DE145227C

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Publication number: DE145227C
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

M 145227 KLASSE 21 a.

Es gibt bereits Übertragungsverfahren (vergl. z.B. Niaudet, Galvanische Elemente, deutsch von Hauck, Braunschweig 1881, S. 59), bei welchen in der einen Station eine Zinkelektrode, 'in der anderen eine Kupferelektrode eingebettet werden und das Telegraphieren dadurch geschieht, daß die beiden Elektroden dieses sogen. »Erdelementes« durch einen isolierten Leitungsdraht verbunden werden, sobald ein Zeichen gegeben werden soll. Hiervon unterscheidet sich vorliegende Erfindung dadurch, daß nach derselben ein Leitungsdraht im gebräuchlichen Sinne überhaupt nicht vorhanden ist, sondern es bildet derselbe eine elektromotorisch wirkende Art doppelpoliger Mittelelektrode gegenüber den Endplatten (Fig. ι und 2), indem die im Meerwasser oder auch in der Erde nicht isoliert verlegte Leitung selbst elektrisch erregt wird. Da diese z. B. aus einem nicht isolierten Kupferdraht bestehende Leitung in der Ruhelage stets mit gleichmetalligen, daher auch elektrisch gleichnamigen (z. B. Kupfer-) Endplatten in Berührung steht (Fig. 1), so wird solange jedweder Stromabfluß von diesen Platten zum Meereswasser (Ableitung) verhindert, wie durch die Berührung eines der Leitungsenden (Pol) mit einer Zinkplatte (z. B. durch Tasterverbindung) das elektrische Gleichgewicht in ihr selbst nicht gestört wird. Im Falle einer solchen Störung werden die Leitungsenden (Pole) elektrisch verändert, so daß die Leitung auf dem negativ elektrisch gewordenen Leitungsende den Abfluß der Elektrizität von der positiv elektrischen Platte zum Meereswasser gestattet, aber von dem positiv elektrisch gebliebenen Ende die Elektrizität an die negativ elektrische (Zink-) Platte abgibt (Fig. 2). Diese elektrischen Veränderungen in der Leitung bringen die in dieselbe in geeigneter Weise eingeschalteten Empfangsapparate zum Ansprechen.

Die Endplatten befinden sich in besonderen porösen im Grundwasser stehenden Zellen und sind mit Schwefelsaure bezw. Kupfervitriollösung umgeben, wodurch, da auch der Leitungsdraht im salzigen Meereswasser liegt, eine größere und konstantere Stromstärke als beim Erdelement erzielt wird.

Die Fig. 1 und 2 zeigen die Form einer nicht isolierten unterseeischen Linie und den elektrischen Zustand der einzelnen Leitungsbestandteile. Die Fig. 3, 4 und 5 sind Beispiele, wie die einzelnen Apparate in dieses Liniensystem geschaltet werden können.

Die Einrichtung einer solchen Linie ist wie folgt:

An den telegraphisch oder telephonisch zu verbindenden Ufern werden entsprechend große Zink- und Kupferplatten P bezw. P¹ in stark porösen (wasserdurchlässigen) Gefäßen G aus Ton oder grobem Leinwandstoff in womöglich stehendem Brunnenwasser getrennt aufgestellt. Die Zinkplattengefäße werden mit 15 prozentiger Schwefelsäure, die Kupferplattengefäße mit Süßwasser und Kupfervitriolkristallen gefüllt. Das die Plattengefäße umgebende Brunnen- (Grund-) Wasser

wird mit Steinsalz oder Schwefelsäure etwas angesäuert.

Der Leitungsdraht L (Drahtseil) aus Kupfer, Siliciumbronze oder verkupfertem Stahl wird zwischen bezw. neben den zu verbindenden Stationen direkt auf den Meeresboden ausgelegt.

Die beiden aus dem Meereswasser herausragenden Enden des Leitungsdrahtes werden ίο normal unter je einer Schleife außerhalb des Wassers (durch entsprechende Tasterverbindung) mit den Kupferglatten P¹ in Berührung gebracht. Die Zinkplatten P stehen frei (Fig. i).

Als Grundsatz gilt, daß die in der Ruhelage der Linie mit der Leitung in Berührung stehenden Plätten aus derselben Metallgattung wie der Leitungsdraht beschaffen sein müssen (hier aus Kupfer), so daß die Endkupferplatte einer Station mit dem Leitungsdraht zusammen die positive Elektrode zur Zinkplatte der anderen Station bildet.

Die Kupferplatten und die aus dem Meereswasser herausragenden Leitungsenden bilden im Verhältnis zum Zink positive, untereinander jedoch gleichnamige Elektroden (Fig. 1). Da das Meereswasser infolge des namhaften Salzgehaltes eine etwas bessere Leitungsfähigkeit als die Kupfervitriollösung besitzt, so hält die durch Meereswasserberührung positiv elektrisch gewordene Leitung mit den positiv elektrischen Kupferplatten ein nahezu vollkommenes elektrisches Gleichgewicht. Kleine Differenzen können außer Acht gelassen, größere durch Modifizierung der die Kupferplatten umgebenden Flüssigkeit ausgeglichen werden (Zusatz entsprechenden Schwefelsäurequantums zu den Küpferplatten).

Unterbricht man nun die Berührung einer Kupferplatte mit der Leitung und berührt mit dem Leitungsende die Zinkplatte, so wird das elektrische Gleichge\vicht (in der ganzen Linie) gestört.

Es entsteht nicht nur in der einen (gebenden) Station, sondern auch in der Schleife der anderen (empfangenden) Station ein gegen die Zinkplatte fließender elektrischer Strom

■ (Fig. 2).

Schaltet man in eine Schleife ein TeIephon T und berührt in der anderen Station mit dem Leitungsdraht die Zinkplatte, so hört man am Telephon deutlich (Morse-) Zeichen (Fig. 3)·

Schaltet man in eine Schleife ein Telephon und in die .andere (zwischen Leitung und Zinkplatte) ein Mikrophon, so vernimmt man am Telephon die ins Mikrophon gesprochenen Worte (Fig. 4).

Die Stromstärke hängt ab: vom Querschnitte des Leitungsdrahtes, Oberfläche der (Zink- und Kupfer-) Endplatten und den erregenden Flüssigkeiten (Meereswasser, Kupfervitriollösung, Schwefelsäure), und ist daher das Ohm'sche Gesetz auch hier, jedoch mit dem Unterschiede maßgebend, daß der innere Widerstand des Wassers bezw. der Erde nicht in Betracht kommt.

Da bei der dargestellten Einrichtung (besonders Fig. I und 2) ein Stromverlust (Ableitung) unmöglich ist, so können auch — mit der verhältnismäßig geringen Stromstärke — im empfindlichen Telephon sogar auf langen Linien für den Verkehr brauchbare Zeichen hervorgerufen werden.

Die auf der im Meereswasser liegenden Leitung vorkommenden Verbindungen (Bünde) dürfen nur mit gleichwertigem (demselben) Metall gelötet, geschweißt, vernietet oder durch festes gegenseitiges Umwickeln hergestellt werden.

Um die Berührung der isolationsfreien Leitungen mit den etwa am Meeresboden liegenden anderen Metallen, oder der isolationsfreien Leitungen untereinander zu verhindern, wird es in der Praxis stets vom Vorteil sein, diese Linien ihrer ganzen Länge nach mit billigem porösen (wasserdurchlässigen) Tuch, Leinwand oder sonstigem Stoffe zu umhüllen.

Fig. 5 zeigt ein Beispiel der wesentlichen Einrichtung einer End- und einer Mittelstation für die mündliche und Morsezeichenkorrespondenz.

Im Ruhezustande der Linie steht die Kupferplatte P¹ mit der Leitung L über die Punkte 19, 18, 11, 13, 14, 15 in Verbindung; die Zinkplatte ist bei 12 und 20 isoliert. Will man die Gegenstation aufrufen, so drückt man den Taster T¹ nieder. Dadurch wird der Stromkreis einer galvanischen Batterie B über die Punkte 1,3,4,5,6,2 geschlossen und bringt durch Selbstausschaltung (bei Punkt 7) den Anker A¹ des Vibrators V in Schwingungen. Die Ankerfeder A² berührt bei jeder Schwingung des Ankers A¹ den Kontaktpunkt 12.

Hierdurch wird die Leitung über die Punkte 19, 18, 11, 12 mit der Zinkplatte P in leitende Verbindung gebracht. Das rasche Schließen und Unterbrechen des (Linien-) Stromes erzeugt in der Gegenstation im Telephon ein trompetenartiges Geräusch, welches sich zum Morsezeichen vorzüglich eignet.

Beim Sprechen muß der Taster T² fortwährend gehandhabt werden. Will man sprechen, so muß der Taster T² niedergedrückt werden; damit schaltet man das Mikrophon M ein und schließt gleichzeitig die Leitung L über 19, 20, 8, 9, 12 an die Zinkplatte 17.

Nach jedem beendeten Sprachsatz muß der Taster T² in die ursprüngliche Lage gestellt werden. Diese Tasterhandhabung während des Sprechens ist nur bei einfachen Leitungen

Claims

erforderlich, bei Doppelleitungen entfällt sie von selbst. Sowohl die End- als auch die Mittelstationen sind gleichartig geschaltet. Als Anschluß der letzteren dient eine einfache Abzweigung der Hauptleitung. Die Telephone und Mikrophone werden nur von der empfindlichsten Konstruktion benutzt. Das Telephon wird in die sekundären Windungen der Induktionsspule 5 oder auch direkt (je nach der Stromstärke) in die Linie geschaltet. Die Induktionsspule selbst muß höchst empfindlich, daher auch dementsprechend konstruiert sein, nämlich etwas mehr primäre Windungen als sonst gebräuchlich haben; der Gesamtwiderstand der sekundären Windungen muß möglichst gleich demjenigen des Telephons sein. Außerdem sind die sekundären Windungen zum Teil direkt an den Polen des Elektromagneten gewickelt. Über die Spule wird eine Eisenblechhülse geschoben. Durch diese Einrichtung wird eine bedeu- ■ tende Verbilligung des Leitungsmaterials sowie auch größte Dauerhaftigkeit der Linien erreicht, weil das Meereswasser die Kupferleitung nur gering angreift und unerhoffte Ableitungen ausgeschlossen sind. Weiter können auf diesen Leitungen keine Induktionsbezw. Gegenströme auftreten, weil dieselben bei ihrem Entstehen in etwaigen Multiplikatoren (Telephonen, Induktionsspulen und sonstigen Elektromagneten) nicht in die Leitung gelangen, sondern sich unmittelbar durch das Erdreich und das Wasser ausgleichen. Infolgedessen wird das rasche Zeichengeben und die telephonische Korrespondenz auf diesen bezw. langen Linien möglich. Schließlich kann man an eine Leitung eine beliebige Anzahl von Stationen anschalten, ohne daß hierdurch der eigentliche Leitungswiderstand vergrößert wird. Patent-A ν Sprüche:

1. Einrichtung zum Telegraphieren und Telephonieren auf nicht isolierten unterirdischen Linien, dadurch gekennzeichnet, daß ein galvanisches Element nach Art des Erdelementes bildende, in bekannter Weise an getrennten Orten angeordnete Platten nebst zugehörigen Erregerflüssigkeiten durch die blanke in den Boden oder das Wasser gelegte Leitung verbunden sind, in welche die Send- und Empfangsapparate eingeschaltet werden.

2. Ausführungsform der Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an jeder der beiden Stationen beide Arten von Platten angeordnet, aber nicht zu einem Element verbunden sind, wobei im Ruhezustande die blanke Leitung an Platten von gleicher Art (z. B. Kupferpole) angeschlossen ist, und nur zum Zweck des Telegraphierens oder TeIephonierens in der Sendstation die Leitung mit der gegenpoligen Platte (z. B. Zinkpol) verbunden wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.