DE35657C - Neuerungen in der Telegraphie und Telephonie - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Der Zweck der vorliegenden Erfindung ist der, gewöhnliche, bereits bestehende Telegraphenleitungen auch zum Fernsprechen zu benutzen oder zu weiterer telegraphischer Correspondenz auf demselben Draht oder gelegentlich auch dazu, um die telephonischen Stromwellen zu verstärken, um auf grofsen Strecken auf Telegraphenleitungen telephoniren zu können.

Der Erfinder bedient sich zu dem Zweck einer Vorrichtung, welche er Elektrophon nennt, weil sie zwar die Uebertragung der Schallwellen in Form von elektrischen Undulationen gestattet, aber der Durchgang eigentlicher elektrischer Ströme oder mindestens solcher Ströme, welche die gewöhnlichen Telegraphenapparate in Thätigkeit setzen können, durch diese Vorrichtung nicht möglich ist.

Das einfache Elektrophon besteht aus zwei oder mehreren Leitern, wie z. B. Kupferdrähten, die von einander der ganzen Länge nach isolirt und mit Seide oder einem ähnlichen Material zusammengebunden sind. Ein Ende jedes dieser Drähte ist stets isolirt. Die Drähte können von gleichem oder von verschiedenem Durchmesser, Widerstand und Metall sein; sie können zusammengelegt, zusammengedreht oder um einander gewunden sein. Der Abstand zwischen den Drähten kann verändert werden, indem man die Dicke der isolirenden Schicht ändert, und die Dicke der äufseren Umhüllung, welche die Drähte zusammenhält, kann gleichfalls verschieden sein, oder man kann diese äufsere Schicht auch ganz fortlassen, doch ist dies nachtheilig. Der doppelt oder mehrfach so hergestellte Draht wird gewöhnlich auf eine Spule gewickelt, doch kann er auch zu einer flachen Spirale oder in eine andere Form gebogen werden.

Eine zweckdienliche Form eines Elektrophons besteht aus einer Spule von doppeltem Draht, wobei jeder Draht 0,31 mm Durchmesser hat (No. 30 der Birminghamer Drahtlehre) und die Länge des Doppeldrahtes ca. 500 m beträgt. Ein Ende jedes der den Doppeldraht bildenden Drähte ist isolirt und das andere Ende ist zu einer Klemme geleitet.

Fig. ι und 2 sind schematische Ansichten, welche dieses Elektrophon darstellen, α und b sind die beiden von einander isolirten Drähte, von denen jeder blos an einem Ende mit einer Polklemme verbunden ist. Der Deutlichkeit wegen wurden die Drähte in der Figur getrennt gezeichnet. Die Drähte werden, nachdem jeder von ihnen mit einem isolirenden Ueberzug versehen worden ist, durch Ueberspinnen oder in ähnlicher Weise mit einander verbunden und der so erhaltene Doppeldraht wird auf eine Holzspule gewickelt.

Die Drähte können mit Polklemmen verbunden werden, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist, und können dann für viele Zwecke benutzt werden, es ist jedoch vorzuziehen, sie so zu verbinden, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist.

In Fig. 3 sind verschiedene Arten der Anwendung des Elektrophons dargestellt.

Bei A bildet das Elektrophon gewissermafsen einen Nebenschlufs der Telegraphenapparate I einer Telegraphenstation. Es dient im vorliegenden Falle dazu, die Continuität der Telegraphenleitung für das Fernsprechen aufrecht zu erhalten, ob der gewöhnliche Telegraphentaster offen oder geschlossen ist; ob nun der

Telegraphentaster offen oder geschlossen 'ist, ist für das Fernsprechen auf der Linie insofern gleichgültig, als die dasselbe vermittelnden Stromundulationen nicht durch die Telegraphenapparate übertragen werden, sondern durch das Elektrophon, das, wie schon bemerkt, für diese Undulationen einen Nebenschlufs zu den Telegraphenapparaten bildet.

Bei B ist das Elektrophon in seiner Anwendung zur Herstellung einer elektrophonischen Verbindung zwischen den Leitungen L¹ und Z,² dargestellt, welche jedoch für gewöhnliche telegraphische Zwecke zwei getrennte, von einander unabhängige Leitungen bilden.

Bei C sind zwei Elektrophone dargestellt, die dazu dienen, eine Zweigtelephonleitung oder einen Zweig einer mit Elektrophonen ausgerüsteten Telegraphenleitung mit einem gewöhnlichen Telegraphendraht zu verbinden.

Die Anordnung ist für denselben Zweck auch bei Leitungen verwendbar, welche lediglich zum Fernsprechen dienen.

Die Verbindung zweier Telegraphendrähte in der Weise, dafs sie ohne Zuhülfenahme von Erdleitungen eine elektrophonische Leitung bilden, erfolgt durch die Anwendung der Elektrophone in der bei B dargestellten Weise.

Wo die elektrophonische Continuitä't der Leitung auf diese Weise aufrecht erhalten wird, werden die die Schallwellen übertragenden Stromundulationen unbehindert übertragen und ebenso die Zeichen der akustischen Telegraphie; das Elektrophon beeinflufst dagegen die gewöhnliche Verwendung der Drähte zu telegraphischen Zwecken.

Es kann -irgend ein Telephongeber oder -Empfänger zwischen eine der Klemmen des Elektrophons und den Liniendraht eingeschaltet werden, und man kann durch die Telegraphenlinie sprechen oder hören. Das durch die Telegraphen verursachte Geräusch wird gleichfalls geringer sein, als es häufig in gewöhnlichen Telephonleitungen ist, und kann noch weiter durch die später beschriebenen Anordnungen verringert werden. Geber und Empfänger akustischer Telegraphen können gleichfalls in derselben Weise angeordnet und verwendet werden.

Um Telephone zu verbinden, ist es vortheilhaft, ein Doppelelektrophon zu verwenden, welches man dadurch herstellt, dafs man circa iooo m des vorstehend beschriebenen Doppeldrahtes auf eine Spule wickelt. Die Mitte des Doppeldrahtes wird herausgenommen und getheilt und die so erhaltenen vier freien Enden werden mit vier Klemmen verbunden, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist. Diese Figur zeigt auch die Art und Weise, in welcher das Elektrophon bei der Verbindung der secundären Spule des gebenden Telephons T und des Empfangstelephons R verwendet wird.

Fig. 5 zeigt eine andere Art der Anwendung eines Doppelelektrophons in Verbindung mit einem einfachen Elektrophon. Diese Anordnung ist sehr wirksam zum Unterdrücken der vom Telegraphen herrührenden Geräusche.

Fig. 6 zeigt eine andere Art und Weise der Verwendung des Doppelelektrophons zur Verbindung der Telephone einer Telegraphenleitung. Manchmal stellt man Elektrophone aus drei Drähten her, die von einander isolirt und dann zusammengebunden werden, wie dies vorstehend beschrieben wurde, worauf circa 500 m solchen dreifachen Drahtes zu einer Spule gewickelt werden.

Fig. 7 zeigt ein aus drei Drähten bestehendes Elektrophon, das als Nebenschlufs der gewöhnlichen Telegrapheninstrumente geschaltet ist,-um die Telephone zu verbinden. In diesem Falle ist je ein Ende zweier der drei Drähte isolirt und der dritte Draht ist durch ein Empfangstelephon R geschlossen. . Dieses Elektrophon kann an Stelle des Doppelelektrophons in Fig. 5 verwendet werden. Der dritte Draht kann durch eine Batterie geschlossen werden, und auf diese Weise kann man im Empfangstelephon hörbare Zeichen geben, oder er kann einfach geschlossen werden, in welch letzterem Falle er zur Dämpfung der vom Telegraphen herrührenden Geräusche beiträgt.

Fig. 8 zeigt ein dreidrähtiges Doppelelektrophon, bei dem zwei Drähte getheilt sind. In diesem Falle, ebenso wie in Fig. 6, steht das Empfangstelephon durch eine seiner Klemmen in leitender Verbindung mit dem Liniendraht, aber in keinem Falle ist die Linie durch das Telephon geschlossen, was von der gröfsten Wichtigkeit ist.

Fig. 9 zeigt eine andere Art der Anwendung eines dreidrähtigen Doppelelektrophons zur Verbindung von Telephonen.

Wo der ganze gewünschte Effect durch die Anwendung eines Elektrophons nicht erzielt wird, können deren zwei oder mehr verwendet werden. Sie können hinter einander geschaltet sein, wie in Fig. 1 o, oder neben einander, wie in Fig. 11.

Eine Modification des Doppelelektrophons kann dadurch hergestellt werden, dafs man vier Drähte zusammenbindet und sie so verbindet, wie dies in Fig. 12 dargestellt ist, L L mit der Linie und R R mit dem Telephon.

Eine andere Anwendung des Elektrophons ist in Fig. 13 dargestellt; sie besteht darin, dafs man eine zweidrähtige Telephonleitung, d. h. eine Telephonleitung ohne Erdleitung mit einer einfachen Telephonleitung (mit der Rückleitung durch die Erde) verbindet. In diesem Falle werden zwei einfache Elektrophone verwendet, von denen jedes durch eine seiner Klemmen mit der zweidrähtigen Leitung oder je einer Klemme eines Widerstandes verbunden ist

(welcher durch die Telephone gebildet werden kann).

Der Leitungsdraht des Telephons mit der Rückleitung durch die Erde ist mit der anderen Klemme eines Elektrophons verbunden, während die andere Klemme des zweiten Elektrophons mit der Erde verbunden ist.

Auf dieselbe Weise kann eine elektrophonische Zweigleitung mit einer Telegraphenoder Telephonleitung verbunden werden. Wenn die doppelten oder mehrfachen Drähte oder Spulen aufser den Drähten, deren Verwendung bereits beschrieben wurde, noch andere Drähte enthalten, was vortheilhaft ist, so werden diese Drähte zu Schliefsungen verbunden, die keiner äufseren Verbindung bedürfen.

Durch die vorstehend beschriebenen Mittel kann irgend ein gewöhnliches Telephon in Verbindung mit einem Elektrophon mit einer gewöhnlichen Telegraphenleitung verbunden werden, so dafs man auf derselben Linie gleichzeitig telegraphiren und telephoniren kann, ohne dafs die eine Benutzungsweise der Linie der anderen hinderlich wäre; man kann ferner irgend einen Apparat zur Uebertragung telegraphischer Zeichen auf akustischem Wege (d. h. durch Wechselströme von äufserst kurzer Dauer) in Verbindung mit einem Elektrophon den gewöhnlichen Telegraphen beifügen, und es kann die Linie zur gewöhnlichen sowie zur akustischen Telegraphic benutzt werden, ohne dafs die eine die andere stört.

Es ist jedoch vortheilhaft, die Elektrophone so zu construiren, dafs sie als gebende und empfangende Instrumente fungiren; es geschieht dies in folgender Weise.

Das gebende Telephon. Um die Vernehmbarkeit der Töne im gebenden Telephon zu erhöhen und um zugleich die Wirkung der telegraphischen Ströme auf das Telephon zu verringern, setzt man an Stelle der Mikrophonspule eine Elektrophonspule, deren primärer Draht doppelt oder mehrfach genommen wird; diese einzelnen Drähte sind derart verbunden, dafs man zwei oder mehr unabhängige Batterieleitungen erhält, von denen jede einzelne einen oder mehrere Mikrophoncontacte enthält; hierbei ist es nicht nothwendig, mehr als eine Mikrophonmembran oder andere Mittel zur Veränderung des Druckes an den Contactstellen zu benutzen.

Statt der secundären Mikrophonspule benutzt man ein Elektrophon aus doppeltem oder .mehrfachem Draht, das denselben Zweck erfüllt und dabei den Telegraphen vom Telephon trennt.

Fig. 14 zeigt schematisch die Anordnung des gebenden Telephons; hierbei stellt M ein Mikrophon mit mehreren Contacten von irgend einer bekannten Construction dar, und die Contactstücke werden von einer oder mehreren Membranen getragen.

D ist eine Spule, auf welcher vier Doppeldrähte oder acht (oder eine andere Zahl) einfache, von einander isolirte Drähte gewickelt sind. · An einem Ende der Spule ist jeder dieser Drähte mit je einem besonderen Mikrophoncontact verbunden; am anderen Ende sind alle diese Drähte mit einer Batterie und durch diese mit den anderen Klemmen des Mikrophons verbunden. Ueber die primären Drähte auf der Spule ist ein Doppeldraht gewickelt, welcher die secundäre Spule bildet, und diesen verbindet man nicht in der Weise, dafs eine metallische Schliefsung erzeugt wird, sondern man bringt den einen Draht des Doppeldrahtes an einem Ende der Spule in die weitere leitende Verbindung und den anderen Draht an dem anderen Ende der Spule gleichfalls in eine (andere) leitende Verbindung. Oder man windet auf dieselbe Spule noch einen weiteren (den tertiären) Draht, und die Enden desselben verbindet man mit dem Empfangstelephon.

Das Empfangstelephon. Statt der gewöhnlichen bei Telephonen verwendeten Drahtspule verwendet man ein Elektrophon, das aus einer Spule aus doppeltem oder mehrfachem Draht besteht; es ist blos ein Ende jedes der beiden Drähte mit den Klemmen des Telephons verbunden und das andere Ende des Drahtes ist isolirt. Es ist nothwendig, dafs die verbundenen Drahtenden sich an entgegengesetzten Enden des Elektrophons befinden.

Der Geber des akustischen Telegraphen. Bei der Construction des Gebers des akustischen Telegraphen verwendet man dieselbe Spule wie für das Telephon; der primäre Draht enthält die Batterie, den Stromunterbrecher (der weiter unten beschrieben werden wird) und den Taster. Der secundäre Draht ist mit der Linie ebenso verbunden wie beim Telephon, und 'der tertiäre Draht kann aus einer Schliefsung von isolirtem Draht bestehen, in welche der Empfangsapparat und der Taster eingeschaltet ist. In einzelnen Fällen wird der Empfangsapparat in den Draht eingeschaltet, der den Apparat mit der Linie verbindet, und man kann den tertiären Draht entbehren. Der Stromunterbrecher ist so eingestellt, dafs er die zur Hervorbringung eines bestimmten Tones erforderliche Anzahl Schwingungen macht; er wird auf die gewöhnliche Weise durch einen weichen Eisenkern in Thätigkeit gesetzt; wenn es nicht thunlich erscheint, auf diese Weise die erforderliche Anzahl von Schwingungen hervorzubringen, so kann man einen durch mechanische Mittel bewegten Stromunterbrecher anwenden.

Der gebende Taster kann ein gewöhnlicher Morsetaster sein, dessen beide vorderen Contacte die primäre Spule schliefsen und unter-

brechen, während die beiden hinteren Contacte die tertiäre Spule gleichzeitig unterbrechen oder schliefsen, so dafs der Empfangsapparat der gebenden Station ausgeschaltet ist, wenn ein Zeichen gegeben wird. Ist keine tertiäre Spule vorhanden, so sind die hinteren Contacte des Tasters so angeordnet, dafs sie den Empfänger bei jeder Schliefsung der primären Spule ausschalten.

Punkte und Striche werden durch kürzere und länger andauernde Schliefsungen mittelst des Tasters angedeutet und erzeugen kurze Und länger andauernde Töne in der Empfangsstation. Der Beamte kann sich durch Beobachtung des Geräusches des Stromunterbrechers oder der Funken an der Contactspitze vergewissern, ob sein Apparat functionirt.

Der Taster kann auch so construirt werden, dafs er sich nach rechts und links bewegt, und der gebende Apparat kann zwei Töne hervorbringen, entsprechend den Bewegungen des Tasters nach rechts und links, indem man an jedem Ende des Kernes Unterbrecher von verschiedener Ganggeschwindigkeit anordnet, wovon der eine blos durch die Bewegung des Tasters nach rechts, und der andere durch die Bewegung nach links in Thätigkeit gesetzt wird. Man könnte auch einen hinreichenden Unterschied dadurch hervorbringen, dafs man die Form der Contactspitzen des Tasters ändert. Wenn z. B. das Contactstück auf der rechten Seite des Tasters 6 mm Durchmesser und der Contact auf der linken Seite die Gestalt einer Schneide hat, so wird dieser Unterschied hinreichend sein. Dieser Effect kann auch erzielt oder gegebenenfalls vermieden werden, indem man zu einem der Contactstücke einen kleinen Widerstand hinzufügt. In diesem Falle wird auch ein Rückencontact angebracht, um den Empfangsapparat bei jedem gegebenen Zeichen auszuschalten.

Auf diese Weise wird, sobald der Taster niedergedrückt wird, eine grofse Zahl kräftiger und sehr schnell verlaufender Impulse von ab-, wechselnd entgegengesetzten Richtungen in die Linie gesendet, welche keinen »Strom« bilden, der gewöhnliche Telegraphenapparate in Thätigkeit setzen könnte, welche jedoch in dem Empfangsapparat der Empfangsstation den erforderlichen Effect hervorbringen.

Der Empfangsapparat besteht aus einem Elektromagneten, der auf eine Membran wirkt, welche aus einem Streifen Eisen oder Stahl besteht, der auf einem Resonanzboden befestigt ist; ein Ende dieses Streifens ist frei und der Streifen selbst ist auf die erforderliche Tonhöhe gestimmt. Der Streifen könnte übrigens auch zwischen zwei Resonanzböden angespannt sein. Wenn die anlangenden Impulse nicht genügen, um die Membran hinreichend kräftig zum Ansprechen zu bringen, so verstärkt man den Ton durch einzelne oder sämmtliche der nachfolgend beschriebenen Mittel.

Man bringt die Membran in der nächsten Nähe oder geradezu innerhalb der Oeffnung einer kleinen Orgelpfeife an, die auf denselben Ton gestimmt ist wie die Membran, oder auf einen der harmonischen Obertöne desselben. W^renn nöthig, so läfst man einen constanten Luftstrom, der in einer der wohlbekannten Weisen erzeugt werden kann, über die Membran oder durch die Pfeife streichen, wobei der Luftstrom nicht so kräftig sein darf, dafs er die Membran von selbst in Schwingungen versetzt, wohl aber die durch die elektrischen Impulse hervorgebrachten Schwingungen der Membran verstärkt. Wenn nöthig, kann man den Luftstrom durch eine kleine Flamme im Innern der Pfeife erzeugen, so dafs man eine Art chemischer Harmonika erhält, die auf den gewünschten Ton gestimmt ist, und erhält sowohl Lichtsignale als auch Töne. :

In einzelnen Fällen kann man die Membran ganz und gar entbehren und statt dessen die Pfeife oder mindestens deren unteren Theil aus Eisen herstellen und sie innerhalb: der Spule anordnen, wodurch sie zum Kern des Elektromagneten wird, und die anlangenden elektrischen Impulse erregen die Schwingungen, welche nothwendig sind, .um die Flamme zum Tönen zu bringen.

Das Stimmen aller dieser verschiedenen Theile auf eine bestimmte Tonhöhe ist blos dann· von grofser Wichtigkeit, wenn man mehr als eine elektrophonische Nachricht gleichzeitig durch denselben Draht senden will.

Will man jedoch einen einzigen elektrophonischen App'arat mit einem Draht verbinden, so ist ein genaues Stimmen nicht nothwendig, wenn es auch vortheilhaft ist.

Als Geber kann man irgend eine gewöhnliche Inductionsspule mit Stromunterbrecher benutzen, wenn sie nur mit einem Elektrophon verbunden ist, und als Empfänger kann man irgend einen Elektromagneten benutzen, welcher in der vorstehend beschriebenen Weise mit einer Membran verbunden ist. .

Die Membran des Empfängers kann als Relais wirken, um eine Localschliefsung zu unterbrechen oder herzustellen.

Die Apparate können zum Anrufen in Verbindung mit Telephonen statt der gewöhnlichen Anrufläutewerke oder Rasselwerke benutzt werden, oder auch an Stelle aller übrigen Rasselwerke oder Läutewerke.

In einzelnen Fällen kann die Membran durch den Kern der Inductionsspule des Empfängers bethätigt werden, der dann sowohl Empfänger als auch Geber ist.

Es können sowohl der Telephon- als auch, der Telegraphengeber in einem Apparat vereinigt werden, der blos eine Spule oder ein

Inductorium enthält, mit einer Anordnung, um die Mikrophoncontacte aus der primären Leitung ausschalten zu können, wenn man den Telegraphen benutzen will.

Es ist nicht wesentlich, dafs die Apparate in der Nähe der gewöhnlichen Telegraphenapparate aufgestellt werden; die beschriebenen Anordnungen können als Nebenschlufs irgend eines hinreichend grofsen Widerstandes der Telegraphenlinie angeordnet werden.

Der Nebenschlufs kann auch Erdleitungen umfassen und kann dann als Zweigtelephonlinie dienen.

In allen Fällen, in welchen Nebenschlüsse angedeutet sind, können sie, statt um blos einen Apparat herumgelegt zu sein oder um blos einen Draht, auch um die Apparate oder Widerstände zweier Drähte herumgelegt werden, mit Einschlufs ihrer Erdleitungen, wie in jenem Falle, wo man für'das Telephon eine Rückleitung zu haben wünscht.

Wenn einmal der Widerstand, zu welchem die Apparate einen Nebenschlufs bilden, hinreichend grofs ist, etwa 150 Ohms, so beeinträchtigt die Erhöhung desselben, selbst bis ins Unendliche, die Function des Apparates in keiner Weise; aber die Verringerung desselben auf das Minimum, das zur guten Wirkung des Telephons erforderlich ist, hat noch den weiteren Vortheil, dafs das vom Telegraphen herrührende Geräusch im Telephon vermindert und so diese Unzukömmlichkeit vermieden wird. Das vom Telegraphen herrührende Geräusch kann auch durch Einschaltung einfacher Widerstände in die Leitung zwischen dem Telephon und der Linie oder in die tertiäre Schliefsung (aufser dem Telephon) verringert werden. Es ist vorzuziehen, dafs das Gehäuse des Empfangstelephons nicht aus tönendem Material hergestellt sei, sondern aus weichem Kautschuk oder Filz.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Um über Telegraphenlinien telephoniren zu können, eine Verbindung einer Telegraphenlinie mit einer Telephonleitung, bei welcher zwei von einander isolirte, zu einer Spule gewickelte Drähte eine Verbindung zwischen der Telegraphenlinie und der Telephonleitung herstellen, welche zwar den elektrischen Strömen, die zum Telegraphiren dienen, den Uebergang von der Telegraphenlinie auf die Telephonleitung nicht gestattet, hingegen die Fortpflanzung der telephonischen Stromundulationen von der einen auf die andere der beiden Leitungen ermöglicht, indem der' eine der beiden Drähte an einem Ende mit der Telegraphenlinie verbunden und am anderen Ende isolirt ist, während der andere Draht in ähnlicher Weise an einem Ende mit der Telephonleitung verbunden, am anderen Ende aber isolirt ist.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.