Eine Serienmethode für Reaktionsversuche : [I. Die Methode im allgemeine ; II. Die Beschreibung der Apparate ; III. Die Bestimmung der Konstanten der Serienmethode ; IV. Die Anwendung der Serienmethode und die Berechnung der Reaktionszeiten]

Untersuchungen zur Psychologie und Philosophie

Herausgegeben von Narziss Ach Professor in Königsberg

= = = = = Erster Band. Fünftes Heft = = = = =

Eine Serienmethode für

Reaktionsversuche Bemerkung II.

zur Untersuchung des Willens

von

Narziss Ach

in Königsberg i. Pr.

1912

Verlag von Quelle & Meyer in Leipzig

A l l e R e c h t e v o r b e h a l t e n .

Ohlenroth'sche B n c h d r u c k e r e i Georg Richters, E r f u r t .

Inhaltsverzeichnis.

Seite

I. E i n e S e r i e n m e t h o d e f ü r R e a k t i o n s v e r s u c h e 1

I. Die Methode im allgemeinen 1 IL Die Beschreibung der Apparate 4

1. Der Serienapparat 4 2. Der Reaktionsapparat 8 3. Die zeitmessende Einrichtung 10

A. Der kleine Chronoskop-Chronograph 10 . B. Der große Chronoskop-Chronograph 12

4. Sonstige Apparate mit allgemeiner V e r w e n d b a r k e i t . . . 18

A. Das Parallelsignal 18 B. Die Stimmgabel für Punkt-Registrierung 19

III. Die Bestimmung der Konstanten der Serienmethode 20 A. Die Bestimmung der Umdrehungszeit der Motorwalze 21 B. Die Bestimmimg der Expositionen und der Vorwärtsbewegungen

des Serienapparates 23 C. Die Bestimmung der Zeitdauer zwischen der Hartgummiunter-

brechung und der ersten Exposition 25 D.Die Diskussion der Resultate 28 IV. Die Anwendimg der Serienmethode und die Berechnung der

Reaktionszeiten 37 A. Die praktische Anwendung der Serienmethode 37

B. Die theoretische Bedeutung der Methode 40 II. B e m e r k u n g zur U n t e r s u c h u n g d e s W i l l e n s 46

I. Eine Serienmethode für Reaktionsversuche.

Von

Narziß Ach.

I. Die Methode im allgemeinen.

Die Serienmethode für Reaktionsversuche verfolgt einen doppelten Zweck:

1.· Die Möglichkeit, in beliebig kleinen Zeiträumen ununter- brochen Reize darzubieten, so daß bestimmte Aufgabe- stellungen in kontinuierlicher Folge gelöst werden können.

2. Die Forderung, die Zeitdauer für die Lösung der betreffen- den Aufgaben (Reaktionen) zu messen.

Mit der jetzt für Reaktionsversuche üblichen Chronoskop- Messung ist es nur unter besonderen Bedingungen, in der Regel aber überhaupt nicht möglich, diese Forderungen zu erfüllen, da die notwendige Bedienung des Chronoskops ununterbrochene Messungen von Reaktionen, die einander in sehr kurzen Intervallen z. B. von 2 oder 3 Sekunden folgen, ausschließt. In diesen Fällen muß man auf die früher gelegentlich bei einfachen Reaktionen ver- wendete chronographische Methode zurückgehen. Doch erfordert die letztere notwendigerweise eine Reihe von Umänderungen, wenn sie den oben angegebenen Bedingungen in einfacherWeise genügen soll.

Zunächst muß der R e i z a p p a r a t in dem Sinne ausgebildet sein, daß er für beliebig lange Zeit in den gewünschten kürzeren oder längeren Intervallen eine ununterbrochene Darbietung ein- zelner Reize, die unter sich gleich oder verschieden sind, erlaubt.

Der Apparat ist demnach als Serienapparat auszubilden. Dabei muß der Zeitpunkt der Exposition eines jeden der einzelnen Reize in irgend einer Weise z . B . durch Betätigung eines elektromag- netischen Schreibers am Chronographen festgelegt werden können.

Wird außerdem durch einen weiteren elektrischen Schreiber die Reaktionsbewegung registriert, und wird zugleich der Chrono- graph hinsichtlich seines Ganges hinreichend kontrolliert, so läßt sich an den Ausschlägen der Schreiber linear die Dauer der ein- zelnen Reaktionen ablesen. Ein derartiges Verfahren schließt aber eine Reihe von Nachteilen in sich, insbesondere wenn bei

Ach. 1

langdauernden Versuchen Hunderte von Reaktionen einander folgen. Zunächst ist es, wie wir sehen werden, technisch durchaus nicht einfach, einen Serienapparat anzufertigen, der in hinreichend zuverlässigerWeise die einzelnen Reize mit der gewünschten Genauig- keit des Intervalls einander folgen läßt, sowie bei jeder einzelnen Exposition sicheren Kontaktschluß bewirkt. Die Schwierigkeiten treten vor allen Dingen dann hervor, wenn die Reize als Schrift- zeichen auf fortlaufendem Papier angebracht sind, was in der Regel, wenigstens bei der Untersuchung höherer geistiger Funk- tionen notwendig ist. Auch die Berechnung bezw. Ablesung der Chronographen-Aufzeichnungen mit den zwei übereinanderstehen- den Linien bezw. deren Ausschlägen ist sehr umständlich. Ebenso schließt die Benützung von berußtem Papier bekanntlich eine Reihe von Unzuträglichkeiten in sich. Ferner ist in solchen Fällen auch die unmittelbare Benutzung eines Schallschlüssels zur Re- gistrierung der Reaktionsbewegung ausgeschlossen, da ja dessen Relais nach jeder Sprechbewegung eine Zurückführung des Ankers des Elektromagneten in die Ausgangsstellung erfordert. Diese und andere Nachteile der gewöhnlichen chronographischen Methode werden durch die vorliegende Serienmethode, die sich in der Praxis bereits hinreichend bewährt hat, ausgeschaltet.

Ursprünglich ging ich von der Absicht aus, bei dieser Serien- methode das Hipp'sche Chronoskop zur Zeitmessung zu benutzen, da das immittelbare Ablesen der Zeitwerte große Vorteile in sich schließt. Doch hat es sich herausgestellt, daß die Benutzung eines Chronoskops an Stelle eines Chronographen für fortlaufende Messungen unter den Gesichtspunkten, die der Serienmethode zu- grunde liegen, zwar möglich ist, aber nur dann, wenn die einzelnen Reaktionen nicht zu rasch einander folgen, d. h. mindestens in Intervallen von 5 Sekunden, so daß zum Ablesen und Niederschrei- ben der Zeigerstellungen hinreichend Zeit ist. Ein Anhalten und Wiederingangsetzen des Chronoskops ist dagegen bei Benutzung der vorliegenden Serienmethode nicht nötig, so daß sie auch nach dieser Richtung Verwendung finden könnte. Immerhin ist die Ver- wendung des Chronographen, insbesondere des Chronoskop-Chrono- graphen (Chr. Chr.) ungleich einfacher und zugleich umfassender, so daß sie weiterhin der Serienmethode zugrunde gelegt wurde.

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Für manche Zwecke sind schon ununterbrochene Zeitmessungen einander unmittelbar folgender geistiger Vorgänge ausgeführt worden. So möchte ich auf die fortlaufende Messung von Additions- zeiten hinweisen, wie sie von V o ß mit der K r a e p e l i n'schen

Schreibfeder vorgenommen hat¹. Dieses Verfahren weicht jedoch von der Messung fortlaufender Reaktionsversuche wesentlich ab, da dort die einander folgenden Reize, d. h. die zu addierenden Zahlen in den Rechenheften der Vp stets unmittelbar vorliegen, so daß der Zeitpunkt des Beginns der Exposition der einzelnen Reize nicht hinreichend sicher festgestellt werden kann. Dazu kommt der Nachteil, daß bei der erwähnten Methode auf eine Kontrolle der Richtigkeit der Arbeitsleistung verzichtet werden muß (a. a. O., S. 401), daß also nur die quantitative Seite d. i.

die Dauer der einzelnen Additionen bei der Bewertung der Resultate berücksichtigt werden kann. Dagegen erlaubt die Sreienmethode durch eine besondere Ausgestaltung der Reaktionsapparate ab- gesehen von der Zeitmessung auch eine Berücksichtigung der

Qualität der Reaktionen und zudem eine ständige spätere Kontrolle des qualitativen Verhaltens nach Beendigung der Versuchsreihen.

Auch bei sonstigen Untersuchungen hätte die Anwendung unserer Serienmethode in ihrer unmittelbaren oder in einer ent- sprechend modifizierten Gestalt eine Reihe von Vorteilen in sich geschlossen. Ich denke z. B. an die von K r a e p e l i n ange- gebene Methode zur Messung der Auffassungsfähigkeit2, wo vor allem die Berücksichtigung der qualitativen Seite durch den das Protokoll führenden Versüchsleiter mit Schwierigkeit verbunden ist. Bei fortlaufenden Assoziationsversuchen hätte die Anwendung der Serienmethode nicht bloß eine Berücksichtigung des qualita- tiven Verhaltens, sondern auch eine ununterbrochene Messung der Reproduktionszeiten ermöglicht usw³.

1 v. V o ß , Über die Schwankungen der geistigen Arbeitsleistung, in Kraepelins Psycho! Arb., II, S. 399 ff. 1899.

2 C r o n u. K r a e p e l i n , Über die Messung der Auffassungsfähig- keit. Psycho! Arb. ,11, S. 203 ff; ferner A c h , Über die Beeinflussung der Auffassungsfähigkeit durch einige Arzneimitte! Ebenda, III, S. 203 ff.

3 Hinsichtlich sonstiger Anwendungen der Serienmethode verg! den Abschnitt IV.

1

Wie bei jedem Reakbionsversuch sind auch hier drei ver- schiedene Arten von Apparaten notwendig:

1. ein S e r i e n a p p a r a t zur Darbietung der Reize;

2. ein R e a k t i o n s a p p a r a t zur ununterbrochenen Re- gistrierung der Reaktionen;

3. ein z e i t m e s s e n d e s I n s t r u m e n t zur Messung der Zeitdauer der Reaktionen.

Dem besonderen Zweck entsprechend müssen diese Apparate jedoch in eigenartiger Weise konstruiert sein.

Dabei hat der Aufbau der Serienmethode auch zur Ausführung sonstiger allgemein verwendbarer Apparate geführt.

II. Die Beschreibung der Apparate.

1. Der Serienapparat.

Als Serienapparat h a t sich nach vielen Versuchen eine Ein- richtung bewährt, bei der die ruckweise vorwärtsbewegte Walze eines Motors ähnlich wie bei den Films der Kinematographen in die Öffnungen einer Papierrolle eingreift. In Eig. 1 ist der Serien- apparat zugleich mit dem Reaktionsapparat (Schalltrichter mit

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Kontaktmembran) schematisch in der Seitenansicht dargestellt.

Der Federmotor a ist analog dem von L i p m a n n1 angegebenen Gedächtnisapparat mit einer Einrichtung zur ruckweisen Vor- wärtsbewegung versehen. Doch sind an dem Motor dem vorliegen- den Zwecke entsprechend eine Reihe von Abänderungen ange- bracht. Die Achse des Motors b nimmt durch die Zapfen c und e' das Zahnrad d intermittierend mit. Diese ruckweise arbeitende Einrichtung ist in der Weise abgeändert, daß das Zahnrad d, wie aus Fig. 2 (Ansicht von oben) ersichtlich ist, eine Walze e mitbewegt, welche auf ihrer Oberfläche die Stifte f f . . . trägt. Diese Stifte greifen in die entsprechenden Löcher des fortlaufenden Papieres g, das von der Rolle h über die Führungsrollen i und i' abläuft. Durch den Spalt k werden so die auf dem Papier in bestimmten Abständen

aufgeschriebenen Reizeindrücke (sinnlose Silben usw.) dem vor dem Schalltrichter 1 sitzenden Beobachter sichtbar. Die Rolle m ist um die Achse n drehbar und dient zur weiteren Führung des fort- laufenden Papieres g2. Der Verdeckungsschirm o wird durch die Schraube p und eine nicht gezeichnete Fixier-Einrichtung gehalten und kann einerseits näher oder weiter vom Motor, andererseits auch in verschiedener Höhe eingestellt werden, so daß mit Leichtig-

1 O. L i p m a n n , Ein neuer Expositionsapparat mit ruckweiser Rotation für Gedächtnis- und Lernversuche, Z: f. Psychol., Bd. 49, 1908.

Vergl. auch den Bericht über den 4. Kongr. f. Exp. Psychol., S. 308, sowie den Katalog von Spindler u. Hoyer, Güttingen. Der Federmotor, dessen große Regelmäßigkeit sich aus den Kontrollversuchen (S. 35) ergibt, ist von M. Marx, Berlin, Georgeristraße 34 angefertigt.

3 Diese Papierrollen (Schreib-Telephonpapier) werden sehr billig von der British Paper Company Berlin, Alte Jacobstraße 139, geliefert.

Figur 2.

keit die richtige Lage der Reizeindrücke in der Mitte des Spaltes k bewirkt werden kann.

Ferner ist auf der Achse der Motorwalze e noch eine metallene Kontaktscheibe q angebracht, welche einen bei r in den Motor und außerdem durch die Feder s zur Kontaktscheibe q geleiteten Strom dann unterbricht, wenn die Feder s bei den ruckweisen Vor- wärtsbewegungen der Metallscheibe q über das Hartgummistück t hinübergleitet. Bei jeder ganzen Umdrehung der Motorwalze e findet demnach einmal eine kurze Unterbrechung des Stromes statt, welche, wie wir später sehen werden, erstens zur ständigen

Kontrolle des Ganges des Motors, zweitens zur Bestimmung des Zeitpunktes des Erscheinens der Reize dient. Insbesondere ist die Zeitdauer von dieser Hartgummiunterbrechung bis zum Er- scheinen des nächsten darauf folgenden Reizes für die Methode von Wichtigkeit.

Damit das Papier bei beliebig langem Arbeiten stets richtig abläuft, ist noch eine Bedingung zu erfüllen, nämlich, daß die in das Papier vorher eingestanzten Löcher stets gleichweit von ein- ander entfernt sind. Nach mannigfachen Vorversuchen hat sich hierfür eine L o c h s t a n z m a s c h i n e bewährt1. Sie hat den

1 Die Stanzmaschine wurde von dem optischen Geschäft Schloesser, Königsberg, Junkerstraße, hergestellt.

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Zweck, in das fortlaufende Papier in stets gleichen Abständen Löcher zu stanzen.

Fig. 3 stellt eine Vorderansicht, Fig. 4 eine Seitenansicht dar.

Durch Drehung der Kurbel 17 greift ein Stift 18 in die Öff- nimg 19 (Fig. 4) eines Malteserkreuzes 20. Während dieses Ein- griffes, also in regelmäßigen Abständen wird eine Walze 21 ge- dreht, welche dazu dient, das gelochte Papier aus dem Apparat herauszubewegen. Die dauernde Drehung der Kurbel 17 bewirkt außerdem das Stanzen der Löcher und zwar in jenen Intervallen der Rotation, bei denen der Stift 18 nicht in die Öffnungen 19 ein-

greift, sondern an den oberen konkaven Einschnitten des Malteser- kreuzes vorübergleitet. Das Stanzen geschieht hierbei in folgender Weise. Ein Zapfen 22 ist an der Welle 23 befestigt, welche durch die Kurbel 17 direkt gedreht wird. Steht der Zapfen 22 nach Oben, so greift er unter einen Fortsatz 24, der an der Welle 25 befestigt ist, und auf einer Platte 26 aufliegt. Der Hebeldrehung entsprechend bewegt sich die Platte 26 nach unten und drückt so die beiden Locheisen 27 und 27' durch das Papier1.

1 Um ein leichtes Einführen des,Papiers zu ermöglichen, kann übrigens der ganze obere Teil des Apparates mit Ausnahme der Führungs- rollen 21 (Fig. 3) von rechts (Fig. 4) nach oben aufgeklappt werden.

Figur 4.

2. Der Reaktionsapparat.

Als Apparat zur Feststellung der Reaktionsbewegung dient in der bekannten Weise bei einfachen Reaktionen ein Morsetaster, bei sprachlichen Reaktionen der Lippenschlüssel oder noch besser der Schallschlüssel. Für diesen letzteren Fall habe ich bei der Serienmethode mit Vorteil nur die Kontaktmembran eines be-

Figur c.

liebigen Schallschlüssels, also unter Weglassen des Relais verwendet.

Der Strom, der durch das zeitmessende Instrument geht, ist hier unmittelbar in den Kontakthebel geleitet.

In Fig. 1 ist eine derartige Kontaktmembran im Schnitt ge- zeichnet. Der Strom geht bei u in den Hebel v, so daß bei Vibra- tionen der Glimmer- oder Fourniermembran z an dem Platin- plättchen w eine Unterbrechung des Stromes, der bei I u. I I zum Chronoskop bezw. zum Chr. Chr. führt, bewirkt wird.

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Zweckmäßiger ist jedoch die in Fig. 5 dargestellte V e r - b i n d u n g d e r K o n t a k t m e m b r a n m i t e i n e m P h o n o g r a p h e n (Diktaphon)1. Die Kontaktmembran für das Diktaphon D bezweckt, die Sprechbewegungen auf der Wachs- walze desDiktaphons zu fixieren und außerdem durch diese Sprech- bewegungen noch einen elektrischen Kontakt wie beim Schall- schlüssel zu betätigen. Die Walze des Phonographen ist mit 1 be- zeichnet. Auf den Ansatz 2, der zur nicht sichtbaren Schreibein- richtung des Phonographen führt, wird das Ansatzrohr 3 aufge- steckt, das bei 4 seitlich vom Sprachrohr 5 abgeht und so die Schall- wellen zur Phonographenmembran leitet. Außerdem geht vom Sprachrohr 5 noch ein Nebenrohr 6 ab, und zwar als direkte Fort- setzung dieses Sprachrohres. Die Röhre 6 führt zur Kontaktmembran.

Letztere ist ähnlich wie beim Schallschlüssel konstruiert. In einem Kreisring 7 ist eine Glimmerplatte 8 eingespamit, welche ein Platinplättchen 9 trägt. Dieses ist nach oben mit der Leitung 10 verbunden. Außerdem stéht es durch den Kontakthebel 11 mit der Leitung 12 in Verbindung. Diese Leitungen sind bei der ge- wöhnlichen Benutzung der Serienmethode (vergl. Abschn. IV) in den Stromkreis des elektrischen Schreibers des Chr. Chr. eingeschaltet.

Um das Sprachrohr 5 in seiner Höhe durch Drehen der Röhre 3 verstellen zu können, ist außerdem der Membranring 7 um eine horizontale Achse drehbar gelagert in dem Bügel 13, der mit Hülfe des Trägers 14 an der drehbaren Hülse 15 sitzt. Die Hülse 15 leitet die Schallwellen durch ein Gummirohr 16 auf die Glimmer- platte 8. Hierdurch wird erreicht, daß trotz der Verstellungen des

Sprachrohres 5 der Membranring 7 und infolgedessen die Glimmer- platte 8 stets in vertikale und beliebig empfindliche .Einstellung gebracht werden können.

Ein Hauptvorteil dieser Verbindung der Kontaktmembran mit dem Diktaphon ist, abgesehen von der Benutzung der Sprech- bewegungen zur unmittelbaren Stromunterbrechung, darin zu suchen, daß nachträglich eine beliebige Kontrolle der sprachlichen

1 Geliefert von der Diktaphon Company Berlin S. W. 68, Zimmerstr. 68.

Das Diktaphon, auf das mich Herr v o n H o r n b o s t e l aufmerksam ge- macht hat, hat sich bei meinen Versuchen recht gut bewährt. Es wird durch einen Elektromotor geräuschlos angetrieben. Der Preis der Type A U ist 325 Mark.

Reaktionen möglich ist. So wird durch diese Anordnung der Proto- kollführer erheblich entlastet. Denn wer bei fortlaufenden, schnell einander folgenden sprachlichen Reaktionen einmal protokolliert hat, weiß, wie notwendig eine spätere Kontrolle des Protokolls ist.

Der Phonograph allein kann ferner an Stelle des umständlichen Protokollierens bei der Durchführung von s y s t e m a t i s c h e n S e l b s t b e o b a c h t u n g e n zweckentsprechende Verwendimg finden, wie ich bereits früher betont habe1. In diesem Falle geht das Sprachrohr 5 nicht unmittelbar in das Mundstück über, sondern es wird ein gabelförmiges Zwischenstück eingeschaltet, an dessen beiden Enden je ein Sprachschlauch angeschlossen wird, der zum Munde des Versuchsleiters bezw. der Versuchsperson führt. So können sowohl die Fragestellungen des Versuchsleiters, wie die Antworten bezw. die spontanen Angaben der Vp auf der Walze des Phonographen ununterbrochen registriert werden.

3. Die zeitmessende Einrichtung.

Als zeitmessende Einrichtung dient ein Chronoskop, das als C h r o n o s k o p - C h r o n o g r a p h ausgebildet ist. DasWesent- liehe diese Apparates ist darin zu sehen, daß die Federregulierung eines H i p p'schen Chronoskops dazu dient, eine mit dem Chronos- kop gekuppelte Trommel in gleichförmigem Gang zu halten. Letztere hat eigenen Gewichtsantrieb. Hierdurch wird erreicht, daß die Chronographen-Trommel denselben gleichförmigen Gang erhält, wie das Uhrwerk des H i p p . Der Chr. Chr. ist in doppelter Form ausgebildet worden, in einer kleineren Form, welche an jedes Chronos- kop angebracht werden kann, und in einer größeren Form, welche zugleich ein neues Chronoskop mit % stündlicher Laufzeit darstellt.

A. D e r k l e i n e C h r o n o s k o p - C h r o n o g r a p h . An dem Chronoskop C (Fig. 6), dessen Uhrwerk durch das Gewicht G 1 angetrieben wird, ist seitlich eine Zusatzeinrichtung Z von unten her so angeschraubt, daß das Zahnrad 18· dieser Ein- richtung durch ein nicht gezeichnetes Zwischenrad mit dem Uhr- werk des Chronoskops gekuppelt ist. Dieses Zahnrad 18 steht ferner durch ein nicht gezeichnetes Zahnrad und einer horizontalen Achse mit dem abgebrochen gezeichneten Zahnrad 19 in Verbindung,

1 Vergl. Willenstätigkeit und Denken, 1905, S. 18.

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das durch die Zahnräder 20 u. 21 die Schraubenspindel 22 in eine gleichmäßige Rotation versetzt und zwar derart, daß das elektrische Signal 23 bei jeder Umdrehung der Spindel um ca. 4 mm nach links verschoben wird. Bei diesen Vorwärtsbewegungen schreibt der Tintenbehälter 24 bezw. die von ihm ausgehende Spitze eine Spirale auf das Papier der Trommel 25. Diese Trommel ruht, wie aus der Figur ersichtlich ist, einerseits in dem Tragegerüst 26, das mit der Einrichtung Z fest verbunden ist, andererseits ist sie mit ihrer horizontal stehenden Achse 27 in der Rückwand von Z

gelagert, und wird vermittelst des Triebes 28 und des Zahnrades 29 von dem Gewicht G 2 angetrieben. Die Achse des Triebes 28 steht zugleich mit der Achse des Zahnrades 18 und so auch mit dem Uhrwerk des Chronokops in Verbindung.

So haben Chronoskp C und Trommel 25 eigenen Gewichts- antrieb, die Trommel erhält aber ihre Regulierung durch das Chronoskop. Die Übersetzungsverhältnisse sind bei den mir zur Verfügung stehenden beiden kleinen Chr. Chr. so eingerichtet, daß die Trommel 1 mm in 20 a zurücklegt. Die Laufzeit des Chronos- kops ist ca. 1 y2 Minuten, die der Trommel nahezu 6 Minuten.

Figur 6.

D a die Trommel eigenen Antrieb hat, zeigt das Chronoskop C keinen Unterschied seines Ganges, sei es, daß die Zusatzeinrichtung mit Trommel angebracht ist oder nicht. Außerdem ist auch die Regelmäßigkeit des Ganges in beiden Fällen dieselbe1.

Zwei kleine Chr. Chr., deren elektrische Schreiber hinterein- andergeschaltet sind, können zu fortlaufenden Messungen benutzt werden, wenn kurz vor dem Ablauf des ersten das zweite in Gang gesetzt wird und während des Ganges des zweiten wieder das erste aufgezogen wird. Hierbei ist bei der Berechnung der Reak- tionszeiten der möglicherweise verschiedene Gang der beiden Chr. Chr. zu berücksichtigen, wie überhaupt der Fehler der all- gemeinen Kontrolle des Chronoskops, d. h. die Feststellung, ob das Uhrwerk zu langsam oder zu rasch läuft, in Betracht gezogen werden muß².

B. D e r g r o ß e C h r o n o s k o p - C h r o n o g r a p h . Wegen der kurzen Laufzeit des kleinen Chr. Chr. unter In- anspruchnahme von zwei Chronoskopen bei länger als 1 % Min.

dauernden fortlaufenden Versuchen entschloß ich mich zum Bau des großen Instruments, das ebenso wie der kleine Chr. Chr. von der Firma H a r t m a n n & B r a u n in Frankfurt a. M. aus- geführt wurde. Bei dieser Konstruktion ist in handlicher Form eine Chronographentrommel C (Fig. 7) mit dem Uhrwerk des Chronoskops mechanisch gekuppelt, so daß die bei diesem Apparat senkrecht stehende Trommel dieselbe Regelmäßigkeit des Ganges zeigt, wie das Uhrwerk des Chronoskops. Letzteres ist zugleich als Induktions-Chronoskop ausgebildet.

Der Chr. Chr. ist von der Rückseite gezeichnet. Infolgedessen sind die Zeiger des Chronoskops nicht sichtbar. Außerdem ist wegen der beträchtlichen Höhe der Trommel (37,5 cm) in der Zeichnung oben ein Teil herausgebrochen dargestellt (Trommel- umfang = 50 cm).

1 Beim Betriebe des Chr. Chr. ist darauf zu achten, daß die Lager der Trommel, sowie die Spindel 22 stets gut geölt sind.

2 Vergl. Willenstätigkeit und Denken, 1905, Anhang: Über das Bjpp'- sche Chronoskop, S. 250 ff.

Die Gesamteinrichtung ist auf der Platte P montiert. In dem Tragepfosten 30 läuft oben die Achse 31 der Trommel. Das untere Ende dieser Achse ruht in einem Fortsatz. 32, welcher an der Rückwand 33 des verdeckten Chronoskop-Uhrwerks befestigt ist. Durch die Zahnräder 34, 35 steht die Trommelachse mit der senkrechten Achse 36 in Verbindung, welch letztere durch nicht gezeichnete Kegelräder mit dem Triebwerk des Chronoskops mechanisch gekuppelt ist. Dabei besitzt die Trommel ähnlich wie bei dem kleinen Chr. Chr. einen eigenen Gewichtsantrieb.

Zur Unterstützung des Tragebalkens 30 sind npch zwei weitere Tragepfosten 37 und 37' angeordnet. Der Pfosten 37 ist unten z. T. abgebrochen gezeichnet, um die dahinterliegende Einrichtung zum Aufziehen der Stimmgabel S und des elektrischen Signals E zu zeigen. Eine genauere Beschreibung dieser beiden Apparate findet sich S. 18 ff. Was ihre Aufzieheinrichtung betrifft, so wird die Stimmgabel S durch die Schnur 38 getragen, das elektrische Signal E durch die Schnur 39. Beide führen über einstellbare Rollen nach unten zu der Führungsrolle 40 und endigen auf der Trommel 41, deren Achse die Kurbel 42 trägt. Wird diese Kurbel im Sinne des Uhrzeigers (von vorne gesehen) gedreht, so werden die Schnüre auf der Trommel 41 aufgerollt und zugleich Stimm- gabel und elektrisches Signal nach oben bewegt. Ist dagegen das Uhrwerk des Chr. Chr. im Gang, so findet eine entgegengesetzte Bewegung der Trommel 41 dadurch statt, daß das an ihr befestigte Zahnrad 43 mit dem Uhrwerk in geeigneter Weise in Eingriff steht.

Die Übertragung dieser Bewegung ist derart, daß sich bei jeder Umdrehung der Trommel C die Stimmgabel S und der Schreiber E um 2 mm senken. Was die Führungen der Stimmgabel und des Schreibers betrifft, so dienen hierzu die Stahlträger 44, 45, 46, 47 und 48, 49, 50. Sie dienen zugleich, mit Ausnahme des Stahl- drahtes 44, der Stromzuführung.1 Der Strom selbst geht von a

1 Die Träger enden oben in Schrauben und werden von Muttern gehalten.

Unten haben die Drähte Kugeln mit Fühlung. Das Herausnehmen der Drähte geschieht durch Lösen der Muttern. Beim Einsetzen der Drähte ist darauf zu achten, daß die Schraube stillsteht und die Mutter um die Schraube gedreht wird, damit man den Draht wohl gespannt, aber nicht tortiert. Sämtliche Drähte sind nur mäßig gespannt.

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und b einerseits in die Primärspule K des Chr. Chr., andererseits in die Mittelleitung des elektrischen Signals (vergl. die Beschreibung von Fig.8). Dort wird auch der Sinn der Kontaktklemmen 1, 2, 3 verständlich werden. Der Strom für die Stimmgabel S wird bei c und d eingeleitet. In beiden Fällen sind Widerstände vorge- schaltet, so daß direkter Anschluß an 110 Volt Gleichstrom möglich ist.

Soll der Chr. Chr. in Gang gesetzt werden, so ist vorher die Federkapsel 56 durch eine halbe Umdrehung entgegengesetzt zu der Bewegungsrichtung der Trommel zu spannen. Sie dient dazu, der relativ schweren Trommel durch Vermittelung der Zahnräder 57 und 58 schon kurz nach dem Auslösen des Chronoskop-Uhrwerks, was in derselben Weise wie bei dem gewöhnlichen Chronoskop geschieht, die richtige Winkelgeschwindigkeit zu geben. Die Trommel des Chr. Chr. legt in der Sekunde 100 mm zurück, so daß auf 1 mm 10 o treffen. Da die Senkung des Schreibers E pro Umdrehung 2 mm

beträgt, so erstreckt sich der gesamte Weg, welcher während der viertelstündlichen Laufzeit auf der Trommel zurückgelegt wird, auf ca. 90 000 mm1.

Ferner ist noch auf eine Einrichtung hinzuweisen, welche für die Stimmgabel S (Fig. 9) notwendig ist. Diese Stimmgabel schreibt ebenso wie das elektrische Signal E direkt auf weißes Papier, das über die Trommel C gespannt und mit Millimeter-Teilung ver- sehen ist. Zu diesem Zweck dient ein bei Schreibmaschinen übliches Farbband 51, welches von der oben befindlichen Kapsel 52 durch die verstellbare Führung 53 und die Führungen 54/55 nach unten geht.

Was endlich das C h r o n o s k o p selbst betrifft, so ist das- selbe nach S c h u l z e als Induktions-Chronoskop ausgebildet2. Der Einfachheit der Konstruktion halber sind hier einige gering- fügige Änderungen vorgenommen. So liegt z. B. der in die Se- kundär-Wickelung der Induktionsspule J eingeschaltete Elektro-

1 Soll die Trommel herausgenommen werden, so ist zunächst das Ge- wicht für den Trommelantrieb abzunehmen, und nun kann, wenn die mit 3 Schräubchen oben befindliche, als Lager der Achse 31 dienende Scheibe abgenommen ist, die Trommel hochgehoben und nach vorn herausgenommen werden.

J 2 R. S c h u l z e , Chronosk. mit polarisiertem Magneten. Paedag.·

Psych. Arb., Veröffentl. d. Leipziger Instituts f. Exp. Paedag. u. Psych., Bd. 1, 1910, S. 192 ff.

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magnet M mit den beiden Spulen A und B bei der vorliegenden Anordnung horizontal. Die Eisenkerne der Spulen A und B stehen mit dem Südpol des Stahlmagneten E in Verbindung, während der Anker H dauernd nordmagnetisch ist. Die Wickelung der Spulen A und B ist entgegengesetzt gerichtet, so daß die in der Sekundär- Wickelüng durch Schluß oder Öffnung des Primärkreises ent- stehenden Induktionsschläge bei A und B entgegengesetzte Pole erzeugen. Wird oben bei A z. B. Nordmagnetismus hervorgerufen, so wird der ebenfalls nordmagnetische Anker abgestoßen und der mit dem Anker in Verbindung stehende Hebel R drückt den Zeiger des Chronoskops aus dem Uhrwerke heraus. Entsteht dagegen bei A Südmagnetismus, so wird der Anker H von ihm angezogen und von dem Nordmagnetismus der Spule B abgestoßen, so daß der Zeiger in das laufende Uhrwerk gerissen wird:

- Das Induktions-Chronoskop weist verschiedene Vorteile auf.

Insbesondere ist diese Einrichtung relativ unabhängig von der Stromstärke, wie dies S c h u l z e näher ausführt. Ferner fallen die Ankerfedern des gewöhnlichen Chronoskops weg, so daß die täglichen Kontrollen des Hipp unnötig werden. Auch kann ea unmittelbar für Arbeits- und Ruhestrom benutzt werden. Man braucht zu diesem Zwecke nur den Strom der Primärspule umzu- kehren. Von Arbeitsstrom kann in Beziehung auf das Induktions- Chronoskop eigentlich nicht gesprochen werden, nur in Beziehung auf sonstige in den gleichen Stromkreis eingeschaltete Apparate (vergl. Fig: 8) hat dieser Ausdruck Berechtigung. Das Induktions- Chronoskop unterscheidet sich also von dem H i p p 'sehen nur dadurch, daß die Art der elektrischen Ein- und Ausschaltung der Zeiger in das laufende Uhrwerk eine andere ist. Betonen möchte ich noch, daß selbstverständlich auch das Ind.-Chron. einer Be- stimmimg des richtigen Ganges des Uhrwerks bedarf, also der von mir sogenannten allgemeinen Kontrolle des Chron, Denn der Gang des Uhrwerks hängt von dem Treibgewicht und der Einstellung der schwingenden Regulierfeder ab. Demnach müssen auch die Zeitangaben des Ind.-Chron. wenigstens einmal mit verschieden langen absoluten Zeiten verglichen werden.

. Eine eingehende Untersuchung des großen Ghr. Chr. durch Vergleich mit verschieden langen Pendelzeiten im Sinne der Fest-

Ach. 2

stéllung der allgemeinen Kontrolle hat für dieses Instrument pro 1000 einen positiven Fehler von 16 a ergeben1, während der von mir untersuchte kleine Chr. Chr. einen negativen Fehler von 6,8 a aufweist, so daß die beiden Apparate bei längeren Zeiten in ihren Angaben erheblich variieren. Auch diese Untersuchungen sind wieder ein Beweis dafür, daß die konstanten Fehler der Uhren unbedingt bestimmt werden müssen.

; Im übrigen entsprechen die Schwankungen der Zeitangaben des Chr. Chr. denjenigen eines gut eingestellten H i p p . So betrug z. B. bei einer Kontrollzeit von 294 <r der Mittelwert aus 10 Ver- suchen 293,4 a mit einer mV = 0,8 a.

... Für die Zwecke der Serienmethode ist übrigens die Verbindung einer Chronographentrommel mit einem Chronoskop durchaus nicht nötig. Hier genügt auch ein hinreichend rasch und gleich-, rhäßig laufender Chronograph. Ein solcher hegt in dem F e d e r - C h r o n o g r a p h e n · ' vor, bei dem der Gang einer Trommel durch eine schwingende Feder reguliert wird. Hier ist also ein Hauptbestandteil, des H i p p ' s c h e n Chronokops, nämlich seine Regulierung durch eine schwingende Feder auf ein Kymographion übertragen, aber derart, daß unter Umständen auch verschiedene Geschwindigkeiten der Trommel eingeschaltet werden können.

D a mit den unter 4 zu beschreibenden Einrichtungen direkt auf weißes Papier geschrieben wird, so genügt ein solcher Feder-Chronograph allen Ansprüchen. Kontrolliert wird er ähnlich wie der Chr. Chr.

oder ein Ind.-Chron. hinsichtlich seines Ganges, insbesondere ob er rascher oder 'langsamer läuft, als der Angahe seines normalen Ganges entsprechen· würde.

. 4. Sonstige Apparate mit allgemeiner Verwendbarkeit.

A. D a s P a r a l l e l s i g n a l .

Als Parallelsignal bezeichne ich einen elektrischen Schreiber, der von dér Ruhestellung aus zwei verschiedenen Registrierbe- wegungen des gleichen Schreibhebels ermöglicht, so daß z. B.

zwei einander folgende Stromöffnungen unmittelbar mit dem

1 Durch Abschleifen (Verdünnen) der Regulierfeder setzte ich den positiven Fehler auf 1,3 a herab. . '

— 19 —

gleichen Signal aufgeschrieben werden können. Das Signal ist dabei so eingerichtet, daß es mit Tinte auf weißes Papier schreibt.

In Fig. 8 ist das Parallelsignal zugleich mit dem Schaltungs- Schema des Chr. Chr. schematisch dargestellt. Bei a und b (s. S.14f) wird der Strom eingeleitet. Von a führt er direkt zum gemeinsamen Pol des Signals und von hier zu den einander parallel geschalteten Elektromagneten 60 und 61. Von der linken Spule 60 geht der

Strom zu der Klemme 1, von der rechten Spule 61 zu der Klemme 3.

Wird 1 mit 2 verbunden, so geht der Strom durch 60 und die Primärspule des Chr. Chr. nach a zurück. Wird 2 und 3 verbunden, so geht er durch 61. Ist zuerst 1 und 2 geschlossen worden und dann 2 und 3, so wird der Anker 62 durch den Elektromagneten 60 unten gehalten. Bei Öffnung von 1 und 2 wird der Anker sofort von 61 angezogen, so daß er bei einer weiteren Öffnung von 2 und 3 seine Mittellage, in der er mit Hülfe von Federn durch die Stifte 63 und 64 gehalten wird, einnimmt.

Die Schreiblinie auf dem Kymographionpapier hat deshalb die in Schema IV gegebene Form.

Die Zeitmessung erstreckt sich von der Öffnung c des Mag- neten 60 bis Öffnung d des Magneten 61.

Das Tintengefäß 65 ist in dem Gelenk 66 leicht beweglich und wird nach Schluß der Begistrierung von dem Schreibpapier

abgehoben. . Selbstverständlich kann das Parallelsignal auch für alle anderen

Zwecke insbesondere auch ohne Hintereinanderschaltung mit der Primärspule des Chr. Chr. benutzt werden. Auch kann jeder der beiden Elektromagnete allein Verwendung finden.

B. D i e S t i m m g a b e l f ü r P u n k t - R e g i s t r i e r u n g . Der Zweck dieser, die Zeit registrierenden Stimmgabel ist der, die Schwingungen d i r e k t a u f w e i ß e s P a p i e r zu mar- kieren. Dieses gelingt durch eine Konstruktion, bei der die Schwingungsebene der Stimmgabel nicht wie gewöhnlich parallel zur Schreibfläche, sondern senkrecht zu ihr steht, so daß die Stimmgabel bei ihren Schwingungen nicht dauernd die Papierebene berührt, sondern vielmehr ihre Schwingungen auf das Papier auf- klopft. Um hierbei eine Markierung der einzelnen Schwingungen

2*

u n d schwingende Feder eingeschaltet1.

Der Elektromagnet 70 (Fig. 9) erregt ähnlich wie bei der H e i m h o l t z'schen Stimmgabel die Feder bewz. Hauptzunge 71, und zwar beträgt die Schwingungszahl der Feder 200 pro Sek.

Eine kleine Zunge (Nebenzunge) 72 wird von der großen Feder angestoßen und klopft so unter Zwischenschaltung des Farbbandes 73, das hier im Querschnitt gezeichnet ist, seine Schwingungen auf das Papier 74. Damit die beiden Zungen in Synchronismus gebracht werden können, ist an der einen Seite der Vorrichtung eine in der Zeichnung nicht dargestellte Regulierschraube mit Schlitten angebracht, wodurch die Nebenzunge, 72 verkürzt oder

r

Magnet

—g

-VWWW J

-Haupfzunge

6 c

/ Nebenzunge

Figur 10.

verlängert werden kann. Durch die Zwischenschaltung der Neben- zunge wird vermieden, daß die ganze. Masse der schwingenden Feder 71 auf das Farbband aufschlägt. .. ·,.·

" Statt der Sinusschwingungen werden bei dieser Zeitregistrie- rung nebeneinander stehende Punkte markiert, deren Deutlichkeit von der Feinheit der Spitze der Nebenzunge und der Güte des

"Farbbandes abhängt. . . .

• Das elektrische Schaltungsschema ergibt sich aus Fig. 10. Die Einrichtung arbeitet durch ihre Parallelschaltung nahezu funkenlos.

III. Die Bestimmung der Konstanten der Serienmethode.

. Bevor wir zu einer Darstellung der Anwendung der Serien- methode übergehen, haben wir noch die Bestimmung der Kon-

" - 1 Im vorliegenden Falle genügt, wie aus der Fig. ersichtlich, statt einer schwingenden Gabel auch eine schwingende Feder. ·. -' .. •

— 2 1 —

stänten des Apparates zu besprechen. Dabei ist für die Art der Berechnung der mit Hülfe der Serienmethode gewonnenen Reak- tionszeiten vor allem die unter C bestimmte Konstante von Wichtig-

keit., ; ' . .

Die Bestimmung geschieht mit Hülfe von zwei Chronoskoperi A und B. . .

A. Die Bestimmung der Umdrehungszeit der Motorwalze.

' Die beiden Chronoskope A und B sind, wie sich aus dem Schaltungs-Schema I. ergibt, in den gleichen Stromkreis hinter- einander geschaltet, und zwar wird A für Arbeitsstrom (untere Elektromägnete), B für Ruhestrom (obere Elektromagnete) verT

wendet. Nach der Kontrolle und richtigen Einstellung der beiden

- < . . · .

· < -2 • * ·

F^ZlEil''

L Y Figur 11.

Chronoskope wird die Dauer der g e s a m t e n Umdrehung der Motorwalze e des Serienapparates (Eig. 2) in folgender Weise be- stimmt: - a) An Chronoskop A wird die Dauer des Stromschlusses für

jede Umdrehung der Motorenwalze e bezw. der Metall- scheibe q abgelesen, sie soll mit U j bezeichnet werden.

b) An Chron. B wird die Dauer der Hartgummiunterbrechung durch das Isolierstück t abgelesen. Sie soll mit U2 be- zeichnet werden.

Die Gesamtdauer der Umdrehung der Motorwalze e bezw.

der Metallscheibe q sei U. Infolgedessen ist U = Ux 4- U2. Bei den Messungen selbst ist der Papierstreifen dauernd ein- geschaltet.

Diese und alle folgenden Bestimmungen der Konstanten sind für fünf Geschwindigkeiten des Motors a ausgeführt. Sie umfassen

nach der am Motor angegebenen Einteilungsskala die Geschwindig- keiten 3,0; 3,5; 4,5; 5,0 und 5,5. Die von der raschesten zur lang- samsten Geschwindigkeit fortschreitenden Messungen sind auch der gesamten Darstellung der Ergebnisse in der Tabelle 2 zugrunde gelegt. .

Außerdem ist für jede der angegebenen Geschwindigkeiten die Untersuchung in drei verschiedenen Phasen des Motorganges durchgeführt:

I. P h a s e : Unmittelbar nach dem Ingangsetzen des frisch aufgezogenen Motors, d. h., nachdem die Motorwalze drei Um- drehungen ausgeführt und so die normale Anfangsgeschwindigkeit erreicht hat, werden eine Reihe von Ablesungen ausgeführt, deren Zahl mit den in der Tabelle 2 unter n angegebenen Werten zu- sammenfällt. o

II. P h a s e : Nach einer Pause von 3—4 Min. wurde abermals eine Reihe von Messungen ausgeführt.

I I I . P h a s e : Nach einer weiteren Pause von 3—4 Minuten wurden die letzten Beobachtungen an den Chronoskopen abgelesen.

Etwaige Abweichungen von dieser Anordnung finden sich bei der Diskussion der Tabelle 2 angegeben. ·

Der Motorablauf erstreckt sich bei der ganz langsamen Ge- schwindigkeit 6,0, die bei der Untersuchung nicht berücksichtigt wurde, ungefähr über 20 Minuten, bei der raschen Geschwindigkeit 3,0 über ca. 12 Minuten. Femer ist hervorzuheben, daß von Tag zu Tag für die verschiedenen Geschwindigkeiten nicht die gleichen Umdrehungszeiten der Motorwalze erhalten werden, wenn man in der Zwischenzeit auf die Nullstellung der Einteilungsskala des Motors zurückgegangen ist, was wegen der Entspannung der Re- gulierfedern erforderlich ist. Vielmehr werden auch bei relativ sorgfältiger Wiedereinstellung z. B. auf den Teilstrich 4,0 relativ

— 2 3 —

große Abweichungen (bis V10 Sek.) beobachtet. Für die vorliegende Methode ist dies jedoch gleichgültig, da stets die einzelnen Um- drehungszeiten der Motorwalze aufgezeichnet werden und als Ausgangspunkt für die Messung der Reaktionszeiten dienen.

Die Versuchsanordnung für die Bestimmung der Zeitwerte und U 2 ergibt sich aus dem S c h e m a I. Wie unmittelbar ersichtlich, geht der Strom von den Chronoskopen A und B zu dem Schleifkontakt s des Metallringes q mit der Hartgummiunter- brechung. Dabei sind die unteren Federn des Chronoskops B durch einen elektrischen Strom ersetzt, der die unteren Elektro- magnete dieses Chronoskopes bedient. Dies geschieht deswegen,

damit bei der Bestimmung die gleichen Verhältnisse bestehen, wie bei der Messung C (S.25ff), wo dieser Schaltung eine bestimmte Bedeutung zukommt. Aus dem gleichen Grunde sind auch alle folgenden Messungen mit dem Papierstreifen und dem Lochkontakt (Schema II) durchgeführt worden.

Die Diskussion der Resultate findet sich unter D.

B. Die Bestimmung der Expositionen und der Vorwärtsbewegungen des Serienapparates.

Die Benützung der Chronoskope A und B ist, wie sich aus dem S c h e m a I I ergibt, die gleiche, wie bei Schema I. Der Strom geht jedoch weiterhin in einen L o c h k o n t a k t , der am Serien- apparat bezw. der Verdeckungsplatte o (Fig. 1) so befestigt ist,

daß der Platinkontakt a b e i der Ruhestellung des Papiers g jedes- mal in ein Loch der Papierrolle eingreift und so während der Dauer :der Ruhestellung, d. h. während der Exposition eines Feldes den Strom schließt: Das Zusammenfallen des Stromschlusses mit dem Beginn der Exposition; läßt sich durch Verstellen des Rahmens o mit großer Genauigkeit erreichen. Diese Art der Messung hat sich nach verschiedenen Vorversuchen als die zweckmäßigste erwiesen.

An Chron. A wird die Dauer der Exposition E, an Chronoskop B die Dauer der Vorwärtsbewegung V des Papierstreifens, unmittel- bar abgelesen. . . . Was die Prüfung der Schwankungen betrifft, die durch die . Benutzung des Lochkontaktes a' veranlaßt werden können, so wurden sie durch eigene Messungen bestimmt und zwar in der Weise, daß der Lochkontakt nur in den Stromkreis von Chron. A einge- schaltet wurde. Der Schluß des Kontaktes wurde bei diesen Nebenversuchen durch geeignetes Verschieben der Platte o in die Phase der Vorwärtsbewegung des Papierstreifens verlegt. Während jeder Vorwärtsbewegung wurden so für kurze Zeit, d. h. eben während der Dauer des Stromschlusses durch den Lochkontakt die Zeiger des Chron. A in Rotation versetzt.

Die Resultate von vier verschiedenen Geschwindigkeiten des Motors sind in der T a b e l l e 1 angegeben:

Tabelle 1.

Geschwindigkeit 3,0 3,5 4,5 5,5

a M 20,5 22,4 29,6 66,0

m V 2,1 1,3 2,7 2,0 .

n 13 13 8 7

Mit der zunehmenden Verlangsamung der Geschwindigkeiten nimmt selbstverständlich die Dauer der Unterbrechung zu. Die Streuungen bewegen sich in den Grenzen von 1,3 bis 2,7 a, sind also für die Untersuchungen ohne Bedeutung. Bedingung ist je-

- 2 5 —

doch für diese und die übrigen Kontrollversuche, daß der gleiche Papierstreifen höchstens für zwei Motorabläufe benützt wird, da allmählich durch den Lochkontakt ein Aufreißen der Papier- öffnungen eintritt, wodurch Ungleichmäßigkeiten bewirkt werden1.

Daß die Einschaltung des Lochkontaktes im übrigen bei rich- tiger Einstellung desselben, die durch die Betätigung der Schraube b geschieht, ohne Einfluß auf die Geschwindigkeit des Motors ist, habe ich durch Vergleichsversuche mit und ohne Lochkontakt bei Untersuchungen nach dem Schema I festgestellt. Bei der ge- wöhnlichen Verwendung der Serienmethode wird kein Lochkontakt benützt. Die Streuung der Werte ist bei Zuhülfenahme des Loch- kontaktes ungefähr dieselbe als dann, wenn der Papierstreifen ohne Lochkontakt verwendet wird.

C. Die Bestimmung der Zeitdauer zwischen der Hartgummiunter- I brcchung und der ersten Exposition (Y).

Der Bestimmung dieser für die praktische Verwendung der Serienmethode wichtigsten Zeit sei folgende Betrachtung voraus- geschickt. Die Unterbrechung des Stromes durch das Hartgummi- stück t (Eig. 1) geschieht bei der Vorwärtsbewegung des Papier- streifens, also bei Öffnung des Lochkontaktes und zwar bei jeder Umdrehung der Trommel einmal. Für die Verwendung der Serien- methode kommt es nun darauf an, den Zeitpunkt von dem Ende der Hartgummiunterbrechung bis zum Beginn der nächstfolgenden Exposition zu bestimmen. Die Art und Weise dieser Bestimmung sei an der Hand der schematischen Darstellung der Fig. 11 dargelegt.

Auf der Metallscheibe q schleift die Kontaktfeder s (Fig. 1 u. 2).

Bewegt sich diese Scheibe in der Richtung des Pfeiles unter der Kontaktfeder vorüber, so geht sie aus der gezeichneten Stellung, welche sie während der letzten Exposition eingenommen hat, in die gestrichelte Stellung der ersten Exposition nach der Hart- gummiunterbrechung über2 und öffnet hierbei während des Pas-

1 Bei der praktischen Anwendung der Serienmethode ist diese Vorsicht nicht nötig, da ja dann der Lochkontakt wegfällt.

2 In der Fig. 11 ist der Einfachheit halber die Darstellung so ausgeführt, als wenn sich die Kontaktfeder s bewegen würde, in Wirklichkeit bewegt sich natürlich die Metallscheibe q.

sierens der Hartgummiunterbrechung t den Strom, der durch den elektrischen Schreiber des Chr. Chr. geht. Dieses geschieht einmal bei jeder Umdrehung der Motorwalze. Bezeichnen wir mit L die Zeitdauer von der letzten Exposition bis zum Beginn der Hartgummiunterbrechung, die Dauer der Hartgummiunterbrechung wie früher mit U², die Zeitphase vom Schluß der Hartgummi- unterbrechung bis zur ersten nächherigen Exposition mit Y, so ist die Dauer der Vorwärtsbewegung

V = L + U². + Y .

Die Gesamtdauer von V ist aus der Bestimmung unter B) bekannt.

Die Unterbrechungsdauer U2 ist unter A) bestimmt worden.

Die vorliegende Messung dient zur Bestimmung von L, woraus sich dann das gesuchte Y ergibt.

Zu dieser Bestimmung von L dient die im S c h e m a I I I an- gegebene Anordnung. Sie stellt gewissermaßen eine Kombination

der Anordnungen von Schema I und I I dar. . Der Hauptstrom geht durch den unteren Elektromagneten von Chron. A und durch den oberen von Chron. B, sowie durch den Lochkontakt a. und zwar wird dieser Strom während der Dauer der Vorwärtsbewegung im Lochkontakt geöffnet, so daß Chron. B läuft. Dies geschieht, sobald sich die Kontaktfeder s in Intervall L befindet, wie dies aus F i g . 11 ersichtlich ist. In der Schaltung von Schema I I I ist die Kontaktfeder s mit dem Metallring q in

— 27 —

, den unteren Elektromagneten von Chron. B derart eingeschaltet;

daß, wenn der Strom des oberen Elektromagneten durch den Lochkontakt a. unterbrochen wird, der Anker durch den unteren Elektromagneten betätigt wird, und die Zeiger des Chron. B laufen. Trifft jedoch die Kontaktfeder s bei der Vorwärtsbewegung von q auf das Hartgummistück t, so wird dieser untere Stromkreis ebenfalls geöffnet, und der Anker durch die Federn des oberen Elektromagneten wieder nach oben bewegt. Diese Federspannung und die Stärke des unteren Stromes sind so ausgeglichen, daß sich bei ihrer gemeinsamen Tätigkeit der Anker unten befindet. Wird aber der Strom unten geöffnet, so geht, wie eben bemerkt, der Anker wieder nach oben, d. h. die Zeiger von B stehen still. So wird auf diese Weise das Intervall L unmittelbar an Chron. B abgelesen. Kommt die Kontaktfeder s nach dem Passieren von t in den Bereich des Intervalls Y, so wird der Anker von Chron. B wieder nach unten bewegt, bis der Lochkontakt a' den Strom des oberen Elektromagneten wieder schließt. So könnte auch das Inter- vall Y direkt am Chron. B abgelesen werden. Letzteres ist jedoch bei der vorhegenden Messung nicht geschehen, da es schon große Aufmerksamkeit erfordert, während der kurzen Zeit von t die Ruhestellung der Zeiger abzulesen.

Um dies mit hinreichender Genauigkeit zu ermöglichen, wurde von zwei Hilfsmitteln Gebrauch gemacht. Zunächst war parallel zum Lochkontakt a' der Taster T eingeschaltet. Dieser Taster wird erst während der letzten Exposition (Ruhestellung der Metall- scheibe q) vor dem Passieren der Hartgummiunterbrechung ge- öffnet und wird wieder geschlossen bei der ersten Exposition nach dem Passieren des Hartgummiringes, d. h. wenn der Lochkontakt a' wieder geschlossen ist. Hierdurch wird es vermieden, daß während der übrigen acht Vorwärtsbewegungen des Papiers g, die noch wäh- rend der einmaligen Umdrehung von q stattfinden (vergl. S. 38), ein Öffnen der oberen Elektromagnete von Chron. B bewirkt wird, wobei die Stellung der Zeiger fortwährend aufgeschrieben werden müßte. Für unsere Messung kommt ja nur jene Vorwärtsbewegung in Betracht, bei der die Hartgummiunterbrechung eintritt. Außer- dem hat eine Kontrolle der kurzdauernden Ablesungen von L dadurch stattgefunden, daß diese Ablesungen von zwei Personen

gleichzeitig aber unabhängig von einander vorgenommen wurden. , Für diese schwierigen Messungen waren infolgedessen vier Per-

sonen nötig, eine zum Protokollieren, zwei zum Ablesen von Chron.

B, eine zur Bedienung des Tasters T.1 Ein Vorteil für das Ablesen besteht darin, daß bei den kurzen Zeitwerten von L nur die Stellung des kleinen Zeigers von B abzulesen war. Die Größenordnung der Werte über 100 a, wie sie bei der Geschwindigkeit. 5,5 und ge- legentlich bei 5,0 zur Beobachtung kommt (s. Tab. 2), war vorher durch eigene Ablesungen festgestellt worden.2

I m übrigen hat sich diese Methode erheblich einfacher erwiesen als eine außerdem noch durchgeführte graphische Bestimmung von L, die nur in umständlicher Weise möglich ist.

. . Der Bestimmung von L ging noch eine K o n t r o l l e d e s C h r o n . . B voraus. Hierbei wurde 1. das Chron. B in der ge- wöhnlichen Weise für Stromöffnung (obere Elektromagnete) auf eine absolute Zeit richtig eingestellt. Ferner wurde 2. der Fehler bestimmt, der dann entsteht, wenn nach Öffnung des Stromes des oberen Elektromagneten auch der Strom des unteren Elektro- magneten geöffnet wird, wie dies bei der vorliegenden Anordnung der Fall ist.

Diese Kontrolle ergab für die Messung von Y einen positiven Fehler von 3,3 c, der in der Tabelle 2 jeweils in Rechnung gezogen wurde.

D. Die Diskussion der Resultate.

Eine Gesamtübersicht der Messungen findet sich in der T a - b e l l e 2. Unter Z sind die oben (S. 22) angegebenen Phasen I, II, I I I der Motorbewegung angeführt und in den zugehörigen Horizontalreihen die Einzelwerte der Messungen angegeben. In

.' I Bei den Untersuchungen und Berechnungen haben mir die Herren A n d r e a s H i l l g r u b e r , C a r l H i l l g r u b e r und G. G l ä ß n e r hilfreich zur Seite gestanden, wofür ich ihnen auch an dieser Stelle besten Dank sage.

2 Ein ähnliches Verfahren der Chron. Ablesung war auch bei der Be- stimmung von E und V beobachtet worden. Dort war zudem' in getrennt hintereinander, unter den gleichen Bedingungen unmittelbar folgenden Ver- suchen zuerst E und dann V bestimmt worden.

— 29 —

Tabelle 2.

Geschwindigkeit 3,0.

ζ • u = u¹ + u² • E + V = 7,U Y = V . - ( L + ܲ)

I.

U^{x :} ... η = 15

" ' a M - 5920,0 . mV = 2,1

η = 18 E aM = 468,6 m V , = 4,1

L η = 10 a M = 40,7

" MV = 1,4 I.

u2 •'

Π "= 11 ; a M = 42,9

mV = 1,8 U = 5962,9

V η = 20 , a Μ = 191,0

mV = 3,1 E +', V = 659,6 -i- U = 662,5

L. +. U2 = ; 83,6 . V = 191,0

Y = 107,4

• Q = .0,0178

II.

' и , ' η = 13 a M = 5917,0 mV = 2,1

η == 19 E a M = 467,3 mV = 2,6

ι ^:

ι - ' _

II.

u² η = 9 a M = 44,3 mV = 0,4

U = 5961,3

V . ' η = 19 a M = 193,0 mV = 4,0 E + V = .660,3 j ü = 662,4

III.

η = 10 Ux a M = 5936,5 . mV .= 11,5

η = 17 E a M = 467,3 mV = 3,7 -

L . η = 10

.a M = 44,7 . m V = 5,2 . III.

u² η = 11 a M = 45,9 mV = 1,7 .

Ü = 5982,4 ·. '

. V ' η = 20 . a M = 196,1 ' my = 6,7 ' '

E + V• = 663,4' U' = 664,8 "

L + U² = 90,6 V = 196,1 . Y = 105,5 , . •. Q. = 1, 0,0177

T a b e l l e 2.. (Fortsetzung.) Geschwindigkeit 3,5.

z u = Ux + Us E + V = y , TJ Y = V - (L + U2)

I.

Ux

n = 13 a M = 6299,2 m V = . 1,4

E n = 23 a M = 506,4 m V = 3,5

L n = 10 a M = 68,7 m V = 2,7

I.

- u2 : n = 9 a M = '48,4 m V = i 0,9 . U = 6347,6

!

V :

n = 1 4 a M = 210,2 m V = 3,9 E + V = 716,6

Ä U = 705,2

L + U2 = 117,1 V = 210,2 Y = 93,1 Q = 0,0146

II.

n = 12 a M = 6299,0 m V = 1,5

E ; n = 16 a M = 609,0 m V = 2,2

II. u2 ;; ·

n = 9 · a M = 46,9 m V = 1,0

U = 6345,9

. V n = 18 a M = 207,7 m V = 3,8 E + V = 716,7

I U = .705,1

I I I .

ux

n = 9 a M = 6299,3 m V = 2,5

E

n = 24 a M = 508,5 m V = 3,3

L

n = 10 a M = 61,7 m V = 6,8

I I I .

u2

n = 10 a M = 52,5 m V = 4,0

U == 6351,8

V

n = 19 a M = 206,6 ' m V = 4,8

• E + V = 715,1 i ü = 705,8

L + U2 = 114,2 V = 206,6 Y = 92,4 Q = 0,0145

— 3 1 —

T a b e l l e 2. (Fortsetzung.) Geschwindigkeit 4,5.

z U = U1+ U2 E + V =l/9U Y = V - (L + U2)

I.

" U s

n = 11 a M = 7497,0 m V = 2,4

E . ri = 16 a M = 603,0 m V = 3,6

L

n = 10 a M = 61,1 m V = 6,4

I. u2 :

n = ¡8 a M = 59,8 m V = 0,9

U = 7556,8

' V : ' n = 13 a M = 253,2 m V = 2,7 E + V = 856,2

• | U = 839,6

L + U2 = 120,9 V = 253,2 Y - 132,3 Q = 0,0176

II.

U^{2 :}

n = ; 8 a M = 7496,0.

m V = 1,5

E ' . n = 21 , a M = 591,3 m V = 4,1

II. u2 '

n = 9 a M = 61,5 m V = 1,9

U = 7557,5

' V . n = 20 ..

a M = 253,7 m V = 6,4 E + V = 845,0

-i- U = 839,7

I I I .

n = 2 a M = 7503,0 m V = 1,0

E

n = 29 a M = 602,0 m V = 6,1

L

n = 18 a M = 80,0 m V = 3,3

I I I .

u² .

h = 8 a M = 67,3 m V = 4,1

U = 7570,3

V

n = 15 a M = 251,0 m V = 5,7 E + V = 853,0

-1 U = 841,1

L + U2 = 147,3 V = 251,0 . Y = 103,7

Q = 0,0137

T a b e l l e 2. (Fortsetzung.) Geschwindigkeit 5,0.

Ζ . U - U x + Us • E + V = 4 , U ' Y = V - ( L + Us)

. i.

Ux

η = : 9 a M = 8737,0.

m V = 1,7:

E

η = 10 a M = 702,4 m V .= ; 6,0- ·:

L

. η = 10 a M = 96,0 m V ..= 5,8

. i.

.. Us :

" ' • η = • . 8 г a Μ = '66,0 . m V = ; 2,5 . :

U = 8803,0

· " V η = 16 a M = 296,0 • m V = 7,0 Ε · . + , , ν = 998,4 - . . 1 U = 978,2

Ü + Us = 162,0 V = 296,0 Y = 134,0 Q = 0,0152

II.

Ux :

η = ; 9 . a M = 8737,0 m V = : 3,3 · -

E ;

η — 22 a M = 701,8 "

m V = ; 4,8 :

II.

Us < "

η = 6 a M = 64,0.

m V = : 2,8, * U = 8801,θ /4 .

V , η = !23 a M = 301,0 - m V = · 6,8

E + V = 1002,8

= 978,Ö

I I I .

Ux

; η = 9 д М = 8740,0 m V — 3,7

E

! η = .23 а М = 703,3 . m V = 4,4

L

η = iO a M = 94,7 m V = .2,8

I I I .

Us

: η = .7 . ' а М = 66,0 . m V =' 3,1 ' ' ϋ = 8806,0

V

η = 10

a M = 300,9 ' m V '= : 3,9 ' E + V - 1004,2

U = ; 978,4

L' "+ Us = 160,7 ' .V = 300,9 Y = 140,2 . ^ Q = 0,0159

— 3 3 —

T a b e l l e 2. (Fortsetzung.) Geschwindigkeit 5,5.

Ζ и = и^х + и² E + V = V2U ; Y = V - ( L + U 0 :

ϊ.

. η = 5 - . a M ==12676,0

m V = " .4,2 . .

' E ' . ' η = 10 a M = 997,7 . m V = . 6,2.

. . . · . . L . •

η = 9

• a M = 142,7 ·.·

; m V = . 4,2 . .

ϊ.

u²

η = 5 . a M = 106,8 m V = 3,4

U = 12782,8

V " ' η = 10 a M = 415,1 m V = 5,5 E + V = 1412,8

A U = 1420,3

L + U2 = 249,5 V = 415,1' - Y = 165,6

Q = 0,0129

II.

Ut

η = 6 a M =12699,0 m V = 1,8

' E η = 18 a M = 995,3 m V = 8,8

. • J

II. u²

η = 5 a M = 107,0 m V = 3,2

U = 12806,0

V

η = 32 a M = 413,9 m V = 10,0 E + V = 1409,2

| ï ï = 1422,9

III.

E

η = 12 a M = 1019,3 m V = 6,1

• L η = 10 . a M = 131,6

m V = 8,3

III.

U2

η = 5 a M = 111,4 m V = 4,0

V

η = 11 a M = 402,8 m V = 9,4 E + V = 1422,1

L + U2 = 243,0 . . .V = 402,8 Y = 159,8

Ach. 3

den Vertikalkolumnen finden sich unter U die Bestimmungen von U j und U² so, wie sie nach den Messungen unter A) erhalten wurden, unter E und V diejenigen für die Exposition und Vorwärtsbewegung der Reizeindrücke, wie sie unter B) festgelegt wurden, in der dritten Kolumne endlich sind die Werte für Y aufgeführt.

a) Was zunächst die unter U aufgeführten Werte betrifft, so beträgt die D a u e r e i n e r U m d r e h u n g d e r M o t o r - w a l z e U von der raschen Geschwindigkeit 3,0 bis zur langsamen

Geschwindigkeit 5,5 für die Phase I, d. h. für die Zeit kurz nach Ingangsetzen des Motors 5962,9 a; 6340,4 a; 7556,8 a; 8803,0 und 12782,8 a, der Motor läuft also bei der raschesten Geschwindigkeit ungefähr doppelt so schnell als bei der langsamsten. Dabei zeigt der Motor eine erstaunliche Gleichmäßigkeit des Ganges, wie es sich aus der Gegenüberstellung der Streuungswerte mV für Ux und U2

ergibt (vergl. T a b . 3). Dies gilt insbesondere für die ersten beiden Tabelle 3.

Geschwindigkeit 3,0 3,5 4,5 5,0 5,5

I U L 2,1 1,4 2,4 1,7 4,2

1,8 0,9 0,9 2,5 3,4

I IÜ>

U2 ·

2,1 1,5 1,5 3,3 1,8 I IÜ>

U2 · 0,4 1,0 1,9 2,8 3,2

M U L

U2

11,5 2,7

2,5 4,0

1,0 4,1

3,7 3,1

*

4,0

Phasen I und II. Nur wenn der Motor bereits länger als 10 Minuten gelaufen war, wie dies bei der Geschwindigkeit 3,0 der Fall ist, zeigten sich bei Phase I I I für U j ¹ größere Unregelmäßigkeiten.

1 Bei der Geschwindigkeit 4,5 betrug die Pause zwischen Phase II und m statt 3 Min. 5 Min. und 20 Sek., außerdem trat bei den Ablesungen noch eine Störung ein, so daß nur die beiden ersten Werte dieser Bestimmung be- nutzt werden konnten. Die Werte von 5,5 mußten aus ähnlichen Gründen für Phase III und Ux ausfallen, was jedoch bei der großen Zahl von Messungen ohne Bedeutung ist.