XXVII. Elektrischer Chronograph mit conischem Pendel von Martin de Brettes, Escadronschef in der kais. französischen Artillerie; Bericht von Th. du Moncel. Aus dem Bulletin de la Société d'Encouragement, Juni 1862, S. 331. Mit Abbildungen auf Tab. III. de Brettes' elektrischer Chronograph mit conischem Pendel. Schon im Jahr 1854 veröffentlichte Hr. de Brettes ein Werk, worin er alle bekannt gewordenen und einige von ihm selbst erfundene Systeme für die Anwendung der Chronographen auf die Ballistik beschrieb. Als ihm vier Jahre später die Ruhmkorff'sche Maschine ein neues Mittel darbot, dessen Anwendung zum Zweck der ballistischen Chronographie von Wichtigkeit schien, ließ er ein neues Werk über die Inductions-Chronographen erscheinen, in welchem der vorliegende Apparat schon im Princip beschrieben ist. Indessen haben erst jetzt lange fortgesetzte Versuche es möglich gemacht, daß dieser Apparat durch Hrn. Hardy hat ausgeführt werden können. Es war nämlich mit besonderen Schwierigkeiten verbunden, von einem elektrischen Organe Angaben und Zeichen unter ganz genau gleichen Verhältnissen zu erhalten, ohne daß dadurch eine Störung im Gang des zeitmessenden Apparates erfolgen kann. Der Erfinder suchte die Eigenschaft des elektrischen Funkens, in der Entfernung ein Papierblatt zu durchbohren, sowie dessen augenblickliche Entstehungsweise zu diesem Zwecke zu benutzen, und conbinirte seine chronographischen Apparate mit Zugrundelegung dieser Thatsache. Bevor wir diese Apparate beschreiben, müssen wir, um etwaigen Einwürfen zu begegnen, Einiges über die Eigenschaften des Inductionsfunkens vorausschicken. Der Funke der Ruhmkorff'schen Maschine entsteht beim Oeffnen des Stromes und nicht bei der Schließung; um ihn also durch den Einfluß einer bestimmten Ursache hervorzubringen, reicht es hin den Stromunterbrecher der Maschine wegzunehmen und einen Apparat an seine Stelle zu setzen, welcher die Inductionsleitung genau in demjenigen Moment unterbricht, wo diese bestimmte Ursache bemerklich wird. Geschieht die Unterbrechung plötzlich, so entsteht nur ein einziger Funke, der aus zwei deutlichen Theilen besteht: nämlich aus einem glänzenden und dünnen Feuerstrahl mit den mechanischen Eigenschaften der Elektricität von hoher Spannung, und einem hellen Schweif, der nichts anderes ist als ein gasförmiger, von einem spannungslosen Strom durchflossener Leiter mit den calorischen, magnetischen und chemischen Eigenschaften der Quantitätsströme. Die Luftströmungen wirken sehr energisch auf diesen Theil des Funkens, so daß man ihm die Form eines breiten Feuerstrahls geben kann, allein sie sind ohne Einfluß auf den ersteren Theil, welcher sogar unter der Wirkung des Blasebalgs sich eher von seinem hellen Schweif trennt, als daß er sich in seiner Richtung stören ließe. Endlich hängt die Stetigkeit des Funkens wesentlich von der Einrichtung der Rheophoren, zwischen denen er überspringt, ab; wenn diese aus einer Platte und einer Spitze bestehen, so ist der Funke ein vielfacher und veränderlich in seiner Lage, wenn die Spitze positiv ist, er ist aber beinahe fix und fast ein einziger, wenn die Spitze negativ ist und man nicht Apparate anwendet, welche zu lange Funken geben. Diese von dem Berichterstatter längst entdeckten und von ihm dem Hrn. de Brettes mitgetheilten Thatsachen gestatten allen Einwürfen gegen das Princip der von ihm construirten Apparate zu begegnen. Da nämlich die Durchbohrung des Papiers nur durch den Funken der directen Entladung hervorgebracht werden kann, so kann sie, wie eben gezeigt, der Wirkung von Luftströmungen nicht unterworfen seyn, und die Stetigkeit des Funkens wird andererseits ziemlich durch die oben angedeutete Anordnung gesichert werden können; auch braucht man nur die umgebende Atmosphäre oder den Lichtschweif etwas zu erweitern, um die hinterlassenen Spuren sichtbar zu machen. Wir werden weiter unten sehen, wie dieß vom Erfinder bewirkt worden ist. Der Chronograph von de Brettes besteht aus drei besonderen Apparaten, nämlich aus einem chronographischen Zeichenapparat, aus rheotomischen Relais und einer Ruhmkorff'schen Maschine. Den Zeichenapparat bildet ein verticaler Cylinder, um welchen ein Stift mit Platinspitzen in gleichförmigem Gange herumgeht. Dieser Stift ist rechtwinkelig gebogen und wird von einem Uhrwerk fortbewegt, welches ein conisches Pendel regulirt, gegen das der Stift fortwährend andrückt. Durch seine größere oder kleinere Amplitude spielt dieses Pendel zugleich die Rolle eines Centrifugalregulators. Zu diesem Zwecke ist es an einer Cardan'schen Aufhängung befestigt und wirkt auf den gebogenen Theil des um die Achse des verticalen Cylinders sich drehenden Stiftes. Wenn der Apparat in Thätigkeit kommt, so weicht das Pendel mehr und mehr von der Verticalen ab und gleitet an dem drehenden Stift, so daß die Bewegung erst mit dem größten Ausschlag des Pendels gleichmäßig wird. Es werden alsdann alle Unregelmäßigkeiten im Gang des Mechanismus in Folge des größeren oder kleineren Pendelausschlags alsbald corrigirt. Diese sinnreiche Einrichtung, welche aus dem Apparat von de Brettes fast eine Präcisionsuhr macht, rührt von Hrn. Foucault her und ist von Hrn. Baliman ausgeführt worden. Der Gang des Apparates ist nun leicht zu begreifen. Der verticale Cylinder sey mit einem Papierblatt überzogen, der drehende Stift mit dem negativen, der Cylinder mit dem positiven Pole des Ruhmkorff'schen Apparates verbunden, so muß eine mechanische Kraft, welche in zwei auf einander folgenden Momenten die Inductionsleitung der Ruhmkorff'schen Maschine unterbricht, aus der drehenden Spitze zwei Funken hervorrufen, welche zwei Löcher durch das Papier schlagen. Aus der Entfernung dieser Löcher wird mit Berücksichtigung des Cylinderumfangs und der Zeit, welche die Spitze zu einem Umgang um den ganzen Cylinder brauchte, genau die Zeit sich ergeben, welche zwischen den beiden Durchbrechungen der Inductionsleitung verstrichen ist. Bei dem vorliegenden Apparate ist die Umgangszeit der Spitze genau eine Secunde, und die Rechnungen sind also sehr einfach. Da es nun aber wünschenswerth ist, eine Reihe von Versuchen aufzuzeichnen oder auch Versuche von einer längeren Dauer als einer Secunde anzustellen, so hat der Erfinder seinem Apparat ein zweites Uhrwerk mit elektromagnetischer Auslösung hinzugefügt, welches sich im Innern des verticalen Cylinders befindet und denselben regelmäßig in der Richtung seiner Achse um eine seiner Länge gleiche Höhe niederbewegt. Die Spitze des Stiftes beschreibt also um den Cylinder eine Spirale, auf welcher die chronographischen Zeichen vertheilt werden und wornach diese leicht zu berechnen sind, weil die jedesmalige Zeitdauer bei einem so eingerichteten Apparate proportional der gegenseitigen Entfernung der Löcher auf der kreisförmigen Projection der Schraubenlinie ist. Um das Papier leicht und vollkommen gespannt um den Cylinder zu legen, haben de Brettes und Hardy an einer Stelle des Cylinders einen langen Spalt angebracht, hinter welchem sich zwei Walzen befinden, die man leicht mittelst zweier oben vortretenden Knöpfe drehen kann. Man läßt die beiden Enden des Papiers durch den Spalt treten und spannt es durch Drehen dieser Walzen an. Um sich von der Regelmäßigkeit der Bewegung dieses Chronographen zu überzeugen, haben de Brettes und Hardy denselben mit einem Secunden schlagenden Regulirpendel in Verbindung gebracht: alle bewirkten Zeichen fanden sich auf einer und derselben Erzeugenden des Cylinders. Nachdem der Gang des Regulirpendels etwas verlangsamt worden, fanden sich die Zeichen gegen einander um jedesmal dieselbe Entfernung verspätet. Hiernach war die Gleichmäßigkeit der Bewegung des Apparates wohl hinreichend erwiesen. Das angewandte System rheotomischer Relais, um die verschiedenen Momente des Zerreißens mehrerer Scheiben zu constatiren, besteht zunächst aus einem verbindenden Elektromagnete, dessen angezogener Anker die Inductionsleitung des Ruhmkorff'schen Apparates schließt. Da dieser Elektromagnet allen Scheibenleitungen gemeinschaftlich ist und die chronographischen Zeichen hervorrufen soll, so sind seine Arme aus feinen Drahtbündeln gebildet, wobei sie den Versuchen von de Brettes zufolge ihren Magnetismus nach der Unterbrechung des Stromes augenblicklich verlieren; außerdem ist er mit dem System versehen, welches der Berichterstatter zur Neutralisirung der Wirkungen des zurückbleibenden Magnetismus erfunden hat. Dieser Elektromagnet ist mit einem ersten, der Scheibe Nr. 2 entsprechenden Relais verbunden, dessen Anker, wenn er bei Durchbrechung dieser Scheibe fällt, die Verbindung des ersten Elektromagnets mit dem zweiten Relais herstellt, welches der dritten Scheibe entspricht. Der Anker dieses zweiten Relais verbindet beim Fallen den Verbindungsmagnet mit dem dritten Relais u.s.w. Wenn also die erste Scheibe durchbrochen ist, so werden der Verbindungsmagnet und der Magnet des ersten Relais unthätig; der Anker des ersteren löst sich, öffnet die Inductionsleitung des Ruhmkorff'schen Apparates und bringt so ein Zeichen auf dem Chronograph hervor; der Anker des zweiten Elektromagnets dagegen stellt den Strom durch das zweite Relais, die zweite Scheibe und den Verbindungsmagnet wieder her, wodurch der Inductionsstrom des Ruhmkorff'schen Apparates unmittelbar wieder geschlossen wird, ohne daß dadurch ein neues Zeichen gegeben, wohl aber die Möglichkeit eines neuen hergestellt wird. Sobald die zweite Scheibe durchbrochen ist, geht wieder Aehnliches vor, u.s.w. bis zur letzten Scheibe. Der Vortheil dieser Anordnung liegt darin, daß dieselbe Batterie auf alle Leitungen wirkt und daß diese also so viel wie möglich in identischen Verhältnissen sich befinden. Uebrigens kann die Variation der elektromagnetischen Kraft in den Relais keinen nachtheiligen Einfluß haben, wenn sie nur die Stromverbindungen rascher herstellen, als die chronographischen Zeichen entstehen; und da außerdem die Leitungen in ihren Widerständen gleich gemacht werden können, so könnten eigentlich nur die Variationen der Batterie auf die erhaltenen Resultate von Einfluß seyn. Mit einem Verbindungs-Elektromagneten aber, wie dem beschriebenen, können diese Variationen niemals von erheblichem Einfluß seyn. Um die Spuren des Inductionsfunkens deutlicher zu machen, hat de Brettes verschiedene Papiere versucht, die mit Substanzen imprägnirt waren, auf welche die Wärme und Elektricität einwirken, wie Jodstärke, sympathetische Tinten etc.; am besten gelangen aber die Versuche mit einer Lösung von Kaliumeisencyanür (gelbem Blutlaugensalz), welches die Verkohlung des Papiers durch den Funken sehr erleichtert; mit diesem Salze getränktes und gut getrocknetes Papier entzündet sich fast so leicht wie Schießbaumwolle. Die Versuche mit dem beschriebenen Apparat haben es möglich gemacht, bis auf einen sehr kleinen Bruchtheil die Geschwindigkeit einer aus einer Salonpistole abgeschossenen Kugel zu bestimmen, wobei die beiden Scheiben nur um 5 Meter von einander entfernt waren, und die erste nur 1/2 Meter von der Pistolenmündung. Unter 100 Versuchen wechselten die graphischen Zwischenräume, welche die von der Kugel zum Durchlaufen dieser Räume verbrauchten Zeiten darstellten, nur zwischen 21 und 23 Millimeter, was im Mittel eine Dauer von 3/100 Secunde und eine Geschwindigkeit von 166 Meter in der Secunde ergibt. Der Apparat, wie er von de Brettes angegeben und von Hardy ausgeführt wurde, ist von dem Artillerie-Comité angekauft worden und wird nächstens beim Schießen mit Kanonen angewandt werden. Beschreibung der Abbildungen. Fig. 30 ist der Aufriß des Chronographen von vorn, mit perspectivischer Ansicht der Aufstellungsart der Scheiben. Fig. 31 ist die obere Ansicht des Apparates mit den Relais und der Ruhmkorff'schen Spirale. Fig. 32 und 33 sind Details der Scheibenconstruction. A ist ein kräftiges Uhrwerk, welches von dem Gewicht B bewegt wird. Es besteht ganz aus helicoidischen Zahnrädern und bildet eine wirkliche Pendeluhr mit doppeltem Zifferblatt für Stunden und Secunden, nur ist die Hemmung durch eine Anzahl Räder ersetzt, deren letztes eine senkrechte durch die Mitte des Cylinders D gehende Achse in Drehung setzt, so daß sie sich einmal in der Secunde umdreht. D ist ein dicker bronzener Cylinder, auf welchem das präparirte Papier aufgelegt wird; er steht nur mit dem positiven Pole der Ruhmkorff'schen Spirale in Verbindung und ist sonst vom ganzen Apparat isolirt. Der Umfang dieses Cylinders beträgt 1 Meter und ist in Millimeter und Bruchtheile von Millimetern eingetheilt. E ist der rechtwinkelig gebogene Stift; er ruht mittelst einer isolirenden Unterlage von gehärtetem Kautschuk auf der Achse C und dreht sich um den Cylinder D. Am unteren Ende dieses Stiftes ist die Platinspitze F angeschraubt, welche durch die daraus hervorspringenden Funken die Zeichen auf dem Papier hervorbringt. G conisches Pendel, welches durch die Achse C in Bewegung gesetzt wird, und die Rotation des Stiftes E regulirt und vollkommen gleichförmig macht. H ist ein kleines Differenz-Räderwerk, welches die Bewegung des Stiftes E vervielfältigt, so daß er drei Umdrehungen in einer Secunde macht, während die Achse C und das Pendel nur eine machen. I (Fig. 31) ist die Ruhmkorff'sche Inductionsspirale; ihr positiver Pol J steht mit dem Cylinder D, ihr negativer J' mit dem oberen Theil des Pendels, mithin mit dem Stift E in Verbindung. Hieraus folgt, daß, so oft die Inductionsleitung unterbrochen wird, am Ende der Platinschraube F ein Funke entsteht, der sofort das Papier des Cylinders durchbohrt. K, K' sind mit Mikrometern versehene Mikroskope, zum genauen Messen der Entfernungen zwischen den von den Funken hervorgebrachten Löchern. Die Einrichtung ist so getroffen, daß der Stift E und seine Schraube in einer Secunde dreimal um den Cylinder gehen, oder 3000 Millimeter durchlaufen. 1 Millimeter entspricht also 1/3000 Secunde. Mit Hülfe der Mikrometer kann man noch eine Entfernung von 1/3 Millimeter abschätzen, was also 1/10000 Secunde entsprechen würde. Um die Abweichung der Funken möglichst zu vermindern, sind folgende Maßregeln getroffen: 1) die Inductionsspirale ist von dickem Draht gewickelt und gibt einen kurzen Funken; 2) die Spitze der Platinschraube F befindet sich so nahe wie möglich am Cylinder D; sie hat außerdem an ihrem äußersten Ende eine kleine cylindrische Elfenbeingarnitur mit einem sehr feinen Löchelchen, durch welches der Funke hindurchgehen muß, um den Cylinder zu treffen; dadurch wird das seitliche Abspringen des Funkens verhindert. L (Fig. 30) ist eine Kurbel, mittelst deren man mit Hülfe eines Trittes den Cylinder D in der Richtung seiner Achse um eine seiner Höhe entsprechende Größe hinaufschieben kann; ein Räderwerk mit selbstthätiger Hemmvorrichtung im Innern des Cylinders regulirt dessen Niedersinken so, daß die Spitze der Schraube F nicht einen Kreis, sondern eine Spirale um den Cylinder beschreibt, damit die weiter aus einander liegenden Zeichen nicht auf einander treffen. M ist ein kleiner Elektromagnet, der die Hemmvorrichtung im Cylinder so regiert, daß derselbe beim Durchgang eines Stromes stillsteht und nur seine Bewegung fortsetzt, wenn der Strom unterbrochen ist. Man wird weiter unten sehen, welcher Strom durch diesen ElektromagnetElektomagnet  geht. L' ist eine andere Kurbel, womit man den Cylinder um sich selbst dreht, wenn man die Mikroskope K, K' zum Abschätzen der Zeit benutzen will. Die Operation geschieht wie folgt: Man richtet zunächst das Mikroskop K auf das durch den ersten Funken im Papier hervorgebrachte Loch, und führt dann den Faden im Mikroskop K' auf einen der Theilstriche des Cylinders; dann dreht man diesen, bis man das zweite Loch im Mikroskope K sieht und liest nun vom Mikroskope K' die Theilung ab, welche direct die Tausendstel einer Secunde (und Bruchtheile davon) angibt, die zwischen beiden Funken verflossen. N ist ein Zählapparat, welcher durch eine besondere kleine Batterie (s. dessen Stellung zwischen den Stunden- und Secunden-Zifferblättern des Apparates in Fig. 30) bewegt wird; er tritt erst mit dem Beginn des Versuchs in Thätigkeit und hört mit demselben auf. Jede Umdrehung des Stiftes E bezeichnet an diesem Zähler eine Einheit und man erkennt also daran die Anzahl x der Umdrehungen bei jedem Versuch und mithin die Zeit x/3 Secunde. Die Bruchtheile ergeben die Mikrometerablesungen. O, O' (Fig. 31) ist eine Libelle, welche nebst Stellschrauben dazu dient, das System des Chronographen (conisches Pendel und Cylinder) genau horizontal einzustellen. Der Apparat ruht mittelst drei Stellschrauben auf dem Tische. Das Uhrwerk wird bei Q aufgezogen. R ist eine nur zur Ruhmkorff'schen Spirale gehörige Bunsen'sche Batterie; ihr positiver Pol ist bei r mit der Spirale verbunden. R' ist die Daniell'sche Batterie für die Scheibe; ihr positiver Pol ist bei r' am Apparat angebracht. S ist der Verbindungs-Elektromagnet, dessen Anker in Verbindung mit der Spirale steht und beim Anziehen die Inductionsleitung derselben schließt. Dieser Magnet ist allen Scheibenleitungen gemeinschaftlich und hat die chronographischen Zeichen hervorzurufen; er besteht aus einem Bündel sehr feiner Eisendrähte, welches mit zwei isolirenden Spulen (mit dem umsponnenen Drahte) umgeben ist; durch diese Anordnung wird nicht nur der Magnetismus gleich bei der Stromunterbrechung zerstört, sondern es werden auch die Wirkungen des zurückbleibenden Magnetismus neutralisirt. T, T', T'' sind die den Scheiben 1, 2, 3, 4 entsprechenden rheotomischen Relais. Dem Anker des Verbindungsmagnets, sowie den Ankern dieser Relais entsprechen Stellschrauben. Der positive Pol der Bunsen'schen Batterie ist, wie erwähnt, bei r angebracht; der Strom geht also durch die Inductionsspule I, und wenn der Verbindungsmagnet S thätig ist, also sein Anker angezogen wird und mit der Stellschraube in Berührung kommt, so tritt dieser Strom bei U ein und bei V aus, um zum negativen Pol der Batterie zurückzukehren. Wenn andernfalls der Verbindungsmagnet unthätig wird, so wird der Anker nicht angezogen und berührt nicht die Stellschraube; der Inductionsstrom ist also dann unterbrochen und folglich springt der Funke bei F Gig. 30) über und bringt ein Loch im Papier hervor. Der Strom der Daniell'schen Batterie tritt bei r' (Fig. 31) ein, magnetisirt den Verbindungsmagnet (dessen Anker sofort die Inductionsleitung schließt), geht nach a, dann durch das Relais T, zieht dessen Anker an und tritt also bei b aus, um durch die erste Scheibe zu passiren, und bei c (Fig. 30) wieder zur Batterie zurückzukehren. Nehmen wir nun an, daß das Geschoß die erste Scheibe durchbrochen hat, so wird dadurch sofort der Strom der Batterie R' unterbrochen und der Elektromagnet S läßt seinen Anker fallen, die Inductionsleitung wird unterbrochen und der Funke springt vom Chronograph über: es entsteht also ein erstes Loch, entsprechend dem Durchbrechen der ersten Scheibe. Zugleich aber läßt auch das Relais T seinen Anker fallen, welcher auf die Stellschraube trifft und so den Strom der Batterie R' wieder herstellt und durch r', S, a, d, e, f, g zur zweiten Scheibe leitet. Man sieht, daß der Verbindungsmagnet wieder thätig wird, daß das Relais T ausgeschaltet bleibt, und T' in Thätigkeit kommt und seinen Anker anzieht. Der Inductionsstrom ist also wieder geschlossen und es kann daher, wenn vom Geschoß die zweite Scheibe getroffen wird, ein zweiter Funke überspringen, und so weiter bis zur letzten Scheibe. Es setzt somit die Daniell'sche Batterie sowohl den Verbindungsmagnet wie eines der auf einander folgenden Relais in Thätigkeit. So lange der Strom dieser Batterie, welcher durch eine Scheibe geht, geschlossen bleibt, ist der Verbindungsmagnet thätig und auch die Inductionsleitung geschlossen; sobald aber diese Scheibe durchbrochen wird, so geht der Daniell'sche Strom von dieser Scheibe zur folgenden und während der dadurch erfolgenden kurzen Unterbrechung wird der Inductionsstrom ebenfalls unterbrochen und erzeugt einen Funken. Dieser Strom der Daniell'schen Batterie ist es auch, der durch den kleinen Elektromagnet M (Fig. 30) geht, welcher die Hemmung der Verticalbewegung des Cylinders D regiert. Bei jeder Scheibendurchbrechung also, mithin bei jedem erzeugten Funken, wird die Hemmung einen Augenblick ausgelöst und der Cylinder niedergerückt. Es kann also nie vorkommen, daß zwei Löcher auf einander fallen, aber wohl können sie auf derselben Erzeugenden des Cylinders liegen. Die Construction der Scheibe zeigen die Figuren 32 und 33. Auf einen großen Holzrahmen sind feine Drähte gespannt, die gewissermaßen einen einzigen Draht von einem Ende des Rahmens zum andern bilden. Der Zwischenraum dieser Drähte muß kleiner seyn als der Durchmesser des Geschosses, damit dieses beim Treffen der Scheibe mindestens einen Draht und also auch den Strom sicher durchbreche. Die Drähte werden durch Wirbel von verzinktem Eisen h (Fig. 33), worauf sie nach Art der Claviersaiten angebracht sind, mittelst passender Schlüssel gespannt.