deshalb auf diesen Umstand Rücksicht nehmen.
Diese Motoren erfordern eine Leerlaufecheibe und die Belastung kann
erst aufgeworfen werden, wenn der Motor in normalen Gang gekommen
ist. Der Gleichstrommotor dagegen läuft in jeder Stelle, ohne Nachhilfe,
an und kommt, auch unter der Anwendung einer Zugkraft, welche jene
bei der normalen Belastung vielfach überschreiten darf, in Gang.
3. Funkenbildung. Das Anlaufen der zwei größeren Wechsel-
strommotoren war mit einer lebhaften Funkenbildung an Bürsten und
Konmiutator verbunden, welche bis zum Eintreten des normalen Ganges
andauerte. Beim 25-pferdigen Motor erreichte die Funkenlänge etwa
5 cm, beim 5-pferdigen ungefähr 2 bis 3 cm. Mit dem Eintreten des
normalen Ganges ging die Länge und Stärke der Funken auf jene
geringfligigen Werte über, wie sie an Kommutatoren von Gleichstrom-
maschinen mit geringer Lamellenzahl zu sehen sind. Der kleinste.
^) Aus dem Gutachten (Zeitschrift für Elektrotechnik, 1890, Seite 176 ff.) h^
treffend die elektrische Beleachtnng der Stadt Frankfurt am Main 1890, abgegeben vod
Galileo Ferraris, Professor in Turin, Dr. Kittler, Professor in Barm-
stadt, W. H. Lindley, Stadtbaurath in Frankfurt a./M. und Dr. H. F.Weber,
Professor in Zürich. In das Bereich des Gutachtens gehören die Projekte vca
Siemens & Halske und S. Sehne kert für Gleichstrom und von Ganz & Co.
für Wechselstrom.
') Die neuesten Wechselstrommotoren dieser Firma haben sieb besser bewihrt.
als die dem folgenden Gutachten zugrunde gelegten.
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— 115 —
^ 5-pferclige Wechselstrommotor zeigt diese Funkenerscheinungen nur in
außerordentlich geringem Maße. Unter dem normalen Laufe ist der,
hier bei verschiedenen Belastungen erzielte, gleichmäßige (synchrone)
Gang der Maschine verstanden.
4. Geräusch. Der Betrieb der Wechselstrommotoren verursacht
naturgemäß mehr Geräusch, wie jener von Gleichstrommotoren, da zu
dem auf mechanische Ursachen zurückzuführenden Geräusch mehrere
Geräusche hinzutreten, welche theils durch die stärkere Funkenbildung,
beim ungleichmäßigen (asynchronen) Anlauf, theils durch die Aenderung
der Magnetisirung veranlasst werden.
5. Tourenzahl. Während der Gleichstrommotor gestattet, seine
Tourenzahl, durch Einschaltung von Regulirwiderständen, in weitem
Umfange zu vermindern, ist eine derartige Regulirung beim synchronen
Wechselstrommotor nicht mOglich.
6. Ueberlastung und plötzliche Belastung. Zur Unter-
suchung der Fragen über das Verhalten der Wechselstrommotoren der
Firma Ganz & Co., bei Ueberlastung und bei plötzlicher Ent- und
Belastung, wurden sowohl der große, als auch der kleine Motor einer
Reihe von Versuchen unterworfen. Zunächst wurde untersucht, welche
Maximalleistungen diese Motoren, die von der Firma als 25-pferdig
und 5-pferdig bezeichnet werden, zu liefern vermochten. Wiederholte
Proben legten dar, dass der große Motor bei allmählich gesteigerter
Belastung erst bei einer Nutzleistung von über 40 H P aus dem syn-
chronen Laufe ßlUt und stehen bleibt, also eine Ueberlastung bis zu
etwa 60% seiner Normalleistung erträgt. Eine plötzliche Ueberlastung
über ein gewisses Maß hinaus, bringt den Motor aus dem synchronen
Laufe und zum Stillstande. Eine plötzliche Entlastung des Motors von
der maximalen Leistung (40 H P) bis auf Null, ruft im Gange des Mo-
tors keinerlei Aenderung hervor. Die zulässige Höhe der Maximal-
leistung ändert sich beim Gleichstrommotor erheblich, je nachdem die-
selbe ganz kurz oder einige Zeit andauern soll. Für kürzere Zeiten
vermag der Gleichstrommotor eine Ueberlastung zu ertragen, die erheb-
lieh über seine dauernde Normalleistung hinaus geht 5 für sehr kurze
Zeit kann derselbe noch viel größere Zugkräfte überwinden.
7. Verwendbarkeit für Kleinindustrie und Straßen-
bahnen. Da der Gleichstrommotor, ohne weitere Zuthat, den Betrieb
von Fahrzeugen und Arbeitsmaschinen ermöglicht, ist er dem unter-
suchten Wechselstrommotor in dieser Hinsicht überlegen.
8. Wirkungsgrad der Wechselstromtransformatoren.
Das wirtschaftliche Güteverhältnis der Wechselstromtransformatoren
mittlerer Größe von Ganz & Co. beträgt nach den vorliegenden
8*
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Erfahrungen annähernd bei voller Belastung 95 bis 96 Vo? bei halber
Belastung 93 bis 94 7o? bei Viertelbelastung 90 % bei Achtelbelastung S(i
bis 82 % ? voll ^fl* ^'Ji ^Ut der Wirkungsgrad mit abnehmender Belastung
rasch ab.
9. Automatische Einschaltung. Um überdies die Bean-
spruchung der Wechselstromtransformatoren, auch während der Zeit
des geringen Stromverbrauches (in den späten Nacht- und Tagesstunden),
möglichst in der Grenze ihres besten Güteverhältnisses zu erhalten,
empfiehlt es sich, eine selbstthätige Vorrichtung zum Aus- und Ein-
schalten der einzelnen Transformatoren anzuwenden.
10. Bogenlicht bei Innenbeleuchtung. Bei Abschä-
tzungen zeigte es sich, dass die kleinen Wechselstrombogenlampen
ein weniger weißes Licht als die kleinen Gleichstrombogenlampen be-
saßen, ein Umstand, der den Vergleich der Intensitäten beider Licht-
quellen etwas erschwerte. Die Wechselstrombogenlampen filr höhere
Stromstärken zeigten diesen Unterschied nicht.
11. Bogenlicht bei Außenbeleuchtung. Nach den tiber-
einstimmenden Urtheilen der Kommission war die mittlere Bodenbe-
leuchtung der Wechselstrombogenlampe als geringer zu erkennen, wie
die mittlere Bodenbeleuchtung der Gleichstrombogenlampe und die
Abschätzungen der Größe dieses Unterschiedes gingen dahin, dass sich
die Helligkeit der beiden mittleren Bodenbeleuchtungen wie 4 : 5 ver-
halten dürften.
12. Lichtvertheilung. Während bei der Gleichstrombogen-
lampe fast das ganze Licht unter Winkeln von 40 bis 60*^ gegen die
Wagrechte schräg nach unten gerichtet fällt, wird das Licht bei der
Wechselstrombogenlampe in gleicher Art der Vertheilung, jedoch znr
Hälfte schräg nach oben, zur Hälfte schräg nach unten, ausgestrahlt.
13. Wertverhältnis. Nach diesen Versuchen ist demnach
bei gleichem Energieverbrauch, einschließlich jenem in den Vorschalt-
Widerständen, eine Minderleistung der WechseLstrombogenlampe gegen-
über der Gleichstrombogenlampe bei Innen- (Raum-) Beleuchtung vrn
20%, bei Außen- (Boden-) Beleuchtung von 25% anzunehmen.
14. Geräusch. Erfahrungsgemäß lässt sich das Geräusch der
Wechselstrombogenlampen, durch zweckmäßige Konstruktion und gute
Instandhaltung der Lampe, bis auf das leise Summen, vermeiden.
15. Kohlenstiftenverbrauch. Der Verbrauch von Kohlen-I
stiften in Wechselstrom- und Gleichstrombogenlampen verhält sich, bei
gleichem Energieverbrauche der Lampen, derart, dass die Wechsel-
strombogenlampen etwa 20% mehr verbrauchen, als die Gleichstrora-
bogenlampen.
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16. Kosten des Bogenlichtes. Die Kommission schließt wei-
ters eine Berechnung an, bei welcher unter der Annahme, dass 100 Watt
Energie zu 8, beziehungsweise 6 Pf. für 1 Stunde geliefert werden, die
Kosten des Wechselstrom- und Gleichstrombogenlichtes, bei gleichem
Energieverbrauche, angegeben sind. Hiemach stellen sich die Kosten
für die kleinen Bogenlampen (6 Amp. und 8 Amp.)
bei Gleichstrom auf 32 Vg, beziehungsweise 26 Pf,
„ Wechselstrom „ SSV«, „ „ 27 „ ,
für die großen Bogenlampen (12 Amp. und 16 Amp.)
bei Gleichstrom auf 61, beziehungsweise 48 Pf,
„ Wechselstrom „62, „ ;, 49 „ .
17. Mehrfachsehen. Der rasche periodische Wechsel der
Richtung und Stärke des Wechselstromes bedingt ebenso viele, rasche
Wechsel der Lichtstärke des Wechselstrombogenlichtes, die aller-
dings an der Lampe selbst und bei Gegenständen, die sich in Buhe
oder in langsamer Bewegung befinden, nicht bemerkt werden können,
welche aber rasch bewegte Gegenstände mehrfach erscheinen lassen.
Das mit Wechselstrom erzeugte Glühlicht, zeigt diese Erscheinung nicht.
18. Elektricitätszähler. Soweit die Beobachtungen an dem
Elektricitätszähler von Ganz & Co. ein Urtheil gestatten, steht das
Wechselstromsystem in Bezug auf die Verwendbarkeit von Elektrici-
tätszählem dem Gleichstromsysteme keineswegs nach.
19. Vorgeschlagene Gleichs tr om transf o rma t or en.
Gleichstromtransformatoren, welche in städtischen Beleuchtungsanlagen
in größerem Umfange allgemeine Verwendung gefanden und sich be-
währt haben, sind uns nicht bekannt. Gleichstromtransformatoren, bei
welchen auf ein- und demselben Anker beide Wickelungen (primäre
und sekundäre) angeordnet sind, wie es in dem früheren Vorschlage
von Schucker t vorgesehen war und wie es Lahmeyer^) neu vor-
geschlagen hat, können wir aus Gründen der Betriebssicherheit nicht
empfehlen, wenngleich dieselben ein etwas höheres Güteverhältnis ver-
sprechen, als die, seitdem von der Firma Schuckert & Co. in einem
neuen Projekte in Vorschlag gebrachten, Gleichstromtransformatoren,
in denen die primäre und sekundäre Wickelung auf zwei getrennten
Ankern angebracht ist. Dagegen liegt kein Grund vor, anzunehmen,
dass ein Gleichstromtransformator letzterer Konstruktion in Bezug auf
Betriebssicherheit und Zuverlässigkeit sich nicht bewähren werde.
20. Stromlieferung für elektrochemische Zwecke.
Für elektrochemische Arbeiten ist fast in allen Fällen ein starker
») Vgl. S. 18 fF.
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— 118 —
Strom von geringer Spannung erforderlich. Es wird daher, gleiehgiltig
welches Stromsystem zum Betriebe der Centrale Verwendung findet,
fast nie möglich sein, den zum Betriebe elektrochemischer Processe
erforderlichen Strom direkt aus den Leitungen der Centrale zu ent-
nehmen; zumeist dienen besondere Maschinen zur Umwandlung der
in der Centralanlage vorkommenden, allgemeinen elektrischen Verhält-
nisse in jene besonderen, welche die einzelne elektrochemische Arbeits-
stätte erfordert.
V. Kapitel.
Hilfsapparate.
82. Sicherungen. Die Sicherungen bestehen aus Staniolblättchen.
Blei-, Kupfer- und anderen Drähten und Streifen und haben den Zweck,
durch Abschmelzen den Stromkreis, in welchem sie eingeschaltet sind.
zu unterbrechen, wenn die Temperatur des Leiters eine gewisse Grenze
überschritten hat. Eine elektrische Anlage mit gut bemessenen, und an
den richtigen Orten angebrachten, Sicherungen schützt vollkommen
gegen, infolge zu hoher Stromstärken mögliche, Feuersgefahr.
Sicherungen werden überall dort angebracht, wo
Leitungen abzweigen und ein Querschnittswechsel in
der Drahtstärke der Leitung platzgreift.
Diese Kegel stellt folgende Anforderungen:
1. Die Sicherungen sind nicht nur in dem zu schützenden Strom-
kreise, sondern auch direkt an dem Orte der Abzweigung, beziehungsw.
Querschnittsänderung anzubringen; diese zweckentsprechende Anord-
nung der Sicherungen zeigt Fig. 77, in welcher die Sicherungen mit
fij, Äj, Sg u. s. w. bezeichnet erscheinen. S^ und S^ sind in unmittel-
barer Nähe der Bürsten der Maschine angebracht.
Werden die Sicherungen, wie z. B. in Fig. 78 bei S^ und S^,
angebracht und es entsteht zwischen X und Y ein metallischer Schluss.
so ist der Stromkreis der Lampen, welcher bei a und b abzweigt,
zwischen X und Y kurzgeschlossen, der Strom fließt nicht mehr durch
die Lampen, sondern von der Maschine nach 6, Y, ^ a zur Maschine
zurück. Die Leitungen zwischen a und X sowie zwischen b xmd 1
werden sich sehr stark erwärmen oder abschmelzen. Bei kleineren
Anlagen verhindern die, mit diesem Abschmelzen verbundene, Feuers-
gefahr häufig die Sicherungen S^ und S^ an der Dynamo.
2. Die Sicherungen müssen in beiden Leitungen, wie in Fig. TT.
angebracht sein.
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- 119 —
In Fig. 79 ist nur je eine Leitung geschützt. Entsteht in diesem
Falle z. B, zwischen X und Y oder bei X ein Schluss, so ist die Lei-
tung, zwischen a und Z oder a und X, in Gefahr.
Die Gefahr des Abschmelzens der Leitungen wird noch größer,
wenn die Sicherungen nicht in derselben Leitung, sondern die eine in
der positiven, die andere in der negativen u. s. w. Leitung angebracht
ist, wie es Fig. 80 zeigt.
IIS, IlSt
Ky
s}^
Fig. 77.
t
S.]| IISl
Ky-
X 9
SJI IIS,
Fig. 78.
c
1 D
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Fig. 79.
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^-
->«—
->f-
-Ä—
U-i.
L^
Fig.
80.
In diesem Falle kann, außer dem Schlüsse in der letzten Figur,
zwischen den Zweigleitungen bei X und Y kurzer Schluss entstehen
und die Leitung zwischen a und X sowie Y und b abschmelzen. Ent-
steht in Fig. 79 zwischen den Zweigleitungen afec und bhg d Schluss,
so ist entweder S^ oder S^ eingeschaltet und schmilzt ab.
Wo thunlich sind die Sicherungen leicht zugängUch anzubringen
und, insbesondere in feuchten Räumen, äußerst sorgfältig zu isoliren.
An feuergefiihrUchen Orten muss man eigens konstruirte Sicherungen
anbringen, die das Herausfallen des abgeschmolzenen Metalles verhindern.
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— 120 --
In Räumen, in denen sich leicht entzündliche Gase befinden, dürfen
Sicherungen nicht aufmontirt werden.
Der Anschluss der Sicherungen an die Leitung erfolgt durch Ver-
schraubung, Oesen, Muffen u. s. w. Die Oesen sind, wie bei sämmtlichen
Anschlüssen, so zu legen, dass das Ende der Oese nach der Drehimgs-
richtung der Schraube zeigt, wie es in Fig. 81 abge-
bildet ist. Das Material, welches den Abschmelzdraht
umgibt, soll feuerbeständig, jeder Kontakt metaUiscli
rein und vollkommen sein. Die Beanspruchung des
Materiales der Sicherungen für 1 wm* ist insbesondere
bei Bleisicherungen sehr verschieden, da sich der
Schmelzpunkt der verschiedenen Fabrikate innerhalb
weiter Grenzen ändert.
Die Manipulation beim Erneuern der Sicherung
Fig. 81. muss einfach sein und kann dadurch erfolgen, dass
man entweder den Stromkreis der Sicherung ausschaltet
oder durch einen Nebenschluss, welcher gegen dieselbe Stromstärke
schützt, schließt.
Die wichtigste, beim Einsetzen einer Sicherung während des Be-
triebes zu beachtende, Kegel lautet:
Die Sicherung darf unter keinen Umständen durch
eine stärkere Sicherung ersetzt werden, als es der Durch-
messer des zu schützenden Drahtes zulässt.
Nur zu häufig kommt es vor, dass man sich vor dem Abschmelzen
der Sicherungen dadurch zu helfen sucht, indem man dieselben durch
solche von größerem Querschnitte ersetzt und so die Leitungen imd
die Maschine in Gefahr bringt.
Zusammengehörige Werte von Durchmessern und Querschnitten
von Kupferdrähten, zulässigen Betriebsstromstärken, Durchmessern,
Querschnitten und Längen von Bleidrähten gibt die rechtsseitige, vcn
mir nach zahlreichen Versuchen zusammengestellte Tabelle; je nachdem
die maximale Stromstärke in einer Leitung 1, 125 oder 820 Ampere
beträgt, werden nach dieser Tabelle Staniole, Bleidrähte oder Bleistreifen
verwendet.
Nach der, in rechtsseitiger Tabelle angenommenen, Beanspruchung
beträgt die Erwärmung der ' Drähte rund 20^ C. Für die Bemessung
der Bleisicherungen sind die, in dieser Tabelle angegebenen, Strom-
stärken maßgebend. Für die Stromstärke von 70 Ampere z. B. gibt
die Tabelle als Bleisicherung einen 3 mm Bleidraht (7 mm* Querschnitt)
von 50 mm Länge an.
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121 —
Drahttabelle.
Durchmesser
des Kupfer-
drahtes in
1 mm
Qoerschnitt
des Kupfers
in mm^
Höchste zuläs-
sige Betriebs-
stromstärke in
Ampfere
Durchmesser
des Blei-
drahtes in
mm
Querschnitt
des Bleies
in mm*
Länge des
Bleidrahtes
in mm
1
) 02
0-03
0-6
1 X 0-02
0-02
20
i 0-6
0-2
1-0
2X 0-02
004
20
j 0-6
0-28
20
0-3
007
20
1 0-7
038
30
0-4
012
20
, 0-8
0-6
40
0-5
019
20
( 1-0
0-8
5'6
0-6
0-3
20
1 1-2
12
7-5
10
0 78
20
1 ^**
1-8
115
12
1-25
30
' 2-0
3-1
17-0
1-5
1-77
30
1 2-6
4-9
280
1-8
2-54
30
i SO
7-0
85-0
20
3-14
30
3-6
9-6
450
23
4*19
40
40
12-6
660
2-5
4-9
40
4-6
15 9
700
30
70
50
, «0
19-6
860
3-6
9-6
50
6-5
23-0
90-0
40
12-6
60
60
26-6
1030
4-3
140
50
' 61
29-3
110-0
4-5
15-9
50
) 6*3
31*0
1180
4-7
17-5
50
; 6-6
33-6
1250
60
19-6
60
70
390
140 0
2X11
220
60
7-4
430
1500
2X13
260
60
7-6
470
1600
2XU
280
60
7-9
48-4
166-0
2X15
30-0
60
83
640
1800
2X16
320
60
8-4
650
1830
2X17
33-0
60
8*8
60*6
192-0
2X17
34-0
70
91
65-0
205*0
2X18
360
70
9-8
76-0
2250
3 XU
42-0
70
10-6
870
250*0
3X16
48 0
70
11-2
990
2760
3X18
64-0
70
11-9
1110
2950
3X20
60*0
80
12-Ö
1250
3220
4X18
720
80
13-8
1390
350-0
5X16
75*0
80
14-0
154-0
3780
6X17
85'0
80
160
1750
4120
5X18
90-0
80
16-0
2000
450-0
ÖX20
100-0
80
180
2500
520-0
5X26
130-0
80
19-6
3000
5900
5X30
1500
90
210
3500
6450
6 X 29
174*0
90
22-6
4000
7100
8X25
200-0
90
24-0
450-0
760-0
8X29
2320
90
260
6000
820 0
8X33
2640
90
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— 122 —
Die Ursachen des Abschmelzens der Sicherungen sind:
1. Zu hohe Beanspruchung des zu schützenden Drahtes durch
Schluss in seiner Leitung. In diesem Falle ist der betreffende Strom-
kreis auszuschalten, die Leitung an den Abzweigepunkten von der
nächststärkeren Leitung zu trennen und auf Isolation zu prüfeir. Erst
wenn die Isolation vollkonunen entspricht, darf der Anschluss wieder
vorgenommen werden. Der metallische Schluss zwischen Leitungen
erfolgt häufig durch Gas- und Wasserleitungsröhren, Beleuchtungs-
körper und schlechte Isolation der Drahtkreuzungsstellen.
2. Zu starke Beanspruchung der Leitung durch zu hohe Strom-
stärken; dann ist in der Regel die Maschinenspannung zu hoch oder
es sind, z. B. in Bogenlichtanlagen, die Vorschaltwiderstände zu klein.
3. Die unrichtige Bemessung der Sicherungen. Für die richtige
Bemessung der Leitungen sind die, von einzelnen Firmen, mit den
Sicherungen angestellten Schmelzversuche maßgebend.
Einfache und leicht auswechselbare Sicherungen sind in den
Fig. 82 bis 91 in Egger- und Edison-Sicherungen dargestellt.
Fig. 82 zeigt eine Staniolsicherung für ein oder zwei Glüh-
lampen, je nachdem der Querschnitt des Staniolstreifens 1 X 0*02 oder
2 X 0'02 mm beträgt. Der Staniobtreifen S liegt auf dem Schiefer-
stücke P und wird durch die Schraube s^ und das Messingstück /^
einerseits, und durch die Schraube «, und das Messingstfick t^ anderer-
seits, festgehalten. Die Schrauben s^ und s^ dienen zum Anschlüsse
der Sicherung an dem Orte der Querschnittsänderung der Leitung.
Die Sicherung ist von der Glashülse G eingeschlossen.
Die in den Fig. 83 bis 85 gezeichnete Sicherung besteht aus den
Messingstücken t^ und t^^ welche bei m^ und m^ Fassungen besitzen.
In die Fassungen, deren Querschnitt Fig. 85 zeigt, wird ein Press-
spahn mit einem Staniolstreifen p eingesteckt. Das Auswechseln des
Stanioles geschieht durch einfaches Herausnehmen und Einstecken des
Pressspahnes mit dem Staniol aus und in die Fassungen m^ und m^.
Durch die Schrauben s^ und s^ wird die Sicherung isolirt aufgeschraubt
und durch die Schrauben s^ und 5,, an dem Orte der Querschnitts-
änderung, eingeschaltet.
Bei der Sicherung in Fig. 86 sind in einem Porzellan- oder Thon-
napf N zwei Messingstücke t^ und t^ eingeführt. Die Schrauben «i und
«2 vermitteln den Anschluss an die Leitung, die Schrauben s^ und s^
an die Sicherung.
In der Dosensicherung von B. Egger & Co., Fig. 87 und
88, erfolgt der Anschluss an die Leitung durch die Klemmschrauben
K^ und K^. Der Hauptbestandtheil der Sicherung ist eine einst^ckbare
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123 —
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5i
Fig. 82.
Si Sj
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(S)'S> ^ ,. [=^ S)
^
Fig. 88.
^i
S=:
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n n I nnn
Kg. 84.
/*
Fig. 86,
Fig. 86.
aM
/pmm
¥
Fig 87.
Fig. 88.
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— 124 —
Patrone jj, auf welcher das Staniol 8 durch die Kappen K^ und K^
und die Schrauben s^ und s^ zu befestigen ist. Durch Einschieben der
Patrone, zwischen die federnden Kontakte c^ und c,, wird die Leitung
gesichert. Das Holzgehäuse K ist durch ein, unterhalb der Patrone
angebrachtes, Asbestpapier a gegen Verkohlen oder Verbrennen ge-
schützt. Die Befestigung des Deckels X auf dem Holzgehäuse K besor-
gen zwei Holzschrauben.
Eine insbesondere fär Schaltbretter praktisch verwendbare Siche-
rung ist in Fig. 89 in der Vorderansicht, in Fig. 90 in der Seiten-
ansicht, theilweise im Schnitte, theilweise in der Außenansicht dargestellt
I.»
»,
^
Fig. 89.
Fig. 90.
Fig. 29.
Fig. 94.
In dem Stöpsel derselben, Fig. 91 bis 94, ist der Abschmelzdraht a zwischen
den Kontakten c^ und Cg c^ angebracht. Der Kontakt c^ besteht aus
einem mit Muttergewinde versehenen, in der Fig. 92 dreikantig dar-
gestellten, in Holz gefassten Messingstticke, der Kontakt c^ c^ aus der
konischen Kupferhülse Cg, welche in den konisch ausgehöhlten Bügel b
dicht einpasst. Der Bleidraht a ist an q und c^ angelöthet und von
q nach Cg in Gips geführt. Den Verschluss des Stöpsels bildet der, mit
Bajonettverschluss versehene, Messingdeckel D. Der Strom fließt, bei
eingeschalteter Sicherung, von der Leitungsschiene ä, durch die Schraube
und den Kontakt q, durch das Blei, zu dem Kontakte Cg c^, in den
Bügel b und dessen Klemmschraube k in die äußere Leitung.
Fig. 95 gibt das Bild einer zweipoligen (bipolaren) Sicherung
wieder. Die Klemmen k^ und k^ sind in die eine, die Klemmen Ar, und
A4 in die andere Leitung eingeschaltet. Die Sicherungen befinden sich in
den, oben in den Fig. 91 bis 94 beschriebenen, Stöpseln S^ und S^.
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— 125 —
Eine, beide Pole einer Abzweigung l^ l^ schützende, Sicherung
zeigt Fig. 96; in derselben führt der Stromweg von der Hauptleitung
ig, durch die konische Kupferhülse q, das Messingstück m, die Schraube
5j zur Leitung l^ und von der Leitung L^, durch die Sicherung S^,
die in der Zeichnung punktirte, in einer, mit Paraffin getränkten, Nut
am Boden der Porzellanunterlage Jff befindliche Leitung Zg, zur Schraube
Sj und Leitung l^.
Eine doppelte Abzweigung mit zweipoligen (bipolaren) Sicherungen
ist in Fig. 97 dargestellt. Der Stromverlauf dieser Sicherung ist aus
den Pfeilen in der Figur ersichtlich. Die Stöpsel S^ und S^ gehören der
einen, die Stöpsel S^ und S^ der
anderen Abzweigung an. Bezüghch
ihrer Beschreibung sei ebenfalls auf
Fig. 97 verwiesen.
Die Sicherung der Hauptlei-
tungen und Leitungen für hohe Strom-
stärken besorgt zweckentsprechend
der Blei- oder Kupferschutz Fig. 98.
In die Muttergewinde der Messing-
klötzchen k^ und ^2 sii^d die Leitungs-
Fig. 96. :x
^.-JLl
L, L,
Fig. 97.
Fig. 98.
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— 126 -
schrauben S^ und S^ eingeschraubt. Um große Querschnittsverminderungen
dör Sicherung, durch den Druck der Schrauben an der Einklemmstelle
derselben, bei S^ und S^ zu verhindern, sind dieselben durch die Unter-
lagsscheiben S5 und Sq geschützt. Die Messingklötzchen werden entweder
auf dem Schaltbrette oder Polbrette der Maschine durch die Schrauben
*ij ^2) *s ^1^^ *i aufmontirt. Unterhalb der Sicherung befindet sich eine
Lage Asbest. Diese Sicherungen sind häufig mit einem, behufs Lüftung
mit Oeffhungen versehenen, Metallgehäuse umgeben.
Bleisieherungen von Siemens & Halske.
Walsblech 1 mm dick. 6 Ampere für 1 mm\ Maße in mm.
Streifen-
Streifen-
Ampere
Ampere
1
Breite
Länge
Breite
LSnge '
6
1-0
45
84
14
66 !
9
1-5
45
90
15
66
12
2-0
45
96
16
65
15
2-5
45
102
17
65
18
30
45
108
18 65
21
35
45
114
19
65
24
4-0
45
120
20
65
27
4-5
45
130
2X11
65
30
50
45
140
2X12
65 i
38
5-5
45
150
2X13
80
36
60
45
160
2X14
80
89
6-5
45
170
2 X 14-6
80
42
70
45
180
3X10
80
45
7-5
65
190
sxii
80 1
48
8*0 65
200
3 X 11-6
80
51
8-5
65
210
3X12
80 1
54
90
65
220
3 X 12-6
80
57
9-5
65
230
3X13
80
60
10
65
240
3 X 13-5
80
66
11
65
260
8X14
80
72
12
65
260
3 X 14-5
80
78
13
65
270
3X16
80
Die Bleidrähte der allgemeinen Elektricitätsgesell-
schaft in Berlin bestehen aus einer Legierung von 3 Theilen Blei
und 2 Theilen Zinn.
83. Blitzschutzvorrichtungen. Zum Schutze elektrischer Lei-
tungen, Maschinen, Motoren, Transformatoren und sonstiger Einrich-
tungen, sowie zum Schutze des Lebens des Betriebpersonales, dienen
in der Regel, flir niedrige Spannungen und schwache Ströme, dieselben
Vorrichtungen wie in der Telegraphie *)
^)H. Schellen (Josef Kareis), Die elektromagnetische Telegraphie, 1888,
Seiten 1113 ff.
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— 127 —
Der einfachste Blitzschutz besteht aus zwei Metallplatten, welche
einander mit geriefelten Flächen gegenüberstehen. Die zu schlitzende
Leitung schließt man an die eine Metallplatte an und steUt von der
zweiten Metallplatte eine leitende Verbindung zur Erde her.
L,
^.
KAAVWAAWVWVVVWVWWj
^Mn^^^^^-^'^^M
Fig. 99.
Fig. 100.
Will man, sowie es Fig. 99 darstellt, zwei Leitungen L^ und L^
durch einen einzigen Blitzableiter schützen, so wird zumeist eine lange,
geriefelte Metallplatte P^ zwei kürzeren Pg und Pg gegenüber ange-
ordnet. Pi dient als gemeinsame Erdleitung; von ihr führt ein Leiter
zu einer Erdplatte E, Die Erdleitung schließt man entweder an eine,
in stets feuchter Erde befindhche, Kupferplatte von etwa 1 m^ Ober-
fläche, oder besser an eine Gas- oder Wasserleitung metallisch an. Die
Platte Pa ist mit der zu schützenden Leitung Lj, die Platte Pj mit
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- 128 —
der zu schützenden Leitung JDj, fest verbunden. Der gegen atmo-
sphärische Blitzentladungen (I. Seite 47) verhältnismäßig stets niedrig
gespannte Strom in der Leitung erscheint durch den Lufitraum zwischen
den Platten genügend isolirt, während die hochgespannten Blitzent-
ladungen auf dem kürzeren Wege durch den Blitzschutz in die Erde
übergehen. Durch das Ueberspringen einer Blitzentladung zwischen
den Blitzplatten schmelzen dieselben meist zusammen, so dass eine Erd-
leitung von ganz geringem Widerstände entsteht. Hat sich der Blitz
gleichzeitig durch beide Pole der Leitung entladen, dann sind die
Leitungen L^ und Lg auf dem Wege über L^ P^ P^ P^ L^ kurz ge-
schlossen und es erfolgt ein augenblickliches Abschmelzen der, in der
Leitung Li L^ befindlichen, Bleisicherung.
Siemens & Halske bauen einen Blitzableiter mit selbst-
thätiger Funkenlöschung, Fig. 100, welcher Kurzschlüsse im Appa-
rate selbst verhindert. Dieser Blitzschutz besteht aus einem Porzellaniso-
lator / sammt Träger T; der letztere dient zum Aufmontiren des Appa-
rates auf die Leitungsstange ä, an Mauern u. s. w. Durch den Iso-
lator führt eine metallische Verbindung einerseits zu der geriefelten
Blitzplatte P^, andererseits zu dem, mit der zu schützenden Leitung L
verschraubten, Häkchen H, Die zweite geriefelte Blitzplatt« P, wird
von einem Eisenkerne K getragen, welcher innerhalb eines Solenoides
W in einer Metallbüchse B geführt erscheint. Das eine Ende der Win-
dungen des Solenoides W ist metallisch an die Büchse £, das andere
Ende an die Erdplatte E angeschlossen. Diese Blitzschutzvorrichtung
arbeitet wesentlich so, wie die zuletzt beschriebene; ein Kurzschlnss
durch zwei Apparate ist hier dadurch vermieden, dass im Falle der
Blitz sowohl die Hin- als auch die Rückleitung (also zwei Apparate;
trifft, der Maschinenstrom durch die Apparate fließt, den Eisenkern an-
und den zwischen den Platten entstehenden Lichtbogen abreißt.
Luftleitungen sind durch Blitzschutzvorrichtungen an jenen Stellen
zu schützen, an welchen sie in Gebäude eintreten oder an Kabel an-
geschlossen sind. Leitungen, welche durch mehrere Stockwerke allein-
stehender Gebäude führen, schützt man vortheilhaft durch eine, von
beiden Polen des Schaltbrettes der Maschinenanlage abgezweigte.
Blitzschutzvorrichtung.
Blitzschutzvorrichtungen arbeiten nur dann zuverlässig wenn der
Widerstand der Erdleitung höchstens 10 Ohm beträgt.
Ebeüso wie die obigen Apparate schützt ein über den Kupfer-
leitungen geftlhrter, sogenannter Stacheldraht letztere vor Blitz-
Bchlägen. Von diesem werden in bestimmten Entfernungen, minde-
stens an jeden 5. Mast, Erdleitungen zu Erdplatten gefuhrt. Die
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129 —
Stacheldräthe windet man häufig anch um die Leitxmgsstangen hemm,
mn das Ersteigen derselben möglichst zu verhindern.
BKtzschntzvorrichtungen und Stacheldrähte können auch gleich-
zeitig Verwendung finden.
84. Die Schaltvorrichtongen haben den Zweck:
1. Den Stromkreis zu schließen oder zu öfihen (Ausschalter).
2. Denselben Strom in zwei oder mehreren Leitungen zu benü-
tzen (Umschalter und Nachschalter).
3. Die Richtung des Stromes umzukehren (Polwechsler).
4. Jeden Maschinenkreis mit jedem Lampenkreise beliebig zu
verbinden (Generalumschalter).
Grundbedingungen für den Bau
dieser Vorrichtungen sind:
1. Die Abmessungen der Kontakte,
zwischen den festen und den bewe-
gUchen Theilen, müssen reichhch be-
messen sein. Die zulässige Beanspru-
chrmg für die Flächenberührung an
den Kontakten ist durch die Art der
Konstruktion bedingt und nie größer
als 1 Ampere für Ifnm^.
2. Der Kontakt zwischen den
festen und beweglichen Theilen muss
derart sein, dass selbst bei den größten
Stromstärken keine Erwärmung dessel-
ben eintritt, was nur durch eine äußerst präcise mechanische Aus-
führung dieser Vorrichtungen erreicht werden kann.
3. Das Oeffhen der Schalter muss sehr schnell und genügend
weit erfolgen, weil dadurch zu lange Oefihungsfunken oder gar Licht-
bögen zwischen den festen und beweglichen Theilen vermieden werden
können. Beztlglich der Funken beim Einschalten der Schaltevorrich-
tungen ist keine weitere Vorsichtsmaßregel von Belang.
Von den zahllosen Konstruktionen der Schalter seien in den
nächsten Figuren einige, häufig in Verwendung stehende, Vorrichtungen
wiedergegeben.
Fig. 101 stellt einen Ausschalter einfachster Konstruktion, für
beliebige Stromstärken, dar.
Dieser Ausschalter ist auf ein Hc4zbrett, auf Schiefer, Porzellan,
Glas n. s. w. aufmontirt und besteht im wesentlichen aus zwei Metall-
kontaktstücken c^ und ^, welche an die unterbrochene Leitung bei s^
Fig. lOJ.
Krats»Tt, Stoktroteehnik. n.
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— 130 —
und «2 angeschlossen sind. Das Ein- und Ausschalten wird mittelst
des Hehels G H besorgt, welcher aus dem Metalltheile H und dem
Griffe G zusammengesetzt ist. Der Metalltheil B wird mittelst einer,
im Mittelpunkte des Ausschalters befindlichen, Kontaktmutter und der
Feder F niedergedrückt, so, dass eine innige Bertlhrung zwischen den
Kontakten q und c^ und den an dem Metallhebel H befestigten Metall-
fedem jF\ und F^ entsteht.
Fig. 103.
Fig. 102.
Fig. 104.
In dem in Fig. 102 abgebildeten Ausschalter sind die Kontakt-
stticke Ci und Cj, behufe Herstellung einer guten federnden Bertlhrung.
in zwei, auf einander senkrechten, Richtungen gespalten.
Fig. 103 stellt ein perspektivisches Bild einer ähnlichen Kon-
struktion vor.
Der Hebel des Messerausschalters in Fig. 104 hat bei D seinen
Drehpunkt und wird an den Klemmen k^ und k^ eingeschaltet. Man
schließt den Ausschalter, indem man das Metallstück M des Hebels
GM zwischen die gespalteten Metallstücke Si und S, bewegt. Das
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— 131 —
Einsehalten des Hebels, infolge seines eigenen Gewichtes, verhindert die
Feder / und die Nase n.
In den vorangehenden Ansschaltem wurde nur eine Leitung Und
zwar die positive oder negative unterbrochen (unipolare oder
einpolige Ausschalter), während in dem Ausschalter, welcher in
Fig 105 skizzirt ist (bipolarer oder zweipoliger Ausschalter),
beide Leitungen dadurch ausgeschaltet werden, dass man das Verbindungs-
stück S solange nach rechts bewegt, bis die Hebel H^ und H^ von
den Kontaktknöpfen k^ und ig auf kg und k^ zu liegen kommen.
Fig. 106.
^
1
I
B
+
h
Fig. 106.
Das Verbindungssttlck S besteht aus einem isolirenden Materiale. Die
Hebel JETj und B^ sind, wie die Kontaktknöpfe i^, ÄJg, k^ und h^ und
die Anschlüsse «^ D^ und «2 Aj ^^^ Metall. Bei 2>i und Da befinden
sich die Hebeldrehpunkte.
Fig. 106 stellt die Verbindung des letzten Ausschalters mit den
Leitungen i, und L^ und der Lampe B. schematisch dar.
In den folgenden Figuren 107 bis 112 sind Ausschalter für niedere
Stromstärken wiedergegeben.
Der Ausschalter in Fig. 107 besteht aus zwei Metalltheilen M^ und
M^ mit den Anschlussschrauben «1 und 8j. Der metallische Schluss
zwischen den Metalltheilen erfolgt durch den Stöpsel, Fig. 108.
9»
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— 132 —
Der Patentausschaltier von B. Egger & Co., Fig. 109
und 110, benützt znm raschen Unterbrechen eines Stromkreises die
Spannkraft der Feder /. Der Anschlnss der Leitung erfolgt bei den
Klemmschrauben k^ und k^. In der Figur ist der Stromkreis zwischen
Jfci und Ä", durch die beiden Hebel H^ und H^ geschlossen. Dreht man
den Hebel Hy^^ sammt dem Griffe ö, nach rechts, so wird zwischen k^
und dem Hebel H^ und k^ und dem Hebel H^ Kontakt hergestelltj
Fig. 107.
Fig. 109.
Figr. 108.
1 I I I ' "L
Fig. 110.
die Feder / befindet sich jetzt ebenfalls rechts und hat den Hebel fij
mit sich genommen. In dieser Stellung ist der Ausschalter ausgeschaltet
Der Ausschalter in den Fig. 111 und 112 unterscheidet sich von
dem vorangehenden dadurch, dass die Hebel H^ und H^ fest mit einander
verbunden sind und das Ausschalten an den Kontaktstellen k^ und k^
erfolgt, wodurch, bei gleich bemessenen Hebeln, eine geringere Funken-
bildung erzielt wird; dieser Ausschalter ist zwischen den Schrauben
«1 und «2 mit einer Sicherung S versehen und an den Schrauben .^
und s^ in die Leitung einzuschalten.
In Fig. 113 ist ein Umschalter mit 16 Kontakten abgebildet
Wird der Metallring R bei a an eine gemeinsame Leitung, je einer
der Kontakte 2 bis 16 an eine Zweigleitung angeschlossen, so ermöglieht
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— 133 —
dieser Umschalter die Verwendung des Stromes einer Stromquelle in
15 verschiedenen Stromkreisen. Sind zwischen den einzelnen Kontakten
Widerstände «?!, w^ u. s. w. eingeschaltet, so kann man durch Drehung
Fig. 111.
Fig. 112.
Fig. 113.
des Hebels von 2 bis 16, den Gesammtwiderstand ausschalten und
den betreffenden Stromkreis kurzschUeßen ; durch den letzteren Vorgang
erfolgt das Reguliren von Stromstärken und Spannungen in Stromkreisen.
Durch zwei einfache Hebelausschalter, wie dieselben in Fig. 101
dargestellt sind, ist das Umschalten einer Maschine auf zwei Strom-
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— 134 —
^H'l'l'h"
s
Fig. 116.
kreise durch ein-
faches Ein- und
Ausschalten er-
möglicht. Diese
Schaltung durcli
einen Apparat be-
sorgt zweckmäßig
der Umschalter,
welchen die Fig.
114 und 115 zei-
J * gen. Derselbe un-
terscheidet sieh
von dem bipola-
ren Ausschalter in
den Fig. 105 und
106 nur dadurcli,
dass er statt 4
Kontaktknöpfen
blos 3 besitzt.
ij und ÄTs sind mit einander leitend ver-
bunden und bilden den einen Pol, wäh-
rend ^2 an dem zweiten Pole angeschlos-
sen ist. Bei der schematischen Anord-
nung ni Fig. 115 fließt der Strom durch
das Torsionsgalvanometer G und den Zu-
satzwiderstand TT in der, durch die Pfeile
angegebenen, Richtung. Dreht man die
Hebel H^ und iTj, Fig. 114, nach rechts,
so dass dieselben auf den Kontakten
k^ und ÄTj aufliegen, dann verläuft der
Strom im entgegengesetzten Sinne.
Fig. 116 gibt einen einpoligen
Umschalter für sehr hohe Strom-
stärken wieder. Je nachdem der Strom
•aus der Leitxmg L^ in die ij oder 4
fließen soll, dreht man den Hebel H
an dem Griffe G zwischen die Kontakte
Ci und c^ oder Cj und Cj. Die Kontakte
q, Cg, Cj und <?4 sind, behufe Herstellung
einer innigen federnden Berührung mit
dem Hebel Ä, in zwei auf einander
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— 135 —
senkrechten Richtungen gespalten. Die Metallbögen «i und 8^ dienen
zur Fahrung des Hebels H,
Der Voltmesserumschalter, Fig. 117 bis 119, hat den
Zweck, mit einem einzigen Voltmesser die Spannungen an den ver-
schiedenen Stellen der Leitungen zu messen. Er besteht der Hauptsache
nach aus einem Hebel fi, welcher durch den Griff G gedreht werden
Fig. 117.
-CZL
./g^ M ^Mi^
»/
1^^
Fig. 119.
Fig. 118.
kann. An den Enden des Hebels H sind die Messingkontakte C^ und Q,
Fig. 118, befestigt, welche isolirt aufgeschraubt werden und entweder
auf den Metallstücken 1, 2 und 1', 2* oder 2, 3 und 2', 3' aufliegen.
Einen guten Kontakt bewirkt die Spannkraft der Feder -F, welche
die Kontakte C^ und (7,, in der durch den Pfeil angegebenen Richtung,
niederdrückt. Mit diesem Ausschalter kann die Spannung an den
Punkten Ä und B oder P^ und Pj gemessen werden, wenn der Volt-
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— 136 —
messer an die Kontakte 2, 2' und die Punkte Ä, B^ Pj, Pj, sowie es
Fig. 119 zeigt, an die Kontakte 1, 1', beziehungsweise 3, 3' ange-
schlossen ist. Enthält der Apparat statt 6, 8, 10, 12 u. s. f. Kontakte,
so kann man mittelst eines Voltmessers die Spannung an 3, 4, 5 u. s. w.,
beliebig weit entfernten. Orten messen. Diese Vorrichtung kann anch
zur Bestimmung der Spannung bei Akkumulatorenanlagen verwendet
werden; es genügt dann ein einziger Voltmesser zur Kontroüirung der
Spannung an sämmtlichen Akkumulatoren.
Der in Fig. 120 dargestellte Polwechsler besteht aus den
Metallklötzchen d,, d^^ Z^, l^ und dem Hebel mit den beiden Kontakten
(7i und Ca- Der positive
c;^/-
Fig. 120,
Strom der Dynamo tritt z. B.
bei dx an den Schalter, fließt,
bei der in der Figur gege-
benen Stellung des Hebels,
durch den Kontakt C,,
nach /g, von hier in die
Bogenlampe B, in das Metall-
klötzchen Z^, durch den
Kontakt C^ und von d^ zum
negativen Pole der Maschine.
Dreht man den Hebel an
dem Griffe O um 90* nach
rechts, so schließt der Kon-
takt C^ die Klötzchen d^
und ^1, der Kontakt C^ die
Klötzchen d^ und 1% knrz
^t^KD
Fig. 121.
sMD
Fig. 12«.
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137 —
und der Strom erhält jetzt beim Durchgänge dnrch die Lampe die
entgegengesetzte Richtung.
Die Handhabung des, in den Fig. 121 und 122 abgebildeten, Pol-
wechslers ist dieselbe, wie die des zuletzt beschriebenen; sie erscheint
in den zwei, den Polwechseln entsprechenden Stellungen, Fig. 121 und
122, ersichtlich gemacht. Die Stromrichtungen geben die Pfeile an.
Einen weiteren, wesentlich gleichen Polwechsler, für hohe Strom-
stärken, stellt Fig. 123 dar.
Die Generalumschalter haben den Zweck, jede beliebige
Maschine in jeden beliebigen Stromkreis einzuschalten. Während des
Betriebes ist diese Schaltung, ohne Funkenbildung, sehr schwer zu
erreichen. Der Generalumschalter
in den Fig. 124 und 125 besteht,
sowie sämmtliche Schalter seiner
Gattung, aus 3 oder mehreren
kreuzweise übereinander gelegten,
von einander isolirten. Metall-
schienen. Die Kreuzungsstellen
sind durchlöchert und können
durch Kontaktstöpsel an diesen
Stellen verbunden werden. Die
vertikalen Schienen I 11 in des
Umschalters Ui sind mit den posi-
tiven Leitungen, diejenigen des
Umschalters ü^ mit den negativen
Leitungen der Stromquelle ver-
bunden. Die horizontalen Schienen
A
B
C
@
0
0
+
o
o
0
—
o
®
0
o
®
0
V,
I jr
Fig. 124.
A 0
B 0
C 0
o
O
0
o
@
0"
o
®
"0
Ut
JIM
Fig. 125.
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— 138 —
ABC sind an die betreffenden Stromkreise angeschlossen. Soll z. B.
die Stromquelle I auf den Stromkreis Ä geschaltet werden, so sind die
Kreuzungsstellen zwischen den Schienen I und den Schienen A zu
stöpseln. In der Telegraphentechnik werden diese Generalumschalter
(Stöpselkommutatoren), außer den Quecksilberkommutatoren, zur Kom-
binirung vieler Stromkreise verwendet. Sie gestatten eine Linie mit
einem Apparate, 2 Linien mit einander, 2 Apparate mit einander und
so weiter zu verbinden.
Eine Querschnittszeichnung des Generalumschalters
von Schuckert zeigt Fig. 126. Die Anordnung der oberen und
unteren Schienen entspricht der
des letzten Schalters. Der Kon-
taktstöpsel G S wird in die Löcher
an den Kreuzungsstellen der-
jenigen Schienen, die mit einander
zu verbinden sind, eingeführt und
sobald die seitlichen Ansätze s^
und Sj sich unterhalb der Schiene
iS, befinden, um 90** gedreht. Der
Druck der Spiralfeder F dient zur
Herstellung eines guten Kontaktes.
Außer den genannten Schal-
tern seien die Quecksilber-
kommutatoren erwähnt, bei
welchen die einzelnen Drähte in
isolirte, mit Quecksilber gefüllte
Näpfe tauchen; die letzteren werden unter einander in der Regel durch
Kupferbügel verbunden. Amalgamirte Drähte eignen sich ganz besonders
zur Verbindung der Quecksilbernäpfe und vermindern die durch sonstige
Verbindungen von Leitern entstehenden Widerstandsvergrößerungen
des Stromkreises. Bei der Bertlhrung zweier Metalle ist dieser Wider-
stand größer und hängt insbesondere von der Größe der Berührungs-
flächen und der Art der Berührung (fest oder lose) ab. Quecksilber-
ausschalter finden bei den Magnetautomaten (I. Seiten 177 und 178 ,
sowie bei den Automaten der ersten und zweiten Gruppe (Seite 13^^)
Verwendung.
Die Berührungsstellen sämmtlicher Schalt-
vorrichtungen müssen stets metallisch rein und
vollkommen anschließend erhalten werden.
Fig. 126.
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139 —
VI. Kapitel.
Automaten.
85. Eintheilung. Die Automaten lassen sich in folgende Grup-
pen eintheilen:
1. Gruppe. Automaten, welche den Stromkreis bei zu hoher
Stromstärke unterbrechen.
2. Gruppe. Automaten, welche den Stromkreis bei zu niederer
Stromstärke unterbrechen.
3. Gruppe. Automaten, welche nebeneinander geschaltete Ma-
schinen ausschalten, wenn sie anstatt Strom zu liefern, Strom (Rück-
strom) empfangen.
4. Gruppe.
Automaten, welche an-
statt einer ausgelösch-
ten Lampe eine blei-
bende Einschaltung
eines Ersatzwiderstan-
des oder einer Ersatz-
lampe gestatten.
86. 1. und 2.
Gruppe. Aus den Fig.
127 und Fig. 128 ist
das Wesen der Appa-
rate dieser Gruppen
ersichtlich. Ein Elek-
tromagnet Ey ein An-
kerhebel Hy welcher
bei D seinen Dreh-
pxmkt hat und ein
Quecksilbemapf w, sowie das Gewicht G und der Kontaktstift 8 bilden
die Hauptbestandtheile eines solchen Automaten.
Der Apparat in Fig. 127 schaltet aus, wenn die Stromstärke eine
gewisse, normale Grenze überschritten hat; dann wird der Elektromagnet
seinen Anker anziehen und den Stromkreis bei w, zwischen Queck-
silber und Kontaktstift, unterbrechen.
Der in Fig. 128 abgebildete Automat schaltet aus, wenn die Strom-
stärke unter eine bestimmte Grenze herabsinkt; dann lässt der Elektro-
magnet den Anker los, wodurch der Stromkreis bei u unterbrochen
erscheint.
Fig. 127.
Fig. 128.
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— 140 —
Durch das Verschieben des Gewichtes G auf dem Hebel H ist
eine beliebige Einstellung des Automaten innerhalb ziemlich weiter Gren-
zen für verschiedene, der Drahtstärke der Windungen des Solenoides
entsprechende, Stromstärken zu erreichen.
Anstatt des Elektromagnetes E kann auch ein Solenoid Anwen-
dung finden, welches durch die Einwirkung auf einen beweglichen
Eisenkern das Unterbrechen und Schließen des Automaten besorgt.
Bei sämmtUchen Apparaten, welche mit Quecksilberkontakten ver-
sehen sind, tritt Funkenbildung ein. In Räumen, welche entztlndliche
Gase enthalten, fuhrt schon die geringste Funkenbildung eine Entzün-
dung herbei. Starke Funkenbildung an Quecksilberkontakten erzeugt
sehr schädliche Quecksilberdämpfe. Zur Vermeidung jeder Funken-
bildung an Apparaten mit obigen Kontakten habe ich im Nebenschlüsse
zu den Apparaten eine, entsprechend bemessene, Sicherung angebracht.
Nach Unterbrechung des Kontaktes dauert es dann immer noch einen
Augenblick, ehe die Sicherung abschmilzt, und es erscheint somit
durch diese Anordnung, da eine Keihe von Konstruktionen funkenlo-
serer Sicherungen bestehen, jede Funkenbildung ausgeschlossen.
87. 3. Gruppe.
Der selbstthätige Maschinenausschalter von Siemens
& Halske, Fig. 129 a und 129 6, dient für Anlagen mit nebeneinander
geschalteten Lichtmaschinen, von denen jede durch ihren eigenen Motor
betrieben wird. Der Zweck des Ausschalters besteht darin, dass der-
selbe die mit ihm verbundene Lichtmaschine aus dem Gesammtstrom-
kreise ausschUeßt, sobald diese Maschine infolge zu&llig abnehmender
Umlaufsgeschwindigkeit in der Stromerzeugung nachlässt und dadurch
dem Hereindringen des Stromes der übrigen Maschinen ausgesetzt wird,
so dass eine Ueberhitzung und Beschädigung derselben zu befürchten ist
Der Apparat wird durch die Vereinigung eines gewöhnUchen frei aus-
schnappenden Ausschalters CiC^C^^ mit einer selbstthätigen Auslösungs-
vorrichtung WAE^E^^ gebildet. Die Kontaktstücke C^ und C, des Aus-
schalters C^C^Cz süid mit einem Arme F versehen, der bei Kontaktschluss
unter einen Vorsprung an der Achse des Auslösungshebels A greift,
welcher letztere sich selbst in einen Halter H einlegt, wodurch der Ap-
parat geschlossen gehalten wird. Die Auslösung des Apparates besorgt
das hakenförmige Ende des Ankers A eines sogenannten polarisir-
ten Relais (L Seite 189), welches aus einem hufeisenförmigen, mit
wenigen Windungen eines dicken Drahtes bewickelten, Elektromagnetes
Ej^E^ und dem durch eine, mit dilnnem Drahte bewickelte, Widerstands-
spule W magnetisirten, um eine senkrechte Achse zwischen den Magnet-
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— 141
■ __ ^ __- ABl^AM^'
Fig. 189 b.
polen beweglichen Anker Ä besteht. Während die Bewickelung des
Elektromagnetes, durch die Klemme K^ und K^, mit einer der beiden
von der Maschine kommenden Hauptleitungen in Verbindung steht, ist
die Widerstandsspule W des Ankers A^ wie eine Glühlampe, in den
Hauptstromkreis sämmtlicher Maschinen eingeschaltet, so dass nur ein
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— 142 —
ihrem Widerstände entsprechender Bruchtheil des Stromes hindurchgeht.
Solange die mit dem Apparate verbundene Lichtmaschine sich an der
Stromsendung nach dem Lampenstromkreise betheüigt, indem dieselbe
stromerzeugend auftritt, wirkt das den kontrollirenden Theil des Aus-
schaltermechanismus bildende Relais derartig, dass der geschlossene Aus-
schalter vom Auslöshebel in seiner Stellung erhalten wird. Wenn aber
die Stromerzeugung der betreffenden Maschine, infolge ihres zußülig zu
langsam werdenden Umlaufes, abnimmt und dadurch ein Uebergang des.
von den übrigen Lichtmaschinen in den äußeren Stromkreis (Lampen-
stromkreis) gesendeten, Stromes nach der zu schwach arbeitenden Ma-
schine eintritt, so wirkt die im polarisirten Relais sich umkehrende
Stromrichtung derartig, dass der Anker um seine senkrechte Achse so
weit zur Seite gezogen wird, bis der frei werdende Auslöshebel den
Ausschalterarm freigibt ; jetzt öffiiet sich der Ausschalter und unterbricht
somit den, die Maschine gefährdenden, Rückstrom. Die Stromrichtung
wechselt nur im Elektromagnet E^E^, Der Anker Ä behält inmier den-
selben Pol, weil er aus der Gesammtanlage, und nicht von der zu schü-
tzenden Maschine, Strom erhält. Fig. 1296 veranschaulicht ein perspek-
tivisches Bild dieses Ausschalters.
88. 4. Oruppe.
Der Compoundautomat von B. Egger & Co. wird insbe-
sondere ßir die Hintereinanderschaltung von Glühlampen verwendet
und hat den Zweck eine Glühlampe kurz zu schließen, wenn dieselbe
versagt. Mittelst solcher Automaten wurde die seinerzeit (1886) noch
mit großen Schwierigkeiten verbundene Hintereinanderschaltung von
Glühlampen gelöst. Dieser Automat besteht aus dem Elektromagneten 3f,
Fig. 130; mit einer doppelten Wickelung (Compound- Wickelung). Auf
dem Eisenkerne desselben befinden sich 3 Lagen 2 wm-Kupferdraht
und 15 Lagen 0,2 mm Draht, aus gleichem Materiale, von 80 Ohm
Widerstand. SämmtUche Kupferwindungen sind wohl isoHrt. Der Eisen-
kern trägt an seinen Enden die Polansätze P^ und Pj. Mit dem letzte-
ren ist der Anker Ä^ welcher das verstellbare Gewicht G trägt, durch
die Drehschraube s beweglich verbunden. An dem Anker befindet sich
bei Ca der Platinkontakt. Durch die, von dem Messingstücke jS isolir-
ten. Schrauben s^ und s^ ist dasselbe- auf den Metallkörper des Elektro-
magnetes, sammt dem in der Figur schraffirten Isolirstücke, aufgeschraubt.
Das Messingstück S trägt einerseits die Messingfeder F und anderseits
den Platinkontakt c^. Die Schrauben s^ und s^ sind deshalb isolirt,
weil sonst der Automat durch dieselben kurzgeschlossen wäre. Wenn
die Lampe B brennt, fließt der Hauptstrom von dem positiven Pole der
Maschine, durch die Lampe, zum negativen Pole der Maschine, während
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143
sich die dünnen Windungen (panktirte Leitung) zwischen den Klemmen
kl und ia im Nebenschlüsse zur Lampe befinden. Versagt die Lampe, so
steigt die Spannung an den Klemmen ki und k^^ infoiger der augenblick-
lichen Widerstandswirkung der Nebenschlusspule im Hauptstrome, und der
Elektromagnet zieht den Anker Ä an, wodurch der Hauptstrom auf dem
Wege durch die dicken Windungen, das Eisengestell, den Anker -4,
die Kontakte c^ und c,, das Messingstück S und die Feder i?' geschlos-
sen erscheint. Die Feder F dient zur Sperrung des angezogenen
Ankers.
1 11 li n liji lifi IJ
rmmh]
-X—
Fig. 180.
Die in Verwendung stehenden Glühlampen haben zumeist eine
Stromstärke von 5 Ampere und eine Spannung von 18 Volt; dann
tritt der Automat bei 20 Volt in Thätigkeit.
Die Einstellung der Empfindlichkeit des Apparates erfolgt durch
die Verschiebung des Gewichtes G und durch die Verkleinerung oder
die Vergrößerung der Entfernung zwischen dem Anker und dem Pol-
ansatze P^ des Elektromagnetes mittelst der Schraube S^,
Der Automat in Fig. 131 und 132 hat wesentlich dieselbe
Einrichtung, wie der zuletzt beschriebene. Der Anker -4 des Elektro-
magnetes E wird durch die Feder / gegen die Schraube Sg gedrückt.
Die Schaltung dieses Automaten ist aus dem Schema Fig. 132 er-
sicbtiich. Glüht die Lampe ly normal, so fließt der Strom von der
Leitnn^ L^ nach s^ und dem Gestelle «2, der Spule m nach l^ und zu-
zück zur Leitung L,. Diesen Stromweg bezeichnen in der Figur die
vollen Pfeile. Wenn die Lampe l^ erlischt, so sind die Windungen
des Elektromagnetes ausgeschaltet, der Anker wird von der Feder F
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— 144 —
gegen die Kontaktschraube s^ gedrückt, und der Strom geht von der
Leitung L, zur Schraube 5,j durch das Gestell und den Anker zur Kon-
taktschraube ^3, von der Schraube s^ durch die Ersatzlampe l^ znr
Fig. 181.
-^Bt
Fig. 181.
Lx
Leitung Lj. Den letzteren Stromweg bezeichnen die punktirten Pfeile.
Dieser Apparat findet in RäumeUj in welchen sich nur eine Glühlampe
befindet, deren verlässliche Thätigkeit von größter Wichtigkeit ist,
Verwendung.
VIL Kapitel.
Kontrollapparate.
89. Wesen. Kontrollapparate geben selbstthätig Anzeigen der
normalen, zu niederer und zu hoher Betriebsspannung, der Stromstarke,
des Isolationswiderstandes des Kupfers gegen die Erde, der Thätigkeit
einzelner Lampengruppen oder Lampen u. s. w.
Zur Messung von Spannungen, Stromstärken und Widerständen
dienen die wissenschaftlichen und industriellen Galvanometer (I. Seite
68 ff.).
90. Praktische EonstmktioneiL
1. Der Spannungswecker von Siemens & Halske, Fig.
133; gibt bei zu hoher und zu niederer Betriebsspannung ein Glocken-
signal und schützt in ersterem Falle den Stromkreis vor zu hoher
Stromstärke, die Dynamomaschine vor starker Erwärmung und ein-
geschaltete Glühlampen vor zu hoher Spannung. Der Apparat befindet
sich in einem Kästchen mit Glasthüre und besteht aus 3 Elektromagneten
JE,, jE?2 und E^ sammt den Ankern ^,, A^ und A^ (L Seite 24). Der
Elektromagnet JEi wird an den Schrauben k^ und A:^, wie eine Glüh-
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— 145 —
lampe, eingeschaltet.
Die Schraube k^ ist mit
den Kontakten C^ und
Ci verbunden und bil-
det zugleich den ge-
meinsamen Pol fttr die
beiden Elektromagnete
E^ und JE3, deren zwei-
ten Pole die Eontakte
q und Cj angeben.
Ueberschreitet die Be-
triebsspannung eine
bestimmte Grenze, so
zieht der Elektromag-
net j&i seinen Anker
Ay an, welcher bei c^
Kontakt herstellt, den
Stromkreis des Hektro-
magnetes E^ schließt
und so das größere
Läutewerk in Thätig-
keit setzt. Bei zu niederer Betriebsspan-
nung bewirkt die Feder /, durch ihre Zug-
kraft, die Herstellung der Berührung
zwischen dem Anker A und dem Kontakte
Cj, womit das kleinere Läutewerk in Thätig-
keit tritt. Die beiden Tonhöhen der Glo-
cken der Läutewerke weisen auf zu hohe
oder zu niedere Betriebsspannung hin. Die
Glühlampe L beleuchtet den Automaten
behufs Beobachtung des Anschlagens der
Glockenhämmer. Den gleichen Zweck wie
dieser Wecker hat der Voltmesser
L Seite 99, Fig. 107.
2. Der Erdschlussanzeiger.
Fig. 134 zeigt einen Erdschlussanzeiger
einfachster Art. Auf einer isolirenden
Platte sind zwei Glühlampen Li und L^
aufmontirt. Bei k^ und ig befinden sich
die Pole der Leitung. Die beiden Lampen
sind hintereinander geschaltet und brennen,
Kratxert, Eltktroteohnik. H.
Fig. 188.
Fig. 184.
10
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— 146 —
falls der Hebel H auf dem Kontakte c^ aufliegt, jede mit der halben
Betriebsspannung. Ist, so wie in der gezeichneten Stellung, die Erd-
leitung durch den Kontakt Cj, von k^ aus, eingeschaltet, so wird bei
guter Isolation des Leitungsnetzes keine Aenderung in der Beleuchtungs-
stärke der beiden Lampen eintreten ; hat aber z. B. der positive Pol der
Leitungen Schluss mit der Erde oder ist dessen Isolation gegen die
Erde unzureichend, so wird die Lampe L^ mit voller, oder höherer als
der halben, Betriebsspannung brennen. Schließt man die Drähte l^ und /,
direkt an die ELlemme ig, so brennt die Lampe L^ oder L^}b nachdem
der positive oder negative Pol Erdschluss hat.
VIIL Kapitel.
Schaltbretter.
91. Zugehör. Auf den Sehaltbrettern finden Platz:
1. Die Enden der Maschinenleitungen und die An&nge der Außen-
leitungen. Die Verbindung dieser Leitungen besorgen Ausschalter, Um-
schalter, Polwechsler, Generalumschalter und Konunutatoren.
2. Messapparate (Amperemesser, Voltmesser, Elektricitätszähler,
Automaten u. s. w.), Signalapparate (Spannungswecker, Voltmesser mit
Läutewerk u. s. w.).
3. Sicherungen. — In unmittelbarer Nähe der Schaltbretter,
gewöhnlich unterhalb derselben, werden die Regulirwiderstände ange-
bracht. Die Messinstrumente müssen frei sein von äußeren ma^etischen
Einflüssen. Es finden deshalb auf den Schaltbrettern nur die sogenannten
industriellen Galvanometer Platz, welche, wenn sie sich sehr nahe neben
einander, oder nur auf einer Seite einer Leitung zu nahe, befinden^ durch
Bleche aus weichstem Eisen vor Störungen zu schützen sind.
Die Haupteigenschaften eines zweckentsprechenden Schaltbret-
tes sind:
1. Auf dem Schaltbrette müssen die Stromverhältnisse der Anlage
leicht ersichtUch sein.
2. Das Schaltbrett muss sich an einem leicht zugänglichen Orte
befinden.
3. Vom Schaltbrette aus müssen die Vorgänge in der ganzen
Maschinenanlage zu überblicken sein.
Bei der Handhabung des Schaltbrettes ist zu beachten, dass Un-
richtigkeiten in der Schaltungsweise den Maschinen, Lampen und
Leitungen gefilhrHch werden können, während rasch ausgeftlhrte Um-
schaltungen oft vor dem gänzlichen Versagen der Anlage schützen.
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— 147 —
Nur mit der Anlage vollkommen vertraute Personen dürfen deshalb
das Schaltbrett handhaben.
92. Yertheilungsbretter. Außer den Hauptschaltbrettern im
Maschinenhause finden sogenannte Vertheilungsbretter an gewissen
Vertheilungspunkten Verwendung. Ein solches Vertheilungsbrett stellt
Fig. 135 dar, welches in
der Centralstation Aec.
von B. Egger & Co.
in Gastein Verwen-
dung findet. Dieses Ver-
theilungsbrett enthält auf
isolirtem Brette einen
doppelten Umsehalter TJi
und zwei einfache Aus-
schalter Ai und -4a. Das
Verbindungsstück a b
zwischen den Metall-
hebeln fl, undlZj besteht
aus wohl isolirendem
Materiale (Buxbaum-
holz). An den Punkten
A und B ist die Dynamo-
maschine, in C und D
sind die Lampen und
bei E und F der Samm-
ler eingeschaltet. Die
Kontakte 1 und A^ so-
wie 3 und A^ sollen mit-
einander verbunden sein.
Mittelst dieses ein-
fachen Vertheilungsbret-
tes sind folgende Schal-
tungen möglich:
1. Das Laden des Sammlers. Dieser Schaltung entsprechen die
Hebelstellungen der Figur.
2. Das Beleuchten mit dem Sammler. In diesem Falle ist der
Doppelhebel des Schalters U| nach rechts zu drehen, so dass die Hebel
H^ und jff, auf den Kontakten 2 und 4 aufliegen.
3. Das Beleuchten mit der Maschine. Die Hebel J3i und S, des
Ausschalters dürfen keinen der Kontakte 1, 2, 3 oder 4 berühren und
die Ausschalter A^ und A^ müssen eingeschaltet sein.
10»
Fig. 136.
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— 148 —
4. Das Laden und das Beleuchten. Diese Schaltung erfordert die
Vereinigung der Schaltungen unter 1. und 3.
93. Ein einfaches Schaltbrett für eine kleinere Beleuchtnngs-
anläge mit Voltmesser, Ausschalternj Sicherungen und Leitungs-
anschlüssen zeigt Fig. 136. Die Klemmen der Dynamomaschine sind
an die Schienen S^ und S, angeschlossen. Von dem Schaltbrette aus
Fig. 136.
gehen die 5 Stromkreise li /i, l^ l^^ h h^ h h ^^d ^5 Z5. Die Leitungen
zweigen von der einen Schiene ab, führen zu den Sicherungen, Aus-
schaltern und Lampen, und schließen an der zweiten Schiene an. Der
Voltmesser ist an die Schienen S^ und S, angelegt und misst die
Spannung zwischen denselben ; da bis zu den Schienen kein Spannungs-
verlust eintritt, so ist die Maschinenspannung der Klemmenspannung
gleich, s,, «2, «3 u. s. w. bezeichnen die Bleisicherungen in den positiven
und negativen Leitungen.
94. Als Hauptschaltbrett einer großen Anlage für Beleuchtung
und Kraftübertragung sei hier das im Neuen Wiener Rathhause
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— 149 —
von der Firma B. Egger & Co. aufgestellte, Fig. 137 bis 139,
angeführt. Dieses Schaltbrett zerßlllt in den großen mittleren Theil
Fig. 137 (positiver Pol), den Theil Fig. 138 (negativer Pol) und
den Theil Fig. 139 (Apparatenbrett). Die Hauptschienen sind mit Äj
(positive Schiene), S^ (negative Schiene) nnd Sg (Kraftübertragungs-
schiene), die Voltmesser mit F, die Amperemesser mit A^ die Aus-
schalter mit A^j Ä2 u. s. w., die Umschalter mit t^i, U2 u. s. w., die
Magnetrheostate mit i?i, jBh, jRin nnd i?iv, die dazugehörigen Kommu-
tatoren mit (7i, Ca, Q und C4, die Voltmesserumschalter mit Fj und Fg,
die Sicherungen mit s^ s^ u. s. w., die Aron'schen Elektricitätszähler
mit E^ und -Bg, die Automaten mit «j und aj, der Erdschlussprüfer
mit jS», die positiven Anschlüsse der Maschinen an die Schiene S^ mit
^15 ^2, dg und ^4, die negativen Anschlüsse derselben an die Schiene
S^ mit dj, dß, dj und dg bezeichnet. Bei der Stellung 1, 1 der Um-
schalterhebel sind sämmtliche Maschinen zur Beleuchtung nebeneinander
geschaltet. Die Stellung der Hebel 2, 2 ermöglicht die Benützung jeder
Maschine zur Kraftübertragung. Vom Schaltbrette gehen sieben Leitungen
aus und zwar die Lichtleitungen L^ und Lj, die Reserveleitungen L^
und L^y die Sammlerleitung iß, die Verbindungsleitung zwischen der
alten und der neuen Anlage L^ und die Kraftübertragungsleitung L7. Die
Amperemesser befinden sich in den Hauptstrom- und Zweigleitungen.
Die Voltmesser messen die Spannung an den Dynamomaschinen, an
den Schienen, an den Licht- und Reserveleitungen, an dem Sammmler
und an den Kraftübertragungsschienen. Die Voltmesserschaltungen
sind in der Figur ersichtlich. Der Voltmesserumschalter F^ gestattet
die Spannungen an den Licht- und Reserveleitungen, der Voltmesser-
umschalter Fa an den Dynamomaschinen abzulesen. Die Automaten
haben den Zweck den Sammlerladestrom zu unterbrechen, wenn der-
selbe unter eine gewisse Grenze herabsinkt. Sie verhindern dadurch
das Zurückfließen des Stromes aus dem Sammler in die Maschine
während des Ladens. Die Einrichtung dieser Automaten entspricht im
Wesen dem, in den Fig. 127 und 128 skizzirten, Apparate.
Der Erdschlussprüfer hat die, in Fig. 134 wiedergegebene, Ein-
richtung.
Das positive und negative Brett sind, um Schlüsse zu vermeiden;
von einander getrennt.
Die 3 Theile des Schaltbrettes sind neben einander angeordnet.
Fig. 137 bildet den mittleren, Fig. 138 den linken und Fig. 139 den
rechten Theil. Die Spannungsleitungen l^ l^ u. s. w. schließen an die
negativen Schienen an. Die Umschalter ?7i, ü^ u. s. w., sowie die Aus-
schalter -4i, A^ u. s. w. sind ftlr Stromstärken bis 600 Ampere bemessen.
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— 150
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— 151 —
Die Voltmesser haben Skalen von 50—120 Volt und zeigen, sowie
die Amperemesserj an der Qebrauchsgrenze die weiteste Theilung. Die
Betriebsspannung beträgt 100 Volt. Die Magnetrheostate Bi, Bu und
s. w. bestehen aus Neusilberdrähten von je 50 Ohm Widerstand, welche
auf Eisenrahmen, durch Porzellanrollen isolirt, aufinontirt sind. Diese
Widerstände befinden sich in einem Kasten, welcher zur Herstellung
einer guten Durchlüftung der Drähte auf der Rückseite frei, auf der
Vorderwand und den Seitenwänden mit durchbrochenem Bleche ver-
sehen ist.
Außer diesem Brette enthält die genannte Licht- und Kraftanlage
Vertheilungsbretter sowohl für die Beleuchtung, als auch für die Kraft-
übertragung. Die letzteren Bretter enthalten zumeist Ausschalter, sowie
Sicherungen, zeigen an Messinstrumenten (Ampere- und Voltmesser)
die Stromverhältnisse in den verschiedenen Licht- und Kraftstrom-
kreisen an, ermöglichen so das Ein- und Ausschalten und die Kontrolle
der Isolation derselben von gewissen Kontrollstellen aus.
IX. Kapitel.
Die Stromvertheilung.
95. Die Wahl des Stromvertheilungssystemes hängt von den
folgenden Punkten ab:
1. Das Vertheilungssystem muss die größte WirtschaftHchkeit und
das höchste elektrische Güteverhältnis ergeben. Im allgemeinen sind
die Anlagekosten desto kleiner, je höher die Betriebsspannung ist.
2. Das Vertheilungssystem hat fiir die Sicherheit des Betriebes
Reclmung zu tragen.
Der Gleichstrom ist fiir die Beleuchtung, die Kraftübertragung und
die Elektrolyse, der Wechselstrom hauptsächlich fiir die Beleuchtung auf
große Entfernungen verwendbar. Erst in jüngster Zeit sind brauch-
bare Wechselstrommotoren von Nikola Tesla, Dolivo von Do-
browolsky (Allgemeine Elektricitätsgesellschaft in Ber-
lin), Oerlikon, C. E. L. Brown, Ganz & Co. und Anderen
konstruirt worden.
96. Eintheilung. Die Stromvertheilungssysteme werden eingetheilt:
1. Direkte Stromvertheilung, wenn der Strom ohne Um-
setzung verbraucht wird, d. h. wenn der Stromerzeuger und die Ver-
brauchsstelle in demselben Stromkreise liegen.
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152
2. Indirekte Stromvertheilung wenn der Strom des Stromerzengers
dnrcli einen Zwischenapparat (Transformator, Sammler n. s. w.) um-
gesetzt wird. Die Stromnehmer (Lampen, Motoren u. s. w.) empfan-
gen den Strom nur aus den Zwischenapparaten.
Bei der indirekten Stromvertheilung sind zwei Stromkreise vor-
handen. In dem einen (primären) Stromkreise befindet sich die Strom-
quelle, in dem anderen (sekundären) Stromkreise dagegen sind die
Stromnehmer eingeschaltet. Beide Stromkreise verbinden Sammler,
Gleich- oder Wechselstromtransformatoren miteinander.
L Die direkte Vertheilung.
97. Die Reihen- oder Serienschaltimg, Fig. 140. Bei dieser
Schaltung sind sämmtliche Lampen hintereinander geschaltet. Dieses
System benützt als Strom-
Ji_ v.' v^ vy quelle in der Regel die
Reihenmaschine ; da der
Maschinenstrom sämmtliche
Lampen durchfließt, arbeitet
dasselbe mit niederer Strom-
stärke (gewöhnUch 10 Am-
pere) und hoher Spannung.
Die Durchmesser der Lei-
XXX
XXX
Fig. 140.
tungen sind demnach klein, die Kupferkosten gering und große Entfer-
nungen leicht zu nehmen. Hingegen sind damit die Nachtheile verbunden :
1. Der ganze Betrieb hängt von der ruhigen Thätigkeit der ein-
zelnen Lampen ab.
2. Sind 50 Bogenlampen, von welchen jede etwa 45 Volt ver-
braucht, hintereinander geschaltet, so beträgt die erforderHche Gesammt-
spannung beiläufig 50 X 45 = 2250 Volt; diese Spannung macht
schon bei Gleichstrom die Bedienung der Anlage gefilhrlich.
3. Eine Unterbrechung an irgend einer Stelle der Leitung fiihrt
die Unterbrechung des ganzen Stromkreises herbei.
4. Hochgespannte Ströme erfordern eine äußerst sorgfältige Iso-
lation.
Die Hintereinanderschaltung von Glühlampen wurde von Bern-
stein, Heissler, sowie Siemens ausgeführt. In Fig. 136 und den
folgenden Figuren bedeuten 8 die Sicherungen, A die Amp^remesser, T"^
die Voltmesser.
98. Die Nebeneinanderschaltung (Zweileitersystem), Fig. 141.
Bei diesem Systeme sind die Lampen entweder einzeln oder in Gruppen
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_ 153 —
nebeneinander geschaltet. Dieses Vertheilungssystem besteht ans zwei
parallelen Leitern, den beiden Polen des Stromerzeugers, von welchen
an der Verbrauchsstelle die Abzweigungen ebenfalls parallel erfolgen.
Während bei der Hintereinanderschaltung beim Anschließen einer
Lampe die Leitung unterbrochen werden muss und die Lampe den
Schluss dieser Unterbre-
chungsstelle besorgt, sind
bei der Nebeneinander-
schaltung die Lampen von
den beiden Polen, der posi-
tiven und negativen Lei-
tung, ohne dieselben zu
unterbrechen, parallel ab-
geschaltet. Der wichtigste *^'
Nachtheil der Nebenein-
anderschaltung sind die großen .Kosten flir das Kupfer der Leitung,
da mit höheren Stromstärken und niederen Spannungen gearbeitet wird,
als bei der Reihenschaltung. Zu den hauptsächlichsten Vortheilen der
Nebeneinanderschaltung zählen :
1. Die Unabhängigkeit sämmtlicher Apparate und Stromkreise
von einander und die damit verbundene Betriebssicherheit.
2. Die Ungefährlichkeit der Bedienung.
Beim Zweileitersystem bilden Nebenschlussmaschinen die Strom-
erzeuger, deren magnetisches Feld, beziehungsweise Klemmenspannung
durch den Magnetrheostat gleich erhalten wird. Die zumeist ange-
wendeten Spannungen sind 100 und in neuester Zeit 150 Volt. In
Fig. 141 sind einzelne Glühlampen parallel geschaltet. Die weiter von
der Stromquelle entfernten Lampen empfangen, infolge des Spannungs-
verlustes in der Leitung, eine geringere Spannung. Wilhelm Siemens
hat schon 1882 diesen Nachtheil der einfachen Nebeneinanderschaltung
dadurch beinahe gänzlich behoben, dass er die Stromerzeuger zweck-
mäßig vertheilte. Nebenschlussmaschinen, in deren Magnetwindungön
Magnetautomaten eingeschaltet sind, geben bei Belastungs- und Um-
drehnngszahländerungen stets gleiche Spannung und gestatten deshalb
an entfernteren Stellen Glühlampen von niederer Spannung einzuschal-
ten, die bei Maschinen ungleicher Spannung Gefahr laufen wtlrden,
da dauernde Spannungsänderungen von 3 ^o ^^ Lebensdauer der
Glühlampen bedeutend verkürzen. Das Reguliren der Spannung durch
Widerstände im Hauptstromkreise ist nicht wirtschaftlich, weil damit
Kraftverluste verbunden sind; besser bewährt sich schon eine stärkere
Bemessung der Leitungsdrähte.
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— 154 —
Ein einfachstes Schema der Einschaltung eines Sammlers in ein
Zweileitersystem zeigt Fig. 142. Neben thätigen Lampen wird der
Elektromotor M angetrieben. Das Laden des Sammlers und das Spei-
sen der Stromnehmer erfolgt gleichzeitig. Der Sammler gleicht Span-
nungsdifferenzen im Leitungsnetze aus und kann den Betrieb theilweise
oder gänzlich (indirekte Stromvertheilung) übernehmen. Der letzte
Fall ist bei der Stromvertheilung dann vorgesehen, wenn der Strom-
verbrauch ein sehr geringer wird oder wenn die Betriebsdpamo
versagt. Ausführliche Schaltungsschemen einer Nebeneinanderschaltnng
Fig. 142.
Fig. 148.
von Dynamo, Sammler und Lichtleitung wurden auf den Seiten 37.
Fig. 14, und 39, Fig. 15, wiedergegeben.
Fig. 143 veranschaulicht den Anschluss der Transformatoren T^
T^ und Tg an den Stromkreis einer Wechselstrommaschine TF. M. Von
dem Transformator Tg wird der Wechselstrommotor -äf angetrieben. Die
Anzahl der Lampen in den einzelnen Stromkreisen kann eine ver-
schiedene sein. Lampen und Motoren können einzeln, hintereinander,
nebeneinander, sowie es die Lampen der Figur zeigen, oder gemischt
geschaltet sein.
Die gleiche Spannung an sämmtlichen Lampen ist insbesondere
in Frankreich durch die Nebeneinanderschaltung mit Gegen-
schaltung (en boucle), Fig. 144, erreicht worden. Eine Leitung
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155 —
ist durch die ganze Anlage hin- und sich selbst parallel wieder zurück-
gefllhrt. Erst auf dem letzteren Wege sind die Lampen abgezweigt.
Diese Schaltungsweise hat jedoch keine weitere Verbreitung gefunden,
da sich die Kosten des Leitungsmateriales dabei noch höher stellen,
als bei der einfachen Nebeneinanderschaltung.
6 6 6 6 <;> 6 6
Fig. 144.
Fig. 145.
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.i^^ifi?
Fig. 146.
Auf gleiche Spannung werden die Lampen auch durch die in
Fig. 145 dargestellte Schaltung von R. Qülcher gebracht. Jede
Lampe hat eine eigene Leitung von gleichem Widerstände. Diese
Schaltungsweise erschwert die Montage und ist nicht wirtschaftlich.
In Fig. 146 ist eine Nebeneinanderschaltung von mehreren (3)
Stromkreisen veranschaulicht.
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— 156 —
Fig. 147 zeigt Glüh- und Bogenlampen in Nebeneinanderschaltung
nnter Voraussetzung einer Betriebsspannung von etwa 60 Volt. Den
Bogenlampen ist ein sogenannter JBeruhigungswiderstand vorgeschaltet,
welcjher insbesondere dann große Bedeutung erlangt, wenn die Lam-
pen durch irgend einen Zufall kurzgeschlossen werden. Dann würden,
falls die Sicherung zu stark bemessen wäre, fast der gesammte Ma-
schinenstrom durch die kurzgeschlossene Lampe fließen, die Isolation
der Drähte der Hauptspule derselben verkohlen, sämmtliche Lampen
der Anlage verdunkeln und der Betrieb entweder theilweise oder
vollkommen gestört. Die Lampen reguliren schon bei 35 bis 45 Volt.
Bei der obigen Betriebsspannung (etwa 60 Volt) müssen deshalb min-
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Fig. 147.
destens 15 Volt durch den Vorschaltwiderstand verbraucht werden.
Durchfließen die Lampe 10 Ampere, so muss der Vorschaltwiderstand
W = ~j =^ ~- = 1'5 Ohm sein.
Wirtschaftlicher arbeitet eine Nebeneinanderschaltung mit höherer
Spannung, da sich die Leitungsquerschnitte bei derselben bedeutend
vermindern. Eine solche Stromvertheilung stellt Fig. 148 dar. Die
Leitungen besitzen bei gleichem Spannungsverluste und doppelter Be
triebsspannung den vierfachen Widerstand, also den vierten Theil des
Kupfergewichtes ; auch ist für '2 Bogenlampen nicht der doppelte Vor-
schaltwiderstand der einfachen Lampe erforderlich. Beträgt die Be-
triebsspannung 120 Volt, so werden 2 Bogenlampen mit einem gemein-
samen Vorschaltwiderstande, so wie es die Figur zeigt, hintereinander,
die 120- Volt-Glühlampen dagegen einzeln parallel geschaltet.
Wendet man Glühlampen zu 150 Volt an, so werden bei derselben
Vertheilung 3 Bogenlampen hintereinander geschaltet, wodurch sich der
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— 157 —
Betrieb abermals wirtschaftlicher gestaltet. Einen weiteren Vortheil bietet
die letztere Vertheilung bei Hintereinanderschaltung von je zwei Glüh-
lampen von 150 Volt und je 6 Bogenlampen, doch vermindert sich in
dem letzteren Falle die Betriebssicherheit, da mit der einen Glühlampe
die zweite, mit der einen Bogenlampe alle 6 hintereinander geschalteten
Bogenlampen versagen oder Automaten, beziehungsweise Ersatzwider-
stände, erforderlich werden, die nicht nur die Montage erschweren,
sondern auch die Kosten der Anlage bedeutend erhöhen.
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Fig. 148.
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Fig. 149.
Das Zweileitersystem ist nur bis auf 800 m Entfernung zweck-
entsprechend. Kommen bei diesem Systeme Leitungen nahe neben-
einander zu liegen, so ist es, für die Aufrechterhaltung der gleichen
Spannung, vortheilhaft sogenannte Ausgleichsleitungen anzuwenden.
99. Die gemischte Schaltung ist eine Vereinigung der Beihen-
und Nebeneinanderschaltung und besitzt demnach die Vor- und Nach-
theile dieser beiden Vertheilungssysteme. Eine solche Stromvertheilung
besteht z. B., Fig. 149, in einer Reihenschaltung von Gruppen neben-
einander geschalteter Lampen und ist nur bei grossen Entfernungen
praktisch, da wohl an Leitungsmaterial, im Verhältnisse zur Neben-
einanderschaltung, bedeutend erspart wird, aber Kurzschluss- oder
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— 158 —
Umschaltapparate platzgreifen müssen, wenn nicht ganze Gruppen tod
Lampen versagen und andere Gruppen schadhaft werden sollen. Diese
Schaltungsweise ist, z. B. für die Strassenbeleuchtung von Te-
mesvar, verwendet worden.
Fig. 150 stellt die Nebeneinanderschaltung von Glühlampenreihen
nach Bernstein und Edison dar.
Werden mehrere Lampenstromkreise, Fig. 151, von derselben
Maschine betrieben, so muss dieselbe eine Nebenschlussmaschine sein.
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Fig. 160.
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Fig. 161.
Ausgeschaltete Lampengruppen bewirken Spannungsdifferenzen, welche
entweder durch Ersatzwiderstände oder Bürstenverschiebangen behoben
werden können.
100. Das Dreileitersystem (Hopkinson, Edison). Denkt
man sich, Fig. 152, zwei Dynamomaschinen von 100 Volt Spannung
hintereinander geschaltet, so kann man zwischen die beiden parallelen
Leiter L^ und Lj je 2 Glühlampen zu 100 Volt einschalten. Li dieser
Vertheilung versagt jedoch die eine Lampe mit der zweiten.
Zieht man, Fig. 153, von der Verbindung der Pole aus, eine so-
genannte Ausgleichs Leitung, so ist dieser Uebelstand behoben.
Das so entstandene Vertheilungssystem wird, da hier drei Leiter parallel
nebeneinander gezogen sind, Dreileitersystem genannt.
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159 —
Die Drei-, 4-, 5-, 6-, 7- und Mehrleitersysteme entstehen dadurch,
dass von 2, 3, 4, 5, 6 und mehr hintereinander geschalteten Maschinen
3, 4, 5, 6, 7 und mehr parallele Drähte zu den Verbrauchsstellen
geführt werden.
Das Dreileitersystem hat den Nachtheil, dass in den beiden
Hälften desselben die Stromstärken einander gleich sein mtissen, eine
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Fig. 152.
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Fig. 158.
Bedingung, die sehr schwer zu erfüllen ist. Der Vortheil gegen die
einfache Nebeneinanderschaltung besteht darin, dass es im wesentUchen
eine Hintereinanderschaltung von 2 parallelen Stromkreisen darstellt,
weshalb die Leitung den vierfachen Widerstand und damit den vierten
Theil des Querschnittes erhält. Es werden deshalb an 30 % an Leitungs-
anlagekosten erspart. Der Mittelleiter dient zum Ausgleich bei un-
gleicher Belastung der beiden Hälften des Systemes und erhält den
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— 160 —
halben Quersclmitt wie jeder der Hauptleiter. Durch den Mittelleiter
fließt nur dann Strom, wenn die Belastung in den beiden Zweigen
des Systems eine verschiedene ist.
Ein Dreileitersystem mit einer einzigen Maschine zeigt Fig. 154.
Hier dient ein Sammler zur Halbirung der Spannung. Zum Zwecke
der Spannungsregulirung sind die Außenleiter mit den Regulirzellen
eines Sammlers verbunden.
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Fig. 164.
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Q 0 0 0 0
6 9 9 4 0 4
Fig. 165.
Anstatt zwei Maschinen kann weiters eine Maschine mit doppelter
Spannung im Dreileitersystem Verwendung finden.
Das Dreileitersystem erweist sich bis auf Halbmesser von
1200 m als praktisch durchführbar.
101. Das Fünfleitersystem (Edison, Hopkinson), Fig. 155
Diese Figur stellt eine Verdoppelung des in Fig. 153 gezeichneten Drei-
leitersystemes dar. Es sind somit bei diesem Systeme 4 Dynamo gleicher
Spannung hintereinandergeschaltet. Von den Endklemmen der 1. und
4. Dynamo flihren die 2 Haupt- oder Außenleitungen, von den 3 inneren
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— 161 —
gemeinschaftlichen Klemmen die 3 Mittelleiter. Die Spannung zwischen
je 2 Leitern ist gleich der einfachen, die Spannung zwischen den 2 Haupt-
leitungen der vierfachen Spannung der einzelnen Dynamo. Die Span-
nung zwischen den Hauptleitungen muss demnach bei derselben Klem-
menspannung an der Dynamo 4 mal so groß sein, als beim Zweileiter-
System; der Querschnitt der Leitungen ergibt sich somit als 16 mal
kleiner, wie beim Zweileitersystem. Aehnlich wie beim Drei- wird beim
Fünfleitersystem der Querschnitt der Mittelleiter mit dem 4. Theil des
Querschnittes der Hauptleiter bemessen. Die Hausanschltlsse erfolgen
beim 3-, 4- und 5-Leitersystem in der Regel bis zu 30 Lampen zu je
16 Normalkerzen mit 2 Leitern, bis zu 60 solchen Lampen mit 3 Lei-
tern und bis zu 80 solchen Lampen mit 5 Leitern. Aehnlich sowie
Fig. 156.
beim Dreileitersystem kann auch beim Fünfleitersystem ein Sammler
die Theilung der Spannung besorgen. Ein solches Schaltungsschema
stellt Fig. 156 dar. Bei den Fünf- und Mehrleitersystemen
vermehren sich die Schwierigkeiten bezüglich der Aufrechthaltung
gleicher Spannung. Dieser Nachtheil der genannten Systeme kann
durch Regulatoren, Sammler, Ausgleichsdynamomaschinen AD^ bis
AD^ , Fig. 156, u. s. w. behoben werden. Letztere Maschinen verwenden
Siemens & Halske zum Ausgleiche ungleicher Belastungen in den
einzelnen Zweigen des Leitungsnetzes. Die Ausgleichsmaschinen dieser
Firma bestehen aus zwei Nebenschlussmaschinen auf gemeinsamer Grund-
platte. Die Magnetkörper der einzelnen Maschinen sind entweder zu
einem Magnetkörper vereint oder voneinander getrennt, so zwar, dass
sich die beiden Anker entweder in einem einzigen magnetischen Felde
(innerhalb zweier gemeinsamer Magnetschenkel) oder in zwei von ein-
ander getrennten magnetischen Feldern (innerhalb je zweier Magnet-
schenkel) bewegen. Zum Zwecke vollkommener Regulirung hat sich
insbesondere die letztere Anordnung bewährt.
Kratzert, Elektroteohnik II.
11
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— 162 —
Siemens & Halske haben 2 Fünfleitersysteme erdacht, von
welchen das eine, Fig. 157, in dem die Centrale umgebenden Gebiete, mit
dem Dreileitersysteme I verbunden ist Das eigentliche Fünfleitersystem
II befindet sich in den entfernteren Gebieten. Die Dynamomaschinen
a, J, c und d sind mit den Sammelschienen, von welchen die 3 Speise-
leitungen Sj, Äj und Sg zu dem Dreileitersysteme I, das mit dem Fünf-
leitersysteme II verbunden ist und die 2 Speiseleitungen 5« und S^ direkt
zu dem Fünfleitersysteme fahren. V^ und Fj sind Vertheilungsleitungen.
F
Kil
k>
s
LOJ
Fig. 167.
Da Fj aus 2 Theilen besteht, setzt sich das Fünf leitersystem II aus 2 Drei-
leitersystemen zusammen. TFj, TFg, W^ und W^ bezeichnen Regulir-
widerstände, welche den Zweck haben, die Spannungen, an den An-
schließungspunkten der Vertheilungsleitungen an die Hauptleitungen,
gleich zu erhalten.
Ein weiteres Fünfleitersystem von Siemens & Halske,
Fig. 158, ist in sämmtlichen Bezirken als Fünfleitersystem durchgeführt
Die Maschinenfabrik Esslingen baut flir das Fünfleiter^
System eigene Dynamo mit 4 Ankerwickelungen,
Je größer die Anzahl der Mittelleiter ist, desto niedriger stellen
sich die Anlagekosten fiir die Leitungen. Beim Siebenleitersystem be-
trägt diese Ersparnis etwa 43 ®/o, beim Zehnleitersysteme etwa 45 •/o.
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— 163 —
102. Die Gegenschaltung, Fig. 159. Durch diese Schaltimg ist
die Bedingung der gleichen Spannung an sämmtlichen Lampen mit nur
zwei Leitungen häufig vortheilhaft zu erreichen.
Fig. 169.
103. Die Schleifenschaltung, Fig. 160, wurde schon auf der
elektrischen Ausstellung in Steyer angewendet. Der positive
Pol der Dynamomaschine D ist mit dem einen, der negative Pol mit dem
zweiten Rechtecke durch je eine sogenannte Speiseleitung (Feeders)
in Verbindung', w, n und o sind die Zweigleitungen zu den Lampen.
!!•
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~ 164 —
Dieses Stromvertheilungssystem bildet die Grundlage ftlr die folgende
Kreis- (Ring-) Schaltung und die Stromvertheilung in den
Central Stationen.
104. Die Ereisschaltimg, Fig. 161, stellt sich insbesondere fiir
große Beleuchtungsanlagen und Centralstationen vortheilhaft. Die Haupt-
leiter bilden parallel verlaufende, in sich geschlossene Schlingen, denen
von einer, innerhalb derselben gelegenen Maschine oder Maschinen-
gruppe der Strom in mehreren Zweigen zugeflihrt wird.
Fig. 161.
Das Ringsystem Fritsche') ist in Fig. 162 schematisch
wiedergegeben. Der innere Ring stellt die positive, der äußere die
negative Leitung dar. Beim positiven Strang sind die Anschlusspunkte
E^ bis Eq durch volle Kreise, bei dem negativen Strang die Punkte
E\ bis E*Q durch helle Kreise bezeichnet.
Cmj beziehungsweise ^o, ebenfalls durch einen vollen und einen
hellen Kreis bezeichnet, bedeuten die Vereinigungspunkte, der positiven,
beziehungsweise negativen Hauptleitungen, von welchen aus der An-
schluss an die Hauptschienen des Schaltbrettes im Maschinenhause er-
folgt. Die Verbindung der 6 Punkte E^ u. s. w., beziehungsweise Ei
u. s. w. mit «m, beziehungsweise e© durch Hauptzuleitungen, gibt das
^) Centnüblatt für Elektrotocbnik 1887; Seite 618.
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— 165 —
geschlossene Ringsystem oder Leitungsnetz. Die Stromabnahmestellen
sind mit den Buchstaben e^ bis ^^. und auf dem negativen Strang mit
e\ bis e'Q bezeichnet. Die Hauptzuleitungen, sowohl die positiven, als
auch die negativen, haben alle gleichen Widerstand; dasselbe gilt von
den Stromkreisstrecken in der Bingleitung zwischen den positiven
und negativen Anschlusspunkten. Die Buchstaben J bezeichnen die
Verbrauchsströme, während die Theilströme in den einzelnen Zuleitungen
sowohl im Binge, als auch in den Hauptleitungen durch die Buchstaben
Oy beziehungsweise a* angegeben sind.
105. Das System der Centralstationen. Fig. 163 veranschau-
liebt die Stromvertheilung der Centralanlage von Siemens &
Halske in Salzburg. Im Inneren des Leitungsnetzes befindet
sich eine Maschinengruppe, von welcher die Speiseleitungen zu den
Ausgleichs- oder Vertheilungsleitungen nach den Vertheilungspunkten
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~ 166 —
(Knotenpunkten) Aj -B, C und D geführt sind. In jeder Speiseleitung be-
findet sich ein Regulirwiderstand B. Diese Regulirwiderstände haben
den Zweck, Spannungsschwankungen bei Ausschaltung größerer Lampen-
gruppen zu verhindern. Den Hauptkabeln sind Spannungsleitungen
(Prüfdrähte) beigegeben, mittelst welcher die Spannungen an den Ver-
brauchstellen kontrollirt werden. Um dieses Vertheilungssystem herum
können wir uns ein zweites, drittes u. s. w. damit koncentrisches mit
ebenso vielen Maschinengruppen gezogen denken, wie es ±. B. bei den
großen Edison- Anlagen der Fall ist.
106. Vertheilungssystem für große Centralstationen, Fig. 164,
von Th. A. Edison.
Die Patentbeschreibung lautet: „Neuerungen in der Anordnung
von Leitungen, um Elektricität von der Stromquelle an die Verwendungs-
stelle zu leiten". „Die Art und Weise, die Leitungen in einem Elek-
tricitätszußihrungssysteme zu legen, besteht darin, dass man diese Lei-
tungen 1, 2, 3, ... . in Sätzen koncentrisch zu einander und der
allgemeinen Vertheilung der Häuserkreise folgend, anordnet, wobei
jeder Satz mit der Stromquelle in der CentraJstelle C. S. an einer
größeren Anzahl von Punkten durch Verbindungsleitungen a, 6, c, a\
6', c', Speiseleitungen oder Feeders, verbunden ist. Je weiter
die Leitungen von der Stromquelle entfernt liegen, desto mehr nimmt
ihr Querschnitt zu, um in allen Leitungen gleichen Widerstand zu haben.^
Bei der richtigen Bemessung der Speiseleitungen erhalten somit die
Lampen in den verschiedenen koncentrischen Sätzen die gleiche Span-
nung, während sonst Lampen verschiedener Spannung Anwendung
finden müßten. Lampen verschiedener Spannung erschweren die Be-
dienung der Centrale wesentlich und werden sehr häufig verwechselt;
kommen im letzten Falle Lampen niederer Spannung an Orte höherer
Spannung, so leben sie nur kurze Zeit, während Lampen zu hoher
Spannung an Orten zu niederer Spannung dunkel brennen.
n. Indirekte Stromvertheiliuig.
107. Vertheilung mittelst eines Sammlers. Wird der Strom
einer Stromquelle im Sammler angesammelt und zu beliebiger Zeit an
das Leitungsnetz abgegeben, so nennt man diese Stromvertheilung eine
indirekte. Die Sammler sind bei den meisten Anlagen mit der Dynamo
und dem Leitungsnetze nebeneinander geschaltet. Zur Zeit der gerin-
gen Stromabgabe arbeitet der Sammler allein, zur Zeit der größten
Stromabgabe dagegen in Nebeneinanderschaltung mit der Dynamo ge-
meinsam.
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— 167 —
Fig. 168.
Fig. 164.
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— 168 —
108. Yertheilimg mittelst Sammler-UnterstationeiL Dieses
Vertheilungssystem schließt sich an die UmsetzuDg des Stromes durch
Sammler (Seite 22) an. In großen Centralstationen werden in dem ei-
gentlichen Beleuchtungsgebiete sogenannte Sammler-Unterstationen er-
richtet ; letztere bestehen in der Regel aus je zwei Sammlern. Der Be-
trieb solcher Unterstationen ist zumeist so eingerichtet, dass zur Zeit
der Ladung eines Sammlers der zweite Strom in das Leitungsnetz
abgibt. Die Zellen des Sammlers, welche geladen werden, sind, der
hohen Spannung des Leitungsnetzes entsprechend, hintereinander ge-
schaltet, von den Zellen des Sammlers dagegen, welche entladen werden,
ist der Strom an beliebigen Zellen ftlr verschiedene Leitungsnetze mit
niedrigen Spannungen abgezweigt. Die Stromabgabe der einzelnen Ab-
theilungen von Zellen kann weiters entweder einzeln, in Hintereinander-
oder Nebeneinanderschaltung erfolgen.
109. Yertheilung mittelst Qleichstromnmsetzer. Aus dem
Maschinenhause führen bei diesem Systeme, ähnlich wie bei dem zu-
letzt besprochenen, die Leitungen zu einer Gleichstromumsetzerstation
oder zu mehreren Gleichstromumsetzerstationen. Der hochgespannte
Strom tritt in die dünnen Wickelungen der Umsetzer (Seite 16 ff.) ein,
während die dicken Wickelungen den niedrig gespannten Strom in
den Nutzstromkreis abgeben.
110. Yertheilung mittelst Wechselstromtransformatoren. Für
die Beleuchtung auf sehr große Entfernungen hat bisher das Wechsel-
stromtransformatorensystem mit nebeneinander geschalteten Apparaten^
unbestritten die größte Bedeutung; dasselbe wurde praktisch schon bis
auf Entfernungen von 175 km (I. Seite 280) für Licht- und Kraft-
zwecke angewendet.
a) Die Hintereinanderschaltung der Wechselstrom-
transformatoren, Fig. 1 65. Von einer Wechselstrommaschine W. M.
aus geht eine Leitung durch die primären Windungen der Transfor-
matoren Ti bis Tft. Die sekundären Windungen sind in die betreffen-
den Lampenstromkreise eingeschaltet und können entweder sämmtlich
hintereinander geschaltet sein oder, so wie es der Transformator T^ in
der Figur anzeigt, in Abtheilungen Verwendung finden. In derselben
Figur bestehen die sekundären Windungen des Transformators 7^ aus
zwei Abtheilungen, welche zwei voneinander vollständig getrennte
Lampenstromkreise speisen. Für die Hintereinanderschaltung der pri-
mären Windungen erweist sich die Hintereinanderschaltung der Lampen
als zweckentsprechend. Der Betrieb erfolgt mit beständiger Stromstärke.
Die Spannung richtet sich nach der Anzahl der eingeschalteten Trans-
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— 169 —
formatoren. Die Hintereinanderschaltung der Transformatoren fand zu-
erst bei den Transformatoren von Gaulard & Gibbs (Seite 3) in
der elektrotechnischen Industrie praktische Verwendung.
Fig. 165.
Fig. 166.
b) Die Nebeneinanderschaltung der Wechselstrom-
tran'sformatoren, Fig, 166, wurde zuerst von Zipemovsky, D6ri
und Bl&thy (Seite 5) im Jahre 1885 praktisch durchgeflihrt. Die
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— 170 —
Wechselstrommaschine W, M, sendet den hochgespannten Strom in die
Primärwickelungen der Transformatoren T^ his Tg, deren sekundäre
Wickelungen in die Lampen-, beziehungsweise Motorenstromkreise ein-
geschaltet sind. Die Transformatoren Tj und ?i sind nebeneinander,
in eine nebeneinander geschaltete Glühlampengruppe, die Transforma-
toren T^ und Tf, hintereinander, in eine hintereinander geschaltete Bogen-
lampengruppe, eingeschaltet. Der Transformator Tg treibt den Elektro-
motor M an. An die sekundäre Wickelung des Transformators T,
schließen sich nebeneinander geschaltete Lampengruppen, in zwei ge-
trennten Abtheilungen, an. Der Transformator Tg speist nebeneinander
geschaltete Lampengruppen unter Anwendung einer Ausgleichsleitung
zwischen den Lampen. Große Wechselstrom-Beleuchtungsanlagen haben
dieselbe Einrichtung wie Gleichstrom-Centralstationen (Seite 167, Y\g. 164).
Die -Primärleitungen werden als geschlossene Leitungsnetze ausgeführt,
welchen an bestimmten Knotenpunkten vermittelst eigener Speiseleitun-
gen hochgespannter Wechselstrom zugeführt wird. Die sekundären
Wickelungen arbeiten entweder unmittelbar im Lampen- oder Motoren-
stromkreise oder wieder in ein geschlossenes Leitungsnetz, von welchem
aus einzelne Lampengruppen, beziehungsweise Motorenstromkreise ab-
zweigen. Die Nebeneinanderschaltung der Transformatoren bedingt
eine gleichbleibende Spannung im Leitungsnetze. Die Stromstärke vex^
ändert sich mit der Anzahl der eingeschalteten Transformatoren und mit
der Anzahl der von den letzteren gespeisten Stromnehmem. Die Strom-
stärke stellt sich mit der Anzahl der Ampere im Stromkreise der Lam-
pen, Motoren u. s. w. (Seite 6) selbstthätig ein,
X. Kapitel.
Leitungen.
111. Eintheilung. Die Leitungen zerfallen in:
1. Leitungen im Freien.
2. Leitungen in geschlossenen Räumen.
3. Unterirdische Leitungen.
4. Unterseeische Leitungen.
L Leitungen im Freien,
112. Die Leitungen im Freien (Oberirdische, offene oder Luft-
leitungen) bestehen in der Regel aus blanken Kupfer drahten. Für
Ströme von geringen Stromstärken eignen sich auch Siliciumbronce-
drähte, da dieselben eine größere Festigkeit als Kupferdrähte besitzen,
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— 171 —
nnd deshalb größere Spannweiten zulassen. Bei Bogenlichtleitungen
sind oft Eisendrähte vortheilhaft verwendbar, da dieselben die Vor-
schaftwiderstände ersetzen. Das beste Isolationsmittel ftir die Leitungen
bildet die Luft, da die Isolations&higkeit einer Leitung mit der Anzahl
der Berührungspunkte derselben mit festen Körpern abnimmt.
Fig. 167.
Fig. 168.
Fig. 169.
Fig. 170.
113. Befestigung der Leitungen im Freien auf Isolatoren.
Die Befestigung der Leitungen im Freien erfolgt zumeist durch Binde-
drähte an sogenannte Porzellanisolatoren (Porzellanglocken). Als Binde-
drähte werden verzinkte Eisendrähte von etwa 1'5 bis 2 mm Durchmesser
verwendet. Die Befestigung der Leitungen besorgt:
1. Der Oberbund, Fig. 167 bis 170, wenn die Leitung einen
geradlinigen Verlauf hat. Die beiden Bindedrähte sind etwa 50 mm
lang, werden, Fig. 167, mit ungleichen Ueberständen um den Hals
des Isolators geschlungen und, so wie es Fig. 168 veranschaulicht,
zusammengedreht. Die kurzen Drahtenden windet man, Fig. 169,
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172
um die Leitung, die längeren werden über dem Kopfe des Isolators
gekreuzt und, so wie es Fig. 170 darstellt, um die Leitung gewunden.
2. Der Seitenbund, Fig. 171 bis 173, wenn die Leitung in
krummen Linien (Kurven) gefilhrt wird ; der seitliche Zug der Leitung
darf jedoch nur auf dem Isolator und nicht auf den Bindedrähten lasten.
Man wählt den Bindedraht etwa 70 cm lang, legt denselben,
Fig. 171, um die Leitung, schlingt die Drahtenden beiderseits einmal
um den Hals des Isolators und kreuzt dieselben über der Leitung;
Fig. 171.
Fig. 172.
Fig. 178.
hierauf werden die Drahtenden nach Fig. 172 um
die Leitung gewunden. Fig. 173 zeigt den fertigen
Bund in der Seitenansicht.
Die Isolatorträger bestehen bei kleinen
Isolatoren aus Rundeisen, bei größeren aus spießkantig
gebogenem, an dem einen Ende cylindrisch aus-
geschmiedetem Quadrateisen, Fig. 174. Soll der durch
die Leitung ausgeübte Zug keine Drehung der Träger
herbeiführen, so muss die Mittellinie der Holzschraube
oder des Mauerbolzens durch diö Mitte des Isolator-
halses gehen. Die Träger sind mit Holzschrauben versehen, wenn die
Befestigung derselben an Holzstangen erfolgen soll; dann muss man die
Träger senkrecht und so tief in das Holz einschrauben, dass noch
ein Stück der nicht mit Gewinde versehenen Theile derselben in das
Holz eindringt. In die Mauer werden die Träger durch Steinschrauben
oder Mauerbolzen, Fig. 175, eingegipst. Muss man die Träger mit Holz-
schrauben in die Mauer eingipsen, so ist das Gewinde derselben, um
gehörigen Halt zu erlangen mit Bindedraht zu umwinden. Der Isolator-
kopf wird entweder durch Gipseinguss oder besser mittelst Hanf an
dem Träger befestigt. Der Hanf wird, entweder getheert oder mit Leinöl
getränkt, in einer nicht zu dicken Schicht um das, durch Meifielhiebe
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— 173 —
— «0 *
Fig. 174.
Fig. 176.
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— 174 —
eingekerbte, Ende der Stütze gewickelt, Fig. 174, und der innen mit
Gewinde versehene Isolatorkopf kräftig aufgeschraubt. Die Porzellan-
isolatoren müssen an den Außen- und Innenwandungen emaillirt sein,
um das Anhaften (die Adhäsion) fremder Körper zu verringern, die
Reinigung zu erieichtem und das Eindringen von Feuchtigkeit von der
Außen- nach der Innenwandung zu dem Eisenträger zu verhindern.
Falls sich die Isolatoren mit Schmutz, Kohlen und Metallstaub (ins-
besondere auf Eisenbahnen), Thau u. s. w. überzogen haben, müssen
dieselben äußerlich mit Wasser und Bürste, zwischen den Glocken-
wandungen, woselbst sich Staub und Spinngewebe festsetzen, mittelst
Fig. 176.
Fig. 177.
über einen Stab gewickelter Lappen, gereinigt werden. Gegen Thau
schützt insbesondere die Tiefe der Glockenisolatoren.
In neuester Zeit benützt man zur Befestigung der Leitungen sehr
hoch gespannter Ströme sogenannte Oelisolatoren, Fig. 176 bis 179.
Dieselben haben den Zweck, die zuletzt erwähnte Schlussbildung durch
Feuchtigkeit, zwischen der Leitung und dem Träger zu vermeiden.
In der Rinne befindet sich Oel. Dringt Feuchtigkeit von der Leitung
nach der Oberfläche des Oeles, so wird dieselbe, infolge ihres größeren
specifischen Gewichtes, auf dem Boden der Rinne Platz finden und
so den Träger nicht erreichen können. Aus dem „Berichte über
die von der Maschinenfabrik Oerlikon vorgenommenen
Versuche mit hochgespannten Strömen" sei hier folgendes
angeführt:
Die Versuchsleitung mit über 100 Isolatoren wurde Mitte November
1890 erstellt und unter allen nur denkbaren Witterungsverhältnissen
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mit Spannungen bis zu
40.000 Volt belastet. Nie
zeigten sich während die-
ser Versuchsdauer außer-
gewöhnliche Erscheinun-
gen, weder an dem Um-
setzer, noch an der Lei-
tung ; auch ergab sich bei
tagelanger Belastung der
Letzteren mit etwa 30.000
Volt und gleichzeitiger
Speisung von etwa 30
Glühlampen, dass die pri-
märe Amperezahl am An-
fang und Ende des Ver-
suches bei Einhaltung
konstanter Spannung
genau die gleiche war.
Wurde ferner der eine
Pol an die Erde gelegt,
so zeigten sich auch hier
bei Steigerung der Span-
nung bis auf 30.000 Volt
kaum merkliche Verluste.
Bei den Versuchen wurde
das in Fig. 176 abgebil-
dete Modell mit einer Oel-
kammer verwendet. Da
es sich bei praktischen
Ausfilhrungen, insbeson-
dere bei dem Versuch
Lauffen- Frankfurt,
um viel größere Entfer-
nungen und deswegen
eine viel größere Menge
von Isolatoren handelte,
so wird es sich für die
Praxis empfehlen, Isola-
toren mit noch größerem
Isolationsvermögen zu
verwenden. Derartige Iso-
Fig. 178.
Fig. 179.
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— 176 —
latoren sind in den Fig. 178 und 179 abgebildet. Bei der Konstruktion
dieser Isolatorentypen wurde besonders die Vennehrung der Isolations-
filhigkeit bei feuchter Witterung durch Verwendung mehrfacher Oel-
kammern, die Ermöglichung leichter EinfÜllung und die Entnahme des
Oeles, sowie der Schutz gegen mutwillige Beschädigung durch Stein-
würfe ins Auge gefasst. In Fig. 179 ist ein zweitheiliger Porzellaniso-
lator mit dreifacher Flttssigkeitsisolation abgebildet.
114. Leitnngseinfühmng in Gebäude. An der Einftihrungsstelle
in Gebäude müssen die Leitungen durch Hartgummi- oder Porzellan-
rohre oder Hartgummi- und Porzellanrohre, Fig. 180, gegen das
Mauerwerk geschützt werden. Ueber das Hartgummirohr wird im letz-
teren Falle von außen eine Por-
zellanpfeife, Fig. 181 und 182,
oder eine Porzellanmuschel,
Fig. 183 (Schnitt) und Fig. 184
(Seitenansicht), von innen eine
Porzellanröhre, Fig. 185, ge-
schoben. Die Leitung muss von
unten, ohne Spannung iii die
Durchführung eintreten, so dass
an der Leitung herabfließendes
Wasser nicht in die Einführung
dringen kann. Zur Herstellung
'w^
Fig. 180.
Fig. 181.
Fig. 188.
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der, bei MauereinfUhrungen erforderUchen, Bohrlöcher benutzt man Hohl-
meißel (Mauerbohrer), Fig. 186, und zwar entweder Röhren aus Stahl-
blech, die am Ende gezahnt sind oder Gasrohre. Die Zähne werden unter
demselben Winkel geschärft, wie beim Kreuzmeißel und etwas nach
außen gebogen, damit der Bohrer beim Tieferwerden des Loches genü-
genden Spielraum behält. Der massive Ansatz soll das Spalten des
Bohrers durch das Aufschlagen verhindern. Häufig verwendet man, an
einer Seite gehärtetes Gasrohr (Gksrohrbohrer) oder gebohrtes Rundeisen
zur Herstellung dieser Bohrer und gibt denselben grobe Zähne. Beim
Bohren des Loches muss mit den Hammerschlägen zugleich das Drehen
des Bohrers erfolgen. Um das Bohrmehl zu entfernen, wird der Bohrer
von Zeit zu Zeit, im Augenblicke des Schiagens, derart gegen den
Hammer gedrückt, dass keine Vertiefung des Loches, sondern ein Prellen
des Bohrers erfolgt. Sind dicke Mauern zu durchbohren, so wendet man
nach einander Bohrer von verschiedener Länge an.
115. Andere Luftleitungen. Flad
befestigt die Leitungen zwischen haushohen
Thürmen an Tragseilen. Die Thürme stehen
^n Straßenkreuzungen, zwischen denselben
werden Tragseile zum Aufhängen der Lei-
tungen gespannt.
In großen Städten finden zumeist un-
terirdische Leitungen zu Licht- und Kraft-
zwecken Verwendung.
116. Anschlnss isolirter Leitungen
an blanke bei Leitungseinführungen in
Gebäude und zur Aufhängung von Bogen-
lampen. Das Ende der blanken Leitung wird
zweimal um den Isolatorhals geschlungen,
hierauf mit dem gespannten Leitungstheil
verlöthet, indem man bei schwächeren Lei-
tungen, so wie es Fig. 187 zeigt, das Draht-
ende um die Leitung windet, und bei stär-
Fig. 184.
Fig. 188.
Y?^JßJIIIIßIMIßIßßI^39nnßI3lM3i3ß,i,*,ß3Jrß^
ljßIJßIII3iI3333333ßIIII3I3JIIJ33M^^^*ij^^jj^q^
Fig. 186.
Kratzer t, Elektrotechnik. II.
Fig..J86.
12
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— 178 —
Fig. 187.
keren Leitungen, die über 4 mm dick sind, die Ueberbindung durch
Umwinden mit dünnem Kupferdrahte herstellt. Das Ende der isolirten
Leitung wird, vor der Verbindungsstelle
der blanken Leitung mit derselben, ver-
löthet und derart um den blanken Draht
geschlungen oder mit Bindedraht an dem
Isolatorhals befestigt, dass man die Löth-
stelle bei Bewegung des, in der Regel lose
herabhängenden, Drahtes nicht verletzt.
117. Leitungsträger. Als Träger
der Luftleitungen finden Telegraphen-
stangen Verwendung ; dieselben haben eine
Länge von 7 bis 10 m und sind bis auf
Vö ihrer Länge in die Erde eingesetzt.
In ebenen Gegenden neigt man die Stan-
gen etwas gegen die Windrichtung. Dort
wo die Leitungen Krümmungen machen,
bringt man in der Richtung des Zuges
Streben, Fig. 188, oder Verankerungen,
Fig. 189, an. Die Zugrichtung halbirt
den durch die Leitung gebildeten Winkel.
Die Streben stützen sich einerseits in */s
der Stangenhöhe unter einem Winkel von
45® gegen ein, mit Holzschrauben befe-
Fig. 188.
Fig. 189.
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— 179 —
stdgtes Stück harten Holzes, werden außerdem durch einen Schrauben-
bolzen mit der Leitungstragstange verschraubt, ragen 1 w in die Erde
und stützen sich andererseits gegen einen flachen Holzpfosten oder
Stein. Die Verankerung besteht aus einem Drahtseile oder aus zu-
sammengewundenem, 3 mm starkem, verzinktem Eisendraht, welcher,
sowie es die Fig. 189 zeigt, die Tragstange gegen eine, etwa 1 w in
Fig. 190.
Fig. 191.
Fig. 192.
die Erde gegrabene Stange, in der entgegengesetzten Richtung des
Zug-es, spannt. Die Entfernung je zweier Leitungsstangen (die Spann-
weite) hängt von dem Materiale und der Stärke des zu verwendenden
Drahtes sowie davon ab, ob die Leitung gerade oder in Krümmungen
verlauft. Zwei nebeneinander führende Kupferdrähte von etwa 4 mm
Durchmesser kann man beiläufig 40 m weit spannen.
118. Die Leitungskappelungen. Die Verbindung blanker Lei-
tangen erfolgt in derselben Weise, wie es die Fig. 190 bis 192 dar-
stellen. Die zu verbindenden Drähte werden mittelst Glaspapier abge-
12»
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rieben, an den Enden etwas umgebogen, der Fig. 190 entsprechend
aneinandergelegt, und durch einen Feilkloben gefasst, Fig. 191. Cm
die 60 vereinigten Drähte wird ein ebenfalls vollkommen blanker Bin-
dedraht aus Kupfer von 1 mm Durchmesser herumgewunden. Der
letztere Vorgang ist aus den Fig. 191 und 192 ersichtlich. Zum Löthen
benützt man Kolophonium, oder eine wässerige Lösung aus Chlorziiik
oder das säurefreie Löthwasser von Langbein in Leipzig und
sorgt daftlr, dass das Löthzinn überall und möglichst gleichförmig in
die Verbindungsstelle eindringt. Salzsäure darf beim Löthen von Lei-
tungen keine Verwendung finden, da, selbst beim sorgfältigsten Abwa-
schen der Löthstelle und dem Trocknen derselben mit einem Lappen,
Fig. 193.
Spuren von Säure zurückbleiben, welche das Kupfer oxydiren und so
schlechte Berührungsstellen herbeifahren. Das Löthzinn besteht ans
gleichen Theilen Blei und Zinn.
119. Das Spannen der Leitungen, Fig. 193. Die Leitungen
werden aul die Biegungen mehrerer Isolatorenstützen gelegt, mit Hilfe
eines Flaschenzuges und einer Froschklemme, Fig. 194, gespannt, anf
den Isolator gelegt und an demselben fest gebunden. Dabei ist der
in Drahtringen (Bünden) zur Verwendung kommende Draht, um
Querschnittsänderungen und Verdrehungen desselben zu vermeiden,
beim Abrollen senkrecht zu halten; lässt man dagegen den Drahtring
am Boden liegen, so wird derselbe verdreht und spannt sich nur
mühsam. Die Backen der Froschklemmen dürfen nicht rauh sein,
weil sonst leicht eine Beschädigung des Drahtes stattfinden kann. Die
Stelle der Froschklemme kann im Nothfalle auch ein Feilkloben ver-
sehen. Die Krümmungen starker Drähte lassen sich durch das Spannen
allein nicht beseitigen; in diesem Falle empfiehlt es sich, die Leitung
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zwischen zwei Hölzern, die man in der Hand hält, so lange und so
stark zu streichen bis dieselben beseitigt sind. Das Spannen der
Leitungen von 5 mm Durchmesser aufwärts ist sehr schwer aus^
führbar. Man ersetzt deshalb starke Leitungen durch mehrere zusam-
mengewundene Drähte (Litzen) oder durch mehrfache schwächere
Drähte, welche man mittelst eines
runden Eisenstabes zusammendreht.
Den Eisenstab schiebt man in der
Mitte zweier Stützpunkte zwischen
die Drähte; die Drähte vertheilen
sich nur dann gleichmäßig, wenn
dieselben während des Zusammen-
windens schwingen. Die Oeflftiung,
welche der Eisenstab hinterlässt,
drückt man zusammen. In der Fig.
193 deutet die punktirte Linie die
gerade Verbindung zwischen zwei
aufeinanderfolgenden Stützpunkten
der Leitungen an. Die bestgespannte
Leitung weicht jedoch, infolge ihres
Gewichtes, von dieser geraden Linie
ab, man sagt: „Sie hängt durch".
Der Durchhang (die Pfeilhohe) soll
etwa 50 bis 100 cm betragen. Diesen gleichmäßigen Durchhang auf
der ganzen Strecke stellt man durch den, in der Fig. 193 versinn-
lichten, Vorgang her. An einer Stange befindet sich, in der Pfeil-
höhe von ihrem oberen Ende S, ein Stift. Derselbe berührt in der
Mitte des Durchhanges die Leitung. Die Spitze S der Stange und die
Befestigungspunkte der Leitung P^ und Pg müssen in einer Geraden
liegen; diese Lage kann man von P^ oder Pa aus durch Visiren beobachten.
Fig. 194.
n. Leitungen in geschlossenen Räumen.
120. Leitnngsmateriale. Blanke Drähte werden in geschlosse-
nen Räumen nur selten und fast immer nur bei Spannungen bis zu
höchstens 100 Volt verwendet. Fälle in welchen blanke Leitungen
verlegt werden können, sind die Verlegung der Leitungen in sehr
feuchten Räumen oder in solchen Räumen, welche nur Fachkundigen
zugänglich sind oder die Verlegung der Hauptleitungen; in dem letzten
Falle werden die Abzweigimgen mit baumwoUumsponnenen Drähten
ausgeführt. Zumeist finden in geschlossenen Räumen isolirte Leitungen
Verwendung. Die wichtigsten Arten der Isolation sind:
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— 182 —
1. Isolationshüllen, das sind Umspinnungen, beziehungsweise
ümklöppelungen mit Jute, Hanf, Baumwolle, Leinenzwirn, Seide u. s. w.,
welche zumeist mittelst Wachs, Theer oder Asphalt getränkt sind. Drähte,
mit dieser Isolation versehen, eignen sich für trockene Räume..
2. Das Tränken der Isolationshüllen mit Isolirflüssig-
keit (bestehend aus Theer, Harz, Wachs, Pech, Guttapercha, Kautschuk,
Stearin, Paraffin u. s. w.) soll die Kupferseele vor Feuchtigkeit (insbe-
sondere Wasser) schützen.
3. Asphalt wirkt den chemischen Agentien (Kalk, Cement, or-
ganische und anorganische Säuren) im Erdboden entgegen. In Kloaken
und Düngstätten z. B. bildet sich infolge von Ammoniakentwickelung
Salpetersäure, in humusreichem Boden ist das Auftreten organischer
Säuren zu befürchten. Getheerte und asphaltirte Jute bleibt auch von
den Nagethieren verschont.
4. Sand. Asphalt mit Sand vermischt wird erfolgreich gegen die
Beschädigung der Kabel durch Thiere im Meere verwendet.
5. Papiermasse. Interior Conduit and Insulation Com-
pany in New-York^) haben zuerst Röhren aus Papiermasse zur Auf-
nahme von Leitungen hergestellt.
6. Asbest ist äußerst hygroskopisch und kann deshalb leicht
Feuchtigkeitsschlüsse verursachen. Die Verwendung desselben beschränkt
sich auf sehr heiße oder feuergefährliche Räume.
7. Guttapercha heißt eine Gummiart, welche aus einem Baume
(Isonandra gutta), vornehmlich im südlichen Asien vorkommend, gewon-
nen wird. Guttapercha ist für Wasser undurchdringlich und dient des-
halb zur Herstellung von Isolationshüllen solcher Leitungen, die in sehr
feuchten Räumen oder unter Wasser verlegt werden müssen.
8. Kautschuk stammt hauptsächlich aus Brasilien und Guyana,
woselbst er sich in dem Safte mehrerer Pflanzen (namentlich in jenem
der Evea Guyanensis) vorfindet. Kautschuk schmilzt erst bei 145* C,
verändert sich wenig an der Luft, wenn er mit Schwefel imprägnirt
(vulkanisirt) wurde. Kautschuk nimmt unter Druck bis zu 257^ Walser
auf und muss deshalb für unterseeische Leiter mit Mischungen aus
Guttapercha, Harz u. s. w. präparirt werden. Bevor man die blanken
Leitungen aus Kupfer mit Kautschuk überzieht, muss man dieselben
verzinnen, weil sich sonst der Schwefel des Kautschuks mit dem
Kupfer verbindet.
9. Blei. Mit Blei umgepresste Kabel sind gegen Temperaturein-
flüsse unempfindlich. Die Dicke des Bleimantels beträgt 1 bis 3 fnm.
Die Umpressung der Kabel mit Blei kann erfolgen:
') F. üppenborn, Elektrotechnische Zeitschrift, Berlin 1891, Heft 17.
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— 183 —
a) Auf kaltem Wege. Solche Kabel werden von der Firma
Siemens & Halske in Wien, Berlin, London und Petersburg erzeugt.
Der auf das Blei in Bleipressen ausgeübte Druck beträgt 3000 Atmo-
sphären. Diese Bleimäntel sind vollkommen wasserdicht und es genügt
ein einziger Mantel zum dichten Abschlüsse des stärksten Kabels vor
Feuchtigkeit.
b) Auf heißem Wege. Diese Mäntel sind weniger dicht und
müssen immer zwei- oder dreifach angewendet werden, damit die un-
dichten Stellen des einen, von den dichten Stellen des anderen gedeckt
werden.
Bleikabel können nur dort, wo dieselben vor mechanischen Beschä-
digungen und chemischen Zersetzungen geschützt sind, die folgenden
Kabel mit Eisenbandarmatur dagegen überall Verwendung finden.
10. Eisenbandarmatur. Den sichersten Schutz vor mecha-
nischen Beschädigungen bietet eine Umwickelung der Kabel mit dop-
pelten Eisenbändern, welche so aufgewickelt werden, dass sie sich nicht
vollständig decken.
11. Verzinnte Eisendrahtarmatur. Kabel, welche hohen
Zugkräften ausgesetzt sind, werden am besten mit verzinnten Eisen-
drähten umflochten.
Die Verlegung der, mit den unter 9, 10 und 11 erwähnten Iso-
lationen versehenen, Leitungen erscheint, schon der Kosten wegen, in
geschlossenen Eäumen ausgeschlossen und soll erst bei den unterirdi-
schen Leitungen besprochen werden.
121. Kuppelung isolirter Leitungen. Miteinander zu verbin-
dende Drähte oder Litzen sind an den Enden, etwa auf einer Strecke
von 5 bis 10 cm, mit einem Messer abzuschaben. Insbesondere bei
schwachen Drähten soll die Isolation nicht durch einen, um den Draht
geführten. Schnitt entfernt werden, weil das Anschneiden des Drahtes
hierbei fast unvermeidHch ist. Durch den letzteren Vorgang wird so-
mit der Drahtquerschnitt geschädigt und der Widerstand der Leitung
erhöht; häufig bricht der Draht, früher oder später, an der Schnitt-
stelle. Die zu verbindenden Leitungsenden schabt man weiters ver-
mittelst Glaspapier sorgfältigst ab. Beim Verlöthen der Kuppelung ist
insbesondere darauf Eücksicht zu nehmen, dass die Isolation nicht an-
brennt. Die am häufigsten angewendeten Verbindungen von Drähten
sind der Würgebund, Fig. 195, und der Wickelbund, Fig. 196. Der
erste Bund dient insbesondere zur Kuppelung schwacher Drähte. Aus
der Fig. ersieht man, wie solche Drähte zusammengewürgt werden.
Der Wickelbund findet bei stärkeren Drähten Anwendung; seine Her-
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— 184 —
Stellung erfolgt wie die des, in den Fig. 190 bis 192 ersichtlichen, Bun-
des. Ebenso stellt man die Verbindung zwischen litzenförmigen Lei-
tungen her; bei den letzteren werden auch häufig die Litzenenden,
sowie es Fig. 197 an einer sehr starken Litze wiedergibt, mitein-
ander verflochten. Starke Litzen sind aus einer Litze von starken Kem-
drähten und einer Litze darüber befindlicher Deckdrähte aufgebaut.
Kg. 195.
Fig. 196.
Fig. 197.
Fig. 198.
Der Vorgang bei der Herstellung der Kuppelung ist der folgende : Nach-
dem man die Kernlitzen auf einer Strecke von . etwa 8 cm freigelegt
hat, schneidet man dieselben ab, schiebt sie mit ihren Schnittflächen
aneinander, steckt die Deckdrähte der beiden Litzen in regelmäßiger
Verth eilung ineinander und windet ihre Enden um die Verbindungs-
stelle. Eis ist insbesondere dafür Sorge zu tragen, dass das Löthzinn
in sämmtliche Zwischenräume der Kuppelung eindringt.
Fig. 198 zeigt die Verbindung einer schwachen Hauptleitung mit
einer Zweigleitung; letztere erscheint um die erstere herumgewunden.
Ebenso werden Abzweigungen von litzenförmigen Leitungen, Fig. 199,
hergestellt.
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— 185 —
Fig. 200 gibt ein Bild der Kuppelung einer Litzenhanptleitung
mit einer Litzenabzweigung. Die Drähte der Zweiglitze erscheinen in
zwei gleichen Tbeilen um die HanptUtze gewunden.
Fig. 199.
Fig. 200.
Fig. 201.
' Die Kuppelung einer starken Litze mit einer schwachen stellt
Fig". 201 dar. Die Drähte der Abzweiglitze werden in zwei Theile
g-etheilt und um einige Drähte der Hauptlitze herumgewunden. Der
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— 186 —
Querschnitt, der zur Kuppelung benützten Hauptdrähte, muss dem Quer-
schnitte der Abzweiglitze mindestens gleich sein.
Eine Kuppelung erweist sich nur dann als verläss-
lich, wenn die Löthstellen äußerst solid hergestellt sind.
Fig. 202 veranschaulicht ein perspektivisches Bild einer Muffen-
abzweigung. Diese Kuppelung findet insbesondere bei sehr starken
Drähten und Litzen Verwendung. Es erweist sich als zweckmäßig, die
Muffen mit einer Reihe von Oeffnungen zu versehen, weil das Löthzinn
Fig. 202.
nur dann alle Zwischenräume, zwischen Leiter und Muffe, auszuftillen
vermag. Die Verbindung der Muffe mit der Hauptleitung kann auch
durch das Zusammenschrauben derselben erfolgen. Muffenverbindungen
sind auch für mehrere Abzweigungen herstellbar.
Die Verbindungen und Abzweigungen der Eisenpanzerkabel fol-
gen an weiterer Stelle.
122. Verlegung durch Anstiften der Leitung. Diese Verle-
gungsart ist aus der Schwachstromtechnik und zwar insbesondere ans der
Telegraphie, Telephonie und dem Signal wesen in die Starkstromtechnik
eingeführt worden ; sie stellt die älteste Verlegungsart elektrischer Lei-
tungen dar. In der elektrischen Beleuchtung und Kraftübertragung ist
dieses System jedoch, als gänzlich mangelhaft, durch eine Reihe ande-
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— 187 —
rer Systeme verdrängt worden. Die Verlegung durch Anstiften der
Leitungen besteht darin, dass man baumwoUumsponnene Drähte vermit-
telst Drahtkrampen an der Wand oder Decke befestigt. Anwendbar
erscheint diese Verlegung nur dann, wenn die Mauern vollkommen
trocken sind, weil sonst der Kalk die Isolation des Drahtes zerstört.
Selbst bei trockener Unterlage sollen die Leitungen auf Holzleisten ver-
legt werden. Auf je 1 m Länge des Drahtes rechnet man mindestens
eine Drahtkrampe. Dort wo die Krampe den Draht fasst, ist die Iso-
lation desselben durch Isolirband oder Gummizwischenlagen besonders
vor Beschädigung zu schtltzen. Liegen die Drähte sehr nahe neben-
einander, so sind die Krampen öfters zu befestigen und gegeneinander zu
versetzen, weil sonst leicht zwischen denselben Schlüsse eintreten können.
Fig. 203.
Fig. 204.
123. Verlegung mittelst Porzellanrollen« Die Rollen werden
entweder auf Holzdtlbel oder Holzleisten aufgeschraubt.
a) Das Aufschrauben der Porzellanrollen auf Holz-
dübel, Fig. 203. Sämmtliche Isolationsvorrichtungen an Wänden und
Decken werden in der Regel auf Holzdübel aufgeschraubt. Die Holz-
dübel, sind aus hartem Holze hergestellt und haben die Form einer
abgestutzten Pyramide, Fig. 203. Die Grundfläche der Pyramide kann
entweder quadratisch (zur Aufnahme nur einer Rolle) oder rechteckig,
zur Aufnahme mehrerer Rollen) sein. Zur Befestigung mehrerer Rollen
nebeneinander können weiters auch zwei Dübel, mit quadratischer Grund-
fläche, Verwendung finden, auf welche ein Holzbrettchen und erst auf
dieses die Isolationsvorrichtungen aufgeschraubt werden. Das Holzdübel
gipst man, sowie es Fig. 204 zeigt, mit der Grundfläche nach innen, in
eine, mittelst Gasrohrbohrer ausgestemmte, Oeffnung ein. Die Fläche
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— 188 -
der MaueröflFnung soll nur unbedeutend größer sein als die größere,
in der Mauer befindliche, quadratische Fläche der Pyramide. Die
Porzellanrolle wird auf das Dübel mittelst einer Holzschraube, Fig. 204,
aufgeschraubt. Die Befestigung des Leitungsdrahtes an der Rolle besorgt
ein verzinkter Eisendraht von 1'5 bis 2 wm Durchmesser; derselbe wird,
in der aus der Figur 204 ersichtlichen Weise, um den Draht und um
Fig. 206.
Fig. 206.
Fig. 207.
die Rolle geschlungen und vermittelst einer Zange zusanmaengewürgt
Allenfalls überstehende Drahtwindungen zwickt man ab. Nur ganz
schwache Drähte dürfen um die Rolle geschlungen und mit einem
Bindedraht befestigt werden.
Sich kreuzende Leitungen verlegt man auf sogenannte Kreu-
zungsknöpfe, Fig. 205 imd Fig. 206. Die eine Leitung wird Inder
unteren Rille, die andere in dem Einschnitte des Knopfes angebunden.
Das Befestigen des Drahtes in der Rille erfolgt wie in Fig. 204. Behu&
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anbinden des Drahtes in dem Einschnitte des Knopfes legt man, von
den zwei vollen Seiten des Knopfes aus, je einen Draht nm den halben
Umfang der oberen Rille, Fig. 205, und würgt die zusammengewtirgten
Enden über dem Knopfe, Fig. 206, nochmals zusammen.
Eine vortheilhafte Anwendung der Kreuzungsknöpfe zeigt Fig. 207.
In dieser Figur fuhrt eine Leitung um eine scharfe Ecke (Mauerecke,
Pfeiler, Balken u. s. w.)
b) Das Aufschrau-
ben der Porzellanrol-
len auf Holzleisten.
Fig. 208 gibt diese Ver-
legungsart in der von der
Firma Ganz & Co.. in
Budapest ausgeftlhrten
Weise wieder. Beide Pole
sind durch die, in der Figur
ersichtliche, Porzellanblei-
sicherung geschützt.
Führen die Leitungen
durch eine Mauer, Fig. 209,
so werden dieselben in der
Regel an derDurchflihrungs-
steUe durch eine Glas-,
Porzellan- oder Hartgummi-
röhre isolirt. Häufig ver-
wendet man eine Porzellan- .
inauerdurchführung sammt
emer, in derselben befind-
lichen. Hartgummiröhre ;
durch die letztere führt der
Leitungsdraht. Bei starken
Mauern werden zwei Por-
zellandurchführungen, von
den beiden Seiten der Oeff-
nung aus, sowie es die Fig.
209 veranschauUcht, gegen-
einander geschoben. Durch
beide Röhren führt ein
Hartgummirohr.
Dieselben Mauerdurch-
ftlhrungen finden beisämmt-
Fig. 208.
'MMMMmM^
%w<irjM^^wmm'^mm
W<^x(r^iyM!mmWMm7M
Fig. 209.
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— 190 —
liehen Verlegungsarten der elek-
trischen Starkstromleitungen Ver-
wendung.
124. Verlegung mittelst
Klemmen, Fig. 210. Die Klem-
men bestehen aus Holz, Glas,
zumeist aber aus Porzellan. Die
zwei Theile (Backen) derselben
werden, sammt der Leitung, ent-
weder auf Dübel oder auf Holz-
leisten aufgeschraubt.
125. Verlegung in Holz-
leisten. Diese Verlegung der
Leitung erfolgt in, mit Nuten ver-
sehene, Holzleisten, Fig. 211. Die
Holzleisten können entweder an
die Mauer oder die Decke oder
unter den Verputz auf Holzdübel
aufgeschraubt werden. Das Bild
zeigt eine bei der Firma Ganz
& Co. in Budapest übliche
und vielfach erprobte Verle-
gungsweise.
126. Verlegung in Holz-
kästen. In sehr feuchten Mauern
verlegt man die Leitungen, zur
Erzielung sehr hoher Isolations-
widerstände in Holzkästen (Holz-
kanäle); in den letzteren sind
Porzellanrollen oder Isolirglocken
Fig. 211. zum anbinden der Leitungen auf-
geschraubt.
127. Die Verlegung in FapierrOhren.
Das Hausinstallationssystem von S. Bergmann & Co.,
Aktiengesellschaft in Berlin (Ernst Jordan in Wien).
Einer der jüngsten Zweige der Technik, die moderne Elektro-
technik; verdankt ihr rasches Emporbltlhen der hohen Entwickelung
seiner verwandten Wissenschaften und Künste, die durch langjährige
Erfahrung mustergiltige Vorbilder schufen. So schließt sich das Berg-
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mann System an das vollkommen ausgebildete Rohrsystem der
Gasinstallateure an; es stellt somit ein Haasinstallationssystem vor, an
dessen zweckentsprechende Ausführung jeder tüchtige' Handwerker
schreiten kann.
Zuerst wurden Versuche angestellt die Leitungen in die Gasröhren
selbst zu verlegen. Diese Versuche ergaben, da das Eisen ein guter
Wärmeleiter ist, eine sehr starke Bildung von Kondensationswasser in
den Röhren. Man musste deshalb nach einem andern Robrsysteme,
dessen Materiale ein schlechter Wärmeleiter beistellt, Umschau halten«
Ein solches System wurde zuerst von der Interior Conduit and
Insulation Company in New-York erzeugt.
S. Bergmann & Co. haben schon von Amerika aus, diese
Röhren in Europa eingeftlhrt und im Jahre 1891 die Fabrikation der-
selben in Berlin aufgenommen.
Das Materiale der Röhren besteht aus einer Papiermasse. Mit den
Röhren werden die Decken und Wände von Innenräumen (insbesondere
Wohnräumen) versehen, so dass die Leitungen jederzeit, selbst erst
lange Zeit nach Fertigstellung' des Baues, in die Röhren eingezogen
oder aus denselben herausgezogen werden können.
I. Das Zugehör.
1. Die Röhren. Die Röhren sind aus einer imprägnirten Papier-
masse hergestellt und haben ein den Hartgummiröhren ähnliches Aus-
sehen. Durch die Imprägnirung erlangen die Röhren die nöthige
Festigkeit und Härte, werden wasserdicht, erhalten einen hohen Isola-
tionswiderstand und bekommen innen und außen eine gleichmäßige Ober-
fläche. Die Röhren werden in den lichten Weiten von 7, 11, 16, 23,
29, 36 und 48 mm angefertigt. Das 7 mm Rohr findet hauptsächlich für
Haustelegraphen und Telephonleitungen praktische Verwendung. Die
Wände der Röhren werden so stark bemessen, dass die Röhren von 11 mm
aufwärts ineinander Platz finden; die letzteren sind entweder gerade
oder ellbogenförmig oder doppelt gekrümmt (S-förmig). Die geraden
Röhren haben eine Länge von 3 m. Sämmtliche Röhren werden in der
Reg'el mit einer angeschlossenen Verbindungsmuffe, Ellbogen und
Kröpfungsstücke mit einer angeschlossenen Verbindungsmuffe oder mit
zwei angeschlossenen Verbindungsmuffen geliefert.
Fig. 212 zeigt, zwei miteinander durch eine Muffe verbundene,
gerade Röhren, während Fig. 213 einen Ellbogen sammt zwei Muffen
darstellt.
Zum Verlegen in Cement werden die Isolirröhren, um sie von
den, in dem Cement enthaltenen, Aetzlaugen zu schützen, mit einem
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Ueberzug aus Stahl oder Messingblech versehen. Alkalien greifen
Stahl und Messing nicht an. Diese Röhren können deshalb in Beton-
faßböden und 'sonstiges Cementmauerwerk eingebettet werden.
Fig. 214 veransohaulicht einen Ellbogen mit Metalltlberzng und
angeschlossenen MuiBEen.
Damit die Röhren vollständig gerade erhalten, bleiben, ist es er-
forderlich, dieselben liegend aufzubewahren.
Es tritt häufig der Fall ein, dass offen verlegte Röhren, der Zimmer-
einrichtung entsprechend, bemalt werden sollen. Da die Isolirrohre in
ihrem natürlichen Zustande keine Oelfarbe annehmen, ist es erforderlicb,
sie vorher mit aufgelöstem Schellack anzustreichen; sodann lässt sich
die Oelfarbe ohne Schwierigkeit auftragen.
Fig. 112.
Zur Befestigung der Röhren an die Mauer oder unter Verputz
dienen :
a) Die Krampen. Das in Fig. 215 abgebildete Werkzeug hat
den Zweck, das Rohr vor zu starkem Antreiben der Krampen za
schützen.
b) Die Messingbänder, Fig. 216. Das Band wird vermittelst
einer Schraube, welche durch das, in der Figur ersichtliche, Loch fUhrt,
an der Wand oder Decke befestigt, um das Rohr herumgelegt und
dadurch geschlossen, dass man die Zunge durch den Schlitz hindurch
steckt und umbiegt.
c) Die Rohrschellen. Bei offener Verlegung der Röhren
werden, sowie bei der Gasinstallation, zweckmäßig Rohrschellen, Fig. 217
und 218; verwendet.
d) Die tortirten Eisendrähte. Bei der Verlegung unter
Verputz bedient man sich in der Regel des, in Fig. 219 veranschau-
lichten, Eisendrahtes. Derselbe wird ohne Dübel einfach vermittelst eines
Nagels an das Mauerwerk befestigt. Die beiden Enden des Eisendrahtes
werden um das Rohr herumgeschlungen.
2. Die Dosen. Die Dosen sind ebenfalls aus derselben Papier-
masse hergestellt, haben starke Wände und sind mit einem Metallrand,
welcher einen vollständigen Verschluss des Deckels sichert, versehen.
Für besondere Zwecke werden auch die Dosen mit einem Metallblech
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193 —
Fig, 216.
Fig. 217.
Fig. 218.
Fig. 219.
Kratiert, Elektrotechnik. II
13
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194
überzogen. Die Dosen kommen in 16 verschiedenen Abänderungen und
in 2 verschiedenen Größen mit den Durchmessern von 55 und 78 mm
zur Ausführung.
Fig. 220 gibt eine solche Abzweigdose wieder.
Fig. 220.
Fig. 221.
Fig. 221 stellt eine in den Dosen verwendbare Abzweigscheibe
dar. Diese Abzweigscheiben sind aus Porzellan angefertigt und machen
Löthstellen entbehrlich. Die Anordnung der Abzweigscheiben ist derart,
dass beliebig nach einer oder zwei Seiten gleichzeitig abgezweigt werden
kann, oder dass eine der beiden Klemmen nach dem Stromabnehmer,
die andere dagegen nach einem einpoligen Ausschalter führt, während
ein verbindender Leitungsdraht, von dem Ausschalter über die Ab-
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— 195 —
zweigscheibe hinweg, an den Stromabnehmer anschheßt. Alle Ab-
zweigdosen werden mit einfachen und doppelten Anschlüssen für Maner-
durchftihrungen versehen. Eine solche Dose mit einfacher Mauer-
Fig. 222.
Fig. 228.
Fig. 224.
Fig. 226.
durchführung zeigt Fig. 222; eine in derselben platzfindende Abzweig-
scheibe mit centrischer Öfinung gibt Fig. 223 wieder. Den Verschluss
der Abzweigdosen besorgt der in Fig. 224 veranschaulichte Deckel.
Fig". 225 stellt einen doppelpoligen Porzellanbleischalter für eine Dose dar.
13*
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In Fig. 226 erscheint ein Momentausschalter, mit stromfreiem Dreh-
stern in einer Dose untergebracht. Nach außen hin sind nur der
Deckel und der Griff des Ausschalters sichtbar, die Dose schließt mit
der Wand ab. Auch bei offener Montage finden ähnliche Ausschalter
Verwendung. Die nachträgliche Herstellung von Abzweigungen an bereits
fertigen Leitungen wird durch getheilte Abzweigdosen vorgenommen.
Die Dosen zerlegen, behufs Einziehens und Auswechseins der
Drähte, Prüfung der Leitung u. s. w., größere Leitungslängen b
Unterabtheilungen. Befindet sich eine Dose an der Decke, so kann
man durch eine Öffnung des Deckels eine Leitungsschnur ftlhren. Die
Dose trägt z. B. eine Schraubenmutter, Fig. 227, in welche ein Papier-
rohr als Pendel für eine Hängelampe vermittelst eines Schraubengewindes
eingeschraubt wird. Ähnlich befestigt man an Dosen, welche an der
Wand angebracht sind Wandlampen (Wandarme).
3. Die Vertheilungskästen, Fig. 228. Die Vertheilungskästen
sind aus Papiermasse oder aus Gusseisen mit patentirter Isolirauskleidung
hergestellt; sie tragen, sowie die Dosen, einen Metallrand. Der aus
Messing gegossene Deckel des Vertheilungskastens besitzt eine bajonett-
artige Verschlussvorrichtung. In neuester Zeit werden bei den Hans-
installationen die Bleisicherungen möglichst an einem Orte vereinigt,
während sie früher über das ganze Gebäude vertheilt waren. Man
schafil auf jedem Stockwerke Vertheilungscentren, durch welche die
Haupt- und Steigleitungen hindurchlaufen; von diesen Centren ftibren
die Nebenleitungen unmittelbar nach den einzelnen Beleuchtungs-
körpern. Die Vertheilungskästen enthalten Schalttafeln aus Porzellan,
eisenfreiem Schiefer oder Marmor, Bleisicherungen, Ausschalter u. s. w.
Die Schalttafeln und Vertheilungskästen sind durchwegs leicht zu-
gänglich und feuersicher; es ist besonders darauf Rücksicht genommen,
dass sie möglichst wenig Raum einnehmen. Sämmtliche Typen der
Kästen sind für das Zwei- und Dreileitersystem eingerichtet. Zum
Zwecke der Ausgleichung der Belastung im Dreileitersystem kann jeder
Stromkreis auf die eine oder die andere Seite des Systemes geschaltet
werden. Die Vertheilungskästen sind feuersicher, bestehen aus gut
isolirendem Materiale, sind leicht zugänglich und nehmen wenig Raum
ein. Die Vertheilungskästen fUr das Zwei- und d^ Dreileitersystem
werden für die sämmtlichen Rohrgrößen angefertigt und zerfallen weiters
in Vertheilungskästen für durchgehende und endigende Hauptleitungen.
4. Die Abzweigkästen, Fig. 229. Zur bequemen Herstellung-
von Zweigleitungen dienen die sogenannten Abzweigkästen mit Isolir-
auskleidung mit Porzellanbleischalter Fig. 229 für das Zwei- und Drei-
leitersystem.
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- 197 —
Figr. 826.
n ■ n liM n ■
Fig. 228.
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— 198 —
Fig. 229.
5. Die gusseisernen
Winkelkästen, Fig. 230
und 231. Die Winkelkästen
sind aus Eisen gegossen und
mit einer Isolirauskleidung
versehen. Starke Kabel für
Röhren von 29 und 36 mm
lichten Weiten lassen sich
sehr schwer durch Ellbogen
mit kurzen Halbmessern
ziehen. Statt dieser Ellbogen
empfehlen sich deshalb Win-
kelkästen. Dieselben sind in
erster Linie ftir die oflfene
Verlegung des Rohres mit
Metallüberzug bestimmt, für
welchen Zweck dieselben aus
Messing gegossen werden;
sie sollen da zur Verwendung
kommen, wo es sich darum handelt, eine Leitung scharf um eine Ecke
zu führen. Die Deckel bestehen aus demselben Metall wie die Kästen;
letztere bleiben dauernd zugänglich. Für die gewöhnlichen Röhren lassen
sich die Winkelkästen aus Gusseisen bei offener Verlegung oft mit
Vortheil verwenden.
Fig. 281.
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— 199
Fiff. 232.
Fig. 233*
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6. Die Pendel. In den Fig. 232 und 233 sind zwei verscliie-
dene Ausführungen von Rohrpendeln abgebildet, welche bei hübsche'
Ausstattung allen Ansprüchen auf Billigkeit gerecht werden. Die eir-
fachste Herstellung zeigt das in Fig. 232 dargestellte Pendel, welches
der Monteur auf der Installation mit den einfachsten Mitteln aus <Jeiii
Isolirrohr herstellt. Das in Fig. 233 reranschaulichte Pendel besteht
aus polirtem Isolirrohr mit Messingüberzug; dasselbe schmücken ein
Mittelknauf und eine polirte Baldachinschale. Die oberen und unteren
Metalltheile werden bei der Herstellung der Pendel auf einer Spiritus-
flamme erwärmt und auf das Isolirrohr aufgeschoben. Zimi Anschlu«
Fig. 284.
Fig. 286.
der Fassung eignet sich ganz besonders der folgend beschriebene Zwil-
lingsleiter.
7. Die Wandeinsätze aus Holz dienen zum Befestigen von
Ausschaltern und Kontaktbüchsen mit Isoliranschluss, Fig. 234. Diese
Mauereinsätze werden in die Wand eingeputzt und die Ausschalter oder
Mauerdosen unmittelbar auf dieselben aufgeschraubt. Der Durchmesser
der Wandeinsätze soll etwas kleiner sein, als derjenige der Ausschalter
beziehungsweise Mauerdosen.
8. Die Wandkontakte in Abzweigdosen mit Stöpseln,
Fig. 235. Aus dem Stöpsel, Fig. 236, ragt der Leitungsdraht hervor,
welcher an den Stromnehmer anschließt.
9. Die Leitungsmaterialien. An die Stelle eines koncentri-
schen Zwillingsleiters, in welchen die beiden Leiter koncentrisch gegen-
einander angeordnet waren, tritt in neuester Zeit ein Doppelleiter, der aus
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■zwei nebeneinander laufenden, mit Gummi isolirten, biegsamen Kupfer-
litzen besteht; letztere sind, sowie es Fig. 237 zeigt, durch eine gemein-
same Umklöppelung vereinigt. Die Verwendung dieses Doppelleiters
ist fast in allen Elektricitätswerken zugelassen; derselbe gibt dem Insta-
lateur ein brauchbares Mittel an die Hand, die Leitungen mit möglichst
geringen Kosten herzustellen. Die Verlegung dieser Leiter in ein und
dasselbe Rohr beschränkt sich jedoch auf die Abzweigungen zu den
Fig. 236.
Fig. 237.
Fig. 288.
einzelnen Stromnehmergruppen, während Hauptleitungen und überhaupt
Drähte, welche höhere Stromstärken leiten, getrennt in je einem Rohre
verlegt werden. Die Isolation dieses ZwilUngsleiters ist vollständig frei
von alkalischen Beimengungen.
IL Das Werkzeug.
1. Die Zange, Fig. 238, dient zur Herstellung von Verbindun-
gen zwischen den Röhren. Die Messing- oder Stahlmuflfe wird mittelst
der Zange an vier Stellen gewiirgt. Legt man die Backen der Zange an
die Muffe an und presst die Backen, unter gleichzeitigem Drehen, an das
Rohr, so entstehen je zwei Wtirgestellen, wie in Fig. 212 und 213.
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~ 202 —
2. DerMetallrohrabschneider, Fig. 239, stellt ein Schneide-
Werkzeug dar, welches zur Verbindung der Metallröhren Verwendung
findet. Vermittelst dieses Werkzeuges werden die Enden der Metall-
röhren so durchschnitten, dass eine Verletzung der Isolirröhren aus-
geschlossen erscheint. Dasselbe Werkzeug dient für alle Rohrgrößen.
Durch eine in der Fig. 239 ersichtliche, an dem Abschneider ange-
Fig. 239.
Fig. 240.
Fig. 241.
brachte Stellschraube wird das Schneiderädchen so eingestellt, dass
nur der Metallmantel, nicht aber das Isolirrohr durchschnitten wird.
Das Werkzeug ist so eingerichtet, dass, wenn man das Rohr auf den
unter dem Rädchen befindUchen, cylindrischen Zapfen bis an die
Führungsscheibe schiebt, etwa 15 mm des Metallmantels abgeschnitten
werden.
3. Die Setzeisen, Fig. 240 und 241 dienen zum genauen Auf-
stecken der Muffen. Das in der Fig. 240 dargestellte Setzeisen findet
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— 203 —
bei gewöhnlichen Isolirröhren, jenes in Fig. 241 wiedergegebene da-
gegen bei Isolirröhren mit Metalltiberzügen Verwendung. Der Dorn-
durchmesser des Setzeisens ist dem Außendurchmesser des Rohres ge-
nau gleich. Man schiebt die MufFe zunächst auf das Setzeisen, so dass
dasselbe bis in die Mitte der Muffe hineinragt, hält Muffe sammt Setz-
eisen z. B. in einem Schraubstock fest und schiebt das erste zu ver-
verbindende Rohr, während man die Muffe erwärmt, bis an den Dorn
des Setzeisens. Nachdem man das Setzeisen sodann aus der Muffe
herausgezogen hat, schiebt man anstatt desselben, das zweite zu ver-
bindende Rohr in die warm gehaltene Muffe und würgt dieselbe mit
der Zange. Die zu verbindenden Röhren stoßen dann genau in der
Mitte der Muffe gegeneinander.
4. Das Stahlband. Ein Stahlband von 20 m Länge trägt an dem
einen Ende eine Kugel, an dem andern eine Oese. Das Stahlband dient
zum Einziehen der Leitungen ; zu diesem Zwecke schiebt man dasselbe,
mit der Kugel voran, durch das Rohr und befestigt an die Oese des-
selben die Leitung und zieht dieselbe durch das Rohr.
5. Die Säge. Zum Abschneiden der Isolirröhren findet eine
Säge Verwendung.
6. Die Schneidlade besteht aus einer prismatischen Holz-
rinne, welche an gerade oder schräge gegenüberliegenden Stellen der
Seiten wand Schlitze enthält; letztere dienen als Führung für die Säge
beim Abschneiden des in der Rinne befindlichen Rohres.
III. Die Verlegung.
Die Verlegung der Röhren fiihrt man am besten so durch, dass
man das zu installirende Gebäude an verschiedenen geeigneten Punkten
mit unabhängigen Steigleitungen versieht; damit erreicht man mög-
lichst kurze Abzweigungen und eine mögUchst geringe Anzahl von
Ellbogen. Bei Steig- und Hauptleitungen ist für jeden Draht ein beson-
deres Rohr zu verwenden. Alle Abzweigungen für Stromstärken bis
zu 15 Ampere können durch Doppelleitungen mit beiden Polen in
demselben Rohr ausgeführt werden; zu diesem Zwecke findet die
besonders sorgfältig ausgeführte, äußerst biegsame DoppeUitze, Fig. 237,
Verwendung.
Die Röhren sind, um das bequeme Ein- und Ausziehen der Drähte
zu ermöglichen, von genügender lichter Weite zu wählen.
Zur Befestigung der Röhren, bei der Verlegung unter Verputz,
sind besonders hergestellte Eisendrahtbefestigungen, Fig. 219, zu wählen ;
dieselben können vermittelst flachköpfiger Drahtstiften unmittelbar an
das Mauerwerk, in den meisten Fällen ohne in dasselbe eingegipste
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Holzdübel, befestigt werden. Bei offener Verlegung sind vorzugsweise
die für diesen Zweck bestimmten Rohrschellen aus verzinktem Eisen
oder aus Messing, Fig. 217 und 218, zu verwenden, deren Befestigung
durch Drahtstifte erfolgt.
Krampen sollen nur dort, wo sich die Verwendung von Rohr-
schellen oder Befestigungsdrähten als unzulässig erweisen, platzgreifen.
Zum Einschlagen der Krampen dient das in Fig. 215 dargestellte
Setzeisen. Bei der Verlegung unter Verputz empfiehlt es sich,
wenn die Röhren an das Mauerwerk befestigt werden, dieselben von
Stelle zu Stelle einzugipsen; dies ist insbesondere an solchen Stellen,
wo die Röhren Kurven bilden, von ganz besonderem Werte, da hier-
durch, beim späteren Einziehen der Drähte, ein Verschieben der Röhren
vollständig ausgeschlossen erscheint.
Die Röhren sollen in möglichst großen Längen zur
Verwendung kommen.
Die Rohrverbindungen sind mit größter Sorgfalt auszuflihren; es
ist besonders darauf zu achten, dass das Rohrende vermittelst einer
kleinzähnigen Säge in einer Schneidelade rechtwinkelig abgeschnitten
und der entstehende Grat mit einem scharfen Messer entfernt wird.
Die Verbindung besorgt, bei den Röhren bis einschließlich 23 mm
lichte Weite, eine Metallmuflfe, in welche, nachdem dieselbe gelinde er-
wärmt wurde, beide Rohrenden derart eingeschoben werden, dass der
Stoß möglichst genau in der Mitte stattfindet, worauf die Enden der
Muflfe vermittelst der zu diesem Zwecke bestimmten Zange, Fig. 238,
gewürgt werden. Für jede Rohrgröße ist die dazu besonders vorge-
sehene Zange zu verwenden.
Zwei ftir die ersten fünf Rohrgrößen passende Setzeisen, Fig. 24i^
und Fig. 241, dienen zum Aufstecken der Muffen und sichern den
Stoß der Röhren genau in der Mitte der Muffen.
Verlegt man Röhren in einem offenen Bau bei großer Kälte, so
dass sie nicht sofort eingeputzt werden können, dann ist es rathsani,
die Metallmuffen mit einer Lage Isolirband zu umwickeln und mit
etwas Asphaltlack zu überstreichen, da die Metallmuffen unter der
unmittelbaren Einwirkung großer Kälte, infolge ungleichen Zusammen-
ziehens des Metalles und der Isolirmasse, reißen könnten.
Die Verbindung der Röhren von 29 und 36 mm Durchmesser
geschieht durch Muffen aus Isolirmateriale. Behufs vollständiger Ab-
dichtung ist es erforderlich, die Rohrenden xmd Muffen vor dem Zu-
sammenstecken schwach zu erwärmen. Bei Muffen aus Isolirmasse
kommen die Zangen nicht zur Verwendung; hier ist die vollständige
Abdichtung durch Verwendung des Verbindungskittes zu sichern.
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In chemischen Papierfabriken und Salzwerken, überhaupt an
Orten, wo die Luft mit Säuregasen, Chlorgasen oder sonstigen atif
Metalle zerstörend einwirkenden Stoffen vermischt ist, sind alle Metall-
muffen gänzlich zu vermeiden; statt derselben sind Muffen aus Isolir-
material zu verwenden.
Für sehr geringe Krümmungen können die Röhren, wenn man
sie vorher gelinde an einer Flamme erwärmt, etwas gebogen werden,
doch müssen sonst in allen Fällen bei Krümmungen und Richtungs-
änderungen die besonders vorgesehenen Ellbogen- und Kröpfungs-
stücke, sowie die geraden Röhren, durch Metallmuffen Anschluss finden.
Ein und dieselbe Leitung soll nicht atls mehr als vier Röhren
bestehen. Bei unter Verputz verlegten Leitungen erleichtern Eilbögen
mit größeren Halbmessern häufig das Einziehen der Leitungen. Sind
jedoch mehr als vier Eilbögen in einer Leitung unvermeidlich, dann
ist an geeigneter, annähernd halbwegs gelegener Stelle eine Zwischen-
dose einzusetzen, von welcher aus die Drähte nach beiden Richtungen,
so dass bei dem Einführen dieselben sowohl, als auch die Röhren mög-
lichst geschont bleiben, gezogen werden können. Finden von eine-
Zweigleitung aus mehrere Unterabzweigungen statt, dann bringt man
an den betreffenden Stellen Abzweigdosen an. Diese Dosen können
auch gleichzeitig zum Anbringen von Deckenpendeln verwendet werden.
An Zimmerdecken dienen die Abzweigdosen nur zur Befestigung
von Deckenpendeln. In allen andern Fällen soll man das Einsetzen
von Abzweigdosen an Zimmerdecken, als unschön, vermeiden. Eine
Abzweigung an der Zimmerdecke lässt sich durch zwei aneinander
stoßende Eilbögen bewirken; die Leitung tritt dann, unter Bildung
einer kleinen Schleife, durch' den einen Ellbogen aus der Decke heraus,
während er durch den anderen weiter nach dem nächsten Stromnehmer
geführt wird. Die Abzweigung bringt man dann außerhalb des Putzes
an der Schleife an. Sollen Abzweigungen von der Hauptleitung unr
mittelbar durch eine Mauer geführt werden, dann bedient man sich
mit Vortheil einer Abzweigdose, au deren Boden ein Anschluss für
eine Mauerdurchftlhrung angebracht ist. Die Mauerdurchftlhrung trägt
für Doppelleiter einen Einfach-, für Einzeldrähte einen Doppelanschluss.
Zur Ausfiihrung solcher Abzweigungen eignet sich besonders die Ab-
zweigscheibe Fig. 223.
Es ist darauf zu achten, dass die Röhren völlig in die Dosenan-
schlüsse, jedoch nicht in die Dosen hineinragen.
Sännntliche Abzweigdosen eignen sich auch zur Aufnahme von
kleineren Ausschaltern ; solche sind in den Größen für 3 und 6 Ampere
ein- und doppelpolig vorgesehen.
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Größere Ausschalter, sowie solche anderer Systeme, sollen auf
Wandeinsätzen, Fig. 234, aufmontirt werden.
Wandkontakte, Fig. 235, bringt man vorzugsweise in Dosen mit
nur einem Dosenanschluss unter.
Die Röhren werden vermittelst eines besonders durch Wärme
flüssig zu machenden Verbindungskittes an den Dosenanschlüssen abge-
dichtet-, der Kitt muss die Anschlussstelle ringsherum umgeben. Die
Erwärmung, des in Stangen geformten Kittes, kann schon durch eine
Lampe oder Kerze erfolgen.
In den zur Verwendung kommenden Zwillingsleitern sind die bei-
den Leitungen nebeneinander angeordnet. Zur Herstellung eines An-
schlusses in einer Abzweigdose, wird der ununterbrochen hindurchlau-
fende Draht etwas aus der Dose herausgezogen, und die äußere üm-
klöppelung mit einem scharfen Messer auf einer Strecke von 5 an ent-
fernt. Durch diesen Vorgang erscheinen die Gummiadem bloßgelegt.
Jetzt biegt man die beiden Leiter auseinander und entfernt von jedem
Leiter die Gummiisolation auf einer Strecke von 2 cm, umwindet und
verlöthet die abzuzweigenden Drähte in der üblichen Weise und um-
wickelt dieselben mit Isolirband. Statt der eben beschriebenen Ver-
löthung, empfiehlt sich auch die Verwendung der in der Fig. 221 wieder-
gegebenen Porzellanabzweigscheibe; durch diese Scheibe wird dasLöthen
und Isoliren vermieden.
Bei Anlagen, in welchen die Röhren unter dem Verputz verlegt
werden, sind die Enden der Zweigleitungen, gegen das Eindringen des
Mörtels, besonders zu schützen. Die Dosen müssen, während des Putzens.
durch Deckel abgeschlossen sein. Zu diesem Zwecke sind eigene, bil-
lige Eisendeckel bestimmt. Die Rohrenden haben mindestens 3 cm
aus dem Putz herauszuragen.
Bei offener Verlegung sind die Rohrschellen in gerade verlaufen-
den Linien, in etwa 50 cm Entfernung von einander, anzubringen.
Wo Gasrohre oder sonstige Befestigungsvorrichtungen fUr Elronen
oder Wandarme nicht vorhanden sind, ist eine besonders vorgesehene
Enddose zu verwenden, welche in sorgfältiger Weise an das Holz- oder
Mauerwerk der Decke oder Wand befestigt wird. Ein in diesen
Dosen angebrachtes Gussstück, Fig. 227, dient zur Befestigung des
Beleuchtungskörpers.
Vertheilungskästen mit Bleischalter sind an allen Steigleitungen,
behufs Ausführung der Abzweigungen in den verschiedenen Stockwer-
ken, einzusetzen. Die Körper der Bleischalter und Schalttafeln müssen
aus Porzellan oder Schiefer gefertigt, und die Bleisicherungen mit Kupfer-
enden versehen sein.
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- 207 —
Hat man für die Röhren, während des Baues, besondere mecha-
nische Beschädigungen zu befürchten, dann muss man in geeigneter
Weise eine zeitweise und nöthigenfalls eine dauernde Schutzvorrichtung
anbringen.
Das Veriegen der Röhren in Cement ist möglichst zu vermeiden ;
erscheint jedoch diese Verlegung:sart uneriässlich, dann sind mit Metall-
überzug geschützte Röhren zu verwenden.
Verlegt man die Hauptleitungen in getrennten Röhren, so genügen
anstatt der kostspieligen, mit Gummi isolirten Drähte, solche mit einer
doppelten Umklöppelung versehene Drähte. Für Zweigleitungen em-
pfiehlt es sich die besonders hierfür bestimmten Z^dllingsdrähte zu ver-
wenden. Wenn gewöhnUche, nicht gelitzte Drähte zur Verwendung
konunen, wird das Einziehen der Leitungen erhebüch erschwert-, dann
erweist es sich als vortheilhaft, an den Ecken eine Winkeldose einzu-
setzen.
Löthstellen in den Röhren sind unzulässig.
Sobald eine Rohrleitung gelegt ist, muss das mit einer Kugel ver-
sehene Stahlband, zur Beseitigung etwa vorhandener Hindernisse, durch
dieselbe geschoben werden.
Es empfiehlt sich, jedesmal, nachdem ein neues Rohrstück, ein
Ellbogen oder Kröpfungsstück an die Leitung angeschlossen wurde, ein
zu diesem Zwecke eigens angefertigtes, 4 m langes Stahlband mit gro-
ßer Kugel über die neue Verbindungsstelle hinwegzuschieben ; so bleibt
der Rohrweg stets frei von Hindernissen. Sobald die Rohrleitungen
fertiggestellt sind, bläst man vor dem Einschieben des Stahlbandes, in
jedes Rohr gepulverten Speckstein ein, so dass derselbe das Innere des
des Rohres, auf dessen ganzen Länge, mit einer dünnen Schicht bedeckt ;
hierauf wird, behufs Einführung des Drahtes, das Stahlband in das Rohr
eingeschoben und mittelst desselben der Draht nachgezogen.
Alle Abzweig- und Zwischendosen sind durch Anbringung eines
hierzu vorgesehenen Deckels zu schließen.
Die Verbindungen der mit Metall überzogenen Rohre,
Fig. 242 und 243, erfordern ganz besondere Sorgfalt. Vorerst
wird mit Hilfe des Metallrohrabschneiders der Metallmantel von den zu
verbindenden Enden auf einer Strecke von etwa 15 wm entfernt. Sodann
streicht man auf die zu verbindenden Rohre ungefähr 5 mm von den
Enden etwas geschmolzenen Verbindungskitt und flihrt die beiden Rohr-
enden so in die Muffe ein, dass die Stoßfuge möglichst genau in die
Mitte derselben fällt. Die letztere Stellung zwischen Stoß und Muffe
erreicht man durch die Verwendung des besonderen Muffensetzeisens,
Fig. 241.
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208 —
Fig. 242.
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Fig. 248.
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Fig. 244.
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Die MufFe wird erst dann erwärmt, wenn die beiden Rohrenden
in dieselbe eingeführt sind. Erwärmt man die Verbindungsstelle durch
eine Spiritusfiamme, so schmilzt der in den Billen der Muffe befindliche
Kitt und dichtet die Verbindung ab. An den Enden der Muffe etwa
hervorquellender Kitt muss sorgfältigst entfernt werden. Der Kitt er-
kaltet in etwa 2 Minuten. Die Verwendung der Zange zur Herstellung
dieser Verbindung ist ausgeschlossen.
Der Anschluss der Röhren an die Dosen findet genau in dersel-
ben Weise statt.
Der Verbindungskitt kann leicht in das Innere der
Röhren eindringen; man muss deshalb nach Herstellung
einer jeden Verbindung ein kurzes Stahlband durch die
Verbindungsstelle schieben.
Fig. 244 veranschaulicht ein Installationsschema. In den Steig-
leitungen sind in den einzelnen Stockwerken Vertheilungskästen an-
gebracht, von welchen aus die Leitungen direkt zu den Beleuchtungs-
körpern führen.
IV. Die Vortheile.
1. Hohe und haltbare Isolation. Die Röhren bleiben im
Putz unverändert und besitzen eine hohe mechanische Festigkeit. Die
Isolirröhren von 2*5 mm Wandstärke widerstanden, bei wiederholt an-
gestellten Versuchen, einer Spannung bis zu 19000 Volt. Ein in die
Röhren verlegter, blanker Kupferdraht zeigte einen Isolationswiderstand
von 170 Megohm für 1 km.
2. Schutz der Leitungen gegen Feuchtigkeit. Die zur
Imprägnirung der Röhren verwendete IsoUrmasse löst sich weder im
Wasser noch in Säuren auf. Die in den Röhren verlegten Leitungen
sind daher, selbst in einer säurehaltigen Atmosphäre, dauernd gegen
das Eindringen von Feuchtigkeit und gegen chemische Zersetzungen
geschützt; sie eignen sich deshalb für chemische Fabriken, Färbereien
und in Sammlerräumen. Ftlr letztere Zwecke werden die Abzweigdosen
mit einem elastischen Gummiabschluss versehen, und die Fassungen und
Lampensockel gegen die Einwirkung der Säuredämpfe durch Gummi-
hülsen geschützt. Die einzelnen Rohrlängen schließt man gewöhnUch,
durch eine MujBfe aus gezogenem Metall, aneinander; eine solche Ver-
bindung widerstand einem Wasserdrücke von 3 Atmosphären ohne Un-
dichtheiten zu zeigen. In säurehaltigen Räumen tritt an die Stelle der
aus Metall gefertigten MufFe eine solche aus Isolirmaterial.
3. Sicherheit gegen elektrische Entzündung. Dadurch,
dass die Leitungen auf ihrer ganzen Länge von Röhren eingeschlossen
Kr*ts«rt| Elektrotechnik. II. 14
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— 210 -
sind, wird der Luftzutritt zn denselben fast voUständig abgeschnitten.
Im Innern der Bohren kann daher keine Flamme entstehen. Ein Draht
von 1 mm Durchmesser, versuchsweise zum Theile durch ein Stück
Holzleiste, ein Stück Hartgummirohr und ein Stück Isolirrohr geführt,
wurde durch einen Strom von 40 Ampere zur Rothglut gebracht. Kach
einigen Sekunden platzte das Hartgummirohr und ging in Flammen
auf; hierauf entzündete sich die Holzleiste, während das Isolirrohr nicht
beschädigt wurde, bis schließlich der Draht abschmolz.
4. Raumersparnis beim Verlegen. Die Verlegung der
Isolirröhren unter Putz erfordert weniger Raum, als irgend eine an-
dere Verlegungsweise; das übliche Einstemmen kann in vielen Fällen
vollständig vermieden werden. Bei anderen Verlegungssystemen wurde
häufig eine biegsame Leitungsschnur als Zuleitung zu den Beleuchtungs-
körpern benutzt; von einigen Elektricitätswerken ist diese Leitungs-
schnur untersagt und durch unter Putz verlegte Isolirröhren ersetzt
worden.
5. Die unter Verputz verlegten Leitungen bleiben
dauernd zugänglich. Die Leitungen und Röhren dieses Systemes
kommen nicht gleichzeitig zur Verlegung, sondern es werden die Lei-
tungen erst nach Fertigstellung des Baues eingezogen. Man kann
deshalb durch diese Verlegungsart, für späterhin zu benützende elek-
trische Anlagen, mit geringem Kostenaufwande vorbereiten. Die Lei-
tungen können dann bei eintretendem Bedarfsfalle eingezogen werden,
ohne die Wände und Decken, sowie deren Ausstattung, zu beschädigen ;
ebenso können bereits eingezogene Drähte behufs Prüfung, Auswech-
selung oder Vergrößerungen ihrer Querschnitte jederzeit aus den Röhren,
ohne Beschädigxmg der Wände oder Decken, herausgenommen werden.
6. Vortheile der Isolirröhren mit Metallüberzügen.
Diese Röhren schützen die Leitung gegen mechanische Beschädigungen
und gegen die scharfe, in Cement enthaltene Aetzlauge. Sie eignen
sich besonders zum Verlegen in Cementfußböden und sonstiges CJement-
mauerwerk. Alles bei dieser Installation erforderliche Zugehör, wie
Eilbögen, Kröpfungsstücke und Abzweigdosen sind gleichfalls mit Me-
tallüberzügen versehen. Für offene Verlegung werden diese Köbren
sammt Zugehör polirt und gefirnißt, so dass sich dieselben in elegant
eingerichteten Räumen verwenden lassen. Das mit Messing überzogene,
polirte Rohr eignet sich insbesondere für elektrische Schiffeeinrichtun-
gen. In Bergwerken, in welchen die Leitungen dauernd der Einwir-
kung der Nässe ausgesetzt sind, bieten die mit Messing überzogenen
Röhren, in Verbindung mit den bereits erwähnten Gummiabdichtungen
für Abzweigdosen und Lampenfassungen, einen vollkommen ausreichenden
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Schutz. Durch den Metallüberzug werden die Röhren auch von außen
her unentzündlich und erscheinen deshalb auch insbesondere für Bühnen-
zwecke sehr geeignet.
Ueber das Verhalten der Papierröhren, wenn in denselben Lei-
tungen überhitzt werden, geben einige vergleichende Versuche Auf-
schluss, welche am 20. December 1890 in der Edison-Cent rale in
Chicago angestellt wurden. F. Uppenborn^) berichtet über diese
Versuche folgend:
1. Durch ein Rohr von 11 mm Durchmesser verlief das negative
und positive Ende eines Stromkreises. Der Draht (Nr. 18 der B. W. G.)
war mit in Paraffin getränkter Baumwolle isolirt. Es wurde ein Strom
von 97 Ampere durch die Drähte hindurchgeschickt; in 30 Sekunden
waren dieselben rothglühend und rauchten. Die Rohrleitung war die
gewöhnliche; dieselbe wurde nicht verbrannt.
2. Zwei Drähte (Nr. 18 der B. W. G.) waren mit in Paraffin
getränkter Baumwolle isolirt; ein Pol ging durch eine Rohrleitung,
der andere durch eine Holzleiste. Nachdem ein Strom von 97 Am-
pere eine Minute hindurchging, fing die Holzleiste stark zu rauchen
an und ging nach 5 Minuten in Flammen auf. Die Rohrleitung war
an den Enden weich geworden, fing aber nicht zu brennen an.
3. Versuch 2 wurde unter Anwendung von geflochtenem, mit
Gummi isolirtem Draht, mit dem nämlichen Ergebnis, nur dass die
Holzleiste erst nach Verlauf von 7 Minuten brannte, wiederholt.
4. Ein mit Gummi isolirter Draht in einer feuersicheren Rohr-
leitung; die Rückleitung war in eine Holzleiste gelegt. Es wurde der
Draht stark überlastet, sodass seine Isolation durchbrannte und derselbe
in 10 Sekunden schmolz. Die Rohrleitung erlitt keinen Schaden, wo-
gegen das Holz, auf welches die Rückleitung gelegt war, Feuer fing.
5. Zwei Drähte wurden auf einem Brett, 60 mm von einander
entfernt, in einem Punkte, wo die Drähte blank lagen, befestigt; das
Holz war mit einer Lösung kaustischer Soda angefeuchtet. Als der
Strom eingeschaltet wurde, bildete sich ein Kurzschluss an der ange-
feuchteten Stelle und nach einiger Zeit entzündete sich das Holz,
während der Kurzschluss die Bleisicherungen nicht zu durchschmelzen
vermochte.
6. Zwei Drähte, 1*5 mm voneinander entfernt, auf eine angefeuch-
tete Stelle gelegt. Sobald der Strom die Drähte durchfloss, bildete
sich ein kleiner Lichtbogen über den angefeuchteten Fleck hinweg,
*) F. Uppenborn, ElektrotechniBche Zeitschrift, 1891, Heft 17.
14*
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aber beide Bleisicherungen schmolzen augenblicklich durch und das
Holz entzündete sich nicht.
y. Kostenanschläge.
Selbst die sorg<igst ausgearbeiteten Pläne gestatten keine genaue
Bestimmung des gesammten erforderlichen Materiales in allen Einzel-
heiten. Nachstehend folgen einige Erfahrungsangaben für die verschie-
denen zur Anwendung kommenden MateriaUen des Rohrsystemes;
wenngleich diese Zahlen der Praxis entnommen sind, müssen dieselben
doch, von Fall zu Fall, den örtlichen Verhältnissen entsprechend,
abgeändert werden.
Röhren. Das erforderliche Rohrquantum lässt sich annähernd
genau aus den Plänen ermitteln; es empfiehlt sich '/^ desselben mit
Muffen und Vi o^^® Muffen einzusetzen.
Ellbogen. Bei kleineren Räumen darf auf je 3 m Rohr ein
Ellbogen angenommen werden. Bei größeren Räumen genügt ein Ell-
bogen auf je 4 m Rohr. Sind fiir die Kronen größere Gipsrosetten
vorgesehen, dann setzt man fiir jede Krone einen Ellbogen mit ver-
längertem Schenkel ein. Bei Verlegung der Röhren unter Putz, lassen
sich mit Vortheil Eilbögen mit größerem Halbmesser anwenden; dann
sind Vs d®r erforderlichen Ellbogen einzusetzen.
Kröpfungsstücke. Auf je 10 m Rohr ist ein Kröpfnngsstück
zu veranschlagen.
Abzweigdosen und Abzweigscheiben lassen sich an-
nähernd genau aus den Plänen feststellen. Sollen die Ausschalter in Dosen
eingesetzt werden, dann kommt fiir jeden Einpoligen Ausschalter eine
Dose Nr. 1 und fiir jeden doppelpoligen Ausschalter eine Dose Nr- 9
in Anschlag.
Befestigungsmateriale. Für jeden Meter Rohr sind zwei
Befestigungen, entweder Befestigungsdrähte mit Nägeln oder Rohrschellen
oder Messingbänder einzusetzen.
Leitungsmateriale. Bei Verwendung von Zwillingsleitem
sowohl, als auch bei Einzelleitern in getrennten Röhren, ergibt sich die
erforderliche Gesammtmeterzahl der Leitungen aus dem festgesteUten
Rohrquantum, wenn man wenigstens 5 7o zuschlägt.
Muffen. Außer den bereits an den Röhren und Ellbogen an-
gebrachten Verbindungsmuffen ist weiters, fiir je 6 fii Rohr, eine Ver-
bindungsmuffe besonders vorzusehen.
Verschiedenes. Für eine Anlage von etwa 200 Glühlampen
reichen Vs ^ Verbindungskitt und 1 kg Specksteinpulver voUkonmien aus.
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VI. Kosten.
Die Einrichtungskosten des Rohrsystemes kommen in der Regel
nicht höher zn stehen, als gut ausgeführte Verlegungen in Holzleisten
oder auf Porzellanrollen; die Kosten der Röhren werden durch die
Ersparnis an Leitungsmateriale und Arbeitszeit gedeckt. Für die ge-
sammte Montage einer Hausinstallation, sammt Einziehen der Leitungen
und Anbringen der Stromvertheilungskftsten und Schaltbretter, können
für 1 Monteur und 1 Arbeitsstunde 3*3 m Rohr in Ansatz gebracht
werden. Es würde denmach eine. Installation, in welcher 500 m Röhren
zur Verwendung gelangen, 152 Arbeitsstunden in AnsjHTuch nehmen,
vorausgesetzt, dass die örtlichen Verhältnisse ein ununterbrochenes
Arbeiten gestatten.
Es ist darauf zu achten, dass der Durchmesser der Röhren nicht
zu knapp bemessen erscheint. Das 7 mm Rohr ist in erster Linie für
Haustelegraphen und Telephone bestimmt; wenn dasselbe bei Licht-
anlagen Verwendung findet, sollen Draht und Rohr gleichzeitig zur
Verlegung kommen^ weil dann das Stahlband, des geringen Durch-
messers halber, zum nachträglichen Einziehen nicht immer verwendbar
ist. Das 9 mm Rohr kann für Zwillingsleiter bis 1'5 ww', sowie für
Kupferlitzen bis zu 2*5 mm^ Querschnitt verwendet werden.' Das 11 mm
Rohr eignet sich für Zwillingsleiter bis zu 4 mm^ und für Kupferlitzen
bis zu 8 mm^ Querschnitt. Das 17 mm Rohr findet bis zu 6 mm^ Quer-
schnitt Anwendung ; in dasselbe lässt sich noch bequem eine Kupferlitze
von 16 mm^ Querschnitt einziehen.
Es soll als allgemeine Regel gelten, dass bei einer Rohrleitung,
in welcher Ellbogen in Anwendung kommen, die lichte Weite minde-
stens zweimal so groß sein muss, als der äußere Durchmesser des einzu-
ziehenden Drahtes.
128. Verlegung an Isolirglocken. Diese Verlegungsart wird
besonders in sehr feuchten Räumen, in welchen man die Leitungen an
Wänden und Decken führt, angewendet. Die Glockenisolatoren werden
vermittelst eiserner Stützen in die Mauer eingegipst. Die zumeist blanken
Leitungen streicht man häufig, zum Schutze gegen chemische Zer-
setzungen, mit Oelfarbe oder Mennige an.
in. Unterirdische Leitungen.
129. Eintheilnng. Die unterirdischen Leitungen können zweck-
entsprechend in 3 Systeme eingereiht werden:
1. Tunnelanlagen.
2. Einziehsysteme.
3. Festgelegte Leitungen.
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130. Tunnelanlagen finden ihrer Kostspieligkeit halber haupt-
sächlich nur fUr Hauptleitungen Verwendung, da dieselben einen ge-
räumigen, unterirdischen Kanal beanspruchen. Solche Leitungen sind
in Paris neben Gas- und Wasserleitungsröhren u. s. w. in sehr geräu-
migen Kanälen untergebracht.
131. Einziehsysteme. Das Einziehen der Leitungen in Röhren
verschiedenen Materiales ist in New- York, Philadelphia u. s. w. aus-
geführt worden. Da der Boden in der erstgenannten Stadt sehr salz-
haltig ist, wurden Kanalkörper aus Asphalt und Sand hergestellt, weil
Eisen und Holz von Salzen zerstört werden. Untersuchungs-
brunnen (Mannlöcher) dienen zum Einziehen der Leitung, zur Kon-
trolle derselben und zur Herstellung der Anschltlsse. Die Kanäle werden
weiters aus gewelltem Bleche, Thon, irdenen Röhren, Eisenröhren (mit
Oel gefüllt) u. s. w. zusammengesetzt.
132. Festgelegte Leitungen. Diese unterirdischen Leitungen
werden entweder direkt oder in getheerten Holzrinnen, etwa 0"6 m tief,
in die Erde vergraben und erhalten, außer der gewöhnlichen Isolation,
Blei- (Bleikabel) und Eisenmäntel (Panzerkabel). Die wich-
tigsten Arbeiten der Kabelfabrikation sind:
1. Bespinnung des Leiters mit Jute- und Baumwollfaser.
2. Vollständige, bei Luftleere erzielte Trocknung der Bespinnung.
3. Tränkung der Bespinnung mit einer besonderen Isolirmasse.
4. Umpressung der erzeugten Isolirschicht mit einem vollkommen
wasserdichten Bleimantel auf kaltem Wege.
Als Schutz der Bleihülle gegen chemische Einflüsse verwendet man
eine neue Asphaltmasse, gegen mechanische Verletzungen Bandeisen.
Die koncentrisch angeordneten Theile dieser Kabel sind:
1. Der Kupferleiter.
2. Die Isolationsschicht.
3. Der Bleimantel.
4. Die äußere Schutzhülle.
133. Der Kupferleiter ist entweder massiv oder litzenförmig, je
nachdem derselbe aus einem einzelnen Drahte oder aus mehreren
Drähten besteht, welche letztere für starke Querschnitte Verwendxmg
finden. In der äußeren Drahtlage des Bleikabels befindet sich häufig
ein sogenannter Mess- oder Prüfdraht, d. i. ein Kupferdraht von
1 bis 1"5 mm Durchmesser, der mit Jute- (mit weitmaschiger Klöppe-
lung) oder Baumwollgarn besponnen ist. Der Messdraht hat den Zweck :
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1. Die Spannnng an den Vertheilungspunkten des Leitungssystemes
zu kontrolliren, indem man den Messdraht einerseits an die zu unter-
suchende Stelle der Leitung, andererseits an das Galvanometer an-
schließt. »
2. Den Isolationszustand des Kabels, ohne Unterbrechung der
Leitungen, zu prüfen. Hauptleitung und Prüfdraht zeigen gleichzeitig
Fig. 245.
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: 5
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an irgend einem Punkte Schluss an, da beide stets gleichzeitig bloß-
gelegt erscheinen.
134. Messung der Isolation. Fig. 245 veranschaulicht die
Spannungskontrolle mittelst des Prüfdrahtes. Soll die Spannung an
irgend welchen Punkten des Leitungssystemes Ä und 5, Fig. 245,
kontrollirt werden, so schließt man die Prüfdrähte Pi und Pg an diesen
Punkten A und B metallisch an die Leitung. Der Voltmesser V macht
dann die Spannung zwischen den Punkten Ä und B ersichtlich.
Fig. 246 zeigt, wie man mit Hilfe der Prüfdrähte, auf ganz einfache
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Art, die Isolation der einzelnen Theile des Leitungssystemes, ohne An-
wendung besonderer Messmethoden und ohne Unterbrechung der Leitung
(ohne Störung des Betriebes), prflfen kann. Die Kupferseele und der in
der äußersten Lage befindliche Prüfdraht zeigen gleichzeitig Schluss,
weil sie gleichzeitig fehlerhaft werden. Will man deshalb z. B. das
Stück K^ N der Leitung auf Erdschluss untersuchen, so verbindet man
den Prüfdraht P^ auf dieser Strecke, z. B. am Orte F, durch rin
Galvanometer V (z. B. ein Voltmesser) mit der Erdplatte Cu. Im
stromdurchflossenen Zustande kann man den Schluss in Volt an V ab-
lesen. Die Leitung hat einen vollkommenen Erdschluss, wenn die
Spannung an dem Voltmesser V der normalen Betriebsspannung gleich
ist. Im stromlosen Zustande kann man zwischen den Punkten F und Cu
eine Widerstandsmessung vornehmen und dadurch den Isolationswider-
stand der Leitung K2 N gegen die Erde messen. Der Isolationswider-
stand der Kabel beträgt etwa 1000 Millionen Ohm für 1 km.
135. Mehrfache Kabel.
Anstatt zwei oder mehrere Kabel mit je einer Kupferseele neben-
einander zu legen, verwendet man sehr häufig Kabel mit zwei oder
mehreren von einander isolirten Kupferleitern, Diese Kabel werdwi
koncentrische Kabel genannt, weil die einzelnen Leiter gleichmäßig
um die Mittellinie des Kabels vertheilt sind. Die mehrfachen Kabel
werden mit und ohne Prüfdrähten angefertigt und stellen sich billigen
als mehrere einzelne. Doppelkabel sind insbesondere für Wechselströme
zweckentsprechend, weil durch die koncentrische Anordnung der Kupfer-
leiter die Induktionswirkung des Wechselstromes aufgehoben wird. Bei
den dreifachen Kabeln (Dreileiter-Kabel) sind die Kupferquersehnitte
der einzelnen Leiter entweder gleich oder sie verhalten sich wie 1 : 1 : Vs-
136. Eintheilung der KabeL
1. Hauptkabel.
2. Vertheilungskabel.
3. Anschlusskabel.
Die Hauptkabel leiten den Strom von den Schienen des Schalt-
brettes bis zu den Vertheilungspunkten des Leitungsnetzes. Die Ver-
theilungskabel dienen zur Fortführung des Stromes von den Verthei-
lungspunkten aus. Die Anschlusskabel besorgen den Anschluss kleinerer
Lampenpartien an die Vertheilungskabel.
137. Kabelverbindungen» Abzweigungen, Vertheilungen und
Anschlüsse. Zur gegenseitigen Verbindung von Kabelstücken, zu Ab-
zweigungen von starken auf schwache Kabel, zu Vertheilungen und
zu Anschlüssen verwendet man folgende sogenannte Garniturtheile :
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1. Gerade Muffen (— Muffen).
2. Abzweigungsmuffen (_L „ ).
3. Kfeuzmuffen (-f- „ ).
4. Abzweigungskasten.
5. Vertheilungskasten.
6. Endverschlüsse.
An den Enden der Kabel erhält die Feuchtigkeit zu den Isolir-
schichten freien Zutritt. Zur Verhinderung der dadurch möglichen
Isolationsfehler sind die Kabel vor und während des Verlegens an den
Enden wohl zu isoliren, d. h. mit Endverschlüssen zu versehen.
IV. Unterseeische (submarine) Leitungen.
138. Unterseeische Kabel. Für unterseeische Leitungen ver-
wendet man Eisenpanzer-Kabel, welche auf dem Eisenpanzer doppelt
mit Gummi isolirt sind und eine doppelte Drahtwickelung (verzinnter
Eisendraht) enthalten, die man nochmals mit einer stark getheerten
oder asphaltirteUj gesandelten Juteschicht umgibt. Die submarinen
Kabel werden als Lichtleitungen hauptsächlich nur zu Leuchtthurm-
Beleuchtungen verwendet.
V. Die Patent-Heikabel von Siemens & Halske^).
139. Die Fabrikation der Patent-Bleikabel.
Die Patent-Bleikabel von Siemens & Halske wurden zuerst
im Jahre 1881, nachdem durch eingehende Versuche die Richtigkeit
deSj dem neuen Verfahren zu Grunde hegenden, Prinzipes erwiesen
worden war, fabrikationsmäßig hergestellt. Schon längere Zeit vorher
wurden von dieser Firma ein- und mehradrige Guttaperchakabel (wie
solche noch heute im großen Umfange von der kaiserlichen deutschen
Telegraphen- Verwaltung verwendet werden) mit Bleimänteln versehen;
hierbei war jedoch das angewendete Verfahren, welches darin bestand,
dass die mit Jute besponnenen, beziehungsweise verseilten Guttapercha-
Adern (Kabelseelen) durch vorher gepresste Bleirohre gezogen und
diese den Seelen durch Walzen angepresst wurden, noch mit Mängeln
behaftet und zu kostspieUg. Ursprünglich wurde dasselbe auch zur
Herstellung der Patent-Bleikabel in Anwendung gebracht, bis im Jahre
1881 die erste, zur Anfertigung dieser Kabelgattung eigenartig kon-
struirte Bleipresse mit den erforderhchen, das Verfahren als neu charak-
terisirenden Nebenapparaten in den Fabriksräumen in BerUn aufgestellt
wurde.
^) Nach einer Drucksorte dieser Firma.
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Das von der Firma Siemens & Halske zur Herstellung ihrer
Patent-Bleikabel angewendete Verfahren besteht erstens in der Bespin-
nung des Leiters mit Jute oder Baumwollfaser von wechselnder Stärke,
zweitens in der absoluten, unter Anwendung der Luftleere erzielten
Trocknung der Bespinnung, drittens in der Tränkung der letzteren
mit einer besonderen Isolirmasse, und endlich viertens in der auf kal-
tem Wege ausgeführten Umpressung der so erzeugten Isolirschicht mit
einem vollkommen wasserdichten Bleimantel.
Schon nach kurzer Zeit genügte die ursprüngliche Fabrikanlage
nicht mehr, um den gestellten Anforderungen nachzukommen. Im
Jahre 1884 wurde deshalb das Kabelwerk nach Charlottenburg
verlegt, um hier die Bleikabelfabrik durch Aufstellung einer zweiteu,
größeren Bleipresse und durch wesentliche Vermehrung vervollkommne-
ter Trocken- und Tränkapparate erweitern zu können. Indessen auch
diese Mittel waren bald nicht mehr ausreichend, so dass noch die Auf-
stellung von zwei Bleipressen sich als nöthig erwies.
Die Siemens & Halske'schen Patent-Bleikabel haben
sich in allen Konsumländern rasch eingebürgert, so dass jetzt in London,
Berlin, Wien, St. Petersburg Bleikabel, System Siemens &
Halske, in eigenen Fabriken erzeugt werden.
Mit der Vermehrung der Fabrikationsmittel hat die Vervollkomm-
nung der Darstellungsweise Schritt gehalten. Die VerbesseruDgen
bestehen sowohl in der Erhöhung des elektrischen Wertes der Patent-
Bleikabel, als auch in der Anwendung von vollkommeneren Schutz-
hüllen fUr den Bleimantel, wie endlich in der erheblichen Vergrößerung
des Querschnittes der verwendeten Kupferleiter. Anfänglich war der
größte zu umpressende Kupferquerschnitt 117 wm*, heute ist die obige
Firma im Stande, einen solchen von 1000 mm^ zu verwenden, und
dadurch in der Lage, den stark gesteigerten Ansprüchen zu genügen,
welche durch die Centralstationen an die Kabelfabrikation gestellt werden.
Das zur Zeit der Einführung der Patent-Bleikabel hie und da
geäußerte Bedenken, betreflfend die Ausdauer des Bleies gegen die Ein-
wirkung der chemischen Agentien im Erdboden, hat sich durch Dauer-
versuche als völlig unbegründet erwiesen. Es stellte sich heraus,
dass schon die anfänglich angewendete Asphaltirung ein ausreichender
Schutz der Bleihülle gegen derartige Einflüsse bildete; durch die seit
einiger Zeit von der Firma Siemens & Halske angewendete neue
Asphaltmasse ist die Sicherheit noch vermehrt und die Gefahr der
mechanischen Verletzung des Bleimantels, durch Verwendung des
Bandeisens an Stelle des Eisendrahtes zur Armatur, auf das denkbar
geringste Maß zurückgeführt worden.
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Als Bestandtheile der Patent-Bleikabel sind zu nennen:
1. Der Knpferleiter.
2. Die Isolationsschicht.
3. Der Bleimantel.
4. Die äußere Schutzhülle.
Die Kupferleiter werden entweder aus einem einzelnen Drahte
als massive Leiter, oder aus mehreren Drähten als litzenförmige Leiter
hergestellt. Zu den Querschnitten bis 25 ntm^ finden in der Regel
massive Leiter, zu den stärkeren bis zu 1000 mm^ gehenden Quer-
schnitten jedoch ausnahmslos litzenförmige Leiter Verwendung. Auf
Wunsch des Bestellers und sonst nöthigenfalls werden auch zu den
Querschnitten xmter 25 mm^ litzenförmige Leiter zu den Patent-Blei-
kabeln in Anwendung gebracht.
Die Patent-Bleikabel von Siemens & Halske mit Kupfer-
leitern über 50 mm^ führen in der äußeren Drahtlage des Leiters einen
isolirten Mess- oder Prüfdraht. Diese von der Firma eingeführte
Vorrichtung hat hauptsächlich den Zweck, die Spannungen an den
Stellen, an welchen sich die Vertheilungsleitungen an die Hauptleitun-
gen anschließen, zu kontroUiren und den Isolationszustand der Kabel
zu prüfen.
Sämmtliche zur Anfertigung der Kupferleiter verwendeten Kupfer-
drähte werden aus nahezu chemisch reinem Kupfer hergestellt und
vor ihrer Verwendung einer sorgfältigen Prüfung auf Leitungsf&hig-
keit, Form, Gewicht u. s. w. unterzogen, so dass die Firma die Ga-
rantie ftlr die Innehaltung des, dem betreffenden Querschnitte entspre-
chenden, Leitungswiderstandes, innerhalb der statthaften Grenzen von
5^05 annimmt. Zur Bezeichnung der Patent-Bleikabel dienen die den
Querschnitt des Kupferleiters angebenden Zahlen, denen, je nach der
Gattung der Kabel, gewisse Zeichen vorgesetzt werden. Da die Firma
für 1 mm^ Kupferquerschnitt und 1000 m Länge einen Leitungs wider-
stand von 16*5 Ohm bei 0^ C garantirt, so ist es leicht, aus der Fa-
briksnummer der Patent-Bleikabel den Leitungswiderstand derselben
abzuleiten. Bei den Patent-Blei-Doppelkabeln, welche mit den die
Summe der Querschnitte beider Leiter ausdrückenden Zahlen bezeich-
net werden, ist hiernach der sich aus dieser Zahl ergebende Leitungs-
widerstand mit 2 zu multiplizieren, um denjenigen der einzelnen Lei-
tung zu finden. Von der Ansicht ausgehend, dass für die meisten
Fälle eine gewisse Abstufung von Querschnitten ausreichend ist, hat
die Firma unter dem Namen Normalquerschnitte zwei Reihen zusam-
mengestellt, die sie der Fabrikation ihrer Patent-Bleikabel und sonsti-
gen, hauptsächlich zu Beleuchtungszwecken dienenden, Leitungen zu
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Grunde legt. Die erste dieser Reihen setzt sich ans den Kupferquer-
schnitten bis 100 mm^ zusammen und dient einem Theil der Patent-
Bleikabel, sowie den übrigen Normalleitungen als Grundlage. Die
zweite Reihe umfasst die Querschnitte über 100 bis 1000 mm*. Beide
Reihen enthalten bestimmte AhstufungeUj jedoch findet die Verwen-
dung anderer Querschnitte selbstverständlich nöthigenfalls statt.
Die Isolationsschicht der Patent-Bleikabel wird in der bereits an-
gedeuteten Weise hergestellt. Durch dieses Verfahren erzielt man eine
ebenso hohe als auch sichere Isolation^ welche auch durch starke Tem-
peraturveränderungen nicht leidet, so dass m^n die Patent-Bleikabel
ebensowohl in siedendes Wasser als auch in Eiswasser legen kann, ohne
deren Brauchbarkeit zu beeinträchtigen. In dieser Beziehung bietet die
Isolationsart der Patent-Bleikabel einen wesentlichen, nicht zu unter-
schätzenden Vortheil gegenüber der Isolation durch Guttapercha oder
Gummi, während sie in Bezug auf Ladungskapacität der letzteren nicht
nachsteht. Bei dem heutigen Stande der Elektrotechnik schwankt die
Beanspruchung der Kabel auf Spannung in ziemlich weiten Grenzen.
Die Firma hat daher die Konstruktion der Patent-Bleikabd diesen
wechselnden Ansprüchen nicht nur durch entsprechend gewählte
Stärke der Isolationsschichten^ sondern auch durch die Verwendung
einer neuartigen Isolationsmasse bei hohen Spannungen, angepasst.
Siemens & Halske fertigen nunmehr die Patent-Bleikabel für
folgende Spannungen an:
1. Niedrige Spannungen bis 250 Volt die sogenannten „Installations-
kabel" mit der Bezeichnung „I".
2. Mittlere Spannungen bis 2000 Volt Gleichstrom oder Wech-
selstrom.
3. Hohe Spannungen bis 3000 Volt Gleichstrom.
Wenn aber auch die Patent-Bleikabel gegen Temperatureinflüsse
unempfindlich sind, so wirken doch Nässe und Feuchtigkeit schädlich
auf deren Isolation ein. Es muss daher die Isolationsschicht sorgf^tig
vor derartigen Einflüssen geschützt werden. Diesen Schutz gewährt
der Bleimantel, welcher mittelst kalter Pressung in dem Augen-
blicke, wo die Kabelseele aus der heißfltüssigen Tränkmasse tritt, um
die Isolationsschicht gelegt wird. Die Wandstärke des röhrenförmigen
Bleimantels beträgt, je nach der Stärke des Bleikabels 1 bis 3 mm. Ein
Haupterfordernis ist die absolute Dichtigkeit des Bleimantels, denn die
kleinste Ofi'nung in demselben schädigt die Isolationsfahigkeit des
Kabels. Jedes Patent-Bleikabel wird daher vor einer weiteren Verarbei-
tung, beziehungsweise Verwendung, gleich nachdem es die Presse ver-
lassen hat, unter Wasser einer elektrischen Prüfung auf Isolation und
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— 221 —
Leitungswiderstand unterzogen. Fällt die Prüfung gut aus, so ist da-
mit die vollkommene Dichtigkeit des Bleimantels erwiesen, da jede, auch
die kleinste Öffnung in demselben das Eindringen des Wassers in das
Kabel und den sofortigen Abfall des Isolationswiderstandes zur Folge
hat. Das angewendete Pressverfahren bietet vollkommene Sicherheit in
der Herstellung eines tadellosen, d. h. gleichmäßig starken und zur
Seele koncentrischen, namentlich aber vollkommen dichten Bleimantels
und macht die Anwendung von zwei Bleiüberztigen überflüssig, so dass
die Kabel leichter, mithin in ihrer Herstellung und beim Transport bilhger
werden, sowie unbestreitbar den Vorzug vor solchen Kabeln verdienen,
bei denen zwei undichte Bleimäntel einen absolut dichten ersetzen sollen.
Vor ihrer weiteren Verarbeitung unterwirft man die Patent-Blei-
kabel einer Spannungsprobe, bei welcher man die vorgeschriebene Span-
nung nicht unwesentlich überschreitet. Bisher haben die vielen unter-
suchten Kabel ausnahmslos die Probe bestanden.
Die Weichheit des Bleies und seine chemischen Eigenschaften
bedingen, dass die Patent-Bleikabel, je nach den Oertlichkeiten ihrer
Verwendung, mit einer entsprechenden Schutzhülle versehen werden
müssen, weshalb dieselben in vier Formen zur Ausftlhrung gelangen:
1. Blanke Patent-Bleikabel, ohne jede Umhüllung mit der Bezeich-
nung jBTÄ
2. Asphaltirte Patent-Bleikabel, mit einer Umhüllung, bestehend
aus einer Umspinnung mit imprägnirter Jute, die zwischen Asphaltlagen
(deren erste direkt airf das Blei aufgetragen ist) gebettet erscheint. Diese
Kabel werden mit KA bezeichnet.
3. Drahtarmirte Patent-Bleikabel, bei welchen das blanke Kabel
eine zwischen Jute und Asphalt gebettete Armirung von verzinkten
Eisendrähten umgibt. Diese Armirung ist entweder eine geschlossene,
wenn sich die einzelnen Drähte derselben berühren (mit der Be-
zeichnung KEEA) oder eine offene, wenn die Anzahl der Armatur-
drähte so gering ist, dass sich die Drähte nicht berühren (mit der Be-
zeichnung KEA). Die geschlossene Armatur findet Anwendung bei
den Bleikabeln unter 18 mm Durchmessr, sowie dann, wenn das Kabel
eine größere Zugfestigkeit haben soll. Die offene Armatur gewährt dem
Kabel nur einen leichteren Schutz gegen mechanische Verletzungen;
dieselbe wird vor Allem bei den sogenannten Installationskabeln mit
Vortheil da angewandt, wo die geringe Zugfestigkeit dieser Kabel, den
bei Installationsarbeiten oft unvermeidlichen Beanspruchungen, nicht
mehr genügt.
4. Bandarmirte Patent-Bleikabel, bei welchen das blanke Kabel
zwei, zvrischen Jute und Asphalt gebettete, Lagen Bandeisen umgeben.
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— 222 —
Diese Kabel werden mit KBA, bezeichnet. Die Anordnung der Band-
eisenlagen macht die Kabel keineswegs nnbiegsam. Beide Eisenbänder
legen sich mit gleichem Drall nm das, nach dem nnter 2 beschriebenen
Verfahren asphaltirte, Bleikabel in offenen Spiralen, so dass die eine
Bandeisenlage die offenen Spalten der Umwindnngen der unteren Band-
eisenspirale deckt. Auf diese Weise bleibt die Armatur vollständig
biegsam. Ueber die Bandeisenlagen wird wiederum ein Ueberzug von
Jute und Asphalt gelegt, um einen rostsicheren Schutz filr das Eisen
zu erhalten. Der Vorzug dieser Armatur vor derjenigen aus Eisen-
drähten besteht darin, dass bei der letzteren zwischen je zwei Drähten
stets eine, wenn auch noch so feine Ritze also gewissermaßen eine offene
Stelle sich befindet, in die das Eindringen eines spitzen oder scharfen
Gegenstandes ziemlich leicht stattfinden kann, während die Bandarma-
tur eine völlig geschlossene Umhüllung bildet, deren glatte, abgerundete
Oberfläche das Abgleiten eines Hiebes befordert. Das Eindringen eines
spitzen oder scharfen Gegenstandes in die Bandarmatur wurde, wie Ver-
suche erwiesen haben, fast unmöglich ; denn es gelang nicht, durch von
kräftiger und getLbter Hand ausgeführte Hiebe mit der Spitzhacke die
Bandarmatur zu durchschlagen. Das Angefflhrte soll indessen nicht die
Behauptung einschließen, dass die Drahtarmatur vollständig zu verwer-
fen sei. Lokale Verhältnisse können die Anwendung der letzteren, ent-
weder für sich allein oder in Verbindung mit der Bandarmatur, erfor-
derlich machen. Es wird dies überall da der Fall sein, wo ein Kabd
einer bedeutenden Zugkraft unterliegt, welcher gegenüber die Bandar-
matur als nicht ausreichend erscheint.
Die Asphaltirung hat den Zweck, den Bleimantel und das Eisen
vor der Einwirkung chemischer Agentien zu schützen, in befriedigend-
ster Weise erfüllt. Es liegen Proben vor, die von Patent-Bleikabeln
entnommen sind, welche Jahre hindurch in einem Erdboden lagen, der
alle die Zerstörung des Bleies herbeiftthrenden Bedingungen vereinigte.
An diesen Proben ist nicht die geringste Spur einer Oxydation des
Bleies oder Verrottung der Jute zu ersehen. Auch daf&r, dass die
Asphaltirung das Eisen ausreichend schützt, liegen hinlängliche Beweise
vor. Das Blei asphaltirter Bleikabel wurde, der Einwirkung von Külk,
Cement, organischen und anorganischen Säuren versuchsweise längere
Zeit hindurch ausgesetzt, nicht angegriffen. Nur Essigsäure, koncentrirte
Salpeter- und Schwefelsäure lösen das Blei. Hierdurch erscheint die
Haltbarkeit der Patent-Bleikabel zur Genüge bewiesen; es ist aber
außerdem für die Haltbarkeit und Dauer der Siemens & Halske-
schen Patent-Bleikabel noch dadurch der überzeugende Beweis geliefert
worden, dass dieselben theils bei größeren und kleineren elektrischen
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— 223 —
Beleuchtungsanlagen in Städten, Bergwerken, Fabriken aller Art und
Häusern, theils zu Kraftübertragungen, theils zu Telegraphen- und
Telephonleitungen in den verschiedensten Klimaten seit Jahren ohne
Störung thätig sind.
Der Umstand, dass elektrische Beleuchtungsanlagen zwei Leitun-
gen, die eine für den Hingang und die andere ftlr den Rückgang des
Stromes erfordern, hat dazu geführt, beide Leitungen in einem Kabel
zu vereinigen und somit „Patent-Blei-Doppelkabel" zu kon-
struiren. Wie bei den einfachen Patent-Bleikabeln die Kupferquerschnitte
zweier zusammengehöriger Kabelstränge gleich sind, so sind auch die
beiden in einem Patent-Blei-Doppelkabel vereinigten Leiter elektrisch
gleichwertig. Die beiden Leitungen werden koncentrisch angeordnet.
Die innere Leitung enthält entweder einen massiven oder einen litzen-
fbrmigen Kupferleiter, die äußere besteht stets aus einer größeren oder
geringeren Anzahl, spiralförmig um die Isolationsschicht der inneren
Leitung sich legender, Kupferdrähte. Man strebt dahin, den äußeren
Leiter so zusammenzusetzen, dass die Drähte im Querschnitt einen ge-
schlossenen King bilden, jedoch ist dies nicht in allen Fällen zu errei-
chen. Wie die einfachen Patent-Bleikabel, werden auch die Patent-
Blei-Doppelkabel entweder mit oder ohne Prüfdrähte angefertigt, und
es gelten hierbei für beide Kabelsorten die gleichen Grundsätze. Finden
Prüfdrähte Verwendung, so erhält jede Leitung einen solchen, und es
muss dann selbstverständlich der innere Leiter ebenfalls htzenfbrmig
sein. Auch in Bezug auf die Isolationsschichten gelten für die Patent-
Doppelkabel die bei den einfachen Kabeln üblichen Unterscheidungen,
indem die Stärken der Isolirschichten den hinsichtlich der Spannung
an die Kabel gestellten Anforderungen entsprechend gewählt werden.
Die Patent-Blei-Doppelkabel besitzen den einfachen Kabeln gegenüber
g-ewisse, nicht unerhebUche Vortheile. Zunächst sind sie relativ billi-
ger in der Herstellung, was besonders bei den asphaltirten und band-
armirten Kabeln zur Geltung kommt. Ferner ist das Gewicht eines
Doppelkabels naturgemäß weit geringer als dasjenige zweier, das Doppel-
kabel ersetzender, einfacher Kabel, wodurch sowohl die Verpackungs-
ais auch die Transportkosten wesentlich verringert werden. Auch ver-
einfachen die Doppelkabel die Verlegungsarbeiten, verringern deren
Kosten und gewähren eine leichtere Uebersicht der Leitungen eines
Netzes. Bei Sendungen nach dem Auslande wird oft das Gewicht der
Verpackung dem zu verzollenden Kabelgewicht hinzugerechnet; durch
die Verminderung der Tara erspart man daher bei den Patent-Blei-
Doppelkabeln nicht unerheblich an Zöllen. Für elektrische Beleuch-
tmigsanlagen mit Wechselstrombetrieb sind diese armirten Doppelkabel
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— 224 —
aus dem folgenden Grunde von vorzttglichem Werte: Bei der Verwen-
dung einfacher armirter Kabel wird auf die Eisenarmirung durch die
Wechselströme ein beständiger magnetisirender Einfluss ausgeübt und
so durch die dabei erzeugte elektromotorische Gegenkraft ein so beträcht-
licher Stromverlust herbeigeftlhrt, dass die Eisenarmirung solcher Kabel
als unzulässig erscheint. Bei den Patent-Doppelkabeln von Siemens
& Halske kann jedoch eine derartige Magnetisirung, da sich die Wir-
kungen der einzelnen Leiter aufheben, gar nicht zu Stande kommen.
Hierin sowohl als auch in dem Umstand, dass keine Induktions-
wirkung durch etwa benachbarte Theile vorhanden ist, liegt der be-
deutende Vorzug der koncentrischen Boppelkabel, deren Fabrikation
bereits zu einer solchen Vollkommenheit gediehen ist, dass die Isolation
unter Wasser bei Null Grad Temperatur 10000 Millionen Ohm beträgt
und man mit Sicherheit darauf rechnen kann, nach der Verlegung an
Ort und Stelle, unter Berücksichtigung der durch die Verbindungen
hervorgerufenen Isolationsbeeinträchtigungen, 1000 Millionen Ohm ftlr
1 km zu erreichen.
Die Anwendung des sogenannten „Dreileitersystems" zur Strom-
vertheilung bei centralen Beleuchtungsanlagen ftlhrte zu einer weiteren
Ausbildung des Wesens der koncentrischen Leiter. Es wurden Kabel
mit drei koncentrischen Leitern (sogenannte Dreüeiter-Kabel) konstruirt
und vielfach ausgeführt, die sich ebenfalls vor^glich bewährt haben.
Die Kupferleiter erhalten bei diesen Kabeln entweder gleichen
Querschnitt, oder dieselben werden, dem Wesen des Dreileitersystems
entsprechend, nach dem Verhältnisse 1 : 1 : Vg bemessen.
Beim Pressen der Patent-Bleikabel finden Bleicylinder von ver-
schiedener Größe Verwendung. Von der Größe dieser Cylinder einer-
seits und den Querschnitten der Kabel andererseits hängt die Fabri-
kationslänge der Patent-Bleikabel ab, welche zwischen 1000 und 90 m
beträgt. Die Wiederholung des Obigen ffthrt zu der folgenden Zusammen-
stellung der von Siemens & Halske hergestellten Patent-Bleikabel:
I. Einfache Patent-Bleikabel, kurz „Patent -Bleikabel"
genannt, und zwar:
Patent-Bleikabel, blank £*£; asphaltirt KÄ] KEÄ mit offener
Drahtarmatur; KEEA mit geschlossener Drahtarmatur ; bandarmirtZBJ.
a) Kabel fdr niedrige Spannungen bis 250 Volt, Installationskabel
mit der Bezeichnung „J", ohne Prüfdraht.
b) Kabel für mittlere Spannungen bis 2000 Volt Gleichstrom,
mit Prüfdraht.
c) Kabel für hohe Spannungen bis 3000 Volt Gleichstrom, DMt
Prüfdraht.
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— 225 —
IL Patent-Blei-Doppelkabel, blank KB; asphaltirt KÄ;
bandarmirt KBA;
Patent-Blei-Doppelkabel mit oder ohne Prüfdraht:
a) Kabel fUr Spannungen bis 1000 Volt Wechselstrom.
b) Kabel flir Spannungen bis 2000 Volt Wechselstrom, in der
Fabrik mit 3000 Volt probirt.
c) Kabel ftlr Spannungen bis 2000 Volt Wechselstrom, in der
Fabrik bis 5000 Volt probirt.
in. Dreifache- Patent - Bleikabel fttr Spannungen bis
2000 Vqlt Gleichstrom, mit oder ohne Prüfdrähte.
Neben den Telegraphenkabeln bilden die Telephonkabel eine
besonders wichtige Gattung der Patent-Bleikabel, indem bei denselben
die zu dieser Verwendungsweise verlangte, vollständige Beseitigung der
Induktion herbeigefahrt ist. Bei den Telephonkabeln sind bis zu 38
einzelne, von einander isolirte und mit Rückleitung, beziehungsweise
Ableitung versehene Leitungen mit der gemeinsamen Bleihülle umgeben.
Durch die Verwendung der unter 1 a angeführten Patent-Bleikabel von
1*0, 1'5, 2*5 Kupferquerschnitt zu ein- und mehradrigen Kabeln (bei letz-
teren werden die einzelnen Kabel vor der Asphaltirung, beziehungsweise
Band- oder Drahtarmirung verseilt) entstehen drei Reihen von ein-, zwei-,
drei-, vier-, fünf-, sechs- und siebenadrigen zu Telegraphenzwecken
bestimmten und vielfach verwendeten Patent-Bleikabeln, welche bei gleich
ausgezeichneten, diesem Zwecke entsprechenden elektrischen Eigenschaf-
ten weit wohlfeiler und nicht minder dauerhaft sind, als die Gutterpercha-
und Gummikabel. Im Vorstehenden wurde die Notwendigkeit hervor-
gehoben, die Isolirhülle der Patent-Bleikabel vor Feuchtigkeit zu
schützen, und gesagt, dass dies durch den Bleimantel zu erreichen ist.
Da aber an den Enden der Kabel die Kupferleiter und die Isolirhüllen
aus den Bleirohren heraustreten, so erhält die Feuchtigkeit an diesen
Stellen freien Zutritt zu der Isolirschicht, wenn dieses nicht durch
besondere Vorrichtungen verhütet wird. Diese Vorrichtungen bestehen
aus den Endverschlüssen, deren Konstruktion nach der Art der mit
ihnen zu versehenden Kabel sehr verschieden ist. Ueber die Ver-
wendung der Endverschlüsse genügt flir den vorliegenden Zweck eine
allgemeine Uebersicht. Es sind folgende Klassen zu unterscheiden:
1. Endverschlüsse zu den Patent-Bleikabeln ohne
Prüfdraht und mit massiven Leitern.
Dieselben bestehen aus vulkanisirtem Gummi. Man kann an den-
selben, mit Bezug auf Fig. 247, drei Theile unterscheiden, nämlich:
Kratzert, Elektrotechnik. II. 1 ^
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— 226 —
a) Der Theil a, welcher den Kupferleiter umschließt.
b) Der Theil b, der sich um das Blei legt und die Isolirhülle
umgibt.
c) Der Theil c, welcher über die Asphaltirung gezogen wird und
der bei den Endverschlüssen an blanken Patent-Bleikabeln fortfällt.
2. Endverschlüsse zu den Patent-Bleikabeln ohne
Prüfdraht mit litzenförmigen Leitern.
Bei diesen Endverschlüssen ist zu unterscheiden, ob dieselben für
Kabel mit Kupferleitern unter 100, oder für Kabel mit Kupferleitem
>^— a- — >»
Fig. 247.
Fig. 248.
Fig. 849.
über 100 w»i»* Querschnitt verwendet werden sollen; diese Art von
Endverschlüssen stellen Fig. 248 und 249 dar.
a) Die Endverschlüsse zu den Kabeln mit Kupferleitem unter
100 mm^ Querschnitt, Fig. 248, bestehen aus einem verzinnten Messing*
röhr V von 65 mm Länge mit dem massiven, 100 mm langen cylin-
drischen Ansätze P und einem 175 mm langem Gummischlauch G.
welcher sich über das Messingrohr schieben lässt und dasselbe dicht
umschließt. Das Messingrohr dessen Wandungen mit vier spitzen
Klemmschrauben S aus gehärtetem Stahl versehen sind, hat eine, dem
Durchmesser des betreflfenden Kupferleiters entsprechende, lichte Weite,
während sein äußerer Durchmesser dem des betreffenden Bleimantek
gleich ist. Die Tiefe der Bohrung des Rohres beträgt rund 55 mm.
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— 227 —
b) Die Endverschlüsse für Kabel mit Kupferleiter über 100 mw^
Querschnitt, Fig. 249, wie sie z. B. bei Abzweigungen verwendet
werden, unterscheiden sich von den vorigen nur in der Form des
Messingstückes F. Letzterem fehlt bei den Endverschlüssen zu Kabeln
von über 100 nim^ Kupferquerschnitt der obenerwähnte Ansatz F', an
dessen Stelle hier die eingefräste, mit der Kopfschraube K versehene
Fläche oberhalb F tritt.
3. Endverschlüsse zu den Patent-Bleikabeln mit
litzenformigen Leitern und mit Prüfdraht.
Auch bei diesen Endverschltlssen sind, wie unter 2, diejenigen
für Kabel mit Kupferleitern unter und über 100 mm^ Querschnitt zu
unterscheiden :
4rf d' G frf* frf/ i; a*
-ISS
ö J3 Vs^ i;
h::::":H:::::::t
r
'^*'^'' G' d'd'
Fig. 260.
a) Die Endverschlüsse zu Kabeln mit Kupferleitern unter 100 mm^
Querschnitt, Fig. 250, setzen sich aus den unter 2 a erwähnten Theilen
zusammen, zu denen noch ein Endverschluss G aus Gummi, wie unter
1 aufgeführt, hinzutritt. Das Messingstück F dieser Endverschlüsse
unterscheidet sich indessen von demjenigen der unter 2 a angefahrten
dadurch, dass der Ansatz F zur Durchführung des Prüfdrahtes in der
Richtung seiner Längsachse durchbohrt ist. Der Endverschluss G^ dient
dazu, die Feuchtigkeit von dem hervortretenden Prüfdrahte abzuhalten
und die Dichtung von D bis B* zu bewirken.
b) Die Endverschlüsse zu Kabeln mit Kupferleitern über 100 mm^
Kupferqnerschnitt, Fig. 251, sind denen unter 2 b angeführten ganz
ähnlich, unterscheiden sich aber wesentlich dadurch, dass bei ihnen
hinter der angefrästen Fläche F ein kleiner Hartgummicylinder H ein-
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— 228 —
gesetzt ist, welcher die zum Einklemmen des Prüfdrahtes bestimmte
Messingschraube S* isolirt und zur Aufnahme des Prtifdrahtleiters in
der Achsenlinie des Messingstückes, also rechtwinklig zur Schraube S',
eine über diese hinausgehende, aber an der entgegengesetzten Seite
nicht austretende Bohrung hat.
4. Endverschlüsse zu den Patent-Blei-Doppelkabeln
mit massivem, inneren Leiter (also ohne Prüfdraht), Fig. 252.
Diese Endverschlüsse bestehen aus den durch Schrauben zusammen-
gehaltenen Klemmbacken BB'^ welche zur Aufnahme der äußeren
Leitung dienen, ferner aus dem Gummischlauch ö, welcher die Ab-
dichtung zwischen B und den Bleimantel bewirkt, dem Gumuiischlauch G\
welcher den Eintritt der Feuchtigkeit zwischen B und B' verhindert,
und endlich aus dem Endverschlusse £, welcher für die Abdichtung
zwischen dem freigelegten Kupferleiter und der Klemmbacke R dient,
5. Endverschlüsse zu den Patent-Blei-Doppelkabeln
mit Prüfdrähten.
Dieselben bestehen, nach Fig. 253, aus den Klemmbacken B xmd B,
von denen B mit der zur Aufnahme der äußeren Leitung bestimmten
Vorrichtung P versehen ist; aus dem Endverschluss J?, welcher wie
die unter 3 b angeführten Endverschlüsse konstruirt und zur Au&ahme
des inneren Leiters mit seinem Prüfdrahte dient; aus dem Gummi-
schlauch G zur Abdichtung zwischen Bleimantel und B\ aus dem Gummi-
schlauch G* zur Abhaltung der Feuchtigkeit von B B' und endlich aus
dem Gumischlauch G*" zur Abdichtung zwischen E und B*.
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— 229 —
Zur Verwendung der Patent-Bleikabel und Patent-BleiDoppelkabel
ist es weiter erforderlich, die einzelnen Kabellängen leicbt und sicher unter
einander verbinden zu können. Hierzu dienen die ihrer Form wegen
gewöhnlich „gerade Muffen" genannten Verbindungsmuffen, die bei der
Legung der Patent-Bleikabel besprochen werden sollen.
Der mehrerwähnte P rüfdr ah t besteht aus einem Kupferdrahte
von 1 bis 1"5 mtn^ Querschnitt, der mit Jute- öder BaumwoU-Gam bespon-
nen und im ersteren Falle mit einer weitmaschigen Beklöppelung versehen
ist. Die Stärke der Bespinnung hängt von der Drahtstärke des Lei-
ters, zu welchem der Prüfdraht verwendet werden soll ab, indem der
äußere Durchmesser des letzteren ungefähr dem der nebenliegenden
Drähte gleich sein muss. Die Bespinnung des Prüfdrahtes wird in
gleicher Weise wie die der Elabelseele ausgeführt, und hat daher auch
die gleichen Eigenschaften. Es muss deshalb, wenn das Patent-Blei-
kabel an einer Stelle eine Beschädigung erfährt und Feuchtigkeit in den
Bleimantel eindringt, gleichzeitig mit der Isolation der Seele auch die
Isolation des Prüfdrahtes heruntergehen oder gänzlich beseitigt erscheinen.
Rückschließend ergibt siph, dass, wenn die Isolation des Prüfdrahtes
einen entsprechend hohen Wert annimmt, auch die des Kabels eine
gute sein muss, da, wenn ein Patentbleikabel als gut aus der Fabrik
ausging, Veranlassung zum Niedergang der Isolation nur Feuchtigkeit
geben kann, sei es, dass dieselbe an den Kabelenden oder an sonst
einer Stelle eingedrungen ist.
In beiden Fällen wird aber die Isolation des Prüfdrahtes in Mit-
leidenschaflt gezogen und eine Prüfung dieser Isolation auch Aufschluss
über das Verhalten der Isolation des Kabels selbst geben. Behufs
Prüfung einer Kabellinie braucht man daher die Kabel selbst nicht
aus dem Stromkreise auszuschalten, wie es ohne Prüfdrähte nöthig
sein würde, sondern es ist nur erforderlich, die Prüfdrähte bloßzulegen,
wozu die freien Kabelenden mit ihren Endverschlüssen, sowie die
Vertheilungskästen Gelegenheit bieten. Der Prüfdraht ermöglicht es
daher, eine Kabellinie auf ihre Isolation zu prüfen, ohne den Zusam-
menhang derselben aufheben zu müssen, wodurch man wesentlich
an Zeit spart, was in Bezug auf die mit einer solchen Prüfung ver-
bundene Betriebsstörung (da diese Prüfung nur mit stromfreien Kabeln
vorgenommen werden kann) von größter Wichtigkeit erscheint.
Der Hauptzweck der Prüfdrähte ist es aber, mit ihrer Hilfe
die Spannung an bestimmten Stellen der Kabellinie leicht prüfen zu
können. Die Prüfdrahtleiter werden zu diesem Zwecke an der zu
untersuchenden Stelle mit dem Leiter des Kabels in Kontakt gebracht.
Bei den Hauptkabeln der BerUner Centralen z. B. geschieht dies da-
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— 230 ~
durch, dass man in den Vertheilungskästen die Klemme des Prüf-
drahtes durch einen, auf der Kupferverbindung festgeschraubten, Draht
mit letzterer verbindet und so die Verbindung zwischen Prtlfdraht und
Hauptleiter im Kabel herstellt; das andere Ende des Prüfdrahtes wird
zum Galvanometer gefilhrt, an dessen Ausschlag man die, an der
betreflfenden Stelle der Leitung herrschende Spannung messen kann.
140. Die Legung der Patent-Bleikabel. Der Kabellegung
muss eine allgemeine Örientirung über die den Kabeln zu gebende
Lage vorangehen. Dabei ist zu berücksichtigen, ob auf dem mit den
Kabeln einzuschlagenden Wege mechanische Verletzungen oder schäd-
liche chemische Einflüsse für die Kabel zu befürchten sind. Von diesen
Erwägungen hängt nicht nur das zu bestellende Kabelquantum, sondern
auch die Wahl der Kabelgattung ab. Für den Fall, dass die Kabel
mechanischen Verletzungen durch Ausgrabungen oder anderen Zufällig-
keiten unterliegen können, wie dies auf öffentlichen Straßen und Plätzen
oder in befahrenen Flussläufen und Kanälen, oder an Orten, wo Bauten
vorgenommen werden können, in Aussicht zu nehmen ist, finden
bandarmirte, oder mit Drahtarmatur versehene Kabel Verwendung:
in solchen Fällen dagegen, wo nicht derartige Verletzungen, wohl
aber schädliche Einwirkungen auf die Kabel durch die chemische
Beschaffenheit des Bodens oder des Wassers (z. B. in Gruben) oder
der mit den Kabeln in Berührung kommenden Gase (z. B. in
Fabriksräumen) möglich sind, muss man asphaltirte Kabel zur An-
wendung bringen. .Blanke Patent-Bleikabel sollte man nur in Ge-
bäuden verlegen. Siemens & Halske erhielten wohl die Mitthei-
lung, dass Bleirohre von Ratten abgenagt w^urden^ sie haben keinen
Grund, diese Mittheilung anzuzweifeln, soweit sie sich auf Wasserrohre
bezieht, weil es wohl denkbar ist, dass die Thiere durch Annagen der
Rohre das Wasser zu erreichen suchen. Die Zeitung für Gas- und
Wasserfach sagt in ihrer Kr. 10 von 12. Mai 1887 es sei festgestellt,
dass die Ratten, das Schwitzwasser an den Bleirohren ablecken und
hierbei dieselben auch annagen. Siemens & Halske heben hervor,
dass ihnen nicht ein einziger Fall bekannt ist, in denen blanke Blei-
kabel von Ratten oder Mäusen angenagt wurden, obwohl in den zur
Aufbewahrung von größeren Mengen blanker Bleikabel dienenden
Räumen zeitweise viel Ratten zu finden sind. Sollte man indessen
diese Befiirchtung hegen, so möge man die Bleikabel asphaltirt an-
wenden. Siemens & Halske haben die Beobachtung gemacht, dass
getheerte oder asphaltirte Jute stets von den Nagethieren verschont
bUeben. Papier- oder Pergamentetiquetten, welche mit ungetheerten
Bindfaden an den Kabeln befestigt waren, wurden mitsammt dem Faden
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— 231 —
abgefressen, bei Verwendung Ton getheertem Jutegarn zum Befestigen
der Etiquetten verschwanden letztere, der Faden selbst blieb aber
stets übrig.
Der Verlegung der Kabel muss die Vorzeichnung des einzu-
schlagenden Weges vorangehen. Hierbei ist dahin zu streben, dem
Kabel eine möglichst gesicherte Lage zu geben und kurze Biegungen
oder Knicke zu vermeiden. Soweit es möglich ist, sind Ueberkreu-
zungen mit Gas- und Wasserrohren, sowie Abzugskanälen und ähn-
lichen Anlagen, welche leicht zu Ausgrabungen Anlass geben und hier-
durch eine Gefahr für die Kabel herbeiführen können, zu umgehen.
Wo dies nicht möglich ist, gilt es als Kegel, die Kabel unter solchen
Hindernissen hinwegzuflihren, um die daraus für die Kabel entsprin-
gende Gefahr auf das denkbar geringste Maß zu bringen. Da die
Unterführung der Kabel bezüglich der Rohrleitungen u. s. w. schwie-
riger und kostspieliger ist, als die Verlegung in einem offenen Graben,
erscheint auch aus diesem Grunde die thunlichste Umgehung von der-
gleichen Hindernissen geboten. Abzugs canälen, Dungstätten, und anderen
Oertlichkeiten, wo in Folge von Ammoniakentwickelung, die Bildung
von Salpetersäure, oder solche wo, wie im humusreichen Boden, das
Auftreten von Säuren zu befürchten ist, muss man nach Möglichkeit
aus dem Wege gehen. Die Tiefe des Grabens, welche bei Guttapercha-
und Gummikabeln von Wichtigkeit ist, fällt bei den Patentbleikabeln,
welche selbst große Temperaturschwankungen nicht schädlich beeinflussen,
viel weniger ins Gewicht. Im Allgemeinen genügt eine Tiefe von Va bis
^/g Meter und hierin liegt ein wesentlicher Vorzug dieser Patent-Bleikabel
gegenüber den andern Kabeln, die mindestens einen Meter tief zur Ver-
legung kommen. Es empfiehlt sich den Graben an den Stellen, wo
Muffen verlegt wurden, tiefer zu machen, damit letztere nicht zu nahe
der Oberfläche liegen. Die Breite des Grabens richtet sich nach
der Zahl und Stärke der zu verlegenden Kabel; im Allgemeinen soll
die Grabensohle so breit sein, dass sämmtliche Kabel auf derselben
ausreichenden Platz finden. Indessen können örtliche Verhältnisse
(wie bei den Berliner Centralen) die Grabenbreite beschränken, wodurch
es geboten wird, die Kabel übereinander zu legen. Obschon vom
elektrischen Standpunkte aus gegen diese Anordnung kein Beden-
ken vorliegt, sollte sie doch nur im Nothfalle erfolgen, weil die
Zugänglichkeit zu den untenliegenden Kabeln erschwert wird. Bei
Anwendung von den zuerst zu berücksichtigenden einfachen Patent-
Bleikabeln zu Beleuchtungsanlagen kommen mindestens zwei Kabel
(-}- und — ) zur Verlegung. Es muss daher bei der Verlegung eine
bestimmte Kegel festgehalten werden, um an jeder beliebigen Stelle
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leicht bestimmen zu können, mit welchem Kabel man es zu diun hat.
Bei den Berliner Centralen gilt als Regel, das den positiven 8trom
leitende Kabel (kurz das positive Kabel), vom A^gangspunkt (Ma-
sehinenhause) aus gesehen, stets rechts, das den n^ativen Strom lei-
tende (kurz negative Kabel) stets links zu legen. Bei mehreren^ in
demselben Graben zu verlegenden Stromleitungen (Kabelpaaren) ist es
unumgänglich nöthig, dieselben zu zeichnen.
Bei Kabeln von verschiedenen Querschnitten der Kupferleitor
dienen die Querschnitte zweckmäßig zur Bezeichnung derselben ; Kabel
mit gleichen Querschnitten werden mit Zahlen versehen. Bei den Ber-
iner Centralen hat man zur Bezeichnung der Leitungen s. g. Folari-
tätszeichen angewandt, und zwar, um dieselben von vornherein kennt-
lich zu machen, für die positiven Kabel Bleistreifen, für die negativen
Kabel Bügel aus verzinktem Bandeisen. Auf den Polaritätszeichen,
welche sofort nach der Verlegung eines Kabels in kurzen Entfernun-
gen von einander, etwa von 2 Meter zu 2 Meter, angebracht werden,
sind außer dem Plus- und Minuszeichen die betreffenden Kupferquer-
schnitte angegeben. Vervollständigt werden diese Bezeichnungen durch
die Angabe des Kastens, zu welchem die Kabel fuhren.
Zum Ausgangspunkt der Verlegung dient, sobald es sich um eine
Neuanlage handelt, zweckmäßig das Maschinenhaus. Bei der Verlegung
soll man ftlr die thunlichst rasche Verbindung der verlegten Kabel sorgen,
damit die elektrische Messung des Netzes von der Centralstation ermög-
licht, vereinfacht und selbst sicherer wird, als wenn die Instrumente, zur
Ausführung der Messungen, auf der Straße Aufetellung finden müssen.
Zu beachten ist, dass die Kabel nicht zu straff und nicht zu schlaff (in
Bogen) im Graben liegen, sowie dass sie stets ihre relative Lage bei-
behalten d. h. sich nicht kreuzen. Die Kabel kommen entweder auf
Trommeln oder in Ritigen zur Anlieferung. Im ersteren Falle wird die
Trommel mit einer eisernen Welle so auf Böcke gelegt, dass sich das
Kabel von oben abrollt, im anderen Falle mviss man sich eine Abwickel-
vorrichtung schaffen, die in ttnfachster Form aus einem frei schweben-
den, in horizontaler Lage um einen Dom sich drehenden Bohlenkreuze
von passender Größe besteht. Auf dieses Kreuz wird der Kabelring
gelegt und von außen nach innen abgewickelt. Eine sehr zweckmäßige
Vorrichtung ist die von obiger Firma zum Verlegen von Kabelringen
verwendete, mit Rädern und Deichsel versehene Verlegungsscheibe, die
auch zum Transport der Kabelringe (auf kürzeren Entfernungen, z. B.
vom Aufbewahrungsorte zur Verlegungsstelle) benützt wird. Beim Ver-
legen der Kabel ist die Bildung von Schleifen und ILnicken sorgftltig
zu vermeiden, wozu die richtige Aufstellung der Arbeiter am Graben
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viel beiträgt. Dieselben dürfen weder zu nahe, noch zu weit von ein-
ander Aufstellung finden, weil im ersteren Falle die Arbeit unnöthig
vertheuert, im anderen zu sehr erschwert, die Schlingenbildung be-
günstigt, und unter Umständen das Kabel durch Schleifen am Boden
beschädigt wird. Letzteres gilt namentlich filr blanke Bleikabel. An
der Trommel oder am Kreuz, beziehungsweise der Verlegungsscheibe
steht ein Arbeiter zur Ueberwachung der Abwickelung dessen Aufgabe
es ist, ein Voreilen der Abwickelvorrichtung, also ein zu rasches Ab-
gleiten und somit eine Verwirrung des Kabels zu verhindern. Aus ver-
schiedenen Gründen, namentlich auch deshalb, um die Kabel möglichst
bald äußeren Einflüssen zu entziehen, empfiehlt es sich, mit der Verlegung
abtheilungsweise vorzugehen, d. h. in einem, durch die größte Kabel-
Fig. 254.
länge bestimmten Grabenabschnitt erst alle Kabel zu verlegen, und den
Graben zu schließen, ehe mit dem folgenden Abschnitte begonnen wird.
Die Patent-Bleikabel kommen in gewissen, von ihrem Kupferquerschnitte
abhängigen, Maximallängen zur Anfertigung, beziehungsweise Anlieferung.
Wenn eine solche Länge nicht ausreicht, müssen zwei oder mehrere Län-
gen mit einander verbunden werden, was auf einfache und sichere Art mit-
telst Muffen sog. Verbindungs- oder geraden Muffen (letztere Benennung
ist die gebräuchliche) erfolgen kann.
Die geraden Muffen, Fig. 254, bestehen aus einem zweitheiligen,
gusseisemen Gehäuse J, der eigentÜchen Muffe, und aus der Klemme K,
Femer gehören dazu die Isolirmasse (Füllmasse genannt) zum Aus-
gießen des Gehäuses und — bei Kabeln mit Prüfdrähten — 2 Prüf-
drahtklemmen K* und ein Stück isolirter Draht (Gummiader) D, Die
Muffe selbst besteht aus dem Untertheil und dem, mit einer Einguss-
öffiiung versehenen Obertheil. An diese Theile sind Laschen L ange-
gossen, welche zur Aufnahme der Mutterschrauben dienen, mit denen
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die beiden Muffentheile fest verbunden werden. Das Untertheil hat
an seiner oberen Kante eine Rille oder Nuth J?, in welche eine am
Obertheile angegossene Wulst passt. Indem in die Nuth Jutegarn ein-
gelegt wird, dient diese Einrichtung zum Abdichten der zusammen-
gefügten MuflFentheile. Die Eingussöffnung des Obertheils verschlieCt
ein Schraubenstöpsel. An ihren Enden E erhält die Muffe kreisrunde,
dem äußeren Durchmesser des einzulegenden Kabels angemessene
Oeffnungen. Die Klemmen bestehen aus zwei, durch Schrauben
S zusammengehaltene, mit dem betreffenden Kupferleiter entspre-
chenden Längsbohrungen versehenen Theilen aus verzinntem Messing-
guss. Die zur Verwendung kommenden Muffen richten sich in ihrer
Größe nach den Kupferleitern der Patent-Bleikabel und sind zur
Zeit 10 Modelle, etwa von 100 zu 100 mm^ abstufend gebräuchlich.
Zu bemerken ist noch, dass eine Abart dieser Verbindungsmuffen durch
die, zur Verbindung von Kabeln mit verschiedenen Kupferquerschnitten
bestimmten Reduktionsmuffen gebildet wird, welche sich von den Ver-
bindungsmuffen nur dadurch unterscheiden, dass Klemme und Muffe
an den Enden verschieden gebohrt sind.
Die Verbindung zweier Kabelenden erfolgt in nachstehend be-
schriebener Weise: In einer Entfernung vom Ende des Kabels, die
um einige Centimeter geringer ist als die halbe lichte Muffenlänge,
wird das Kabel mit verzinktem Eisendraht fest abgebunden, sowie
der Bleimantel durch Entfernung der Asphaltirung und der Band-
eisen- oder Drahtarmatur freigelegt. Dann schneidet man in einer
Entfernung, die um einige Millimeter größer ist als die halbe Klemmen-
länge, durch einen rings um das Kabel gehenden, senkrecht zur Kabel-
achse ausgeführten Schnitt, das Bleirohr ein; bei Anwesenheit eines
Prüfdrahtes darf der Schnitt nicht vollständig durchgehen. Von diesem
Schnitt wird das Bleirohr bis zum Ende, je nachdem ein Prüfdraht vor-
handen ist oder nicht, entweder stark eingeritzt oder völlig durchge-
schnitten, mit einer Zange abgehoben, die hierdurch freigelegte Isolir-
schicht abgewickelt und dieselbe, um die, den Prüfdraht umgebende
Isolirhülle nicht zu beschädigen, mit einer Schere dicht an der Schnitt-
stelle abgeschnitten. Weiters hebt man den Prüfdraht aus seiner Lage
heraus, biegt denselben zurück und putzt den freien Kupferleiter blank.
In beschriebener Weise wird dann ein, bei allen Kabelquerschnitten
gleiches und zwar 30 mm langes Stück Isolirhülle vom Blei befreit und
dieselbe vor dem Aufribbeln, durch Umbinden mit einem trockenen
Faden, gesichert. Um der Gefahr zu begegnen, welche der Isolation
der in den Muffen eingeführten Kabel dadurch erwächst, dass die Feuch-
tigkeit der äußeren Umhüllung bis zur freigel^ten Isolirhülle in der
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Muffe gelangen könnte, bestreicht man die Stelle an welcher die Band-
armator, beziehungsweise die Asphaltirung, in der Muffe endet, so mit
halbäüssiger Füllmasse, dass sich ein allmähger Uebergang zwischen
der äußeren Umhüllung und dem Bleimantel bildet; hiemach bewi-
ckelt man die Stelle sorgfältig und fest mit Streifen aus Naturgummi,
so dass eine Kappe auf dem Ende der äußeren Umhüllung gebildet
wird. Behufs einer innigeren Verbindung zwischen Blei und Füllmasse
lässt man den, von der Fabrikation herrührenden Asphaltüberzug auf
dem Bleimantel, bestreicht diesen noch gut mit entwässertem, angewärm-
ten Steinkohlentheer, welcher in geeigneten Büchsen mitfolgt. Sind
beide zu verbindende Kabelenden in dieser Weise hergerichtet, und die
Kabel an den Stellen E^ wo sie in die Muffen eintreten, so dick mit
getheerter Jute umwickelt, dass hier eine vollkommene Abdichtung
zwischen Kabel und Muffe stattfindet, so legt man die Kabelenden
in das Untertheil der Muffen derartig ein, dass die Kupferleiter stumpf
aneinander stossen. Nun wird die Klemme K um die Kupferenden
gelegt, und die Verbindung (der Kontakt) derselben durch möglichst
festes Anziehen der Klemmschrauben S herbeigeführt. Sind Prüfdrähte
vorhanden, so werden ihre Enden bis auf etwa 30 mm abgekniffen, die
Hälfte der bleibenden Stücke von der Isolirhülle befreit, die Kupfer-
drähte gesäubert, und unter Anwendung der erwähnten Prüfdraht-
klemmen X*, durch einen isolirten, entsprechend langen Draht D (zweck-
mäßig Gummiader) untereinander verbunden. Bei richtigen Abmessun-
gen ragt von jedem Kabel, wie unbedingt erforderlich, ein Stück der
Asphaltirung, beziehungsweise Bandeisenarmatur, in die Muffe hinein.
Nachdem die Dichtungsjute in der Rille des unteren Muffentheils
liegt, wird das Obertheil fest aufgeschraubt, und die Muffe (durch
den Einguss), unter Erwärmen derselben, mit geschmolzener IsoUr-
masse (Füllmasse) ausgegossen. Das Eingießen muss nach und nach
geschehen, um die Bildung von Hohlräumen in der Masse zu verhüten,
weshalb auch das Anwärmen der Muffe vorgeschrieben ist. Hat man
die Muffe, bis dicht unter den Einguss, mit Füllmasse ausgegossen,
dann beendet das Einschrauben des Stöpsels in die Eingussöfhiung die
Operation. Bei dieser Arbeit, sowie bei allen mit den Patent^Bleikabeln
vorzunehmenden Arbeiten, bei denen die Isolirschicht freigelegt wird, wie
dies bei dem Anbringen von Endverschlüssen, der Herstellung der Ab-
zweigungen u. s. w. der Fall ist, muss die größte Sauberkeit herrschen,
um die Isolirschicht vor Staub und Feuchtigkeit zu schützen. Hieraus
ergibt sich, dass derartige Arbeiten nur mit sauberen, trockenen Händen
und, wenn dieselben im Freien zur Ausführung gelangen müssen, nur
unter einem Zelt (Lötherzelt) vorgenommen werden dürfen. Zur Verbin-
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düng der Kabelenden sei noch bemerkt, dass öchon beim Verlegen der
Kabel auf die richtige gegenseitige Lage der Enden zu achten ist. Es
erweist sich als rathsam die Kabel, an den Stellen, wo Verbindungen
stattfinden müssen, in einem kleinen Bogen zu verlegen, damit, bei
etwa erforderlicher Neuanfertigung der Verbindung, die Kabel fiisch
beschneidbar sind, ohne dass sie hierdurch zu kurz werden.
Arbeitet man nicht genau nach obigen Vorschriften, so kann leicht
ein unnöthiger Verschleiß und durch diesen, bei dem oft hohen Werte
der Kabel, ein mehr oder weniger beträchtlicher Schaden erwax^hsen.
Fig. 266.
Nur in den seltensten Fällen durchlauft der volle, in die Kabel
von den Maschinen eintretende elektrische Strom, die ganze KabeUinie
ohne dabei, sei es zur Speisung einzelner Lampen oder zur Speisung
von Lampengruppen, theilweise Benutzung zu finden. Will man aber
vom Hauptstrom einen größeren oder kleineren Stromtheil abzweigen,
so wird die Verbindung einer Zweigleitung von entsprechenden Kupfer-
querschnitt mit dem stromftlhrenden Kabel erforderhch. Zur Herstellung
solcher Verbindungen dienen die, in ähnlicher Weise wie die geraden
Muffen zusammengesetzten ~f -Muffen, Fig. 255. Die Gehäuse und Klem-
men beider Gattungen unterscheiden sich wesentlich in ihrer Form,
indem die "J^-Muffe gewissermaßen aus einer geraden und einer recht-
winklig daran gesetzten halben geraden Muffe besteht, so dass ein drittes
Kabel in dieselbe eingeführt werden kann. Die Herrichtung und Ver-
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wendungaweise der T^-Muffen ist ganz ähnlich wie bei den geraden
Moffen, da bei den Abzweigungen nur die Anbringung des dritten
Eabelendea hinzutritt. Hervorgehoben muss indessen werden, dass
an jeder beliebigen Stelle eines Kabels eine Abzweigung, ohne die
Dorchscfaneidung von dessen Kupferleiter, möglich erscheint. Es
genügt demnach den Punkt an dem stromzuführenden Kabel zu
bestimmen, wo die Abzweigung stattfinden soll und von diesem
Paukte aus nach rechts und links so zu verfahren, wie dies bei der
Herstellung der Verbindungen schon beschrieben worden ist, mit dem
Unterschiede, dass man den Prüfdraht in der Mitte durchschneidet und
seine Enden nach Hnks und rechts biegt. Die Herrichtung des Abzweig-
kabels, behufs Einlegung in die "f-Muffe, unterscheidet sich in Nichts
von der eines Kabels zur Herstellung einer Verbindung mit gerader
Muffe. Unter Umständen werden die 'f -Muffen gleichzeitig als Ver-
bindungs- oder gerade Muffen bezw. als Reduktionsmuffen verwendet,
und zwar geschieht dies, wenn Abzweigungen an solchen Stellen aus-
zuführen sind, wo Kabel von gleichen, bezw. verschiedenen Kupfer-
querschnitten zusammen stoßen. Für jede Abzweigungsstelle sind bei
ein&chen Kabeln zwei ~f -Muffen erforderlich, die eine fftr das positive,
die andere ftir das negative Kabel. Die Wahl der Muffe richtet sich
stets nach dem Kupferquerschnitt des stromzuffthrenden Kabels, es
müssen indessen zur richtigen Anfertigung auch die Querschnitte der
abzweigenden Kabel bekannt sein, damit die Bohrungen der Muffe
danach gemacht werden. Wie bei den geraden Muffen sind auch bei
den "T-Muffen zur Zeit 10 Modelle gebräuchlich.
Eine weitere Muffengattung ist die -f- - Muffe, welche in letzterer
Zeit öfter Verwendung fand, um an einem Punkte vier Kabel zu
vereinigen.
Die Enden der Patent-Bleikabel, soweit dieselben nicht in Muffen
oder in die noch zu betrachtenden Abzweig- oder Vertheilungskasten
eingeführt wurden, sind mit besonderen Schutzvorrichtungen, End ver-
schlusse genannt, zu versehen. Diese Endverschlüsse sind für aUe zu
Tage tretenden Kabelenden anzuwenden; dagegen werden diejenigen Ka-
belenden bei größeren, allmäUch sich erweiternden Beleuchtungsanlagen,
welche zunächst unbenutzt in der Erde liegen bleiben sollen, provisorisch
in gerade Muffen eingeführt, die nur an einem Ende gebohrt sind, wobei
man nach obiger Anleitung verßlhrt; oder man verschließt die Kabel-
enden durch Bleikappen, d. h. man schiebt auf den freigelegten Blei-
mantel, des entsprechend hergerichteteten und mit Gummi umwickelten
Kabelendes, ein nicht zu enges Stück Bleirohr, welches das Kabelende
um mehrere Centimeter überragen mtiss. Dieses Bleirohr wird auf dem
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Bleimantel mittelst Eisendraht an zwei Stellen fest verschnürt, mit Füll-
masse ausgegossen und am oberen Ende zuerst plattgedrückt, sodann
verlöthet. Letzteres ist das Verfahren, welches zur Sicherung der
Enden, der aus der Fabrik ausgehenden Kabel, Verwendung findet. Bei
der Betrachtung der Muffen wurden zunächst nur die einfachen Patent-
Bleikabel, sowie bei den folgenden Bemerkungen über das Anbringen
der Endverschlüsse, berücksichtigt, indem die auf Patent-Blei-Doppelkabel
bezüglichen Bemerkungen später folgen.
Unter Hinweis auf die, im Abschnitt über Bleikabelfabrikation
gegebene Eintheilung der Endverschlüsse ist zunächst das Anbringen der
letzteren an Kabel mit massiven Leitern zu beschreiben. Hier soll ein
bandarmirtes Kabel besprochen werden, weil es sich hieraus von selbst
ergibt, wie man bei den asphaltirten und blanken Kabeln verfahren muss.
In einer Entfernung vom Ende des Kabels, welche gleich ist der Summe
der Länge, des aus dem Endverschlusse (Gummifagonstücke) hervorragen-
den Kupferleiters D — D', Fig. 247, und der Gesammtlänge AD des
Endverschlusses, wird das Kabel mit verzinktem Eisendraht abgebunden
und die, das Bandeisen bedeckende, äußere Jutelage, nachdem dieselbe
dicht über der Bindestelle durchgeschnitten wurde, entfernt. Hierauf
hebt man die beiden Bandeisenlagen nacheinander ab, wozu dieselben
dicht über der Bindestelle eingefeilt werden müssen. Die hierdurch frei-
gelegte, untere Jutelage wird nun in einer, der Länge des erweiterten
Ansatzes am Endverschlusse AB gleichen Entfernung von der mehr
erwähnten Bindestelle mit einem starken Faden abgebunden, vom Ende
aus abgewickelt und mit einer Schere über der Bindestelle B abge-
schnitten. Nachdem das freigelegte Bleirohr mit einem kantigen, nicht
scharfen Instrumente (z. B. einem Messerrücken) blank geschabt worden
ist, führt man einen kreisförmigen, zur Kabelachse senkrechten, Blei-
und Isolationsgespinnst bis zum Kupfer durchsetzenden, aber Letz-
teres nicht beschädigenden Schnitt bei (7, d. i. in einer Entfernung Ton
jB, welche der Länge des Rohres b im Endverschlusse entspricht-, aus.
Weiters entfernt man das Bleirohrstück und das Isolationsgespinnst
von dem Ende CD', putzt den freien Kupferleiter blank, ritzt bei E
{CE ist ungefilhr Vs der Länge BC) das Bleirohr senkrecht zu seiner
Achse ringsherum stark ein und trennt und zieht das Bohrstück CE
durch Hin- und Herbiegen völlig ab.
Nachdem das bloßgelegte Stück Isolationsgespinnst mit einem reinen,
trockenen Faden fest bewickelt worden ist, taucht man das Kabelende
in warmflüssige Tränkmasse ein, so dass diese an dem Stück BD haftet,
und den Absatz zwischen Blei und Isolationsschicht ziemlich ausgleicht.
SchließUch wird der Endverschluss AD aufgeschoben imd an den Stellen
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dy d\ d^ und d^ mit seidenbesponnenen, in mehreren Windungen um-
legten Kttpferdraht stark eingeschnürt, um eine mögliehst gute Ab-
dichtung zu erhalten.
Beim Anbringen der Endverschlüsse an Patent-Bleikabel mit litzen-
förmigen Leitern unter 100 mm^ Querschnitt und ohne Prüfdraht wird,
mit Bezug auf Fig. 248 und 249, wie folgt verfahren : 155 mm vom Ende
bindet man das Kabel bei A mit Draht ab und befreit dasselbe bis zu
dieser Stelle von der oberen Jutelage und dem Bandeisen. Dann wird
die freigelegte untere Jutelage, wie oben angegeben, bis auf 40 mm
von der vorigen Bindestelle entfernt und das bloßgelegte, blankgeschabte
Bleirohr, sowie das Isolationsgespinnst, 40 mm vom Ende E senkrecht
zur Kabelachse bei B durchschnitten, ohne hierbei den Kupferleiter BE
zu beschädigen. Nach Entfernung des Bleirohrstückes und des darunter
liegenden Isolationsgespinnstes wird das Stück BE des Kupferleiters
blank geputzt, dann 75 mm vom Kabelende das Bleirohr bei C rings-
herum eingeritzt und endlich das Bleirohrstück CB in bekannter Weise
entfernt. Hierauf wird die Isolationshülle Jmit einem Faden umwickelt,
der Endverschluss V so weit über den Kupferleiter geschoben, dass
sein hinterer Rand das Isolationsgespinnst bei B berührt, und der Kon-
takt zwischen dem Kupferleiter und dem Endverschluss durch festes
Anziehen der Schrauben SS möglichst gut hergestellt. Ueber das so
hergerichtete und mit warmflüssiger Tränkmasse begossene Kabelende
zieht man nun den Gummischlauch (r, so dass sein unterer Theil das
Jutegespinnst J* umschließt und schnürt, an den Stellen d, d^, d^, d^
und d^^ mit seidenbesponnenen Draht fest.
Die Endverschlüsse für Patent-Bleikabel mit litzenförmigen Leiter
über 100 mm^ Querschnitt und ohne Prüfdraht werden in ganz gleicher
Weise angebracht; nur sind die angebenen Maße, je nach dem Quer-
schnitt, etwas verschieden. Die Anbringung der Endverschlüsse am
Patent-Bleikabel mit litzenfbrmigen Leiter unter 100 mm^ Querschnitt
und mit Prüfdraht weicht von der bei solchen Kabeln ohne Prüfdraht
insofern ab, als dabei auf den Letzteren Rücksicht genommen werden
muss. Demzufolge wird das Kabel in 385 mm Entfernung vom Ende jB^,
Fig. 250 u. 251, abgebunden und, wie bekannt, auf diese Entfernung
die unter dem Bandeisen liegende Juteschicht freigelegt, welche dann,
ebenfalls bis auf 40 mm von der Bindestelle, zu entfernen ist. Nun legt
man den Kupferleiter auf 230 mm vom Kabelende bloß, indem man
das Bleirohr bei B sowohl, wie auch zwischen B und E^ stark einritzt
und mit einer Zange abhebt, darauf die Isolirhülle abwickelt und bei
B mit einer Schere abschneidet. Hierbei ist vorsichtig zu verfahren,
damit die Isolirhülle des Prüfdrahtes nicht leide. Dann hebt man den
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Früfdraht aus seiner Lage und biegt deaaelben soweit zurüok, dass
man den Kupferleiter bei E^ alßo 230 mm vom Ende, s^krecht 2u seiner
Achse durchschneiden kann. Bis nach dem A^feiiehea des Gummi-
schlauches 6r verfahrt meaa nun in gane gleiehei* - Weise, r wie bei dea
Kabehi ohne Früfdraht^ nur wird selbstverstliadlieh der Prlifdraht P
(nachdem er zwischen BB und JE in seine frühere Lage gebracht erscheint)
beim Aufachieben des Endverscblusses F, durch die Bohrung deB Letz-
teren gezogen. Ist die Arbeit soM^eit gediehen, dann bindet man das
Gespinnst des Prüfdrahtes etwa 60 mm vom Eade ab, legt den Kupfer-
leiter auf diese Entfernung frei und reinigt denbelben. Nachdem man
den Früfdraht in warmflilssige Tränkmasse getaucht bat^ schiebt man
das Gummifa^onstück G ^ soweit über, dass ein^ erweiterter Ansatz DB^
den Messingendverschluss etwa auf 31 mm Länge umscblielit. Mit dem
Abbinden des Gummifa^onstttckes G^ an den Stellen d^ bis d^ mittelst
seidenbesponnenen Kupferdrabtes ist der Endrerschluss fertig gestellt.
Für das Anbringen der Endverschlüsse an Kabeln mit litzenför-
migen Leitern von über 100 mm^ Querschnitt und mit Früfdrähten
lässt sich eine Anleitung, mit allgemein giltigen Zahlen nicht geben,
weil sich die Abmessungen mit den Querschnitten der Kupferleiter sehr
ändern. Die Entfernung der Bindestelle A^ Fig. 251^ vom Ende E
des Kabels setzt sich aus den folgenden vier Längen zusammen, näm-
lich aus der Länge EH* (d. i. die Entfernung des Hartgununicylin-
ders H vom Rande H' des verzinnten Mes^gstückes), der Länge des
freiliegenden Isolationsgespinnstes /, welche stets 35 Millimeter beträgt,
der Länge des Bleimantelstückes B^ welche dem betreffenden Durch-
messer des blanken Bleikabels annähernd gleichgemacht wird und
endlich aus der, dem Durchmesser des Kabels gleichen Länge des
Stückes J* der unteren Jutelage. Ist das Kabel bei A mit verzinktem
Eisendrahte abgebunden, so wird der Kupferleiter in bekannter Weise
freigelegt^ der Früfdraht P aus seiner Lage herausgeschoben und so
viel als nöthig umgebogen, um den Kupferleiter in entsprechender
liänge abschneiden zu können. Diese Länge erhält man durch Ab-
messung der Entfernung der letzten Schraube S vom Rande H\ des
Messingstückes und Zugabe einiger Millimeter. Nachdem der Kupfer-
leiter senkrecht zu seiner Achse durchschnitten ist, bringt man den
Früfdraht in seine ursprünghehe Lage zurück, legt dessen Kupferleiter
am Ende auf 15 mm Länge frei und biegt das über den Kupferleiter
des Kabels hervorragende Ende des Prüfdrahtes so, dass sein freige-
legter Kupferleiter genau mit der Kabelachse zusammenfällt, wie dies
Fig. 251 veranschaulicht. Hierauf schiebt man den Messingverschluss,
nachdem man die Frtlfdrahtschraube S' und die Kopfechraube K ent-
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femt hat, dergestallt auf, dass sein Rand S die Isolirschieht / berührt.
Dann wird der Kontakt zwischen dem Knpferleiter und denWandun-
g'en des Messingstückes duroh möglichst scharfes Anziehen der Schrau*
ben S hergestellt, der Gtunmischlauch O übergezogen und bei d^ d^^
d^ und d^ in bekannter Weise mit seidenbesponnenem Draht fest abge»
bunden. Schließlich w^den, nachdem man sich überzeugte, dass der
Prüfdraht seine richtige Lage eingenommen hat, die Prüfdrahtschraube
S* und die Kop&chraube K wieder eingesetzt und S' behufs Erzielung
eines guten Kontaktes mit dem Prüfdraht fest eingeschraubt.
Um die Enden der Kabel Tor der Einwirkung der Feuchtigkeit zu
schützen, empfiehlt sich folgendes Verfahren durch seine Einfachheit;
dasselbe kann in vielen Fällen mit Vortheil angewendet werden. Die-
ses Verfahren besteht darin, dass man mit einem eigenthümlichen, rasch
trocknenden, sehr biegsamen Lack das entsprechend zubereitete Kabelende
einigemale bestreicht, wobei zwischen jedem Anstrich die zum Trock-
nen nöthige Zeit innezuhalten ist. Dieses Verfahren findet stets Ver-
wendung, wenn man es mit einem massiven Leiter zu thun hat und
da, wo es möglich ist, dem Lack die nöthige Zeit zum Trocknen zu
lassen. Der Lack wird mit dem erforderlichen Material und detaillir-
ter Gebrauchsanweisung von der Firma abgegeben.
Die im ersten, die Fabrikation der Bleikabel behandelnden Theile
dieser Mittheilungen (§. 139) erwähnten Vertheilungs-, bezw. Abzweigungs-
kasten finden hauptsächlich bei großen Centralanlagen Anwendung ; ihre
Besprechung wird weiterhin folgen.
ZudenPatent-Blei-Doppelkabeln übergehend, ist zuerst das
Anbringen der Endverschlüsse an Kabeln ohne Prüfdraht zu erläutern
und zu bemerken, dass die Eingangs gemachten Bemerkungen über die
Verlegung und Bezeichnung der Kabel auch für die Patent-Blei-Dop-
pelkabel gelten. Da aber bei diesen letzteren eine Unterscheidung
zwischen positiven und negativen Kabeln nicht stattzufinden hat, sind
die Zeichen + und — auf den Marken unnöthig, so dass diese Marken
nicht als Polaritätszeichen, sondern nur als Kabelzeichen Geltung be-
halten. Auf diesen Kabelzeichen wird entweder nur der Gesammtquer-
schnitt, z. B. 300, oder auch zugleich der Querschnitt der Einzellei-
tungen, z. B. 300 = (2 X 150) angegeben. Die letztere Bezeichnungs-
weise empfiehlt sich da, wo neben Doppelkabeln auch einfache oder
Dreileiterkabel zur Anwendung kommen.
Mit Rücksicht auf das erforderUche freie Ende a &, Fig. 252, des
inneren Leiters wird das (vorläufig noch gleichmäßig eingehüllt zu den-
kende) Kabel in ensprechender Entfernung vom Ende b bis zur Stelle
c von den, das Kabel bedeckenden Umhüllungen, mit Ausschluss der
Eratzert, Elektrotechnik II. 16
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unteren Juteschicht befreit. Diese wird bei d (40 mm von c) abgebunden,
durch Entfernen des Theiles d b derselben die Bleiumhüllung freigelegt
und letztere durch Schaben gereinigt. Durch Beseitigung des Blei-
mantels und der äußeren Isolirschicht, legt man alsdann den äußeren
Leiter V von e bis b bloß, worauf man die Drähte bei / einfeilt und
durch Umbiegen abbricht. Nun durchschneidet man bei e die innere
Isolirschichtj legt durch Entfernen derselben den inneren Leiter L frei
und putzt denselben blank. Die Länge af des blankgeputzten inneren
Leiters L ist gleich dessen frei bleibendem Ende a b mehr dem festen
Theile bf des Qummifa9on8tückes E^ welches fest an den Leiter an-
liegt. Hierauf wird der äußere Leiter L' von / bis e durch das Entfer-
nen des Bleies und der inneren Isolirschicht bloßgelegt. Die Länge
des Stückes e f bestimmt sich durch die Länge der Klemmenbacken
B und B* und die Länge des Stückes / g^ welche letztere gleich ist
dem Unterschiede zwischen dem röhrenförmigen Ansätze der vorderen
Klemmenbacke B* und dem mittleren Theile des 6ummifa9onstückes
E, Behufs sorgfältiger Reinigung müssen die einzelnen Drähte des
äußeren Leiters emporgehoben, alsdann aber in ihre ursprüngliche
Lage zurück gebracht und bei e provisorisch mit einem Drahte um-
bunden werden.
Sodann entfernt man das 30 mm lange Bleirohrstück eh und um-
wickelt das freigelegte Isolirgespinnst derartig mit Isolirband, dass der
betreffende Theil mit dem Bleimantel gleichen Durchmesser erhält.
Nachdem die Länge cd mit warmer Isolirmasse übergössen worden
ist, wird der Gummischlauch G mit seinem überschlagenen Theile hu
von a aus über das präparirte Kabelende geschoben, bis sein hinteres
Ende bei c anstößt. Hierbei dreht man den Schlauch in der Drallrich-
tung des Isolirgespinnstes, in welcher Richtung auch die Umwickelung
des Isolirbandes erfolgt. Nunmehr wird die hintere Klemmbacke B so
aufgesetzt, dass der Rand ihres Rohres bei e anstößt, hierauf der
umgeschlagene Theil des Gummischlauches G über den Kabeltheil h i
gezogen und an den in der Abbildung sichtbaren Stellen mit hespon*
neuem Kupferdraht fest umschnürt. Selbstverständlich ist die beim
Begießen des Kabeltheiles A c etwa auf die blanken Kupferdrähte ge-
kommene Isolirmasse, vor dem Aufschieben der Klemmbacke, sorgfältig
zu entfernen.
Ist das Kabelende in der angegebenen Weise hergerichtet, so werden
die Drähte des äußeren Leiters an der Stirnseite der aufgesetzten
Klemmbacke B radial emporgehoben, so dass dieselben an der Klemm-
backe anliegen und derartig vertheilt, dass die Schraubenlöcher der
Klemmbacke frei bleiben. Sind die über den Rand der letzteren hinaus-
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ragenden Drahtenden entsprechend gekürzt, dann wird die zweite
Klemmbacke B' aufgeschoben, nachdem znvor die innere Isolirgespinnst-
hfllle mit einem trockenen Faden oder nöthigenfalls mit Isolirband um*
wickelt und mit Isolirmasse begossen worden ist, damit die Klemm-
backe fest aufsitzt. Wenn hierauf die beiden Klemmbacken mittels der
Schrauben 8 fest zusammengezogen worden sind, so wird daa über das
Rolir der vorderen Klemmbacke B* hervorragende Isolirgespinnst mit
frisch in die Isolirmasse eingetauchtem Isolirband bis zu dem gleichen
Durchmesser mit dem des Klemmbackenrohres umwickelt, alsdann das
Gummifisi9onstück E in bekannter Weise aufgeschoben und befestigt.
Schließlich wird noch ein Stück Gummischlaueh G' über die Klemm-
backen B B' gezogen und durch umsponnenen Kupferdraht festgeschnürt.
Das beim Anbringen der Endverschlüsse an Patent-Blei-Doppel-
kabeln mit Prüfdraht einzuschlagende Verfahren ergibt sich aus einer
Vereinigung dessen, was bezüglich des Anbringens der Endverschlüsse
an einfache Patent-Bleikabel mit Prüfdraht bei Querschnitten über 100
wm^, sowie an Patent-Blei Doppelkabel ohne Prüfdraht gesagt worden
ist, so dass die Ausführung bei genauer Betrachtung der zugehörigen
Abbildungen, Fig. 251 und 252, ohne weiteres klar ist.
Die Verbindung der Patent-Blei-Doppelkabel durch
gerade Muffen ist durch die Fig. 256 bis 259 dargestellt; die Beschrei-
bung ihrer Herstellung erfolgt nachstehend :
Die zu verbindenden beiden Kabel werden an ihren Enden auf
eine Länge, welche etwas geringer ist als die Hälfte der Muffenlänge,
von der, das Blei bedeckenden Umhüllung befreit, so dass letztere bis
zum inneren Rande des Muffenhalses reicht. An der Stelle, wo die Um-
hüllung endet, erfolgt ein Bestreichen mit Füllmasse und ein Bewickeln
mit Naturgummi, wie dies bei der Herrichtung der geraden Muffe fftr
einfache Kabel geschildert ist. An den Eintrittstellen A, der Kabel in
die Muffe sind letztere soweit, als zur Erreichung einer guten Abdichtung
erforderlich ist, mit getheerter Jute zu bewickeln. Nach erfolgtem
Bestreichen des freiliegenden Bleimantels B mit entwässertem Stein-
kohlentheer und Umwickelung desselben an einer Stelle mit einem
Gummistreifen wird der innere Leiter in einer, der halben Länge der
Klemmen (za* entsprechenden Entfernung vom Ende freigelegt und
gesäubert. Ist ein Prüfdraht vorhanden, so biegt man denselben beim
Reinigen des Leiters zurück und bringt ihn dann wieder in seine frü-
here Lage. Hierauf legt man den äußeren Leiter, etwa in der Mitte
zwischen der Klemme und dem Ende der äußeren Umhüllung, frei
und putzt dessen Drähte blank. Ferner wird der Theil J der äußeren
Isolirschicht, in etwa 30 mm Länge, vom Blei befreit, mit Isolirband bis
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zur Dicke des Bleirohres :Butnwickdtj das umWickdte Band fest ge-
bunden und mit Isoiirmasse begossen. In neulörer Zeit hat man wohl
das Bewickeln mit Isolirband fortgelassen. Alsdann sehlebt man den
-Flansch o bis an den Rand der Isolirachidit, i^orauf man die Drähte
des äußeren lieiters an der äuiieren Fläche des Flänsi^häs xadial empor-
biegt, Fig. 259, und in entsprech^ider Längä absebneidet. Nunmdir
umwickelt man die, mzs dem Flansch hetvorstehende IsoliiBcIucht i mit
Fig. 266.
Fig. 267.
Isolirband, so dass der zweite Flansch c' sich noch mit Leichtigkeit
dartiber schieben lässt, begießt den so umwickelten Theil mit Isolir-
masse und schiebt den zweiten Flansch c' dartiber. Wenn beide Kabel-
enden in der angegebenen Weise hergerichtet sind, werden dieselben
in die untere MuflFenhälfte derartig eingelegt, dass die Enden der beiden
inneren Leiter zusammenstoßen, worauf man diese Enden doroh Um-
legen und Zusammenziehen der Elemmenhälften cm' mittelst der Schraube
h fest verbindet. Hierauf vereinigt man die beiderseitigen Flansche er',
deren große Achse horizontal liögen muss, Fig. 258, durch Einigen
und Festschrauben der beiden Stege e. Den etwa vorhandenen Pröf-
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— 245 -
draht des äußerea Leiter« zieht m^n duxch den vorderen Flansch und
stellt die Verbindung der Prüifdrähte der Leiter beider Kabel in be-
kannter Weise her*
Nachdem dies alles in der rbrgeschriebenen Weise ausgeführt
worden ist, wird die Muffe durch Auflegen der anderen Hälfte geschlos-
sen, der innere Iki&r^ Raum, durch das Schraubenloch m mit Füll-
masse ausgegossetn vnA das Loch durch die Schraube ebenfaUs ge-
schlossen.
Bezüglich der, fiir die
Patent-Bleidoppelkabel die-
nenden T-Muffen sind Ab-
zweig- und Einschalt-
muffen zu unterscheiden
die erstere Art illustrirt Fig.
260, die zweite Art Fig. 261.
Es ist ersichtlich, dass
bei der Abzweigmuffe, Fig.
260, die inneren Leiter des
Fig. 269.
Fig. 268.
stromzufiihrenden Kabels H
und des, den Strom abzwei-
genden Kabels N entspre-
chend mit einander durch eine Klemme K^ mittels der Schraube S,
die Enden der äußeren Leiter dagegen, welche mit den Flanschen Kon-
takt bilden, durch die gekrümmten Bügel A verbunden sind. Bei der
Einschaltmuffe, Fig. 261, ist der äußere Leiter des Hauptkabels einer-
seits mit dem inneren, andererseits mit dem äußeren Leiter des Neben-
kabels verbunden.
Nach diesen Hinweisen dürfte die Ausführung der einen oder an-
deren Schaltung keine Schwierigkeiten bieten, und es ist nur noch zu
bemerken, dass die Abmessungen der, in die Muffe einzuführenden
Kabelenden wesentlich durch die Abmessung der Bügel .Jl bestimmt
werden. Man hat zuerst das stromzuführende Kabel herzurichten, wo-
rauf man zur Herrichtung des Abzweig-, bezw. Einschaltkabels über-
geht. Die gelegentliche Benützung dieser beiden Schaltungsweisen ist
an sich klar.
In Fig. 262 ist eine gerade Muffe für ein koncentrisches Drei-
leiterkabel abgebildet.. Nach dem^ was über die Herrichtung dieser
Muffengattung für Patent-Bleidoppelkabel gesagt wurde, dürfte ein nähe-
res Eingehen auf das Montiren der Muffe für das Dreileiterkabel über-
flüssig sein.
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- 246 —
Fig. 260.
Fig. 26 t.
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- 247 —
Die Patent-Dreileiterkabel, von denen Fig. 263 einen Quer-
schnitt zeigt, sind, wie wir hier ergänzend bemerken, nach demselben
Princip wie die Patent-Doppelkabel konstrnirt. Ihre Verwendung bei den
Beleuchtungsanlagen nach dem Dreileitersystem fand schon vielfach statt.
Die Vorzüge, welche fiir die Doppelkabel genannt worden sind, treten
auch hier, nur in erhöhtem Maße, auf, und wenn auch in Centralbeleuch-
tungsanlagen, welche auf das Dreileitersystem basirt sind, sehr wohl
.^3,
Fig. 262.
einfache und auch Patent-Blei-
doppelkabel in Verbindung mit
einfachen Kabeln verwendet wer-
den können, wie die Erfahrung
gelehrt hat, so ist es doch unleug-
bar, dass durch die Anwendung
der koncentrischen Dreileiterkabel
eine wesentUche Vereinfachung
and damit eine größere Ueber-
sichtlichkeit des Kabelnetzes er-
zielt wird. Die Abzweigung von
Stromtheilen erfolgt bei den Drei-
leiterkabeln nicht durch T-Muffen,
sondern durch Abzweigkasten, Kasten mit Isolirfiillung, die später be-
schrieben werden.
In der obenstehenden Fig. 263, welche ein eisenbandarmirtes Drei-
leiterkabel von 720 mm^ Gesammtquerschnitt (KBÄ 720 [3 X 240]) in
nattlrlicher Größe darstellt, ist 1 der innere, 2 der mittlere, 3 der äuJJere
Kupferleiter; a, b und c sind die denselben entsprechenden IsoUrschich-
ten, P die Prüfdrähte. B stellt den Bleimantel, J die Jutelagen, welche
mit den Asphaltschichten A die Bandeisenlagen E umgeben, dar.
Einige Bemerkungen über die Kabelnetze für größere Lichtanlagen
sind hier anzuschließen. Vor allem ist die Oertlichkeit und die zu
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— 248 —
liefernde Lichtmenge ins Auge zu, fassen. Von dem Standort der Maschi-
nen aus wird, mit Rücksicht auf die Beschaffenheit der weiteren Oertlich-
keiten, das Kabelnetz entworfen. In einem solchen EAbelnetz sind zu
unterscheiden:
1. Hauptkabel.
2. Vertheilungskabel.
3. Anschlusskabel.
Hauptkabel sind diejenigen Kabel, welche den elektrischen
Strom von den Maschinen bis zu den gewissen Funkten des Kabel-
netzes leiten, von denen aus alsdann derselbe nach den verschiedenen
Bedarfsrichtungen vertheilt wird. Die Vertheilungskabel dienen
zur Fortführung des Stromes von den Vertheilungspunkten, während
die Anschlusskabel den Strom von den Vertheilungskabeln ent-
nehmen und den einzelnen Lichtanlagen zuflihren. Da der Kabelquer-
schnitt von der nach Normalkerzen gemessenen Lichtmenge und Ent-
fernung zwischen Lichtquelle und Verwendungsstelle abhängig ist, der-
selbe aber aus technischen Gründen ein gewisses Maß nicht überschrei-
ten kann, so ergibt sich einerseits die Nothwendigkeit,. bei Wahl der
Centralstation darauf bedacht zu sein, dieselben allen zu beleuchtenden
Punkten möglichst nahe zu legen, und andrerseits das Kabelnetz in
entsprechend viele Lichtkreise zu theilen. Je nach Umständen kann
ein Hauptkabel zur Speisung von einem Lichtkreise oder von mehre-
ren Lichtkreisen dienen.
Als weitere Aufgabe liegt die Feststellung der Punkte vor, von
denen aus die Abzweigungen stattfinden sollen und es sind diese Punkte,
sowie der Ort der Centralstation auf einem Plane zu verzeichnen, wobei
unter den darauf anzugebenden Kabel-Querschnitten diejenigen der
etwa vorkommenden einfachen Kabel mit dem Polaritätszeiohen -f
oder — , entsprechend der in ihnen vorhandenen Stromrichtung erkennt-
lich zu machen sind. Auch erscheint es als zweckmäßig, die einzel-
nen Abzweigungspunkte von vornherein zu bezeichnen, wozu wohl am
bestön die laufende Numerirung dient. Sind die Abzweigungspunkte
und deren Entfernungen von der Centralstation, sowie der sich hieraus
ergebende Kabelbedarf nach Querschnitt und Länge festgestdJt, so ist
auch noch der Bedarf der sogenannten Garniturthcile zu bestimmen.
Zu diesen Gar niturt heilen gehören:
1. Gerade Muffen ( — Muffen).
2. Abzweigungsmuffen (J^ Muffen).
3. Kreuzmuffen (-j- Muffen).
4. Abzweigungskasten.
5. Vertheilungskasten.
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— 249 —
Wo und wie die, unter 1 bis 3 angeftahrten Theile zur Verwen-
dung kommen, i8t bereits im Vorstehenden angegeben worden, so dass
nur noch die Beschreibung der Einrichtung und der Benutzung der
Abzweigungs- und Vertheilungskasten erübrigt.
Die von Siemens & Halske konstruirten Vertheilungs-
kasten sind von zweierlei Art, nämlich:
I. Vertheilungskasten mit Luftisolation.
II. Vertheilungskasten mit Isolirfüllung.
Eine weitere Unterscheidung wird durch die, in die Kasten ein-
zuführenden Kabel bedingt, nämlich:
I A Vertheilungskasten mit Luftisolation fiir einfache Kabel.
I B Vertheilungskasten mit Luftisolation für Doppelkabel.
I C Vertheilungskasten mit Luftisolation für Dreileiterkabel.
II A Vertheilungskasten mit Isolirfüllung für einfache Kabel.
II B Vertheilungskasten mit Isolirfüllung für Doppelkabel.
II C Vertheilungskasten mit Isolirfiillung fiir Dreileiterkabel.
Bezüglich der Abtheilungen I A und // A sind noch zu unter-
scheiden :
I A ^ und II A^ einpolige Kasten für einfache Kabel.
I A^ und II A} zweipolige Kasten für einfache Kabel.
Die Vertheilungskasten mit Luftisolation sind bisher nur fiir ein-
fache Kabel verwendet worden und haben sich beispielsweise bei den
Berliner Centralanlagen vorzügUch bewährt, während für Doppel- und
Dreileiterkabel, mit gleichem Erfolg, Elasten mit Isolirfiillung Verwen-
dung fanden.
Als Isolirfiillung hat bei den VertheilungskaBten theils vollständig
wasserfreier, schwedischer Kientheer, theils Isoliröl von sehr hohem
specifiachem Gewicht Verwendung gefiinden. Beide Füllungen ergaben
sehr gute Erfolge, doch wird in. neuerer Zeit nur das Isolirt^l zum Aus?
gießen der Füllkasten verwendet.
Die Vertheilungskasten mit Luflisolation unterscheiden sich von
denen mit Isolirfiillung außer der schon erwähnten, durch deren Be-
zeichnnng ausgedrückten Eigenthümlichkeit, zunächst durch ihre Form,
jene sind viereckig, diese rund. Die übrigen Unterschiede ergeben
sich aus der folgenden Beschreibung der Kasten.
Die Vertheilungskasten mit Luftisolation, Fig. 264
und 265.
An diesen Kasten, von denen zunächst die zweipoligen, als die
älteren in Betracht kommen, sind die folgenden Haupt theile zu
unterscheiden:
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1. Der eigentliche Kasten A^ -4,, A^^ A^.
2. Die an den Kasten angeschraubten Stutzen St
3. Die Sammelstücke E, E^.
4. Die Kupferverbindungen JST.
5. Die Bleisicherungen B.
6. Der Brunnenrahmen C
7. Das Fundament F,
Der gusseiserne Kasten, von der aus Fig. 264 und 265 ersichtUchen
Form, besteht aus demUntertheile -4, A^^A^^ A^ und dem mit den Griffen (?
St St
Fig. 264.
versehenen Deckel. Der luftdichte Verschluss zwischen Kasten und
Deckel wird durch eine Gummidichtung erzielt, welche auf den mit
Schraubenbolzen versehenen Kastenrand aufgelegt ist und gegen welche
der Deckel mit Bronzemuttern angezogen wird. Die Größe der Kasten
richtet sich nach der Zahl der einzufahrenden, bezw. auszuführenden
Kabel, welche Zahl, da sich hiemach die Zahl der zum Aufschrauben
der Stutzen erforderlichen Oeffiiungen mit deren abgedrehten Ansätzen
richtet, von vornherein zu bestimmen ist. Benützt man nicht sogleich
alle Oeffnungen, so verschließt man die unbenutzten durch aufge-
schraubte, mit Gummiplatten abgedichtete Blindflansche. Bei der Ver-
theilung der Oeffnungen auf die vier Wände, ist Rücksicht auf die, den
Kabeln zu gebende Richtung zu nehmen und darauf zu achten, dass
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— 251 —
stets zwei Oeffnungen (für das + und ftlr das — Kabel) übereinander
und die zu einer Polarität gehörigen Oeffnungen in eine Horizontal-
ebene zu liegen kommen. Seitlich von dem Rohre ß sind vier Er-
höhungen auf den Kastenboden angegossen, auf welchen die Sttitzen
der Sammelstücke H und H^ aufgeschraubt werden.
Fig. 265.
AW
Die Stutzen St, Fig. 266, sind gusseiserne Büchsen, welche an
dem, von der Kastenwand abgewandten Ende einen länglichen, oben
und unten geschlitzten Flansch / haben und an der nach oben ge-
richteten Fläche mit einem, durch Schraubenstöpsel verschUeßbaren Ein-
guss ff versehen sind. Diese Stutzen werden, entsprechend dem Durch-
messer der durchzuführenden Kabel, ausgebohrt und an der Kastenseite
mit einem Hartgummieinsatz versehen, welcher genau nach dem durch-
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— 25Ä -
zufahrenden EndverschloBs aosgebohrt und 80 lang ist ^ da^ er doreb
die Kastenwand hindurebgeht.. An dem^ xoit geaeh£ta(em Flanflcb vei>
sehenen Ende werden die Schellen i : dureh Schranben befestigt; die-
selben dienen zum Festklemmen des -Kabels. Um eine Diobtuog
zwischen Stutzen und Kasten zu effhalten^ ist anidem betreffenden Ende
des Stutzens ein abgedrehter Ansatz angebracht, welcher mittek einer
aufgelegten Gummiplatte, durch Anziehen der vier Schrauben am Kaates,
abgedichtet wird. Sobald das mit dem ; Endverschluss versehene Kabel
in den Stutzen eingeführt und mittels der Schqll^n i befeetigt ist,
wird der Stutzen durch diß Oeffnung g mit FüUma^e ausgegossen.
Bei Einftlhrung der Kabel in den Kasten ißt darauf zu achten^ dass
die den Prüfdraht haltende Klemmschraube K des Endversehlusses nach
oben und die angefräßte Fläche des letzteren genau horizontal zu
liegen kommt. Die Endverschlüsse für Vertheilungskasten unterschei-
den sich von den für Kabel mit litzenförmigen, im Kupferquerschnitt
über 100 mm^ haltenden und mit Prüfdraht versehenen, Leitern bestimm-
ten Endverschlüssen nur dadurch, dass sie etwas lUnger als diese sind
und vom einen Ansatz haben, welcher sich an den Hartgummiring
anlegt, wodurch die Lage der Endverschlüsse zu den Sammelstückea
genau bestimmt wird; das letztere ist von großer Wichtigkeit, weil
die Entfernung zwischen der Klemmschraube des Endverschlusses und
dem Sammelstück der Länge des dazwischen zu legenden Kupferver-
bindungsstückes, beziehentlich der Länge der Bleisicherung entsprechen
muss.
Die aus verzinnten Kupferschienen bestehenden Sammelstücke E +
und E — sind je nach Zahl und Lage der einzuführenden Kabel geformt
und haben entsprechend den Querschnitten der betreffenden, Kabel
verschiedene Querschnitte. Für die positiven und negativen Kabel ist
je ein solches Sammelstück vorhanden; dieselben sind durch isolirende
Säulchen von einander getrennt xmd werden durch ebensolche Sfinlchen
getragen, welche auf den durch eiserne Schienen verbundenen, oben
erwähnten Ansätzen des Kastens ruhen. Mit dem einen Sammelstück
werden sämmtliche positive, mit dem anderen Sammelstück sftmmtliche
negative Kabel verbunden und zwar erfolgt die Verbindung der Haupt-
kabel ' mittels Kupfürstückeh, die Verbindung der Vertheilungskabel
mittels Bleisicherungen in der Weise, dass das eine Ende der Knpfer-
verbindungsstücke beziehunj^weise Bleisicherungen mit der Klemm-
schraube des Ehdverschlusses des betreffenden Kabels, das andere Ende
durch eine Kopfschraube auf dem Sammdstüek befe&tigt ist.
DieKiipferverbindungen dienen — wie bereits bemerkt wurde
— zur Vereinigung der üauptkabel mit dem Sämmdstück ; dieselben
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— 253 —
werden mit reobteckigem, der Stärke des zu leitenden' Stromes ent-
sprecbenden Querschnitt hergestellt mid bestehen ans vergoldetem (neuer-
^ngs Auoh Snerzimit^m) Enpfbr. Ihre Befestigmigj sowohl an dem End-
-versohlusse, als anch an dem Sammelstück besorgen Schranben. Jedes
Enpferverbindungsstück ist mit ein^r Messiogschranbe versehen, mittels
welcher der Prttfdraht mit dem Sammcdstttck in leitende Verbindung
gebracht wird.
Die Bleisicheruiigen bestehen ans Bleiblechstreifen von ge-
eigneter Länge und Dicke, die an jedem ihrer Enden in einen vergoldeten
Kupferköpf eingelöthet sind, welcher mit einem, zum Einschieben unter
die Klemmschrauben dienenden Ausschnitt versehen ist. Die Breite
und Stärke der Bleistreifen wird nach dem durchgehenden elektrischen
Strome bemessen. Auf halber Länge des Streifens erscheint sein Quer-
schnitt durch seitliche Einschnitte soweit vermindert, dass sich die Er*
wärmung bei einer gewissen Stromstärke bis zum Schmelzpunkte des
Bleies steigert, der Bleistreifen schmilzt und so die Kabel u. s. w. vor
Schaden bewahrt bleiben.
Der Brunnenrahmen besteht aus dem eigentlichen, auf den
Kasten aufgesetzten Rahmen und dessen Deckel. Der Rahmen ist aus
Güsseisen hergestellt und ruht auf dem, durch Rippen getragenen Ka-
stenrande, während der Deckel entweder aus Gusseisen oder aus einer
Steinplatte besteht. Damit das, durch den Deckel tretende Wasser ab-
fließen kann, erscheint der Kastenrand an verschiedenen Stellen durch-
bohrt. Zur gehörigen Auflage des Deckels ist der Rahmen oben ent-
sprechend ausgearbeitet.
Das Fundament wird dem Kasten nach Form, Größe und Lage
angepasst und aus Ziegelmauerwerk hergestellt.
Die Verwendungsweise der Kasten ist die folgende:
Au dem Orte der Aufstellung gräbt man eine entsprechend tiefe
und lyeite Vertiefung aus, weshalb man die Stelle in den städtischen
Straßen so zu wählen hat^ dass man nicht auf vorhandene Gas^ oder
Wasserrohre oder andere Hindernisse stößt. In der Mitte der her-
gestellten Vertiefung wird das Fundament eingemauert; dasselbe muss
so eingerichtet sein, dass die Kabel möglichst winkelrecht nach den
betreffenden Seitenwänden des Kastens gehen und daher bei runden Kasten
gegen deren Mittelpunkt geri<^tet sind.
Da die Ausführung der Fündamentirung jedenfalls zeitraubend
ist, so hat man diese Arbeit rechtzeitig in Angriff zu nehmen, damit
die Aufstellung des Kastens vor der Verlegung der Kabel bis an dessen
AoistellungsoTt beendet erscheint.
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— 254 —
Bei der Einführung der Kabel in den Kasten muss man darauf
sehen, dass dieselben eine richtige Länge haben d. h. dass ihre, mit
Endverschlüssen versehenen Enden genau den erforderlichen Abstand
von den Sammelstücken erhalten, um mit diesen durch die Kupfer-
verbindungsstücke bezw. Bleisicherungen verbunden werden zu können.
Die eigentliche Montage der Kasten besteht zunächst in der Herstellung
der Endverschlüsse der Kabel. Hierauf führt man die Enden in die
Stutzen ein und befestigt dieselben an letzteren mittels der Schellen.
Diese Arbeit wird dadurch erleichtert, dass man die Stutzen vom
Kasten losschraubt imd nach deren Anbringen an den Kabelenden
wieder am Kasten befestigt. Hat man sich überzeugt, dass die Kabel-
enden die richtige Lage haben, so gießt man den Stutzen mit Füllmasse
aus. Zweckmäßig ist es, mit der Einführung derjenigen Kabel zu
beginnen, welche mit dem unteren Sammelstück verbunden werden sollen.
Die zu einem zweipoligen Kasten, Fig. 264 und 265, gehörigen
Stutzen, Endverschlüsse und Sammelstücke sind von der Fabrik aus
mit dem betreffenden Polaritätszeichen versehen; an den Stutzen,
sowie an den Verbindungsstücken ist auch noch der Kupferquerschnitt
des betreffenden Kabels vermerkt. Da auch die Kabel entsprechende
Bezeichnungen (durch Polaritätszeichen) erhalten, so unterliegt die
richtige Einführung derselben keiner Schwierigkeit. Wenn die sämmt-
lichen Kabelenden in den Kasten eingeführt, die Stutzen vergossen,
die Eingussöffnungen mit den Schraubenstöpseln verschlossen und die
Stutzen am Kasten (eventuell auch die Blindflansche) luftdicht ver-
schraubt worden sind, so verbindet man die Endverschlüsse der Kabel
mit den entsprechenden Sanmielstücken durch die Kupferverbindungs-
stücke bezw. Bleisicherungen, verschraubt den Deckel luftdicht mit dem
Kasten und legt den Deckel des Brunnenrahmens auf. Ist man genöthigt
die Montirung des Kastens bei feuchtem Wetter vorzunehmen, so
empfiehlt es sich, ein Gefkß mit Chlorcalcium in den Kasten zu stellen,
damit die Feuchtigkeit der in letzterem eingeschlossenen Luft von dem
Salz aufgesogen wird.
Die einpoligen Vertheilungskasten unterscheiden sich von den
zweipoligen dadurch, dass sie nur ein Sammelstück haben, da sie —
wie dies die Benennung andeutet — zur Aufnahme von Kabeln gleicher
Polarität bestimmt sind. Die Benutzung der einpoligen Kasten, an Stelle
der zweipoligen, kann durch gewisse Verhältnisse, wie solche z. B. bei
der Berliner Centrale vorlagen, bedingt sein. Eine eingehende Be-
schreibung der einpoligen Kasten ist nicht erforderlich, da dieselben
mit der Einrichtung der zweipoligen dem Princip nach übereinstimmen.
Werden einfache Patent-Bleikabel zu Beleuchtungsanlagen mit dem
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— 255 —
Dreileitersystem verwendet, wie bei der Centrale in Darmstadt, so
sind dreipolige Kasten erforderlich.
Die Kasten mit Luftisolation für Patent-Bleidoppel-
kabel und Dreileiterkabel sind bisher noch nicht zur Anwendung
gekommen.
Die Kasten mit Isolirfüllung, gleichviel für welches Kabel-
system sie bestimmt- sind, haben eine runde Form und die Stutzen,
welche bei den Kasten mit Luftisolation selbstständige Theile bilden,
sind bei diesen an die flach cylindrischen Kasten angegossen. Charak-
teristisch ist ftir die Kästen mit Isolirfiillung, dass die Kabelenden ohne
Endverschlüsse in dieselben eingeführt werden. Letztere erscheinen hier
entbehrlich, weil die Kabelenden durch das sie umgebende Isoliröl vor
dem Zutritt der Feuchtigkeit geschützt sind.
Bemerkt sei weiters, dass auch Kabel verschiedener Systeme in
ein und denselben Kasten eingeführt werden können. Alle diese Aen-
derungen beschränken sich indessen nur auf die Zahl der Stutzen und
die Anordnung der Sammelstücke, wesentlich sind sie alle gleich.
Die Abzweigkästen für Patent-Bleidoppelkabel und Patent-Drei-
leiterkabel sowie die Vertheilungskästen für Patent-Bleidoppelkabel und
Patent-Dreileiterkabel von Siemens & Halske haben eine ähnliche
Einrichtung wie die Abzweig- oder Hausanschlusskasten für Patent-
Bleikabel.
141. Berechnung der Leitungen.
Bei der Berechnung der Leitungen setzt man die Länge (Hin- und
Rtickleitung) derselben, sowie die Stromstärke als bekannt voraus.
Während man die Leitungslänge direkt abmisst oder indirekt sorgfältigst
ausgeführten Leitungsplänen entnimmt, bestimmt man die Stromstärke
aus der Anzahl der eingeschalteten Stromabnehmer (Glüh-, Bogenlampen,
Elektromotoren u. s. w.). Die Stromstärken einiger Glühlampen sind
auf Seite 107 angegeben; dieselben verhalten sich annähernd proportional
mit der Anzahl der Normalkerzen. Eine Glühlampe zu 16 NK ver-
braucht etwa 0*5, eine solche zu 30 NK rund 1 Ampere. Da bei den
meisten Anlagen die Stromabnahme mit der Zeitdauer des Bestandes
der Anlage wächst, empfiehlt es sich, für die Glühlampen zu 16 NK
anstatt 0"5 etwa 0'8 Ampere einzusetzen. Bogenlampen führt man in
der Regel mit 10 Ampere in die Rechnung ein. Sind die Lampen
sämmtlich hintereinander geschaltet, dann ist die Stromstärke des Leitungs-
netzes der Stromstärke der einzelnen Lampen gleich ; bei nebeneinander
geschalteten Lampen ergibt die Summe der Stromstärken sämmtlicher
Lampen die Stromstärke des Leitungsnetzes. Mit der Spannung verhält
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— 256 —
es sich nmgekelirt. Bei hintereinander geschalteten Lampen moss die
Spannung an den EJemmen der Dynamo der Summe der Spannungen
der einzelnen Lampen, bei nebeneinander geschalteten Lampen dagegen
der Spannung einer einzigen Lampe gleich sein.
Die Berechnung der Leitungen umfasst hauptsächlich:
1. Praktische mechanische Regeln.
2. Praktische elektrische Regeln.
3. Die Berechnung der Leitungen nach dem zulässigen Spannungs-
verluste.
1. Praktische mechanische Regeln. Zum Schutze der Lei-
tungen vor mechanischer Zerstörung müssen die Durchmesser und die Ent-
fernungen, der Festigkeit derselben entsprechend, gewählt sein. Man wählt
einen massiven Draht von unter l'bmm Durchmesser bei einer
Entfernung unter 10 1»,
einen massiven Draht tlber l'bmm Durchmesser bei einer Ent-
fernung über 10 m,
einen massiven Draht über 5 mm Durchmesser bei einer Entfernung
über 40 w. Der Querschnitt der Drahtlitzen soll wenigstens 3 mm* messen.
2. Praktische elektrische Regeln. Soll die Leitung nicht
warm werden, so muss der Querschnitt derselben genügend groß sein.
Die Stromwärme wächst mit der Anzahl der Ampere für 1 mm* und
mit dem Querschnitt der Leitung. Zusammenhängende Werte von
Leitungsquerschnitten, Drahtdurchmessern und zulässigen Beanspru-
chungen in Ampere gibt die folgende Tabelle an:
Tabelle.
lieitanggqaenchnitt
in mm*
Drahtdorcliineeser in mm
mnd
Znlüssige höchste Bean-
spruchong in Ampire fOr
1 mm*
1 bis 6
6 bis 18
18 bis 100
100 bis 600
über 500
1-2 bis 2-8
2-8 bis 4-8
4-8 bis 11-3
11-3 bis 25
25
4
3
2
1-5
1
Zum Zwecke oberflächlicher Schätzungen der Lei-
tungsquerschnitte für geringe Entfernungen und mittlere
Drahtdurchmesser nimmt man häufig für je 2 Ampere
einen Kupferquerschnitt von 1mm' an.
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Unter dieser Annahme kann man augenblicklich die Leitungs-
qnerschnitte angeben. Fließen beißpielsweise durch einen Draht 20
Ampere, so mußs der Querschnitt desselben 10 wm* {36 mm Durch-
messer) betragen. Bei großen Entfernungen ergibt diese Schätzung einen
zu hohen Widerstand der Leitung und somit einen zu hohen Spannungs-
verlust in derselben,
3. Die Berechnung der Leitungen nach dem zulässigen
Spannungsverlust. Je nach der Entfernung darf bei einer Neben-
einanderschaltung von Stromabnehmern der Spannungsverlust bis zu den
letzten Lampen aller Gruppen 3 bis 15®/o betragen. Um das Kupfer-
gewicht möglichst niedrig zu gestalten, wählt man auf langen Strecken,
welche hohe Stromstärken führen einen größeren^ dagegen auf kurzen
Strecken mit niederen Stromstärken einen kleineren Spannungsverlust.
Bei Bogenlichtanlagen kann in den Zuleitungen zu den einzelnen Lampen
ein größerer Widerstand herrschen, weil jeder Bogenlampe ein soge-
nannter Beruhigungswiderstand vorgeschaltet werden muss.
Beispiel: Zur Erläuterung einer Leitungsberechnung sei ein
Beispiel sammt einer Leitungsskizze, Fig. 267, angeführt. Von einer
Dynamo Z> aus, deren Klemmenspannung 100 Volt beträgt, sind 3 Glüh-
lampengruppen mit 0*5 Amperelampen nebeneinander geschaltet. Die
Anzahl der Lampen in den einzelnen Gruppen und die Entfernungen
sind aus derselben Figur ersichtlich.
Mit Bezug auf die Eingangs dieses Paragraphen gemachte Be-
merkung legt man der Berechnung bei einer Gltlhlampe von 0'5 Ampere
eine Stromstärke von 0*8 Ampere zugrunde.
Berechnung des Spannungsverlustes auf der Strecke D a b des
Leitungsnetzes. Da in der Fig. 267 23 Lampen nebeneinander ge-
schaltet sind, beträgt die Gesammtstromstärke
23 . 0-8 = 18-4 Ampere.
Rechnet man, mit Berücksichtigung der obigen Tabelle, 3 Ampere
für 1 mw", so ergibt sich damit ein Querschnitt von
18*4 : 3 = 6 mw* oder ein Durchmesser von rund 3 mm auf der
Leitungsstrecke D a b.
Aus der Gleichung
w = c.—{l. Seite 44) ergibt sich, da für Kupfer to = 0'0163 unter
den obigen Annahmen
u; = 0:016 . ^ = 0-27 Ohm.
Damit folgt der Spannungsverlust aus dem Ohm'schen Gesetze
Kratzert, ElektrotMbnik. II. 17
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— 258 —
V=A.a = 18-4 . 0-27 = 4-968 = 5 Volt Spannungsverlnst auf
der Strecke von der Dynamo D bis zu den Abzweigongsponkten der
ersten Lampengmppe a und b.
In derselben Weise berechnet man die Spannungsverinste auf den
übrigen Strecken des Leitungsnetzes.
Berechnung des Spannungsverlustes auf der Strecke von den
Abzweignngspunkten a und b bis zu den Abzweigungspunkten c und d.
Die durch diese Leitung fließende Stromstärke ergibt sich wieder
aus der Lampenzahl. Da jetzt von den 23 Lampen die 6 Lampen der
4Xruppe,
n
Z.Cruppe.
-MOm-
m
E
3 .Gruppe.
Fig. 267.
-i9m •
J
ersten Gruppe abzurechnen sind, erübrigen 17 Lampen oder 17.0*8 =
= 13'6 Ampere oder wenn man, der obigen Tabelle entsprechend, 4 Am-
pere für 1 mw* als zulässige Beanspruchung wählt
13'6 : 4 = 3*4 mm^ (2*1 mm Durchmesser).
Der Widerstand dieser Leitung
w = c . — = ^~ — = 0*2 Ohm und der Spannungsverlust
3-4
r=A.ii= 13-6 . 0-2 = 2-72 Volt Spannungsverlust auf der
Strecke zwischen den Punkten a imd b und zwischen den Punkten
c und d.
Berechnung des Spannungsverlustes auf der Strecke von den Ab-
zweigungspunkten c und d bis zu den Abzweigungspunkten e imd /'.
Auf dieser Strecke fließt nur mehr der Strom für 6 Lampen, also
6 . 0*8 Ampere = 4*8 Ampere.
Rechnet man wieder 4 Ampere für 1 ww*, so ergeben sich als
Leitungsquerschnitt
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— 259 —
4*8 ; 4 = 1'2 mml (annähecnd 1*3 mm Durchmesser).
Diesem Querschnitte entspricht ein Widerstand
l 0-016 . 60 ^ Q ^, j • CS 1 .
w? = c . — = —^ — = 0*0 Unm und em Spannungsverlust
r= ^ . ß = 4-8 . 0-8 = 3-84 Volt.
Den Querschnitt der Zuleitungsdrähte zu den einzelnen Lampen-
gruppen wählt man ebenfalls mit Rücksicht auf die letzte Tabelle. Da
diese Leitungen in der Regel kurz sind, kann der Widerstand derselben
zumeist vernachlässigt werden.
Im Handel sind nur Kupferleituugen von bestimmten Normal-
querschnitten vertreten ; man wählt in den einzelnen Fällen jenen Quer-
schnittj welcher einem Normalquerschnitte zunächst liegt, ändert so den
Spannungsverlust nur unbedeutend und behält annähernd die gleiche
Strombeanspruchung.
Eine libersichtliche Zusammenstellung der Berechnung von Wider-
ständen, Querschnitten, Durchmessern, specifischen Leitungswiderständen
und Längen von Leitern geben die folgenden Beispiele.
Beispiel: Wie groß müssen der Widerstand und Querschnitt
(Durchmesser) einer Leitung aus Kupfer von 200 w Länge sein, wenn
dieselbe von 10 Ampere durchflössen wird und der Spannungsverlust
5 Volt betragen soU?
1. Berechnung des Widerstandes der Leitung.
Aus dem Ohm' sehen Gesetze
^ = |folgt
10 = ■^, also ß = 0-5 Ohm.
2. Berechnung des Leitungsquerschnittes.
Der Widerstand irgend eines Leiters ergibt sich aus der Formel
l
w = c , — (I. Seite 44), worin
für Kupfer e = 0*016 bis 0-0166.
0-5 = 0-0166. — = — und
3=2±i=6-64wm^
3. Berechnung des Durchmessers.
Der Querschnitt q = -j-j worin
17*
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— 260 —
7z = 3-14 (Ludolphische Zahl),
d = Darchmesser.
d*
6-64 = 314. j,
d = y8-4 = 2-9 mm.
4. Berechnung des specifischen Widerstandes.
Derselbe ergibt sich aus der Formel
^ j ^'9 0*5. 6*64 ri,f\^aa ni.
w^= c . — oder c = — r^ = ^^^ — = 0 0166 Ohm.
q l 200
Beispiel: Welche Länge rauss eine Leitung aus Kupfer von
6*64 mm* Querschnitt haben, wenn ihr Widerstand 0*5 Ohm beträgt?
Aehnlich, sowie unter 4., folgt aus der Formel
u? = e . — , die Länge l = — ^,
Wendet man zum Ausgleiche der Spannung sogenannte Ausgleichs-
leitungen an, so dürfen dieselben nur solche Pimkte größerer Leitungs-
abtheilungen verbinden, an welchen beim Leuchten der Lampen der
gleiche Spannungsverlust stattfindet. Sind in den einzelnen, dnrcli
Ausgleichsleitungen miteinander verbundenen Abtheilungen ungleiclie
Lampenzahlen eingeschaltet, so fließt Strom aus derjenigen Abtheilnng,
in welcher sich weniger, in jene in welcher sich mehr Lampen befinden,
so zwar bis in den Lampen beider Abtheilungen dieselbe Spannung
herrscht. Die Ausgleichsleitung muss mit Rücksicht auf die, in den ein-
zelnen Fällen möglichen Unterschiede in den Lampenzahlen beziehungs-
weise Stromstärken der einzelnen Abtheilungen bemessen werden.
Ringleitungen, Fig. 161 und Fig. 162, wird der Strom von den
Dynamos, welche sich etwa im Mittelpunkte derselben befinden, mittele
sogenannter Speiseleitungen (Feeders) zugeftihrt; in letztere legt man
den größten Spannungsverlust. Die Endpunkte der Speiseleitnngen sind
mit den Ringleitungen, die gleichzeitig die Ausgleichsleitungen bilden
und als solche, wie oben, bemessen werden, verbunden. Von den Aus-
gleichsleitungen aus finden nur ganz geringe Spannungsverlnste statt,
so zwar, dass alle Lampen des ganzen Systemes mit nahezu gleicher
Spannung brennen.
Bezüglich ausführlicher Berechnung dieser Leitungssysteme^ sowie
aller Leitungssysteme überhaupt sei auf die Specialwerke dieses Qegen-
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— 261 —
Standes^) verwiesen. Fritsohe nimmt die Widerstände der einzelnen
Speiseleitungen und die jener Theile der Ausgleiclisleitungen zwischen
den einzelnen Anschließungspunkten gleich groß an. Derselbe weist nach,
dass in seinem Systeme eine Fernspannungsregülirung durch
eine entsprechende Regulirung der Maschinenspannung stattfindet, wenn
man in den Speiseleitungen mehr als 10 Volt Spannungsverlust einführt.
Carl Hochenegg*) hat eine mathematische Formel aufgestellt,
welche es gestattet den Leitungsquerschnitt im Vergleiche mit seiner
Länge und den maximalen Ampere so zu bestimmen, dass das Kupfer-
gewicht einen geringsten Wert erhält.
Zur Berechnung der Leitungen dienen weiters die Tafeln von
Obach, Wahlstroem und A.
Die wichtigsten neuen Methoden der Leitungsberechnung sind:
1. Die Gleichungsmethode von Herzog und Stark. ^)
2. Die graphische Methode von Carl Hochenegg. ^)
3. Die Verlegungsmethode.*)
4. Die mechanische Methode von H. Helb erger. *)
Das Kupfergewicht der Leitungen ergibt sich aus der Ueberlegung,
dass 1 dm^ Kupfer 8*9 kg wiegt.
Beispiel: Wie groß ist das Gewicht einer Kupferleitung von
100 w (1000 dm) Länge und 7 wm« (0*0007 rfm«) Querschnitt?
Die Anzahl der rfm« beträgt in diesem Falle 1000 dm . 0*0007 dm« ==t
= 0'7 dm\ Da das Gewicht
1 dm^ Kupfer 8*9 kg beträgt, mtlssen
0-7 dm^ Kupfer 623 kg wiegen,
XI. Kapitel.
Beschreibung von Centralstationen.
142. Die Wiener Centralstationen der Allgemeinen Oester-
reich. Elektricitäts-Gesellschaft. ^)
Die Centrale Leopoldstadt arbeitet mit einer zweiten Central-
statiouj der Centrale Keubad, zusammen in ein gemeinschaftliches
^) Carl Hochenegg, Anordnung und Bemessung elektrischer Lieitungen, 1893.
Josef Herzog und Cl. P. Feldmann, die Berechnung elektrischer Leitungs-
netze in Theorie und Praxis, 3893.
'}Carl Hochenegg, Anordnung und Bemessung elektrischer Leitungen, 1893.
*) Josef Herzog und Cl. P. Feldmann, Die Berechnung elektrischer Lei-
tangsnetze in Theorie und Praxis, 1893.
*) Otto Prick, Zeitschrift für Elektrotechnik, XH. Jahrg., 1894, Seite 265.
*) Kaeh einem Vortrage des Direktor Josef Kolbe*
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Kabelnetz von rund 37 km Tracenlänge zur Versorgung mehrerer Bezirke
der Stadt Wien mit elektrischem Strom für Beleuchtung und Kraft-
übertragung.
An diese beiden, der Allgemeinen Oesterreich. Elektricitäts- Gesell-
schaft gehörigen Centralstationen, sind gegenwärtig rund 1850 Bogen-
lampen, 35500 Glühlampen und 70 Elektromotoren, entsprechend einem
Aequivalent von etwa 5000 Glühlampen h, 16 NK und 57 Watt Energie-
bedarf, angeschlossen.
Die Anlagen wurden nach dem Gleichstrom-Fünfleiter-System von
der Firma Siemens & Halske erbaut; demnach werden die Lampen
in 4 Gruppen, also zwischen 5 Leitungen, hintereinander geschähet ; die
Spannung zwischen den Außenleitem im Netz beträgt daher das vier-
fache der Lampenspannung, d. i. im vorliegenden Falle 4 X 110 =
= 440 Volt; in der Centrale aber muss für die Feeder, je nach deren
Belastung und dem darin zugelassenen Verluste, eine Spannung von
440 — 540 Volt herrschen. Für diese Spannung sind die Dynamomaschinen
konstruirt, während die Theilung der Spannung, entsprechend den 4 Lam-
pengruppen und der Ausgleich in den letzteren, durch Sammler erfolgt.
Die höhere Spannung ermöglicht es auch bei einem so aus-
gedehnten Netze wie dem vorliegenden mit verhältnismäßig schwachen
Querschnitten der Leitungen das Auslangen zu finden, also das Anlage-
kapital thunlichst klein zu erhalten; das System gewährt aber auch alle
die anerkannten Vortheile der direkten Gleichstromvertheilung bei der,
durch die Anwendung von Sammlern bedingten Sicherheit und "Wirt-
schaftlichkeit des Betriebes.
Eine besondere Bedeutung gewinnt das Gleichstrom-Ftinfleiter-
system ftlr die elektrische Kraftübertragung xmd deren vornehmste
Anwendung beim Betriebe elektrischer Bahnen; die hierfür bewährte,
erprobte Spannung von etwa 500 Volt ist dieselbe, welche in den
Dynamomaschinen der Fünfleiteranlagen zur Anwendung kommt. Es
können daher die Dynamomaschinen in den vorbenannten Centralen
der Allgemeinen Oesterreich. Elektricitäts-Gesellschaft
jederzeit und sofort für den Betrieb elektrischer Bahnen herangezogen
werden; zu diesem Zwecke sind auch bereits die nöthigen Schalt-
vorrichtungen vorhanden.
Die im Schwerpunkt des Konsumes liegende Centrale Neubad ist
mit Wasserröhrenkesseln und stehenden, schnelllaufenden Collmann-
Compoundmaschinen in direkter Kuppelung mit Innenpolmaschinen
von Siemens & Halske ausgerüstet und kann damit normal etwa
12000 Glühlampen i 16 JV -BT versorgen; außerdem steht hier ein
Sammler, System Tudor, für normal 6000 Glühlampen k 16 3' A'
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— 263 —
Die Regulirung der Spannung im ganzen Netz und der Ausgleich
derselben in den Gruppen erfolgen von der Centrale Neubad aus unter
Vennittelung des Sammlers; es sind daher dortselbst auch alle für
diese Zwecke n(Hhigen Apparate vorhanden, deren Ueberwachung und
Bedienung eine äußerst einfache und gefahrlose ist. .
Die Centrale Leopoldstadt, welche rund 1800 m von der Centrale
Neubad entfomt und also dem Hauptstromverbrauch etwas entrückt er-
scheint, bewirkt vorläufig nur die Stromlieferung an die Schienen der Cen-
trale Neubad, welche allein dem gesteigerten Bedarf© nicht mehr genügte ; die
Regulirung der .Stromabgabe an die Stromabnehmer erfolgt jedoch, wie oben
erwähnt wurde, unter Vermittelung der Centrale Neubad. In der Fern-
leitung von der Centrale Leopoldstadt zur Centrale Neubad treten aller-
dings namhafte Spannungsverluste auf ; in wirtschaftlicher Beziehung
kommen dieselben jedoch gar nicht in Frage, da die Betriebskosten in der
Centrale Leopoldstadt, hauptsächlich infolge der Anwendung von Con-
densationsmaschinen, wesentlich geringer als in der Centrale Neubad sind.
Durch die Anlage eines Sammlers, für dessen eventuelle spätere
Aufstellung alle Vorbereitungen schon jetzt getroflfen wurden, kann die
Centrale Leopoldstadt im Bedarfsfalle jederzeit zu einer Begulirstätion
umgestaltet werden.
Gegenwärtig sind 4 Stück Innenpoldynamomaschinen Type JUO
von Siemens & H a 1 s k e für je 540000 Watt und zwar für 1000
Ampere und 440—540 Volt bei 110 — 150 Touren in der Minute, in
direkter Kuppelung mit Dampfmaschinen aufgestellt; die 6 Pole der
einfachen Nebenschluss Dynamomaschine sind innerhalb des Ringankers,
der gleichzeitig den Kollektor bildet, angebracht. Als Vortheile dieser
Bauart sind die äußerst günstige magnetische Anordnung, die gute
Ventilation des Ankers, die Ersparung eines besonderen Kollektors und
der geringe Raumbedarf hervorzuheben.
Von den Dynamomaschinen führen unterirdisch verlegte Kabel
zu denn, um etwa 1'2 m über dem Maschinenhausfußboden liegenden,
Schaltbrettaufbau, auf welchem die Umschalter, die Ampere- und Volt-
messer zur Strom- und Spannungsmessung, sowie zur Parallelschaltung
der Maschinen und die Nebenschlussregulirwiderstände untergebracht sind.
Die Umschalter ermöglichen es, jede Dynamomaschine entweder
an das Lichtleitungsnetz in Verbindung und parallel mit der Centrale
Neubad, oder an ein künftig gesondert zu verlegendes Bahnleitungs-
netz anzuschließen. Die Handhabung und Bedienung der wenigen vor-
handenen Apparate (zu denen sich noch ein Strom- und ein Spannungs-
zeiger für die Verbindungsleitung zur Centrale Neubad gesellen) ge-
staltet sich sowie der ganze Betrieb der Centrale Leopoldstadt, die ein
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reines Zweileitersystem mit 440 — 540 Volt Spannung darstellt, denkbai
einfachst, so dass mit sehr geringem Personale das Aaslangen gefanden
werden kann. Im Maschinenhaas ist ein elektrisch betriebene Lanf-
krahn von 17"8 m Spannweite für 15000 kg Last rorhanden, welcher
von Siemens & Halske mit elektrischem Antrieb versehen worde.
Jede Bewegung besorgt ein separater Motor ; die Bedienung des Krahnes
erfolgt unter Verraittelung von herabhängenden Schnüren.
143. Die Centralstation der Internationalen Elektricit&ta-
Gesellschaft in Wien.
Die bisher bedeutendste elektrische Centralanlage im Gebiete der
österreichisch-ungarischen Monarchie nach dem Systeme des Wechsel-
stromes mittels Femleitung wurde in Wien seitens der Internatio-
nalen Elektricitätsgesellschaft errichtet.
Die Anlage in ihrer baulichen und technischen Einrichtung eine
Sehenswürdigkeit der Stadt, ist nach den Grundsätzen des modernsten
wissenschaftlichen Fortschrittes errichtet worden.
Die kurze Dauer des Betriebes gestattet nicht^ in finanzieller und
statistischer Richtung bereits heute feststehende Daten über den Betrieb
anzuführen ; es mag daher genügen, diese Anlage in ihrem Baue, in
ihren Einrichtungen und in ihrem Betriebe selbst zu beschreiben.
Die ftlr etwa 5 Millionen Watt (d. i. ungefehr 100.000 Glüh-
lampen ä 16 NK) projektirte Anlage, befindet sich aofierhalb der
Stadt in unmittelbarer Nähe der Donau. Sie besteht aus zwei rämnlich
getrennten Gebäudekomplexen, von denen der eine die Maschinenhalle
und das Kesselhaus, der andere, nebst dem Bureau^s, eine Damp^mn-
pen und Filteranlage, sowie Mechaniker- lind Schlosserwerkstätten uni-
fasst. Beide Gebäudekomplexe sind durch einen geräumigen Rohrkanal
miteinander verbunden. Das Wasser eines im Hofe befindlichen, ergie-
bigen Brunnens wird mittelst der erwähnten Dampfpumpe in eine große
Oisterne geschaffi;, von wo es behufs Kondensation des Auspuffdampfes
durch weite Röhren in das Maschinenhaus geleitet wird. Das Konden-
sationswasser, welches eine Temperatur von 35 bis 38* C hat, fließt zum
Theile ab, zum Theil (nach Erfordernis) wird es in die Filteranlage
gepumpt. Das chemisch gereinigte und filtrirte Wasser dient sodann znr
Kesselspeisung. Im Kesselhause sind gegenwärtig 8 Steinmüller-
sche Rührendampfkessel mit je 242 m* Heizfläche und 2 ebensolche
Kessel von Simonis & Lanz mit je 213 m^ Hei^^che fiir Dampf-
spannungen bis zu 10 Atm. aufgestellt.
Die Kessel sind einzeln parallel geschaltet. Sowohl das Kesselhaus
als die Maschinenhalle sind gegenwärtig auf die Hälfte ihrer geplanten
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— 265 —
Größe ausgebaut; es ist deshalb nach der einen Seite der Abschluss
durch eine provisorische Holzwand hergestellt, um jederzeit, ohne Stö-
rung des Betriebes, eine Erweiterung der Anlage vornehmen zu können.
Im Kesselhause befinden sich 4 Worthington-Pumpen; fUr eine
weitere Pumpe ist das Fundament bereits vorhanden. Zwei dieser Pum-
pen befördern das Kondensationswasser in die Filteranlage, die andern
zwei fahren das filtrirte Wasser dfer Kesselspeisung zu.
Die Kohlenzufuhr in das Kesselhaus erfolgt mittels, auf Schienen
geführter Karren. Für die Schlackenabfuhr dient ein unterhalb der
Kesselbatterie gebauter Kanal, von wo die Schlacke mittels eines Ele-
vators direkt in den .Hof befördert wird.
Das Maschinenhaus umfasst gegenwärtig 7 Wechselstrommaschinen
von Ganz & Co., System Zipernovsky. Jede derselben ist mit
ihrer zugehörigen Dampfmaschine (Compound-Kondensationsdampfina-
schine von der Ersten Brünner Maschinenfabriks-Gesell-
schaft) direkt gekuppelt. Die mechanische Gesammtleistung aller
Dampfinaschinen beträgt 3900 PS und zwar eine mit 300 und 6 mit
je 600 -PS. Die 300pferdige Dynamo (Type A^) hat bei 175 Um-
drehungen in der Minute eine elektrische Leistungsfähigkeit von 100
A bei 2000 V. Jede der 600pferdigen Dynamo (Type A^) macht 125
Umdrehungen in der Minute und liefert 200 A bei 2000 V. Die ge-
sammte elektrische Leistung der gegenwärtig im Betriebe befindlichen
Maschinen beträgt rund 2*6 Millionen Watt.
Die Wechselstrommaschinen (I. Seite 272, Fig. 276) bestehen im
Wesentlichen aus einem Magnetrade, welches gleichzeitig als Schwung-
rad der Dampfmaschine dient und durch dessen Rotation in einem
umgebenden, feststehenden Spulenkranz der Wechselstrom inducirt wird.
Die Magnete, von denen bei der Type Aj 30, bei der Type A^ 40 vor-
handen sind, stehen radial und werden durch besondere kleine Gleichstrom-
maschinen erregt. Die Zuftthrung des Erregerstromes erfolgt von der Welle
aus mittels zweier isolirter Schleifringe. Jede der Maschinen hat etwa 5000
Polwechsel in der Minute. Die besonderen Vorzüge dieser Maschinen sind
ihr hoher Wirkungsgrad, ihre einfache xmd solide Konstruktion, sowie
schließlich der Umstand, dass die dem Betriebspersonale zugänglichen,
feststehenden, sowie alle rotirenden Theile der Maschine, entweder un-
elektrisch sind, oder Gleichstrom von niederer Spannung führen. Es
ist auch bemerkenswert, dass die Maschinen bei voller Belastung, selbst
nach einem vielstündigem Betrieb, keine nennenswerte Temperaturer-
höhung zeigen. Der auf Schienen ruhende Spulenkranz kann durch
eine einfistche DrehYorrichtung verschoben werden, wodurch das Magnet-
rad frei und einer gründlichen Beinigung zugänglich gemacht wird.
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Sowol die Zuführung des ErregestroineSj als aueh die Ableitung
des erzeugten Wechselstromes erfolgt mittels koncentrischer Kabel
unterirdisch in einem Kabel-EJaoaL
) Zur Magnetisirung der Wechsektrommaschinen dienen 4 Erre-
germaschinen.
Es sind dies vierpolige Nebenschlussmaschinen von Ganz & Co.
Type V. P5 5 welche einzeln eine Leistung von 150 -4 bei 180 V haben (375
Umdrehungen in der Minute) und mit ihren zugehörigen Westing-
h o u s e-D ampfm aschinen dierekt gekuppelt sind. . Die Erregeran-
lage ist in ihrer gegenwärtigen Ausdehnung bereits fiir eine künftige
Vergrößerung des ElektricitHtswerkes vorgesehen.
An der Stirnwand .der Maschinenhalle befindet sich d€tö Schalt-
brett auf einem erhöhten Podium.
Jede der 4 Erregermaschinen besitzt ihren eigenen Nebenschluss-
rheostat. Mittels zweitheiliger Kurbelumschalter ist es möglich, jede
der Maschinen entweder auf die Sammielschienen der Erreger oderani
die gemeinschaftliehe Voltmesserleitung zu schalten. Ersteres findet
bei linksseitiger Kurbelstellung statt und gilt itir die bereits im Be-
triebe befindKchen Maschinen (deren gemeinsame Betriebsspannung der
Voltmesser anzeigt), letzteres bei rechtsseitiger Kurbelstellung ffir den
Fall der Zu- oder Umschaltung der Maschinen, um sie (mit Benützung
eines zweiten Voltmessers) vorher auf gleiche Spannung zu bringen.
Die Stromabgabe jeder der Erreger kann an Amperemessem abgelesen
werden. In die gemeinsame Rtiokleitung der Nebenschlüsse der Erre-
germaschinen sind die Automatrheostate, System BlAthy (L Seite
177 flf.) giesehaltet, welche zur automatischen Spannungsregulirung dienen.
Bezügüoh der Schaltung der Wechselstrommaschinen ist zu bemer-
ken, dass die Magneträder den Erregerstrom aus den Erreger-Sammel-
schienen empfangen. Dieser Erregerstrom kann nach Bedarf für jede
einzelne Maschine mit Hilfe der vorgeschalteten Kurbelrheostate
reguUrt und bei jeder Maschine an dem zugehörigen AmpSpemesser
abgelesen werden. Der erzeugte Wechselstrom geht von jeder Maschine
zunähst zu dem Amperemesser und von . da entweder zu einem
linksseitigen oder rechtsseitigen Quecksilberausschalter. Mittels ersterer
kann jede der Wechselstrommasohinen an die Hauptsammel-
schienen von denen die Straßenkabel abzweigen, mittels letzterer
jedoch an die Belastungsrheo^tate angeschlossen werden. Diese?
in einem Souterrainlokale befindlichen Belastungsrheostate bestehen aus
Eisendraht, welcher auf isoHrt aufgestellte Rahmen au%ewickelt ist. Es
sind ßheostate in so großer Zahl vorhanden, dass dieselben die volle
elektrische Energie von 600 PS absorbiren können. Sie erscheinen in 4S
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Gruppfen getheilt, welche durch eine Klaviatur einzeln zu- oder ab-
schaltbar sind. Die nebeneinander zu schaltenden Wechseltsrommaschinen
werden, wie bekannt, auf gleiche Spannung und gleiche Phase gebracht.
Die Fhasengleichheit wird durch Belastung der neu hinzu zu
schaltenden Maschinen mittels Ersatzrheostaten erzielt; den Zustand der
Phasengleichheit zeigt der, aus einer Glühlampengruppe bestehende,
Phasen indicator an. Von den Hauptsammeimaschinen gehen die
Strafienkäbel aus.
Von der Centrale zweigen gegenwÄrtig 4 Hauptkabel, koncen-
trische Kabel nach dem System Berthoud Borel, aus der Fabrik
Jacottet & Co. in Wien (Simmering), in die Stadt ab, welche zur
Speisung von 50.000 Glühlampen ä 16 NK hinreichen.
Eines ""der Kabel mit 2 X 250 m»n* führt über die Augartenbrücfce ;
davon zweigt ein Kabel mit 2 X 100 mm* Querschnitt direkt in den
Prater, die beiden anderen mit je 2 X 220 fwwi* Querschnitt über die
Aspernbrücke, beziehungsweise Ferdinandsbrücke zur Ringstraße ab. Ueber
letztere fährt eine doppelte Ringleitung. Von dem innem Ringkabel zweigt
das Kabelnetz der inneren Stadt, von dem äußeren jenes der umliegenden
Bezirke ab. Die Kabel, welche vor ihrer Verlegung auf die dreifache
Betriebsspannung (6000 Volt) erprobt wurden, haben eine voräügliche
Isolation (in der Regel mehr als 1500 Megohm fiXv 1 km bei 15^ C) und
sind durchwegs unterirdisch verlegt. Die Qesammtlänge der bisher
verlegten Kabel beträgt mehr als 100 fem. An verschiedenen Stellen
des Kabelnetzes sind Vertheilungskästen eingesetzt, durch welche es
möglich ist, sowol die einzelnen Kabelstrecken mit den Hauptkabeln
beliebig zu verbinden, als auch einzelne Strecken derselben behufs
Ausfiihrung von Arbeiten gänzlich abzuschalten.
Von den Straßenkabeln führen die Abzweigungen in die Häuser,
gewöhnlich in die Kellerräume zu den Transformatoren, welche sich
in verschlossenen, mit Eisenblech ausgekleideten Kästen befinden.
Die Umsetzer, System Zipernowsky-D6ri-B14thy (Seite
9 flF.) haben bei normaler Belastung einen Wirkungsgrad von 95—97 Voj
ihr Umsetzungsverhältnis ist 1 : 18. Dieselben können als Bestandtheile
der Vertheilungsleitung betrachtet werden, da sie vollständig selbstthätig
wirken, also gar keine Bedienung erfordern. Um sie vor Ueberlastung
zu schützen, findet die Zufahrung des Primärstromes, sowie die Ablei-
tung des Sekundärstromes, durch entsprechend bemessene Bleisicherun-
gen statt. Von dem Umsetzer kann ein Zwei- oder Dreileit6rsyst6m
(oder auch eine 50 voltige Leitung für einzelne Bogenlampen) zunächst
zu einem Elektricitätszähler und von diesem zu der betreffenden In-
stallation geführt werden.
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Die Elektricitätszähler System Bl&thy, zeiehnen ach
durch große Genauigkeit und ttberraschende Einfachheit aus. Sie ent-
halten kein Uhrwerk, sondern wirken selbständig, einzig und allein
durch den elektrischen Strom. Sie werden gegenwärtig in B Typen
(fdr 25, 100 und 200 A, d. i. also bis zu etwa 50, 200, bezw. 400
Qlühlampen & 16 N K) verwendet.
In der Centralstation befindet sich auch ein Messzimmer, welches
mit allen für den elektrischen Betrieb erforderlichen Messeinrichtongen
versehen ist. Es sind dies Einrichtungen für Isolationsmessungen an
Umsetzern und Leitungsmaterialien, femerVorkehrungen, um den
Isolationszustand des gesammten Kabelnetzes, mit den daran ange-
schlossenen Maschinen und Umsetzern, jederzeit während des Betriebes
ermitteln zu können, endlich Einrichtungen für die Aichnung der Elek-
tricitätszähler, eine Photomesserkammer fbrlichtmessungen u. dgL
Diese Centralstation ist seit 15. November 1890 in ununterbro-
chenem Betrieb.
Wenn man alle gegenwärtig angeschlossenen Glüh- und Bogen-
lampen (von welch' letzeren in der Regel 3 in der Serie auf 100 V. ge-
schaltet werden) nach ihrem Verbrauche an elektrischer Energie auf
16-kerzige Glühlampen umrechnet; so beträgt die gegenwärtige Be-
lastung der Centrale 62.000 Glühlampen k 16 N K
Von den Konsumenten sind zu nennen : Die k. und k. Hof-
burg, Theater u. Koncertlokalitäten (Karltheater, Musikvorein),
Bahnhöfe (Nordbahn, Franz Josefs-Bahn), öffentliche Institute
und Banken, Clubs, zahlreiche Geschäftsetablissements, Gast-
und Kaffehäuser, sowie endlich viele Palais und Privatwoh-
nungen.
Weitere Centralstationen der Internationalen Elektri-
citätsgesellschaft nachdem Wechselstrom-Umset'zer-System
Ziper nowsky-D6ri und Blithy bestehen in Fiume und
Bi elitz-Biala.
XII. Kapitel.
Vortheile der elektrischen Beleuchtung.
144. VortheUe.
1. Geringere Erwärmung der Lufl; als durch alle anderen Licht-
quellen.
2. Reinhaltung der Luft in geschlossenen Räumen. Keine schäd-
liche Einwirkung auf den Organismus des menschlichen Körpers Gras.
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z. B. verschlechtert die Luft durch sehr großen Sauerstoff- Verbrauch
und durch Erzeugung von Kohlensäure, Kohlenoxyd, Schwefelwasser-
stoflF und anderer Verbrennungsprodukte. Schon der Gehalt von 2 bis
3 Procent Leuchtgas in der Luft wirkt tödlich auf Menschen und
Thiere ein.
3. Gemälde, Dekorationen, Tapeten, Metallverzierungen u. s. w.
erleiden nur durch das elektrische Licht keinen Schaden.
4. Bei BogenUcht erscheinen die Gegenstände in ihrer natürlichen
Farbe.
5. In gut installirten Anlagen ist jede Feuersgefahr ausgeschlossen.
6. Keine Gefahr durch Explosion oder Erstickung.
7. Vollkommen ruhiges Licht. Das Zucken und Wechseln in der
Lichtintensität hat in zweckentsprechend eingerichteten Anlagen aufgehört.
8. Schnelligkeit und Bequemlichkeit der Handhabung.
9. Erzielung der höchsten Lichteffekte, Koncentrirung sehr großer
Licht-Litensitäten an einem Punkte (Effektbeleuchtungen, Beleuchtungen
auf Leuchtthürmen, SignalUchter u. s. w.). Mit den Lichteffekten des
elektrischen BogenUchtes kann keine andere Lichtquelle konkurriren.
10. Die elektrische Beleuchtung kommt im Großen an Billigkeit
jeder anderen Lichtquelle zum mindesten gleich und überbietet jede
derselben, wenn eine Wasserkraft zur Verfftgung steht. In bestehenden
E^raflÄnlagen kann die Kraft durch eine Dynamomaschine häufig vor-
theilhaft ausgenützt werden.
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— 270 —
IV. Abschnitt.
Kraftübertragung.
I. Kapitel.
Die Kraftübertragung im Allgemeinen.
145. Geschichte. Bis in die neueste Zeit kannte man nur drei
Systeme der Uebertragung von Kxaft auf große Entfernungen u. zw.:
1. Die hydraulische Kraftübertragung.
2. Die pneumatische Krafttlbertragung.
3. Die Kraftübertragung mittelst Drahtseilbetrieb (Hirn 1850).
Den ersten praktischen Versuch, die Elektricität als Triebkraft
zu benützen, machte Moritz Hermann Jacobi (1838), indem er
mittelst eines Elektromotors von ^/^ bis 1 HP ein Boot auf der Xeva
in Bewegung setzte. Der erste öffentUche Versuch einer elektrischen
Kraftübertragung auf große Entfernungen wurde von Hypolit Fon-
taine auf der Weltausstellung in Wien (1873) erdacht und ausgeflihrt.
Im Jahre 1882 unternahm MarcelDeprez, gelegentUch der elektrischen
Ausstellung in München, eine Kraftübertragung von etwa 5 HP auf
b'bhm von Miesbach nach München (Glaspalast). Das Güteverhältnis
dieser Versuchsanlage, sowie der im Jahre 1886 von demselben For-
scher zwischen Creil und Paris ausgeführten, blieb soweit zurück, dass
an eine praktische Ausnützung derselben nicht gedacht werden konnte.
Diesen Uebelstand behob im Jahre 1887 C. E. L. Brown durch die
elektrische Kraftübertragung von 50 HP auf 8 Äw, mit einem Güte-
verhaltnis von 75% zwischen Kriegstetten und Solothurn zur außer-
ordentHchen, dauernden Zufriedenheit der Besteller. Der kühnste Ver-
such einer elektrischen Kraftübertragung fand im Jahre 1891 anlässlich
der Internationalen Elektrotechnischen Ausstellung in Frankfurt a. M.
statt, wohin aus Lauffen a. N. 300 HP auf eine Entfernung von 175 äwi
übertragen wurden.
146. Begriff. Das Wesen der elektrischen Kraftübertragung
besteht darin, dass man die Elektricität an einem bestimmten Orte
erzeugt, sie von diesem Orte aus auf beliebig weite Entfernungen leitet
und dort entweder direkt oder indirekt für die verschiedensten Zwecke des
praktischen Lebens verwertet. Direkt kann die Elektricität zur elek-
trischen Beleuchtung, zu elektrochemischen Zwecken, zur elektrischen
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— 271 —
Heizung, Schweißung, Schmelzung, Zündung, in der Telegraphie, Tele-
phonie, im Signal wesen u. s. w., indirekt zum Antriebe von Elektro-
motoren Verwendung finden. Der Elektromotor besorgt dann, sowie
jeder Motor überhaupt, den Antrieb von Dynamomaschinen, Werkstätten,
Werkzeugmaschinen, Hämmern, Hebemaschinen, Schiebebühnen, Pum-
pen, Feuerspritzen, landwirtschaftlichen Maschinen, Gesteinsbohrern,
Minirmaschinen, Blasebälgen, Ventilatoren, Exhaustoren, Nähmaschinen,
M'ifirHu;*!
Fig. 268.
Fächern, Kaflfeemühlen und jeder Maschine überhaupt, elektrischen
Straßenbahnen, Grubenlokomotiven, SchiflFen u. s. w. '
Das Bild, Fig. 268, stellt eine Konstruktion eines K-Motors
(L Seite 267, Fig. 272) sammt Ventilator der Firma Siemens
& Halske dar. Auf der Welle des Motors sitzen die Flügel des Ven-
tilators. Der Motor erscheint auf eiüem Holzbrett aufmontirt, welches
mit Ansätzen im Inneren des gusseisernen Gehäuses verschraubt ist.
Schickt man, bei den in der Figur ersichtlichen Klemmen Strom in den
Motor, so lauft derselbe an und setzt den Ventilator in Thätigkeit.
Treibt man eine Dynamomaschine ' an, so gibt dieselbe Strom,
schickt man umgekehrt in eine Dynatnomaschine Strom, so lauft die-
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— 272 —
selbe an und gibt Kraft (I. Seite 124). Ein- und dieselbe Dynamo-
maschine kann demnach sowohl als Stromerzeuger, als auch ab £j-aft-
geber Verwendung finden. Damit ergibt sich die folgende Anordnung
einer Kraftübertragung, Fig. 269. Den Stromkreis einer Dynamo-
maschine schließt ein in der Ferne befindlicher Elektromotor, welcher
zur Abgabe von Kraft an eine weitere Dynamo oder sonstige Maschine
dienen kann. Ein Hauptstromregulator regulirt die Stromverhftltnisse
in dem Stromkreise zwischen Dynamo und Motor, während BUtzscfautz-
vorrichtungen die Anlage vor Blitzschlägen sichern.
-^i
Yig, 269.
Die elektrische Kraftübertragung besteht somit in der Ueber-
tragung einer Arbeit von einem Orte nach einem zweiten Orte oder
nach mehreren anderen Orten; sie stellt daher entweder eine Ueber-
tragung oder eine Uebertragung und Vertheilung von Arbeit dar. Ganz
außerordentliche Vortheile bietet die elektrische Kraftübertragung in
der Vertheilung der Arbeit. Als es. sich z. B. im Jahre 1888 um den
Antrieb der Ventilatoren und Exhaustoren im Neuen Wiener B^thhause
handelte, zeigte es sich, dass zur Lösung der gestellten Aufgajbe nur
der Elektromotor berufen sei; alle anderen Antriebe z. B. mittelst
Dampf, Gas, Wasser und so weiter waren wirtschaftlich ausgeschlossen.
Bei elektrischen Kraftanlagen gestaltet sich insbesondere die Bedienung
außerordentlich einfach. Bei der eben genannten Anlage z. B. Werden
die Ventilatoren und Exhaustoren von einem Schaltbrette aus, das sich
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- 273 -
etwa im Mittelpunkte derselben befindet, in Thätigkeit gesetzt. Auf dem
Schaltbrette sind Ausschalter und Amp^remesser aufmontirt. Schließt
man auf dem Schaltbrette, durch das Einschalten eines Ausschalters,
den Stromkreis eines Elektromotors, so lauf); derselbe an. Aus den
Angaben des Amperemessers kann man leicht ersehen, ob der Elektro-
motor lauft und mit welchen Umdrehungen oder ob derselbe still steht.
Beim Einschalten zeigt der Amperemesser eine sehr hohe Stromstärke
an, sobald der Elektromotor lauft, sinkt diese Stromstärke, so dass sich
mit der normalen Umdrehungszahl auch die normalen Stromverhältnisse
einstellen. Einen rechnerischen Aufschluss über die Stromverhältnisse
bei einer Kraftübertragungsanlage sollen die folgenden Beispiele wie-
dergeben.
Beispiel: Ein Elektromotor im Neuen Wiener Rathause zu
etwa 4 PS hat einen innereren Widerstand von rund 0*39 Ohm, der
Widerstand in der primären Dynamo beträgt etwa 0*003 Ohm, der
Widerstand zwischen Dynamo und Motor etwa 0*007 Ohm, die elektro-
motorische Kraft der Primärdynamo 100 Volt; wie hoch stellt sich
unter diesen Angaben die Stromstärke im Augenblicke des Einschaltens ?
Die Stromstärke ergibt sich aus dem Ohm' sehen Gesetze
^ = Ö" = 0-29 +0-007 + 0003 " ^^^ ^rn^^^re.
Die Stromstärke in dem gemeinsamen Stromkreise zwischen Dy-
namo und Motor beträgt demnach im Augenblicke des Einschaltens
333 Ampere. Da den Elektromotor normal 35 Ampere durchfließen,
würden bei 333 Ampere die Sicherungen zwischen Dynamo und Motor
augenblicklich abschmelzen oder die Wickelungen des Elektromotors
Schaden leiden, wenn der Motor nicht augenblicklich anlauft. Zur Ver-
meidung dieser Gefahr verwendet man in dem genannten Stromkreise
einen Hauptstromregulator (Anlasswiderstand, Anlassapparat, Regulir-
widerstand), Fig. 269. Wie dieser Widerstand bemessen sein muss,
soll das folgende Beispiel lehren:
Beispiel: Welchen Widerstand hat ein Anlassapparat, welcher
unter den Angaben des letzten Beispieles die Stromstärke von 333
Ampere auf 80 Ampere herabsetzt?
In diesem Falle muss der Widerstand des Gesammtstromkreises
0 = ^ = ~ = 1-25 Ohm sein.
Da nach dem letzten Beispiele der Widerstand des Gesammt
Stromkreises 0*3 Ohm beträgt ergibt sich ein Anlasswiderstand von
1-25 — 0-3 = 0-95 Ohm.
Kratsert, Elektrotechnik. II. 18
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— 274 —
Sobald der Motor anlanft, entwickelt derselbe eine elektromoto-
rische Kraft von der entgegengesetzten Richtung derjenigen der Primär-
maschine; von jetzt an gelten die obigen Rechnungen nur dann, wenn
man anstatt der elektromotorischen Kraft der Primärmaschine die Diffe-
renz der elektromotorischen Kräfte der Primär- und Sekundärmaschine
einsetzt. Diese Ueberlegung iührt zur Lösung des nächsten Beispieles.
Beispiel: Welchen Wert erhält die Stromstärke in dem obigen
Stromkreise, bei gänzlich ausgeschaltetem (kurzgeschlossenem) Anlass-
widerstande und einer elektromotorischen Kraft des Motors von 90 Volt?
^ = -^ = ms^ ^ 33 Ampere.
Die Stromverhältnisse einer Kraftanlage stellen sich demnach
folgendermaßen : Beim Einschalten hat man in dem Hauptstromregulator
soviel Widerstand einzuschalten, dass die Stromstärke annähernd den
doppelten oder dreifachen normalen Wert erhält; dieser Widerstand
entspricht dem Gesammtwiderstande des Hauptstromregulators. Sobald
der Elektromotor anlauft, schaltet man allmählich Widerstand aus, bis
der Hauptstromregulator ausgeschaltet, d. h. kurzgeschlossen erscheint.
Der letzte Fall tritt mit dem normalen Laufe des Motors ein. Der
Anlasswiderstand muss während des Betriebes ausgeschaltet sein, weil
derselbe, dem Ohm'schen Gesetze entsprechend, Strom verbraucht.
Beispiel: Wieviel PS verbraucht ein Hauptstromregulator in
einem Stromkreise von 125 Ampere, wenn in demselben 05 Ohm ein-
geschaltet sind?
Dieser Regulator tilgt eine Spannung
F = ^ . 0 = 125 . 0-5 = 62-5 Volt oder eine elektrische Lei-
stung von
62-5 Volt . 125 Ampere = 7812-5 Voltampere oder
7812-5 : 736 = 10*61 PS,
147. Güteverhältnis. Das Güteverhältnis einer Kraftübertragung
vergleicht die an der primären und sekundären Maschine geleisteten
elektrischen Arbeiten. E sei die elektromotorische Kraft in der pri-
mären Maschine, e jene in der sekundären Maschine und i die Strom-
stärke in der Zwischenleitung.
Es sind hier zwei Fälle zu unterscheiden:
1. Primäre und sekundäre Maschinen haben Serienschaltung; dann
ist das Güteverhältnis
r — Ali. — ^
^' — ~E~ri — ~E'
Diese Gleichung nennt man das Gesetz von Siemens.
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- 275 —
2. Primäre und sekundäre Maschinen sind Nebenschluss- oder
Gemischtgeschaltete Maschinen. Finden in diesem Falle in der Leitung
Stromverluste statt, so haben die Ströme in den beiden Maschinen ver-
schiedene Werte. Bezeichnet man dann die Ankerströme mit i^ und ig,
so ergibt sich das Gtiteverhältnis aus der Gleichung
Beispiel: Welchen Wert hat das elektrische Güte Verhältnis
einer Nebenschlussmaschine unter Berücksichtigung der folgenden An-
gaben? Angaben: Elektromotorische Kraft der primären Maschine
= 110 Volt, elektromotorische Kraft der sekundären Maschine = 100
Volt, primärer Ankerstrom = 32 Ampere, sekundärer Ankerstrom
= 30 Ampere.
G. = ^^^2" = 0-85 oder So»/,-
Das mechanische Güteverhältnis stellt das Verhältnis der Pferde,
welche die sekundäre Maschine abgibt P^ Äg, zu jenem, welche die
primäre Maschine aufnimmt P^ S^ dar. D. h.
Gm =
Pg Sg
Beispiel: Wie groß ist das mechanische Güteverhältnis einer
Kraftübertragung, wenn die sekundäre Maschine 20 Pg ä^ abgibt,
während die primäre Maschine 25 P^ S^ aufnimmt?
20
Gr, = ^ = 0-80 oder SO^o-
148. Berechnung der Eraftübertragung. Die Berechnung der
Kraftübertragung umfasst die Berechnungen der Leistung des Motors,
des Spannungsverlustes in der Leitung, der Leistung der Dynamo und
der Leistung des, die Dynamo antreibenden Motors. Als Erläuterung
dieser Berechnungen seien die folgenden Beispiele angeführt:
Beispiel: Welche Leistungen haben Elektromotor, Dynamo-
maschine und Antriebmotor einer Kraftübertragungsanlage, wenn der
Elektromotor 80 P ä abzugeben hat, in den Leitungen 2 7o ^®r Lei-
stung des Elektromotors verloren gehen und die Güteverhältnisse des
Elektromotors und der Dynamo je 80% betragen?
1. Stromverbrauch des Elektromotors. Der Elektromotor
soll 80 PS leisten; das sind
736 . 80 = 58880 Voltampere. Da das Güteverhältnis des Elektro-
motors 807o beträgt, verbraucht derselbe
18*
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58880 . ^ = 73600 Voltampere.
2. Stromverbrauch in der Leitung. Nach Annahme gehen
in der Leitung 27o des Stromes, welchen der Elektromotor verbraucht
verloren, d. h. der Stromverlust in der Leitung hat den Wert
73600 . -j^ = 1472 Voltampere.
3. Leistung der Dynamo. Die Dynamo muss 73600 Volt-
ampere für den Elektromotor und 1472 Voltampere für den Strom-
verbrauch in der Leitung abgeben. Die Leistung der Dynamo stellt
sich somit auf
73600 + 1472 = 75072 Voltampere.
4. Leistung der Dampfmaschine. Da nach Annahme 80%
der Leistung der Dampfinaschine in der Dynamo in Strom umgesetzt
werden, muss die Dampfinaschine
100
75072 . -i^ = 93840 Voltampere leisten,
ou
Mit Berücksichtigung der Beziehung 1 PS = 736 Voltampere
(I. Seite 52) ergeben sich somit
93840 : 736 = 127-5 PS als Leistung der Dampfinaschine.
149. Ansprüche, welche an die Eraftmaschinen gestellt
werden :
1. Möglichkeit der Aufstellung des Motors an jedem beliebigen Orte.
2. Keine behördliche Genehmigung zur Aufetellung.
3. Möglichste Gefahrlosigkeit und Sicherheit des Betriebes.
4. Geringer Raumbedarf.
5. Einfache Bauart und Wirkungsweise.
6. Geringe Wartung.
7. Kein Geräusch, Rauch, Russ, Geruch u. s. w.
8. Billigster Anschaffungspreis.
In allen diesen Punkten ist der Elektromotor allen anderen Mo-
toren mindestens gleichwertig.
IL Kapitel.
Elektrische Eisenbahnen.
150. Geschichte. Die Geschichte der elektrischen Eisenbahnen,
einer besonderen Anwendung der elektrischen Krafinbertragung, filhrt
uns einen gemeinsamen Weg mit der Geschichte der letzteren. Sowie
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~ 277 —
auf den meisten Gebieten der praktischen Elektrotechnik beseitigte
die Firma Siemens & Halske auch im elektrischen Eisenbahn-
wesen die letzten Hindemisse. Während bisher die elektrische Eisen-
bahn aus dem Stadium der Versuche nicht herausgetreten war, betrieb
die genannte Firma im Jahre 1879 auf der Berliner Industrie-Ausstel-
lung die erste praktisch brauchbare elektrische Eisenbahn.
In Oesterreich-Ungam war die erste elektrische Eisenbahn von
B. Egger im Jahre 1880 auf der Wiener Gewerbe-Ausstellung zu
sehen. Im Jahre 1883 eröffiieten Siemens & Halske den Betrieb
der Bahn in Lichterfelde; in demselben Jahre führten Field & Edi-
son eine elektrische Bahn auf der Ausstellung in Chicago, etwa 1 km
lang, vor. Seit dieser Zeit datiren die großartigen Fortschritte der
elektrischen Bahnen in Amerika, während der Bau derselben in Europa
erst heute beginnt. Im Jahre 1888 wurde in Richmond eine elektrische
Bahn mit 20 Motorwagen in Betrieb gesetzt. Den nun folgenden enor-
men Aufschwung des elektrischen Bahnwesens gegenüber den Pferde-,
Kabel- und Dampfbahnen zeigt die folgende Tabelle, welche ich einem
Vortrage, gehalten von Hugo Koestler im Elektrotechnischen Verein
in Wien am 14. Februar 1894, entnommen habe.
Jahr
Q e 1 e i 8
e I ä n g e
in km
Wagen
im
Betriebe
Pferde
Elektricität
Kabel
Dampf
Zusammen
1880
6116
__
62
806
6973
18000
1885
6231
13
280
870
7394
22200
1890
9068
2019
781
1138
12996
32505
1891
8488
6498
950
1018
16949
35877
1892
7186
9502
1034
992
18664
37399
1898
6720
10090
1100
1040
18910
38500
Diese epochemachende Entwicklung verdanken die elektrischen
Bahnen in Amerika Field, Edison, Van Depoele, Daft, Henry,
Sprague, Eickmeyer, Rae, Sperry, Short und Anderen. Die
in der Tabelle angegebenen elektrischen Bahnen fahren mit einer Ge-
schwindigkeit von 15 bis 40 km in der Stunde, die Kabelbahnen mit
15 bis 20 km in der Stunde, der Fahrpreis auf den elektrischen Bah-
nen beträgt 5 Cents (125 kr, österr. W.).
151. Systeme der Bahnen. Die elektrischen Bahnen können
entweder von einer Centrale aus betrieben werden, also mittelst einer
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— 278 —
festen Elektricitätsquelle (Dynamo) oder mittelst einer Elektricitätsqnelle
(Sammler), welche sich auf dem Wagen selbst befindet. Bisher stehcD
zumeist elektrische Bahnen mit fester Elektricitätsquelle im Betrieb.
I. Bahnen mit fester Elektricitätsquelle.
Bei diesem System kann der Strom dem im Wagen befindUchen
Elektromotor entweder durch die Schienen oder oberirdisch oder unter-
irdisch zugeführt werden.
1. Zuftlhrung durch die Schienen oder durch eine
besondere Mittelschiene. Bei den zuerst gebauten elektrischen
Bahnen wurden die beiden Schienen gleichzeitig als Zuleitungen des
Stromes zu dem Elektromotor benützt. Die auf der Achse rotirenden
Räder waren von einander isolirt und dienten zur Abnahme des Stromes
von den Schienen oder es fanden gesonderte, auf den Schienen schlei-
fende Bürsten Verwendung. Die Schienen mussten an den Stellen des
Zusammenstoßes durch eigene Kupferbügel kontaktsicher verbunden
werden, weil sonst der Widerstand der Schienenleitung einen zu hohen
Wert annahm. Die wichtigsten Mängel dieses Systemes waren :
a) Gefahr für Menschen und Thiere. Dieser Mangel erscheint bei
Anwendung von Gleichstrom unter 500 Volt bei allen elektrischen
Eisenbahnsystemen vermieden.
b) Schlussbildung durch Feuchtigkeit in Folge des Lastverkehres
zwischen den Schienen. Zur theilweisen Behebung des durch Feuch-
tigkeit entstehenden Schlusses fanden eine isolirte Mittelschiene zur
Stromzuführung und die beiden Fahrschienen zur Stromableitung Verwen-
dung. Dort, wo nicht besondere Bahnkörper zur Verfügung standen^
umging man Unfälle an Kreuzungsstellen der Schienen mit Wägen und
Straßen dadurch, dass diese Stellen stromlos oder isolirt waren, und erst von
dem darüber fahrenden Wagen in den Stromkreis eingeschaltet wurden.
c) Der Straßenschmutz verhinderte die Herstellung eines gutleitenden
Kontaktes zwischen den Schienen und den Stromabnehmern.
Nach dem System der Stromzuführung durch die Schienen ge-
langten zunächst zur Ausführung:
Die elektrische Bahn in der Gewerbe- und Industrie-
Ausstellung in Berlin 1879 von der Firma Siemens & Halske. Die
Zuleitung des Stromes erfolgte durch eine Mittelschiene, die Ableitung durch
die Fahrschiene. Der Zug bestand aus einer Lokomotive, auf welcher sich
der Elektromotor (Modell D) befand und aus einem Anhängewagen für
etwa 20 Personen. Die Welle des Motors war parallel zum Greleise
angeordnet-, die Uebertragung fand, imter Anwendung einer doppelten
Uebersetzung, vermittelst Kegelrädern statt.
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Die elektrische Bahn von B. Egger auf der Wiener Gewerbe-
Ausstellung im Jahre 1880. Der Strom wurde dem Elektromotor ver-
mittelst Schleifkontakten an beiden Schienen zu-, beziehungsweise ab-
geführt.
Die elektrische Bahn in Groß-Lichterfelde bei Berlin.
Für das Geleise besteht ein eigener Bahnkörper. Die Schienen sind, ohne
besondere Isolation auf Holzschwellen befestigt und an den Stößen durch
Kupferseile mit einander verlöthet. Zum Schutze der Menschen und
Thiere vor elektrischen Schlägen sind die Schienen an den Straßen-
übergängen aus dem Stromkreise ausgeschaltet und durch unterirdisch
verlegte Kabel überbrückt. Auf den Schienen schleifen Bürsten. Die
Betriebsspannung beträgt 100 Volt. Die Bahn hat eine Länge von
4 km und ist eingeleisig. Die Betriebskosten stellen sich auf 24 Pfennige
fiir 1 Wagenkilometer. Auf 2*4 hm der Strecke findet Schienenleitung,
auf 1'6 km derselben oberirdische Leitung Verwendung. Die größte
Steigung beträgt 1 : 100 auf 0*4 km. Der kleinste Krümmungsradius
misst 30 m.
Die elektrische Praterbahn in Wien auf der internationalen
elektrischen Ausstellung im Jahre 1883 ebenfalls von Siemens&Halske.
Die elektrische Bahn am Strand von Brighton, erbaut
von Magnus Volk.
2. Oberirdische Stromleitung. Das System der oberirdischen
Stromleitung findet überall dort Verwendung, wo die Aufstellung von
Leitungsstangen gestattet ist. Dieses System stellt sich elektrisch und
wirtschaftlich am günstigsten. Die Zu- und Rückleitung des Stromes
erfolgt entweder einerseits durch die Schienen, andererseits durch eine
Luftleitung, Fig. 270 und 271, oder durch zwei Luftleitungen. Die
Luftleitungen können an Leitungsstangen, welche neben dem Geleise,
Fig. 270 und 271, oder auf Seilen, die zwischen, zu beiden Seiten des
Geleises stehenden, Leitungsstangen getragen werden, führen. In letz-
terem FaUe sind die Leitungen an Seilen in der Mitte des Geleises
isolirt befestigt und bestehen entweder aus blanken Kupferdrähten oder
aus blanken Kupferdrahtseilen. Das System der oberirdischen Strom-
zuleitung wurde zuerst von der Firma Siemens & Halske auf der
Pariser Internationalen Ausstellung im Jahre 1881 vorgeführt.
Die Fig. 270 bis 273 geben die wichtigsten Einrichtungsstücke
einer elektrischen Eisenbahn und deren Anordnung wieder. Die Strom-
zuleitung erfolgt durch einen, an Konsolen befestigten Kupferdraht. Die
Konsolen werden von Leitungsstangen getragen. Zur Kückleitung des
Stromes dienen die Schienen, von welchen aus der Strom mittelst be-
sonderer Schleifkontakte in den Elektromotor tritt. Die Dynamo treibt,
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— 280 —
Fig. 270 und 271, ein Vorgelege an, von welchem zu jeder Wagen-
achse eine Uebersetzung führt. Die Fig. 270 und 271 stellen den Quer-
und den Längsschnitt durch eine kleine elektrische Lokomotive dar.
Auf dem Wagen befinden sich zwei Sitze zur Hin-, beziehungsweise
Rflckfahrt des Wagen-
führers. Neben jedem
Sitze dient eine Kurbel
zur Regulirung des Wider-
standes, eine zweite zum
Bremsen. Die letztere
Kurbel trägt eine Glocke,
welche durch das Heben
des Griffes derselben be-
thätigt wird. In der Fig.
271 erscheint auf der
linken Seite nur die Kur-
bel zur Widerstandsreguli-
rung, auf der rechten Seite
nur die Kurbel zum Brem-
sen veranschaulicht. Auf
dem Wagendache ist ein
Laufkontakt, System
Sidney H. Short,
Fig. 272, aufmontirt, wel-
cher durch zwei kräftige
Federn gegen die Leitung
gedrückt wird. Die vor-
dere Feder kann man aus
derselben Figur ersehen.
Der Laufkontakt besteht
aus einem Schuh, Fig. 273,
der auf der unteren Fläche
der Leitung schleift. Der
Schuh schleift mit der
inneren Bodenfläche auf
der Leitung. Zur Vermeidung von zu starker Abnützung der Leitung
ist der Schuh, an der Berührungsfläche mit derselben, mit einem wei-
chen Metall ausgegossen; das letztere nützt sich wohl rasch ab, kann
jedoch leicht ersetzt werden. Zur Befestigung der Stange, welche den
Schuh trägt; an der Grundplatte, dient ein Universalgelenk, welches
seitliche Ausweichungen der Leitung bis auf 1 m zulässt.
Fig. 270.
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— 281 —
Nach dem System der oberirdischen Zuleitung befinden sich im
Betriebe :
Die elektrische Bahn in Mödling bei Wien gebaut von
der Finna Siemens & Halske im Jahre 1883.
Fig. 271.
Die elektrische Bahn Frankfurt-Offenbach zu Beginn des
Jahres 1884 von der Firma Siemens&Halske fertiggestellt. Auf einer
Seite des Geleises sind Säulen aufgestellt, auf welchen besondere Lei-
tungen, durch Kabel aus Stahl- und Kupferdrähten, getragen werden.
Die Leitungen bestehen aus geschlitzten Eisenröhren. Zur Befestigung
der Ejibel, welche besonders den Durchhang der Leitung in der Mitte
zveischen je zwei Säulen verhindern an den Leitungsstangen, dienen
Isolatoren. Innerhalb der eisernen Röhren gleiten 4 kupferne Reiber
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— 282 —
von elliptischer Form, welche durch ein biegsames Seil miteinander
verbunden sind. Die Reiber sind aus 2 Theilen zusammengesetzt, welche
durch eine Spirale gegen die Innenwand der Röhren gedrückt werden.
Von dieser Kontaktvorrichtung führt aus jeder Rohrleitung ein Kabel
den Strom in den Elektromotor. Die Bahn ist eingeleisig und besitzt
Ausweichstationen mit besonderer Einrichtung. Die Weichen sind selbst-
thätig. Das Kontaktschiffchen lauft mit dem Wagen in die, dem be-
treffenden Geleise entsprechende Rohrleitung ein. Die Strecke hat eine
Länge von G'7 km. Im Betriebe befinden sich 14 Wagen, von welchen
10 ihre eigenen Motoren besitzen. Zwei Dampfmaschinen zu je 120 EF
Fig. 272.
Fig. 273.
treiben 4 Dynamo zu je 300 Volt bei 70 Ampere an. Das mechanische
Gtiteverhältnis schwankt, je nach den Steigungen, zwischen 50 und
80%- Die Dynamo sind nebeneinander geschaltet. Zum Antriebe von
4 Wagen genügen 2 Dynamo. Das Gewicht der Wagen beträgt etwra
4000 lcg\ sie nehmen beiläufig je 22 Personen auf. Die Bahn fährt
mit einer Geschwindigkeit von 12 hm in 1 Stunde. Die Betriebskosten
stellen sich ftlr ein Wagenkilometer auf 19*5 Pf, die größte Steigung
beträgt 1 : 30, der kleinste Krümmungsradius 30 m.
Auf der verlängerten Strecke der Lichterfelder Bahn,
von der Cadettenschule bis zur Potsdamer Bahn, hat die Firma Siemens
& Halske eine neue Kontaktvorrichtung, einen sogenannten Kon takt-
bügel zuerst in Anwendung gebracht. Ueber dem Dache des Wagens
führt ein Stromabnehmer zu dem eben genannten Kontaktbügel, Fig. 274.
Die Einrichtung der Wagen ermöglicht ohne Weiteres ein Uebergehen
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•S
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der Wagen von der alten Strecke mit Schienenleitung auf die neue
mit oberirdischer Leitung.
Dieselbe Kontaktvorrichtnng besitzen die folgenden znm Theile
schon ausgeftlhrten, zum Theile im Bau begriffenen Bahnen derselben
Firma: Zwei Linien in Hannover, zwei Linien in Genua, eine Linie in
Dresden, eine Linie in Barmen, eine Linie in Bukarest und eine Linie
in Budapest.
Am 21. Mai 1894 ist von derselben Firma eine elektrische Stadt-
bahn in Lemberg nach demselben Systeme dem Betriebe übergeben
worden. Den folgenden Bericht über diese Bahn entnehme ich dem
elektrotechnischen Anzeiger in Berlin. Das die Stadt durchziehende
Netz elektrischer Bahnen besteht aus folgenden Strecken: Einer etwa
6 km langen Durchmesserlinie von dem im Westen der Stadt gelegenen
Staatsbahnhof nach der östlichen Vorstadt Lyczakower, einer vona Mittel-
punkte der Stadt aus abzweigenden Radialstrecke, nach dem Kilinski-
Park, ferner einer kurzen Zweigstrecke nach dem großen Friedhof luid
einem Verbindungsgeleise zum Betriebsbahnhof und zur elektrischen
Centralstation. Die gesammte Geleiselänge beträgt 16 hm^ die gesammte
Bahnlänge 8*5 im, von denen augenblicklich bereits 6 km im Betrieb
stehen. Die Steigungsverhältnisse der Bahn sind sehr ungünstige;
Steigungen zwischen 40%o ^^^^ 507oo kommen wiederholt vor, und die
größte, mehrere 100 m lange Steigung beträgt sogar GI^ö^/qq. Auch
die Kurvenverhältnisse sind schwierige; ein Minimalradius von 15 J»
kommt wiederholt vor. Der Oberbau der Bahn besteht aus Rillen-
schienen von der Type Phönix ; der laufende m wiegt 32'5 kff. Die mit
eisernen Spurstangen verbundenen, 1400 mm hohen Schienen sind direkt
auf einem Schotterbett gelagert. Der elektrische Strom wird oberirdisch
zugefiihrt. Die aus Hartkupfer bestehenden Arbeitsdrähte sind mitten
über den Geleisen ausgespannt. Die Querdrähte sind je, nach dem
Charakter der betreffenden Straße, an architektonisch ausgebildeten,
eisernen Säulen an einfachen, hölzernen Masten oder an Mauerfalten be-
festigt. Der elektrische Strom, dessen primäre Spannung 500 Volt be-
trägt, wird, sowie es Fig. 274 zeigt, mittelst Kontaktbügel, die auf den
Dächern der Motorwagen federnd befestigt sind, abgenommen und zum
Motor geleitet. Die Kückleitung des Stromes erfolgt durch die Schie
nen, welche zu diesem Zwecke an den Stößen kupferne Verbindungen
haben. Für die Bahn sind vorläufig 16 Motorwagen bestinunt, wovon
zunächst die Hälfte in Betrieb stehen. Die Wagen sind zweiklassig die
Motoren 25pferdig. Die Uebertragung auf die Achsen erfolgt mittelst
Ketten. In der elektrischen Centralstation sind zunächst 2 Röhrendampf-
kessel von je 220 m^ Heizfläche und 2 liegende Compound-Dampf-
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mascilinen mit Kondensation aufgestellt. Jede Dampfmaschine leistet 200
effektive PS und treibt eine mit ihr direkt gekuppelte Innenpolmaschine
des bekannten Systemes der Firma Siemens & Halske an.
Die elektrische Bahn von B. Egger & Co. in Gmunden.
Die im Juli 1894 fertig gestellte Bahn hat eine Länge von 2*6 ktn^ die
größte Steigung beträgt 957ooj ^®^ kleinste Krümmungsradius 40 m,
die maximale Fahrgeschwindigkeit in der Ebene 25 Arm, auf der maxi-
malen Steigung S km in der Stunde. Die erste Einrichtung besteht
aus 3 Motorwagen flir je 36 Personen. Jeder Wagen besitzt 2 Serien-
motoren zu je 20 P/S; jeden Wagen treibt eine Wagenachse mittelst
doppelter Zahnradübersetzung an. Beim Anfahren werden beide Mo-
toren hintereinander, bei schneller Fahrt parallel geschaltet. Das Ge-
^vicht eines belasteten Wagens stellt sich auf etwa 8000^9'. Die Strom-
zuleitung erfolgt durch eine oberirdische Leitung, oberhalb der Mitte
der Geleise, welche auf Konsolen an Hartgummiisolatoren von 35 zu 35 m
befestigt ist, die von Masten getragen werden. Die Arbeitsleitung be-
steht aus Hartkupferdraht von 8'25 mm Durchmesser, 40 kg Bruch-
festigkeit und 0*018 specifischer Leitungsfähigkeit. Von der Wagendecke
aus schleift eine Kontaktleitung, vermittelst einer Rolle, auf der Strom-
zuleitimg. Die Rückleitung des Stromes erfolgt durch die Schienen,
welche an den Stößen durch verzinkte Kupferdrähte leitend verbunden
sind. Die Kontaktleitung ist, der Sicherheit des Betriebes halber, in 2
Abtheilungen getheilt ; jede Abtheilung enthält einen automatischen Strom-
und Widerstandsregulator, Patent Ernst Egger und Ferdinand
A. Wessel, in unmittelbarer Nähe der Primärmaschine. Der Automat,
ein elektrischer Regulirapparat, ist im Wesentlichen dadurch gekennt-
zeichnet, indem er sich vermöge seiner Konstruktion derart einstellt, dass
seinen, als Regulator wirkenden Theil, während dessen Thätigkeit in
der Gleichgewichtslage, immer eine konstante Stromstärke durchfließt,
wobei er einen jeweilig zweckentsprechenden Widerstand zu einem be-
stimmten, gegebenen Zwecke in die Leitung einschaltet. Der Regulator
stellt im Stromkreise, sowohl eine konstante Stromstärke als auch eine
konstante Spannung ein. Aendern sich die Stromstärke und die Span-
nung, dann ändert sich auch die, den Regulirapparat durchfließende
Stromstärke, stört den Gleichgewichtszustand desselben und damit seine
Ruhelage. Die so resultirende Bewegung bewirkt die Aenderung von
eingeschalteten Widerständen solange, bis einerseits der Regulirapparat
wieder von der eingestellten konstanten Stromstärke durchflössen wird
und sich andererseits in Folge dessen im Stromkreise wieder die ge-
wünschte Stromstärke, beziehungsweise Spannung eingestellt hat.
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Zu dem Punkte höchster Steigung zweigt, hinter einem Automat,
zur Erreichung eines besonderen Spannungsausgleiches, eine Speise-
leitung ab.
Im Maschinenhause stehen 2 Dampfmaschinen, 2 Kessel und 2
Dynamo zu je maximal 50 PS, Die primären Maschinen sind über-
compoundirt; sie geben bei Leerlauf 500 Volt, bei Belastung 550 Volt
Fig. 276.
Blitzschutzvorrichtungen schützen die ganze Anlage gegen Blitz-
gefahr; dieselben befinden sich sowohl auf der ganzen Linie als auch
in den einzelnen Motorwagen. Die Blitzschutzvorrichtung in dem Mo-
torwagen sind einerseits an die Stromzuleitung, andererseits an das
Maschinenuntergestell angeschlossen.
Fig. 275 veranschaulicht das System der oberirdischen Stromzu-
führung mittelst Rollenkontakt nach Thomson-Houston. Zu
beiden Seiten des Geleises stehen Mäste, zwischen welchen Seile gespannt
sind ; letztere dienen zur Befestigung der Hin- und Rückleitung des Stromes.
Von der Wagendecke aus führt eine Stange zu zwei Kontaktrollen
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welche an der unteren Fläche der Leitung rollen. Jede Wogenachse wird
durch einen besonderen Elektromotor, vermittelst doppelter Zahnrad-
übersetzung, angetrieben. In jedem Wagen sind Blitzschutzvorrichtungen
Patent Thomson-Houston vorhanden.
In Fig. 276 ist ein elektrischer, amerikanischer Omnibus ab-
gebildet. Dieses Bild versinnlicht einen elektrischen Motorwagen ohne
Schienen. Aus der Maschinenstation führt der Strom in die Leitungen,
Fig. 276.
welche von Leitungsstangen, vermittelst Konsolen, getragen werden. Ein
Kontaktwagen führt den Strom aus einer Leitung in den Elektromotor
und von diesem zur zweiten Leitung zurück. In der Figur sind 4 Leitungen
angebracht, so dass der Verkehr zweier Wagen unabhängig voneinander,
in derselben, oder in entgegensetzten Richtungen, ermöglicht erscheint.
Fig. 277 gibt das Bild eines Kontaktwagens wieder. Vier Rollen
ersetzen die 4 Räder eines Wagens. Die Rollen ruhen auf der Leitung.
Die beiden Rollen auf der einen Längsseite des Wagens sind von den
beiden Rollen auf der zweiten Längsseite des Wagens isolirt. Während
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der Strom von der einen der beiden Kollen dem Elektromotor zugeleitet
wird, tritt derselbe von den beiden anderen in die Leitung zurück.
3. Unterirdische Stromzuführung. Das System der unte^
irdischen Stromzuführung muss überall dort Verwendung finden, wo
oberirdische Leitungen untersagt sind. Bei diesem Systeme wird der
Strom dem Elektromotor durch unterirdische Kanäle zugeführt. Innerhalb
der, unterhalb der Schienen ausgeführten, Kanäle sind die Leitungen isolirt
aufinoutirt, von welchen die Zuleitung des Stromes zu dem Elektromotor
durch Kontaktvorrichtungen erfolgt. Die unterirdische Stromzuführung
Fig. 277.
besitzt den Vortheil, dass alle Leitungsstangen wegfallen, dagegen den
Nachtheil höherer Anlagekosten. Nach diesem System wurden ausgefilhrt:
Die Versuchsstation von Bentley & Knight in Cleveland.
Die unterirdische Zuleitung führte durch einen Holzkanal, welcher sieh
zwischen den Schienen befand.
Die elektrische Eisenbahn in Blackpool. Die Zuleitxmg des
Stromes erscheint in einem Kanäle auf Isolatoren befestigt. Die Rück-
leitung erfolgt durch die Schienen.
Fig. 278 zeigt eine unterirdische Stromzuführung mittelst
Kontaktwagen; von dem letzteren, welcher auf den Stromschienen
rollt, tritt der Strom, unter Vermittelung eines Schleifkontaktes, in
den Elektromotor des darüber befindlichen Wagens ein.
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Als Muster einer Bahn mit unterirdischer Stromzuflihrung kann
die, von der Firma Siemens & Halske^) ausgeführte, Budapester
elektrische Stadtbahn betrachtet werden, die seit dem Jahre 1889 im
Betrieb steht. Die Straßenoberfläche unterscheidet sich fast in Nichts
Fig. 278.
Fig. 279.
von der einer gewöhnlichen Straßenbahn. Wie bei einer solchen sind
für jedes Geleise zwei Schienen im Straßenpflaster vorhanden.
Die Zuführung des elektrischen Stromes erfolgt in einem unter-
irdischen Kanal, welcher sich imter einer Fahrschiene des Geleises er-
streckt. Aus Fig. 279 ist der Querschnitt des Unter- und Oberbaues
^) Nach dem Bautechniker.
Kratzert, Elektrotechnik. II.
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zu ersehen. Vom Kanal gelangt der Strom durch ein am Wagen be-
festigtes Kontaktschiff zur Dynamomaschine des Wagens.
Der Kanal für die Zuführung des elektrischen Stromes hat ein
eiförmiges Profil von 28 cm lichter Weite und von 23 cm lichter Höhe.
Er ist in seinem Scheitel, entsprechend der Rille und der darüber lie-
genden Fahrschiene, aufgeschlitzt, so dass also die Rille der Schiene in
ihrer ganzen Länge mit dem Kanal unter der Schiene in Verbindung
steht. Dieser Schlitz hat in Budapest normal 33 mm Breite, könnte
aber auch noch wesentlich schmäler gehalten werden. Die Konstruktion
des Kanales ist in der Weise bewirkt, dass in Abständen von 1*20 m
gusseiseme Rahmen von 18 cm Breite aufgestellt werden, welche dem
Profil des Kiinales entsprechend geformt sind. Diese eisernen Rahmen
dienen zuerst als Rippen des Kanales, weiters zur Unterstützung und
Befestigung der Fahrschienen und endlich zur Befestigung von Iso-
latoren für die Anbringung der elektrischen Leitungen in dem Kanäle.
Der Kanal selbst, dessen Sohle sich in der gleichbleibenden Tiefe
von 57 cm unter dem Pflaster beziehungsweise der Schienenoberkante
hinzieht, ist zwischen dem eisernen Rahmen aus Stampfbeton ausgefiihrt,
indem die Rahmen beim Bau als Schablonen und später gleichsam als
Verstärkungsrippe dienen.
Die Fahrschienen, welche den Einzelschienen des bekannten Haar-
mann-Oberbaues einigermaßen entsprechen, sind auf den eisernen
Rahmen, welche zu ihrer Unterstützung dienen, mittelst schmiedeisener
Winkelachsen, verschraubt. Letztere verhindern, dass der zwischen
den Schienen verbleibende, 33 mm breite, offene Schlitz durch auftre-
tende, seitliche Stöße darüber fahrender Straßenlasten oder durch seit-
lichen Druck des Pflasters verengert wird.
Zwischen den Rahmen bilden die Fahrschienen gleichsam die
Decke des Kanales. Das Widerstandsmoment der einzelnen Schiene
muss deshalb so groß bemessen werden, dass diese in der Mitte zwischen
zwei unterstützenden Rahmen die größte vorkommende Straßenlast noch
zu tragen vermag.
In den Leitungsflächen der eisernen Rahmen sind — dem Kanal
zugekehrt — hülsenförmige Porzellan-Isolatoren eingegossen, weichein
dem Kanal die elektrischen Leitungen tragen. Zur Isolirung der
Leitung wird ein Gemisch von Schwefel und Caput mortuum benützt.
Die Leitungen bestehen aus Winkeleisen. Es sind den beiden
Kanalwänden entsprechend zwei Leitungen angeordnet, von denen die
eine zur Hinleitung des elektrischen Stromes, die andere zur Rück-
leitung desselben dient.
Die Leitungen liegen vollkommen geschützt unter den Fahrschienen,
so dass sie von oben durch den Schlitz weder gesehen, noch berührt
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werden können; sie liegen weiters entsprechend hoch über der Sohle
des Kanales, damit das in dem Kanal sich etwa ansammelnde Tage-
wasser unter denselben abfließen kann, ohne mit ihnen in Berührung
zu kommen. Um den Abzug des, in dem Kanal sich sammelnden
Wassers zu ermöglichen, sind in entsprechenden Entfernungen neben
dem Kanal Sammelschächte angeordnet, von welchen aus das zusammen-
fließende Wasser, nach Abscheidung des etwaigen Schlammes, in die
Straßenkanäle abgeführt wird. In Fig. 280 ist das System der elektri-
schen Bahn mit unterirdischer Stromzufllhrung zur Anschauung gebracht.
Da die Fundamentsohle des beschriebenen Leitungskanales nur
72 cm unter der Schienen-, beziehungsweise der Pflasteroberkante liegt,
Fig. 280.
so ist jede Beeinträchtigung der städtischen Kanäle imd Rohrleitungen
durch den Leitungskanal der Bahn ausgeschlossen.
Die zweite Schiene des Bahngeleises, unter welcher sich kein
Leitungsdraht erstreckt, kann nach einem beliebigen Oberbau-System
als Phönix-Schiene oder als einfache Vignolschiene ohne Rille,
eventuell sogar nur als einfache Flachschiene ausgeführt werden.
Der elektrische Wagen unterscheidet sich äußerlich von einem
gewöhnlichen Straßenbahnwagen fast gar nicht. Er hat selbstverständlich
an den Enden keinerlei Zugsvorrichtung, wohl aber an jeder Kopf-
schwelle des Untergestelles je einen Puffer, welcher gleichzeitig mit
einer Einrichtung zur Kuppelung mehrerer Wagen zu einem Zuge ver-
sehen ist.
19*
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Unter dem Wagen, zwischen beiden Wagenachsen, liegt die Wagen-
maschine (sekundäre Dynamomaschine) in einem Schutzkasten ein-
geschlossen, Fig. 281. Die Dynamomaschine überträgt die Umdrehung
ihres Ankers mittelst eines Vorgeleges auf die eine Wagenachse, welche
dadurch zur Triebachse wird. Neuerdings laufen auch Wagen, bei
welchen der Antrieb von der Maschinenachse direkt auf die Wagen-
achse erfolgt. Zur Uebertragung von der Dynamomaschine auf die
Wagenachse werden Glieder-Ketten verwendet. Unter den Perrons
Fig. 281.
des Wagens liegen die Widerstände, durch deren Ein- und Ausschaltung
eine Veränderung in der Geschwindigkeit des Wagens ermöglicht wird.
in 4 Gruppen vertheilt. Neuerdings ist es gelungen, mit nur zi^ei
Gruppen von Widerständen das Auslangen zu finden; femer werden
jetzt auch Wagen konstruirt, bei welchen die Dynamomaschine um die
Wagenachse angeordnet erscheint.
Das Ein- und Ausschalten der Widerstände erfolgt durch den,
unter dem Sitze eines Perrons in einem Kasten aufgestellten Einschalte-
cylinder, welcher von jedem der beiden Perrons aus mittelst der dort
befindlichen Schaltkurbel bethätigt werden kann. Durch dieselbe Schalt-
kurbel besorgt der Wagenführer auch das Ein- und Ausschalten der
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Maschine, und zwar kann derselbe durch das Vor- und Rückwärtsdrehen
der Kurbel die Umdrehung des Ankers der Maschine in der einen oder
anderen Richtung und dementsprechend die Bewegung des Wagens in
beiden Fahrrichtungen erfolgen lassen. Neuestens hat der Ein- und
Aasschalter eine flache, dosenförmige Gestalt bekommen und wird durch
einen Hebel, den der Wagenführer in der linken Hand hält, in ähn-
licher Weise in Thätigkeit gesetzt wie der Reversirhebel einer Dampf-
lokomotive.
Damit es nicht vorkommen kann, dass Personen unter die Wagen
gerathen, sind dieselben an beiden Stirnseiten mit besonders konstru-
irten Schutzrechen versehen, welche um eine horizontale Achse drehbar
derart angebracht sind, dass sie eben über das Pflaster und das Geleise
ohne Berührung hinweggleiten. Wenn irgend ein Hindernis im Wege
liegt, 80 werden diese Rechen, entgegen der Spannung, von kräftigen
Spiralfedern niedergedrückt und legen sich nunmehr mit ihrem, aus
Kautschuk hergestellten, elastischen Rande dicht an das Pflaster an,
wobei sie das Hindernis erst vor sich hin und schließlich nach der
Seite schieben. Diese Rechen haben sich bisher jedesmal, und zwar
in zwei Fällen vollkommen bewährt, indem Personen, welche durch
ihre eigene Unvorsichtigkeit zu Fall kamen, ohne irgend welche ernste
Beschädigung, zur Seite geschoben wurden.
Der Betrieb der elektrischen Wagen erfolgt in der Weise, dass
der, in einer für alle Linien gemeinsamen Centralstation erzeugte elek-
trische Strom, welcher 300 Volt Spannung hat, durch die im Kanal
längs der Bahn befindlichen Leitungswinkeleisen fließt. Die Zu- be-
ziehungsweise Rückleitung des elektrischen Stromes von diesen Lei-
tnngswinkeleisen zu beziehungsweise von der Wagenmaschine geschieht
in der Weise, dass sich unter jedem Wagen, zwischen den beiden
einander gegenüberstehenden Leitungswinkeleisen im Kanal, ein
Kontaktschiff befindet, welches am Wagen befestigt ist und daher mit
demselben fortgezogen wird. Die Pole dieses Kontaktschiffes sind ent-
sprechend mit der Wagenmaschine leitend verbunden. Die Wagen
werden direkt von den Leitungswinkeleisen aus elektrisch beleuchtet.
Der Wagenftthrer hat in der linken Hand den Hebel des Ein-
und Ausschalters, in der rechten die Kurbel der Bremse und bethätigt
mit dem Fuße die Alarmglocke.
Selbstverständlich können auf demselben Geleise mehrere Wagen
unabhängig von einander gleichzeitig auch in verschiedenen Fahr-
richtungen verkehren. Auf allen Strecken des ganzen Netzes sind
gegenwärtig 60 bis 70 Wagen gleichzeitig im Betriebe. Wenn unter-
wegs ein Kontaktschiff Schaden leiden und den Dienst versagen sollte.
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so wird der Wagen an den nächstfolgenden gekuppelt, und anf dem
Bahnhofe das schadhafte Kontaktschiff ausgewechselt.
Derzeit stehen folgende Linien im Betrieb:
1. Die Barossgassenlinie (früher Stationsgassenlinie genannt) seit
30. Juli 1889. Diese ist 2'bkm lang, wovon l'bkm zweigeleisig nnd
1 km eingeleisig sind.
2. Die Podmaniczkygassenlinie seit 10. September 1889. Diese
Linie ist 3"5 km lang und fast durchwegs zweigeleisig.
3. Die Ringstraßenlinie seit 6. März 1890 vom Österreichisch-un-
garischen Bahnhofe bis zur Kerepeserstraße, seit 7. August 1890 weiter
bis zur üellöerstraße und seit 4. Juni 1892 bis zum Borirusplatz. Sie
ist 31 km lang, vom Westbahnhofe der kgl. ungarischen Staatsbahnen
bis zur Üellöerstraße zweigeleisig und von da an vorläufig eingeleisig.
4. Die Königsgassenlinie, welche eine Länge von 1*93 Am besitzt
und größtentheils zweigöleisig ist. Eine Erweiterung dieser Linie befin-
det sich im Bau. Außerdem ist in Ausflihrung begriffen:
5. Die Umwandlungen der bis jetzt mit Dampflokomotiven be-
triebenen Straßenbahn nach Steinbruch und dem neuen Friedhof (soge-
nannte Friedhoflinie) in eine elektrische Bahn mit oberirdischer Strom-
Zuführung. Der Bau auf der rund 10 km langen Linie hat bereits be-
gonnen. Aus lokalen Rücksichten — wie z. B. Straßenregulirungen und
mangelnde Kanalisirungen — wird auch im Weichbilde der Stadt provi-
sorisch das oberirdische System hier angewendet, doch soll in einer
späteren Zeit, innerhalb der Stadt, das unterirdische System Verwen-
dung finden.
6. Endlich wird die Kailinie zum Ausbaue gelangen, welche sich
beim Elevator an die Ringstraßenlinie und bei der Akademie an die
Podmanickygassenlinie anschließen soll.
Die gesammte Qeleislinie beträgt heute 24 kw. Der Minimalab-
stand der Geleisachsen von den benachbarten Trottoirkanten beträgt
3'22 fw, die kleinste Fahrdammbreite der eingeleisigen Strecken ist
7*33 m, die der zweigeleisigen 11'19 iw. Die schärfeten Kurven haben
einen Radius von 45 iw, ausnahmsweise sogar 22 w. Die größte bei der
elektrischen Stadtbahn vorkommende Steigung, 19%0) ist zu gering, ab
dass die Leistungsfähigkeit der Wagen in dieser Hinsicht zu Geltnng
käme. Es wurde jedoch versuchsweise vor dem Heizhause auf dem
Betriebsbahnhofe Steinbrucherstrasse eine künstliche Rampe von 1 : 10
gebaut, um zu konstatiren, ob und mit welcher Geschwindigkeit man
auf derselben noch fahren kann. Diese Versuche ergaben sowohl für
das Fahren wie auch fttr das Anfahren der voUbeladenen Wagen voll-
kommen zufriedenstellende Resultate. Bemerkenswert ist hierbei, dass
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die Thalfahrt ohne Bremse erfolgt, u. zw. dadurch, dass man die Wagen-
maschine ausschaltet und als Primärmaschine zur Bremsung des Wagens
verwendet.
Es sei an dieser Stelle erwähnt, dass sich die Baukosten der Bahn,
je nach den Terrainverhältnissen, auf fl. 30.000 bis 40.000 für 1 km
stellten.
Die Centralstation, von welcher aus der Betrieb des gesammten
Netzes der elektrischen Bahn erfolgt, befindet sich in der Gärtnergasse.
In dem Kesselhause der Centrale sind 5 Wasserrohr-Dampfkessel, zu
je 98 m* Heizfläche aufgestellt, von welchen 3 im normalen Betriebe sind.
In dem Maschinenhause der Centrale stehen 3 ältere Dampfmaschinen
zu je 100 Pferdekräften und 3 zugehörige Dynamomaschinen, welche von
den Dampfmaschinen mittelst Hanfeeilen angetrieben werden. Femer
sind mit Rücksicht auf die in Aussicht genommene Erweiterung des
Netzes und mit Rücksicht auf die beabsichtigte Einführung des elek-
trischen Betriebes auf der Friedhoflinie 3 Stück je 200 Pferdekräfte
starke Dampfmaschinen mit direkt auf derselben Welle gekuppelten
Dynamomaschinen bereits vorhanden, welche gegenüber den plötzlichen
Entlastungen und Belastungen beim Betriebe regulirbar sind. Sämmtliche
Dampfmaschinen sind Compoundmaschinen mit Kondensation.
Das erforderliche Kondensationswasser liefern 2 Brunnen, von
welchen der eine sich im Hofe der Centrale befindet, während der
zweite auf dem Straßendreieck bei der Kreuzung der Ringstraße, der
Tabakgasse und der Gärtnergasse ausgeführt ist. Mit Rücksicht auf den
Umstand, dass die Brunnen im Hochsommer nicht genügend Konden-
sationswasser liefern, wurde im Hofe der Centrale eine Gradirwerks-
Anlage ausgeführt, mittelst welcher das von den Dampfmaschinen kom-
mende Kondensationswasser gekühlt wird, um von Neuem wieder zur
Kondensation Verwendung zu finden. Die zu dem Gradirwerk gehörigen
Centrifugalpumpen und Ventilatoren werden mittelst eines Elektromotors
angetrieben.
Der von den Dynamomaschinen in der Centrale erzeugte Strom
fahrt zunächst in die Sammelschienen eines im Maschinenhause ange-
ordneten Schaltbrettes und von hier aus mittelst eisenbandarmirter
Patentbleikabel, welche in die Erde eingebettet sind, getrennt zu den
einzelnen Bahnlinien.
Vom Schaltbrett der Centralstation führen besondere Kabel einer-
seits nach der Kreuzung der Podmanickygasse mit der Ringstraße,
andererseits nach der Kreuzung der Barossgasse mit der Ringstraße,
und drittens nach der Ringstraße, Ecke der Tabakgasse. Auch die
Königsgassenlinie hat besondere Zuleitungskabel aus der Centrale er-
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halten, welche bei der Valerogasse an die Leitungen der Bahn ange-
schlossen sind.
An den Anschlnsspnnkten der Kabel an die einzelnen Bahnlinien
sind Vertheilnngskasten angeordnet, ans denen die einzelnen Geleise
der verschiedenen Bahnlinien mit kurzen Zuleitungskabeln Strom
erhalten.
Es sei noch bemerkt, dass von denselben Dynamomaschinen,
welche den Strom zum Bahnbetrieb Uefern, an den Tageszeiten
mit schwachem Verkehr ein größerer, in der Centrale au%estellter
Sammler geladen wird. Dieser Sammler dient zur elektrischen Beleuch-
tung der Bureauräume, des Maschinen- und Kesselhauses und des
Hofes. Nach Schluss des Bahnbetriebes, wenn die Maschinen abge-
stellt sind, werden von dem erwähnten Sammler die beiden Betriebs-
bahnhöfe in der Arenastraße und Steinbruchergasse, behufs Reinigung
und Revision der Wagen, mittelst Bogenlicht beleuchtet. Als Lieitungen
von dem Sammler nach den Betriebsbahnhöfen dienen dieselben Lei-
tungen, welche während des Tages den Strom ftlr den Bahnbetrieb leiten.
Die Beleuchtung der beiden Betriebsbahnhöfe während des Bahnbe-
triebes erfolgt direkt von den Leitungsschienen der Bahn aus.
Die Betriebsbahnhöfe flir die Unterstellung und Revision der
Wagen sind:
1. Der Bahnhof in der Arenastraße nahe dem Endpunkte der
Podmanickygassenlinie.
2. Der Bahnhof in der Steinbruchergasse am Ende der Barosa-
gassenlinie, wo die letztere mit der Friedhoflinie verbunden ist.
In dem Betriebsbahnhofe Arenastraße sind die Wagen fElr den
Verkehr auf der Podmauickygasse, auf der Königsgassenlinie und ein
Theil der Wagen fiir die Ringstraßenlinie untergebracht. Es besteht
daselbst ein Wagenschuppen für 30 Wagen; eine offene Halle f&r 6
Wagen und eine Erweiterung der Wagenremise fttr weitere 25 Wagen
sind erst kürzlich fertiggestellt worden.
Die Bedienung der Wagenschuppen erfolgt durch Schiebebühnen, von
welchen aus Geleisverbindungen mit der freien Strecke der Podmanicky-
gassenlinie bestehen. Die Wagenschuppen stehen durch eine Schiebe-
bühne mit einem Reparaturschuppen ftir 4 Wagen in Verbindung. In
der anschließenden Reparaturwerkstätte sind die nothwendigen Arbeits-
maschinen fiir kleinere Reparaturen aufgestellt und zwar: eine Räder-
drehbank, eine Supportdrehbank, eine Schapingmaschine und eine
Bohrmaschine.
Der Antrieb dieser Maschinen erfolgt durch einen Elektromotor,
welcher den Strom aus den Leitungen für den Bahnbetrieb entnimmt
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Die Revision der Wagen geschieht in den Wagenschuppen, welche
zu dem Zwecke so eingerichtet sind, dass die unter dem Wagen liegen-
den maschinellen Theile der letzteren von unten leicht zugänglich sind.
Der Betriebsbahnhof in der Steinbruchergasse dient zur Aufnahme
der Wagen für die Barossgassenlinie und für die Friedhofelinie. Auch
ein Teil der Wagen flir die Ringstraßenlinie ist daselbst untergebracht.
In diesem Betriebsbahnhofe befindet sich außerdem das Heizhaus ftlr
die Lokomotiven der Friedhofshnie und eine Wasserstation.
Der Wagenpark für die hier aufgezählten Linien umfasst einst-
weilen 62 elektrische Motorwagen, 8 Beiwagen, welche gegenwärtig in
Motorwagen umgewandelt werden und 9 große Personenwagen für die
Friedhofslinie.
Das Bureau der Centrale, die beiden Betriebsbahnhöfe, die Warte-
halle an der Ecke der Podmanickygasse und Ringstraße, sowie die
größeren Stationen der Friedho&linie sind mittelst einer Telephonanlage
mit einander verbunden. Die Telephoncentrale befindet sich in dem
Bureau in der Gärtnergasse. Im Inneren der Stadt sind ausschließhch
induktionsfreie Telephonkabel verlegt worden und zwar in dem-
selben Graben, in welchem der Leitungskanal ausgeführt ist; auf den
äußeren Strecken der Friedhofshnie dagegen sind oberirdische Telephon-
leitungen zur Ausführung gekommen.
Verhältnisse und Ergebnisse des Betriebes. Seit dem
JaU 1889 konnte der Betrieb anstandslos geführt werden ; selbst bei den
mehrfachen starken Schneefällen der letzten Jahre, wo wiederholt alle
anderen Verkehrsmittel versagten, hat die elektrische Eisenbahn unver-
drossen ihren Dienst gethan.
Die Fahrgeschwindigkeit wurde von den Behörden wie folgt fest-
gesetzt. Die Maximalgeschwindigkeit ist 15 km in einer Stunde. Dieselbe
kann jedoch auf der äußeren Podmanickygasse auf 18 km erhöht, muss
aber in gewissen schmäleren Gassen, wo der Verkehr besonders lebhaft
ist, auf 6 km in 1 Stunde ermäßigt werden.
Bei Berücksichtigung der Aufenthalte ergibt sich daher eine
Bruttogeschwindigkeit von 12 — l^km in 1 Stunde, also ungefähr die
doppelte Geschwindigkeit der Wiener Tramway, welche bekanntlich
mit einer Bruttogeschwindigkeit von 6— 1km ml Stunde ftlhrt. Diese
relativ hohe Geschwindigkeit gestatteten die Behörden erst dann,
nachdem über die Wirkung der Bremsen mit und ohne Zuhilfenahme
des Rückstromes ausgedehnte Versuche, welche ausgezeichnete Resultate
ergeben haben, angestellt wurden.
So kam z. B. ein durch Gewichte auf volle Last beschwerter
Wagen bei Glatteis und einer Geschwindigkeit von 22 im in 1 Stunde
auf 8 m Entfernung zum Stillstande.
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In Folge der größeren Fahrgeschwindigkeit gegenüber derjenigen
bei Pferdebahnen ist die Ausnützung des Wagenparkes eine sehr gün-
stige. Es leistet jeder Wagen täglich 120 bis 130, ja sogar bis 150
Wagenkilometer bei einem löstündigen Tagesbetrieb.
Die Wagen fahren in Intervallen von etwa 2 Minuten, welche an
verkehrsreichen Tagen auch noch verkürzt werden.
Die Frequenz der Bahn ist im fortwährenden Steigen begriflFen.
Im Jahre 1891 beförderte die elektrische Stadtbahn 8,619.215 Per-
sonen, legte 1,489.410 Wagenkilometer zurück und nahm fl. 542.283*03
ein. Im Jahre 1892 wurden bereits 10,714.661 Personen befördert,
2,102.720 Wagenkilometer geleistet und eine Einnahme von 717.000 fl.
erzielt. Es betrug demnach im Jahre 1892 die Zahl der beförderten
Personen flir 1 Wagenkilometer 5*10, die Einnahmen far 1 Wagen-
kilometer fl. 34*10 und die Einnahmen flir 1 beförderte Person 6*69 kr.
Was die Leistungsftlhigkeit der elektrischen Bahn betrifft, wenn
es sich darum handelt, einen großen Verkehr zu bewältigen, so sei
erwähnt, dass am Pfingstsonntage des Jahres 1893 über 68.000 Personen
befördert worden sind.
Aus einer vergleichenden Zusammenstellung der Betriebsergebnisse
der Budapester elektrischen Stadtbahn und der Budapester Pferdebahn
flir das Jahr 1891, welche in dem amtlichen Blatte „Vasuti 6s közle-
ked6si közlöny" enthalten war, geht hervor, dass die Einnahme bei der
elektrischen Bahn flir 1 beförderte Person 6*28 kr. und bei der Pferde-
bahn 8*50 kr. betrug. Die Tarife der elektrischen Bahn sind im Durch-
schnitte niedriger, als bei der Pferdebahn. Die Frequenz für 1 fow
Betriebslänge ist bei der elektrischen Bahn ungefilhr doppelt so groß
als bei der Pferdebahn, während die Einnahmen, wegen der niedrigen
Tarife, nur etwa das l'öfache der Einnahmen der Pferdebahn betragen.
Um auch bezüglich der Betriebskosten der elektrischen Bahn einen
Vergleich anzustellen, sei erwähnt, dass dieselben ausschUeßlich Steuern
und Fahrkartenstempel bei der elektrischen Bahn flir 1 Wagenkilometer
14-28 kr. und bei der Wiener Pferdeeisenbahn 28*79 kr. betragen.
Auf Grund dieser Ergebnisse wird man wohl nicht bezweifeln
können, dass die höheren Anlagekosten, welche elektrische Eisen-
bahnen den Pferdebahnen gegenüber erfordern, in großen Städten sehr
bald durch die höheren Einnahmen und die geringeren Betriebskosten
reichlich aufgehoben erscheinen.
Nebenbei sei hier erwähnt, dass in den genannten Betriebskosten
der elektrischen Bahn mit 14*28 kr. flir 1 Wagenkilometer die Kosten
des Brennmateriales zum Betrieb der Centralstation im Mittel 1*4 kr.
betragen.
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Man sieht daraus, dass sich die Betriebskosten nur ganz un-
wesentlich vermindern würden, wenn eine Wasserkraft zum Betrieb
der Centralstation vorhanden wäre, und dies umsoweniger, als die Er-
haltungskosten einer Wasserkraftanlage sehr bedeutende wären.
Der Oberbau der Budapester elektrischen Stadtbahn erforderte
seit dem Bestand der Bahn (1889) keine Reparatur. Die Bahn ist
die größte elektrische Stadtbahn des Continents. Demnächst sollen elek-
trische Bahnen nach dem System Siemens & Halske in Washington
und Philadelphia zur Ausftihrung kommen. Auch ftlr Wien ist ein
Netz elektrischer Bahnen nach dem Budapester System projektirt.
IL Bahnen mit fahrbarer Elektricitätsquelle.
Das System der Bahnen mit fahrbarer Elektricitätsquelle oder das
System der Akkumulatorenwagen besteht darin, dass der Elektromotor
oder die Elektromotoren der Wagen von einer Elektricitätsquelle (Akku-
mulator) angetrieben werden, welche entweder unter den Sitzen des
Wagens oder in einem eigenen Beiwagen, vor oder hinter dem Haupt-
wagen, untergebracht sind. Nach diesem System wurde zuerst im
Jahre 1884 von Julien der Pferdebahnbetrieb versuchsweise durch
den elektrischen ersetzt. Im Jahre 1887 setzte Reckenzaun in Phila-
delphia einen elektrischen Tramwaywagen mittelst Akkumulatoren in
Thätigkeit; auch in Melbourne, Berlin, Hamburg und Paris wurden
bestehende Pferdebahnen durch Akkumulatoren angetrieben. Wagen
mit zwei Elektromotoren und fahrbarer Elektricitätsquelle setzte zuerst
die Julien-Electric-Traction-Co. in New-York in Betrieb.
Akkumulatoren-Beiwagen wurden durch das System Sandwell ein-
geftlhrt.
Die besonderen Nachtheile der Akkumulatoren flir den Straßen-
bahnbetrieb sind das große Gewicht und der Umstand, dass die Zellen
leicht beschädigt werden können. Den ersteren Nachtheil sucht die
Waddell-Entz-Co. in New-York durch ihre neuen Zink-Kupfer-
Alkalien-Akkumulatoren, die viel leichter, als die Blei-Akkumulatoren
sind, zu beheben. Diese Akkumulatoren sollen weiters beim Laden und
Estladen eine konstante Spannung besitzen und müssen, z. B. mittelst
Dampfheizung, auf einer Temperatur von 45 bis 50® C. erhalten werden.
Die Beschädigung der Akkumulatoren verringern Beiwagen, weil die
Akkumulatoren in denselben ihre feste Stellung behalten.
152. Der Wagen« Die Wagenuntergestelle sind aus den Unter-
gestellen der Pferdebahnwagen hervorgegangen. Bei den Pferdebahnen
laufen die Achsen in Lagern, welche untereinander in keiner festen
Verbindung stehen ; im Gegensatze hierzu sind die Lager der Motoren-
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wagen durch Trägerkonstruktionen verbunden. Es entsteht so ein
eigener Rahmen, auf dem ein oder zwei Elektromotoren befestigt sind.
Die Achsbüchsen können sich in dem Jäahmen in senkrechter Richtung
auf- und abwärts bewegen. Der Rahmen trägt den bequem abhebbaren
Wagenkasten leicht federnd. Die Elektromotoren sind auf dem Rahmen
des Untergestelles ebenfalls federnd befestigt und imifassen an dem
andern Ende die Wagenachsen mittelst BtLchsen. Die Uebertragung' der
Bewegung von der Motor- auf die Wagenachse soll stoßfrei sein. Die
große Last der Wagenausrtlstung, hauptsächlich aber das große Gewicht
des Motors und die Art seiner Aufhängung, bewirken ein starkes Stoßen
und Hämmern der Wagen; dadurch werden die Schienen, ihre Verbin-
dungen, die Zahnräder und selbst die Elektromotoren stark abgenützt.
Die Uebersetzung kann mittelst einfachen oder doppelten Zahn-
rädern, Gliederketten, Schnecken, Kegelrädern, Drahtseilen, Leder-
riemen, oder wenn die Motoren sehr geringe Touren machen, auch mit
direktem Antrieb der Wagenachse erfolgen. Zumeist findet der Antrieb
der Wagenachsen durch Gliederketten oder Zahnräder praktische Ver-
wendung. Die Gliederketten zeichnen sich insbesondere dadurch aus,
dass sie in einfachster Weise eine geräuschlose Uebersetzung herstellen,
während die Zahnräder, um denselben Zweck zu erfttllen, mit Leder
ausgekleidet oder genau geschnitten, ausgelaufen und gut geschmiert
sein müssen. Bei der einfachen Zahnradübersetzung sitzen die beiden
Zahnräder auf der Ankerwelle beziehungsweise Wagenachse. Frühere
und auch neuere Konstruktionen zeigten, beziehungsweise zeigen auch
doppelte und mehrfache Zahnradübersetzungen und laufen vollkommen
geräuschlos. Durch die einfache Zahnradübersetzung sinkt das Hebel-
verhältnis zwischen Ankerwelle und Radachse etwa auf die Hälfte herab,
dadurch steigt die erforderliche Zugkraft des Ankers auf das Doppelte,
und da ein besonders starkes magnetisches Feld vorhanden sein muss,
ist eine besonders kräftige Konstruktion des Elektromotors beding^;. Die
mechanischen Verluste durch eine einfache Zahnradübersetzxmg betragen
etwa 57o3 durch eine doppelte Zahnradübersetzung rund 20*/o und
durch eine Schnecke mit doppelter Steigung beiläufig 18*/o. Riemen
verlangen einen besonderen Schutz gegen Feuchtigkeit.
Eine bemerkenswerte Konstruktion zeigt der Bahnelektromotor
von Siemens & Halske, Fig. 281; seine Aufhängung erfolgt imab-
hängig vom Wagenoberkasten direkt an den Laufachsen durch einen
Riemen, der jede Bewegung der Achsen gegeneinander gestattet, weil
zwei Punkte dieses Rahmens unverrückbar mit der einen Achse, der
dritte aber nach allen Richtungen beweglich mit der zweiten Achse ver-
bunden sind.
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Siemens & Halske, Eickmeyer, Rae, Sperry & Short
van Depoele u. A. rüsten ihre Wagen mit einem, Thomson-
Houston, Sprague u. A. mit zwei Elektromotoren aus. Falls nur
ein Elektromotor vorhanden ist, treibt derselbe entweder eine oder beide
Wagenachsen an. Bei geringem Gewicht des Wagens erscheint es,
zur Erzielung des nothwendigen Adhäsionsgewichtes, zumeist erforder-
lich, beide Achsen anzutreiben, da die Wagenräder bei zu niedrigem
Adhäsionsgewicht auf den Schienen gleiten. Falls kein anderer Aus-
weg vorhanden ist, verhindert man das Gleiten der Räder durch das
Aufetreuen von Sand auf die Schienen oder vermittelst auf dem Wagen
untergebrachter Ballastgewichte.
Nach vielfachen Versuchen hat es sich gezeigt, dass es gar keine
Schwierigkeit mehr bietet, jede Steigung zu nehmen. Nur das Berg-
abfahren bietet bei großen Gefällen bis heute noch nicht überwundene
Hindernisse.
Bei den elektrischen Eisenbahnen erhält entweder jeder Wagen
einen, beziehungsweise zwei Motoren (Motorwagen) öderes erhalten
eine Reihe von Wagen eine gemeinsame elektrische Lokomotive.
In neuester Zeit hat man in Frankreich Versuche angestellt, bestehende
Eisenbahnzüge von einem eigenen, mit einer elektrischen Centrale aus-
gerüsteten Wagen aus, welcher mitfolgt, in Betrieb zu setzen. Jeder
Wagen besaß einen eigenen Elektromotor, der von der Centrale aus
Strom erhielt. Durch diese Versuchsanordnung sollen insbesondere
hohe Fahrgeschwindigkeiten erreicht und hohe Steigungen sowie starke
Krümmungen genommen werden. Die Motorwagen nehmen leicht große
Krümmungen und hohe Steigungen, während Lokomotivbahnen den
genannten Hindernissen nicht gewachsen sind. In jüngster Zeit finden
fast ausschließlich Motorwagen praktische Verwendung, während Loko-
motivbahnen hauptsächUch in der Zeit der ersten Entwicklung der elek-
trischen Bahnen in Europa (1879) und in Amerika (Ausstellung in
Chicago 1883) Eingang fanden.
Zum Bremsen der Wagen verwendet man Rad-, Schienen- und elek-
trische Bremsen ; da bei den beiden ersteren die Räder, beziehungsweise
Schienen stark abgenützt werden, empfiehlt sich bei den elektrischen
Bahnen vorwiegend das elektrische Bremsen vermittelst Rückstrom.
Sprague wenden bis 20 Motorwagen an. Die Wagen werden von
den verschiedenen Firmen mit 80 und mehr Sitzplätzen ausgerüstet.
Auf dem Wagendache erscheint die Kontaktvorrichtung aufinontirt.
Dieselbe besteht, wie aus den bereits beschriebenen praktischen Kon-
struktionen hervorgeht, aus einem Schlitten, welcher innerhalb eines
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— 302 —
geschlitzten Rohres schleift (Seite 281) oder einem Schuh, Fig. 270 bis
273, oder einem Bügel, Fig. 274, oder einer Rolle, Fig. 275, oder einem
Wagen, Fig. 276 und 277. Schuh, Bügel und Rolle werden durch
eine Stange getragen, welche Federn gegen die Leitung drücken. Die
Stange sitzt unmittelbar, mittelst einer eigenen Vorrichtung, auf dem
Wagendache. Der Kontaktwagen wird durch ein Kabel von dem
Wagen mitgenommen.
Falls der Durchmesser der Kontaktleitung stärker als etwa 6 mm ist,
führt man häufig neben derselben eine eigene Stromleitung paraUel;
Strom- und Kontaktleitung sind dann stellenweise quer verbunden.
Bezüglich der Einrichtung der Akkumulatorenwagen sei auf § 151
unter II. verwiesen.
153. Die Schaltung und die Begulirung des Motors. Bei den
elektrischen Eisenbahnen finden zumeist Hauptstrom- und Nebenschlnss-
motoren Verwendung. Während der Hauptstrommotor insbesondere
rasch anfahrt und große Belastungsänderungen leicht nimmt, hält der
Nebenschlussmotor hauptsächhch annähernd gleiche Umdrehungen ein.
Je schneller der Hauptstrommotor lauft, desto günstiger stellt sich sein
Wirkungsgrad für den Bahnbetrieb.
Beim Fallen wird der Serienmotor ausgeschaltet.
Es erweist sich als von besonderer Wichtigkeit, dass die Strom-
kosten bei den elektrischen Bahnen nur etwa 10% ^^^ gesammten Be-
triebskosten bilden.
Der Nebenschlussmotor lauft mit annähernd gleichen Umdrehungen ;
tiberschreitet derselbe seine regelrechten Umdrehungen, dann gibt er
Strom an die Linie ab und bremst sich selbst. Die Motoren bedürfen
beim Anlaufen, sowie bei jeder Kraftübertragung, die vier- und mehr-
fachen Stromstärken, dagegen fast gar keine Spannungen. Zur Auf-
rechterhaltung der gleichen Spannung auf langen Linien finden über-
compoundirte primäre Maschinen Verwendung ; mit wechselnder Strom-
stärke steigt auch die Spannung. Da jedoch mehrere Motoren gemein-
sam Strom erhalten, wird die Spannung beziehungsweise Stromstärke
in allen Stromkreisen gleichzeitig anwachsen. Aus diesem Grunde
arbeitet man in solchen Betrieben mit verschiedenen Spannungen in
den einzelnen Leitungen.
Sind zwei Serienmotoren vorhanden, so werden dieselben beim
Anlaufen beide hintereinander und später nebeneinander geschaltet. Die
Magnete der Elektromotoren können auch durch Sammler erregt
werden. Die ReguUrung der Fahrgeschwindigkeit geschieht durch vor-
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— 303 —
geschaltete Widerstände ; da dieselben Strom tilgen, sollen sie bei regel-
rechter Fahrgeschwindigkeit ausgeschaltet sein. Thomson-Houston
halten die Stärke des magnetischen Feldes beinahe konstant.
Der Querschnitt der Magnetwickelung wird demnach fllr die
höchste Stromstärke und, der Windungszahl nach, für die auf horizon-
taler Bahn erforderlichen kleinen Stromstärken berechnet. Sprague
und nach ihm dia General Electric Co. zerlegen die Magnetwicke-
lung des Hauptstrommotors in drei Abtheilungen. Durch parallel- und
hintereinanderschalten der einzelnen Abtheilungen können bei dieser
Regulirmethode sowohl ein annähernd konstantes magnetisches Feld als
auch eine geringe Aenderung der Geschwindigkeit und des Wirkungs-
grades, bei verschiedenen Belastungen, erreicht werden. Daft ver-
wendet zur Geschwindigkeitsregulirung ebenfalls verschiedene Schaltungen
der Feldmagnetspulen. Sind zwei Motoren vorhanden, so können die-
selben beim Anfahren sammt einem Anlasswiderstande hintereinander
geschaltet, dann der Anlasswiderstand, die Magnetwickelung eines Motors
und sein Anker kurz geschlossen werden. Bei der maximalen Leistung
sind die Motoren nebeneinander geschaltet.
154. Die Zugkraft und die Leistung eines Strassenbahn-
wagens. ^) Die Zugkraft nimmt beim Anfahren den größten Wert an
und wechselt auf derselben Strecke stark mit den Witterungsverhält-
nissen und mit dem Alter der Schienen.
Zugkraft K= 15 w? (1 + 12-5 sin 0) kg Gew., (Siemens & Halske)
oder K = ^ a.n.tv (1 + 100 sin 0) kg Gew., (Hub er)
Leistung L == ^^ {K ± 1010 sin 0), (Snell)
oder L = ' (K ± 910 sin 0), (Sprague) worin
w = Last in Tonnen, n = Geschwindigkeit des Wagens in
metern in 1 Minute, a = Coöfficient, für günstige Verhältnisse = 1,
für ungünstige 1*5, K = Zugkraft für 1 Tonne Last auf ebener Bahn
in kg. Die Zugkraft beträgt nach Snell für erhabene Schienen 5"5 bis
9, flir vertiefte 13 bis 25.
Die Zugkraft hängt beim Hauptstrommotor von der Stromstärke
und der Sättigung des Eisens, beim Nebenschlussmotor von den Qua-
draten der Klemmenspannung und Stromstärke ab.
^) Näheres C. Grawinkel und K. Strecker, Hilfsbach fllr die Elektrotechnik,
1893, Seiten 464 ff.
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- 304 —
155. Vorzüge der elektrischen Eisenbahnen im Vergleiche
mit den Dampf bahnen: ^)
1. Bedeutende Ersparnis im Kohlenverbrauch.
2. Größere Sicherheit des Betriebes, weil die Regulimng der Ge-
schwindigkeit augenblicklich vollzogen werden kann.
3. Gesundheitliche Vortheile, kein Rauch, kein Russ, keine Funken,
keine Asche, kein Dampf.
4. Steigungen sind leicht zu nehmen. Die Grenze der Stei-
gungen ist durch das Bergabfahren gegeben.
5. Kurven mit kleinem Radius bieten keine Schwierigkeiten.
6. Der Elektromotor ist einfacher als der Dampfmotor; er macht
nur eine drehende Bewegung.
7. Das Adhäsionsgewicht der Elektrolokomotiven wird durch keine
Extrapressungen verändert und kann deshalb ganz ausgenützt werden.
8. Bei den Motorwagen vergrößert die Nutzlast die Adhäsion, so
dass das Gewicht des Wagens kleiner sein kann.
9. Die Lüftung der langen unterirdischen Tunnels erscheint, weil
kein Rauch vorhanden ist, erleichtert.
10. Das Bremsen, die Beleuchtung und die Beheizung kann mittelst
Elektricität erfolgen.
11. Da der Maschinenfahrer weniger Arbeit hat, erscheint die
Sicherheit des Betriebes erhöht; durch Anwendung des Rückstromes
kann ein Zusammenstoß unmöglich gemacht werden.
12. Durch die sichtbaren Bewegungen der Maschinen der Dampf-
locomotiven scheuen Pferde.
13. Die Kessel der Dampfbahnen müssen vor dem Betriebe längere
Zeit angeheizt werden.
14. Bei den Lokomotiven werden auch in den Ruhepunkten und
auf Gefilllen Kohlen verbraucht.
15. Das todte Gewicht der Lokomotive und der Wagen steht bei
Verwendung von nur einem Wagen mit Fahrgästen in einem sehr
ungünstigem Verhältnisse zur Nutzlast.
16. Hohe Reparaturkosten der Dampfbahnen.
17. Die Wagen der Dampfbahnen können nicht rasch genug zum
Stillstande gebracht werden.
18. Elektrische Bahnen stellen sich billiger als Dampfbahnen.
*) Näheres siehe Ludwig^ Spängier, Zeitschrift des Ingeniear und Architekten-
Vereines und Zeitschrift für Elektrotechnik, Wien, 1892, Seiten 298 ff. nnd Seiten 328 £
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— 305 —
Der größte Vortheil des Dampfbetriebes liegt in der großen
Leistungsfähigkeit und in der Beförderung von großen Massen mit
großen Geschwindigkeiten.
156. Die Vortheile der elektrischen Bahnen im Vergleiche
mit den Pferdebahnen. 0
1. Alle Unfälle, die besonders durch die Pferde entstehen (Aus-
gleiten u. s. w.), fallen fort
2. Der Wagen ist mehr in der Gewalt des Schaffners, er kann
eventuell unter Anwendung des Rückstromes, selbst bei dem etwaigen
Bruche der Bremskette, auf geringe Wegeslängen zum Stillstände ge-
bracht werden.
3. Elektrische Wagen verursachen viel weniger Geräusch als
Pferdebahnwagen.
4f Der Straßenverkehr wird durch das Fortfallen der vielen Pferde
ganz erheblich entlastet.
5. Der von den Pferden aufgewirbelte Staub, die Verunreinigung
der Straßen durch die Pferde, das oft wiederkehrende Ausbessern des
Pflasters u. s. w. sind vermieden.
6. In Folge der größeren Geschwindigkeit, des rascheren Anhal-
tens und Anfahrens ist es auch möglich, dass ein elektrischer Wagen
in einem Tage (zu 18 Stunden) rund 200 km zurtLck legen kann, also
50% mehr als im allergtlnstigsten Falle bei Pferdebahnen. Es wird
dadurch eine bessere Ausnutzung der Wagen erzielt und das Publikum
hat zugleich den Vortheil der schnelleren Fahrt.
7. Die Wagen können leicht elektrisch, also bedeutend besser und
handlicher beleuchtet werden wie jetzt mit den häufig qualmenden Petro-
leumlampen.
8. An Bodenfläche für Bahnhöfe, Pferdeställe, Bodenräume wird
gespart, da die Maschinenanlage keineswegs soviel Fläche beansprucht
als die Pferdeställe sammt Zugehör. Der elektrische Betrieb der Bahnen
vermindert weiters die Kosten fdr die Straßenreinigung.
9. Die Betriebskosten sind bedeutend billiger als beim Pferde-
bahnbetrieb.
10. Billigere Fahrpreise.
Diesen Vortheilen steht nur der Nachtheil gegenüber, dass sich
die Anlagekosten der elektrischen Bahnen höher stellen als die der
Pferdebahnen.
*) Lokal- und Straßenbahnwesen, IX. Jahrgangs, Seite 93 ff.
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Eratiert, Elektroteohnik. 11 ^^
— 306 —
III. Kapitel.
Die Kosten der elektrischen Licht- und Kraftanlagen.
I. VeberHcht.
157. Kosten der elektrischen Anlagen. Da die besonderen
örtlichen Verhältnisse jeder Anlage für die Kosten der Einrichtungen
maßgebend sind, sollen hier nur allgemeine Angaben und praktische
Regeln Erwähnung finden, welche es Jedermann gestatten, sich in jedem
besonderen Falle ein übersichtliches Bild der Kosten jeder Anlage zu
entwerfen.
Die Kosten der elektrischen Einrichtungen sind:
1. Anlagekosten u. zw.:
a) Anlage.
b) Montage.
2. Betriebskosten u. z.:
a) Verzinsung und Amortisation des Anlagekapitales, Gehalt des
Betriebspersonales.
h) Verbrauch an Wasser, Kohlen, Gas, Petroleum u. s. w., an
Wasser zum Speisen, Kühlen oder Kondensiren, an Schmieröl
und Putzmateriale, Verbrauch an Glühlampen, Kohlen f&r
Bogenlampen und Reparatur und Ersatz einzelner Ein-
richtungsstücke.
II. Durchschnittspreise der elektrischen und moto^
rischen Einrichtung^
1. Durchschnittspreise der elektrischen Einrichtung.
158. Preise von Dynamomaschinen und Elektromotoren.
Die Einheitspreise (Preise fdr je 100 Watt) und Größen der Dynamo-
und Elektromotoren fallen mit der Größe und mit den zunehmenden
Umdrehungszahlen derselben in einem rascheren Verhältnis, als die Ein-
heitspreise (Preise flir 1 HP) und Größen der Dampfinaschinen, Gras-
und Petroleummotoren. Maschinen mit Riemenantrieb sind theurer,
als Maschinen mit direkter Kuppelung. Wechselstrommaschinen und
Motoren stellen sich im Preise höher als Gleichstrommaschinen und
Motoren.
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- 307
Tabelle.
Preise von Gleichstrommaschinen mit Riemenantrieb.
MaximaUeistüng
in Watt
Umdrehungen
in 1 Minute
800
2000
1600
1000
8000
900
6000
800
8000
750
11000
760
16000
700
22000
700
27000
650
88000
650
50000
600
80000
600
Gewicht in hg
Preis in Mark
140
400
200
600
850
900
620
1300
600
1670
800
2000
UOO
2500
1900
3000
2200
3670
2500
5500
4000
6700
6000
9000
Tabelle.
Preise von kleinen Gleichstrommotoren.
LeistuBg
in HP
Erforderliche
Watt
Umdrehungen
in 1 Minute
Vio
140
2200
Vs
280
2000
V.
650
1500
1
1100
1200
Preis in Mark
167
250
340
420
Die Preise der Elektromotoren sind annähernd dieselben, wie jene
der Dynamo gleicher Leistungen.
Tabelle.
Preise von Wechselstrommaschinen mit Riemenantrieb.
Maximale Leistung
in Watt
Umdrehungen
in der Minute
16000
400
30000
400
70000
360
150000
250
30000Ö
100
Gewicht in kg
Preis in Mark
1000
3500
5000
10000
30000
720
900
1600
2000
2600
20*
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— 308 —
Die Wechselstrommotoren haben die gleichen Preise wie die
Wechselstrommaschinen derselben Leistung. Die Maschinen mit Riemen-
antrieb stellen sich etwa 10 % theuerer als die Maschinen mit direktem
Antriebe (Dampfdynamo).
159. Preise von Wechselstromtransformatoren. Den Angaben
sind kreisförmig geschlossene Transformatoren zugrunde gelegt.
Tabelle.
Preise von Wechselstromtransformatoren.
Leistung in Watt
Gewicht in kg
1200
3000
6000
10000
20000
50
90
120
180
280
Preis in Mark
450
560
700
1100
1500
160. Preise von Sammlern. In der folgenden Tabelle sind
Mittelwerte der in der elektrotechnischen Industrie zumeist vertretenen
Sammler (Seite 52 ff.) angegeben.
Tabelle.
Preise von Sammlern.
Kapacitfit in Ampere- Standen . . . .
Preis 1 Zelle fdr 1 Ampere-Stunde in Pf.
120
40
160
40
250
39
350
87
550
37
700
87
900{
37 i
161. Preise von Bogenlampen. Die Preise der Bogenlampen
ändern sich hauptsächlich, außer mit der verschiedenen Ausstattungj
mit der Schaltung derselben.
Serien- und Nebenschlusslampen stellen sich zumeist niedriger
im Preise als Differentiallampen.
Lampen mit festem sind theuerer als solche mit veränderlichem
Lichtbogen.
Die Preise der Differentialbogenlampen stellen sich etwa um 50 %
höher, als die Preise der Serien- und Nebenschlussbogenlampen.
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309
Tabelle.
Preise von vollständigen Nebenschlussbogenlampen
für Gleich- und Wechselstrom.
StromstSrke
in Ampere
2 bis 5
6 ^ 10
10 „ 16
16 , 20
Brenndauer
in Standen
6
8
10
12
Preis in Mark
100
180
150
165
162. Preise von Glühlampen. Die Preise der Glühlampen
sammt Zugehör hängen insbesondere von der Betriebsspannxmg
ab. Zumeist findet die Glühlampe zu 16 NK praktische Verwen-
*dung. Eine hochwattige Lampe zu 100 Volt, 0*5 Ampere und 800
Brennstunden kostet etwa 1 Mark, eine niederwattige Lampe zu 100
Volt, 0*388 Ampere und 250 Brennstunden (Seite 107) dagegen 1*75 Mark.
Die Glühlampen zu 150 Volt sind beiläufig doppelt so theuer als jene zu
100 Volt und gleicher Normalkerzenzahl. Lampen für höhere Normalker-
zenzahlen sowie Lampen für Hintereinanderschaltung haben höhere Preise
als Lampen ftlr niedrigere Normalkerzenzahlen sowie Lampen für Neben-
einanderschaltung.
Eine Glühlampenfassung ohne Ausschalter stellt sich auf etwa
1 Marky eine solche mit Ausschalter auf etwa 2 Mark.
163. Preise von Bheostaten. Die in der Starkstromelektrotech-
nik zumeist in Gebrauch stehenden Rheostate sind die Hauptstrom- und
Nebenschlusswiderstände in Licht- und Kraftanlagen und die Vorschalt-
widerstände. Die Nebenschlusswiderstände (I- Seite 174, Fig. 212)
dienen zur Regulirung des magnetischen Feldes der Nebenschluss- und
Compoundmaschinen.
Tabelle.
Preise der Nebenschluss wider st an de.
Leistung der Dynamo in HP
Preis des Nebenschluss Wider-
standes in Mark
1 bifl 2
45
8 n 20
80
20 . 40
100
60
160
90
200
Digitized by
Google
— 310 —
Ein Vorschaltwiderstand ans Nensilberspiralen anf einem Elisen-
rahmen oder einer Porzellanrolle u. s. w. für 10 Ampere kostet etwa
20 Mark. Vorschaltwiderstände, welche mit Einrichtungen zur Ein-
stellung verschiedener Widerstände von Hand oder mit Ausschaltern
oder Sicherungen versehen sind, stellen sich entsprechend höher im
Preise.
164. Preise von Messinstmmenten. Von den Messinstrumenten
sollen hier hauptsächlich die Ampere- und Voltmesser sowie die Elek-
tricitätszähler Berücksichtigung finden. Die Kosten der Ampermesser
steigen mit der Amperezahl, die Kosten der Voltmesser und Elektri-
citätszähler mit der Voltzahl. Hohe Spannungen bedingen einen hohen
Widerstand der Instrumente, also viel Draht und eine besondere
Isolation. Hohe Widerstände verursachen, infolge des hohen Preises
dtlnner isolirter Drähte, verhältnismäßig große Herstellungskosten.
Durchschnittspreise obiger Instrumente gibt die folgende Tabelle wieder.
Tabelle.
Preise von Messinstrumenten.
M e B 8 i n 8 1 r u m e ]
It
JE^is in Mark
Voltmesser bis 100 Volt . . .
.
.
.
60 '
„ „ 200 „
.
.
.
80
Zusatzwiderstand für 1 Voltmesser
von 200-
-500 Vol
t 60
Amperemesser bis 80 Ampere
.
.
.
60
„ „ 300 „
.
80 \
„ „ 600 „
.
.
.
100
Elektricitätszähler System Aron
bis
12
Ampere
140
JJ J5 5J
33
25
150 1
J> JJ 3?
>3
50
165
?) » J3
33
75
175
JJ 33 33
33
100
200
33 33 33
33
150
225
1
33 33 33
33
200
250 ;
33 33 33
33
300
300 ;
53 33 33
33
400
350
33 33 33
33
500
400
Die Preise der Elektricitätszähler von H. Aron (I. Seiten 109
und 110, Fig. 117a und 117b) gelten ab Berlin ohne Verpackung
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— 311
für Spannungen bis etwa 125 Volt; jftlr je 25 Volt höherer Spannung
kosten die Apparate 15 Mark mehr.
165. Preise von Schaltapparaten. Je nach der Konstruktion,
mechanischen Ausführung und der Amp^rezahl stellen sich die Preise
der Ausschalter sehr verschieden. Durchschnittspreise bestimmter Aus-
schalter gibt die folgende Tabelle an.
Tabelle.
Preise von Schaltapparaten.
Schaltvorrichtangen
Preis in
Mark
Ausschalter (I. Seite 132, Fig. 109 u. 110) bis 1*5 Ampere
7) ^
. 6
. 9
15
n 7) 7i n ^*^ n
Hebelausschalter (I. Seite 130, Fig. 102 und 103) von
15 bis 30 Ampere
Hebelausschalter (I. Seite 130, Fig. 102 und 103) von
30 bis 60 Ampfere
Hebelausschalter (I. Seite 130, Fig. 102 und 103) von
60 bis 120 Ampfere
Hebelausschalter (I. Seite 130, Fig. 102 und 103) von
120 bis 210 Ampere
Hebelausschalter (I. Seite 130, Fig. 102 und 103) von
210 bis 300 Ampere
Messerausschalter (I. Seite 130, Fig. 104) bis 30 Ampere
Bipolare Ausschalter bis 30 Ampere
n n »60 „
n 120 „
Voltmesserumschalter (I. Seite 136, Fig. 117 bis 119) ftlr
1 Leitung
Voltmesserausschalter (I. Seite 135, Fig. 117 bis 119) ftlr
2 Leitungen
Ausschalter in Schieferdose mit Sicherung (I. Seite 133,
Fig. 111 und 112) bis 3 Ampere
Ausschalter in Schieferdose mit Sicherung (I. Seite 133,
Fig. 111 und 112) bis 10 Ampere
Steckkontakt mit Glühlampenfassung
1-7
2*6
3-4
4-3
6-0
21-0
250
340
50-0
67-0
250
30-0
25-0
34-0
42-0
250
300
30
5-0
90
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— 312 —
166. Preise von Sicherungen. Die in der folgenden Tabelle
angegebenen Sicherungen für kleinere Lampengruppen sind bipolar, auf
Schiefer, Porzellan, Marmor, Glas oder Serpentin montirt, vollständig
feuersicher und leicht und gefahrlos auswechselbar. Für größere Strom-
stärken finden Bleistreifen mit Metallenden-Fassung Verwendung; dieselben
sind durch massive Metallklötze mit den Leitungen verbunden. Die Aus-
wechslung dieser Sicherungen ist bequem, der Kontakt vollkommen.
TabeUe.
Preise von Sicherungen.
Sicherung
Preis in i
Mark
n
7J
Bleisicherung, bipolar (Seite 125, Fig. 95)
.96)
n 97)
Bleistöpsel hierzu (Seite 124, Fig. 91 bis 94) ... .
Staniolsicherung, unipolar, in Glashülse (Seite 123, Fig. 82)
Staniolsicherung mit Patrone in Dosenform (Seite 123,
Fig. 87 und 88)
Staniolsicherung, bipolar, mit Patrone
Patrone hierzu
Porzellanbleisicherung (Seite 123, Fig. 86)
Bleistreifen mit Metallendenfassung, groß zu Seite 125, Fig. 98
n n w mittel „ „
n n r> klein „
Anschlussklötze hierzu ftir 50 Ampere
n » j» ÖOO „
Bleibügel (Seite 124, Fig. 89 und 90)
Blitzschutzvorrichtung mit 2 Anschlüssen
3-4
4-2
60
0-5
0-6
0-6
1-8
1-3
11
1-8
1-5
1-3
10
2-8
20
5-0
167. Preise des Isolationsmateriales. In der nächsten Tabelle
sind die Preise verschiedener, bestimmter Isolationsmateriale enthalten.
Der Tabelle wurde das Porzellan als Isolationsmaterial zugrunde gelegt;
an dessen Stelle treten auch Glas, Steingut u. s. w.
168. Preise von Leitungsmaterial. Der Preis einer Leitung
hängt von der Art des Leiters, der Art der Isolation desselben und
von dem Preise des Rohkupfers ab. Ein massiver Leiter ist billiger
als ein litzenformiger.
Ein litzenfbrmiger, blanker Leiter aus 7 Kupferdrähten zu je 1*3 mm
Durchmesser kostet für je 100 m 32 Mark.
L
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- 313 -
Tabelle.
Preise von Isolationsmaterial.
Isolationsmaterial
Prein in
Mark
Pfeifeneinftlhrung aus Porzellan (Seite 176, Fig. 181 u. 182)
Muscheleinführnng (Seite 177, Fig. 183 n. 184) . .
Porzellanklemmen mit Schrauben (Seite 190, Fig. 210)
Porzellaneinftllirungsrohr (Seite 177, Fig. 185) . . .
PorzellanisolationsroUe
Porzellanisolator mit Stütze (Seite 171, Fig. 167) . .
„ ji „ und Sicherung ....
Zweinutige, impräg. Holzleisten mit gehobeltem Deckel
fUrlm
Kautschukisolirleinwand für 1 m
Klautschukschläuche 3 mm lichte Weite ....
n ^ n n « ....
n 10 7j j) »1 ....
Hartgummirohre 8 „ „ r ....
rt 12 T» w r • ■ •
Isolirband (Manson Tape) 1 Stück
0-75
0-75
0-09— 0-67
0-15— l-OO
0-05— O-20
0-67— 2-10
3-40
0-30— 1-40
500
0-24
0-56
0-92
0-30
0-60
8-30
Ein litzenförmiger, blanker Leiter aus 19 Kupferdrähten zu je 1*3 mm
Durchmesser kostet für je 100 m 70 Mark.
Ein litzenförmiger, blanker Leiter aus 37 Kupferdrähten zu je 1*3 mm
Durchmesser kostet für je 100 m 200 Mark.
Ein blanker Leiter von 1*3 mm Durchmesser kostet für je 100 m 2M.
Der Preis einer Leitung steigt mit der Anzahl der IsoUrhüllen
derselben und mit der Art des für dieselbe verwendeten Materiales. In
der folgenden Tabelle sind die Leiter bis zu dem Querschnitte von
10 mm^ blank, dann litzenförmig; aufgenommen erscheinen:
1. Blanke Leitungen.
2. Isolirte Leitungen für trockene Räume. Das Kupfer ist mit
Baumwolle umsponnen, mit Leinengarn umflochten und asphaltirt.
3. Feuersicher imprägnirte Leitungen.
Über dem Leiter befindet sich eine doppelte Umspinnung mit Baum-
wolle, eine Asphaltirung, eine Umflechtung mit Leinengarn und eine feuer-
sichere Imprägnirung. Diese Leitungen sind für trockene Räume bestimmt.
4. Leitungen für feuchte, warme Räume. Verzinkter Kupfer-
draht erscheint mit einem Gummiband umwickelt, doppelt mit Baum-
wolle umsponnen, mit Leinengarn umflochten und getheert.
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— 314 —
5. Leitangen für feuchte, kalte Räume. Ein mit Guttapercha
umpresster Kupferleiter, über welchem sich eine Baumwollumspinnung
befindet, ist mit Leinengarn umflochten, getheert und asphaltirt.
6. Bleikabel für oberirdische Leitungen. Mit Baumwolle um-
sponnene Kupferleiter sind mit einem Bleimantel umpresst.
Tabelle.
Preise der Leitungen in Mark für je 100 m.
Eupfar-
Quenohnitt
Blank«
Ii«itaiig
Isolirto
L«itaiig für
trockene
Bftum«
Feaenioher
imprftgnirte
Leitung
Leitang
für feaohte,
warme Bäume
Leitung
fttr feuchte,
kalte Bftume
BlfiikAbal .
i
1-0
1-94
6*46
626
11-24
16-49
26-26
1-6
2-89
7-14
704
14-18
20-48
29-40
2-6
4-78
9-87
1008
1817
28-26
34-66
4-0
6-66
1407
14-28
24-16
87-80
44-10
6-0
11-84
19-64
19-64
81-60
46-20
62-60
100
18-90
29-40
30-46
46-20
71-40
70-86
16-0
30-46
46-16
48-30
69-30
121-80
99-76
26-0
47-26
69-80
72-46
97-66
164-86
186-60
36-0
76-66
96'&6
96-60
133-36
202*66
178-60
600
108-16
136-60
136-60
180-60
266-66
23100
70-0
161-20
186-86
186-90
238-86
346-60
326-00
960
201-60
244-16
141.60
306-60
461-60
399-00
169. Preise zu dem Hausinstallationssystem S. Bergmann.
Tabelle.
Preise des Materiales zu dem Hausinstallationssystem
S. Bergmann (Seite 190 S.) in Mark.
Material
Darchmesser der BShren in mnt
9 1 11 1 17 28
29 1 36 48
1 mit
Röhren 3 m lang, J« i MulTe
24-26
26-60
22-50
36*76
33-00
43-00
20-60
48-00
43-60
6000
29-60
63-60
69-60
102-76
166
jür je 100 m
ohne
Muffe
mit
Je 2 Muffen
ohne
Muffe
mit
Je 2 Muffen
ohne
Muffe
aus
MetaU
20-76
32-60
16-76
63-60
87-00
6-30
110
0-46
98-00
160 ,
Ellbogen
für je 100 Stück
Kröpfangsstücke
für je 100 Stück
Verbindungsmnffen
36-60
17-60
—
—
"~
6800
4000
700
7000
97-00
—
4800
9-10
2-40
66-00
._.r.„
—
13-00
816
—
—
für je 10 Stück 1 ^ ,•»•
1 Isolirmaste
■ Messingbänder för je 1 Groß
Setzeisen zum Einschlagen der
Krampen für je 1 Stück
10-00
3-96
0-86
1200
6-26
100
16-00
1-40
0-60
—
0-60
0-70
—
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— 315 -
Vertheilungskasten aus Isolirmasse kosten für 4 Stromkreise
des Zweileitersystemes 3*15 Mark, für die 4 Stromkreise des Dreileiter-
systemes 3 '85 Mark, der Metalldeckel dazu 4*75 Mark. Die Preise
der Zwillingsleitungen für je 100 Mark stellen sich folgend:
Zwillingsleitung 2-7 mm^ 350 Mark.
3-6
476
7i ^ "^ 7)
6-3 „
2. Durchschnittspreise der motorischen Einrichtung.
170. Preise von Kesseln. Cirkulations- Wasserrohr-Dampfkessel,
Dampfispannung 10 Atm.
Tabelle.
Preise von Kesseln.
Heizfläche in m*
28
40
64
71
100
140
260
Gewicht des vollsUin-
digen Kessels in kg
6200
7000
8600
10600
13000
16800
27600
Preis des Kessels
sammt AasrÜstong
in Mark
8800
6000
6200
7400
9400
12000
18000
171. Preise von Dampfmaschinen.
Tabelle.
Preise der Compoundmaschinen mit Kondensation.
Umdrehungen in der Minute
60
28
S8
49
77
94
122
162
70
80
Leistung in HP
32
37
46
61
67
66
89
102
109
126
142
163
177
202
90
42
67
78
116
140
Preis in Mark
8400
9300
10000
18000
14000
18000
20000
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316
Die Leistungen sind unter Voraussetzung von 6 Atm. üeberdruek
als Admissionsspannung im Hochdruckcylinder und lOfacher gesammter
Expansion angegeben.
172. Preise von Gasmotoren. Für die elektrische Beleuchtung
sind nur solche Gasmotoren verwendbar, welche sich durch einen voll-
kommen gleichmäßigen Gang auszeichnen. Diese Eigenschaft besitzen
hauptsächlich nur die Zwillingsmotoren. Eincylindermotoren können
bei der Kraftübertragung und in jenen Betrieben Verwendung finden.
in welchen eine geringe Aenderung in der Umdrehungszahl belanglos
erscheint.
Tabelle.
Preise von Eincylindermotoren.
Größe der Maschine in
effektiven HP . . .
V.
74
V.
1
2
8
4
6
6
8
10
Umdrehungen in der Minute
800
270
200
200
180
180
170
170
170
170
170
Nettogewicht in ä;^. . .
126
166
360
600
700
760
900
960
1300
1460
1700
Preis in Mark ....
760
800
900
1100
1600
1700
2200
2400
2800
3200
4000
Tabelle.
Preise von Zwillingsmotoren.
Größe der Motoren in
effektiven HP . . .
Umdrehungen in der Minute
Nettogewicht in ä;^ . .
Preis in Mark ....
10
12
16
20
80
40
170
170
160
160
160
160
2600
3000
4300
6000
6200
10000
4000
4600
6200
6000
7600
9300
60
160 I
12000
13000
I
!
l
Der Gaskonsum bei den Motoren der Maschinenbau-Gesell-
schaft in Mtlnchen beträgt etwa 7a bis 1 m' in 1 Stunde und für 1
Pferdekraft; derselbe ändert sich mit der Qualität des Gases und mit
der Größe der Motoren. Dieselben reguliren den Gasverbrauch je nach
der Leistung selbstthätig.
3. Praktische Regeln.
173. Praktische Begeln. In der elektrotechnischen Praxis
handelt es sich häufig darum, augenblickUche Schätzungswerte von
Beleuchtungs- oder Kraftübertragungseinrichtungen anzugeben. Zu diesem
Zwecke bedient man sich der folgenden oder ähnUcher Regeln.
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— 317 —
1. Die elektrische Einrichtung kostet fiir eine Glühlampe zu 16
NK bei einer kleinen Anlage 34, bei einer großen 30 Mark; für eine
Bogenlampe zu 8 Ampere etwa 10 mal soviel als flir eine Gltlhlampe
zu 16 NK.
Bei einer Anlage zu 10 Gltlhlampen kostet die einzelne Lampe
etwa 60 Mark.
Bei einer Anlage zu 100 Glühlampen kostet die einzelne Lampe
etwa 40 Mark.
Bei einer Anlage zu 300 Glühlampen kostet die einzelne Lampe
etwa 30 Mark.
Bei einer Anlage zu 1000 Glühlampen kostet die einzelne Lampe
etwa 25 Mark.
2. Die motorische Anlage ist 10 bis 20 ®/o theuerer als die gesammte
elektrische.
3. Die Leitung für eine Glühlampe stellt sich etwa auf 8 Mark.
4. Bei den größten Anlagen kostet die Brennstunde einer 16 NK
Glühlampe unter den günstigsten Verhältnissen mindestens 2 Pf. ; dabei
ist eine jährliche Anzahl von mindestens 1100 Brennstunden voraus-
gesetzt.
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— 318 —
Anhang.
SicherheitsYorchriften für den elektrisehen Betrieb.
174. AUgemeines. Gesetzliche Bestimmungen filr den elektrischen
Betrieb bestehen keine. Die bis jetzt yerfisussten Sicherheitsvorschriften
sind von dem elektrotechnischen Verein in Wien,^) der Feuerver-
sichenings-Gesellschaft in Magdeburg,*) der Allgemeinen Elektricitäts-
gesellschaft in Berlin, der Feuerversicherungsgesellschaft „Phönix^
in London') und von den Verwaltungen mehrerer Centralanlagen auf-
gestellt worden.
175. Sicherheitsvorschriften für elektrische Starkstrom-
anlagen. ^)
A. Apparate zur Erzeugung, Aufspeicherung und Umwandlung des
elektrischen Stromes.
(Elektrische BiAsohinen, Transformatoren, Akkamnlatoren, Batterien n. s. w.)
Aufstellung.
1. Die Aufstellung von Apparaten zur Erzeugung, Auf-
speicherung und Umwandlung des elektrischen Stromes darf nur in
Räumen erfolgen, in denen sich keine leicht entztlndlichen oder explo-
siven Stoflfe befinden.
Besondere Vorkehrungen.
2. Wird bei der Erzeugung, Aufepeicherung oder Umwandlung
des elektrischen Stromes die Luft in gesundheitsschädhcher Weise ver-
ändert oder Wärme in größerer Menge entwickelt, so sind ftir die Auf-
stellung dieser Apparate abgeschlossene, ftlr anderweitige Ar-
beiten nicht zu benützende Räume zu verwenden, welche
^) Zeitschrift fUr Elektrotechnik, Wien, IX., 1891, S. 409 ff. Ausgearbeitet von
einem aus den nachgenannten Mitgliedern des elektrotechnischen Vereines in Wien xn-
sammengesetzten Comit^: Max D^ri, Friedrich Drexler, Frans Fischer,
Gustav Frisch, Moritz Fröschl, Carl Hochenegg (Obmann des Comit^X
Josef Kareis, Josef Kolbe (Schriftführer), Carl Schlenk, T.W.W. Melhnish,
Dr. A. V. Waltenhofen, W. v. Winkler.
') Yademekam fdr Elektrotechniker, 7. Jahrg. Seite 226.
■) Deutsch von Dr. O. May, Leipzig, 1891.
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— 319 —
behufs Lüftung mit entsprechenden, ins Freie führenden Abzügen zu
versehen sind.
3. Wenn die Apparate zur Erzeugung, Aufspeicherung oder Um-
wandlung des elektrischen Stromes Stromkreisen angehören, in welchen
Spannungsunterschiede von mehr als 300 Volt bei Gleichstrom oder
150 Volt bei Wechselstrom auftreten, so muss:
a) Deren Aufstellung in besonderen, anderweitig nicht benützten
oder besonders abgegrenzten Bäumen erfolgen;
b) durch auffallende Aufschriften in nächster Nähe der
Apparate vor der Berührung derselben gewarnt werden;
c) eine besondere Isolation^) der Apparate von der Erde,
beziehungsweise der betre£fenden Apparattheile von dem tragenden
Gestelle, vorgesehen werden;
d) Vorsorge getroffen werden, dass nur isolirte Personen die
stromführenden Theile des Apparates berühren können (z. B. durch
Isolirung des Fußbodens).
B. Leitungen.
Querschnitt.
4. Der Querschnitt der Leitungen und aller Verbindun-
gen, welche zur Fortleitung des Stromes zwischen den Stromerzeugern,
den Apparaten zur Aufspeicherung oder Umwandlung des Stromes
untereinander, sowie zwischen diesen und den Verbrauchsstellen des
Stromes dienen, sind so bemessen, dass durch den stärksten auftretenden
Strom eine feuergefährliche oder die Isolirung gefährdende Erwärmung
derselben nicht bewirkt werden kann.
Die zulässige stärkste Betriebsbeanspruchung für Leitungsdrähte
ist nach den Formeln J= y H. Q"'^ bezw. D =1/ — i^ zu berechnen,
in welchen Jdie größte zulässige Betriebsstromstärke in Ampere, D die
zulässige Stromdichte (Ampere für 1 Quadratmillimeter), Q den Quer-
schnitt des betreffenden Leitungsdrahtes in Quadratmillimetern und H
die Leitungsfkhigkeit des Leitungsmateriales gegen Quecksilber bedeuten.
Leitungsseile können um 10 Percent stärker beansprucht werden.
Hiemach können Kupferdrähte mit einer Leitungs&higkeit von
95 Percent des chemisch reinen Kupfers durch den stärksten Betriebs-
strom in folgender Weise beansprucht werden, und zwar Drähte von :
^) Als iBolirmaterial genügt in trockenen R&umen Holz mit heißem Leinöl, Theer,
Asphalt oder dgl. getränkt, während wenn Feuchtigkeit zn gewärtigen ist, Kautsehnk,
Glas, Porzellan und dergl. fenchtigkeitsbeständige Isolirmaterialien zu wählen sind.
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— 320 -
2^j^mm Drchmess. beziehngsw. von 5 mm!^ mit 5 Ampere für Imm*,
4,7 77 7» 7)1*^7?7J'*?7?71>
"77 T) 7i v^7in*^rjnv
16 7, 77 . n 7) 200 „ „ 2 „ „ „
64 „ ^ „ „3250 , „ 1 „ „ „ .
Bei Elektromotoren, Bogenlampen und dergl., bei deren Einschaltung
vorübergehend eine höhere, als die gewöhnliche Betriebsstromstärke
auftritt, sind die Leitungen für diese höhere Stromstärke zu bemessen.
5. Die Anwendung von Leitungsdrähten unter 1mm Durch-
messer ist nicht gestattet. Ausgenommen hiervon sind Drähte für
Beleuchtungskörper, bei welchen noch ein Durchmesser von 0"7 mm
zulässig ist; femer Drähte für Leitungsseile.
Sicherung der Leitungen.
6. Zur Sicherung gegen zu starke Ströme sind die Leitungen
durch selbstthätige Stromunterbrecher (Sicherungen, Punkt 29) zu schützen,
welche in verlässlicher Weise verhindern, dass der Strom selbst in den
schwächsten Ausläufern der von ihnen geschützten Leitungsgruppen
das IV2 fache der nach Punkt 4 zulässigen stärksten Betriebsbeanspruchung
übersteigt.
Diese selbstthätigen Stromunterbrecher müssen, von der Strom-
quelle ausgehend, vor den Anfang der betreflfenden Leitung, beziehungs-
weise der betreffenden Leitungsgruppe eingeschaltet sein und in jedem
Pol der Leitung angebracht werden.
Isolation.
7. Der Isolationswiderstand^) eines Leitungsnetzes gegen die
Erde oder zwischen Theilen derselben Leitung muss, insoweit Spannnngs-
E
unterschiede vorkommen, mindestens 5000 -^ Ohm betragen, worin E
den größten Spannungsunterschied in Volt zwischen den betreffenden
Leitungen untereinander, sowie gegen die Erde, und J die Stromstärke
in Ampere bedeutet.
In solchen Fällen, in welchen infolge großer Feuchtigkeit der die
Leitung umgebenden Atmosphäre der angegebene Isolationswiderstand
*) Die Isolatioiismessaiigen sind bei Betriebsspannuiigeii bis zu 160 Volt nüt
clemselben grOfiten Spamiimgsaiiterschiede, welcher beim wirklichen Betriebe yorkommt,
vorzunehmen. Bei höheren Betriebsspannungen kann hiervon Abstand genommen werdeoY
jedoch soll dann vor der Isolationsmessung, welche mit wenigstens 160 Volt durchzu-
führen ist, das betreffende Leitnngsmaterial eine Belastungsprobe mit der mindestans
doppelten Betriebsspannung bestanden haben.
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— 321 —
nicht erreicht werden kann, (wie beispielsweise bei Brauereien, Färbereien,
elektrischen Bahnen), ist unter folgenden Bedingungen auch eine ge-
ringere Isolation zulässig:
d) Die Leitung muss ausschließlich auf Isolatoren aus feuer- und
feuchtigkeitsbeständigem Isolirmaterial und so geführt sein, dass eine
Feuersgefahr infolge Stromableitung dauernd ganz ausgeschlossen ist;
b) bei Spannungen von mehr als 150 Volt bei Wechselstrom
oder 300 Volt bei Gleichstrom muss eine zufilUige Berührung nicht
genügend isolirter Theile der Leitung durch unbetheiligte Personen
unmöglich sein.
Blanke Leitungen.
8. Blanke Leitungen dürfen nur auf Isolatoren aus feuchtig-
keits- und feuerbeständigem Isolirmaterial und derart angebracht werden,
dass eine zuMlige Berührung derselben durch unbetheiligte Personen
und eine Berührung der Leitungen untereinander sowie mit anderen
Körpern, als den isolirenden Unterstützungen, ausgeschlossen erscheint.
Dieselben sollen daher:
a) Ueberall dort, wo unbetheiligte Personen verkehren, in einer
Höhe von mindestens 3*5 Meter über dem höchsten Standpunkte der-
selben angebracht sein oder mit einer Schutzhülle umgeben werden;
b) in einem lichten Abstände von fremden, schlecht lei-
tenden Körpern gehalten werden, welcher in geschlossenen Räumen
mindestens lOwim, im Freien mindestens 50 ww beträgt;
c) in einem lichten Abstände von fremden, leitenden Kör-
pern (Metalltheilen) und von einander angebracht werden, welcher in
geschlossenen Räumen mindestens 10 + ^-^j ^^ Freien mindestens
50 -|- ys Millimeter beträgt, wobei E den auftretenden größten Span-
nungsunterschied in Volt bedeutet. Nur Drähte und Kabel, welche
unausschaltbare Zweige einer und derselben Leitung bilden, können in
geringerem Abstände, ja selbst in leitender Berührung mit einander
geführt werden.
In Fällen, wo zwischen den Unterstützungspunkten eine Annäherung
der Leitungen gegeneinander oder gegen fremde Körper eintreten kann,
ist der xmter b) und c) festgesetzte lichte Abstand noch um -^^r^ des
Abstandes der Unterstützungen zu vermehren.
Wenn die Leitungen an einzelnen Stellen zwischen den Unter-
stützungspunkten noch durch besondere Verstrebungen in festem
Abstände von einander oder von fremden Körpern gehalten werden,
Kratsert, Elektrotechnik n. 21
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— 322 —
so gilt bei der Berechnung des Zuschlages die Entfernung dieser
Verstrebungen.
Falls infolge des Durchhanges eine Verringerung des Abstandes
der Leitungen untereinander oder gegen fremde Körper eintreten könnte,
oder^ falls die fremden KOrper beweglich sind (Laufkrahne, Biemen u.
s. w.), ist deren äußerste Lage fbr die Bestimmung des geringsten Ab-
Standes maßgebend.
Isolirte Leitungen.
9. Isolirte, d.h. mit isolirenden Stoffen eingehüllte Leitungen
müssen, sofern sie nicht unter die in Punkt 10. behandelten besonders
isolirten Leitxmgen gehören, im Allgemeinen ebenso wie blanke Lei-
tungen behandelt werden, können jedoch, wenn Feuchtigkeit nicht zu
befürchten ist, bei Spannungen unter 250 Volt bei Wechselstrom und
500 Volt bei Gleichstrom in einer auch für unbetheiligte Personen
zugänglichen Weise Anwendung finden.
Besonders isolirte Leitungen.
10. Besonders isolirte Leitungen, das sind solche, welche
24 Stunden unter Wasser gehalten, noch einen Isolationswiderstand
gegen Wasser von mindestens 500 . E Ohm för 1 Kilometer und bei
15^ C aufweisen (wobei E den größten Betriebs-Spannungsunterschied
in Volt bedeutet), können in unmittelbarer Nähe von einander und von
fremden Körpern geführt werden.
Besondere Vorkehrungen.
11. Das Isohrmaterial besonders isolirter Leitungen muss, faUs
durch vorhandene oder zu gewärtigende Feuchtigkeit (Wasser) eine
leitende Verbindung des Leiters mit anderen Leitern oder mit fremden
nicht isolirten Körpern zu befürchten ist, entweder selbst vollkom-
men zusammenhängend, feuchtigkeitsbeständig und wasser-
undurchlässig sein (Guttapercha, Gummi u. dgl.), oder es muss
dasselbe mit einer vollkommen feuchtigkeitsbeständigen und
wasserundurchlässigen Schutzhülle (z. B. Bleimantel) umgeben
werden, so dass trotz der fortwährenden Einwirkung der Feuchtigkeit
mindestens der unter Punkt 10. verlangte, geringste Isolationswiderstand
dauernd erhalten bleibt.
12. Beim Uebergang von Leitungen aus dem Freien oder aus
feuchten Räumen in trockene Räume sind gegen das der Leitung ent-
lang fließende Wasser, sowie gegen schädigenden Einfluss von Feuch-
tigkeit, besondere Vorkehrungen zu treffen (Abtropfkrümmungen, Ein-
führungstrichter u. dergl.).
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— 323 —
13. Sind die Leitungen chemischen Einflüssen ausgesetzt
(z. B. in der sie umgebenden Atmosphäre oder dem Boden, beziehungs-
weise dem Mauerwerk u. s. w., worin sie verlegt sind), wodurch das
Isolirmaterial oder die Leitungen selbst angegriffen werden könnten, so
ist fbr ausreichenden Schutz gegen diese 'Einflüsse zu sorgen.
14. Wo die Leitungen oder deren Umhüllungen schädigenden
mechanischen Einflüssen (Reibung, Biegung, Quetschung und
dergl.) ausgesetzt sind, muss für entsprechende Widerstandsfilhigkeit
oder ausreichenden Schutz Sorge getragen werden.
Kanäle für Leitungen.
15. Alle zur Au&ahme^ elektrischer Leitungen dienenden Kanäle
sollen mit ausreichender Sicherheit hergestellt werden, um jeder Be-
schädigung und hauptsächlich, wenn sie im Straßengrunde liegen, den
drohenden Belastungen durch schweres Fuhrwerk und dergl. sicher
Stand halten zu können.
Wenn die Leitungen in Kanälen nicht durchgehends besonders und
wasserbeständig isolirt sind, sollen Vorkehrungen getroffen werden, damit
Wasseransammlungen bis zu den weniger geschützten Stellen nicht statt-
jfinden können. Wo Gasleitungen in demselben Kanal gefiihrt sind, ist
für eine entsprechende Lüftung Sorge zu tragen, welche die Ansamm-
lung brennbarer oder explosiver Gase unmöglich macht.
Periodische Untersuchungen.
16. Leitungen, welche gegen mechanische oder chemische
Einflüsse nicht ausreichend geschützt werden können, sind
jährlich einmal hinsichtlich der Bestimmungen dieser Vorschriften, und
zwar besonders auf genügenden Querschnitt und entsprechende Isola-
tion zu untersuchen und erforderlichen Falles in ordnungsmäßigen Zu-
stand zu bringen.
Desgleichen müssen alle jene Leitungsanlagen, welche dauernd
ausser Betrieb gesetzt wurden oder schädigenden Ereig-
nissen (wie beispielsweise Ueberschwemmung, Feuer, Adaptirung des
Gebäudes u. s. w.) ausgesetzt waren, vor Wiederinbetriebsetzung geprüft
und in Stand gesetzt werden.
Blitzschutz.
17. Zum Schutze gegen Blitzgefahr sind Leitungsnetze,
welche außer dem Bereiche schützender Gebäude ganz oder theilweise
oberirdisch gefiihrt sind, mit entsprechenden Blitzschutzvorrichtungen
zu versehen.
21*
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— 324 —
Auf die Herstellung einer guten ^Erde" ist besondere Sorgfalt zu
verwenden, weshalb auch gut ableitende Metallbestandtheile der Anlage
und der Baulichkeiten, wie Rohrleitungen, Träger, Säulen und dergl.
als Erdleitung heranzuziehen sind.
Leitungen für hochgespannte Ströme.
18. Leitungen für hochgespannte Ströme, d. i. für
Spannungen über 500 Volt bei Gleichstrom, beziehungsweise 250 Volt
bei Wechselstrom, müssen stets in einer fär unbetheiligte Personen un-
zugänglichen Weise verlegt werden.
Dieselben sollen daher:
a) als blanke Leitungen nur im Freien und mindestens
5 m über dem Boden, sowie mindestens 2V2 ^ von denjenigen Gebäude-
theilen entfernt angebracht sein, von welchen aus eine Zugänglich-
keit der Leitungen möglich wäre; z. B. Dach, Fenster, Balkon und dergl.
Die Lage dieser Leitungen soll der betreffenden Ortsfeuerwehr bekannt
gegeben werden;
b) ins Innere von Gebäuden, die unbetheiligten Personen
zugänglich sind, nur als besonders isolirte Leitungen gefuhrt
werden, welche mit einem gegen Beschädigungen schützenden wider-
standsfähigen Mantel (Eisenband, Eisenrohr und dergl.) umgeben sein
müssen, der, falls eine elektrische Ladung desselben zu gewärtigen ist,
mit der Erde in leitender Verbindung stehen soll.
19. Die Befestigung der Leitungen auf ihren Unterlagen
ist derart vorzunehmen, dass mechanische Verletzungen der Leitungen
dadurch nicht entstehen können. Auch gegen die schädliche Einwir-
kung des Rostes bei Verwendung eiserner Befestigungsmittel muß Vor-
sorge getroffen werden. Es ist daher insbesondere das Annageln der
Leitungen vermittelst Drahtklammern, Nägeln oder dergl. nicht
gestattet.
Festigkeit der Leitungsanlage.
20. Frei geführte Leitungen sollen sammt ihren Stützen
gegen allzu große Beanspruchung, hauptsächlich zufolge Temperatur-
veränderung, Winddruck und dergl. geschützt sein. Für die Leitungen,
Spanndrähte und dergl. soll mindestens sechsfache Sicherheit, fOr alle
übrigen Theile des Baues eine zwölffache Sicherheit hinsichtlich der
Elasticitätsgrenze vorgesehen werden, wobei als Winddruck 250 bg
auf 1 m^ angenommen werden soll. Für die übrigen außergewöhn-
lichen Belastungen durch Schnee, Reif u. s. w. ist kein Zuschlag mehr
nöthig.
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— 325 -
Kreuzung der Leitungen.
21. In Fällen, wo blanke Leitungen übereinander ange-
bracht sind, so dass durch das Reißen der einen Leitung eine Berührung
derselben mit einer anderen eintreten kann, muss, falls hierdurch ein
Unglücksfall möglich ist (also hauptsächlich, wenn eine der Leitungen eine
Telegraphen-, Telephon- oder andere Signalleitung ist), durch Anbringung
entsprechender isohrender Schutzmittel, z. B. einer isolirenden Umhül-
lung oder Bedeckung des unteren Drahtes, gegen eine unmittelbare
leitende Berührung der Leitungen Vorsorge getroffen werden, üeberdies
müssen in solchen Leitungen vor und hinter den geßlhrdeten Stellen
entsprechend bemessene, selbstthätige Stromunterbrecher (Sicherungen,
Punkt 29) angebracht werden.
Verbindungen.
22. Die Verbindung von Leitungen untereinander, sowie
mit Apparaten und Apparattheilen, darf nur durch Verschraubung,
Klemmverbindung oder durch Verlöthung hergestellt werden. Dabei muss
die Verbindungsstelle mindestens den doppelten Leitungsquerschnitt auf-
weisen, welchen die damit angeschlossene Leitung besitzt, und es muss
der Kontakt ein guter und sicherer sein, so dass daselbst weder eine
stärkere Erwärmung als an den übrigen Stellen der Leitung auftritt,
noch eine selbstthätige Lockerung der Verbindung möghch erscheint.
Es ist deshalb nothwendig, die Kontaktäächen vor der Verbindung
sorgßlltig metallisch rein zu machen, vor der Verlöthung noch überdies
zu verzinnen und dafür zu sorgen, dass eine innige Berührung der
Kontaktflächen stattfinde, beziehungsweise das Loth die ganze Ver-
bindungsstelle durchdringt.
Bei der Löthung darf als Löthmittel nur ein Löthsalz, welches
keine freien Säuren enthält, Verwendung finden.
Wenn die Verbindung einer Zugbeanspruchung ausgesetzt werden
sollte, so ist entweder eine besondere Befestigung der Leitung unmit-
telbar neben der Verbindungsstelle vorzusehen oder eine entsprechende
Ausführung der Verbindung anzuwenden, welche eine Lockerung der-
selben verhindert.
Bei Verbindung isohrter Leitungen ist die Isolirung an der Ver-
bindungsstelle, in einer der übrigen Isolirung gleichwertigen Weise,
wieder herzustellen oder die betreffende Stelle mit einem besonderen
Schutzkasten zu umgeben. In beiden Fällen muss die Verbindungs-
stelle jederzeit leicht auffindbar und möglichst bequem zugänglich sein.
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— 326 -
Erdleitung.
23. Wenn die Erde oder metallische Körper, welche
mit der Erde in leitender Verbindung stehen, wie z. B. Schienen-
stränge, Gas- und Wasserleituugsröhren, eiserne Träger, Stützen oder
andere metallene Baubestandtheile zur Stromleitung verwendet
werden, hat man die Verbindung mit der Erde vollkommen sicher
herzustellen und gegen die Mc^glichkeit der unmittelbaren oder mittel-
baren Berührung des anderen Poles der Leitung durch Personen,
welche von der Erde nicht isolirt sind, umsomehr Vorsorge zu treffen,
je höher der in Anwendung kommende Spannxmgsunterschied ist.
24. Bei ausgedehnten Anlagen mit besonderen Stromquellen sind
entweder dauernd eingeschaltete Erdschlussanzeiger oder andere
entsprechende Messeinrichtungen anzubringen, mittelst welcher der Zn-
stand der Isolation des Leitungsnetzes jederzeit geprüft werden kann.
25. Bei Neuanlage von Telegraphen-, Telephon-
und Signalleitungen sind vorhandene Starkstromleitungen gemäß
diesen Vorschriften zu berücksichtigen, so dass eine Gefährdung jener
durch diese Starkstromleitungen nicht eintreten kann.
C. Nebenapparate und Lampen.
(Umschalter, Aaaschalter, Fassungen, Widerstände, Mess- und KontroUapparate, Lampen,
Beleuchtungskörper u. s. w.)
Querschnitt.
26. Die Querschnitte der stromführenden Theile der Neben-
apparate sind derart zu bemessen, dass durch den stärksten Betriebsstrom
eine Temperaturerhöhung von mehr als 50® C nicht verursacht wird.
Bei Apparaten, durch deren Funktion eine höhere Erwärmung bedingt
wird, sind gegen die mit derselben verbundene Feuersgefahr besondere,
nachstehend angegebene Vorkehrungen zu treffen.
Isolation.
27. Die Isolation der stromführenden Theile der Nebenapparate
soll den in Punkt 7 verlangten Isolationswiderstand des betreffenden
Leitungsnetzes nicht beeinträchtigen. In Fällen, wo die Isolirung der
stromführenden Theile den Bedingungen des Punktes 10. über beson-
ders isolirte Leitungen nicht entsprechen kann, ist für eine besondere
Isolirung der Nebenapparate von der Erde, beziehungsweise der be-
treffenden Apparattheile von den tragenden Theilen, Vorsorge zu tref-
fen. Als Isolirmaterial soll im Allgemeinen ein feuer- und feuchtig-
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— 32.7 —
keitsbeständiges Material gewählt werden. Andere Materialien dürfen
nur dort Verwendung finden, wo Feuersgefahr, beziehw. Feuchtigkeit
nicht zu befürchten sind.
28. Alle Nebenapparate, welche für Unberufene zugänglich
sind, müssen derartige Schutzhüllen erhalten, dass alle blanken,
stromführenden Theile vor zuMliger Berührung geschützt sind.
Ausschalter, Umschalter und Sicherungen.
29. Alle Ausschalter,. Umschalter und Sicherungen
sind so auszuführen, dass die Kontaktflächen genügend groß sind und
stets metallisch rein erhalten werden, so dass eine übermäßige Erwär-
mung derselben (um mehr als 50® C) durch den stärksten Betriebsstrom
nicht eintreten kann.
Die Unterbrechung des Stromes muss mit einer solchen Geschwin-
digkeit und auf solche Länge erfolgen, dass der allenfalls auftretende
Lichtbogen ohne Schädigung der Kontaktflächen sicher unterbrochen
wird, und dass ein Ueberspringen desselben auf andere Stellen ausge-
schlossen erscheint. Die Stromunterbrechungsstelle muss von brennbaren
Stoffen entfernt gehalten werden, so dass eine Zündung durch Unter-
brechungsfunken oder durch abgeschmolzene, beziehungsweise absprin-
gende, glühende Theilchen nicht möglich ist. Die betreffenden Theile
solcher Kebenapparate sind auf feuersicheren Unterlagen anzubringen.
In Räumen, wo leicht entzündliche oder explosive Stoffe vor-
kommen, ist die Anwendung von Ausschaltern, Umschaltern und Siche-
rungen, welche Funkenbildung ermöglichen, ausnahmsweise nur dann
zulässig, wenn ein verlässlicher Sicherheitsabschluss jede Feuers-
und Explosionsgefahr ausschließt.
Bei Verwendung von Quecksilber-Kontakten ist für die Reinhaltung
derselben und dafür Sorge zu tragen, dass ein Entweichen von Queck-
silberdämpfen in schädlichem Maße nicht vorkommen kann.
Jeder selbstthätige Stromunterbrecher (Sicherung)
muss eine Angabe über die größte zulässige Betriebsstromstärke tragen,
welche laut Punkt 6. mindestens % der Funktionsstromstärke beträgt.
Diese Angabe muss bei Abschmelzsicherungen sowohl am festen, wie
am auswechselbaren Theil angebracht werden.
Abschmelzsicherungen sind derart feuersicher einzuschließen, dass
das geschmolzene Material nicht heraustropfen kann.
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— 328 —
Widerstände (Rheostate).
30. Widerstände, bei welchen eine Erwärmung um mehr als
50^ C eintreten kann, sind derart anzuordnen, dass eine Berührung
zwischen den wärmeentwickelnden Theilen und entzündlichen MateriaHen,
sowie eine feuergefiihrUche Erwärmung solcher MateriaUen durch erhitzte
Luft nicht vorkommen kann.
Glühlampen.
31. Glühlampen und deren Fassungen müssen in Räu-
men, wo explosive Stoffe oder brennbare Gase vorkommen, besondere,
verlässUche Sicherheitsverschlüsse erhalten; auch dürfen dieselben nicht
unmittelbar in brennbare, schlecht wärmeleitende Stoffe gehüllt werden,
sondern es muss eine entsprechende Wärmeableitung durch Lüftung oder
Vergrößerung der Oberfläche stattfinden.
Bogenlampen.
32. Bogenlampen dürfen in Räumen, wo explosive Stoffe oder
brennbare Gase vorkommen, nicht verwendet werden; wo leicht brenn-
bare Körper vorkommen, sind um das Bogenlicht Schutzglocken, mit
Drahtgeflecht umgeben, anzubringen. Diese Schutzglocken sollen sicher
verhindern, dass abspringende glühende Kohlentheilchen herausfallen^
und müssen, wenn umherfliegende brennbare Körper in dem betreffen-
den Räume vorkommen, deren Zutritt zu dem Lichtbogen hintanhalten.
Beleuchtungskörper.
33. Beleuchtungskörper, in oder an welchen Leitungen geführt
werden, die nicht als besonders isolirte gelten können, sind von der
Erde, also hauptsächUch von Metallmassen (Gasröhren und dergl.), elek-
trisch zu isoliren. Dieselben sind stets derart anzuordnen, dass durch
ihre Bewegmig oder Drehung eine Beschädigung der Leitungen nicht
eintreten kann:
Die Rohre von Beleuchtungskörpern, durch welche Leitungen ge-
führt werden, müssen innen glatt sein, d. h. sie dürfen keine scharfen
.Ecken, Grate oder dergl. haben. Dieselben sind vor dem Einziehen der
Drähte zur Entfernung von SpUttern, Feilspänen und dergl. sorgfältig
zu reinigen und, wenn beim Löthen der Rohre Säuren Verwendung
fanden, besonders zu waschen und zu trocknen. Die Rohre metallener Be-
leuchtungskörper, welche der Feuchtigkeit ausgesetzt sein können, sollen
gegen das Eindringen derselben thunUchst geschützt und mit Abfluss-
öffnungen für das Kondensationswasser versehen oder nach dem Ein-
ziehen der Drähte mit isolirender Masse ausgegossen werden.
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— 329 —
TabeUe.
Durchmesser-Querschnitte und Widerstände für Drähte
aus Krupp'schem Widerstandsmaterial.
Durchmesser
in mm
Querschnitt
in mm^
Gewicht für
1 m in ^
Meterzahl
für 1 kg
Widerstand
für Im in Ohm
LSnge für
1 Ohm in m
0-60
0-76
100
1-26
1-60
1-76
200
2-25
260
2-76
800
3-60^
400
4-60
600
0196
0*442
9-786
1-227
1-767
2*406
8*142
8-976
4-909
6-940
7069
9-621
12-670
16-900
19*640
1-688
8-681
629*7
279*8
4-84800
1-92600
6*860
9*941
14-320
19-490
26*460
82-210
39*770
48-130
167*2
100-6
69-8
61-8
1*08400
0-69880
0-48180
0*86400
89-8
810
261
20-8
0-27090
0-21410
0*17340
014830
67-270
77-960
101*840
128-820
169*120
17-6
12-8
9*8
_7*8_
6-3
0*12060
0-08848
0*06772
0-06364
004336
0-230
0*619
0*922
1*441
2*076
2-826
3-691
4*671
6*767
6*976
8-308
11-302
14-766
18*677
23071
Specifisches Gewicht*} 8*102. Absolute Festigkeit für 1 mtn* 60 Jcg, Dehnung
in "/o 22—26, specifischer Widerstand in Mikroohm —- mittl. Wert bei 20» C ') 86*13,
cm*
Temperatur-Co§fficient, mittl. Wert*) 0-0007007.
TabeUe
über Gewichte und Widerstände von Eisendrähten.
Kreisförmiger Querschnitt (16^), Spec. Gewicht = 7*7, Widerstand von 1 w 1 mm^ bei
16^» = 0-10 Q.«)
Durchmesser
Querschnitt
Meterzahl
Gewicht für
Widerstand
Länge für
=
in mm
in mm*
für 1 kg
1 m in^
für 1min Ohm
1 Ohm in m
06
0196
662*0
1*61
0 609
1-96
10
0-786
166-0
606
0127
7-85
1-6
1-767
73-6
13-6
0067
17-6
2-0
8142
41*3
24*2
0032 .
31-3
2-6
4*909
26-5
87*7
00202
49-6
3*0
707
18*4
64-4
00141
71-2
3-6
9-62
13-6
741
0-0104
98-3
4-0
1267
10*3
96*8
0-0080
126-0
4*6
16-62
8*20
122-0
0*0063
168-0
60
19-64
6-62
161*0
00060
200-0
66
23-76
5-46
183-0
0-0042
2390
6.0
28-27
4-60
2i7-6
0-00352
284-0
^) Nach Bestimmungen der Physikal. techn. Reichsanstalt.
') F. Uppenhorn, Kalender für Elektrotechniker, 1894, Seiten 108 und 109«
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330 —
Widerataiid tob
fOr Drahtdurdunesser yqh 0*05— 40 mm und
Draht-
Duroh-
meMer
Kupfer
Phospho
r- nnd Siliciambroiiee
tnm
0-016
0017
0018
0-019
0*020
0-025
0*030
0-04
OH»
0-06 !
005
8-14
865
9-16
9-67
10*19
12-73
15-3
20-4
266
80-6
0-10
2-04
216
2-29
2-42
2-56
318
3-8
5-1
6-4
76
0-16
0-91
0-96
1-02
108
113
1-41
1-70
2-26
2-88
3-4
0 20
0-61
0-64
0-67
0-60
0-64
0-80
0*96
1-27
1*59
1-»1
0-26
0-33
0*36
0-37
0-39
0-41
0-51
0*61
0-81
1-02
1*22
0-30
0-226
0-240
0.266
0*269
0-283
0-864
0-424
0-666
0-707
0-^9
0-36
0*166
0-177
0-187
0-198
0*208
0-260
0-312
0-416
0*620
0-624
0-40
0M27
0-136
0-143
0161
0*169
0 199
0-2M9
0-318
0*398
0-477
0-46
o-ioi
0107
0*113
0-120
0126
0-157
0*189
0-252
0314
0-377
0-50
0-081
0-087
0092
0-097
0102
0-127
0168
0-204
0266
0-306
0-65
0067
0-072
0076
0*080
0-084
0106
0-126
0-168
0-210
0-268
0-60
0067
0060
0*064
0-067
0-071
0-088
0-106
0141
0*177
0-212
0-65
0-048
0-051
0064
0-067
0060
0-075
0*090
0-120
0161 0*181
0-70
0-042
0-044
0-047
0-049
0052
0 066
0078
0-104
0-180 '0166
0*75
0036
0038
0 041
0-043
0046
0057
0-068
0-091
0118
0-186
0-80
0-0318
0-0838
0-0368
0*0378
0-0398
0-0497
0*060
0080
0-099
0-119
0-86
00282
00299
0-0317
00336
00362
0*0441
0*053
0-070
0068
0106
0-90
0*0261
00267
0-0288
0-0299
00314
0-0393
0-047
0-063
0 079
0-094
0-95
00226
0-0240
0*0264
0-0268
0-0282
0-0853
0-042
0-066
0-071
0-086
100
00-204
0-0216
0-0229
00242
00256
0-0818
0-038
0-051
0-064
Oi>76
l-l
0*0168
0-0179
00190
00200
0-0210
0*0268
00816
0-0421
0-0626
0063
1-2
0-0141
0-0160
00169
0-0168
0*0177
0-0221
0-0266
00364
0-0442
0-053
13
00121
0*0128
00136
0-0143
0-0161
0-0188
0*0226
0*0301
0-0377
0046
1-4
0-0104
0*0110
0-0117
0-0123
00130
0*0162
0-0195
0*0260
0*0326
0-039
16
0-0091
0-0096
00102
00108
00113
0*0141
0-0170
0-0226
0-0283
0-034
1-6
0-0080
0-0085
00090
0-0006
0-0099
0*0124
00149
0*0199
0-0249
0-0298
1-7
0^^071
00076
0-0079
0-0084
0 0088
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00132
0*0176
0-0220
0-02«4
1-8
0-0068
00067
0-0071
0*0076
0-0079
0*0098
00118
00167
0-0196
0 0236
1-9
0-0066
0-0060
0-0064
00067
0*0071
0-0088
0*0106
0-0141
0-0176
0-0212
2-0
00051
0-0064
0*0067
0*0060
00064
0-0080
0-0096
0*0127
0*0159
0-0191
2-2
0-00421
0H)0447
0*00473
0-0050Ü
000526
00066
0-0079
0-0106
0-0182
0 0158
2-4
000864
000376
000398
000420
0-00442
0-0056
00066
00088
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0-0133
2-6
0-00301
0*003«0
0-00339
0-0Ü358
000377
00047
00067
00076
0^94(0*0113
2-8
000260
0-00274
000292
0*00308
0-00325
0*0041
00049
0-0066
0*0081
0-0097
30
000226
0-00240
0*00255
0*00269
0-00283
0*0035
0-0042
0-0057
0D071
00085
3-2
0-00199
0*00211
000224
0*00286
0-00249
0 00811
000373
0-00497
0-0062
0-0075
3-4
0-00176
0-00187
0-00198
0-00209
000220
0*00275
0-00380
0-00441
0*0065
0 0066
3Ö
000167
0-00167
0 00177
000187
0-00196
0*00246
000295
000393
0-0049
0-0069
3-8
0 00141
0-00160
0-00159
0-00168
000177
0*00221
0*00265
0-00353
0-0044
0*0053
4-0
000127
0 00136
000143
000151
0-00159
0-00199
0*00239
000818
0-0040
0-0048
1
^) C. Grawinkel u. K. Strecker, Hilfsb. der Elektrotechnik, 1893, Seiten 4 n. 5.
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— 331
1 m Draht in Ohm
für speciflsche Widerstände Ton 0'016-*0*60« ^)
Klckelin. Bheotan.
Drafai-
Messing
Platin Eisen
NensUber etc.
TheriDOten,
Borch-
Nickelkupfer
mweer
007
008
0-10
016
0-20
0*26
0*30
0-40
0-60
0-60
mm
86-0
41-0
610
760
102*0
1270
1630
204'0
2550
306*0
0-05
8-9
10-2
12*7
191
25*5
31*8
38*0
610
640
76-0
010
40
4-6
6-7
8-6
11-3
141
170
22*6
28-3
34-0
016
2-28
2-66
8*18
4-8
6-4
8*0
9-6
12*7
15-9
19*1
0-20
1-43
168
2-04
306
4*1
61
61
81
10-2
12-2
0-25
0-99
1-13
1-41
212
2-83
3-64
4-24
6*66
707
8*49
0*30
0'7S
0*83
104
1-66
2-08
2-60
312
4*16
5*20
6-24
0-35
0-66
0-64
0-80
1-19
1-69
1-99
2-39
3-18
3-98
4-77
0-40
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0048
4-0
Digitized by VjOOQIC
— 332 -
Länge eines Drahtes von
für Drahtdurchmesser von 0*06 — 4-0 tnm und
"
Draht-
dnrch-
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2-0
i960
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19Ö0
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llS-0
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6280
5030
4190
3140
2510
2090
') C. Grawinkel u. K. Strecker, Hilfsb. der Elektrotechnik, 1893, Seiten 6 u. 7.
Digitized by VjOOQIC
333 -
1 Ohm Widerstand in Metern
für speciflsche Widerstände von 0 016— 0*60. ^)
Nickelin. Rbeotan.
Dnbt-
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Nensüber etc.
Thermotan,
dnrch-
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10-2
8*6
6-4
6-1
4-24
1-8
40-5
35*4
28-4
18-9
14*2
11-3
9-6
71
5-7
4-73
1-9
44-9
39*3
31-4
20*9
15-7
12-6
10-5
7-9
6-3
5-24
20
640
48-0
380
26-3
19-0
16-2
12-7
9-6
7-6
6-3
2*2
660
670
460
30*2
22-6
18-1
15-1
11-3
9-0
7-6
2-4
760
66-0
530
36-4
26-6
21-2
17*7
13-3
10-6
8-8
2-6
880
770
620
41-1
30-8
24-6
20*6
15-4
12*3
103
2-8
1010
880
710
47*1
35*8
28-3
23-6
17*7
14-1
11-8
3-0
1160
101-0
800
540
400
32-2
26*8
201
16-1
13-4
3-2
1300
113*0
910
610
460
36-3
30*3
22-7
18*2
151
3-4
1460
1270
1020
680
610
40-7
38-9
25-4
20-4
17-0
3-6
1620
142-0
118*0
760
67-0
46-4
37-8
28-4
22-7
18-9
3-8
1800
1670
1260
84-0
630
50-3^
•
41*9
31-4
26-1
20-9
4-0
Digitized by VjOOQIC
334
Spannnngsrerhist
Spannungsverlust
Quer-
schnitt in
Wim*
0-5
1
1-5
2
2*5
3
6-50
147-9
296-7
443-6
591-4
739-3
887-1 .
100
263-8
537-6
801^
10750
13390
1613-0
12-37
332-6
665*1
997-6
1330-0
1662-0
19960
16-0
430-1
860Ü
1290*0
1720-0
2160*0
2681-0
21-99
6911
1182-0
17780
236Ö0
2956-0
86470
26-0
672-0
1344-0
2016-0
2638-0
3360-0
4032-p
33-67
902-4
1806-0
2707*0
3610-0
45120
5415-0
35-0
940-9
1882-0
2823-0
3768-0
4704-0
664Ö-0
600
1344H)
2881-0
40820
6376*0
6720-0
8065-0
69-70
1606-0
3210-0
4816*0
6419-0
8024-0
9689-0
70-0
18820
3763-0
66460
76260
9408-0
11290-0
95-0
2654-0
61080
7662-0
10220-0
127700
15320-0
100-87
2922-0
5844-0
87660
116900
14610-0
17530i) ;
120-0
32260
64510
9678-0
12900-0
161300
19350*0 i
1600
4032-0
80640
12100*0
161300
201600
241900 '
1&2'82
4108-0
8216*0
12320-0
16430-0
20640-0
24650^
1860
4973-0
9946*0
14920H)
19890-0
248700
29840-0
204-29
54920
109800
1 6480*0
219700
274600
32960-0
2400
6452*0
12900-0
19360-0
25810-0
32260-0
38710-0
201*66
7081*0
14060-0
210900
281200
35160-0
42190i)
3100
8314-0
166800
24940-0
332600
41670-0
49870-0
366-98
9570-0
19140-0
28710-0
38280.0
478500
57410-0
400-0
107600
216100
32260-0
43010*0
53750-0
64620-0
464*94
12600-0
25000-0
37600-0
49990-0
62500-0
749901)
5000
13440-0
268800
403200
637600
67200-0
80650-0
688-46
15820-0
316400
474600
63280-0
791000
94910-0
6210
16690-0
33890-0
50080-0
667700
83450-0
100200-0
726-60
19520-0
39050-0
58570-0
78100-0
976000
117100-0
8000
21510-0
430100
64520-0
860200 .
1076000
1320000
1000-0
268800
806400
1076000
1344000
1613000
Meter*Ampfere.
Die mit Decimalstellen versehenen Querschnitte entsprechen Kabeln
Der Widerstandscoöfficient des Kupfers ist zu 1-86 Mikroohmciw.
Temperatur von etwa
') F. Uppenborn, Kalender für Elektrotechniker, 1894, Seiten 110 und 111.
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— 335 —
in Enpferkabeln.
in Volt.')
4
6
8
10
12
15
20
1183
1774
2866
2967
3548
4436
6914
2150
3226
4300
6376
6452
8014
10750
2660
8990
5820
6651
7980
9976
18300
3440
6162
6880
8602
10320
12900
17200
4730
7094
9460
11820
14190
17730
23650
5376
8064
10750
13440
16130
20160
26880
7220
10830
14440
18050
21660
27070
36100
7526
11890
15050
18170
22780
28230
37630
10750
16130
21500
26880
32260
40320
53760
12840
19260
25680
82100
38520
48150
64190
15050
22580
30100
37630
45160
56450
75260
20430
80640
40860
51080
61280
76620
102200
23380
35060
46760
58440
70180
87660
116900
25810
38700
51620
64520
77400
96780
129000
32260
48380
64520
80650
96760
121000
161300
32860
49300
65720
82160
98600
123200
164309
39780
59680
79560
99460
119400
149200
198900
43930
65900
87860
109800
121800
161800
219700
51610
77420
103200
129000
154800
193600
258100
56250
84380
112500
140600
168800
210900
281200
66510
99740
133000
166300
199600
249400
332600
76560
114800
153100
191400
229600
287100
382800
86020
129000
172000
215100
258000
322600
4S0100
79990
150000
200000
250000
300000
375000
499900
107500
161300
215000
268800
322600
403200
637600
126600
189800
253200
316400
379600
474600
632800
133500
200400
267000
333900
400800
500800
667700
146200
234200
292400
390500
468400
685700
781000
172000
264000
344000
430100
528000
645200
860200
215100
322600
430200
537600
645200
806400
1076000
Meter*A]np6re.
von Feiten & Gailleanme, die anderen solchen von Siemens & Halske.
angenommen, was bei einer Leitungsfähigkeit von 671 (0® C.) einer
34® C. entspricht.
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— 336 —
Tabelle zur Anfertigung von Stromregnlatoren ans Nickelindraht.
(spec. W. = 0-45 ß F. A. Lange.*)
Durchmesser
Widerstand in Q
fdr 1 m
0-10
670
016
26-6
0-20
14-3
0-26
9-3
030
6-3
0-35
4-7
0-40
3-3
0-45
2-8
0-50
2-3
0-56
1-9
0-60
1-6
0-65
1-36
0-70
117
0-76
1-02
0-80
0-89
0-85
0-80
0-90
0-71
0-96
0-63
1-0
0-67
l'l
0-47
1-4
0-29
1-6
0*22
1-7
0-20
1-8
0-18
1-9
0-16
20
0*14
2-2
0-12
24
0-10
2-6
0086
2-8
0073
30
0*064
Länge für 1 Q
Zulässige Bean-
spruchung in A
17-6 mm
39*0
700
108*0
1690
2130
300*0
3600
440*0
6300
6300
7400
860-0
9800
112
1-26
1*41
1*69
1-76
211
3-42
4*6
60
6-7
6*3
70
8-4
10-1
11*8
13-7
16*7
Ol
0-2
0*3
0-46
0-6
0-75
J-0
1*05
1*2
1*4
1*6
1*8
2*0
2*25
2*6
2-76
300
3*25
3-5
4*0
6-8
70
7-8
8*6
9*2
10*0
11-6
13-2
14-8
16-6
18*4
Die zulässige Stromstärke wird für beliebige Stärken gefonden nach
der Formel f = V r* wobei r den Badius des Drahtes in mm bedeutet.
Der Radius für eine Stromstärke berechnet sich nach der Formel
^) F. Uppeuborn, Kalender fUr Elektrotechniker, 1894, Seite 109.
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Namen- und Sachverzeichnis.
Seite
Abzwei^ngskasten . . . . 217, 248
Akkumulator, siehe Sammler.
A kkamulatorenfabr. - Actien-
GeselUchaft (System Tudor)
36, 48, 62
Allgemeine £lektricitäts-Ge-
sellschaft in Wien 13, 56, 90,
126, 161
Allgemeine österr. Elektrici-
tätsgesellschaft in Wien 261, 262
Ampöremesser, Anordnong des . . 42
Amperemesseromschaltery Anordnung
des 42
Ansammlungsföhigkeit . . . . 29, 34
Archereau 68
Auschluss isolirter Leitungen an
blanke 177
Aren, H 149, 810
Asbest 182
Asphalt 182
Aufnahmefähigkeit 29, 34
AufepeicherungsfUhigkeit .... 34
Ausgleichsleitung 168, 165
Ausschalter 129, 132
Egger, B. & Co. . . . J32
„ Einpoliger 131
a Zweipoliger 131
Automat, Compound-, Egger B. & Co. 142
Automaten 189, 143
„ , Eintheilung 139
Automat, Siemens & Halske . . . 140
Barber & Starkey 66
Batterie, Sekundär- 28
Beleuchtung 69
Beleuchtung, Vortheile 268
Bentley & Knight 288
Kratzer t, Elektrotechnik U
Seite
Bergmann S. & Co. . . . 190, 191
Bergmann-System, Abzweigdose 194
Abzweigkästen . .
. 196
Abzweigscheibe .
. 194
Abzweigungen . .
. 203
Deckenpendel . .
. 206
Doppellitze . . .
. 208
Dosen
. 192
Eisendrähte . . .
. 192
Ellbogen. . . .
. 191
Enddose ....
. 206
Feuchtigkeit . .
. 209
Hauptleitungen
. 203
Isolation ....
. 209
Kosten ....
. 213
Kostenanschläge .
. 212
Kröpfungsstücke .
. 191
Krampen . . .
. 192
Leitungsmateiial .
. 200
MauerdurchtQhrang
. 196
MetaUrohrabschneider 202
Metallttberzug . .
. 207
Messingbänder . .
. 192
Momentausschalter
. 196
MuflFen ....
. 204
MuflFensetzeisen .
. 207
Pendel ....
. 200
Rohrschellen . .
. 192
Kohrverbindungen
. 204
Röhren ....
. 191
Schalttafeln . . .
. 196
Schneidlade . . .
. 203
Setzeisen ...
. 202
Sicherheit . . .
. 209
Stahlband , . .
. 203
Steigleitungen . .
. 203
Verbindungskitt .
. 207
22
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— 338
Seite
B e r g m a n n - S 7 8 1 e m, Verbindungs-
muflfe 191
Bergmann System, Verlegung . 203
„ Versuche . . . .211
„ Vertheilungskästen . 196
„ Vortheile .... 210
„ Wandkontakte ... 200
„ Winkelkasten ... 198
, Winkeldose .... 207
^ Zange 201
„ Zugänglichkeit . . 210
a Zugehör 191
Berner, Otto 85, 62
Bernstein ... 96, 101, 162, 168
Blathy, Otto Titus 4, 9, 169, 266, 267
Blei 182
Bleidoppelkabel .... 226, 233, 241
Bleidoppelkabel, Verbindung . . . 243
Bleikabel, Bandarmirte 221
, Drahtarmirte 221
j, Einwirkung chemischer
Agenzien 218, 222
„ Annagen durch Thiere . 230
, Dreifache 225
„ Einfache 224
^ Legnng 230
Bleimantel 182, 183
Blitzableiter, Siemens & Halske . .128
Blitzschutzvorrichtungen .... 126
Bogenlampe für Gleich- oder Wechsel-
strom, Wertverhältnis 116
Bogenlampen für Wechselstrom, Ge-
räusch 116
Bogenlampen mit verschiedenen Span-
nungen 110
Bogenlicht 60
M bei Außenbeleuchtung .116
j, „ Innenbeleuchtung .116
Bogenlicht, Kosten 117
Borel, Berthoud 267
Brähmer 91
Bright, C. T. & E. B 3
Brush 7, 90
Brush Co 94
Brown, C. E. L 270
Carrö 63
Centralblatt für Elektrotech-
nik , 66, 108
Seite
Centralstationen 261, 264
Centralstationen, Schaltung . 166, 166
Classen 35
Cohn 108
Collmann 262
Oolombo 4
Conz, Gustav 86, 52
Correns 57
Cruto 96, 93
Daft 277, 303
Davy, Humphry 60, 61
Deckdraht 184
Depoele, Van 277, 301
Deprez, Marcel . . 4, 17, 38, 270
Deri, Max . 4, 9. 169, 267, 268, 318
Dobrowolsky, Dolivo von . . 151
Doppelzellenschalter 40
Dreileitersystem 158
Drexler, Friedrich 318
Dubosq 68
Durchhang 181
Edison, Thomas Alva 18, 94, 95,9$,
110, 122, 168, 160, 2X1, 277
Edmund 66
Egger, B 279
„ Ernst 285
„ B. & Co. 47, 65, 81, 86, 96,
99, 122, 132, 142, 147, 149, iVi, iSo
Eickmeyer 'ill, 301
Einziehsystem 2U
Eisenbahnen 276
Eisenbahnen, Achsbüchsen .... 300
„ Adhäsionsgewicht . . 301
q Anlagekosten . . . .298
j, Aufhängung des Motors 300
Bahnelektromotor toc
Siemens & Halske . 300
, Ballastgewicht . - .301
Bentley & Knight . . 288
Betriebsbahnhöfe . . 296
Betriebskosten . 298, 299
„ Bremsen der Wagen . 301
der Wagen ... .299
., direkter Antrieb der
Wagenachse ... 300
„ Drahtseilübersetzung . 300
Egger, B 279
Digitized by VjOOQIC
339
Seite
Eisenbahnen, Egger, B. & Co. . . 285
„ Elektrische Lokomotive 301
„ Fahrgeschwindigkeit . 297
„ Frequenz 298
„ Gefälle 301
„ GliederkettenUbersetzg. 300
^ Bauptstronunotor . . 302
„ in Blackpool .... 288
^ KegelräderUbersetzung 300
„ Kontaktbügel. ... 282
r, Kontaktflchiff. ... 293
,, Kontaktwagen . . . 287
T, Lauf kontakt von Sidney 279
,, Lederriemenübersetzung 300
j, Leistungsfähigkeit 294, 298
,, mit einer elektrischen
Centrale 301
„ mit fahrbarer Elektrici-
tätsquelle 299
.,, Motorwagen .... 301
,, Nebenschlussmotor . . 302
„ Oberirdische Zuleitung 279
„ Rahmen 300
„ Revision der "Wagen . 297
„ Rollenkontakt ... 286
„ Schaltung und Regu-
lierung des Motors . 302
„ SchneckenUbersetzung. 300
,, Schutzrechen. . . . 293
Short, Sidney H. . 280
• r, Siemens & Halske 2 78, 279
281, 282, 284, 289
„ Systeme 277
,, Telephoncentrale . .297
^ Unterirdische Stromzu-
führung 288
„ Unterirdische Stromzu-
filhmng mittelst' Kon-
taktwagen 288
„ Untergestell .... 300
,. Uebertragang der Be-
wegung 800
„ Verhältnisse und Ergeb-
nisse des Betriebes 297, 298
„ Volk, Magnus . . . 279
, Vorzüge d. elektrischen
im Vergleiche mit den
Dampibahnen . . . 304
Seite
Eisenbahnen, Vortheile der elektri-
schen im Vergleiche mit
den Pferdebahnen . . 305
. T WagQn mit einem Elek-
tromotor 301
. n Wagen mit zwei Elek-
tromotoren .... 801
„ Wagenkasten. . 300
,. Wagenschuppen . . . 296
,, Zahnradübersetzung . 300
„ Zuführung durch Schie-
nen 278
„ Zugkraft und Leistung
eines Wagens . . . 303
„ Eisenbandarmatur . .183
ElektricalPowerStorageCom-
panie 66
Elektricitäts-Maatschappiy , 58
Elektricitätszähler 117
Elektrische Kerzen 66, 67
Elektrochemie, Stromlieferung . .117
Elektrodensatz 28
Elekromotoren, Anlauf 114
„ Funkenbildung . .114
„ Geräusch .... llo
„ in der Kleinindustrie
u. für Straßenbahnen 115
„ Umdrehungszahl . .115
„ Ueberlaatung u. plötz-
liche Belastung . . 115
Elektrotechnisches Echo . . 111
Elektrotechnische Zeitschrift
4, 7, 16, 56, 66, 90, 94
Element, Secundäres .... 28
Endverschlüsse 217, 225, 226, 227, 228,
237, 238, 254
Endverschlüsse an Bleidoppelkabeln 243
Endverschlüsse an Kabeln mit litzen-
fbrmigen Leitern 239
Endverschlüsse an Kabeln mit mas-
siven Leitern 238
Erdschlussanzeiger 145
Erste Brünner Maschinenfa-
briks-Gesellschaft .... 265
Ewing, J. M 8
Faradaj, Michael 2
Faure, Camillo .... 29, 56
22*
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- 340 -
Seite
Faure-Sellon-Yolkmar ... 66
Feeders 163, 166
Feeders^ Siehe 8peise1eitungen
Feldmann, Cl. P 261
Fernspannnngsregnlirung . . . .261
Ferranti 7
Ferraris, Galileo 114
Field. ......... 277
Fischer, Franz ...... 318
Flachschienen 291
Flad 177
Flammenmass, Optisches .... 108
Fontaine, Hypolit 270
Fortschritted. Elektrotechnik 110
Foncault 61, 68
Fox, Lane 96
Frick, Otto 261
Frisch, Gustav 318
Fritsche 164, 261
Fröhlich, 0 60, 66
Früschl, Moritz 818
Ftinfleitersystem ........ 160
Ganz & Co. 4, 5, 7, 90, 96, 114, 116,
117, 161, 189, 190, 265, 266
Gaudoin 61
Gaulard & Gibbs, Lucien 3. 6,
6, 169
Gassiot 60
Gegenschaltung 163
Gemershausen, G. ..... 35
General-Electric-Co 803
Generalumschalter . . . 129,137,138
Giörard, Eric ... 63, 109
Glas, Dioptisches 91
Gleich- und Wechselstromsysteme .111
Glühlampen, Nachglühen .... 110
Glühlicht 60
Glühlicht, Vertheilung 109
GlUhstrecke 64
Görges, Hans 84
Gradirwerks-Anlage 295
Gramme 90
Grawinkel, C. 808, 330, 831,332,334
Grove, R. J 94
Gummifa^onstUck (Endverschluss) . 238
Guthrie, J. V 90
Guttapercha 182
Gülcher, R. J 68, 90, 155
Seite
Haarmann-Oberban 290
Handregulatoren 66, 67
Harrison 94
Hartblei 56
Hartgummirohr 176
Hefner* Alteneck, F. von . 84, 107
Heim, C 34, 35
Heiss 1er ........ 152
Helberger, H 261
Helios ....... 90, 96, 113
Hempel 90
Henry 277
Herzog, Josef 261
Hilfsapparate 118
Hirn 270
Hochenegg, Carl. . . . 261, 318
Holzdübel 187
Holzküsten 190
Holzleisten 189, 190
Holzrinnen 214
Hopkinson 158, 160
Huber, J. L 66, 96, 803
Igeltransformator 4
Internationale Elektricitäts-
gesellschaft in Wien . 264, 268
Interior-Conduit and Insn-
lation Company inNew-
York 182,191
Isolationshüllen 18^
Isolatoren 171
Isolatorträger 172
J'ablochkoff, Pawel Niko-
lajewitsch 3, 67
Jacobi, Moritz Hermann . . 270
Jacottet & Co 267
Jamin 68
Jaspar 68
Jordan, Ernst 107, 190
Journal für Gasbeleuchtung
und Wasserversorgung . 112
Julien 299
Julien-Electric-Traction-Co. 299
Julien-MetaU 56
Kabel, Abzweigungen 216
„ Abwickelvorrichtung . . . 232
. Anschluss 216
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- 341 -
Seite
Kabel, Bohlenkreaz 282
„ Dreileiter, Eisenbandarmlrtes 247
„ Dreileiter, Koncentrisches . . 247
Kabelenden, Verbindung der . . . 234
Kabel, Gamitnrtheile 248
„ Haupt- 216, 248
^ Isolation 215, 220
„ iBolationswiderstand . . 215, 224
Kupferleiter . . . . 214, 219
„ LOtherzelt 235
„ Mehrfache 216
Kabelring 232
Kabel, Schlingenbildung 233
Kabels, Yerwinrung des 233
Kabeltrommel 232
Kabel, Verbindungen 216
Kabelyerlegungsscheibe 282
Kabel, Verschleiss 236
„ Vertheilungen 216
„ Vertheilungs- .... 216, 248
Kapacität des Sammlers. . . .29, 84
Kapp, Gisbert . 7
Karbonisirung 95
Kareis, Josef .63, 109, 126, 818
Kautschuk 182
Kerulitze 184
Kerze von Jablochkoff 67
„ , Jamin 68
„ „ Wilde 68
Kerzen, Elektrische 66, 67
Khotinsky, De 94
Kittler, Erasmus 114
Klemmen 190
Koestler, Hugo .- 277
Kohlen, Anordnung der 63
Kohlenbrenndauer 65, 66
Kohlendurchmesser 64
jf Fabrikation 61
n fOr Gleichstrom 65
n n Wechselstrom . ... 66
„ Docht 68
„ Homogen 63
n Spannung zwischen zwei . 65
Kohlenstiftenverbraach 116
Kohlrausch, W 86
Kolbe, Josef 261, 818
Kosten, Bergmann-System . . . .814
• Bogenlampen 808
„ Dampfmaschmen . . . .315
Seite
Kosten, Dynamo und Elektromotoren 306
^ elektrischer Anlagen . . . 806
„ Gasmotoren 816
„ Glühlampen 809
„ Isolationsmaterial . . 812, 813
„ Kessel 815
„ Leitungsmaterial . . 812, 814
y, Messinstrumenten . . . .310
„ Nebenschlusswiderstände . . 309
„ Regeln, Praktische. . . . 316
„ Kheostate 809
j, Sammler 308
j, Schaltapparate 811
n Sicherungen 312
n Vorschaltwiderstände . . . 310
n Wechselstromtransformatoren 808
Kontrollapparate, Prakt. Konstruktion 144
n Wesen 144
Kontrollapparate 144
Kölner-Akkumulatorenwerke 57
Kraftübertragung 270
. „ , Ansprüche an die
Kraftmaschinen 276
Kraftübertragung, Begriff .... 270
n Berechnung . . . 275
. n Geschichte . . . 270
Kratzert, Heinrich 38
Kreisschaltung 164
Kremenezky, Mayer & Co. . . 90
Kreuzungsknöpfe 188
Kti£ik . 82, 89
Krüss 108
Kummer, O. L. & Co 90
Knppelung der Leitungen . . . .179
Ladungssäule 28
Lahmeryer, W. . . .18, 19, 20, 117
Lahmeyer, W. & Co« . . .18, 22
Lampe, Archereau 68
„ Brush 90
, , der Allgemeinen Elektricitüts-
gesellschaft 90
„ Egger B. & Co., Differential-, . 86
„ EggerB. & Co., Nebenschluss- 81
„ Foucault & Dubosq ... 68
„ Ganz & Co 90
„ . Gramme 90
„ . Gülcher, E. J 68, 90
„ Helios 90
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— 342 —
Seite
Lampe, Hempel in Dresden ... 90
„ Jaspar ', 68
„ Kremenezkj, Mayer & Co. 90
„ . .Möhring 90
„ Naglo 90
„ . .Pieper 90
,, Piette, KHiik, Differential-, 89
t, „ „ für Parallel-
schaltung 82
„ Schamweber 90
„ Schlebeck & Plentz ... 90
„ Schwarzkopfi .... .90
„ Schwerdt 90
„ Serrin 68
., Siemens & Halske, Band-, 73
»» I? »1 »1 Diffe-
rential- 84
„ Siemens and Halske, Flach-
deck- 71
„ u. Lampenfassung, Bernstein 100
98
96
99
98
97
97
, Cruto
, Edison .
. Egger B. & Co.
, Siemens & Halske
, Swan
Vitrite .
An-
Lampen, Bogen-, Fehlerbestimmong 91
Lampenfassungen, Gltth- .
Lampenfuß
Lampen, Glüh-, Anschluss
„ Fabrikation
„ Fehler
„ Geschichtliche
gaben . . .
„ Hochwattige
„ Lebensdauer
,. Niederwattige
„ A, K. u. Watt.
,. Prüfung . .
., Schaltung .
„ Schutzglocken
Lampen, Halb- Glüh- . .
Lampenkugeln
Lampenregulatoren . . .
„ , Differential
„ , Hauptstrom-
n y Mechanische
„ , Nebenschluss
Langbein 180
96
96
103
94
106
94
107
104
107
106
104
100
103
94
90
66
83
68
68
70
Seist
Leitungen . s % l«ü
„ , Ausgleichs-, 260
„ Berechnung ..... 255
„ Berechnung, Praktiache
mechanische Kegeln 256
Leitungen, Berechnung durch Schä-
tzung 256
Leitungen, Berechnung nach dem
zulässigen Spannungsverluste 256, 257
Leitungen, Berechnung, Praktische
elektrische Regeln 256
Leitungen im Freien 170
„ ,, „ , Befestigung .171
„ in geschlossenen Bäumen 181
„ Ring- 260
Leitungen, Unterirdische . . .213
„ Unterseeische kl7
LeitungseinfUhrung in Grebäuden . .176
Leitungskuppelungen 179
Leitungsmateriale .... . ISl
Leitungsspannen 180
Leitungsträger 178
Lichtbogen .......... 60
Lichtbogenlfinge 65
Lichtbogenwiderstand 66
Lichteinheiten 107
Licht, Elektrisches B9
Lichtyertheilung . . . . 64, llo'
Licht, Vor- und Nachtheile voa
Glüh- und Bogenlicht 109
Licht, Wirtschaftlichkeit .... 101
Liebenthal, E 108
Lindley, W. H . 114
Litzen 1S4
Lokal- u. Straßenbahnwesen 305
LOthstellen 186
Man, Albon 94
Mannlöcher 214
Marcus 94
M a s ch i n en b a u - G e s e 1 1 s c h a f t
in. München . ., 317
Masphinenfabrik Esslingen . 168
Maschinen-Umschalter 41
Mass^, Aktive 29
Mast 178
MauQrbohrer ~ . 177
Mauerdurchführung 189
Mauereinführung .177
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343 -
concentrisches
... 246
217, 237, 248
. . 234, 237
. ... 236
Seite
Maxim, S 94, 96
May, 0 818
Mehrfachsehen 117
Mehrleitersystem 161
Melhuish, T. W. W 318
Messdraht 214, 219, 223, 229, 234, 237,
240, 241, 252, 253
Meterkerze 108
Mitteileiter 159
Moor 33
Mordey 7, 113
Motor-Dynamo 17
Möhring 90
Muffen, Abzweig-T- 245
. Abzweigungs- . . .217, 248
, Einschalt-T- 245
, Gerade . . . 217, 238, 248
Gerade für ein
Dreileiterkabel
, Kreuz- . . .
,Reduktions-
, T-
, Verbindnngs- 237
Müller, Oscar von 112
Müller & Einbeck 62
Nachglühen 110
Nachschalter 129
Naglo, Gebrüder 90
Kebeneinanderschaltung 162
Nebeneinanderschaltimg mit Gegenschal-
tung 164
Nollendorf 110
Normalkerzen 107
Obach 261
Oberbund 171
Oefihnngsfnnke 60
Oelisolatoren 174
Oerlikon, Maschinenfabrik 161,
174
Omnibus, Elektrischer 287
Panzerkabel • . 214
Papiermasse 182
Parker, Lowrie 7
Peukert, Wilhelm 86, 52, 63, 66, 109
Pfeilhöhe 181
Phasenindicator 267
Seite
Phönix-Schiene ' . . 291
Pieper 90
Piette 82, 89
Plante, Gaston ... 28, 29, 62
Poggend. Annalen 66
Pblarisationsstrom 29
'Polwechsler . 129, 136
Poi^ellanglocken 171
Pörzellanisolaloren 171
Porzellanmuschel 176
Porzellanrohr .... ... 176
Porzellanrollen 187
Prüfdraht 214, 219, 223. 229, 284, 237,
240, 241, 252, 253
Pürthner, Johann C^rl 24, 25, 110
Quecksilberkommutator 138
Eae 277, 301
Reckenzaun 299
Regnier, Emilie 94
Reidhead, F. E 90
Reihenschaltung 152
Relais, Polarisirtes 140
Ringschaltung 164
Kingsystem Fritsche 164
Roux, Le 110
Ruhmkorff 1, 3
Rückpolarisiren der Dynamo ... 32
Rückstrom 31
Sammler, Anwendungen 50
„ Aufstellung 60
„ Correns .... 36, 57, 68
^ Dichte der Säure ... 33
„ Faure 66
Faure-Sellon-Volkmar . . 66
n Grundlehren 28
Güteverhältnis .... 34
„ Hagen, Gottfried .... 67
„ Kapacität .... 29, 34
„ Khotinsky, De .... 58
„ Konstruktion 29
„ Ladung und Entladung . 30
„ Mitbrennen der Lampen
' während der Ladung . 42
„ mit Gitterplatten .... 56
„ halbtestem Elektrolyt . 58
„ • massiven Platten . . 62
Digitized by VjOOQIC
— 344
Seite
Sammler; Nachtheile 51
„ Parallelbetrieh . : . . 42
, • Planta 62
„ Praktische Konstruktionen 52
fi ' Schaltangen 36
„ Schoop 58
Tador'sche ... 29, 40, 52
„ Vorsichtsmaßregeln ... 36
Wahl der Ladezeit ... 42
Sand 182
Sandwell 182
Sawyer, W. E 04
Schaltbrett, Einfaches . . .148
Schaltbretter 146
ff Vertheilungsbretter . . 146
. ff ZugehOr 146
Schaltbrett, Haupt- 148
Schaltung, Centralstationen . . .165
ff Dreileitersystem . . .158
FUnfleitersystem . . . 160
Gegen- 163
^ Gemischte 157
Kreis- 164
„ Mehrleitersystem . . .161
Nebeneinander- . . . .152
Nebeneinanderschaltnng
mit Gegenschaltung . 154
Reihen- 152
King- . 164
Schleifen- 163
„ Serien- 152
9 Zweileitersystem . . .152
Scharnweber 90
Schellen, H 126
Schiebeck & Plentz . . . . 90
Schlenk, Carl 318
Scbließungsfunke 60
Schoop 58
Schreihage, M 66
Schuckert & Co. . 17, 114, 117, 138
Schwartzkopff in Berlin . . 90
Schwerdt 90
Seifert, Richard 35
Seitenbund 172
Sekundärgenerator . . ..... 6
Serrin 68
Serienschaltung 152
Short, Sidney H. . . 277, 280, 301
Seite
Sicherheitsvorschriften, Anfttellnng
der Apparate 318
Short, Ausschalter 827
ff BeleuchtungskSiper . . . .323
,. Besonders isolirte Leitungen . 322
„ Besondere Vorkehrung bei den
Apparaten 318
n Besondere Vorkehrungen bei
den Leitungen 322
ff Blanke Leitungen 321
ff Blanke Leitungen übereinander 325
„ Blitzschutz 323
^ Bogenlampen 828
ff Chemische Einflösse auf Lo-
tungen 323
„ ' Einfluss der Feuchtigkeit auf
Leitungen 322
r Erdleitung 824, 326
„ Erdschlossanzeiger .... 326
^ Festigkeit der Leitungsanlage 324
ff Freigeführte Leitungen . . .324
ff ' für den elektiischen Betrieb . 318
9 für elektrische Starkstroman-
lagen 318
ff Glühlampen 328
ff Glühlampenfassungen. . . . 32S
ff Isolation SiO
ff Isolation der Nebenapparate . 326
ff Isolirte Leitungen 322
ff Kanäle für Leitungen . . . 323
ff Kreuzung der Leitungen . . 325
ff Leitungen 319
^ Leitungen für hochgespannte
Ströme 324
ff Mechanische Einflüsse auf Lei-
tungen 323
ff Nebenapparate und Lampen . 326
ff Periodische Untersuchungen . 323
« Querschnitt der Nebenapparate 326
ff ff der Leitungen • . 319
ff Schutzhüllen ftir Nebenapparate 3V
ff Sicherung der Leitungen . . 320
ff Sicherungen 327
ff Umschalter 327
ff Widerstände 328
Sicherungen 118
Sicherungen, Blei-, von Siemens und
Halske 136
Digitized by VjOOQIC
— 345 —
Seite
Sicherungen der Allgemeinen £lek-
tricitätBgesellscbaft 126
Sicherungen von Edison . . . .122
• Egger 122
Dosen von Egger . .122
Siemens, Gebrüder in Chariot-
tenburg 6S
Siemens & Halske 15, 16, 17, 26,
71, 75, 84, 96, 98, 104, 105, 106, 114,
126, 128, 140, 144, 152, 161, 162, 165,
183, 217, 218, 219, 822, 224, 280, 249,
255, 262, 263, 264, 274, 277, 278, 279,
281, 282, 284, 285, 289, 299, 300, 301,
303, 335
Siemens, Werner von .... 274
Siemens, Wilhelm . . . 153
Simonis & Lanz 2C4
Spannnngswecker von Siemens &
Halske 144
Speiseleitiing 168, 166, 260
Sprague 277, 301, 308
Spängier, Ludwig 304
Sperry 277, 301
Stacheldraht 128
Stark 261
Starr, J. W 94
Steinmetz, Chas. Prot. ... 7
SteinmUller 264
Strecker, Karl 303,330, 331,332,333
Strom vertheilung 151
Strom vertheilung, direkte . . 151, 152
., mittelst Gleichstromumsetzem . 168
« mittelst Sammlerunterstationen 168
„ mittelst Wechselstromtransfor-
matoren 168
„ Systeme 161
Swan Company 94, 97
Swinburne 4, 66
Tabelle, Durchmesser, Querschnitte
und Widerstände für Drähte
aus Krupp'schen Widerstands-
material 329
„ Länge eines Drahtes von 1 Ohm
Widerstand in Metern . 382, 333
ff über Gewichte und Widerstände .
von Eisendrähten. . , . . 329
n Spannnngsverlust in Kupfcr-
kabeln 334, 335
Seite
Tabelle zur Anfertigung von Stromre-
gulatoren aus Nickelindraht . 386
„ über Bleisicherungen . . . .121
Telegraphenstangen 178
Tesla, Nikola 151
Thomson-Houston 7, 16, 286, 287,
301, 303
Transformator 1
Transformator, Automatische Ein-
schaltung 117
8
8
5
15
7
9
6
Transformatoren, Berechnung . . .
Bau . ...
„ Coüfficient . . .
Transformator, Drehstrom . . .13.
Transformatoren, Praktische Regeln
„ ,Tabelle ausgeführter
Transtormatorenverluste
Transformatoren, Wechselstrom-, Wir^
kungsgrad 115
Transformator, Gleichstrom- 16, 117
„ , Grundlehren ... 4
, Igel- 4
^ , Kern- 9
n , Kondensator als . . 8
„ , Mantel- 12
, Oel- 16
n ' , Umsetzungsverhäitnis 5
„ , Wechselstrom ... 23
„ , Wechselstrom-
n „ Gleichstrom 25
Tudor-Sammler 40, 52, 262
Tunnelanlagen 214
Umformer ]
Umpolarisiren der Dynamo .... 31
Umschalter 129, 182
ff , Maschinen- 41
ff , Voltmesser- 135
Umsetzer 1
ff , Gleichstrom 16
I Umsetzungsapparate 1
Universahnaschine 26
Untersuchungsbrunnen 214
Vademecum für Elektrotech-
niker 818
Verkohlung 95
Verlegung an Isolirglocken . . .213
ff durch Anstiften der Leitung 186
Digitized by VjOOQIC
— 346
Seite
Verlegung in Papierröhren . . . .190
„ in Holzkästen .... 190
„ in Holzleisten . . . .190
„ mittelst Klemmen . . .190
., „ Porzellanrollen . 187
Vertheilungskasten . 217, 218, 249, 250
„ , Bleisicherungen . . 250, 253
„ , Brunnenrahmen . . 260, 258
„ , Einpolig, Zweipolig . . 254
Vertheilungskasten, Fundament 250, 258
., mit Isolirfüllung 249
„ ., Luftisolation 249
„ , Stutzen . 250, 251
„ , Verwendungs weise 253
Vertheilungsleitungen 165
Vignol-Schiene ........ 291
Vitrite 96, 97
Volk, Magnus 279
Voller 36, 52
Waddel-Entz-Co 299
Wahlstroem 261
Waltenhofen, Dr. A. von . 34, 318
Seite
Weber, H. F 106, 114
Werdermann 94
Wessel, Ferdinand A 285
Westinghouse Co 7, 20^
Weston 90
Westphal 33
Wilde 6S
Winkler, W. von 318
Worthington 265
Zacharias, J. . 104, 105, 106, loT
Zeitschrift für Elektrotechnik 3&
66, 100, 318
Zelle 2?
Zellen, Kochen der 30
„ Prüfung und Unteivuchnng der SS
ZeUenschalter 38, 43
, Doppel- 4(1
„ , Einfach- 39
Zicklor, Karl ...... .84
Zipernowsky, Karl 4, 7, 9, 169, 265
Zweileitersjstem 152
Berichtigungen.
Seite 62, Zeile 15 v. o. lies Kienruß, Coaks- und Retortenkohle Verwendung, statt
KienmO, und Retortenkohle Coaks- Verwendung.
Seite 124, Bild Fig. 29 ist richtig Bild Fig. 92.
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