LXX. Ueber eine Verbesserung der Davy'schen Sicherheitslampe. Von Hrn. J. Newman in London.Hr. Newman erhielt als Preis fuͤr seine Erfindung von Seite der Society of arts die große silberne Medaille.A. d. R. Aus den Transactions of the Society of arts. Vol. LI. P. I. S. 56. Mit Abbildungen auf Tab. V. Newman's Verbesserung der Davy'schen Sicherheitslampe. Die von dem beruͤhmten Sir Humphry Davy erfundene Sicherheitslampe besteht bekanntlich aus einer Oehllampe, welche mit einem cylindrischen Gehaͤuse von beilaͤufig 5 1/2 Zoll Hoͤhe und 11/2 Zoll im Durchmesser umgeben ist. Dieses Gehaͤuse ist aus Draht von 1/60 Zoll Dike so geflochten, daß die zwischen den Drahten befindlichen Maschen oder Raͤume Viereke bilden, deren Seiten dem Durchmesser der Draͤhte gleichkommen, und wovon also 30 auf einen Zoll gehen. Wenn man diese Lampe in gewoͤhnlicher Luft anzuͤndet, so wird der obere Theil ihres Gehaͤuses durch die Flamme erhizt; jene Lufttheilchen, die zugleich mit dem Oehldampfe die Flamme bilden, steigen als die heißesten und leichtesten durch das obere Ende des Gehaͤuses empor, und werden durch einen durch die unteren Maschen eintretenden Strom kuͤhlerer und mithin schwererer Theilchen ersezt. Die auf gleicher Hoͤhe mit der Flamme stehenden Theilchen zeigen hiebei wahrscheinlich am wenigsten Thaͤtigkeit. Die Flamme ist auf den uͤber dem Dochte befindlichen Raum beschrankt, weil sich der erhizte Oehldampf wegen seiner groͤßeren Leichtigkeit nicht mit jener atmosphaͤrischen Luft, die noch nicht an den Docht gelangt ist, vermengen kann. Enthaͤlt die in die Lampe eindringende atmosphaͤrische Luft in gewissen Verhaͤltnissen brennbare Gase beigemengt, so wird sich die Flamme des Dochtes in Folge der Verbrennung dieser Gase merklich vergroͤßern. Man moͤchte erwarten, daß sich unter diesen Umstaͤnden die Verbrennung nach allen Richtungen verbreiten muͤßte, und daß in dem Gehaͤuse sowohl der unter, als der uͤber dem Dochte befindliche Raum mit Flamme erfuͤllt werden wuͤrde. Dieß ist jedoch keineswegs der Fall, wenn das Gehaͤuse die gehoͤrige Hoͤhe hat; denn je heißer der obere Theil desselben wird, um so rascher entweicht der verbrannte Dunst, und um so rascher dringt der kalte Luftstrom durch die unteren Maschen: so zwar, daß dessen Theile uͤber das Niveau des Dochtes emporgestiegen sind, bevor sie noch bis zum Verbrennungspunkte erhizt wurden. Wenn jedoch die Menge der in der Luft enthaltenen brennbaren Gase steigt, so wird der ganze obere Theil des Drahtgehaͤuses mit Flamme erfuͤllt, und der Draht selbst kommt endlich daselbst zum Gluͤhen. Dessen ungeachtet kann aber die Lampe immer noch mit aller Sicherheit in eine explosionsfaͤhige Atmosphaͤre gebracht werden, indem der Draht, vergleichsweise gesprochen, immer noch kuͤhl genug ist, um die Temperatur der entzuͤndeten Theilchen auf ihrem Durchgange durch die Maschen des Drahtgitters so weit abzukuͤhlen, daß sie die außer der Lampe befindlichen Theilchen nicht in Brand zu steken im Stande sind. Der Grund hievon liegt in der schnellen Abkuͤhlung des Eisens, indem es die Hize, die ihm fortwaͤhrend von dem in Brand stehenden Gase mitgetheilt wird, so rasch durch Ausstrahlung verliert, daß sich diese Hize unter gewoͤhnlichen Umstaͤnden nicht bis zu einem Gefahr drohenden Maaße ansammeln kann. Es erhellt jedoch, daß dieß von einem gewissen Verhaͤltnisse zwischen dem Volumen der Flamme in dem Gehaͤuse und zwischen der Dike des Drahtes und der Weite der Maschen abhaͤngt. Das Volumen der Flamme ist selbst wieder durch die Groͤße des Gehaͤuses, in welchem sie sich befindet, bedingt. Wenn daher der Durchmesser des Gehaͤuses sowohl als der Maschen vermindert, und dafuͤr die Staͤrke des Drahtes erhoͤht wird, so wird die Lampe groͤßere Sicherheit gewaͤhren; zugleich wird aber hiedurch auch der Zufluß an Luft so vermindert werden, daß die Lampe unter Rauchentwikelung brennt und weniger Licht verbreitet: abgesehen davon, daß dieses minder leuchtende Licht auch noch durch die groͤßere Dike der Draͤhte in seiner Verbreitung gehemmt wird. Gibt man andererseits sowohl dem Gehaͤuse als den Maschen einen groͤßeren Durchmesser, und vermindert man dabei die Dike der Draͤhte, so wird man allerdings eine weit besser leuchtende, dagegen aber auch verhaͤltnißmaͤßig weniger Sicherheit gewahrende Lampe bekommen. Die oben fuͤr das Gehaͤuse, die Maschen und den Draht angegebenen Groͤßenverhaͤltnisse sind diejenigen, bei denen Davy nach zahlreichen Versuchen die groͤßte Menge Licht mit der groͤßten Sicherheit vereint gefunden zu haben glaubte. Da diese Lampen jedoch nicht so viel Licht geben, wie die nakten Kerzen, deren man sich in den Gruben zu bedienen pflegte, so ließen sich mehrere Lampenfabrikanten in ihrer Unwissenheit verfuͤhren, zur Vermehrung des Lichtes feinere Drahte in Anwendung zu bringen, und dadurch das einzige Werthvolle an dieser Art von Lampe, naͤmlich ihre Sicherheit, bloßzustellen. Denn wenn der Draht weißgluͤhend wird, so laͤßt er nicht bloß die in dem Gehaͤuse enthaltenen brennbaren Theilchen in brennendem Zustande entweichen, sondern er ist fuͤr sich selbst in Stand, das außerhalb dem Gehaͤuse befindliche Gemenge von brennbarem Gase und atmosphaͤrischer Luft zu entzuͤnden. Das Drahtgitter, welches in Newcastle nach Davy's Angaben fabricirt wird, gewahrt vollkommene Sicherheit; man hat aber leider auch sehr haͤufig das in London fuͤr feinere Drahtsiebe fabricirte Gitter zu bergmaͤnnischen Lampen verwendet, und dadurch Werkzeuge geschaffen, die nicht nur an und fuͤr sich wegen der Duͤnne der Draͤhte sehr unsicher sind, sondern deren Maschen auch bei der geringsten Veranlassung und Beschaͤdigung auf eine hoͤchst gefaͤhrliche Weise erweitert werden koͤnnen. Man hat in neuerer Zeit behauptet, daß die Davy'sche Lampe, selbst wenn sie ganz nach den Angaben des Erfinders verfertigt worden sind, unter gewissen Umstaͤnden nicht vollkommen zuverlaͤssig sey. Diese Umstaͤnde, welche in der Praxis wahrscheinlich gar nie vorkommen duͤrften, sind folgende. Die Lampe soll, nachdem sie angezuͤndet worden ist, einem schiefen Strome Steinkohlengas ausgesezt werden, so daß der obere Theil ihres Gehaͤuses mit Flamme erfuͤllt wird. Wenn sie in dieser Stellung erhalten worden, bis der Draht zum Rothgluͤhen gekommen ist, so soll man den Gasstrom ableiten, und die Lampe einen Augenblik lang rasch bewegen, damit das Gehaͤuse ganz mit atmosphaͤrischer Luft erfuͤllt wird, ohne daß der Draht dabei in hohem Grade abgekuͤhlt wird. Wenn man dann den Strom Steinkohlengas abermals wieder auf die Lampe leitet, so bilden die ersten hievon eintretenden Theile mit der vorher in dem Gehaͤuse enthalten gewesenen atmosphaͤrischen Luft ein explosionsfaͤhiges Gemisch, welches durch die Flamme der Lampe entzuͤndet wird. Die mechanische Wirkung der Explosion wird in diesem Falle die Gastheilchen in brennendem Zustande und mit solcher Gewalt durch die Maschen treiben, daß der Draht, obschon er kaum roth gluͤht, nicht Zeit genug hat, sie auf ihrem Durchgange durch die Maschen abzukuͤhlen; sie werden daher noch gluͤhend in die aͤußere atmosphaͤrische Luft uͤbergehen, und den Strom Steinkohlengas in Brand sezen. Unter diesen Umstaͤnden haben sich allerdings auch Lampen, die ganz nach Davy's Angaben verfertigt worden sind, ungenuͤgend gezeigt. Um nun auch fuͤr diese Faͤlle die gehoͤrige Sicherheit zu erzielen, schlage ich vor, den Cylinder oder das Gehaͤuse der gewoͤhnlichen Davy'schen Lampe mit einem aͤußeren Cylinder zu umgeben, der aus demselben Drahtgitter verfertigt ist, wie der innere.Der selige Sir Humphry sagte in einer geschriebenen Note, welche sich in dem der Society of arts zugehoͤrigen Exemplare seines Werkes „On the Fire-damp in Coal-mines“ befindet, daß man zu groͤßerer Sicherheit doppelte Drahtcylinder anwenden koͤnne.A. d. O. Dieser aͤußere Cylinder soll etwas kuͤrzer als der innere seyn, und der zwischen beiden gelassene Raum soll genau so groß seyn, daß sich der aͤußere uͤber dem inneren auf und nieder bewegen laͤßt, ohne ihn zu beruͤhren. Zu noch groͤßerer Sicherheit soll der Scheitel beider Cylinder aus zwei, in geringer Entfernung von einander angebrachten Schichten Drahtgitter bestehen. Der aͤußere Cylinder soll gewoͤhnlich in die aus der Zeichnung ersichtliche Stellung gebracht werden: d.h. sein unterer Rand soll sich mit der Spize der Flamme auf einer und derselben Hoͤhe befinden, waͤhrend zwischen den Scheiteln der beiden Cylinder ein Zwischenraum von beilaͤufig einem Zoll Hoͤhe gelassen ist. Auf diese Weise wird der aͤußere Cylinder nur die schiefen, keineswegs aber die geraden von der Lampe ausgehenden Lichtstrahlen beeintraͤchtigen. Wenn man eine solche Lampe unter die Umstaͤnde versezt, unter welchen die gewoͤhnliche Davy'sche Lampe unsicher wird, so ereignet sich im Inneren des Cylinders eine Explosion, und man bemerkt zuweilen in dem zwischen den beiden Cylindern befindlichen Raume, besonders aber in dem zwischen den Scheiteln der Cylinder bestehenden Raume, eine Flamme. Nie war ich aber bei den zahlreichen, selbst vor einer Commission angestellten Versuchen im Stande, die Flamme durch beide Cylinder, oder auch nur durch den unteren Theil des inneren Cylinders zu treiben, und dadurch den auf die Lampe geleiteten Strom Steinkohlengas zu entzuͤnden.Der Grund, warum der untere Theil des Gehaͤuses nicht durch doppeltes Drahtgitter geschuͤzt zu werden braucht, ist darin zu suchen, daß der Zufluß an frischer Luft an dieser Stelle Statt findet, so daß der Draht hier beinahe kalt bleibt, waͤhrend er sich ein Paar Zoll hoͤher in rothgluͤhendem Zustande befindet.A. d. O. Der Grund hievon liegt offenbar in der durch die Anwendung zweier Cylinder erzielten groͤßeren Ausdehnung der abkuͤhlenden Oberflaͤche, und vielleicht in einem gewissen Grade auch in dem groͤßeren Hindernisse, welches durch den aͤußeren Cylinder dem Entweichen des brennenden Gases in den Weg gelegt wird. Dieselben Versuche wurden mit einer zweiten ganz auf dieselbe Art, jedoch aus duͤnnerem Drahte verfertigten Lampe wiederholt. Hiebei zeigte sich, daß, wenn der obere Theil des inneren Gehaͤuses mit Flamme erfuͤllt war, der Draht hell rothgluͤhend wurde, und daß, wenn dann eine Explosion Statt fand, die Flamme durch beide Cylinder drang und den Strom Steinkohlengas in Brand sezte. Diese Versuche gaben also einen offenbaren Beweis, daß die von Davy empfohlene Dike des Drahtes selbst bei der Anwendung doppelter Cylinder nicht mit Sicherheit umgangen werden kann. In den beigegebenen Zeichnungen sieht man in Fig. 14 den inneren Cylinder mit a, a, den aͤußeren mit b, b bezeichnet. Fig. 15 stellt einen Grundriß der Lampe vor, an welchem der Scheitel im Durchschnitte dargestellt ist, damit die beiden Cylinder sichtbar wurden. Die Linse o wirft den groͤßeren Theil des Lampenlichtes gegen den Arbeiter;Hr. Newman brachte zuerst im November 1817 an der aͤußeren Seite des Cylinders der Sicherheitslampe und nicht mit ihr in Verbindung stehend eine Linse an.A. d. O. sie hat die aus Fig. 16 ersichtliche Gestalt, ist an einen der drei Draͤhte d, d, d gefuͤgt, und faͤllt mit einem Haken in einen anderen Draht, womit sie ganz in der Nahe des inneren Cylinders erhalten wird. Der Boden des aͤußeren Cylinders b ist mit Draht an einem metallenen Ringe befestigt, welcher genau an den inneren Cylinder paßt: jedoch so, daß er an demselben frei auf und nieder bewegt werden kann. Die Entfernung zwischen den beiden Cylindern betraͤgt nur 3/16 Zoll. Der Scheitel des aͤußeren Cylinders ist mit einer doppelten Drahtgitterscheibe geschlossen, indem deren Rand zuerst nach Aufwaͤrts gebogen wird, wie man aus Fig. 17 bei b sieht, waͤhrend der Rand des Cylinders auf diese Scheiben herab gebogen, und endlich mit diesen nach Einwaͤrts gebogen wird, wie Fig. 18 zeigt. Der Scheitel des inneren Cylinders wird nach Außen gebogen, und wenn man ihn mit einer Drahtgitterscheibe bedekt hat, zuerst mit dem Rande dieser Scheibe nach Innen und hier auf nach Abwaͤrts gebogen, wie in Fig. 17 und 18 bei a angedeutet ist. Der Boden des inneren Cylinders wird in dem Ringe e, e, Fig. 17, fixirt und mit diesem auf die Lampe geschraubt, in der er mittelst eines sehr fest eingepaßten Roͤhrenstuͤkes f noch mehr befestigt wird. An dem Gitter gehen 27 1/2 Kettendrahte und 30 Einschußdraͤhte auf den Zoll, so daß 825 Loͤcher oder Maschen auf den Quadratzoll kommen. Die Draͤhte sind etwas kleiner als die Maschen; ihre Dike betraͤgt etwas unter 1/60 Zoll; die Weite der Maschen mißt in demselben Verhaͤltnisse uͤber 1/60 Zoll. Der aͤußere Cylinder wird durch Ueberschlagung der Raͤnder auf die aus Fig. 19 ersichtliche Weise gebildet, so daß seine innere Seite genau an die aͤußere Wand des inneren Cylinders paßt. Der innere Cylinder darf, indem er genau in den am Grunde des aͤußeren Cylinders befindlichen Ring einpassen muß, an seiner Außenseite keinen Vorsprung zeigen; eben so wenig darf aber die Verbindungsstelle auch nach Innen einen Vorsprung bilden, indem sich dieser auf einen hoͤheren Grad erhizen wuͤrde. Die Raͤnder des Drahtgitters sind daher hier auf die aus Fig. 20 ersichtliche Art und Weise zu verweben. Man verbindet zu diesem Zweke zuerst die beiden aͤußeren Draͤhte k, l, Fig. 21, der beiden Gitterraͤnder. m, m, Fig. 20, ist der Draht, womit zwei Drahte des einen, n, n jener, womit zwei Draͤhte des gegenuͤber liegenden Randes verbunden werden; o, o hingegen ist der dritte Draht, welcher beide Raͤnder verbindet, so daß auf diese Weise ein Cylinder hergestellt ist, der nicht leicht durch eine gewoͤhnliche Gewalt und Abnuͤzung aus einander gehen kann. Man hat bei der Vereinigung der beiden Drahtgitterenden sorgfaͤltig darauf zu achten, daß diese Enden einander vollkommen gleich und aͤhnlich sind; d.h. die beiden mit einander in Beruͤhrung gebrachten Maschenreihen duͤrfen nicht wie die Maschen des undurchschnittenen Gitters, sondern wie abwechselnde Maschen an einander passen. Die drei Verbindungsdraͤhte muͤssen saͤmmtlich nach einer und derselben Richtung laufen; und der mittlere hat nicht nur die gegenuͤber liegenden Randdraͤhte, sondern auch jene Draͤhte, die zur Verbindung der beiden aͤußeren Randdraͤhte dienten, mit einander zu verbinden. Wenn man mit solcher Sorgfalt zu Werke geht, so wird man Cylinder bekommen, welche hinreichende Festigkeit gewaͤhren, und in denen nicht leicht durch irgend einen Unfall groͤßere Loͤcher, als die Maschen sind, entstehen koͤnnen. Die Laͤngen- oder Kettendraͤhte des Gitters muͤssen tief auf und nieder gebogen seyn, und auch an den Quer- oder Einschußdraͤhten muß dieß in hinreichendem Grade der Fall seyn, damit keiner der Draͤhte die ihm angewiesene Stelle verlassen, und hiedurch zu Entstehung groͤßerer, hoͤchst gefaͤhrlicher Loͤcher Anlaß geben kann. An dem Brenner und Oehlbehaͤlter ist durchaus nichts Neues; doch sieht man in Fig. 17 einen Durchschnitt dieser Theile. Die Scheibe g des Dochthaͤlters faͤllt in ihren Siz h ein. Das Ganze wird durch Einschrauben des Ringes j fixirt. Fuͤr die Roͤhre, durch die der Puzdraht i laͤuft, ist ein Loch angebracht.