DE313689C - - Google Patents

Description

Zur Übermittlung von Nachrichten ist ein Verfahren bekannt geworden, bei dem ein iii den Erdboden gelassener Klotz durch Schläge erschüttert wird und die in Form von elasti- ■ sehen Wellen, sich fortpflanzende Energie durch ein Pendel, ähnlich einem Seismographen, wahrnehmbar gemacht wird. Dabei ist die Eigenschwingung des Pendels in Übereinstimmung gebracht mit der Periode der

ίο durch die Schläge hervorgebrachten Schwingungen. ·

Dieses Verfahren kann aber den Ansprüchen an ein praktisch brauchbares Verfahren zur. Nachrichtenübermittlung nicht genügen, weil es weder selektiv noch störungsfrei arbeitet, noch eine Geheimhaltung ermöglicht.

Dies kommt daher, daß elastische Wellen· und damit Erschütterungen des Bodens ver-

ao schiedenster Frequenz dauernd und überall .auf der Erde vorhanden sind. Das Empfangspendel wird infolgedessen dauernd erregt und macht je nach der mehr oder weniger großen Übereinstimmung mit seiner Eigenfrequenz ständig ,Ausschläge mit verschieden großer ■ Amplitude. .,

Es sind ferner auf eine bestimmte Art von Stromstößen ansprechende Schaltvorrichtungen in einer Ausführung bekannt geworden, bei der ein Stufenschalter durch einen Zeitschalter eine bestimmte Zeit lang eingeschaltet wird, so daß nach dieser Zeit der Stufenschalter nicht mehr wirksam werden kann. '

Diese Ausführungsform hat den Nachteil, daß der Zeitschalter ein durch ein. Uhrwerk angetriebener Schalter ist, das entweder von Hand oder durch elektrischen Strom aufgezogen werden muß. Hierdurch wird die Anordnung kompliziert. Sie ist infolgedessen leicht Störungen ausgesetzt.

Dieser Nachteil wird bei der Erfindung dadurch vermieden, daß die von dem Empfangspendel . ausgelösten Stromstöße dünnen Drähten zugeführt werden, die je nach ihren Abmessungen verschiedene Zeiten brauchen, in denen sie sich um bestimmte Beträge ausdehnen bzw. zusammenziehen, .wenn durch sie ein elektrischer Strom geschickt wird. Diese Drähte betreiben Schaltorgane, durch die eine Vorrichtung eingeschaltet wird, die den Arbeitskontakt erst nach einer gewissen Anzahl von Stromstößen schließt.

In der Fig. 1 ist eine derartige Einrichtung mit bestimmter Schaltzeit in Verbindung mit einem Schalter für eine bestimmte Impulszahl wiedergegeben. Dort bedeutet 1 einen Hitzdraht, 2 ein mit Quecksilber gefülltes Glasröhrchen, das mit dem Hitzdraht verbunden und um eine . horizontale Achse drehbar ist. Das 'Röhrchen hat drei Kontakte. Befindet es sich in der Ruhelage, wie gezeichnet, so ist das Quecksilber an einem Ende der Röhre. Geht ein Strom von passender Stärke und Dauer durch den Hitzdraht, so daß er sich entsprechend ausdehnen und das Röhrchen zum Kippen bringen kann, so läuft das Quecksilber an das andere Ende

der Röhre, ohne daß hierdurch der Stromkreis, in den der Hitzdraht liegt, geöffnet wird.

An dem Röhrchen 2 ist eine Sperrklinke 3 befestigt, die in, ein Steigrad 4 eingreift. An diesem Ste'igrad sitzt eine Kontaktscheibe 5 mit einem Kontaktstück 6, das in entsprechender Stellung den Stromkreis 7 schließt. 8 ist die Batterie, die für den Hitzdraht ΐ den Betriebsstrom liefert, und 9 ein Schalter, der durch das Empfangspendel direkt oder indirekt geschlossen wird.

An der Batterie 8 liegt noch ein zweiter Stromkreis, in dem sich ein zweiter Hitzdraht 10 befindet, der das Quecksilberröhrchen 11 zum Kippen bringt. Dieses Röhrchen besitzt zwei Kontakte, die unterbrochen werden, wenn es gekippt wird. Infolgedessen wird auch der Strom zum Hitzdraht unterbrochen, der Hitzdraht'kühlt sich ab und zieht das Röhrchen nach einer bestimmten Zeit wieder in seine Anfangsstellung zurück. Auf der Drehachse des Röhrchens 11 sitzt ein drittes Röhrchen 12, dessen Kontakte einen Stromkreis schließen, in dem ein Elektromagnet 13 und eine Batterie 14 liegen. Der Anker 15 des Elektromagneten 13 ist als Sperrklinke ausgebildet, die in das Steigrad 4 eingreift, bzw. das Steigrad freigibt, wenn der Anker angezogen wird, so daß eine nicht gezeichnete Feder das Steigrad in seine Anfangsstellung zurückdrehen kann.

Damit in diesem Fall die Sperrklinke 3 das Steigrad 4 am Zurückdrehen nicht hindert, öffnet die als Anker ausgebildete Sperrklinke 15, wenn sie angezogen wird, gleichzeitig bei 16 den Stromkreis, in dem das Röhrchen 2 liegt, so daß der Hitzdraht 1 sich abkühlt und das Röhrchen in seine Anfangslage zurückgezogen wird.

Die Einrichtung arbeitet in folgender

Weise. Wird durch eine elastische Welle das Empfangspendel in Schwingungen versetzt, so wird zunächst der Kontakt 9 geschlossen.

Infolgedessen fließt Strom aus der Batterie 8 in den Hitzdraht 1. Dieser dehnt sich aus und bringt das Quecksilberröhrchen 2 zum Kippen, vorausgesetzt, daß der Kontakt lange genug gedauert hat, um die notwendige Erwärmung des Hitzdrahtes herbeizuführen.

Das kippende Röhrchen hat dabei durch die Klinke 3 das Steigrad 4 um einen Zahn ge-

■ dreht und gleichzeitig die Kontaktscheibe 5 um ein entsprechendes Stück.

Ist das Kontaktstück 6 so auf der Scheibe eingestellt, daß eine Drehung der Scheibe um 10 Zähne notwendig ist, um den Strom-, kreis 7 zu schließen, in dem der eigentliche Arbeitsvorgang erfolgt, z. B. die Aufzeichnung der ankommenden Zeichen, so müssen vom Sender 10 Stöße von einer bestimmten Mindestdauer gegeben werden, um ein Zeichen aufzuschreiben. Ist das Zeichen mit Hilfe der mit 5¹ bezeichneten Vorrichtung geschrieben, so schließt diese den Stromkreis des Elektromagneten 13. Infolgedessen wird der Anker 14 angezogen, das Steigrad von beiden Klinken freigegeben und in seine Anfangssteilung zurückgedreht.

Ist die Dauer der ausgesandten Wellen zu groß, wird also der Kontakt 9 länger als nötig und damit der Kreis für das Röhrchen 2 geschlossen, so würden sich nicht hur die Batterien durch den großen Stromverbrauch bald aufzehren, sondern auch eine Möglichkeit vorhanden sein, die Arbeit des Empfängers, zu stören. Sie besteht darin, daß der Störende dauernd Störungsimpulse gibt. Er würde hierdurch erreichen, daß der Kreis für das Röhrchen 2 dauernd geschlossen"⁸⁰ ist, ohne daß er nötig hätte, die Dauer der Sendeimpulse genau der eingestellten Mindestdauer entsprechend zu wählen.

Diese Art der Empfängerstörung ist unmöglich gemacht durch den zweiten Hitzdraht 10, der ebenfalls Strom aus der Batterie 8 bekommt, wenn 9 geschlossen ist. Dieser Hitzdraht hat andere Abmessungen \vie der Hitzdraht 1. Sie sind so gewählt, daß ein längerer StiOmschluß notwendig ist, um die zum Kippen der Röhre notwendige Durchbiegung des Drahtes herbeizuführen.

Sind die Abmessungen des Hitzdrahtes ■ 1 z. B. so, daß die Erwärmung nach zwei Sekunden den Grad erreicht hat, der nötig ist, um die für das Kippen des Röhrchens notwendige Ausdehnung herbeizuführen, so seien die Abmessungen des Röhrchens 10 so, daß dies erst nach drei Sekunden eintritt. Dauert also eine Erregung des Empfangspendels länger als drei Sekunden, so kippt das Röhrchen 11 und mit ihm das Röhrchen 12. Durch das Röhrchen 11 wird der Betriebsstromkreis wieder unterbrochen, so daß der Hitzdraht 10 sich abkühlen kann und das Röhrchen 11 in seine ursprüngliche Lage kommt.

Durch das Röhrchen 12 wird der Stromkreis des Elektromagneten 13 geschlossen, so daß das Steigrad 4 freigegeben wird und in seine Anfangsstellung zurückgeht und der n° Empfänger wieder von neuem empfangsbereit ist. Auf diese Weise ist die durch den zu lange währenden Impuls beabsichtigte oder unbeabsichtigte Arbeit des Empfängers wieder aufgehoben, ohne daß es zu einem Aufschreiben des Zeichens hat kommen können. Durch diesen Empfänger ist also erreicht, daß ein Ansprechen nur eintritt, wenn Zeichen von bestimmter Zahl und von bestimmter Dauer gegeben werden.

Kombiniert man diesen Empfänger mit einem Empfangspendel von bestimmter

Schwingungsdauer, so ist eine weitere Einschränkung der Störungsmöglichkeit erreicht. Hat das Pendel z. B. eine Eigenschwingungs-

; dauer von 5 in der Sekunde, so müssen 10 Impulse innerhalb zwei Sekunden gegeben werden, um Resonanz zwischen Sender und Empfänger herzustellen.

Eine weitere Sicherung · einer störungsfreien Arbeit des Empfängers kann dadurch erzielt werden, daß die Senderimpulse in einem bestimmten Rhythmus gegeben werden müssen, z. B. 10 Impulse in zwei Gruppen von je S Impulsen, die zusammen innerhalb zwei Sekunden erfolgen und von denen jede

¹S ³/₄ Sekunden dauert.

Die Zahl der Impulse hat in diesem Falle zunächst nichts mit der Frequenz zu tun. Wenn der Empfänger z. B. auf 4 Impulse, von je ¹I₁₀ Sekunden Dauer eingestellt ist, so kommt es nicht darauf an, daß diese 4 Impulse innerhalb einer bestimmten Zeit gegeben werden. Wichtig ist nur die Zahl der Impulse und ihre Dauer. Man könnte daher auf die Periodizität des Empfangspendeis verzichten und es möglichst aperiodisch machen. Andererseits trägt die Periodizität ' des Empfangspendels wieder zur weiteren Sicherung der Störungsfreiheit bei. Macht das Pendel z. B. 4 Schwingungen

,30 in der Sekunde, so muß der Sender 4 Impulse geben, die innerhalb einer Sekunde ablaufen. Dabei muß jeder Impuls, je nach der Einstellung des Impulsschalters, eine bestimmte Mindestintensitätsdauer, z. B.

Sekunde, haben.

Die Störungsfreiheit wird noch weiter erhöht, wenn die Intensität und damit die Dauer der Zeichen periodisch schwankt. Es werden beispielsweise vier Zeichen gesandt, die abwechselnd eine Dauer von ¹Z₂₀ und ^₁₃ Sekunde haben. Dann muß der Impulsschalter so eingerichtet sein, daß er nur auf diesen Rhythmus anspricht. Dies wird auf folgende Weise erreicht.

Auf der Achse des Steigrades 4 (s. Fig. 2) sitzt außer der Kontaktscheibe 5 eine Kontaktscheibe 17. Die Kontakte dieser Scheibe sind kollektorartig. Sie sind so angeordnet, daß jeder zweite Zahn des Steigrades mit einem Kontakt zusammenfällt. Jeder Kontakt schaltet vermittels der Bürsten 18 einen Widerstand 19 parallel zum Hitzdraht 1, so daß nunmehr ein Stromschluß von längerer Dauer notwendig ist, um das Quecksilberröhrchen zum Kippen zu bringen.

Erfolgt dieser entsprechend lange Stromstoß, so wird das Steigrad um einen Zahn weitergedreht. In dieser Stellung ist der Nebenschluß 19 ausgeschaltet. Es bedarf daher nunmehr eines entsprechend kürzeren Stromstoßes, um das Steigrad weiter zu drehen. Man kann auf diese Weise, je nach der Anordnung der Kontakte auf der Scheibe 17, die leicht auswechselbar gemacht sein kann, die mannigfachsten Zusammen-Stellungen von Zeichengruppen erreichen, auf die allein der Empfänger anspricht.

Eine weitere Möglichkeit zur Sicherung einer ungestörten Nachrichtenübermittlung besteht darin, daß man nicht nur eine besfimmte Zahl von Impulsen von bestimmter Dauer und von bestimmtem Rhythmus sendet, sondern auch die Frequenz der - Zeichen innerhalb einer Zeichengruppe ändert. Man gibt z. B. 4 Impulse, von denen die beiden ⁷^ ersten je ¹J₂₀ Sekunde, die beiden letzten je ¹J₁₃ Sekunde lang sind und die beiden ersten eine Frequenz von 10, die beiden letzten eine Frequenz von 7 in der Sekunde haben.

Um nur auf diese Verknüpfung von Merkmalen anzusprechen, ist der Empfänger mit einer Einrichtung versehen, die in Fig. 3 teilweise wiedergegeben ist. Dort ist außer dem Empfangspendel 9, das eine Eigenschwingung von 10 in der Sekunde "haben möge, noch ein zweites Pendel 20 vorhanden, dessen Eigenschwingung 7 in der Sekunde sei. Auf der Achse des Steigrades befindet sich eine Kontaktscheibe 21, auf der zwei Paar Bürsten 22 und 23 schleifen. Mit Hilfe dieser Bürsten schaltet die Kontaktscheibe abwechselnd das eine und das andere Empfangspendel an den Impulsschalter an, je nach dem verlangten Sendefrequenzwechsel, ähnlich wie vorher der Nebenschluß zum Hitzdraht geschaltet wurde.

Claims (6)

Patent-Ansprüche:

1. Verfahren zur Übermittlung von Nachrichten durch die Erde vermittels i°° elastischer Wellen, dadurch gekennzeich-

■ net, daß die elastischen Wellen auf einen Schalter wirken, dessen Schaltorgane aus einem oder mehreren Hitzdrähten bestehen, damit der Schalter nur anspricht, wenn ihm Impulse von bestimmter Dauer zugeführt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hitzdraht infolge der Änderung seiner Abmessungen bei Stromdurchgang einen Stufenschalter betreibt, der nach einer bestimmten Anzahl von Strornstößen einen Arbeitsstromkreis schließt, durch den außerdem ein Sperrhebel ausgelöst wird, der den Stufenschalter freigibt, so daß er in seine Anfangsstellung zurückgeht.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hitzdraht ein mit Quecksilber gefülltes, mit Kontakten versehenes, drehbar gelagertes Röhrchen, das im Stromkreis des Hitz-

drahtes liegt, durch seine Formänderung bei Stromdurchgang aus seiner Gleichgewichtslage bringt und daß gleichzeitig eine auf der Drehachse des Röhrchens befindliche Klinke hierbei ein Zahnrad dreht.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Achse des Stufenschalters eine Kontaktscheibe sitzt, durch deren Kontakte dem Hitzdraht ein Widerstand abwechselnd parallel geschaltet wird, um die für den Betrieb des Schalters notwendige Stromschlußdauer periodisch zu ändern.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Hitzdraht, dessen Einstellzeit größer ist als die des ersten, infolge der Änderung seiner Abmessungen bei Stromdurchgang einen Sperrhebel auslöst, der den Stufenschalter freigibt. \ '

6. Verfahren nach Anspruch'5, dadurch gekennzeichnet. daß auf der Achse des Stufenschalters eine zweite Kontaktscheibe sitzt, deren Kontakte abwechselnd Empfangspendel von verschiedener Schwingungsdauer in die^!, Hitzdrahtstromkreise schalten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.