DE320414C - System der Telegraphie mit Draht - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein TeIegraphiesystem, das besonders für Unterseekabel geeignet ist und bei dem die der gewöhnlichen Methode der Zeichengebung anhaftenden Mängel nicht auftreten, die davon herrühren, daß dort der Stromkreis für die Aussendung der Zeichenimpulse geschlossen und geöffnet werden muß.

Nach der Erfindung werden die Zeichen durch einen ununterbrochenen Wechselstrom ausgesandt, bei dem die Amplitude seiner Wellen verändert wird, um die zeichengebenden Impulse hervorzubringen. Die Zeicheneinheit muß eine halbe Wellenlänge sein (alle Zeichen sind von der gleichen Länge), und der Sendeapparat ist so ausgebildet, daß die Impulse in Übereinstimmung mit der Wellenlänge eingestellt sind. Für die Übersendung von Strichen, Punkten und Zwischenräumen der gewöhnlichen Kabelschrift werden drei verschiedene Wellenamplituden verwendet, z. B. eine Welle von großer Amplitude für einen Strich, eine WeUe von mittlerer Amplitude für einen Punkt und eine Welle von kleinerer Amplitude für einen Zwischenraum.

Die Veränderung in der Amplitude wird zweckmäßig durch Einführung von Veränderungen in dem Sende- oder Kabelstromkreis mit Hilfe von Widerständen oder Impedanzen bewirkt. Für diesen Zweck ist ein Widerstands- oder Impedanzelement, das einstellbar sein kann, am Ende des Kabels (und zwar an der Spitze der Brücke bei dem Duplexsystem) oder zwischen der Primärseite eines Sendetransformators und dem Stromerzeuger angeordnet, während ein Nebenschlußstromkreis durch den Sender geht, mittels dessen entweder ein Teil des Widerstandes oder der ganze Widerstand bzw. Impedanz in den Nebenschluß gelegt werden kann. Drei verschiedene Wellenamplituden werden so erzeugt,' und zwar eine verhältnismäßig kleine, die Zwischenräume darstellende Amplitude, wenn der vollständige Widerstand oder Impedanz im Stromkreise liegt, eine mittlere Amplitude für die Punkte, wenn ein Teil des Widerstandes oder der Impedanz in dem Nebenschlußstromkreis liegt, und eine große Amplitude für die Striche, wenn der ganze Widerstand oder die ganze Impedanz in dem Nebenschluß liegt. Drei Kontaktglieder könn- ten natürlicherweise angewendet werden, um ein ähnliches Ergebnis zu erzielen, wobei jedes Glied seinen eigenen Widerstand in den Stromkreis einschaltete oder ihn kurzschlösse.

Da der Phasenwinkel zwischen der aufgedrückten elektromotorischen Kraft und dem resultierenden Strom in dem Sendestromkreis durch die Einführung der verschiedenen Widerstände oder Impedanzen geändert wird, werden die Kontaktglieder des Senders längs des ; Bandes einstellbar gemacht, un<J jedes wird

zu dem anderen in einem derartigen Maße verschoben, wie es notwendig ist, um die Änderung im Phasenwinkel auszugleichen, die von der Änderung im Widerstände oder der Impedanz herrührt. Das Nebenschließen des ganzen oder eines Teiles des Widerstandes oder der Impedanz ist als eine geeignete Methode der Veränderung der Amplitude des Kabelstromes angegeben; aber es ist offenbar, ίο daß andere Methoden ebenfalls möglich sind, wie beispielsweise eine solche, bei der ein Teil der Primär- oder Sekundärseite des Sendetiansformators, falls ein solcher gebraucht wird, in den Nebenschlußkreis gelegt oder ausgeschaltet wird, oder bei der die Induktanz des Sendestromkreises in irgendeiner passenden Art geändert wird.

Auf der Zeichnung ist die Erfindung in beispielsweiser Ausführungsform dargestellt. Fig. ι ist ein. Schema der allgemeinen Anordnung der Stromkreise und arbeitenden Teile am Sende- und Empfangsende eines Kabels, bei dem das verbesserte System nach der Erfindung angewendet ist.

Die Fig. ia und ib zeigen zwei in geringem Maße abgeänderte Ausführungsformen des Sendeendes des Kabels.

Fig. 2 zeigt einen Teil eines durchlochten Bandes, das für Sendezwecke bei diesem System geeignet ist.

Fig. 3 zeigt die Wellenform des Stromes, die in dem Kabel mittels des in der Fig. 2 gezeichneten Teiles des Bandes hervorgerufen wird, und zwar gibt die dargestellte Form den Anfang des Alphabets entsprechend der Morseschrift wieder.

Auf der Zeichnung bezeichnet A das Kabel mit künstlichem Kabel a, wobei das Kabel an jedem Ende durch die Sekundärseite b eines Sendetransformators B mit der Erde verbunden ist. Die Primäpeite δ¹ des Sendetransformators B liegt in einem Sendestromkreis C, der den Wechselstromerzeuger c und den Widerstand c¹ enthält, letzterer ist bei der Ausführungsfo. m nach Fig. 1 als ein induktiver Widerstand gezeichnet. Der Widerstand e¹ wird zur Änderung der Amplitude der Stromimpuise in dem Transformator und infolgedessen der auf das Kabel aufgedrückten elektromotorischen Kraft verwendet. D bezeichnet das Sendeband, und die Buchstaben E, E bezeichnen die durch das Band beeinflußten Kontakthebel, und F ist ein Relais zur Beeinflussung des betreffenden Schreib- oder Druckapparates am Empfangsende des Kabels.

Das Band D wird in einem gleichbleibenden Gang durch das übliche Sternrad bewegt, wobei die Bewegung des Barides synchron mit dem Wechselströme zeuger c ist. Die Depeschen werden duxh die auf jeder Seite der Lochreihe d befindlichen Durchbohrungen d¹, d^z abgesandt, indem die Durchbohrungen d¹ und d^% als Punkte und Striche der Morseschrift dienen. Die kurzen Durchbohrungen sind für einzelne Impulse (entweder für einen Punkt- oder Strichimpuls je nach der Reihe d¹ oder«?²) bestimmt, während die längeren Durchbohrungen zur Absendung von zwei oder mehreren aufeinanderfolgenden Impulse.n des gleichen Zeichens dienen.

Ein Sendeapparat ist in Fig. 1 dargestellt; die beiden Hebel E desselben, je ein Hebel für jede der beiden Reihen der Durchbohrungen d¹ und«?², tragen schnabelartige Stifte e, die bei e¹ drehbar gelagert und mit Federn e² versehen sind, welche das Bestreben haben, sie gegen die einstellbaren Kontakte / des Relaisstromkreises / zu ziehen. Diese Relaisstromkreise / bewegen in den Elektromagnet-Stromkreisen k liegende Kontaktarme K, deren Elektromagneten¹ die Hebel £ steuern. Zum Zwecke der besserenDarstellung sind die Hebel E nebst zugehörigen Teilen als in derselben Ebene liegend gezeichnet, während in Wirklichkeit die Hebel seitlich voneinander angeordnet sind und um dieselbe Achse β³ schwingen. Die Hebel stehen unter der Wirkung der Federn e⁴, die die Spitzen β aufwärts gegen das Band D drücken und bewirken, daß sie durch die Durchbohrungen d¹ oder d² hindurchtreten, sobald letztere an den Spitzen vorbeigehen. Die Hebel E tragen je einen Kontaktarm e⁵, der mit dem Leitungsende des Widerstandes c¹ verbunden ist und imstande ist, mit den Kontakten c², c³ in Berührung zu gelangen, die mit der Mitte bzw. dem nach dem Wechselstromerzeuger zu liegenden Ende des Widerstandes c¹ verbunden sind.

Die allgemeine Wirkungsweise der Sendevorrichtung ist folgende:

Sobald beim Vorbeigehen des Bandes D an den Spitzenhebeln e eine der Durchbohrungen d¹ oder d² das Ende eines Spitzenhebels trifft, wird letzterer freigegeben, so daß die Feder e⁴ das Ende des zugehörigen Hebels E herabziehen kann. Infolgedessen tritt der Spitzenhebel durch die Banddurchbohrung hindurch, und der Kontaktarm e^s trifft den Kontakt c² oder c³, wodurch entweder ein Teil oder der ganze Widerstand c¹ kurz geschlossen wird. Die kurzschließende Wirkung dauert fort, bis das rückwärtige Ende der Bandöffnung den Spitzenhebel trifft. Wenn alsdann nämlich die Bewegung des Bandes fortdauert, wird das Ende des Spitzenhebels vorwärts um seinen Drehpunkt e¹ und entgegen der Wirkung der Feder e² gedrückt und unterbricht hierdurch den Relaisstromkreis / am Kontakt/. Der Relaisstromkreis / ist normalerweise geschlossen und hält den Kontaktarm K geöffnet, so daß der abgezweigte, durch den Elektro-

magneten k^x führende Stromkreis k normalerweise offen und der Elektromagnet k¹ unerregt ist. Der Hebel E wird normalerweise entgegen der Feder eⁱ dadurch in der gezeichneten Stellung gehalten, daß das Band D, gegen dessen Unterfläche der Spitzenhebel e stößt, eine Aufwärtsbewegung des Spitzenhebels verhindert. Sobald jedoch Durchbohrungen im Bande D über die Spitzen des

ίο Hebels e gelangen, hört diese Wirkung des Bandes D für die Dauer des Vorbeiganges dieser Durchbohrungen auf.

Die Wirkung des Relais ist praktisch eine sofortige, da im Augenblick, in dem der Stromkreis j unterbrochen wird, der Schalthebel it den Elektromagnetstromkreis k schließt, wodurch der Elektromagnet k¹ erregt wird, so daß er das Ende des Hebels E entgegen der Feder e⁴ emporzieht und den Kurzschlußkreis an den Kontakten c^a oder c³ öffnet. Der Spitzenhebel wird gleichzeitig hierdurch aus der Bandöffnung herausgezogen. Das Herausziehen des Spitzenhebels gestattet der Feder e², ihn gegen den Kontakt / zu ziehen und hierdurch den Retaisstromkreis / wieder zu schließen, wodurch der Elektromagnetstromkreis k (der von geringerem Widerstand als der Stromkreis / ist) unterbrochen und der Arm E für die nächste Spitzenhebelbetätigung freigegeben wird.

Die öffnungen d¹, d^z sind von solcher Länge, daß das Kurzschließen des Widerstandes c¹ genau eine vollständige halbe Wellenperiode des Wechselstromerzeugers oder ein Vielfaches hiervon dauert. Die Länge einer Öffnung ist deshalb durch die Entfernung bestimmt, die das Band während eines solchen Zeitraumes sich fortbewegt, zu welcher Entfernung noch der Durchmesser des Endes des Spitzenhebels und diejenige Korrektion hinzuzuaddieren ist, die durch die Bewegungen des Spitzenhebels erforderlich ist. Die öffnungen sind daher etwas länger, als dies einer halben Wellenlänge oder eifiem Mehrfachen davon entspricht, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist. Damit das Kurzschließen des Widerstandes oder der Impedanz c-¹ genau in Phase mit dem Strom erfolgt, ist eine Längseinstelluüg der beiden Kontaktvorrichtungen für die Durch bohrungen d', d² zueinander vorgesehen. Der Phasenwinkel zwischen der elektromotorischen Kraft und dem Strom in dem Sendestromkreis wird verschiedene Werte annehmen, je nachdem der volle Widerstand c¹, ein Teilwiderstand oder kein Widerstand in dem Stromkreis eingeschaltet ist. Die Durchbohrungen d¹, d² können derart versetzt sein, daß sie eine angenäherte Verbesserung für bestimmte Wider- - Standsbedingungen geben. Es ist jedoch vorzuziehen, die Kontakte / auf einstellbaren Schrauben/ΐ anzuordnen, sa daß durch Einstellen des einen Kontaktes vorwärts oder rückwärts gegenüber dem anderen die Verschiedenheit in der Phase genau ausgeglichen werden kann und die Aussendung von vollständigen halbwelligen Stromstößen gesichert ist.

Anstatt die Kontakte c⁸, c⁸ mit Punkten an dem Widerstand oder der Impedanz c¹ zu verbinden, können sie, wie in punktierten Linien im unteren Teil der Fig. r. gezeigt ist, mit den Punkten y, y¹ der Primärseite δ¹ des Transformators oder auch mit Punkten y², y³ der Sekundärseite δ verbunden werden, wodurch mehr oder weniger die Transformatorenspule kurzgeschlossen oder ausgeschaltet wird. Wenn die Sekundärspule l· für diesen Zweck verwendet wird, ist der Kontaktarm e^s des Hebels E mit der Sekundärspule bei F⁴ an Stelle mit dem Sendestromkreis C zu verbinden.

In Fig. ia ist eine leichte Abänderung der ebenbeschriebenen Ausführungsform dargestellt, bei welcher der Transformator B fortgelassen und ein Pol des Wechselstromerzeugers c unmittelbar mit dem Kabel durch den Widerstand c¹ verbunden ist; Der andere Pol des Wechselstromerzeugers ist geerdet. Das Zeichenaussendeverfahren ist dasselbe, wie bei dem ebenbeschriebenen Apparat.

In Fig. ib ist der Wechselstromerzeuger c an einen geerdeten Spannungserhöher oder Autotransformator B' angeschlossen, mit dem an irgendeinem geeigneten Punkte das Ende des Kabels ebenfalls verbunden ist. Diese Anordnung besitzt einige Vorteile, indem sie eine rasche Einstellung der auf das Kabel aufgedrückten elektromotorischen Kraft gestattet und weiterhin zuläßt, daß der Widerstand c¹ im Vergleich zu jenem, etwas geringer ist, der in der einen gewöhnlichen Transformator verwendenden Anordnung erforderlich ist.

Die sich ergebende Wellenform des Stromes im Sendestromkreis und die auf das Kabel aufgedrückte elektromotorische Kraft ist in Fig. 3 für die Übersendung der vier ersten Buchstaben des Alphabets dargestellt. Oberhalb der Wellenlinie sind die entsprechenden Banddurchbohrungen in Fig. 2 dargestellt. Die kleineren Stromstöße χ stellen die Zwischenräume in der Mor&eschrift dar, die mittleren Impulse x¹ die Punkte und die starken Impulse λ;² die Striche. Die Impulse»¹ und*² gehören zu den Durchbohrungen d¹ bzw. d² des Bandes D, Die Wellenlinie gibt infolgedessen entsprechend den Durchbohrungen in Fig. 2 einen Punkt und einen Strich für A, einen Strich und drei Punkte für B, einen Strich-Punkt-Strich-Punkt für C und Strich-Punkt-Punkt für D wieder. Die Zwischenräume zwischen den Buchstaben - sind mit 5 bezeichnet. Jeder Impuls bzw, jede Halbwelle -ist

von Sinusform, und die einzige Verschiedenheit in den Impulsen besteht in ihrer Amplitude.

Die Art des Empfangs kann nach den Umständen veränderlich sein, jedoch ist ein Relais F zwischen dem Kabel und künstlichen Kabel eingeschaltet, und dieses Relais von irgendeiner geeigneten Konstruktion kann verwendet werden, um den aufzeichnenden ίο oder anzeigenden Mechanismus in Tätigkeit zu setzen. Das Relais kann so ausgebildet sein, daß es für die Wellen von kleiner Amplitude unwirksam ist und den Empfänger nur bei den zwei Wellen großer Amplitude beeinflußt, der hierbei die Punkt- und Strichzeichen gibt. Es kann jedoch auch ein Heberschreiber oder ein anderer Schreibapparat verwendet werden, welcher die tatsächliche Wellenform aufzeichnet.

Das vorliegende Telegraphiesystem gestattet die Herstellung eines zur Weiterübertragung dienenden durchlochten Bandes, ohne daß irgendein besonderer synchronisierter Mechanismus vorgesehen werden muß. Da ein ununterbrochener Wechselstrom durch das Kabel gesandt wird, können wesentlich höhere ' Spannungen verwendet werden, als dies bei den zur Zeit vorhandenen Systemen möglich ist, und es kann auch ein erheblicher Betrag an Energie übersandt werden. Da die Übermittlung der Depeschen von dem Unterschied '. zwischen der Amplitude des Zwischenraumes und der der Zeichenimpulse abhängt, können die Zwischenraumimpulse von beträchtlicher Stärke sein, vorausgesetzt, daß auf den erforderlichen Unterschied Rücksicht genommen, wird. Der ununterbrochene Wechselstrom kann dazu benutzt werden, durch ein geeignetes Relais einen Weiterübertragungsapparat anzutreiben, dessen Streifen mit Hilfe von Relais durchlöchert werden kann, die durch die Zeichenimpulse betätigt werden. Da der Wechselstrom selbst die Weitersendevorrichtung steuert, wird der Synchronismus selbsttätig erzielt. Der zur Weiterübertragung notwendige Apparat ist hier nicht gezeichnet, da er nur eine dem vorliegenden Telegraphiesystem entsprechend angepaßte Bauart nach Art der bekannten Apparate verlangt. Mit Bezug auf die allgemeinen Grundsätze, auf denen das System beruht, ist darauf hinzuweisen, daß das wirksamste Übermittlungsverfahren über ein Unterseekabel durch Verwendung eines ununterbrochenen Wechselstromes von einfacher Sinuswellenform erzielt wird. Da alle Impulse in einem derartigen Fall gleich sein würden, so können Zeichen ohne eine Abänderung dieses Verfahrens nicht gegeben werden. Der Zweck des vorliegenden Systems ist nun der, an den obenerwähnten Bedingungen die. geringst .mögliche Veränderung vorzunehmen, die die Übersendung und den Empfang von Zeichen ermöglicht. Bei dem System nach der Erfindung besteht die ¹ einzige notwendige Abänderung in der Änderung der Amplitude der Wellen, während jedes Zeicherielement dieselbe Zeiteinheit benötigt.

Da ein ununterbrochener Wechselstrom verwendet wird, ergeben sich aufeinanderfolgende Impulse von entgegengesetzter Riehtung, die zwar von verschiedener Amplitude sind, aber doch eine Arbeitsbedingung gewährleisten, die allgemein als wünschenswert in der Kabeltelegraphie anerkannt ist. Erheblich höhere Spannungen als gewöhnlich können sicher verwendet werden, da keine Gefahr besteht, daß ein Strom von wesentlicher Dauer in nur einer Richtung ausgesendet wird.

Einer der erzielten Hauptvorteile liegt in dem vollkommenen Ausgleich durch das künstliehe Kabel, der durch die Benutzung der ununterbrochenen Sinuswellen möglich gemacht ist. Die Unterbrechung des Kabelstromkreises bei dem gewöhnlichen Sendeverfahren hat einen plötzlichen Stoß zur Folge, der nicht wirksam ausgeglichen werden kann und den Empfang der Zeichen beeinflußt. Dagegen treten derartige Störungen infolge der sich allmählich ändernden Kurve, in der der Strom bei dem neuen System verläuft, nicht auf. Der bessere Ausgleich gestattet eine größere Schnelligkeit der Duplexübermittlung, wodurch der Wert des Kabels erhöht ist.

Die Verwendung des Wechselstromes gestattet überdies, die gewöhnliche Form von elektrischen Meßinstrumenten zur Bestimmung des Zustandes der Anlage in derselben Weise zu benutzen, wie sie gegenwärtig bei Kraftanlagen verwendet werden.

Der Kabelstromkreis ist dauernd mit der Erde an jedem Ende verbunden (und zwar durch die Spule von geringem Widerstände eines Transformators bei der vorzugsweisen Ausführungsform), so daß dauernde Ableitung zur Erde geschaffen ist. .

Obgleich das vorliegende. System mit besonderem Nutzen bei der Unterseekabeltelegraphie anwendbar ist, ist es auch bei Landleitungen anwendbar. Das System kann auch so ausgebildet werden, daß es sowohl für Land- als auch für Kabeltelegraphie verwendbar ist.

Claims (5)

1. Patent-Ansprüche:

   i. System der Telegraphie mit Draht, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung im Ruhezustand dauernd von einem ununterbrochenen Wechselstrom von niedriger Frequenz durchflossen .wird und die die Zeichen hervorbringenden Impulse die Vergrößerung der Amplitude einzelner Halb-

   wellen des Wechselstromes in den Zeichen entsprechenden Kombinationen, bewirken, ohne daß irgendwelche Unterbrechungen oder Nullperioden in den Wechselstrom •eingeführt werden.
2. 2. Telegraphiesystem nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß vollständige Halbwellen oder ein Vielfaches derselben in ihrer Amplitude verändert werden, um die zeichengebenden Impulse hervorzubringen.
3. 3. Telegraphiesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitude der Wellen durch Änderung des Widerstandes des Sendestromkreises verändert wird.
4. 4. Telegraphiesystem nach Anspruch 1,

   bei dem die zeichengebenden Impulse durch einen selbsttätigen Sender gesteuert werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender mit Einstellvorrichtungen zum Ausgleich der Änderungen im Phasenwinkel zwischen der elektromotorischen Kraft und dem resultierenden Strom versehen ist, die von den die Zeichen hervorbringenden Veränderungen in dem Stromkreis herrühren.
5. 5. Telegraphiesystem nach Ansprach 1 und 4, bei dem ein Sender mit einem durchlochten Band benutzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Punkt- und Strichdurchlochungen des Bandes betätigten Glieder mit Einrichtungen versehen sind, durch welche sie zueinander längs des Bandes einstellbar sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.