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Österreichische PATENTSCHRIFT ? 16490.
VICTOR POPP IN PARIS. Empfänger für elektrische Wellen.
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Empfänger für elektrische Wellen, welcher sieh insbesondere für die drahtlose Telegraphic und Telephonie eignet.
Der Empfänger besteht der Hauptsache nach aus zwei in Berührung befindlichen Metallteilen, deren einer poliert, während der andere oxydiert ist ; die Berührungsstelle zweier derartiger Teile besitzt die Eigenschaft, in normalem Zustande keinen Strom durchzulassen, aber sofort leitend zu werden, sobald in Entfernung von derselben ein elektrischer Funken überspringt und unter der Einwirkung eines sehr schwachen Stosses augenblicklich wieder ihren Widerstand anzunehmen.
Vorteilhaft besteht der eine Teil aus metallenen Stäben, deren stumpfe Enden oxydiert sind und auf einer polierten Metallplatte aufruhen ; umgekehrt kann auch die Platte oxydiert und es können die stumpfen Enden poliert sein ; durch diese Anordnung, bei der mehrere Berührungsstellen vorhanden sind, erscheint das Funktionieren des Empfängers stets gesichert, weil immer mindestens eine Bcrührungsstelle vorhanden ist, welche unter dem Einflusse elektrischer Wellen leitend wird.
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mittelbar auf einem Morse'sehen oder einem andersartigen Zeichengeber angebracht zu worden, derart, dass die Unterbrechung bei jedem Empfang von Wellen durch den'Stoss hervorgerufen wird, den der Anker des Elektromagneten des Zeichengebers auf den Ständer des Empfängers ausübt, oder durch irgendeinen Stoss, der von einer Bewegung herrührt, dio der Apparat beim Zeichengeben ausführt.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt, und zwar : die Fig. 1 und 2 stellen schematisch die Schaltung des Empfängers dar, Fig. 3 veranschaulicht einen Apparat nach vorliegender Erfindung, Fig. 4 die Anbringung des Apparates auf einem Morso'schen Zeichengeber und Fig. 5 den oberen Teil des Empfängers in dieser Anwendungsart.
Der Empfänger besteht im Prinzipe aus drei oder mehr Stiften a, die aus poliertem Stahl oder irgendeinem anderen Metall bestehen und deren stumpf Enden auf einer Metallplatte b aufruhen, welch letztere gleichfalls aus poliertem Stahl oder irgendeinem anderen Metall besteht. Die drei Stifte a sitzen an einer Platte c aus Messing oder einem anderen geeigneten Material, welche eine Klemmschraube d ! trägt, in welche der eine Leitungsdraht des Empfängerstromes befestigt wird, während der andere Leitungsdraht an der Platte b endigt. Die die Platte b herührcndell Endon der Stifte sind oxydiert, damit ein Widerstand entsteht, welcher in normalem Zustande den Durchgang des von einer kleinen Batterie e kommenden Stromes hindert.
Die Oxydation der Enden der Stifte erfolgt mittels irgendeines passenden Verfahrens, beispielsweise dadurch, dass man sie eine gewisse Zeit lang in einem Trockene-astern mit heisser Luft belässt, die auf die erforderliche Temperatur erhitzt wurde. Die Stärke der Oxydation kann geregelt werden, indem man die Temperatur des Trockenofen und die Dauer der Erhitzung abändert. Die Oxydation kann auch auf chemischem Wege erzielt werden. Die Platte c und die Platte b sind mit den beiden Polen einer met-non Batterie e verbunden : in den Stromkreis ist ein Galvanometer f und ein Widerstand g eingeschaltet.
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Wenn der Strom geschlossen ist, so bleibt der Zeiger des Galvanometers auf Null,- der Strom der Batterie e geht also nicht durch, weil der Stromkreis durch die Berührung der polierten Platte b und der oxydierten Enden der Stifte a unterbrochen ist. Lässt man aber, in gewissem Abstande zwischen zwei kleinen Kugeln eines Herz'schen Oszillators einen kleinen Funken überspringen, so beobachtet man sofort eine Ablenkung der Nadel des Galvanometers f ; die Berührungsstellen der Stifte a und der Platte b werden also unter Einwirkung eines in einem Abstande übergesprungenen Funkens leitend.
Um die Leitfähigkeit aufzuheben und die ursprüngliche Stromunterbrechung wieder hervorzurufen, genügt es, der Vorrichtung einen sehr leichten Stoss zu erteilen ; die Galvanomoternadel kehrt dann augenblicklich in die Ausgangslage zurück.
In den Stromkreis des Empfängers ist ein Relais A eingeschaltet (Fig. 2), welches, sobald der Strom durch diesen Stromkreis geht, den Strom einer Lokalbatterie i schliesst, in welchen ein Morse-Apparat j eingeschaltet ist.
Aus Fig. 3, welche die Einrichtung des Empfänger-Apparates zeigt, ist ersichtlich, dass auf einer Grundplatte k aus isolierendem Material ein leitender Behälter aufliegt, der durch Stellschrauben m festgehalten wird und die polierte Platte b aufnimmt. Die Grundplatte k trägt die Ständer 11, welche miteinander durch die Querstücko o o'verbunden sind, die Öffnungen für den Durchtritt der Stifte a besitzen. Der Empfänger ist auf diese Weise fest gelagert, jedoch kann man mittels der Stellschraube m die Stellung der Kontaktspitzen auf der Platte b nach Wunsch abändern.
Der Stoss, welcher die Be- rührung aufheben soll, wird durch einen Klopfer hervorgebracht, der folgendermassen an- geordnet ist : Auf dem oberen Querstück o ist ein Elektromagnet p angebracht und in einer Ausnehmung des unteren Querstückes 0'liegt der Anker q dieses Elektromagneten, welcher Anker mit dem einen Ende des um die Spulen des Elektromagneten gewundenen Drahtes verbunden ist ; im Ruhezustand liegt der Anker q auf einer leitenden Platte r, wobei der Elektromagnet p und die Platte ?'mit den Polen der Lokalbatterie i verbunden sind.
Sobald von ferne die elektrischen Wellen gesendet werden, werden die Berührungsstellen der Stifte a und der Platte b leitend und der Strom aus der kleinen Batterie e geht durch ; dann schliesst aber das Relais h den Stromkreis derLokalbatterie i, derMorseApparat j funktioniert, aber indem der Strom durch den Elektromagneten p geht, erteilt der Anker q, der zu einem Hammer ausgebildet ist, dem Empfänger einen leichten Stoss, wodurch an den Berührungsstellen der ursprüngliche Widerstand hervorgerufen und der Apparat augenblicklich befäiugt wird, ein neues Signal zu empfangen.
Die angegebene neue Konstluktion eines Empfängers bietet grosse Vorteile, welche eine Folge der Einfachheit derselben sind. Wird der Apparat an einem trockenen Orte aufgestellt, so ist seine Dauer eine unbegrenzte und seine Wiederinstandsetzung kann auf jeden Fall augenblicklich geschehen ; weiters ist auch seine Empfindlichkeit sehr gross. Ferner braucht bei vorliegendem Apparate der Stoss, der die Unterbrechung bewirkt, nur sehr schwach zu sein, wenn man die Spannung der Batterie nach Bedarf abändert ; der Hub
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übersendeten Signale sehr rasch aufgenommen werden können.
Die Regelmässigkeit des Funktionieren, welche durch das Vorhandensein mehrerer Kontakte gewährleistet erscheint, ist ausserdem dem Umstande'zuzuschreiben, dass die Berührungen stets vollständig hergestellt sind und stets unter denselben Bedingungen. Die Grösse des Widerstandes, welcher durch den Grad der Oxydation und der Blankheit der miteinander in Berührung stehenden Teile genau bestimmt ist, ist vollständig konstant ; die Leitfähigkeit tritt daher unter den gleichen Einwirkungen auf und der Widerstand wird augenblicklich durch leicht auszuübende Erschütterungen wieder hergestellt, weil die in Berührung befindlichen Flächen immer ähnlich bleiben.
Der Apparat kann also niemals an Empfindlichkeit verlieren und es kann ihn keine äussere Erschütterung beeinflussen, da es möglich ist, den Widerstand der Berührung und eben hiedurch die Erschütterung der kohärierenden Teile zu regeln.
Der Apparat kann unmittelbar auf den Zeichengeber montiert werden (Fig. 4) ; der Tisch j1 des Zeichengebers j trägt einen Ständer s, der von dem Tische durch einen Sockel aus isolierendem Material, etwa Hartgummi, isoliert ist und der eine Platte si aus Kupfer oder einem anderen Metall trägt. An dieser Platte sind angebracht : die Schraube s2, welche den Weg des Ankers i'-' des Elekt. romagneten j3 des Zeichengebers nach unten begrenzt und die Tragplatte s3 des Kohärers, welche aus Messing oder einem anderen geeigneten Material besteht.
Nach oben erscheint der Weg des Ankers j2 durch eine Schraube t aus isolierendem Material begrenzt, die an dem Trägerarm tl sitzt, der seinerseits an dem das Uhrwerk für den Zeichengeber j einschliessenden Kasten befestigt ist. Der Anker j2 trägt einen isolierenden Knopf u, welcher an die Schraubest siusst, wenn dieser Anker von dem' Elektromagneten angezogen wird. Es kann derart zwischen dem Anker j2 und der Platte sl
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niemals eine elektrische Verbindung bestehen, wenn der Anker von dem Elektromagneten ja angezogen wird.
Der isolierende Knopf M trägt oben einen metallenen Kontakt,, 1 aus Platin, an welchem ein biegsamer Leitungsdraht el endigt, der von einem Pole einer kleinen Batterie e (von beispielsweise l/2 Volt Spannung) ausgeht ; wird der Anker von dem Elektromagneten nicht mehr angezogen und wurde er von seiner Feder j4 aufgehoben, so legt sich der Kontakt ul an das Ende der Spindel einer platinierten Schraube t2, die im Inneren der isolierenden Schraube t angeordnet und mit einem der Pole des Kohärers leitend ver- bunden ist, wie dies später beschrieben werden soll.
Die Platte b des Kohärers, die aus poliertem Stahl oder einem anderen Metall besteht, liegt auf der Tragplatte h und auf dieser steht, wie bereits erwähnt, ein Dreifuss, der aus einer kleinen Platte c aus Messing oder einem anderen Metall besteht, die auf drei Stiften a aus poliertem Stahl oder einem anderen Metall liegt, deren mit der Platte b in Berührung stehende Enden oxydiert sind ; durch den Widerstand der Oxydschichte kann im normalen Zustande der Strom der Batterie e, in deren Stromkreis der Kohärer eingeschaltet ist, nicht hindurchgehen.
Die Platte c ist durch biegsame Leitungsdrähte mit der platinierten Schraube t2 verbunden, demnach auch mit einem der Pole der Batterie e, wenn der Anker , wenn er von dem Elektromagneten j3 nicht angezogen wird, unter dem Einflusse seiner Feder j4 den Kontakt ul an die platinierte Schraube t2 drückt. Der andere Pol der Batterie e ist durch den Leitungsdraht e2 mit der Tragplatte s3 verbunden, auf der die polierte Stahlplatte b liegt. In diesen Leitungsdraht e2 ist ein regelbarer Widerstand g und ein Relais h eingeschaltet ; letzteres schliesst im Augenblicke, wenn der Strom durch den Stromkreis der Batterie e geht, den Stromkreis einer Lokalbattcrie t (von 5 bis 6 Volt Spannung ungefähr), die den Zeichengeber j betätigt und in welchen der Elektromagnet j3 eingeschaltet ist.
Damit der Kohärer äusseren Einwirkungen nicht ausgesetzt sei, ist er in einen Glaszylinder v eingeschlossen ; dieser trägt innen einen Ring vu anus isolierendem Material, etwa aus Elfenbein, der innen vollkommen glatt poliert und dazu bestimmt ist, die seitliche Verschiebung des Dreifusses ohne Reibung zu begrenzen ; oben trägt er einen Ring t, 2 aus isolierendem Material, beispielsweise aus Elfenbein, auf dem ein Elektromagnet 10 sitzt, der in der Mitte eine Höhlung für den Durchtritt des Leitungsdrahtes besitzt, welcher den Dreifuss mit der platinierten Schraube t2 verbindet.
Dieser in den Stromkreis einer Hilfs- batterie x eingeschaltete Elekromagnet w ist dazu bestimmt, dass er, wenn er von einem
Strom durchflossen wird, den Dreifuss anzieht und ihn derart in einer kleinen Entfernung von seiner Platte b aus poliertem Stahl erhält : zu diesem Zwecke ist ein eiserner Ring cl in die obere Fläche der kleinen Platte c eingelassen.
Der Leitungsdraht, der an der Platte c endigt, ist vorteilhaft ein ausgeglühter Silber- draht und ist (Fig. 4 und 5) mittels zweier lIalbzylinder il, die ihn umklammern und auf welche eine Schraube d'geschraubt wird, befestigt.
Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist nun die folgende :
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und der Stromkreis der Batterie e wird nur an der Berührungsstelle der oxydierten Enden der Stifte a mit der Platte b unterbrochen. Lässt man in der Senderstation zwischen den Kugeln eines Oszillators Funken überspringen, so rufen diese elektrische Wellen hervor, welche die Berührungsstellen der Stifte a und der Blatte b leitend machen ; sofort erscheint der Stromkreis der Batterie e geschlossen, der das Relais durchfliessende Strom
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dieser Batterie den Elektromagneten , so wird der Anker j-angezogen, der Kontakt ut entfernt sieb von der Schraube t'1. und der Stromkreis der Batterie e ist unterbrochen ;
ferner schlägt der Anker P bei der Anziehung, die er erleidet, auf die Schraube 82 und erteilt hiebei dem Träger s1 einen leichten Stoss, der zur Folge hat, dass die leitende Berührung der oxydierten Enden der Stifte a mit der Platte b aufgehoben wird. Sobald der Stromkreis der Batterie e unterbrochen ist, geht kein, Strom durch das Relais h und es ist der Stromkreis der Lokalbatterie i gleichfalls unterbrochen.
Folglich geht kein Strom mehr um den Elelï : tromagncten j3 und der Anker , der von der Feder j4 zurückgezogen wird, kehrt in seine Anfangsstellung zurück, wobei er wieder den Kontakt ul an das Ende der Schraube t2 anlegt ; indem aber die Teile des Kohärers durch den von dem Anker auf die Schraube s2 ausgeübten Stoss ausser leitende Berührung gekommen sind, so bleibt der Stromkreis der Batterie e so. lange unterbrochen, bis neue von der Senderstation kommende Wollen die Berührungsstelle der Stifte a mit der Platte b wieder leitend machen.
Durch diese Einrichtung wird der Stromkreis der kleinen Batterie e, bevor der Stoss
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indem diese Ströme in der Zwischenzeit zwischen dem Öffnen des Stromes und dem Stoss entstehen. Das Schliessen des Stromes der Lokalbatterie t bezweckt unter anderem, in der üblichen Art den Zeichengeber j zu betätigen, welcher das Abrollen des Papierstreifens hervorruft und das Aufdrucken von langen oder kurzen Zeichen auf demselben, entsprechend langen oder kurzen Wellenzügen aus der Senderstation. Die Vorrichtung gestattet, den Anker einen sehr kurzen Weg zurücklegen zu lassen (1-1/2 mm) und demzufolge eine sehr rasche und sehr sichere Übertragung von Wellen zu erhalten.
Soll der Kohärer ausgeschaltet werden, so schliesst man vorerst den Stromkreis der IIilfsbatterie x, so dass der Strom durch den Elektromagneten w geschickt wird. der den Dreifuss anzieht und ihn derart in einem Abstande von der Platte b hält. Unter diesen Bedinguugen kann man also in der Nähe des Empfängers Funken überspringen lassen oder einen Sender betätigen, ohne dass der Kohärer durch die Funken beeinflusst würde. Man ist also nicht mehr genötigt, wie bei den gewöhnlichen Apparaten, den Kohärer abzunehmen und in eine metallene Büchse einzuschliessen, um ihn den äusseren Einflüssen zu entziehen.
Um den Apparat fähig zu machen, elektrische Wellen zu empfangen, genügt es, den Strom der Batterie x zu unterbrechen und der Dreifuss steht dann auf der polierten Stahlplatte b.
Die angegebene Art der Montierung kann übrigens auf alle Systeme von Kohärern angewendet werden.
Um den Kohärer der oxydierenden Wirkung der Luftfeuchtigkeit zu entziehen und jede mögliche Oxydation der polierten Teile zu verhindern, kann der Apparat in einen Behälter gestellt werden, der evakuiert worden ist oder auch in einen entsprechenden Körper getaucht werden, entweder in eine Flüssigkeit, wie Erdöl, Öl u. s. f. oder in ein fettes, halbflüssiges Material etc. Unter diesen Bedingungen behalten dio polierten Teile ihre blanko Oberfläche und können sich niemals oxydieren, wo auch immer der Apparat aufgestellt wird ; dieser kann also lange Zeit wirken.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Empfänger für elektrisch Wellen, bestehend aus einem Frittkontakt, der von einem oxydierten und einem blanken Metallstück gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass orsteres aus mehreren Stäben mit stumpfer Spitze, letzteres aber aus einer polierten l\Ieta1lplatte besteht.