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Österreichische PATENTSCHRIFT Nr. 16480. NIKOLA TESLA IN NEW-YORK (V. ST. v. A.).
Einrichtung zur Übertragung elektrischer Energie.
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Bei diesem Verfahren hat man die Empfangsvorrichtungen mit den Sendern ab- bestimmt, hum sie noch empfindlicher für die von den letzteren erzeugten Impulse zu
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Vorlegende Ernndung betritt eine Einrichtung, um eine grosse Anzahl von Sendeund Empfangsstationen gleichzeitig gesondert und ausschliesslich arbeiten zu lassen, ohne die Zeichen oder Nachrichten irgendeiner Störung, Unterbrechung oder Beeinflussung von
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richtung und einer in weiter Entfernung aufgestellten Empfangsvorrichtung mit zwei oder mehreren gesondert auf diese Impulse oder Schwingungen ansprechenden Abteitungen und einem Empfänger (Relais oder dgl.), der nur beim gleichzeitigen Zusammenarbeiten dieser Abteilungen in Tätigkeit tritt. Durch den Empfänger kann dann eine heliebigss Arbeits- . vorrichtung betätigt werden, z.
B. eine Telegraphenvorrichtung, ein Semaphorarm, ein Uhrwerk, ein sich selbsttätig bewegendes Schiff u. s. w.
Zwar ist es an sich nicht neu, Ätherwellen von verschiedener Wellenlänge und gleicher Schwingungsebene zu verwenden; schon Jegou hat in den #Comptes Rendus# darauf
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neu. Man hat auch (vgl. amerikanische Patentschrift Nr. 663400) bereits vorgeschlagen, solche Schwingungen an der Empfangsstelle durch eine gleiche Anzahl Empfänger aufnehmen zu lassen, deren jeder nur auf eine bestimmte von diesen Schwingungen anspricht und wobei nur hei gleichzeitigem Ansprechen beider Empfangsvorrichtungen ein bestimmter Signalapparat in Tätigkeit tritt. Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um eine Vorrichtung zur NachrichtenUbermitt1ng durch elektrische Wellen verschiedener Länge.
Fig. 1 und 2 auf der Zeichnung veranschaulichen schematisch die auf der Sendestation bezw. Empfangsstation benutzten Vorrichtungen und Stromkreise, Fig. 3,4 und 5 betreffen andere Ausführungsformen, welche nach vorliegender Erfindung zur Anwendung kommen können.
In Fig. 1 sind zwei spiralig gewundene Spulen oder Leiter S1 S2 dargestellt, welche
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erhält man die günstigsten Ergebnisse, wenn die verschiedenen Perioden sich zueinander verhalten, wie die reziproken Werte der kleinsten Primzahlen. In jedem Falle, gleichviel ob diese Bedingung erfüllt wird oder nicht, sollten die Schwingungen so gewählt sein, dass sie beim Durchlaufen eines gemeinsamen Weges oder Stromkreises darin die grösstmögliche Anzahl von Schwingungen erzeugen. Ferner sollten sie sich nicht so sehr der Art der Hertzschen Wellen nähern, weil mit solchen Schwingungen arbeitende Stromkreise wie I) t SI E und D2 S2 E wegen der schnellen Ausstrahlung der Energie in den Raum sich als zu schwach erweisen.
Den beiden Stromkreisen können elektrische Schwingungen in irgendeiner Weise mitgeteilt werden, zweckmässig in der Art, dass man sie durch in ihrer Nähe angeordnete Primärleiter pI und p2 erregt. Zwoclmliissig werden einstellbare Wider- ständo LI L2 in den Primärstromkreis eingeschaltet, hauptsächlich um die Art der Primärschwingungen zu regeln. In der Zeichnung umgeben die Primärleiter P1 und p2 die Spulen SI und 82 und sind miteinander in Reihenschaltung durch die Widerstände L1, L2, Leiter F,
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Die gezahnte Scheibe D ist mit dem Leiter F, gewünschtenfalls auch mit der Erdplatte E, wie veranschaulicht, verbunden. Auf diese Weise sind zwei unabhängige Primärstromkreise gebildet.
Die Kondensatoren CI und C2 haben eine solche Kapazität, und die Widerstände L1 L2 sind so eingeschaltet, dass jeder Primärstromkreis sich nahezu in Resonanz mit seinem Sekundärstromkreise befindet. Dabei muss darauf geachtet wurden, dass jeder der Sekundärstromkreise D1 S1 E und D2 S2 E in seinem Gründen schwingt, da sonst die Vorrichtung nicht befriedigend arbeiten wird. Sind die Kapazitäten der Spulen S1 und S2 verhältnismässig klein, so ergibt sich die richtige Abstimmung, wenn das Produkt aus Kapazität und Induktanx in. jedem Primärstromkreise annähernd gleich dem Vierfachen desjenigen im zugehörigen Sekundärstromkreise ist.
Die Bürstenhalter BI und B2 lassen sich unabhängig voneinander im Winkel und wenn nötig, auch seitlich einstellen, so dass eine beliebige Aufeinanderfolge oder ein beliebiger Phasenunterschied zwischen den in (iss' ! beiden Primärstromkreisen auftretenden Entladungen erreicht werden kann. Die Kön-
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Potential, geladen. Die gezahnte Scheibe D wird in Umdrehung versetzt, so dass ihre Zähne oder Arme in aufeinander folgender Reihe in die nächste Nähe der leitenden Stangen oder Bürsten n 1t oder je nach den Umständen in Berührung mit denselben treten, wodurch
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laden werden.
Dadurch werden die zwei Sekundärstromkreise D1 S1 E und D2 S2 E in Schwingungen versetzt, und zwar jeder in seiner eigenen Weise für einen bestimmten Zeitraum nach jeder Entladung. Die zwei verschieden langen Impulse oder Schwingungen werden durch die Erdplatte E der Erde mitgeteilt, breiten sich in derselben aus und erreichen die Empfangsstation. Die letztere ist mit zwei ähnlichen Stromkreisen e sl fil und e s2 d2 ausgerÜstet, die in derselben Art, wie die Stromkreise der Senderstation angeordnet und mit denselben abgestimmt sind, so dass jeder von ihnen ausschliesslich auf eine der zwei in der Senderstation erzeugten Schwingungen von verschiedener Länge anspricht. In der Empfangsstation werden dieselben Grundsätze wie in der Sendestation für die Einstellung der Teile der Stromkreise beobachtet.
Dabei ist dafür zu sorgen, dass die Abstimmung stattfindet, wenn alle Teile der Stromkreise verbunden und richtig eingestellt sind, da jede-Abweichung die Schwingungen mehr oder weniger abändern würde. Die Empfangsspulen s'und s2 sind einzeln im Nebenschluss zu Stromkreisen geschaltet, die empfindliche Vorrichtungen a1 bezw. a2, Batterien bl bezw. b2, einstellbare Widerstände r1 bezw. r2 und empfindliche Relais RI bezw. R2 in Reihenschaltung enthalten, wie Fig. 2 veranschaulicht. Die Art der Verbindung und die Anordnung der verschiedenen Vorrichtungen ist grossenteils nebensächlich und kann vielfach abgeändert werden. Die empnnd- lichen Vorrichtungen al und a2 können von einer beliebigen bekannten Art sein.
Beispielsweise können sie jede aus zwei durch eine sehr dünne'Schicht von Luft oder Dielektrikum getrennten leitenden Endstücken bestehen, die durch eine Batterie oder andere Encrgiequelle bis zur Durchschlagsentladungsgrenze gespannt sind, so dass sie bei der geringsten Störung nachgeben. Ihr ursprünglicher empfindlicher Zustand kann nach jeder Entladung durch Öffnen des Batteriestromes auf einen Augenblick oder in anderer Weise wieder
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ihren Ankern treten.
Das Aussenden der Schwingungen verschiedener Länge von der Sendestation kann in einer beliebigen Weise bewirkt worden, beispielsweise durch Öffnen und Schliessen dos Stromkreises der Energiequelle S,'so dass beim jedesmaligen Schliessen desselben zwei vorschieden lange elektrische Schwingungen gleichzeitig oder in rascher Aufeinanderfolge je nach Belieben ausgesandt worden. Die zwei Empfangsstromkreise der Empfangsstation, welche einzeln auf die von den ihnen entsprechenden Stromkreisen der Sendestation erzeugten Schwingungen ansprechen, betätigen durch die empfindlichen Vorrichtungen al und a2 die Relais ill und ssS, deren Anker durch die Kontakte c1 und c2 ihren Stromkreis schliessen und so das als Empfänger dienende Relais RB in Tätigkeit setzen.
Das Letztere zieht seinen Anker an, der durch Berührung mit dem Kontakte ca den Stromkreis der Batterie b4 schliesst und dadurch eine Arbeitsvorrichtung a3 in Tätigkeit setzt. Wird aber durch eine fremde Störung einer der beiden Empfangsstromkreise in seiner Wirkung beeinträchtigt, so kann natürlich auch das Relais R3 nicht in Tätigkeit treten. Auf diese
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Einmischung bewirkt, folglich auch die Geheimhaltung der Botschaft gesichert werden.
Die in Fig. 2 veranschaulichte Empfangsstation vermag keine Nachricht nach der Sendestation zu geben. Sollten aber beide Stationen Nachrichten sowohl aussenden als auch empfangen können, so müssen sie gleich eingerichtet sein. Es kann dann irgendeine Anordnung. die hier nicht näher dargestellt zu sein braucht, getroffen werden, um die Vorrichtung auf jeder Station, sowohl als Sender als auch als Empfänger benutzen zu können.
Die Endplatten/ und D2 der Sendevorrichtung und diejenigen dl d2 der Empfangsvorrichtung sind in der Zeichnung als voneinander isoliert dargestellt. Jedoch ist dies, obwohl vorteilhaft, nicht durchaus notwendig. Die zwei Platten können untereinander ver-
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nutzt werden.
Die Betätigung eines Empfängers, wie R3, kann ferner statt von zwei Sendestromkreisen, wie oben beschrieben, von mehreren Sendestromkreiscn abhängig gemacht werden, so dass auf diese Weise ein beliebiger Grad von Sicherheit und Geheimhaltung der Nachricht gegen fremde Einrichtungen erreichbar ist.
Die in Fig. 1 und 2 veranschaulichten Vorrichtungen ermöglichen auch verschiedene Wirkungen durch Einstellung der Aufeinanderfolge oder des Phasenunterschiedes der Entladungen in den Primärstromkreisen P1 und P. Beispielsweise kann die Wirkung der Relais Rl /i2 entweder durch Änderung der Gewichte der Anker 11 12 odeur der Stärke der Batterie bl b2 oder durch Einstellung der Widerstände r1 r2 oder in anderer Weise geregelt werden, so dass, wenn auf der Sendestation eine bestimmte Aufeinanderfolge oder Phasendifferenz der Entladungen in den Primärstomkreisen P1 und p2 stattfindet, die
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so das Relais Ri betätigen, dagegen ihre Dienste versagen, wenn die Aufeinanderfolge oder Phasendifferenz geändert ist.
Durch diese oder ähnliche Mittel kann eine vermehrte Sicherheit gegen fremde Störungen erreicht werden, ausserdem auch noch die Möglichkeit, die Zeichengebung durch Änderung der Aufeinanderfolge der Entladungen in den, zwei Primärstromkreiseu noch geheimer zu gestalten. Anstatt in oben angegebener Weise den Stromkreis der Quelle'' ? für die Aussendung verschieden langer Impulse oder Schwingungen zu schliessen und zu öffnen, kann es zweckmässig sein, nur die Periode in jedem Sendestromkreise in irgendeiner bekannten Weise willkürlich zu ändern, beispielsweise durch Einstellung der Widerstände in den Primärstromkreisen. Hinsichtlich der in Fig. 2 veranschaulichten Vorrichtung ist noch zu bemerken, dass bestimmte Wirkungen durch Parallel-
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sind.
In diesem Falle muss natürlich das Relais R3 so eingerichtet oder eingestellt sein, dass es nur dann in Tätigkeit tritt, wenn beide Kontakte geschlossen sind.
Es ist nicht nötig. Sendevorrichtungen mit zwei oer mehreren gesonderten Teilen, wie 81 und S2 oder Stromkreisen zu verwenden, da eine Aufeinanderfolge von Impulsen oder Schwingungen verschiedener Länge auch durch eine Vorrichtung mit einem einzigen Stromkreise erzeugt werden kann. Einige Vorrichtungen dieser Art sind beispielsweise in
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Nebenschluss zu einer umlaufenden Scheibe D3 geschaltet, welche ähnlich wie die in Fig. 1 dargestellte eingerichtet sein kann.
Diese Scheibe schaltet zeitweise einen Teil der Spule s3 aus oder verbindet ihn, wenn gewünscht, durch einen einstellbaren Kondensator C, wodurch
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die Schwingung des Stromkreises e s3 d3 zu passenden Zeitpunkten geändert wird, so dass zwei Impulse oder Schwingungen verschiedener Lange in rascher Aufeinanderfolge ans- gesandt werden.
Eine ähnliche Wirkung wird von dem in Fig. 4 veranschaulichten Strom-
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richtung e s5 d5 werden drei verschieden lange Schwingungen ausgesandt, dadurch, dass zeitweise eine wechselnde Zahl Windungen einer Induktionsrolle L4 durch eine umlaufende Scheibe Db mit zwei Vorsprüngen jp und durch drei unter 120 () voneinander abstehende Bürsten M in Reihe mit dem schwingenden Stromkreise geschaltet wird.
In jedem dieser drei Fälle kann die Empfangsstation mit zwei bezw. drei Stromkreisen ähnlich wie in Fig. 2 ausgerüstet sein, wobei selbstverständlich die vom Sender ausgehenden verschiedenen Schwingungen so rasch aufeinander folgen, dass sie wie gleichzeitig auftretende Schwingungen derselben Länge die Betätigung der Relais RI und R2 oder dgl. bewirken, Es ist auch nicht notwendig, auf der Empfangsstation zwei oder mehrere Stromkreise, wie s1 und s2 anzuwenden, sondern es können auch einfache Stromkreise, wie die in Fig. 3, 4 und 5 dargestellten benutzt werden. In diesem Falle müssen die entsprechenden Scheiben wie D3, D und D5 auf der Sendestation und der Empfangsstation übereinstimmend laufen.
Natürlich können die Sendevorrichtungen und Empfangsvorrichtungen eine grössere Anzahl verschiedener Einzelvorriehtungen erhalten, welche in jeder möglichen Weise angeordnet und miteinander verbunden sein können. Dadurch wird die Möglichkeit geboten, von einer praktisch unbegrenzten Anzahl von Vorrichtungen eine einzelne zur Betätigung mittels, einen gemeinsamen natürlichen Weg (Luft, Erde, Wasser) oder eine gemeinsame künstliche Leitung (Drähte, Kabel) durchlaufender Impulse oder Schwingungen auszuwählen, also jeder Vorrichtung ein besonderes Kennzeichen zu erteilen und sie gegen unbefugte Benutzung oder fremde Einmischung durchaus zu schützen, so dass sie mit voller Sicherheit angerufen werden kann,
ohne eine Verwechslung mit zahllosen anderen Vorrichtungen be- fürchten zu müssen.
Die Erfindung lässt sich, wie aus obigem ersichtlich ist, nicht nur auf die besondere, hier beschriebene Übertragung von Impulsen oder Schwingungen durch die natürlichen Wege (Luft, Erde, Wasser u. s. w.)'anwenden, sondern auch auf andere Verfahren zur Übertragung elektrischer Impulse oder Schwingungen durch Drähte oder Kabel für die Betätigung von telegraphischen oder telephonischon oder anderen von der Sendevorrichtung weit entfernten Arbeitsvorrichtungen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur sicheren Betätigung eines bestimmten Empfängers mittels elektrischer
Impulse oder Schwingungen verschiedener Beschaffenheit. dadurch gekennzeichnet, dass auf der Sendestation eine Anzahl Arten von Impulsen oder Schwingungen verschiedener Be- schaffcnheit erzeugt und ausgesandt werden und dass auf der Empfangsstation eine gleiche
Anzahl von Schwingungssystemen in Anwendung kommen, die einzeln nur auf Impulse oder
Schwingungen je einer Beschaffenheit ansprechen und nur beim gleichzeitigen Zusammen- arbeiten einen Empfänger betätigen.