Titel: | Ueber die Benützung von elektrischen und Volta'schen Apparaten zum Zünden von Sprengladungen und Minenöfen; von Professor Carl Kuhn in München. |
Autor: | Carl Kuhn [GND] |
Fundstelle: | Band 145, Jahrgang 1857, Nr. LXIII., S. 271 |
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LXIII.
Ueber die Benützung von elektrischen und
Volta'schen Apparaten zum Zünden von Sprengladungen und Minenöfen; von Professor
Carl Kuhn in
München.
(Fortsetzung von S. 206 des vorhergehenden Heftes.)
Kuhn, über die Benützung von elektrischen Apparaten zum Zünden von
Sprengladungen.
C. Zündung mittelst des
Stromes der Volta'schen Batterie.
Das Zünden von Sprengladungen mittelst des Volta'schen Stromes wurde zuerst von
Hare
Polytechn. Journal Bd. LI S. 16
und 431; Sillim. Journal t. XXI p. 139 und t.
XXVI p. 359. mit großem Erfolg vorgenommen. Hare fand sich
der vielen Unglücksfälle wegen, welche die gewöhnliche Sprengmethode begleiten,
veranlaßt, Untersuchungen hierüber anzustellen. In der Beschreibung seines
Verfahrens bemerkt derselbe, daß er in Folge seiner Untersuchungen ein Verfahren
gefunden habe, „durch welches der Sprengproceß beinahe sicherer und
gefahrloser werden dürfte, als das Abfeuern einer Flinte“, und
daß er auf dieses Verfahren durch die Patent-Sprengmethode des Moses Shaw
Polytechn. Journal Bd. XLII S.
387 und Bd. LI S.
17. geführt worden sey. Alle seit jener Zeit angestellten Versuche haben zu
der Ueberzeugung geführt, daß die sogenannte galvanische Zündungsmethode noch
einer bedeutenden Ausbildung fähig ist, durch welche man Vortheile erlangen
dürfte, die durch kein anderes Mittel zur Zündung von Minenöfen geboten werden
können.
Hare benützte zum Sprengen von Felsen eine von ihm
eigens für diesen Zweck construirte Maschine, die in einem im Schließungsbogen
eingeschalteten dünnen Eisen- oder Platindraht bedeutende Wärmewirkungen
zu erzeugen vermag. Dieser Kette gab er den Namen Deflagrator oder Calorimotor. Ein hölzernes
parallelepipedisches Gefäß ist in der Mitte senkrecht gegen die Längenseiten
durch eine hölzerne Scheidewand in zwei Abtheilungen getheilt; jede dieser
Abtheilungen ist durch zwei Kupferplatten in Fächer getheilt, die wir durch 1,
2, 3 und 4 bezeichnen wollen. In diesen Fächern befinden sich 20 Kupferplatten
und 16 Zinkplatten, jede 12'' (engl.) lang und 7'' breit. Je vier Zink-
sind unter sich, und ebenso je fünf Kupferplatten unter sich verbunden, während
die Zinkplatten der. ersten Abtheilung mit den Kupferplatten der zweiten, die
Zinkplatten der zweiten Abtheilung mit den Kupferplatten der dritten, die
Zinkplatten der vierten Abtheilung mit den Kupferplatten der ersten Abtheilung
metallisch verbunden sind, von den Zinkplatten der dritten Abtheilung aber der
eine, von den Kupferplatten der vierten Abtheilung der andere Polardraht
ausgeht. Durch einen dieser beiden Drähte, die in sogenannten Galgenschrauben
(gallow-screws) endigen, wird, indem
dieselben mit den Leitungsdrähten verbunden werden, das Schließen der Kette
bewerkstelliget. Als Anregungsflüssigkeit benützte Hare für diese Kette verdünnte Schwefelsäure, und es wurde die Kette
erst in dem Augenblicke in die Flüssigkeit versetzt, in welchem die Zündung
erfolgen sollte. Das Schließen der Kette, nämlich das Eintauchen derselben in
die Anregungsflüssigkeit, wurde durch eine eigene Hebelvorrichtung
bewerkstelliget, vermittelst welcher man unmittelbar nach erfolgter Zündung
wieder die Kette aus der Flüssigkeit herausheben konnte.
Die Batterie hat für den vorliegenden Zweck große Vortheile, indem dieselbe nur
geringen Raum einnimmt, leicht zu behandeln ist, große Wirksamkeit besitzt, und
außerdem gerade erst in dem Momente benützt werden kann, wo ihre Wirksamkeit am
größten ist. Gegen die Anwendung derselben dürfte etwa die Einwendung gemacht
werden, daß sie schwer zu reinigen ist, daß die Erneuerung derselben wieder fast
eben so viel Zeit erfordert, als ihre ursprüngliche Zusammensetzung, daß sie nur für momentane
Wirkungen benützt werden kann, indem durch die chemischen Vorgänge in der Kette
nach einiger Zeit dieselbe in ihren Wirkungen bedeutend verlieren würde, und daß
zu ihrer Benützung eine eigene Vorrichtung nothwendig ist, durch welche sie in
die Flüssigkeit im Augenblicke des Schließens versenkt, und nach erfolgter
Zündung aus derselben herausgehoben werden muß. Da es aber möglich seyn dürfte
einzelne dieser Umstände, die als wirklich nachtheilig erscheinen, zu
beseitigen, ohne die bedeutenden Vortheile des Deflagrators für Zündungszwecke
aufzugeben, so möchte diese Batterie für die hier in Rede stehenden Anwendungen
nicht unbeachtet bleiben dürfen.
Dem ersten der hier genannten Uebelstände könnte dadurch abgeholfen werden, daß
man, anstatt, wie es bei der ursprünglichen Hare'schen Einrichtung der Fall ist, die einzelnen Platten an einander zu
löthen, dieselben durch kupferne Bügel mittelst Schrauben an einander klemmt; es
würde bei einer solchen Anordnung das Zerlegen und Zusammensetzen der Batterie
mit keinen großen Schwierigkeiten verbunden seyn. Wenn man ferner die
Zinkplatten gut amalgamiren, und dieselben etwa mit Pappe oder Segeltuch umgeben
würde, ferner die Hebelvorrichtung so einfach als nur möglich machen, oder durch
ein kleines Pumpwerk ersetzen würde, durch welches man aus einem unterhalb der
Batterie angebrachten Raume die Flüssigkeit in jene emporsteigen lassen, und
nach der Zündung dieselbe in das tiefer liegende Aufbewahrungsgefäß zurückführen
könnte, so möchte der Hare'sche Deflagrator in allen
solchen Fällen, wo man aus einem oder dem anderen Grunde keine constante
Batterie in Anwendung bringen kann, sehr gute Dienste leisten.
Hare hat mit seinem Deflagrator in Entfernungen bis
zu 130 Fuß gleichzeitig 12 Ladungen gezündet, und bemerkt bei der Beschreibung
seines Zündungsverfahrens, daß zwar diese Entfernung in allen normalen Fällen
bei Felsensprengungen nicht überschritten werden dürfte, daß man aber auch, wenn
man die Kosten nicht sparen wolle, eine beliebige Anzahl von Ladungen mittelst
einer solchen Kette auf einmal sprengen, und leicht die Anordnung treffen könne,
um aus größeren Entfernungen die Zündung auszuführen.
Nachdem Hare den Weg einmal betreten, und gezeigt
hatte, daß man bei Felsensprengungen mit Vortheil der Volta'schen Batterie sich
bedienen könne, wurden sowohl für technische, als auch für militärische Zwecke
vielfache Versuche und Anordnungen dieser Art unternommen. Auffallend bleibt es
aber, daß man das Hare'sche Princip, die Batterien
für
Wärmewirkungen in geeigneter Weise ohne bedeutende Kosten einzurichten, bis
jetzt so selten in der Anwendung benützt hat.
Mehrere Veränderungen hat Robert in Glasgow, dem
manche sehr wichtige Verbesserungen in der MinentechnikUeber das Sprengen von Felsen mittelst Anwendung des Galvanismus;
polytechn. Journal Bd. LXXIII S.
117. zugeschrieben werden müssen, mit den galvanischen Batterien vorgenommen.
Bei seinen ersten Versuchen bediente sich Robert der
Daniell'schen Batterie.Robert's galvanischer Apparat zum
Felsensprengen [enthält eine ausführliche Beschreibung aller
Sprengarbeiten]. Mechanics' Magazine t.
XXXVI p. 354. Polytechn. Journal Bd. LXXXV S. 275. Diese bestand aus 10 Plattenpaaren, die in einem hölzernen wasserdichten
Kästchen von ungefähr 1 Fuß Länge und 16 Quadratzoll quadratischem Querschnitt
sich befand. Durch Verbindung zweier Scheiben, von welchen die eine fest, die
andere durch einen mäßigen Zug gegen diese bewegt werden konnte, wurde die Kette
geschlossen. Die Batterie kostete nur 15 Shilling (etwa 8 3/4 fl.), und konnte
Monate lang in diensttauglichem Zustande für einen Shilling erhalten werden.
– Bei Fortsetzung seiner Versuche bediente sich Robert einer EisenzinkbatterieRobert's galvanische Batterie; polytechn.
Journal Bd. LXXXVI S. 238.Robert's Eisenbatterie zum Felsensprengen;
polytechn. Journal Bd. LXXXVII S.
104. mit einer Flüssigkeit, die so angeordnet war, daß je zweien Eisenplatten
eine Zinkplatte dargeboten wurde. Die Batterie bestand aus 21 Eisen- und
20 Zinkplatten, befand sich in einem 8 Zoll langen Holzkasten, der durch einen
Bleiweißanstrich wasserdicht gemacht wurde; als Anregungsflüssigkeit wurde
verdünnte Schwefelsäure von 1/20 Verdünnung benützt. Jede Platte war
quadratisch, von 7 Zoll Seite, und war aus Streifen und Stäben zusammengesetzt,
so daß nur die Enden volle Flächen waren, die noch 2 bis 3 Zoll über das von den
Platten gebildete Viereck hervorragten. Die einzelnen Platten waren durch
Holzstäbe von einander getrennt, und die Kette endigte auf beiden Seiten mit
Eisenplatten. – Endlich hat Robert seine
Batterie, vielmehr die Kupferzinkbatterie mit einer Flüssigkeit in recht
sinnreicher Weise abgeändert, um bloß von ihren momentanen Wirkungen im
Augenblicke des Schließens der Kette Gebrauch machen zu können.Robert's verbesserter galvanischer Apparat
zum Felsensprengen; polytechn. Journal Bd. XC S. 14. Sie bestand aus zwei Reihen von 12 Kupfercylindern, von welchen 12
Zinkcylinder eingeschlossen waren. Jeder Kupfercylinder war 10 Zoll lang und 2
1/4 Zoll weit, jeder Zinkcylinder hatte 1 1/2 Zoll Durchmesser und war 6 Zoll
lang. Je zwei
Kupfercylinder waren an ihren Enden durch einen kupfernen Deckel verbunden,
während jeder derselben mit einem Boden versehen war, und in seinem Innern den
durch Korkstücke isolirt vom Kupfer erhaltenen Zinkring enthielt. Die ganze
Batterie war in ein Holzgestell eingelassen, das an einer Achse befestiget war,
mittelst welcher leicht eine Drehung der Batterie vorgenommen werden konnte. So
lange die Batterie außer Gebrauch sich befand, war sie so gedreht, daß die
Zinkcylinder nach Oben gekehrt, die mit ihren Deckeln gut umschlossenen
Kupfercylinder nach Unten gewendet waren, und in dieser Lage wurde die Batterie
gefüllt. In dem Augenblicke, in welchem die Zündung vorgenommen werden sollte,
wurde das Gestell so weit gedreht, daß die Zinkcylinder, vielmehr jedes Clement,
mit Flüssigkeit umgeben war. Als Anregungsflüssigkeit wurde eine Mischung aus 20
Gewichtstheilen Wasser mit 1 Gewichtsthl. Schwefelsäure und 1 Thl. Salpetersäure
benützt. Diese Einrichtung war also im Allgemeinen der von Hare ähnlich; jedoch war die Anordnung der Batterie nach der Robert'schen Construction etwas einfacher als der Hare'sche Calorimotor.
Von der Robert'schen Eisenzinkbatterie machte Schmidhuber
Bericht über Schießversuche mittelst der galvanischen Batterie;
polytechn. Journal Bd. CI S.
103. bei Sprengungen in Bergwerken vielfache Anwendung. Es war ihm möglich
geworden, mit einer aus 21 Eisen- und 20 Zinkplatten zusammengesetzten
Batterie, wobei jede Platte 11 1/2 Zoll weit und 8 3/4 Zoll hoch war, bei einer
Gesammtlänge der Leitung von 80 Ellen drei bis vier Bohrlöcher mittelst
Theilströme auf einmal wegzuthun. Eine solche Batterie kostete 15 bis 16 Thlr.,
eine kleinere, deren Platten quadratisch sind und jede Seite 7 Zoll hat, kostete
gegen 14 1/2 Thlr. Als Anregungsflüssigkeit wurde verdünnte Schwefelsäure (32
Thle. Wasser auf 3 Thle. Schwefelsäure) benützt. Die Kosten der Unterhaltung der
Batterie berechnen sich für ein Bohrloch auf beiläufig 1 1/2 Neugroschen.
FrischenZünden durch den galvan. Strom; polytechn. Journal Bd. CXXVI S. 279.
– Zweckmäßige und billige Batterie zum Zünden von Minen;
polytechn. Journal Bd. CXXVIII S.
46. schlug statt der Eisenzinkbatterie mit einer Flüssigkeit eine solche
vor, bei welcher das Eisen durch Salpetersäure, das in Kreuzform angewendete
Zink durch Schwefelsäure angeregt wurde.
Sehr erfolgreiche Resultate erhielt Oberst Pasley
Polytechn. Journal Bd. LXXIII S.
121. mit Anwendung einer Daniell'schen Batterie von nur 6 Zellen bei
Sprengungen zu Lande
und unter Wasser, wenn die Drähte, welche für die Leitung benützt wurden, von
gehöriger Dicke (1/8 bis 1/5 engl. Zoll) waren.
Während nun einerseits die Versuche und Anwendungen der Volta'schen Batterie zum
Zünden von Sprengladungen für technische Zwecke fortgeführt wurden, herrschte
andererseits keine geringere Thätigkeit, diese Zündungsart bei Minenöfen für
militärische Zwecke brauchbar zu machen. Leider sind aber von den in diesem
Gebiete vorgenommenen Untersuchungen viel zu wenig Resultate veröffentlicht
worden, um diejenigen Fragen endgültig beantworten zu können, welche hier von
Wichtigkeit seyn dürften.
Sehr viele Versuche sollen in Rußland in dieser Beziehung schon im J. 1829
vorgenommen worden seyn, die bis zum heutigen Tage mit Erfolg fortgesetzt worden
seyn, und deren Resultate im letzten orientalischen Kriege sich vollkommen
bewährt haben sollen; aber über die nähere Einrichtung der Zündungen ist nur so
viel bis jetzt bekannt geworden, daß zu denselben meistens Kupferzinkbatterien
verwendet werden.
Ebenso ist von den meisten Versuchen, wie sie in England, Frankreich, Preußen
etc. angestellt worden sind, um Minenöfen mittelst Volta'scher Ströme zu zünden,
nur Allgemeines ohne alle weiteren Details zur öffentlichen Kenntniß gekommen.
Nur so viel ist bekannt, daß man für militärische Zwecke in den meisten Ländern
sich der constanten, zum größten Theile der Kohlenzink- und
Kupferzinkketten bedient, während in einigen Fällen, z.B. in Sachsen, die
Platinzinkbatterie zu Versuchen benützt wurde. – Die königl. sächsische
Pionier-Compagnie stellte nämlichRelation über die von der k. sächs. Pionier-Compagnie angestellten
Versuche zur Zündung von Minen mittelst Galvanismus; Archiv für die
Officiere des k. preuß. Artillerie- und Ingenieur-Corps
Bd. XVIII S. 1. im J. 1843 mittelst einer Grove'schen Batterie, die in einem Kasten von
1 1/2 Fuß Länge, 9 Zoll Breite und etwa 6 Zoll Höhe war, Versuche an, bei
welchen in einer beträchtlichen Entfernung noch drei Minen gezündet wurden. In
gründlicher Weise ist schon im J. 1838 eine größere Reihe von Versuchen zu
Herzogenbusch ausgeführt wordenVersuche über die Entzündung von Minen mittelst Galvanismus; Archiv für
die Officiere des k. preuß. Artillerie- u. Ing.-Corps Bd.
IX S. 120., deren Resultate trotz der damals noch nicht so weit vervollkommneten
Mittel, als dieß gegenwärtig der Fall ist, der Anwendung der Volta'schen
Batterie zum Zünden von Minenöfen günstige Aussichten versprachen. Die bei jenen
Versuchen angewendete Batterie war ein Wollaston'scher Trogapparat, der aus 10 Zinkplatten von 20 Quadratpalmen
(beiläufig 273 Par. Quadratzoll) wirksamer Oberfläche und den zugehörigen
Kupfertrögen, die von jenen durch halbe Korkcylinder getrennt waren,
zusammengesetzt war. Die ganze Batterie war außerhalb 0,56 Ellen (beil. 1,8 Par.
Fuß) lang, 0,14 Ellen (5 1/5 Par. Zoll) breit und 0,35 Ellen (1,08 Par. Fuß)
hoch, und konnte von einem Manne getragen werden. Als Anregungsflüssigkeit nahm
man eine Mischung aus 1 Thl. Wasser, 1/16 Thl. Schwefelsäure und 1/20 Thl.
Salpetersäure. Mittelst einer mit dem Apparate verbundenen Vorrichtung, aus
einer Winde und Rolle zusammengesetzt, konnte die Batterie gleichmäßig und rasch
in den die Anregungsflüssigkeit enthaltenden Trog versenkt und aus demselben
wieder herausgezogen werden.
Bei diesen ausgedehnten Versuchen waren die Leitungen
niemals isolirt, die Entzündung von einem und zwei gleichzeitig
eingeschalteten Oefen erfolgte bei einer Länge der Leitung von 150 Ellen (beil.
461 Par. Fuß) jedesmal sicher, wenn die Leitung an keiner Stelle fehlerhaft war.
Für den Gebrauch in Festungen und für umfangreichere Versuche wird zugleich
angegeben, daß eine Batterie von 16 bis 18 Zellen, jede Platte von 13 bis 15
Zoll Seite, in allen Fällen ausreichen dürfte.
Aus den über die in Frankreich seit dem J. 1844 angestellten Versuche bekannt
gewordenen Mittheilungen kann entnommen werden, daß man zur Zündung von
Minenöfen bis zur neuesten Zeit stets die Kohlenzinkkette benützte, und daß
diese, selbst für mehrfache gleichzeitige Zündungen nur aus acht bis zehn
Elementen zusammengesetzt war, wenn der Operationsraum eine Entfernung von
einigen hundert Metern nicht überschritt, und nicht mehr als drei Oefen auf
einmal gezündet wurden.Polytechn. Journal Bd. CXXXIII S.
112. Die in Montpellier in dieser Beziehung erhaltenen Resultate sollen
seitdem noch nicht übertroffen worden seyn.
Eine Reihe von Versuchen wurde dahier l. J. 1850 auf dem Uebungsplatze der damals
in München garnisonirenden Compagnie Schenk des
königl. bayer. Genie-Regiments vorgenommen. Bei jenen Versuchen wurde
durchweg eine constante Kupferzinkbatterie angewendet, wobei die wirksame
Oberfläche eines jeden Elementes beiläufig 3/5 bayr. Quadratfuß war, die
Zink- und Kupfercylinder durch poröse Thontiegel von einander getrennt
und von zweien an einander stoßenden Elementen immer das Zink des einen mit dem
Kupfer des anderen durch einen Kupferstreifen unveränderlich verbunden war. Der
bei diesen Versuchen angewendete Leitungsdraht war 3/4 Linien dick, und wurde im
unisolirten Zustande benützt. Für Längen der Leitung von 150 Fuß war eine aus 5
bis 6 Elementen zusammengesetzte Batterie ausreichend, um mehrere gleichzeitige
Zündungen mit
Sicherheit vornehmen zu können; für größere Längen wurden aber 10 bis 12
Elemente benützt. Wenn bei einzelnen Versuchen die Zündung unsicher erfolgte, so
lag der Grund nie in der Einrichtung der Batterie, selbst wenn diese während
eines ganzen Tages in Thätigkeit war, oder zur Füllung derselben die schon
oftmals gebrauchten Flüssigkeiten benützt wurden; es zeigte sich vielmehr in
allen derartigen Fällen, daß die Patrone nicht in dem geeigneten Zustande sich
befand. Diesem Umstände war es auch zuzuschreiben, daß bei der Ende September
1850 mittelst einer Daniell'schen Batterie vorgenommenen Zündung des Ofens einer
Minengallerie auf genanntem Uebungsplatze die Sprengung einmal versagte. Bei
näherer Untersuchung, die sogleich nach dem Oeffnen der Kette vorgenommen wurde,
zeigte sich, daß die in der Pulverkammer liegende Patrone während der Verdammung
aus dem Pulver herausgeworfen worden war. Die Patrone wurde daher wieder in den
gehörigen Zustand versetzt, die Verdämmung von Neuem vorgenommen, und es
erfolgte die Explosion unmittelbar nach gegebenem Zeichen, obgleich der in der
Patrone befindliche Zünddraht ein dreifacher von ungefähr 2 1/2 Zoll Länge war.
Der Strom der Batterie war dabei so kräftig, daß wenn letztere durch einen 1 1/2
bis 2 Fuß langen dünnen Eisendraht geschlossen wurde, dieser seiner ganzen Länge
nach glühte, und sodann geschmolzen wurde.
Als man sich durch eine Reihe von Versuchen überzeugt hatte, daß die Daniell'sche
Batterie ausreicht, um allen Anforderungen, die an Zündungen gemacht werden, zu
genügen, richtete man sein Streben dahin, die Einrichtung der Batterie so zu
construiren, daß dieselbe für den praktischen Dienst, und insbesondere zum
Feldgebrauch geeignet befunden hätte werden können.
Vor Allem versuchte man daher diejenigen Anregungsflüssigkeiten zu finden, welche
einen Strom mit starken Wärmewirkungen in der Kupferzinkkette zu erzeugen, die
Batterie längere Zeit in brauchbarem Zustande zu erhalten vermögen, und eine
leichte Transportirbarkeit der letzteren zulassen.
Hierauf wollte man die für jeden besonderen Zweck erforderliche Zusammensetzung
der Batterie genau durch Versuche ermitteln; allein diese Versuche konnten nur
eine kurze Zeit fortgesetzt werden, da die genannte Compagnie bald darauf wieder
zu ihrem Regimente zurückkehrte. – Die Anregungsflüssigkeiten, mit denen
damals Versuche angestellt wurden, waren
in den Kupferzellen:
in den
Zinkzellen:
1) gesättigte
Kupfervitriollösung;
verdünnte Schwefelsäure v. 1/20 Verdünnung;
2) verdünnte Schwefels. v. 1/10
Verdünn.;
„
„
„
„
3) gesättigte Weinsteinlösung;
gesättigte Weinsteinlösung;
4) „
„
verdünnte Schwefelsäure
wie bei Nr. 1;
5) gesättigte Alaunlösung;
„ „
„ „
6) „ „
gesättigte Alaunlösung.
Diese Versuche ergaben im Allgemeinen das Resultat, daß unter sonst gleichen
Umständen die Wärmewirkungen unter Anwendung der Flüssigkeiten Nr. 1 am
stärksten sind, die unter Anwendung der Flüssigkeiten Nr. 2 und Nr. 5 erzeugten
Wirkungen in allen vorkommenden Fällen ausreichend sind, um Zündungen
vorzunehmen; daß jedoch die übrigen Flüssigkeiten für derartige Anwendungen sich
weniger eignen dürften.
Es wurde auch der Versuch gemacht, die gesättigten Lösungen der Salze durch diese
selbst in krystallisirtem Zustande zu ersetzen, indem dieselben in Pulverform in
die einzelnen Zellen gebracht und mit etwas Wasser angefeuchtet wurden, wenn man
den Strom anregen wollte; allein die in diesem Sinne angestellten Versuche
führten zu keinem erklecklichen Resultate.
Bei Einrichtung einer Batterie für die hier in Rede stehenden Zwecke sind manche
Umstände zu berücksichtigen, über welche man sich vor der Zusammensetzung der
Kette die gehörigen Aufschlüsse zu verschaffen im Stande seyn muß. Diese
Umstände beziehen sich insbesondere auf die Bestimmung der Größe der Oberfläche
der Batterie und die Anzahl der Elemente, aus welcher jene zusammengesetzt seyn
muß, um eine beabsichtigte Wärmewirkung mit Sicherheit zu erlangen. Hiebei ist
vorausgesetzt, daß man über die Wahl der Anregungsflüssigkeiten schon
Bestimmungen getroffen hat, und daß alle Nebenumstände, welche die Wirkung der
Batterie verändern, beseitiget werden können.
Ob nun die oben angeführten, an verschiedenen Orten bei Sprengung von Felsen und
zum Zünden von Minenöfen ausgeführten Versuche etc. ausreichen, um sowohl
hierüber Aufschluß geben, als auch zur Entscheidung der Frage, ob die Volta'sche
Batterie ein zum Zünden von Minenöfen tauglicher Apparat ist, die gehörigen
Anhaltspunkte geben zu können, mag vielleicht entschieden werden können, wenn
wir eine kurze Zusammenstellung der bei den aufgeführten Versuchen etc.
angewendeten Volta'schen Combinationen mit den dabei erlangten Wirkungen
vornehmen. Eine solche Zusammenstellung ist in der folgenden Tabelle
enthalten.
Textabbildung Bd. 145, S. 279
Nummer; Angewendete Batterie;
Zahl der Zellen; Größe der wirksamen Oberfläche eines Elementes;
Anregungsflüssigkeiten; Gesammtlänge der Leitung; Anzahl der Zündobjecte;
Bemerkungen und Namen der Experimentatoren; Deflagrator; Daniell'sche
Batterie; Eisenzinkbatterie; Kupferzinkbatterie; Wollaston'scher
Trogapparat; Kohlenzinkkette; Platinzinkkette; Verdünnte Schwefelsäure;
Wahrscheinlich Kupfervitriollös. und verdünnte Schwefelsäure; Mischung aus
Wasser, Schwefelsäure und Salpetersäure; Wahrscheinlich verdünnte
Schwefelsäure für die Zink- und Salpetersäure für die Kohlenzellen;
Kochsalzlösung für die Zink-, Salpetersäure für die Platinzellen;
Hare; Robert; Schmidhuber; Verf. zu Herzogenbusch; Aus dem
Commissionsberichte über die Verdu'sche Zündungsmethode; Königl. sächs.
Pionier-Compagnie
Die sämmtlichen
hier angegebenen Längen- und Flächenmaaße sind, wenn nicht anders
bestimmt ist, im bayer. Fußmaaße und dessen Decimaleintheilung
ausgedrückt.
Die hierüber
bekannt gewordenen Angaben sind nicht deutlich genug, um die
Zahlenwerthe mit Sicherheit hier angeben zu können.
Die beiläufig
doppelte Distanz des Minenherdes vom Minenofen.
Man ersieht aus der vorstehenden Zusammenstellung, daß im Allgemeinen die in
dieser enthaltenen Angaben nicht ausreichend sind, um über die fraglichen
Umstände den gehörigen Aufschluß zu erhalten. Die brauchbarsten
Versuchsresultate sind offenbar die in Nr. 1, Nr. 5, Nr. 7 und Nr. 8 bis Nr. 11
enthaltenen; diese würden jedoch – mit Ausnahme der in Nr. 1 und Nr. 7
– für die Anwendbarkeit der Volta'schen Batterie zum Zünden von Minen
keine günstigen Aussichten versprechen.
Wenden wir uns zur Entscheidung dieser Fragen an die über die Untersuchung der
Constanten verschiedener Volta'scher Combinationen bekannt gewordenen
ResultateMüller's Bericht über die neuesten
Fortschritte der Physik Bd. I S. 255 bis 259; Repertorium der Physik Bd.
VIII S. 21., und nehmen an, daß unter sonst gleichen Umständen die Wärmewirkungen
den Quadraten der Stromstärken proportional seyn müssenLenz, über die Gesetze der Wärmeentwickelung
durch den galvanischen Strom; Poggendorff's Annalen Bd. LXI S. 18., so sollte man eigentlich unter Benützung bekannter Konstanten die
Zusammensetzung einer Batterie ermitteln können, welche zur Hervorbringung einer
beabsichtigten Wärmewirkung erforderlich ist. Allein jene Annahme sowohl, als
auch andere führten, wie ich mich durch meine Untersuchungen überzeugt habe, zu
Resultaten, die mit der Erfahrung nicht im mindesten im Einklange stehen.
Es bleibt daher nichts anderes übrig, um eine beabsichtigte Wärmewirkung zu
erzielen, als mit jeder disponiblen Batterie vor ihrem Gebrauche wenigstens
einige Versuche anzustellen. Ich habe eine größere Reihe derartiger Versuche
angestellt, von welchen ich hier Einiges mittheilen will, um zu zeigen, wie
solche Untersuchungen angestellt werden müssen, wenn die erhaltenen Resultate
von praktischem Werthe seyn sollen, dann aber auch insbesondere deßhalb, um
darzulegen, innerhalb welcher Gränzen die Brauchbarkeit der Volta'schen Batterie
zum Zünden von Minen nicht in Frage gestellt werden kann.
Zu meinen Versuchen habe ich das oben (S. 203) beschriebene Funkenbret benützt,
welches mir zur Untersuchung der Unterbrechungsfunken des Inductionsapparates
diente; dabei wurden aber statt der zugespitzten Drähte hier zwischen je zwei
Messingsäulchen Kupferdrähte eingeklemmt, von welchen die einander gegenüber
stehenden freien Enden je zweier solcher Drähte durch einen Platindraht von etwa
0,031 Linie Dicke und zwischen 1 und 1 1/4 Zoll Länge verbunden waren. Bei
diesen Versuchen habe ich bloß den Platindraht um das etwas umgebogene Ende des
Kupferbrahtes mittelst eines Zängchens geschlungen; den Zünddraht in Patronen
muß man aber, da
jene Verbindungsweise nur eine unsichere ist, an die blank abgefeilten Enden der
Kupferdrähte festlöthen.
Ich stellte mit zweierlei Batterien Versuche an, und zwar mit einer
Kohlenzinkkette und mit einer Kupferzinkbatterie. Jeder Cylinder der
Kohlenbatterie ist 6,2 Zoll hoch, hat 2,2 inneren, 2,8 Zoll äußeren Durchmesser,
und enthält den porösen Thontiegel, in welchem sich sechs Zinkstäbe zu 2 1/2
Linien Dicke und 6 Zoll Höhe befinden, die durch angelöthete Kupferdrähte
mittelst einer Klemmschraube mit einander verbunden werden können.
Die Kupferzinkkette hat dieselbe Einrichtung, wie ich sie bei einer anderen
Gelegenheit schon beschrieben habePolytechn. Journal Bd. CXLIV S.
29., und von welcher eine Abbildung beigegeben ist. Diese wurde während der
Versuche in Wasser versetzt, dessen Temperatur vom Beginne der Versuche bis zu
deren Beendigung zwischen 20° und 30° R. variirte.
Zu jedem Versuche wurden die Apparate in der Weise zusammengestellt, wie dieß aus
der schematischen Zeichnung (Fig. 37 Tab. III)
ersehen werden kann.
Hierin bedeutet A die Batterie, a und b sind die beiden
Polardrähte, B soll eine Tangentenboussole, C einen Commutator, R
einen Rheostaten bedeuten; a und b sind die vom Rheostaten zum Funkenbrete (D) führenden Drähte, auf welchem die
Widerstandsrollen w und die Glühobjecte f angebracht sich befinden. Der Strom ging daher von
der Batterie aus durch die Tangentenboussole, mußte die vorgeschriebene Anzahl
von Windungen des Rheostaten durchlaufen, und konnte sodann durch die
Widerstandsrollen und die Glühdrähte, und von hier aus zur Batterie wieder
zurückkehren. Da man das Glühen der Platindrähte nur kurze Zeit unterhalten
darf, wenn dieselben nicht abschmelzen sollen, so wurde die Kette jedesmal nur
in dem Augenblicke mittelst des Commutators C
geschlossen, in welchem man die Glüherscheinungen und die Stromstärke beobachten
wollte, dann aber sogleich wieder geöffnet. Man war hierdurch in den Stand
gesetzt, während mehrerer Stunden die Beobachtungen mit denselben Glühdrähten
anzustellen. An den Säulchen waren noch außerdem dicke Kupferdrähte angebracht,
durch welche man je zwei Säulchen mit einander verbinden konnte, wenn man einen
oder mehrere Glühdrähte ausschließen wollte. Am Ende einer jeden Versuchsreihe
wurde unter jeden Glühdraht ein Untersatz aus Kork gebracht, und auf diesem der
Glühdraht mit einer kleinen Quantität der Varrentrapp'schen Zündmischung umgeben, damit auch die Anzahl der
Zündungen beobachtet werden konnte.
In den folgenden Tabellen sind jene Versuchsresultate, die sich unter den
ungünstigsten Umständen, unter Anwendung schon öfters gebrauchter Säuren, bei
Benützung von Thontiegeln für die Batterien, die sehr oft hinter einander in
Gebrauch standen etc., sich ergaben, herausgehoben worden; es werden daher die
daraus gezogenen Folgerungen nicht bloß den in der Praxis vorkommenden Umständen
sich anschließen, sondern es werden sogar bei der praktischen Anwendung sich
noch viel günstigere Resultate zeigen, als die unten angeführten.
A. Kohlenzinkkette, aus
drei zweifachen Elementen zusammengesetzt.
Die Zinkzellen waren mit Schwefelsäurehydrat aus 1 Thl. concentrirter
Schwefelsäure und 20 Thln. Wasser (die Dichte dieser Säure war 1,08), die
Kohlenzellen waren vor der Zusammenstellung in concentrirter Salpetersäure
getränkt worden, und wurden mit Schwefelsäure, die mit dem zehnfachen
Gewichte Wasser verdünnt war (so daß also die Dichte dieser Schwefelsäure
etwa 1,166 war) angeregt.
Textabbildung Bd. 145, S. 282
Als
Normaldraht wurde ein Kupferdraht von 1 Linie Dicke, dessen Dichte
gleich 8,51 ist, genommen.
Zahl der eingeschalteten
Windungen des Rheostaten; Länge des Gesammtwiderstandes in Einheiten des
Normaldrathes; Anzahl der Glühobjecte; Beschaffenheit des Glühens;
Bemerkungen; Wind; Fuß; Rothglühen; Angaben der Boussole; Fast
Weißglühen; Hellrothglühen; Fast Weißglühen
B. Kohlenzinkkette, aus
sechs einfachen Elementen zusammengesetzt.
Textabbildung Bd. 145, S. 283
Die
Unsicherheit des Glühens bestand nämlich darin, daß die kürzeren
Glühdrahte von 1 Zoll Länge erst etwas später zum Glühen kamen, als
jene von 1 1/4 Zoll Länge, weßhalb also für wirkliche Zündungen
dieser Glühzustand nicht zu benützen wäre, weil die letzteren
Objecte früher zum Explodiren kämen als die ersteren, und so diese
unwirksam machen würden.
Zahl der eingeschalteten
Windungen des Rheostaten; Länge des Gesammtwiderstandes in Einheiten des
Normaldrahtes; Anzahl der Glühobjecte; Beschaffenheit des Glühens;
Bemerkungen; Fast Weißglühen; Hellrothglühen; Rothglühen; Nicht mehr
sicher; Unsicher; Starkes Rothgl.; Schwaches Rothg.
Anmerkung. Unter
Einschaltung eines Gesammtwiderstandes von 1398 Fuß Normaldraht wurden die
an fünf Zündobjecten angebrachten Pulverquantitäten innerhalb etwa 1/2
Secunde gezündet; bei demselben Widerstande wurden aber vier Objecte ganz
gleichzeitig zur Explosion gebracht.
(Dauer der Versuche: 3 Stunden.)
C. Kupferzinkkette, aus
zehn Elementen zusammengesetzt.
Die Anregungsflüssigkeiten für Zink und Kupfer waren hier
dieselben wie bei den vorigen Versuchsreihen für Zink und Kohle.
Textabbildung Bd. 145, S. 284
Zahl der eingeschalteten
Windungen des Rheostaten; Länge des Gesammtwiderstandes in Einheiten des
Normaldrahtes; Anzahl der Glühobjecte; Beschaffenheit des Glühens;
Angaben der Tangentenboussole; Bemerkungen; Hellrothglühen; Schwaches
Rothgl.; Weißgluth; Rothglühen; Stark hellroth; Starkes Rothgl.;
Temperatur; Schwaches Glühen; Fast Weißgluth; Fast hellroth;
Unsicher
Anmerkungen. 1. Unter Einschaltung eines
Gesammtwiderstandes von 1398 Fuß Normaldraht wurde wieder jeder Draht mit
einer kleinen Pulverquantität umgeben; hiebei wurden sechs Objecte innerhalb
einer Secunde, fünf Objecte beiläufig innerhalb 1/2 Secunde, vier Objecte
gleichzeitig gezündet.
2. Zu den zehn Elementen der obigen
Kette wurden noch zwei von derselben Gattung gebracht, so daß die Kette aus
zwölf Elementen zusammengesetzt war. Mit dieser Kette wurden bei
Einschaltung eines Gesammtwiderstandes von 1916 Fuß Normaldraht fünf Objecte
gleichzeitig gezündet.
(Dauer der Versuche: 3 Stunden.)
D. Kupferzinkkette, aus
zwölf Elementen zusammengesetzt.
Textabbildung Bd. 145, S. 285
Zahl der eingeschalteten
Windungen des Rheostaten; Länge des Gesammtwiderstandes in Einheiten des
Normaldrahtes; Anzahl der Glühobjecte; Beschaffenheit des Glühens;
Angaben der Tangentenboussole; Bemerkungen; Hellrothglühen; Starkes
Rothglüh.; Rothglühen; Schwaches Rothgl.; Schwaches Glühen; Zum Zünd.
eines Objectes ausreichen und sicher
Anmerkungen. 1. In dieser Batterie waren die
Flüssigkeiten etwas stärker concentrirt, als in der Lit. C.; die Dichte der
Schwefelsäure in den Kupferzellen war 1,185, die Dichte der Säure in den
Zinkzellen 1,0765 (bei 12 bis 15° R.).
Von dieser Batterie wurden zehn Elemente, bevor die
vorstehenden Versuche angestellt worden sind, zum Zünden mehrerer Patronen
benützt. Es wurde zu diesem Zwecke von jedem Pole der Batterie aus eine
Leitung von 180 Fuß Länge auf den Boden in dem Hofraume des
Cadeten-Corps ausgespannt; jeder Leitungsdraht war mit drei
Zweigleitungen versehen, und in diese wurden die Patronen eingeschaltet. Die
ganze Länge der Leitung betrug beiläufig 540 Fuß Normaldraht. Mit dieser
Anordnung wurden drei Patronen gleichzeitig, fünf aber innerhalb 1/4 bis 1/2
Secunde zum Explodiren gebracht. Da jeder der Glühdrähte nach der Zündung
abgerissen war, so kann hieraus geschlossen werden, daß die Zündung sicher
genug und ausreichend ist. um in der Praxis davon Anwendung machen zu
können.
Bei den vorstehenden Versuchen war die Kette gegen vier
Stunden in Thätigkeit, und ihre Wirkungen waren am Ende der Versuche um ein
Weniges geringer als beim Beginne derselben.
2. Aehnliche Versuche wie die vorstehenden wurden mit
der Kupferzinkbatterie aus 6, 8, 15, 16, 18, 20 und 24 Elementen angestellt;
da aber die vorstehenden Resultate der Reihen A.
bis D. für die folgenden Erörterungen
ausreichen, so werde ich von den übrigen Versuchsresultaten bei meinen
weiteren Betrachtungen nur zum Theil Gebrauch machen.
3. Bei allen Versuchen waren je zwei Glühdrahte durch
eine Widerstandsrolle mit 16 Fuß Normaldraht verbunden. Der
Gesammtwiderstand, welcher in der Kette eingerechneteingeschaltet war, betrug daher um 96 Fuß mehr, als der in der zweiten Spalte
verzeichnete Widerstand; der Widerstand der Glühdrähte aber konnte in den
Gesammtwiderstand nicht eingeschaltet werden, weil dieser nicht bloß mit
jedem Glühgrade sich ändert, sondern auch mit der Dauer des Glühens
Aenderungen erleidet, die bei meinen Versuchen nicht näher bestimmt werden
konnten.
(Die Fortsetzung folgt im nächsten Heft.)