LXXII. Apparat zur Beleuchtung mittelst Elektricität, welchen sich William Edwards Staite am 3. Jul. 1847 für England patentiren ließ. Aus dem Civil Engineer and Architect's Journal, Febr. 1848, S. 49. Mit Abbildungen auf Tab. VI. Staite's Apparat zur Beleuchtung mittelst Elektricität. Fig. 11 ist eine äußere Ansicht dieses Apparats; Fig. 12 ein senkrechter Durchschnitt auf der Linie Wx von Fig. 13; Fig. 13 ist ein Querdurchschnitt auf der Linie yz von Fig. 11. M und N sind Kohlencylinder, welche als Elektroden dienen, d.h. der elektrische Strom geht, wenn sie mit ihren Enden einander gegenüber stehen, von dem einen zum andern über; man läßt sie 1/20 bis 1/2 Zoll von einander abstehen, je nach der Stärke des Stroms. Die obere Elektrode N steckt vertical in einem Loch, welches oben im metallenen Träger oder Dreifuß K angebracht ist und wird darin durch Stellschrauben befestigt. Die unteren Enden der Dreifußbeine gehen durch Löcher in der kreisrunden Hauptplatte A, und werden durch Schrauben mit Muttern festgehalten, aber durch Holzstücke a, a von der Platte isolirt. Diese Beine haben an ihren Enden Stellschrauben L, L, um sie sämmtlich mit einem Leitdraht in Verbindung zu setzen, der mit einem Ende der Drahtwindung des Regulators R verbunden ist; das andere Ende der Regulator-Windung ist zur Klammer B² geführt, die mit einer Stellschraube an der Seite des viereckigen hölzernen Fundaments B angebracht ist, auf welchem der Apparat steht; an den Ecken des Fundaments sind kurze Füße b, b, b, b angebracht, um einigen unter der Basis hervorstehenden Theilen des Apparats Platz zu gewähren. C und D sind Kegel, welche von entgegengesetzten Seiten des Apparats ausgehen und deren gemeinschaftliche Achse rechtwinkelig durch eine Oeffnung im Centrum der Hauptplatte A geht. Die Spitzen dieser Kegel sind durchbohrt, um die verticale mittlere Achse O aufzunehmen, welche an ihrem obern Ende eine Dille für die untere Elektrode M hat; diese Dille ist mit Stellschrauben d, d versehen, um die Elektrode, selbst wenn sie die Dille nicht ausfüllt, vertical im Centrum derselben zu erhalten; die Dille ist unten, wo sie das untere Ende der Elektrode aufnimmt, kegelförmig. Die Achse O ist unter der Dille cylindrisch und zwar ist dieser Theil so lang als der Abstand zwischen den Spitzen der Kegel C und D; um soviel kann auch die Achse in die Höhe gehen zur Ausgleichung dessen, um was eine der Elektroden während des Gebrauchs (der Lichtentwickelung) kürzer wurde; dieser Theil der Achse bewegt sich frei in der Scheitelöffnung des oberen Kegels. Unter ihrem cylindrischen Theil ist die Achse eben so lang mit einem Gewinde versehen, welches eine Steigung von einer Linie hat; dasselbe dreht sich in einer in der Spitze des unteren Kegels D befestigten Mutter e und geht durch die Mitte eines hohlen Cylinders oder einer Hülse P hinab, welche innen mit zwei Nuthen (f, f, Fig. 12 und 13) versehen ist. Ein metallenes Querstückchen Q ist unten an die Achse O geschraubt und paßt genau in die Nuthen an den Seiten der Hülse P, so daß es in ihr auf und ab gleiten kann. Wenn also die Hülse P zum Umdrehen gebracht wird, so dreht sie die Achse O vermittelst Q mit herum und macht sie durch ihre in der Mutter e sich drehende Schraube steigen oder sinken; daher die Achse O, welche die Elektrode M in ihrer Dille führt, mit der verticalen gleichzeitig eine rotirende Bewegung erhält, wodurch eine gleichmäßige Abnutzung der Elektroden bezweckt wird. Die Hülse P dreht sich um einen Zapfen g auf dem Boden einer runden Metallbüchse H, die in ein Loch im Boden der Messingplatte G geschraubt ist; letztere ist an die obere Fläche des hölzernen Fundaments B befestigt. Die berührenden Oberflächen am Zapfen g sind zur besseren Leitung des Stromes mit Silber überzogen. Das obere Ende der Hülse P nimmt den unteren Theil der feststehenden Schraubenmutter e auf, so daß sich die Hülse um dieselbe wie um eine Achse drehen kann. Am oberen Theil von P befindet sich ein Rad S mit 40 schiefliegenden Zähnen, welches durch eine horizontal liegende doppelgängige Schraube T (mit 1/10 Zoll Steigung) umgedreht wird. An dem einen Ende der Schraube ist ein Kronrad U mit 40 Zähnen befestigt, welches durch die Getriebe V und W auf einer verticalen Spindel in Bewegung gesetzt wird. Diese Getriebe stehen etwas weiter auseinander als der Durchmesser des Kronrads U beträgt und greifen in letzteres von entgegengesetzten Seiten ein, so daß, wenn die Spindel X etwas gehoben wird, das untere Getriebe V (mit 8 Zähnen) in die untere Seite des Kronrads eingreift; sinkt hingegen die Spindel, so kommt das untere Getriebe außer Eingriff, das obere Getriebe W greift in die obere Seite des Kronrads ein, und die Spindel, indem sie fortfährt sich in derselben Richtung wie vorher zu bewegen, theilt dem Kronrad eine umgekehrte Bewegung mit. Wird die Spindel in der mittleren Höhe gehalten, so greift keines der Getriebe in das Kronrad ein, welches also in Ruhe bleibt. Die Spindel X wird in ihrer Stellung dadurch erhalten, daß sie durch eine Oeffnung in der Mitte der Platte F geht, welche an drei Säulen c befestigt ist; das obere Ende der Spindel geht durch ein Loch in der Mitte des Bodens einer runden Messingbüchse I, welche an der Seite des unteren Kegels D oder an der unteren Seite der Hauptplatte A befestigt ist. Die Büchse I enthält einen Centrifugalregulator Y, aus einem Uhrfeder-Stückchen bestehend, welches Sförmig gebogen ist, an seinen Enden zwei kleine Gewichter h, h trägt und horizontal auf das obere Ende der Spindel aufgesteckt ist. Wenn die Spindel sich zu schnell dreht, stiegen die Gewichter der Feder durch die Centrifugalkraft auswärts und beginnen die Seiten der kreisrunden Büchse zu berühren und sich daran zu reiben, wodurch die Bewegung der Spindel gemäßigt wird; ein solcher Regulator bringt mehr Gleichförmigkeit in die Bewegung, als die gewöhnlichen Flügel, welche durch den Widerstand der Luft wirken. Gerade unter diesem Centrifugalregulator befindet sich ein Querstück i, welches quer durch die Spindel X gesteckt ist, so daß, wenn sich die Spindel in ihrer mittleren Höhe befindet, wo keines ihrer Getriebe mit dem Kronrad in Eingriff ist, die Enden des Querstücks i einem Aufhälter k begegnen, der aus irgend einem Theil des Apparats, z.B. dem Kegel D, hervorstehen und so das Umdrehen der Spindel aufhalten kann, während, sobald die Spindel steigt oder sinkt, das Querstück dem Aufhälter nicht mehr begegnet, sondern über oder unter demselben weggeht und der Spindel gestattet ihre Umdrehungen wieder zu beginnen, gerade ehe eines der Getriebe in das Kronrad eingreift. Die Spindel wird mittelst eines Zahnrads Z, welches gerade unter der mittleren Platte F an sie gesteckt ist, mit dem beständigen Bestreben sich in einer Richtung umzudrehen, in Gang gesetzt und erhalten. Das Rad Z wird durch ein zwischen der mittleren und unteren Platte F und G angebrachtes Uhrwerk (mit Feder) W getrieben; dieses Rad ist so breit, daß die Auf- und Abbewegung, welche die Spindel zuläßt, es nicht außer Eingriff mit dem nächsten Rad des Triebwerks bringt. Die Spindel X mit ihren Getrieben wird auf folgende Art auf und ab bewegt, um die Entfernung der Elektroden (je nachdem es für das Licht erforderlich ist) zu verändern: die Spindel endigt sich gerade unter dem Triebrad Z und steht auf einer Elfenbeinplatte n auf, welche von einem kurzen verticalen Messingstäbchen o getragen wird, dessen unteres Ende in ein Loch auf der oberen Fläche eines vollen Cylinders p von weichem Eisen geschraubt ist. Letzterer kann sich frei auf und ab bewegen im Centrum einer Spule q, welche mit isolirtem Kupferdraht umwickelt ist; das eine Ende dieses Drahts ist, wie bereits erwähnt, an die Klemmschraube B geführt, welche ihn mit dem positiven Pol der Batterie verbindet, das andere Ende aber mit dem Draht, welcher durch die Klemmschrauben L geht. Die Spule q des Regulators ist auf das hölzerne Fundament B befestigt; über sie paßt eine Kappe r aus weichem Eisen; dieses Metall erstreckt sich aber nicht bis zum Centrum der Spulenöffnung (durch welche das Messingstäbchen o geht), sondern die Mitte des oberen Theils der Kappe besteht aus Messing, welches an das Eisen gelöthet ist und die Hälfte vom Durchmesser der eisernen Kappe beträgt. Der elektrische Strom, welcher durch die Windung des Regulators R zieht, bringt je nach seiner Quantität, den eisernen Cylinder p zum Steigen oder Sinken und dadurch wird auch die auf letzterm ruhende Spindel X zum Steigen oder Sinken gebracht. Unten am eisernen Cylinder ist ein Häkchen angebracht, woran man ein Gegengewicht F¹ von solcher Schwere hängt, daß der Cylinder gerade ins Gleichgewicht gesetzt oder bereit gehalten wird in die Höhe zu steigen, wenn der Abstand der Elektroden ein solcher ist, daß der elektrische Strom ein stätiges und höheres Licht erzeugen kann. Am unteren Ende des eisernen Cylinders ist ein kleiner vorstehender Rand s angebracht, worauf die Messingscheibe t (Fig. 12) ruht; diese wird, wenn der Cylinder unter den neutralen Punkt sinkt, an ihrem Rande von einem Messingring u unterstützt und bleibt hinter dem Cylinder zurück, wenn derselbe noch tiefer sinkt, wodurch also sein Gewicht erleichtert wird; steigt hingegen der Cylinder über den neutralen Punkt, so muß er das ganze Gewicht der Messingscheibe t mit heben. In Folge dieser Anordnung hat der Cylinder ein Bestreben auf dem neutralen Punkt stationär zu bleiben, d.h. demjenigen Punkt, wo das Steigen der Spindel X das Querstück i in Stand setzt mit dem Aufhälter k in Berührung zu kommen, um der Rotation und folglich einer unnützen Thätigkeit des Apparats Einhalt zu thun, bis der elektrische Strom sich der Art verändert hat, daß eine Regulirung des Abstandes der Elektroden nöthig wird. Der Messingring u, welcher der Messingscheibe t als Stütze dient, wird an einem Messingstreifen w befestigt; eine im Fundament B angebrachte Schraube mit gerändertem Knopf wirkt auf diesen Streifen, um die Höhe des Ringes u adjustiren zu können. Das oben erwähnte gleitende Querstückchen Q (in der Hülse P) ist in Fig. 14 besonders abgebildet; man schraubt an eine Seite desselben eine Feder aus hartem Messing, die es beständig gegen die Seiten der Nuthen andrückt, um eine gute Leitung des elektrischen Stroms zu sichern, welcher von der Achse in das Querstückchen und aus diesem in die Hülse zieht. Die Schraube T ist nicht ganz horizontal, sondern etwas geneigt, weil das untere Getriebe V etwas kleiner ist als das obere und daher der untere Rand des Kronrads U der Achse der Spindel X etwas näher stehen muß. Ueber den oberen Kegel C stülpt man einen Kegel von weißem Glas oder Porzellan E³, welcher am Rande etwas aufgebogen ist (Fig. 11 und 12); durch denselben wird das Licht besser reflectirt und Staub oder von den Elektroden etwa abfallende Asche aufgefangen. Ueber die Elektroden M und N und deren Gestell K bringt man einen Glassturz, welchen man auf der Hauptplatte A befestigt; in diesem Glassturz befinden sich kleine Oeffnungen zum Einziehen von Luft, wenn man es nicht vorzieht, in der Platte A zwei leichte Ventile anzubringen, wovon sich eines nach innen, das andere nach außen öffnet. Der Draht der Regulatorwindung muß wenigstens 1/16 Zoll dick seyn, damit er sich beim Durchgang des elektrischen Stroms nicht zu sehr erhitzt; man macht daher auch den Regulator so groß als es die Dimensionen des Apparats gestatten. Zwei kreisrunde Messinggewichter a, a passen über einander auf dem Elfenbeinplättchen n, n, welches den Zapfen der Spindel x trägt; sie dienen zur leichteren Regulirung des Gewichts F¹ am eisernen Cylinder p. Will man schwache elektrische Ströme anwenden, so muß die Spindel X und ihr Zubehör sehr leicht seyn; der eiserne Cylinder kann in diesem Falle hohl seyn, doch soll das Metall desselben nicht weniger als eine Linie dick seyn. Zur Erzeugung des elektrischen Stroms dient eine Batterie mit 100 Zellen, in deren jeder nach Erforderniß 1 1/2 bis 15 Gran Zink per Minute verzehrt werden. Der Draht vom positiven, d.h. vom Zinkpol der Batterie wird mit der Klemmschraube B² verbunden, welche als Conductor des Stroms durch die Regulatorwindung und dann zur oberen Elektrode hinauf dient. Der Draht des negativen Pols der Batterie wird mit der Klemmschraube B³ verbunden, welche durch einen Kupferstreifen mit der Bodenplatte G des Apparats in Verbindung ist, so daß der vom untern Ende der obern Elektrode N an die Spitze der untern Elektrode M übergehende Strom von letzterer durch die mittlere Achse O, das Querstückchen Q, die Hülse P und von deren Zapfen in die Metallbüchse H übergeht, welche ihn zur Platte G leitet, womit sie in metallischer Verbindung steht, und von da durch den Kupferstreifen an die andere Klammer, von welcher aus er durch den negativen Draht der Batterie zurückkehrt. Man leitet den Strom zuerst durch die in Contact befindlichen Elektroden, worauf der gehörig beschwerte Regulator die Spindel X hebt und der Apparat so in Thätigkeit kommt, daß er die Achse O abwärts schraubt und dadurch die Elektroden allmählich aus einander treibt, worauf das Licht zwischen ihnen zum Vorschein kommt. Um die aus Kohlenstoff bestehenden Elektroden zu bereiten, stoßt man ungefähr gleiche Quantitäten Steinkohle von mittlerer Güte und präparirter Kohks, welche unter dem Namen Church's PatentkohksChurch's Verfahren Kohks zu bereiten ist im polytechn. Journal Bd. CII S. 21 beschrieben. bekannt sind, zu feinem Pulver. Das innige Gemenge derselben wird in geschlossene schmiedeiserne Formen gebracht, worin es die Gestalt von Blöcken erhält, die man dann in Stücke von der erforderlichen Gestalt zersägt. Die geformte Masse darf nicht über 3–4 Zoll im Durchmesser haben, weil sie sonst leicht Risse bekömmt. Das Gemenge wird in den Formen der Hitze und starkem Drucke ausgesetzt, bis es eine sehr dichte und feste Masse bildet. Dieselbe taucht man in heißem Zustande kurze Zeit in (trocken) geschmolzenen Zucker, zieht sie dann heraus, läßt sie erkalten und legt sie zwischen Holzkohlen in einen verschlossenen Behälter, welcher allmählich bis zum Rothglühen erhitzt wird, worauf man die Temperatur noch bis zum intensiven Weißglühen steigert; auf letzterer wird der Behälter viele Stunden oder auch 2–3 Tage erhalten. Nun kann man die noch heiße Masse, ein zweites Mal in geschmolzenen Zucker tauchen und wie vorher wieder ausglühen; dadurch werden die Poren der Kohle, wenigstens auf der Außenseite, noch sicherer verstopft. Von den cylindrischen Elektroden kann die untere etwa 8 Zoll lang seyn; je kleiner ihr Durchmesse; ist, desto intensiver ist das Licht; je größer aber ihr Querschnitt ist, desto länger wird sie mit einem gegebenen elektrischen Strom ausdauern. Die obere Elektrode braucht nicht besonders lang zu seyn; man gibt ihr ein Drittel der Länge und die halbe Dicke der untern. Schließlich beschreibt der Patentträger ein Verfahren um die elektrischen Ströme zum schnellen Anzünden oder Auslöschen von Signallampen (auf Eisenbahnen) anzuwenden. Angenommen z.B. es seyen drei solche Lampen vorhanden, mit verschieden gefärbten Gläsern, einem weißen, einem grünen und einem rothen, welche zu gewissen Zeiten erhellt und dann wieder verfinstert werden sollen, jedoch nicht alle zugleich, sondern jede in gewisser Reihenfolge oder unter besonderen Umständen, so kann man dieß auf folgende Art bewirken. In Fig. 15, welche eine solche Signallampe im senkrechten Durchschnitt darstellt, ist A' eine metallene Stange, an welcher die Stange B' hängt; diese Stangen dienen bei jeder Lampe um den Löscher in Thätigkeit zu setzen, welcher beim Aufziehen die durch punktirte Linien angezeigte Lage annimmt. Die Stange B' ist nämlich mit der Hemmung eines Uhrwerks in Verbindung gesetzt, dessen Anker mittelst eines elektrischen Stroms abwechselnd zurückgehalten und freigelassen wird; wenn der Anker die Stange B' in die Höhe treibt, wird das Licht der Lampe ausgelöscht. In der Mitte des Brenners jeder Lampe befindet sich ein Ring von feinem Platindraht, welcher den Docht berührt; wenn der elektrische Strom durch den Platinring geht, wird derselbe glühend und entzündet also den Docht. Für einen flachen Docht ist ein gerades Drahtstück ausreichend.