Titel: | Beschreibung des in Frankfurt a. M. eingeführten elektromagnetischen Telegraphen zur Signalisirung von Feuersbrünsten; von Dr. Adolph Poppe. |
Autor: | Dr. Adolph Poppe [GND] |
Fundstelle: | Band 189, Jahrgang 1868, Nr. I., S. 1 |
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I.
Beschreibung des in Frankfurt a. M. eingeführten
elektromagnetischen Telegraphen zur Signalisirung von Feuersbrünsten; von Dr. Adolph Poppe.
Mit einer Abbildung auf Tab. I.
Poppe, über einen elektromagnetischen Telegraphen zur Signalisirung
von Feuersbrünsten.
Wie verhängnißvoll bei dem Ausbruch einer Feuersbrunst eine Verzögerung in den
Löschanstalten werden kann, wie kostbar unter Umständen die Minuten sind, bedarf
keiner näheren Begründung. Von dem Gesichtspunkte ausgehend, daß manchmal durch
rasche Hülfe mit wenig Anstrengung und geringem Aufwand an Wasser einem Unheil
vorgebeugt werden kann, welches durch verspätetes Einschreiten selbst mit großer
Anstrengung und bedeutenden Wassermassen nicht mehr abzuwenden ist, hatte unsere
städtische Behörde vor einigen Jahren die Herstellung einer elektromagnetischen
Signalleitung beschlossen, welche zunächst die Wohnung des Wächters auf dem Domthurm
mit dem Local der ständigen Feuerwehr auf der Zeil verbinden sollte. Eine gleiche
Leitung war zwischen dem Catharinenkirchthurm und dem Wachtlocal in Aussicht
genommen. Im Sommer des vorigen Jahres, kurz vor dem Dombrande, wurde der
Feuertelegraph zwischen dem Dom und dem Wachtlocal in Betrieb gesetzt. Was die
Technik desselben anbelangt, so hatte man von der Einführung der gewöhnlichen Morse'schen Apparate und Einübung des Thurmwächters,
sowie der Wachtmannschaft, auf den Dienst desselben aus praktischen Rücksichten
Umgang genommen; dagegen wurde das den bestehenden localen Verhältnissen angemessene
und in Bezug auf Manipulation einfache und zuverlässige System unseres Mitbürgers,
des Hrn. Mechaniker Fritz, angenommen und derselbe mit
der Ausführung beauftragt. Der Erfolg hat den gehegten Erwartungen vollkommen
entsprochen; der Apparat arbeitet, wie ich mich bei mehrfachen Proben überzeugt
habe, mit Präcision und Sicherheit. Die erste bedeutende Feuersbrunst, welche durch
denselben gemeldet wurde, war der verhängnißvolle Dombrand am 16. August des vorigen
Jahres, wobei der in der Kuppel des Thurmes aufgestellte Apparat selbst vollständig
zerstört wurde. Indessen
ist vor Kurzem eine neue elektromagnetische Signalleitung zwischen dem
Catharinenkirchthurm und der ständigen Feuerwache eröffnet worden.
Fig. 1 stellt
die Einrichtung des elektromagnetischen Feuertelegraphen mit Hinweglassung einiger
unwesentlichen Theile in schematischer Ordnung und perspectivischer Ansicht dar. Nr.
I und II sind zwei durch
eine gewöhnliche Telegraphenleitung mit einander verbundene und correspondirende
Apparate von vollkommen gleicher Construction, wovon man sich den einen I auf dem Kirchthurm, den anderen II im Wachtlocal der Löschmannschaft aufgestellt denken mag. In beiden
schematischen Abbildungen dienen gleiche (in Nr. II
accentuirte) Buchstaben zur Bezeichnung gleicher Theile. Bevor ich zur näheren
Erläuterung des inneren Zusammenhanges und der Function der verschiedenen Organe des
Systemes schreite, dürfte es zweckmäßig seyn, eine allgemeine Uebersicht
vorauszuschicken.
Auf jeder der beiden Stationen, also gegenwärtig auf dem Catharinenthurm und in dem
Local der Feuerwache auf der Zeil, befindet sich eine Volta'sche Batterie von 4 Zinkkohlenelementen und ein Telegraphirtisch,
welcher einen viereckigen Kasten, eine Art Gehäuse, trägt, auf dessen oberer Platte
zwei gleich große, 20 Zoll im Durchmesser haltende horizontale Zifferblätter A und B, jedes mit einem
Zeiger, neben einander angeordnet sind. Da die schematischen Figuren einen
Durchschnitt durch die Mitte der Gehäuse darstellen, so ist von jedem Zifferblatte
nur die Hälfte sichtbar. Außerdem ist noch an irgend einer geeigneten Stelle des
Zimmers ein Wecker W angebracht und in der Nähe des
Apparates ein kleines Galvanometer in die Drahtleitung eingeschaltet, um zu jeder
Zeit die Stromstärke beurtheilen zu können.
Das eine Zifferblatt A dient zum Zeichengeben, das andere B zum Zeichenempfangen. Jedes derselben ist gegen den Rand hin
in 120 gleiche Felder eingetheilt, und auf diesen Feldern sind in alphabetischer
Anordnung die Namen der verschiedenen Straßen und Plätze verzeichnet. Eine Anzahl
Felder ist für etwaige neue Straßen leer gelassen; eines derselben enthält das Wort
„Zahlen,“ dessen Bedeutung nachher erklärt werden soll.
Dicht neben jedem Felde des zeichengebenden Zifferblattes in radialer Richtung mit
demselben befindet sich ein zur Aufnahme eines Stiftes bestimmtes Loch. Außerdem
bemerkt man noch neben diesem Löcherkreis einen Kreis von Nummern von O bis 120, welche zur Bezeichnung der umliegenden
Ortschaften, Gehöfte, einzelner Walddistricte u. s. w. dienen, wovon ein
alphabetisch geordnetes numerirtes Verzeichniß in der Nähe aufgehängt ist.
Um nun bei einem ausgebrochenen Feuer den Ort zu signalisiren, hat der Thurmwächter
an dem Zifferblatt A folgende einfache Manipulationen
vorzunehmen. Ist das Feuer in der Stadt, so steckt er in das bei dem Namen der
betreffenden Straße befindliche Loch einen Stift r und
schließt, indem er einen kleinen zwischen beiden Zifferblättern angebrachten Hebel
p aus „Ruhe“ auf
„Telegraphiren“ stellt, die Kette, wodurch sofort auf der
anderen Station eine kräftige Allarmvorrichtung W′ in Thätigkeit kommt. Zugleich macht er durch den Druck auf einen
zweiten, in der Abbildung nicht sichtbaren Hebel den auf Null stehenden Zeiger frei,
worauf sich dieser unter dem Einflusse eines Gewichtes stetig bis zu dem
eingesteckten Stift bewegt und dort stehen bleibt. Diese Bewegung des Zeigers auf
dem signalgebenden Zifferblatte des Observatoriums wird
gleichzeitig von dem Zeiger des signalempfangenden
Zifferblattes B′ im Local der Feuerwache auf der
Zeil reproducirt, nur mit dem Unterschiede, daß die Zeigerbewegung auf der ersteren
Station eine stetige, auf der letzteren eine von Feld zu Feld springende ist.
Der Thurmwächter hat sodann den noch in der Hand befindlichen Hebel p wieder zurück auf „Ruhe“ zu
stellen und das Gegensignal abzuwarten, d. h. den Zeiger seines signalempfangenden
Zifferblattes B zu beobachten und zu warten, bis
derselbe in Folge der Manipulation auf der anderen Station gleichfalls auf den
nämlichen Straßennamen sich bewegt hat, zum Zeichen, daß das gegebene Signal richtig
verstanden worden ist.
Um endlich den ganzen Apparat in den ursprünglichen Zustand der Ruhe
zurückzuversetzen, hat er den Hebel p wieder vorwärts
auf „Telegraphiren“ zu stellen, dann den eingesteckten Stift
herauszuziehen und nun den Zeiger seinen Umlauf bis Null vollenden zu lassen. Ist
dieses geschehen, so stellt er den Hebel wieder auf „Ruhe“.
Ist dagegen das Feuer außerhalb der Stadt, z. B. auf einer
der Ortschaften ausgebrochen, so hat der Thürmer, um auch dieses zu signalisiren,
den Namen der Ortschaft auf der Tabelle aufzusuchen, sich die dabei stehende Zahl zu
merken und den Stift zunächst in dasjenige Loch des zeichengebenden Zifferblattes zu
stecken, bei welchem das Wort „Zahlen“ steht, wodurch
angedeutet wird, daß das nunmehr folgende Signal sich nicht auf die Straßennamen,
sondern auf die im Kreise herumstehenden Zahlen, d. h. auf die Ortschaften, beziehen
soll. Die übrigen Manipulationen sind dieselben, wie beim Telegraphiren der
Straßennamen.
Das Verfahren der Löschmannschaft auf der Feuerwache bei telegraphischer Meldung
eines Brandes ist einfach folgendes. Sobald man die mit dem Apparat verbundene Allarmschelle klingen
hört, hat einer von der Wachtmannschaft zunächst den Wecker einzuhalten und dann den
Zeiger des signalempfangenden Zifferblattes B′ zu
beobachten, bis er denselben auf einem bestimmten Straßennamen Halt machen sieht.
Hierauf hat er, um diesen Namen zurückzutelegraphiren, auf seinem signalgebenden
Zifferblatte A′ die nämlichen Manipulationen wie
der Thürmer vorzunehmen.
Ich gehe nun zur Beschreibung der inneren Einrichtung des Feuertelegraphen über. Die
wesentlichsten Organe beider correspondirenden Apparate I und II sind: der Elektromagnet, der rotirende Commutator oder
Stromwender, und der Stromschließer. Der Elektromagnet E′
auf der Feuerwache hat die Bestimmung, die auf dem signalgebenden Zifferblatte A des Thürmers erfolgende Zeigerbewegung mit Hülfe der
Oscillationen des Magnetankers auf den Zeiger des signalempfangenden Zifferblattes
B′ zu übertragen und daselbst zu
reproduciren. Die nämliche Beziehung findet zwischen dem Elektromagneten E auf dem Thurm und dem Zifferblatt A′ der Feuerwache statt. Jene Oscillationen sind
nicht, wie beim Morse'schen Apparat, die Folge des
einfachen Schließens und Oeffnens der Kette, wobei bekanntlich der Anker abwechselnd
durch den Elektromagneten angezogen und durch die Kraft einer Feder wieder entfernt
wird, sondern der Erfinder hat im Allgemeinen das bei unseren öffentlichen
elektromagnetischen Uhren eingeführte System adoptirt und durch einige sehr
vortheilhafte Modificationen mit dem vorliegenden Zweck in Einklang gebracht. Dieses
System besteht darin, daß ein permanenter Magnet in Folge des Wechsels der
Stromrichtung abwechselnd von dem einen Pol des Elektromagneten angezogen und
gleichzeitig von dem anderen abgestoßen wird. Die beiden aus den
Magnetisirungsspiralen hervorragenden Enden der Eisenkerne sind umgebogen, so daß
ihre Endflächen oder Pole einander gegenüber liegen. In dem Zwischenraume ist eine
um die Achse y′ bewegliche Zunge, d. h. ein
keilförmiges Stück aus weichem Eisen so angeordnet, daß es sich an den einen, sowie
an den anderen Pol des Elektromagneten anlegen kann. n′, s′ ist ein festliegender,
zweimal rechtwinkelig umgegebogener Stahlmagnet; n′ möge das Nordende, s′ das Südende
seyn. Unter dem beständigen Einflusse des Nordendes n′ erhält der dasselbe beinahe berührende Rücken jener Zunge
permanenten Südmagnetismus, mithin die zwischen den Polen des Elektromagneten
spielende Spitze permanenten Nordmagnetismus, so daß die Zunge gleichsam das
bewegliche Nordende des Stahlmagneten repräsentirt. Bei Schließung der Kette wird
alsbald der die Magnetisirungsspiralen durchlaufende Strom die beiden Eisenkerne in
Magnete verwandeln, und da die beiden gegenüberliegenden Endflächen derselben
entgegengesetzte Polarität zeigen, so wird die nordmagnetische Zunge von dem Südpol
angezogen und zugleich von dem Nordpol abgestoßen. Sobald aber die Stromrichtung in
die entgegengesetzte verwandelt wird und demzufolge an den Endflächen der Eisenkerne
ein Polwechsel stattfindet, so wird auch die Zunge sogleich nach der anderen
Richtung angezogen und abgestoßen. Wie aus den Oscillationen der Zunge, mittelst
zweier abwechselnd in die schrägen Zähne eines Steigrades einfallenden Stifte, die
verlangte Zeigerbewegung hervorgeht, ist aus der Figur deutlich zu ersehen. Auch ist
klar, daß, wenn das Steigrad 120 Zähne enthält, der Zeiger bei jedem Stromwechsel um
ein Feld weiterrücken muß.
Dieser Stromwechsel wird in regelmäßigen Intervallen durch den nach einerlei Richtung
rotirenden Commutator C (Nr. I) erzeugt. Letzterer besteht aus einer hölzernen Walze, welche an ihrem
oberen und unteren Ende einen kupfernen Ring trägt. Von jedem Ring erstrecken sich
parallel zur Achse und in gleichen Abständen von einander 6 Ansätze bis etwas über
die Mitte der Walze, deren krumme Oberfläche sie überragen. Die gegenseitige
Stellung beider Ringe rücksichtlich ihrer Ansätze ist so regulirt, daß je ein Ansatz
des einen Ringes in den Raum zwischen zwei Ansätzen des anderen Ringes hineinragt.
Zur Erläuterung der Wirkung des Commutators genügt es, zwei dieser 12 Ansätze in der
Figur anzudeuten, nämlich einen Ansatz des oberen Ringes auf der Vorderseite und
einen diametral gegenüberliegenden Ansatz des unteren Ringes auf der hinteren Seite
der Walze. a, b, c sind drei Kupferstreifen, welche
durch Federkraft gegen die metallenen Ringe und Ansätze der Walze angedrückt werden.
Die Schienen a und c stehen
mit den Elektroden der Volta'schen Batterie, die mittlere
b mit der Erdplatte P
(im vorliegenden Falle mit den eisernen Röhren der städtischen Wasserleitung) in
Verbindung. Ein vierter Metallstreifen d ist an der
entgegengesetzten Seite mit der Walze in Contact. Bei der hier angegebenen Stellung
der letzteren befindet sich, wie man leicht erkennt, der Streifen d mit der positiven Elektrode K, der mittlere Streifen b mit der negativen
Elektrode Z in metallischer Verbindung. Denkt man sich
nun beide Streifen, wie dieses in der Wirklichkeit der Fall ist, durch einen
Schließungsbogen von beliebiger Länge verbunden, so nimmt der bei a eintretende positive Strom seinen Weg durch den
unteren Ring und dessen Ansatz nach dem Streifen d, von
da durch den Schließungsbogen nach dem Streifen b, und
von diesem durch den oberen Ansatz und den Streifen c zu
der negativen Elektrode. Angenommen nun, die Commutatorwalze werde in Rotation gesetzt, so
gelangt nach 1/12 Umdrehung der Streifen b mit dem
nächstfolgenden vom unteren Ringe heraufragenden, der Streifen d mit dem nächstfolgenden, vom oberen Ringe abwärts sich
erstreckenden Ansatz in Berührung. Die Leitung wird daher jetzt in einer der eben
besprochenen entgegengesetzten Richtung durchströmt, indem der Strom durch a seinen Weg mittelst eines unteren Ringansatzes
zunächst nach b, von da durch den Schließungsbogen nach
d, und von d mittelst
eines oberen Ringansatzes nach c und der negativen
Elektrode nimmt. Nach einer weiteren Zwölftelsdrehung wird der Contact zwischen den
Kupferstreifen a, b, c, d und den Metalltheilen der
Walze in der ersterwähnten Weise wiederhergestellt und dadurch ein abermaliger
Stromwechsel veranlaßt. Somit kommen auf jede Umdrehung der Commutatorwalze 12
Stromwechsel.
Zur Unterbrechung und Schließung des von der Batterie V
durch den Commutator C nach dem Elektromagneten E′ zu sendenden Stromes dient der Stromschließer
m, eine kreisrunde hölzerne Scheibe, gegen deren
Peripherie an 4 diametral gegenüberliegenden Stellen die Kupferstreifen e, f, g, h durch Federkraft angedrückt werden. Ein durch
die Mitte der Scheibe gehendes Metallstück m setzt, wenn
der Thurmwächter den Hebel p von
„Ruhe“ auf „Telegraphiren“ stellt, die
Metallstreifen e und g in
leitende Verbindung, während die Streifen f und h durch das isolirende Material getrennt sind. Die Kette
ist nun geschlossen und der Strom kann nur auf folgendem Wege von der Elektrode K zur Elektrode Z
zurückgelangen:
K a d e m g k t k′ E′
W′ f′ m′ h′ l′ P′ P l b c Z.
Auf diesem Wege durchläuft der Strom zwar die Spiralen des Elektromagneten E′, jedoch vorläufig nur nach einerlei Richtung,
da der Commutator noch stille steht. Die Zunge bleibt daher an demjenigen Pol, von
dem sie zuletzt angezogen worden war, haften und der mit E′ in Verbindung stehende Zeiger des signalempfangenden
Zifferblattes B′ vorerst noch unbeweglich.
Dagegen setzt der Strom die Allarmvorrichtung W′
in Thätigkeit. Daß der Strom an den Stellen k, k′,
l′ und l, wo die Leitung nach zwei
Richtungen sich verzweigt, keine andere Richtung als die oben bezeichnete
einschlagen kann, wird man leicht erkennen, wenn man die Leitung von den genannten
Verzweigungsstellen aus nach der anderen Richtung verfolgt. Man wird alsdann von k bis zu der Unterbrechungsstelle f, von k′ bis g′, von l′ bis e′, von l bis h gelangen.
Nachdem das Allarmzeichen abgegeben ist, erfolgt diejenige Manipulation des
Thurmwächters, welche den Zeiger des signalgebenden Zifferblattes A und den Zeiger des empfangenden Zifferblattes B′ der Feuerwache gleichzeitig auf den nämlichen
Straßennamen bewegt. Dieser Vorgang findet in folgender Einrichtung seine Erklärung.
An die Achse des Zeigers ist ein dem letzteren paralleler Arm x, ferner ein Zahnrad und eine Walze befestigt. Letztere dient zur
Aufnahme einer starken Schnur, welche, über eine Rolle geleitet, an ihrem Ende ein
Gewicht Q trägt. Dieses Gewicht ertheilt der Walze und
mithin auch dem Zeiger das Bestreben, stets nach der Richtung des Pfeiles zu
rotiren, woran sie jedoch, so lange der Apparat außer Thätigkeit ist, dadurch
verhindert wird, daß der besagte Arm gegen einen in der Figur nicht sichtbaren
Vorsprung sich lehnt. Bei dieser Ruhestellung weist der Zeiger auf Null. Sobald aber
jenes Hinderniß durch den Druck auf einen in der Zeichnung gleichfalls nicht
sichtbaren Hebel beseitigt wird, so kann die Achse nebst Zeiger und Zahnrad unter
dem Einflusse des Gewichtes sich drehen, bis der Arm x
durch den neben den betreffenden Straßennamen gesteckten Stift r aufgehalten wird. Ein Windfang, welcher durch ein
gewöhnliches Räderwerk mit der Walze in Verbindung steht, dient zur Regulirung
dieser Bewegung. Das erwähnte Zahnrad hat 120 Zähne und greift in ein Getriebe von
12 Zähnen, dessen Achse die Commutatorwalze C trägt.
Demnach kommen auf jeden ganzen Umlauf des Zeigers 10 Umdrehungen des Commutators,
und da bei jeder Umdrehung des letzteren 12 Stromwechsel erfolgen, so kommen auf
jeden Umlauf des Zeigers genau 120, d h. eben so viel Stromwechsel, als die Anzahl
der Felder beträgt, in welche der Umfang des Zifferblattes getheilt ist. Somit
entspricht jeder Zeigerbewegung des signalgebenden Zifferblattes von einem zum
nächstfolgenden Felde ein Stromwechsel, also eine gleichzeitige Bewegung der Zunge
des Elektromagneten E′ von einem Pol zum anderen,
und mithin eine vollkommen correspondirende Bewegung des Zeigers auf dem
empfangenden Zifferblatte B′ im Wachtlocal.
Angenommen, der Thurmwächter habe den Stift r z. B.
neben das 12. Feld, von Null an gerechnet, gesteckt und löse nun den Zeiger aus, so
wird bis zu dem Moment wo der Arm x an den Stift
anschlägt, der Commutator 12 Stromwechsel erzeugen und die Zunge des Elektromagneten
E′ 12 Oscillationen gemacht haben. Der Zeiger
des Zifferblattes B′ wird daher, von Feld zu Feld
springend, gleichfalls am 12. Felde, d. h. bei dem Straßennamen, welchen der Thürmer
melden will, anhalten.
Sobald der Ort der Feuersbrunst signalisirt ist, hat der Thürmer, wie oben erwähnt,
den Stromschließhebel wieder auf „Ruhe“ zu stellen, und die
Antwort von Seiten der Feuerwache abzuwarten, welche nun ihrerseits den
Stromschließer auf „Telegraphiren“ stellt. Beide Stromschließer
befinden sich alsdann in der durch Punktirung angedeuteten Stellung. Man wird leicht
erkennen, daß jetzt der Strom der Batterie V
unterbrochen, derjenige der Batterie V′ dagegen
geschlossen, und daß der Kreislauf des von der letzteren ausgehenden Stromes
folgender ist:
K′ a′ d′ e′
m′ g′ k′ t k E W f h l P P′ l′ b′
c′ Z′.
Die Haupttheile, welche der Strom auf diesem Wege der Reihenfolge nach berührt, sind
der Commutator C′, der Stromschließer m′, der Elektromagnet E, der Wecker W und der Stromschließer m. Um nun von dem Wachtlocal aus den signalisirten
Straßennamen, wie es die Instruction verlangt, zurückzutelegraphiren, so hat man den
Zeiger des Zifferblattes A′ auszulösen. Durch das
Gewicht Q′ getrieben, bewegt sich derselbe bis zu
dem eingesteckten Stift und diese Bewegung wiederholt sich auf dem
signalempfangenden Zifferblatte B vor den Augen des
Thurmwächters ganz in der mit Bezug auf die Zifferblätter A und B′ beschriebenen Weise.
Frankfurt a. M., im Mai 1868.