DE143453C - - Google Patents

Description

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KAISERLICHES Λ

PATENTAMT.

Man kennt bereits Verfahren und Vorrichtungen zur Erzeugung und Übertragung elektrischer Impulse oder Schwingungen durch die Luft, die Erde oder durch Wasser auf Empfangsvorrichtungen und zur Auslösung der letzteren für die Zeichengebung oder die Beherrschung anderer Vorrichtungen, die beliebiger Art und selbsttätig sein können.

Bei diesen Verfahren hat man die Empfangsvorrichtungen auf die Sender abgestimmt, um sie noch empfindlicher für die von den letzteren erzeugten Impulse zu machen und sie den Einwirkungen von aus fremden Quellen stammenden Impulsen möglichst zu entziehen.

Doch wird durch diese Anordnung nur eine beschrankte Geheimhaltung der zu übertragenden Impulse ermöglicht, weil es sehr schwierig ist, für solche Verfahren Vorrichtungen in irgend einer erheblichen Anzahl zu bauen, welche ausschließlich auf Impulse oder Schwingungen einer bestimmten Art ansprechen.

Vorliegende Erfindung betrifft nun ein Verfahren, um eine große Zahl von Sende- und Empfangsstationen gleichzeitig gesondert und ausschließlich arbeiten zu lassen, ohne die Zeichen oder Nachrichten irgend einer Störung, Unterbrechung oder Beeinflussung von fremder Seite her auszusetzen. Das Verfahren beruht auf der Anwendung einer, zwei oder mehrere elektrische Impulse oder Schwingungen verschiedener Wellenlänge ,erzeugenden Sendevorrichtung und einer in weiter Entfernung aufgestellten Empfangsvorrichtung mit zwei oder mehreren gesondert auf diese Impulse oder Schwingungen ansprechenden Abteilungen und einem Empfänger (Relais oder dergl.), der nur beim gleichzeitigen Zusammenarbeiten dieser Abteilungen in Tätigkeit tritt. Durch den Empfänger kann dann eine beliebige Arbeitsvorrichtung ausgelöst werden, z. B. eine TeIe- graphenvorrichtung, ein Semaphorarm, ein Uhrwerk, ein sich selbsttätig bewegendes Schiff usw.

Zwar ist es an sich nicht neu, Ätherwellen von verschiedener Wellenlänge und gleicher Schwingungsebene zu verwenden; schon Jegou hat in den Comptes Rendus (Band 131, Seite 882) darauf hingewiesen. Der Zweck jedoch, zu dem die Verwendung solcher Wellen in Vorschlag gebracht wurde, ist ein durchaus anderer. ,

Elektrische Impulse oder Schwingungen verschiedener Beschaffenheit zu erzeugen ist ebensowenig neu. Man hat auch (vergl. die amerikanische -Patentschrift 663400) bereits vorgeschlagen, solche Schwingungen an der Empfangssteile durch eine gleiche Anzahl Empfänger aufnehmen zu lassen, deren jeder nur auf eine bestimmte von diesen Schwingungen anspricht, und wobei nur beim gleichzeitigen Ansprechen beider Empfangsvorrichtungen ein bestimmter Signalapparat in Tätigkeit tritt. Nach der genannten Patentschrift werden Schwingungen verschiedener Schwingungsrichtung bezw. Schwingungsebene verwendet. Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich dagegen um ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Nachrichtenübermittelung durch elektrische Wellen verschiedener Wellenlänge, und dieses

Verfahren zeichnet sich nicht allein durch seine Einfachheit aus, vielmehr auch durch die Zuverlässigkeit seiner Wirkung.

Fig. ι und 2 auf beiliegender Zeichnung veranschaulichen schematisch die auf der Sendestation bezw. die auf der Empfangsstation benutzten Vorrichtungen und Stromkreise. Fig. 3, 4 und 5 betreffen andere Ausführungsformen, welche nach vorliegender Erfindung für den

ίο Sender zur Anwendung kommen können.

In Fig. ι sind zwei spiralig gewundene Spulen oder Leiter S^] S² dargestellt, welche an ihren inneren Enden mit je einem Luflleiter und hoch angeordneten Endplatten D¹ bezw. D², und an ihren äußeren Enden mit einer Erdplatte E verbunden sind. Die beiden Spulen oder Leiter bezw. Schwingungssysteme D¹S¹E und D² S² E werden mit verschiedenen, passend gewühlten Schwingungsperioden erregt und dabei muß ihre Drahtlänge derart bemessen sein, daß in den Endplatten D¹ D- Spannungsbäuche auftreten. Die Schwingungsperioden müssen ferner derart gewählt werden, daß die das eine Schwingungssystem erregenden Schwingungen keine Wirkung auf das andere Schwingungssystem ausüben und umgekehrt. Man erhält die günstigsten Ergebnisse, wenn die Schwingungszahlen sich zueinander verhalten wie zwei kleine Primzahlen. Außerdem müssen die Schwingungssysteme D¹ S¹ E und D² S² E geringe Dämpfung besitzen, damit sie nicht so schnell ausklingen, sondern möglichst lange sich fortsetzende Wellenfolgen ausstrahlen. Ferner sollten die verwendeten Wellenlängen nicht zu klein gewählt werden, so daß sie sich etwa den Wellenlängen der Hertz'schen Wellen nähern, denn Wellen von so kleiner Wellenlänge erweisen sich wegen der schnellen Ausstrahlung der Energie in den Raum als zu schwach. Die beiden Schwingungssysteme D¹S¹E und D-S²E sollten vielmehr am besten in ihrem Grundton oder wenigstens in einem niedrigen Oberton schwingen, denn dann ist auch die Möglichkeit der Beeinflussung durch von außen kommende störende Schwingungen am geringsten. Den beiden Schwingungssystemen können elektrische Schwingungen in irgend einer Weise mitgeteilt werden, am besten in der Art, daß man sie durch in ihrer Nahe angeordnete Primärleiter P¹ und P² erregt. Zweckmäßig werden einstellbare induktive Widerstände L¹L² in die Primärschwingungssysteme eingeschaltet, hauptsächlich, um die Art der Primärschwingungen zu regeln. In der Zeichnung umgeben die Primärleiter P¹ und P- die Spulen S¹ und S² und sind miteinander in Reihenschaltung durch die Widerstände L¹ L², Leiter F, Kondensatoren C¹ und C², Bürstenhalter B¹ und B² und die gezahnte Scheibe D verbunden. Die gezahnte Scheibe D ist mit dem Leiter F, gewünschtenfalls auch mit der Erdplatte E, wie veranschaulicht, verbunden. Auf diese Weise\ werden zwei unabhängige Primärschwingungssysteme gebildet. Die Kondensatoren C un<
haben eine solche Kapazität, und die Wi
stände L¹L² sind so eingeschaltet, daß j
Primärschwingungssystem sich nahezu in
sonanz mit seinem Sekundärsysteme befi
Dabei muß darauf geachtet werden, daß
Sekundürschwingungssystem Z)¹S¹J? und D²
in seinem Grundton schwingt, da sonst
Vorrichtung nicht befriedigend arbeitet,
die Kapazitäten der Spulen S¹ und S²
hä'ltnismäßig klein, so ergibt sich die ric

C²

erdes

let.

des -²E die ind er-

ige

Abstimmung, wenn das Produkt aus Ka/azität und Selbstinduktion für jedes Primärschwingungssystem annähernd gleich dem Vierfachen des entsprechenden Produktes für das zugehörige Sekundärschwingungssystem ist. Die Bürstenhalter B¹ und B² lassen sich unabhängig voneinander im Winkel und, wenn nötig, auch seiflich einstellen, so daß eine beliebige Aufeinanderfolge oder ein beliebiger Phasenunterschied zwischen den in den beiden Primärschwingungssystemen auftretenden Entladungen erreicht werden kann. Die Kondensatoren C¹ und C" werden von einer beliebigen Energiequelle S, zweckmäßig von hohem Potential, geladen. Wird dabei die gezahnte Scheibe D in Umdrehung versetzt, so kommen ihre Zähne oder Arme ρ ρ nacheinander in die nächste Nähe der leitenden Stangen oder Bürsten η η, oder sie berühren unter Umständen dieselben, und hierdurch werden die Kondensatoren in rascher Aufeinanderfolge durch ihre zugehörigen Schwingungssysteme entladen. Dadurch werden die zwei Sekundärschwingungssysteme D¹ S¹ E und D² S²E in Schwingungen versetzt, und zwar jeder in seiner eigenen Weise für einen bestimmten Zeitraum nach jeder Entladung. Die zwei Impulse oder Schwingungen von verschiedener Wellenlänge werden durch die Erdplatte E der Erde mitgeteilt und erreichen die Empfangsstation (Fig. 2). Die Letztere ist mit zwei ähnlichen Schwingungssystemen Cs¹Cl¹ und es²*/² ausgerüstet, die in derselben Art wie die Schwingungssysteme der Sendestation angeordnet und auf dieselben abgestimmt sind, so daß jedes von ihnen ausschließlich auf eine der zwei in der Sendestation erzeugten Schwingungen von verschiedener Länge anspricht. Für die Empfangsstation gelten dieselben Grundsätze wie für die Sendestation. Dabei ist dafür zu sorgen, daß die Abstimmung vorhanden ist, wenn alle Apparate ausgeschaltet sind und in der richtigen Stellung sich befinden, denn jede Veränderung hierbei würde die Schwingungen mehr oder weniger beeinflussen und ändern. An den Anfang und das Ende der Empfangsspulen s¹ und s² sind Stromkreise angeschaltet,

2ran- '. die je eine für die elektrischen Schwingungen

wer- empfindliche Vorrichtung α¹ bezw. α², eine

Jngs- Batterie b¹ bezw. /r, einen einstellbaren Wider-

i! C² 65 stand r¹ bezw. r² und ein empfindliches Re-

ii er- 5 lais i?¹ bezw. R² in Hintereinanderschaltung

j< des '* enthalten, wie Fig. 2 veranschaulicht. Die Art

^e- der Verbindung und die Anordnung der ver-

n let. schiedenen Vorrichtungen ist großenteils neben-

j( des 70 sächlich und kann vielfach abgeändert werden.

². "²E : 10 Die für die elektrischen Schwingungen empfind-

: die \ liehen Vorrichtungen a'a² können von einer

ί ind j beliebigen bekannten Art sein. Beispielsweise

'er- können sie jede aus zwei durch eine sehr

I tige 75 ' dünne Schicht von Luft oder Dielektrikum ge-

lzität *^ä 15 trennten Elektroden bestehen, die durch eine

win- . Batterie oder eine andere Energiequelle auf

chen J eine derartig hohe Potentialdifferenz gebracht

uge- ; werden, daß die Durchschlaggrenze nahezu er-

Die 80 I reicht ist; bei der geringsten Störung wird

nab- f 20 dann das Dielektrikum durchschlagen. Der

venn ; ursprüngliche empfindliche Zustand kann nach

be- jeder Entladung durch Öffnen des Batterie-

siger stromes auf einen Augenblick oder in anderer

liden 85 Weise wieder hergestellt werden. Die Relais

Ent- 25 R¹ R² haben Anker Z¹ Z², welche untereinander

Con- durch einen Draht w verbunden sind und bei

be- ihrer Anziehung durch Berührung mit den

von \ Kontakten c¹ und c² einen Stromkreis schließen,

die 90 : der eine Batterie b³, einen einstellbaren Wider-

t, so I 30 stand r³ und ein als Empfänger dienendes

iein- I Relais R³ enthält. Es ist also ersichtlich, daß

itan- { das Relais R^s hur dann in Tätigkeit treten

inter : kann, wenn beide Kontakte c^l und c² in Be-

rden 95 ] rührung mit ihren Ankern treten,

olge 35 Das Aussenden verschieden langer Schwin-

leme \ gungsfolgen von der Sendestation (entsprechend

dar- ' den Punkten und Strichen des Morsealphabets)

S" in kann in einer beliebigen Weise bewirkt wer-

• in 100 ; den, beispielsweise durch Öffnen und Schließen

nten .; 40 des Stromkreises der Energiequelle S, so daß

Im- ^L beim jedesmaligen Schließen desselben zwei

ener ^γ elektrische Schwingungen verschiedener Wellen-

e E ' länge gleichzeitig oder in rascher Aufeinandcr-

mp- 105 ; folge nach Belieben ausgesendet werden. Die

zwei . ] 45 zwei Empfangsschwingungssysteme der Emp-

s²d² \ fangsstation, welche einzeln auf die von den

die ί ihnen entsprechenden Schwingungssystemen der

nge- j Sendestation erzeugten Schwingungen anspre-

1 so 110 4 chen, erregen durch die empfindlichen Vor-

: der J 50 richtungen a^l und a² die Relais R¹ und R'²,

ivin- ^ deren Anker durch die Kontakte c^l und c²

icht. ί ihren Stromkreis schließen und so das als

Jnd- ;! Empfänger dienende Relais J?³ in Tätigkeit

tafür 115 setzen. Das Letztere zieht seinen Anker an,

ist, 55 der durch Berührung mit dem Kontakte c³ den

d in Ϊ Stromkreis der Batterie bⁱ schließt und da-

jede j durch eine Arbeitsvorrichtung α³ in Tätigkeit

igen I setzt. Würden aber durch irgend eine von un-

lern. 120 '\ befugter Seite ausgesendete Schwingungsfolge

ngs- I ^6o bestimmter Wellenlänge nur in einem der bei-

ältet, H den Empfangsstromkreise Schwingungen erregt,

so könnte natürlich auch das Relais R^s nicht in Tätigkeit treten. Auf diese Weise kann beispielsweise eine Nachrichtenübertragung mit erhöhter Sicherheit gegen fremde Einmischung bewirkt, folglich auch die Geheimhaltung der Botschaft gesichert werden. Die in Fig. 2 veranschaulichte Empfangsstation vermag keine Nachricht nach der Sendestation zu geben. Sollen aber beide Stationen Nachrichten sowohl aussenden als auch empfangen können, so müssen sie gleich eingerichtet sein. Es kann dann irgend eine 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 D¹ D² der Sendevorrichtung und diejenigen d¹ d² der Empfangsvorrichtung sind in der Zeichnung als voneinander isoliert dargestellt; jedoch ist dies, obwohl vorteilhaft, nicht durchaus notwendig. Die zwei Platten können untereinander verbunden sein, oder es kann nur eine einzige Endplatte £)' bezw. d^l auf jeder Station benutzt werden.

Die Auslösung eines Empfängers, wie R³, kann ferner statt von zwei Sendeschwingungssystemen, wie oben beschrieben, von mehreren Sendeschwingungssystemen 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 zu erzielen durch Einstellung der Aufeinanderfolge oder des Phasenunterschiedes der Entladung in denPrimärschwingungssystemenP¹ und P². Beispielsweise kann die Wirkung der Relais R¹ R² entweder durch Änderung der Gewichte der Anker Z¹ Z² oder der Stärke der Batterie b^lb'² oder durch Einstellung der Widerstände r¹ r² oder in anderer Weise geregelt weiden, so daß, wenn die Entladungen in den Primärschwingungssystemen P¹ und P² der Sendestation eine bestimmte Aufeinanderfolge oder Phasendifferenz besitzen, die Anker I¹I² zu gleicher Zeit durch die Kontakte c'c² ihre Stromkreise schließen und so das Relais R^s einschalten, dagegen ihre Dienste versagen, wenn die Aufeinanderfolge oder Phasendifferenz geändert ist. Durch diese oder ähnliche Mittel kann eine vermehrte Sicherheit gegen fremde Schwingungen erreicht werden.

Anstatt zwecks Erzeugung der Morsezeichen in der oben angegebenen Weise den Stromkreis der Stromquelle 5 zu schließen und zu öffnen, kann es zweckmäßig sein, die Wellenlänge in jedem Sendeschwingungssystem in irgend einer bekannten Weise willkürlich zu ändern, beispielsweise durch Einstellung der induktiven Widerstände in den Primärschwin-

gungssystemen, so daß der Sender zwar ununterbrochen arbeilet, aber der Empfänger nur in den Zeiten, wo die Wellen die richtige Länge haben, anspricht. Hinsichtlich der in Fig. 2 veranschaulichten Vorrichtung ist noch zu bemerken, daß bestimmte Wirkungen durch Parallelschaltung der Kontakte c^l und c², anstatt durch Hintereinanderschaltung derselben, wie dargestellt, erreichbar sind. Auch in diesem

ίο Falle muß natürlich das Relais R^a so eingerichtet oder eingestellt sein, daß es nur dann in Tätigkeit tritt, wenn beide Kontakte geschlossen sind.

Es ist nicht nötig, Sendevorrichtungen mit zwei oder mehreren gesonderten Schwingungssystemen, wie S¹ und S², zu verwenden, da eine Aufeinanderfolge von Schwingungen verschiedener Wellenlänge auch durch eine Vorrichtung mit einem einzigen Schvvingungssystem erzeugt werden kann. Einige Vorrichtungen dieser Art sind beispielsweise in den Fig. 3, 4 und 5 dargestellt. In Fig. 3 ist eine Sendevorrichtung e s^s d³ dargestellt, bei welcher durch eine umlaufende Scheibe D³, die ähn-

«5 lieh wie die in Fig. 1 dargestellte eingerichtet sein kann, in bestimmten Zeiträumen ein Teil der Spule s^s ausgeschaltet oder gegebenenfalls über einen einstellbaren Kondensator C³ kurzgeschlossen wird; hierdurch wird die Schwin- gung der Sendevorrichtung e s^s d³ zu passenden Zeitpunkten geändert, so daß zwei Impulse oder Schwingungen verschiedener Wellenlänge in rascher Aufeinanderfolge ausgesendet werden. Eine ähnliche Wirkung wird bei dem in Fig. 4 veranschaulichten Schwingungssystem e s* d* erzeugt durch zeitweise eintretenden Kurzschluß einer eine Induktionsspule Z.³ enthaltenden Sekundärwindung p⁴ unter Vermittelung einer umlaufenden Scheibe D* mit isolierenden und leitenden Segmenten oder in anderer Weise. Von der in Fig. 5 dargestellten Vorrichtung e s^s d^& werden drei Schwingungen verschiedener Wellenlänge ausgesendet; dies wird in der Weise erreicht, daß in rascher Aufeinanderfolge eine wechselnde Zahl Windungen einer Induktionsspule L⁴ durch eine umlaufende Scheibe D⁵ mit zwei Vorsprüngen p^&p^s und durch drei unier 120⁰ voneinander abstehende Bürsten η ⁵ in Reihe mit dem schwingenden System 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 müssen, daß sie wie gleichzeitig auftretende Schwingungen die Auslösung der Relais R¹ und R² oder dergl. bewirken. Es ist auch nicht notwendig, auf der Empfangsstation zwei oder mehrere Stromkreise 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 D⁴ und Z)⁵, auf der Sendestation und der Empfangsstation synchron und in der gleichen Phase laufen.

Natürlich können, wie bereits oben bemerkt, an Stelle von zwei eine größere Anzahl Schwingungen von verschiedener Wellenlänge verwendet werden; dadurch wird die Möglichkeit geboten, von einer praktisch unbegrenzten Anzahl von Vorrichtungen eine einzelne auszulösen; es ist also jeder Vorrichtung ein besonderes Kennzeichen erteilt, so .daß sie gegen unbefugte Benutzung oder fremde Einmischung durchaus geschützt ist. Dieselbe kann daher mit voller Sicherheit angerufen werden, ohne eine Verwechselung mit zahllosen Vorrichtungen befürchten zu müssen.

Claims (2)

Patent-Ansprüche:

1. Ein Verfahren zur sicheren Übertragung einer Nachricht auf einen bestimmten Empfänger mittels elektrischer Impulse oder Schwingungen verschiedener Beschaffenheit, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Sendestation eine Anzahl Arten Impulse oder Schwingungen verschiedener Wellenlänge erzeugt und ausgesendet werden und daß auf der Empfangsstation eine gleiche Anzahl Schwingungssysteme in Anwendung kommt, die einzeln nur auf Impulse oder Schwingungen einer bestimmten Wellenlänge ansprechen und nur beim Zusammenarbeiten einen Empfänger auslösen.

2. Eine Sendevorrichtung zur Ausführung des unter 1. gekennzeichneten Verfahrens, bei welcher durch rasch aufeinanderfolgendes Schließen und Öffnen einer Anzahl verschieden abgestimmter Schwingungssysteme oder durch rasch wechselnde Änderung der Schaltung eines oder mehrerer Schwingungssysleme eine Anzahl Impulse oder Schwingungen von verschiedener Wellenlänge erzeugt weiden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.