Manometer [1]

Manometer, Instrument zur Messung der Drücke von Flüssigkeiten, Gasen oder Dämpfen in geschlossenen Räumen, Gefäßen, Behältern, Rohrleitungen u.s.w. Für Drücke unter einer Atmosphäre heißen die Manometer gewöhnlich Vakuummeter und Depressionsmesser. Nach ihrer Konstruktion und Wirkungsweise zerfallen sie in Flüssigkeitsmanometer, die entweder, wie die Quecksilberbarometer, als Gefäß- oder als Hebermanometer ausgeführt werden, und Federmanometer, bei welchen, je nach der angewendeten Feder, Plattenfeder- und Röhrenfedermanometer (Bourdonsche Manometer) zu unterscheiden sind.

Flüssigkeitsmanometer.

Einige Ausführungsformen der Quecksilbermanometer, wie sie von Dreyer, Rosenkranz & Droop in Hannover geliefert werden, sind in Fig. 1–5 abgebildet. Fig. 1 ist ein solches mit Glasrohr, natürlicher Teilung in Atmosphären oder Kilogramm/Quadratzentimetern, Auffangeglas und sichtbarem Nullpunkt, Fig. 2 mit Eisenrohr, einem auf der Quecksilbersäule befindlichen Schwimmer und hierdurch ermöglichter verkürzter Teilung, Fig. 3 mit sichtbarem Nullpunkt, natürlicher Teilung, jedoch ebenfalls unter Anwendung eines Eisenrohrs und eines Schwimmers, Fig. 4 ein Hebermanometer mit verkürzter Teilung am Fallrohr, einem Teilrohr aus Glas und einem Quecksilberauffangegefäß am oberen Ende des Steigrohrs. Das letztere Manometer eignet sich seiner kleineren Teilung wegen besonders für hohen Druck. Der Eintritt der Druckflüssigkeit oder des Gases geschieht am oberen Ende des Fallrohrs bei a, und derselbe wirkt sowohl auf das im engeren Glasrohr r als auch auf das im Eisenfallrohr R befindliche [296] Quecksilber, das aus beiden Rohren in das gemeinsame Steigrohr P verdrängt wird. Das Manometer Fig. 5 besitzt einen am unteren Ende befindlichen Quecksilberbehälter von verhältnismäßig sehr großem Querschnitt, ist mit einem Glasrohr mit sichtbarem Nullpunkt und einer Teilung in Kilogramm, Quadratzentimetern und Metern Wassersäule versehen. Infolge der Anordnung des großen Quecksilbergefäßes Q sind die Druckangaben sehr genau und kann daher das Manometer auch für genaue technisch-wissenschaftliche Untersuchungen verwendet werden.

Zum Messen des Druckes in Windleitungen von Kupolöfen, des Schornsteinzuges und der Depression bezw. Pressung von Grubenventilatoren finden häufig sogenannte Multiplikationsmanometer Anwendung, bei welchen die beiden parallelen Schenkel des Glasrohrs unter einem Winkel gegen die Vertikale geneigt sind. Je nach der Neigung ist die Genauigkeit eine zwei-, vier-, fünf-, selbst zehnfache gegenüber den vertikalstehenden U-förmigen Wassermanometern, da die einem bestimmten Druckunterschied entsprechende Verschiebung der Wasserspiegel aus ihrer Nullage eine zwei-, vier-, fünf- bezw. zehnmal so große wie bei den lotrechten Manometern ist. In Fig. 6 ist ein solches Manometer (bezw. ein Depressionsmesser) abgebildet, das bis zu 80 mm Druck- oder Saugwasserhöhe verwendbar ist. Ein Doppelschenkelrohr aus Glas, mit entsprechender Teilung auf einem verschiebbaren, zwischen den beiden Glasschenkeln liegenden Streifen, ist in geneigter Lage an einem mit Fuß versehenen Brett befestigt. Beide Glasrohrschenkel sind an den Enden lotrecht aufgebogen, und hier werden die zur Verbindung mit der Meßstelle dienenden Schläuche aufgesteckt, und zwar beim Messen von Drücken auf das obere Rohrende, beim Messen von Depressionen auf das untere. Die Teilung auf der Skala zeigt die Erhebung über und die Senkung unter der Nullage in Millimetern an, so daß die wirkliche manometrische Wassersäulenhöhe sich aus der Summe beider Ablesungen ergibt. Man kann jedoch die Skala auch so einteilen, daß direkt aus dem Abstand von der Nullage die wirkliche Wassersäulenhöhe abgelesen werden kann. Zur leichteren Ablesung wird das im Manometer enthaltene Wasser mit einigen Tropfen Anilin, roter Tinte oder dergl. gefärbt. – Auf demselben Prinzip beruht auch ein zuerst von Scheurer-Kestner konstruierter, von Cramer für die Zwecke der Zugmessung an Schmelzöfen u.s.w. verbesserter Zugmesser, über den in [1] Näheres mitgeteilt ist. Dieser ist in einer Neigung von 1 : 10 angeordnet und wird ebenfalls durch einen Schlauch mit dem zur Meßstelle führenden Rohr verbunden, gibt also die Ausschläge in zwanzigfacher Vergrößerung wieder, so daß auch durch Schätzung noch Bruchteile eines Millimeters abgelesen werden können.

Um ähnlich wie bei den vorbeschriebenen Manometern eine relative Vergrößerung der Ablesung zu erhalten, wendet man häufig Gefäße von verschiedenen Querschnitten, Schwimmer, Glocken u.s.w. an, und einige in der Praxis bewährte Konstruktionen sind im folgenden erwähnt. Bei dem Zugmesser für Schornsteine und geringe Depressionen von Gebläsen von Seger & Cramer [2] läuft eine aus einem kalibrierten Glasrohr gebildete kommunizierende Röhre A (Fig. 7) an ihren oberen Enden in zwei gleich weite größere Glasröhren B und C aus. Die Röhre ist auf einem Brett befestigt, das außerdem eine mit dem einen Schenkel parallel liegende, durch Schlitze a a und Stellschrauben b b verstellbare Skala D trägt. Die Röhre ist mit zwei sich nicht mischenden Flüssigkeiten von nahezu gleichem spezifischen Gewicht derart gefüllt, daß die Berührungsstelle derselben, X, in der Nähe des Nullpunktes der Skala liegt. Als Füllflüssigkeiten werden verwendet: Wasser und Anilinöl oder Solaröl und verdünnter Weingeist. Der Apparat wird in der Nähe der Beobachtungsstelle an die Wand gehängt und bei Messung einer Depression der mit einem Pfropfen und Glasrohr versehene [297] Schenkel C durch einen Gummischlauch mit dem in den Meßraum hineinragenden Rohr verbunden, während der Schenkel B mit der Atmosphäre kommuniziert. Ist nun der Nullpunkt der Skala genau mit dem Niveau X der beiden Flüssigkeiten (deren eine der leichteren Ablesung halber etwas gefärbt wird) eingestellt und verhalten sich z.B. die Querschnitte des Rohres A zu denjenigen der Rohransätze B und C wie 1 : 20, so wird eine Senkung des Flüssigkeitsspiegels in B um 1 mm eine Verschiebung des Punktes x um 20 mm zur Folge haben, so daß sehr geringe Spannungsunterschiede deutlich sichtbar werden. – Einen ähnlichen Zweck verfolgt das Multiplikationsmanometer oder der Depressionsmesser von Rateau. in [3] beschrieben, worauf wir verweisen.

Fig. 8 zeigt einen Spannungsmesser für Gase von Max Arndt in Aachen [4], Dieser besteht im wesentlichen aus zwei unter sich z.B. durch ein Rohr e verbundenen Flüssigkeitsbehältern d¹ und d², in denen sich eine Sperr- bezw. Meßflüssigkeit k befindet und die an einer beliebig gestalteten Wage a angeordnet sind, deren Zeiger c vor einer Skala l schwingt. Die Teilung der letzteren entspricht den durch die Gasspannungsunterschiede hervorgebrachten Schwingungen des Apparates, reduziert auf eine Flüssigkeitssäule in Millimetern. Der eine Flüssigkeitsbehälter d¹ steht durch einen beliebigen Weg f mit dem Raum in Verbindung, in dem die Gasspannung gemessen werden soll. Diese Verbindung kann in beliebiger Weise erfolgen, zweckmäßig aber durch ein den Schwingungen der Wage folgendes Rohr oder einen Schlauch g, dessen Mündung in die Drehungsachse der Wage, d.h. in die Verlängerung der Schneide b fällt. Von hier aus wird das Rohr oder der Schlauch g auf beliebige Weise mit dem Gasraum verbunden. Der zweite Flüssigkeitsbehälter d² ist offen und steht mithin, z.B. durch eine Oeffnung i, in unmittelbarer Verbindung mit der Atmosphäre. Die Schrauben h, die auch durch andre Einrichtungen ersetzt werden können, dienen zur Einstellung der Wage. Der Apparat wird mittels der Schraube h so eingestellt, daß der Zeiger c auf den Nullstrich der Skala l einspielt, wenn die Flüssigkeitssäulen k in beiden Behältern d¹ und d² gleich hoch stehen. Tritt im Gasraum, also auch im Flüssigkeitsbehälter d¹, eine Spannungsänderung ein, so steigt oder sinkt in demselben die Flüssigkeit k, wogegen sie im Behälter d² umgekehrt sinkt oder steigt, bis der Höhenunterschied zwischen beiden Flüssigkeitssäulen der Gasspannung das Gleichgewicht hält. Durch die Verschiebung der Flüssigkeitssäulenhöhen tritt nun auch eine Verschiebung des Schwerpunktes des Apparats ein; dieser macht einen entsprechenden Ausschlag und bestimmt so die jeweilige Gasspannung. Zur Kontrolle des Apparats können an oder neben den Flüssigkeitsbehältern d¹ und d² noch Höhenskalen n und m für die Flüssigkeit k angeordnet sein, um zu erkennen, ob die Flüssigkeitssäulen in d¹ und d² auf denselben Teilstrich jeder der beiden Skalen n oder m einspielen, wie der Zeiger c an der Skala l. Das Instrument ist für viele Zwecke geeignet, z.B. als Zugmesser für Dampfkessel- und andre Feuerungen oder als Gasdruckmesser in Leuchtgasleitungen, zu pyrometrischen Zwecken sowie zum Anzeigen der Gasverdünnung in Gasabsorptionsapparaten u.s.w.

Zum Messen des Gasdrucks in Gasleitungen dient der Gasdruckmesser von Paul de Bruyn, G.m.b.H. in Düsseldorf [5]. Von bekannten derartigen Meßinstrumenten unterscheidet sich dieser dadurch, daß Schwimmer und Tauchglocke in voneinander vollständig getrennte Flüssigkeiten eintauchen, wodurch die gegenseitigen Einwirkungen der Flüssigkeitsspiegel vermieden sind und auch die Druckanzeigen stetigere werden. Eine Ausführungsform dieses Apparats zeigen Fig. 9 und 10. Ein am bellen zylindrisches Gefäß a ist durch einen zylindrischen Einsatz b in zwei voneinander vollständig getrennte Räume geteilt. Beide Räume sind auf eine gewisse Höhe mit Flüssigkeit irgendwelcher Art gefüllt. In den durch den Einsatz b umgrenzten Raum taucht eine Glocke c, die mit Schwimmkörpern d verbunden ist, die in der Flüssigkeit zwischen a und b schweben. Durch den Gefäßboden hindurch tritt das Rohr f ein, das über den Flüssigkeitsspiegel g hinausragt und das Gas, dessen Druck gemessen werden soll, unter die Glocke c leitet. Die Bewegung der Schwimmer wird durch ein Gestänge h i in bekannter Weise auf ein Registrierwerk k übertragen. Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß der Schwimmerhub lediglich von der durch die Aenderung des Gasdrucks unterhalb der Glocke c hervorgerufenen größeren oder geringeren Schwimmerentlastung abhängt. Ein Einfluß der Flüssigkeiten in a und b aufeinander ist ausgeschlossen.

Zu erwähnen sind ferner: der Druck- und Vakuummesser von Ochwadt [6], das Differentialmanometer von König in Griesheim [7], das Manometer von Fr. Lux in Ludwigshafen a. Rh. und das Manometer für hohe Drücke von Edson [8].

Federmanometer.

Die Konstruktion eines Plattenfedermanometers ist aus Fig. 11 zu ersehen (Ausführung der Firma Dreyer, Rosenkranz & Droop in Hannover). In der mit dem Dampfraum in Verbindung stehenden Dose ist eine gewellte Platte angebracht, die bei älteren Anordnungen einfach zwischen die beiden Dosenhälften geklemmt war, während sie bei der neuen Konstruktion an einen besonderen Ring RR festgenietet ist, der seinerseits zwischen die Dosenhälften geklemmt wird. Die ältere Befestigungsart birgt vielfache Fehlerquellen in sich, weil die Federn hier nur durch Reibung festgehalten werden und daher bei anhaltendem oder stoßweise erfolgendem [298] Druck, wobei die Schrauben stets etwas nachlassen, sich mehr oder weniger zwischen den Flanschen ziehen und sodann bei nachlassendem Druck nicht wieder genau in ihre frühere Lage zurückkehren. Kleine Lagenänderungen bewirken aber schon bedeutende Fehler, weil der Hub der Platte ein sehr geringer ist. Bei der neuen Befestigungsart hält der schmiedeeiserne Ring die Platte mittels der die Nietlöcher genau ausfüllenden Nieten ganz seit, so daß ein Ziehen zwischen den Flanschen vermieden wird und die Federn selbst bei der größten Beanspruchung unverändert in ihrer Lage bleiben; diese sind unterwärts durch versilbertes Kupferblech vor dem Rotten wirksam geschützt. Durch die zwischen je zwei Nieten befindlichen Schrauben wird die Dichtung des Ringes RR mit dem Unterteil bewirkt und befinden sich natürlich an den Stellen der Nietköpfe in der unteren Dosenhälfte geeignete Vertiefungen, in welchen die ersteren ruhen. Die Uebertragung der Durchbiegung der Plattenfeder auf das Zeigerwerk geschieht durch eine kleine Stange, die einen Zahnbogen bewegt, der seinerseits in ein kleines, auf der Zeigerwelle befindliches Rädchen eingreift und dadurch den auf dieser Welle vor dem Zifferblatt befindlichen Zeiger verstellt.

Eine Einrichtung zur Messung von Druckunterschieden zwecks Bestimmung der Geschwindigkeit von Schiffen und strömendem Wasser, des Druckes von Gasen oder Flüssigkeiten u.s.w. mittels der Durchbiegung von Membranen ist der Firma G.A. Schultze in Charlottenburg kürzlich geschützt worden [9]. Fig. 12 stellt dieselbe schematisch dar. A und B sind zwei durch die Membranen M, M¹ verschlossene Kammern, die durch die feste Scheidewand C voneinander getrennt sind. Diese seien zunächst mit Luft gleichen Drucks gefüllt. Jede der beiden Kammern ist mittels eines Bleirohrs mit einem Schenkel des Manometers P verbunden. Wird nun die Membran M dem durch die Geschwindigkeit des Schiffes entstehenden Drucke oder dem Drucke des fließenden Wassers im Strome ausgesetzt und demnach durchgebogen, so vermindert sich das Volumen von A, während das von B beinahe unverändert bleibt, denn wenn die Luft in B auch etwas zusammengedrückt wird, so hat dies auf die Membran M¹ keinen Einfluß, weil letztere sehr stark ist. Die Folge davon ist eine Druckzunahme in A, die durch Sinken des Meniskus a und Steigen des Meniskus b angezeigt wird. Da beide Kammern dicht nebeneinander liegen und die Verbindungsröhre zum Manometer ebenfalls direkt nebeneinander gelegt werden können, so ist ein Druckunterschied durch Temperaturverschiedenheit ausgeschlossen, und die Angaben des Apparats sind nur eine Funktion des auf die Membran M ausgeübten Drucks, d.h. der Geschwindigkeit des Schiffes bezw. des strömenden Wassers. Um nun auch bei ganz kleinen Durchbiegungen der Membran große Volumen- bezw. Druckänderungen und dadurch die Gefahr des Undichtwerdens der Rohrleitung zu vermeiden, werden die Kammern A und B sowie die Rohrleitung mit einer inkompressibeln Flüssigkeit, z.B. Wasser oder Oel, gefüllt. Das Manometer P endet beiderseits in Gefäßen, an welche die Rohrleitung angeschlossen wird und welche ebenfalls zum Teil mit der inkompressibeln Flüssigkeit gefüllt sind, wie Fig. 12 zeigt, so daß beiderseits gleiche Luftvolumina übrigbleiben, um die Unabhängigkeit von der Eintauchtiefe zu wahren. Hierdurch wird das Luftvolumen bedeutend verkleinert, so daß auch eine kleine Durchbiegung von M eine große Volumen- bezw. Druckänderung des Luftvolumens des Gefäßes bei a zur Folge hat. Der Druck in der Kammer B wird nur durch das Steigen der Manometerflüssigkeit in b erhöht; diese Zunahme ist indessen wegen des immerhin noch großen Verhältnisses zwischen dem Luftvolumen in der Kammer und dem durch die Manometerflüssigkeit verdrängten Volumen sehr gering, so daß die hierdurch bedingte Druckzunahme in der Kammer B verschwindend klein ist. Es läßt sich auf diese Weise nicht nur die Empfindlichkeit des Apparats beliebig steigern, sondern auch durch einfache Handhabung genau regeln, so daß der Apparat sowohl für große als auch für kleine Geschwindigkeiten gleich gut brauchbar ist. Auch die Sicherheit der Rohrleitung gegen Undichtigkeit wird hierdurch bedeutend erhöht. Bei richtiger Bemessung der Volumina in den Gefäßen sind Fehler, die infolge der Ausdehnung der inkompressibeln Flüssigkeit durch die Wärme entstehen könnten, nicht zu befürchten, zumal da sich auch die Temperaturunterschiede, besonders bei der verhältnismäßigen Beständigkeit der Meerestemperatur, innerhalb mäßiger Grenzen halten.

Um indessen auch bei sehr empfindlichen Apparaten von Fehlern, die durch die Ausdehnung der Flüssigkeit entstehen würden, frei zu werden und gleichzeitig den Apparat für verschiedene Empfindlichkeiten einzurichten, ist eine Vorrichtung vorgesehen, welche gestattet, das Luftvolumen trotz der Ausdehnung der Flüssigkeit konstant zu halten bezw. das Luftvolumen innerhalb gewisser Grenzen zu verändern. Zu diesem Zweck sind in die Rohrleitung kapselartige Gefäße K und K¹ eingeschaltet, welche ebenfalls mit der inkompressibeln Flüssigkeit gefüllt sind und deren Volumen mittels einer Druckschraube verändert werden kann. Die Luftgefäße sind an mehreren Stellen verengt, um eine möglichst empfindliche Marke für den Normalstand der Flüssigkeit zu haben.

Eine Vorrichtung zum Messen von Druckunterschieden mittels zweier durch eine längsverschiebbare Stange oder dergl. verbundenen Platten von E.F. Bendemann in Charlottenburg [10] stellt Fig. 13 dar. Durch diese Vorrichtung ist es ermöglicht, die Differenz zweier Drücke von beliebiger Höhe mit gewöhnlichen Manometern zu messen. Zu dem Zwecke wird in einer besonderen Kammer ein Flüssigkeitsdruck erzeugt, welcher der zu messenden Differenz[299] gleich oder proportional ist, so daß diese direkt gemessen werden kann. Die Vorrichtung unterscheidet sich grundsätzlich von allen bisher bekannten Differentialmanometern. Bei diesen wirken nämlich die zu vergleichenden Drücke meist auf ein federndes Organ (Röhrenfeder, Plattenfeder u. dergl.) oder auf ein System von solchen, und die entstehende Durchbiegung, welche an einem Zeiger ablesbar gemacht wird, gibt auf Grund vorheriger Eichung das Maß für die Größe der Druckdifferenz. Der elastische Widerstand von Federn, welcher der auf dem System lastenden Druckdifferenz das Gleichgewicht hält, ist also bei diesen Instrumenten stets maßgebend. Demgegenüber werden in dem vorliegenden Differentialmanometer Federn überhaupt nicht benutzt. Das bewegliche System, auf welches die zu vergleichenden Drücke einwirken, wird vielmehr im Gleichgewicht gehalten durch den Differentialdruck, der in einer besonderen, von Druckwasser gespeisten Differentialkammer erzeugt und durch das Spiel eines mit dem System verbundenen Absperrorgans stets in solcher Höhe erhalten wird, daß er der zu messenden Druckdifferenz gleich oder proportional ist. Das Instrument besitzt zwei leicht nachgiebige Platten oder Membrane, die in einem gemeinsamen Gehäuse eingespannt sind, so daß drei getrennte Räume abgeschlossen werden. Die Platte a ist beiderseits durch die zu vergleichenden Drücke p₁ und p₂ belastet, welche durch je eine Anschlußleitung in den entsprechend bezeichneten Druckkammern aufrechterhalten werden. Diese Platte wird daher stets von einer Kraft, welche proportional ihrer Fläche und dem Druckunterschiede p₁ – p₂ ist, nach unten gedrückt. Diese Kraft überträgt sich durch die Stange b auf die andre Platte c. Auf die letztere wirkt von oben der äußere Luftdruck, also in der gleichen Richtung wie p₁; die beiden Platten sind daher nur dann im Gleichgewicht, wenn in der von c abgeschlossenen »Differentialkammer«, die mit q bezeichnet ist, ein Ueberdruck herrscht, welcher gleich ist dem zu messenden Druckunterschiede p₁ – p₂. Sobald das nicht der Fall, das Gleichgewicht also gestört ist, machen beide Platten und mit ihnen der Schieber d eine Bewegung. War der Druck in q zu klein, so geht der Schieber abwärts und seine obere Kante öffnet eine Verbindung des Raumes q mit dem, Kanal e, durch welchen Wasser aus dem Behälter e zufließen kann, welcher etwas höher über der Vorrichtung aufgestellt werden muß, also dem größten überhaupt vorkommenden Druckunterschied entspricht und an dessen Stelle z.B. eine beliebige Druckwasserleitung treten kann. Ist anderseits der Druck im Räume q etwas zu groß geworden, so bewegt sich der Schieber aufwärts und öffnet mit seiner unteren Kante den Kanal g, welcher ins Freie mündet. Es wird also so viel Wasser abfließen, bis der Schieber seine Mittelstellung wieder erreicht hat, bei welcher beide Kanäle abgesperrt sind. Der Schieber ist also fortwährend bestrebt, im Räume q einen dem Druckunterschied p₁ – p₂ entsprechenden Wasserdruck aufrechtzuerhalten. Dieser Druck kann mit einem mit q verbundenen gewöhnlichen Manometer, z.B. dem offenen Wasserstandsglas h, unmittelbar gemessen oder von einem Schwimmer i fortlaufend registriert werden. Sind die zu messenden Druckunterschiede außerordentlich klein, so wird die Ablesung der Höhen an dem Wasserstandsglas h schwierig und ungenau. Für solche Fälle kann die Vorrichtung leicht dahin abgeändert werden, daß die Druckunterschiede bei h stark vergrößert erscheinen. Man braucht der Platte a nur einen um so viel größeren Durchmesser zu geben als der Platte c, daß die Flächen beider Platten in dem für die Ablesung gewünschten Vergrößerungsverhältnis zueinander stehen. Denn das Gleichgewicht an dem System besteht nur dann, wenn das Produkt aus den Flächen und dem darauf lastenden Druck beiderseits gleich ist.

Die Firma Julius Pintsch in Berlin hat neuerdings ein einschenkliges Manometer mit nur einer Flüssigkeit, die leichter ist als Wasser, sowie Zeigerscheibe und für Wasserdruck geltender Skala [11] erfunden, welches aus einem weiten Messingzylinder m besteht, in dem sich das gerade Glasrohr n mit Schwimmer e befindet (Fig. 14). Der Zylinder wird bis zum Strich 0 – 0 mit Petroleum gefüllt. Auf dem Schwimmer e sitzt eine Zeigerscheibe g, welche den Nullpunkt im Innern des Zylinders nach außen kenntlich macht. Ein Zuführungsrohr c mit einem Dreiwegehahn h ragt in den Zylinder hinein und ermöglicht die Einstellung des Nullpunktes. Wird nun zwecks Messung des Druckes in einem Raum dieser mittels eines Schlauches mit dem Rohr c verbunden und der Hahn h geöffnet, so senkt sich im Innern des Zylinders m der Flüssigkeitsspiegel um y, während die Zeigerscheibe g im Rohr n um a steigt. Die Ablesung ist also scharf und ohne Beobachtungsfehler genau ermöglicht.

Bei dem Manometer zur Messung kleiner Drücke von Albrecht Heil in Frankfurt a. M. ist ein Membranmanometer zur Messung geringer Druckwerte vorhanden [12]. Dasselbe gestattet, Membranen von fast unbegrenzter Empfindlichkeit anzuwenden, die einerseits kleinste Druckwerte anzeigen, anderseits ihre ursprüngliche Gestalt behalten. Dieser Zweck wird dadurch erreicht, daß man eine solche hochempfindliche Membran unter den Einfluß zweier auf beiden Seiten derselben aufruhenden, gegeneinander wirkenden, gleichstarken Federn (vorzugsweise Spiralfedern) stellt. Die Anordnung von Spiralfedern zu beiden Seiten der Membran ist zwar bei Manometern schon bekannt, indessen wirken sie nur mittelbar durch Kolben auf die Membran, während beim Heilschen Manometer eine unmittelbare Wirkung der Spiralfedern auf die Membran stattfindet. Diese Spiralfedern gestatten einerseits der Membran, dem geringsten Druck[300] nachzugeben, anderseits aber beim Nachlassen des Druckes, mag dieser von kurzer oder langer Dauer sein, sofort und ohne Formveränderung in ihre Ruhelage zurückzukehren. Als Stoff für solche hochempfindlichen Membranen können tierische oder pflanzliche Häutchen, besser noch dünne Metallplättchen verwendet werden. Als besonders vorteilhaft hat sich eine eigentümlich geformte Metallmembran herausgestellt, die bei verhältnismäßig größerer Dicke doch eine außerordentlich große Empfindlichkeit zeigt. Diese Metallfolie besteht in einem Blech, welches sehr kurze konzentrische Wellen zeigt und das alsdann in konzentrische Wellen von weit größerer Amplitude gebogen ist, Durch diese doppelte Wellung erhält die Membran selbst bei größerer Dicke eine außerordentlich große Empfindlichkeit. In ein Gehäuse a (Fig. 15) ist eine Metallmembran b rings an den Wänden gasdicht angelötet. Diese Membran besteht aus einer runden Metallplatte, die mit kleinen konzentrischen Wellen c versehen und dann noch einmal in größere konzentrische Wellen d gebogen ist. In der Mitte dieser Membran ist ein kleines Metallplättchen e aufgelötet, welches einen im rechten Winkel gebogenen Bügel f trägt. Auf diesem Bügel ruht der kurze Arm g eines Zeigers h, der durch eine an der Innenseite des Gehäuses festsitzende, sehr leichte Flachfeder i in Berührung mit dem Bügel gehalten wird. An der Innenwand des Gehäuses a ist eine Brücke k befestigt, welche über den Mittelpunkt der Membran, gegebenenfalls bis zur andern Seite der Innenwand reicht, und an dieser Brücke ist eine verhältnismäßig schwache Spiralfeder l angebracht, die mit ihrem freien Ende auf der Membran aufruht. Eine in Größe und Stärke gleiche Spiralfeder l₁ ist am Boden des Gehäuses befestigt und ruht auf der unteren Seite der Membran auf, derart, daß beide Federn sich gegenseitig das Gleichgewicht halten. In der Mitte des Bodens befindet sich eine Oeffnung m, in die sich ein Stutzen fortsetzt; mit letzterem wird der unterhalb der Membran liegende Innenraum des Gehäuses mit der Druckleitung verbunden. Auf dem Deckel des Gehäuses befindet sich ein Schlitz, in dem sich der Zeiger h hin und bei bewegen kann und der sich in ein Skalengehäuse n fortsetzt, das an seiner Vorderseite die übliche, gegebenenfalls mit Glas verdeckte Schauöffnung hat.

Bei den Röhrenfedermanometern, deren Idee zuerst von Bourdon gegeben wurde, ist eine gekrümmte Röhre von ovalem oder elliptischem Querschnitt an einem Ende im Gehäuse des Manometers befestigt und tritt der Dampf in das Rohr hinein, wobei das freie andre Ende, da mit wachsendem Druck die Querschnitte weniger oval werden und die Krümmung des Rohrs eine geringere wird, sich aufbiegt und diese Biegung durch einen Uebertragungsmechanismus auf das Zeigerwerk überträgt [13] Eine wesentliche Verbesserung des älteren Bourdonschen Manometern haben Dreyer, Rosenkranz & Droop angebracht [14], indem sie neben der Röhrenfeder R (Fig. 16) konzentrisch zu ihr einen gehärteten Stahldraht D anordnen, der bei x im Federkörper befestigt ist und bei y mit dem geschlossenen Ende der Röhrenfeder fest verbunden wird, so daß er an ihren Bewegungen teilnimmt und zugleich ihre Federkraft unterstützt. Ein Vergleich eines solchen Manometers mit einem gewöhnlichen Röhrenfedermanometer, welcher im Januar 1896 vom Oberingenieur des Hannoverschen Dampfkesselüberwachungsvereins A. Dunsing im Maschinenhaus der obigen Firma angestellt wurde, ergab, daß bei 140 Umdrehungen der Maschine, also 8400 Druckänderungen des auf dem Indikatorstutzen angebrachten Manometers in der Stunde das verbesserte Manometer keine Abweichung vom Kontrollmanometer zeigte, das gewöhnliche Röhrenfedermanometer dagegen Abweichungen bis zu 0,3 kg/qcm aufwies. Bei einem Versuche mit denselben Manometern von sechstägiger Dauer ergab das gewöhnliche Röhrenfedermanometer bei der Nachprobe einen bleibende Fehler von minus 0,3–0,48 kg/qcm, das Patentmanometer mit Stahlspannung dagegen nur Abweichungen von plus 0,06–0,08 kg/qcm.

Für die regelmäßige Beobachtung des Dampfkesselbetriebes, die Ueberwachung der Heiz bei Nacht, ferner zur Aufzeichnung des Druckes bei Hochdruckpressen, des Druckes bei de Betriebe städtischer Wasserwerke und in vielen andern Fällen, in welchen man fortlaufen [301] Druck- oder Depressionsaufzeichnungen wünscht, wendet man Manometer mit Registriervorrichtung (Schreibzeug und Uhrwerk) an, wie ein solches in Fig. 17 abgebildet ist. Die Bewegung eines dem Druck ausgesetzten und durch das Röhrchen G mit dem Druckrohr verbundenen Federmanometers F wird durch entsprechende Hebelübersetzung auf den Zeigerarm Z übertragen, dessen Spitze auf einer Skala wie bei einem gewöhnlichen Federmanometer den Druck anzeigt. Bei O trägt der Zeigerarm eine mit besonderer Tinte zu füllende Füllfeder (oder einen Bleistift), welche die Druckveränderung auf einer, mit eingeteiltem Papier bespannten und durch ein Uhrwerk gedrehten Trommel T verzeichnet. Dieselbe Anordnung wird auch mit gewellter Patentplattenfeder ausgeführt. Zum Prüfen der Manometer dienen Manometerprüfungspumpen, welche den für Indikatoren angewendeten (s. Bd. 5, S. 180, Fig. 11) ähnlich sind.

Literatur: [1] Tonindustrieztg. 1891, S. 696. – [2] Ebend. 1882, S. 377, D.R.P. Nr. 19426. – [3] Compt. rend. soc. min. 1892, S. 54, Taf. VI, und Oesterr. Zeitschr. für Berg- und Hüttenwesen 1893, S. 5. – [4] D.R. P. Nr. 99193. – [5] D.R. P. Nr. 176024. – [6] D.R. P. Nr. 4510, Glasers Annal. 1882, Bd. 11, Heft 9. – [7] D.R. P. Nr. 48 807. – [8] Revue industr. 1894, S. 344. – [9] D.R. P. Nr. 180804. – [10] D.R. P. Nr. 173658. – [11] D.R. P. Nr. 179820. – [12] D.R. P. Nr. 182414. – [13] Grashof, Theoret. Maschinenlehre, Hamburg und Leipzig 1883, Bd. 2, S. 827 ff. – [14] D.R. P. Nr. 84566, Zeitschr. d. Ver. deutsch. Ing. 1896, S. 495. Rosenkranz, Neuerungen an Federmanometern. – Ferner Art. Manometer und Druckmesser, Inhaltsverz. der Jahrg. 1883–1903 d. Zeitschr. d. Ver. deutsch. Ing.; Zeitschr. f. Instrumentenkunde 1893, S. 468, Neues Manometermodell von Villard; ebend. 1892, S. 25, Manometer von Cailletet von 300 m Höhe am Eiffelturm; ebend. 1892, S. 112, Gefäßmanometer von Lux. – Ferner s. über Kolbenmanometer D.R. P. Nr. 67171, 85067, 94590, 173264; über Flüssigkeitsmanometer D.R. P. Nr. 101650, 112740, 115669, 117681, 157986; über Röhrenfedermanometer D.R. P. Nr. 82407, 84566, 86736, 107343, 111614, 120957, 134 845,149662; über Differential- und Doppelmanometer s. D.R.P. Nr. 101852, 106087, 112836, 155316, 163929. – Weitere Angaben über Manometer s. Journ. s. Gasbel. 47, 480; Gas-Engine. 6, 430; Zeitschr. f. phys. Unterricht 8, 198; Kraft 22, 890; Zeitschr. f. Instrumentenkunde 22, 340; Engineering 75, 31 u. 359; Papierztg. 28, 2, S. 2296; Zeitschr. d. Ing. 1902, S. 1003; Bayr. Industr.-Gewerbebl. 1902, 277.

v. Ihering.

Fig. 1., Fig. 2., Fig. 3., Fig. 4.

Fig. 5.

Fig. 6.

Fig. 7.

Fig. 8.

Fig. 9 und 10.

Fig. 11.

Fig. 12.

Fig. 13.

Fig. 14.

Fig. 15.

Fig. 16.

Fig. 17.