DE544093C - Hochempfindliches Telegraphenrelais mit horizontal beweglicher Spule - Google Patents

Description

Der Versuch, Druckvorrichtungen für Telegramme direkt durch Kabelströme zu betätigen, ist bisher an der Schwierigkeit des hochempfindlichen Relais gescheitert. Sogar der Heberschreiber muß in vielen Fällen durch Röhrenverstärker unterstützt werden. Auch in der Radiotelegraphie werden Verstärker gebraucht, um die Niederschrift der Signale durch ein Relais von mäßiger Empfindlichkeit zu ermöglichen.

Bekanntlich haben jedoch die Verstärker den Nachteil, sowohl die nützlichen Ströme als auch die störenden Ströme zu verstärken; andrerseits sind die bekannten hochempfindliehen Telegraphenrelais so kompliziert, daß ihre Instandhaltung eine häufige Außerbetriebsetzung verlangt.

Gegenstand der Erfindung ist ein solches hochempfindliches Relais, dessen einfache Konstruktion und vor allem dessen besondere Art der Kontaktgabe eine lange störungsfreie Betriebsdauer verbürgt.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, mit den schwachen horizontalen Ausschlägen des beweglichen Kontaktorgans eines solchen Relais eine Ouecksilberkuppe von der Seite her anzustoßen bzw. zu berühren und unter Zuhilfenahme des Kohäsionsdrucks einen innigen Kontakt zu erzielen. Eine solche An-Ordnung hat jedoch zahlreiche Nachteile, weil die Kuppe häufig nachgestellt werden muß und bei der Trennung des Kontakts leicht Barte entstehen, die den Kontakt verlängern. Ferner läßt sich auf einer Kuppe keine reinigende ölschicht anbringen, während das Öl zur Verhinderung einer Oxydierung des Quecksilbers und zum Reinigen des Stahls oder des Platins erforderlich ist. Demgegenüber kennzeichnet sich ein Relais gemäß der Erfindung dadurch, daß die horizontalen Ausschlage der zwischen den Magnetpolen beweglichen Spule in vertikal gerichtete Schwingungen verwandelt werden, so daß ein vertikales Eintauchen eines Kontaktarms in die Kontaktfiüssigkeit möglich wird. Hierdurch wieder wird die Unterbringung der Kontaktflüssigkeit in offenen Gefäßen ermöglicht, und es kann z. B. eine Ölschicht über dem Quecksilber angebracht werden. Die vertikal bewegten Kontaktorgane dringen durch die Öl-Schicht hindurch in das Quecksilber ein, wobei das Quecksilber etwa anhaftendes Öl von den Spitzen vertreibt. Das Öl löst seinerseits die Verunreinigungen des Quecksilbers und der Spitzen auf und verhindert eine Bartbildung. Als Material für die Kontaktorgane verdient Platin gegenüber dem Stahl den Vorzug, weil es antimagnetisch ist.

Der Kontakt kommt sogar noch dann in vollkommener Weise zustande, wenn infolge

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langen Gebrauchs ohne Pflege das Öl durch Staub und Verunreinigungen verschlammt ist. Die Zeichnungen stellen Ausführungsformen und Anwendungen der Erfindung dar, und zwar ist

Abb. ι eine Draufsicht auf ein \Ollständiges Relais gemäß der Erfindung.

Abb. 2 ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung, um die Kontaktklingen to oder -spitzen von oben nach unten zu bewegen und in ein Ouecksilbergefäß einzutauchen.

Abb. 3 ist eine schematische Ansicht eines gemäß der Erfindung betätigten Telegraphendruckapparats. Die

Abb. 4 bis 4c zeigen eine bevorzugte Ausführungsform nebst den Einzelheiten einer Vorrichtung zum Eintauchen der Kontaktorgane in ein Ouecksilbergefäß. Abb. 5 zeigt eine erfindungsgemäß mit der Einrichtung nach Abb. 4 bis 4c verbundene bewegliche Spule.

Abb. 6 ist eine Einzelheit der Abb. 5 im Grundriß.

Abb. 7 zeigt den Grundriß eines Quecksilbergefäßes und seine Montierung.

Abb. 8 zeigt die Anwendung des Relais in der Telegraphie, und

Abb. 9 zeigt seine Anwendung beim drahtlosen Empfangen.

Gemäß der Erfindung werden die geschilderten Grundsätze auf die gewöhnliche bewegliche Telegraphenspule Deprez-D'Argonval angewendet. Es genügt, statt des Hebers mittels seidener Zugfäden eine ganz leichte Waage a, b, c, d (Abb. 2) zu steuern und die horizontalen Schwingungen der Spule in vertikale Schwingungen der Waage zu verwandeln. Die Platinklingen, welche an den Enden a, b der Waage festgelötet sind, tauchen in die Ouecksilbergefäße m ein, welche durch Mikrometerschrauben ν in verschiedenen Höhenlagen eingestellt werden können.

Auf der Abb. 2 ist nur ein Gefäß gezeichnet, dem ein zweites gegenübersteht. Die Gefäße haben eine Hohlkehle m' zur Aufnahme einer Triebschnur, mit der sie von außen her in rotierende Bewegung versetzt werden können.

Diese Rotation ist für den Fall sehr schneller Signalgebung vorgesehen, da in diesem Fall die Einschnitte in die Quecksilbermasse sich nicht rasch genug schließen; so werden zweckmäßig stets neue Kontaktpunkte dargeboten.

Um einen soliden und handlichen Apparat zu schaffen und dabei eine hohe Empfindlichkeit zu erreichen, wird der Waage die Form e, J₁ g nach Abb. 4 gegeben. Die Verbindung mit der Spule erfolgt statt durch Fäden durch eine sehr leichte Stange h.

Diese sitzt auf dem Zapfen e des oberen Waagearms mittels einer Gabel auf und ist mit dem ausschlagenden Züngehen i der Spule I (Abb. 4 a) durch einen Zapfen verbunden.

Das Züngehen i ist in Abb. 4 a in derselben Ebene wie die Waage gezeichnet, tatsächlich handelt es sich jedoch um zwei zueinander senkrechte Ebenen, so daß der Zapfen h' der Stange h in die öse Γ des Züngchens i eindringen kann.

Das in Abb. 5 von der Seite gesehene Züngehen i ist mit der Spule durch ein Zwischenstück ι fest verbunden. Dieses Stück 1 ist in Abb. 4 c schematisch gezeichnet, in Wirklichkeit ist es auf die Wicklung aufgeklebt und trägt oben das Züngehen 4, unten eine Metalltraverse u, welche in der Mitte einen harten Stein und einen Gegenstein aufweist. Zwei Schrauben klemmen das Stück 1 zwischen Züngehen und Traverse fest.

Ein weiteres ebensolches Stück 1' sitzt umgekehrt auf der Unterseite der Spule, mit dem Unterschied, daß hier die entsprechende Metalltraverse n' nur einen durchlochten Stein aufweist, da der Gegenstein hier überflüssig ist. Statt des Züngchens ist hier eine zweite isolierende Traverse n" vorgesehen, durch deren Mittelloch vier Drähte gehen.

Die Spule ist durch Mastix gehärtet; sie bildet zusammen mit den beschriebenen Teilen ein rahmenartiges Ganzes.

Die aus dünnen Metallplättchen gebildete Waage ist nach allen Richtungen hin versteift, so daß sie trotz ihrer Leichtigkeit genügend widerstandsfähig ist.

Die Waage dreht sich um ihre Achse, welche ihrerseits feststeht, weil eine bewegliche Achse bei Vorhandensein eines starken magnetischen Feldes in ihren Bewegungen behindert werden könnte. Aus demselben Grunde müssen alle andern beweglichen Teile aus antimagnetischem hartem Metall bestehen. Es wurde bereits erwähnt, daß aus diesem Grund Platinkontakte vor solchen aus Stahl den Vorzug verdienen.

Außer der Spule sind auch andere bewegliche Teile mit harten Steinen ausgestattet, z. B. die Punkte i', e und das Drehzentrum "o der Waage. Die Achse der kleinen Waage ruht in zwei Einschnitten eines Messinglagers und wird dort durch eine Feder festgehalten, welche einen Druck auf die Spitzen ausübt. Schiebt man die Feder zur Seite, so kann man mit der Achse auch die Waage herausnehmen.

Zwei ganz leichte Federn drängen die kleine Waage entweder in die Ruhe- oder in die Arbeitslage oder lassen sie ganz frei, falls sie beiseite geschoben werden. Die Federn wirken auf jeden Arm von unten nach oben.

Der Druck von unten nach oben mildert die Reibung der Waage auf ihrem Lager.

In Abb. 4 ist nur ein Ouecksilbergefäß m gezeichnet, das mittels Einstellknopfes ν verstellt wird, wobei dessen mit Gewinde versehener Stiel sich in die beiden ersten Metallplatten y, y einschrauben kann, während er die dritte Platte y" frei durchdringt.

Abb. 7 zeigt das Gefäß und die drei Metallplatten im Grundriß. Die erste und zweite werden durch zwei Schrauben s zusammengehalten, welche die zwei Teile mehr oder weniger zusammenpressen und dem Stiel das Einschrauben erleichtern oder erschweren.

Die Schrauben s' befestigen die zweite Platte mitsamt der ersten und dem Gefäß auf der dritten Platte: wenn die Schrauben s' gelöst werden, kann man die beiden ersten Platten samt dem Gefäß wegnehmen. Es hat daher die dritte Platte einen Ausschnitt, in welchem sich der Stiel des Gefäßes bewegen kann.

Die dritte Platte ist samt den andern ähnlichen Platten auf einer Ebonitgrundplatte befestigt, wobei das Ganze in horizontalem Sinne verschoben werden kann, um die kleine Waage mit dem Züngehen i entsprechend der Länge der Stange h in Übereinstimmung zu bringen. Diese Verschiebung wird durch eine Schraube s" und eine entsprechende, in gewissem Abstand angeordnete ermöglicht. Die Schraube w dient zur Verbindung.

Auf der Spule ist der Draht doppelt gewickelt, um ihn in Serie, parallel oder differential schalten zu können.

Wie Abb. 5 zeigt, ist eine Traverse qr auf den Polschuhen von diesen abstehend befestigt; auf dieser Traverse ist mit andern Zwischenstücken die Scheibe st befestigt.

Das Züngehen schwingt zwischen Schrauben n, welche an einer der unteren Traverse entsprechenden, jedoch breiteren Traverse O₁ p, die mit einer Öffnung zum Sichtbarmachen des Züngchens, des Rahmenkopfes und eines Teiles der Polschuhe versehen ist, befestigt sind (Abb. 1 und 5).

Es sind drei Ouecksilbergefäße vorhanden, von denen zwei an den Enden der Waage zur Herstellung der intermittierenden Kontakte dienen, während ein mittleres die Masse darstellt.

Diese letztere Verbindung besteht aus einem Platinplättchen, das an die Waage angelötet ist. Das Drähtchen berührt die Oberfläche des Quecksilbers und ist derart gebogen, daß seine Spitze im Rotationszentrum liegt und somit die Drehung nicht hindert.

Das magnetische Feld ist sehr stark, da es von zwei Bündeln mit den gleichnamigen Polen aufeinandergelegter Magnete gebildet wird (Abb. 1). Eines dieser Bündel umfaßt und schützt die Waage und die Ouecksilbergefäße.

In Abb. ι ist der Apparat von oben her gesehen; seine Grundplatte ist fortgelassen.

Das Relais gemäß der Erfindung verwandelt den sehr schwachen, vom Kabel kommenden Strom oder den sehr schwachen gleichgerichteten Strom drahtloser Sendungen in einen starken, zur Betätigung der gewöhnliehen Elektromagnete ausreichenden Strom.

Für die Einfachstromsysteme Morse und Hughes genügt die Benutzung eines einzigen Ouecksilbergefäßes, während für das Doppelstromsystem Wheatstone u. a. m. beide benutzt werden.

Obwohl der Heberschreiber ein empfindliches Gerät ist, so ist doch das Relais noch weit empfindlicher und kann zweckmäßig an seine Stelle treten, um elektromagnetische Schreibapparate und akustische Apparate zu betätigen. Zu diesem Ersatz bedarf es zweier Relais, die in Serie oder, wie in Abb. 8, in Nebenschluß geschaltet werden. Das eine Relais arbeitet mit Ruhestrom, das andere mit Arbeitsstrom. Zweckmäßig wird das Ganze mit Gleichrichtern ausgestattet, so daß der positive Strom in einem Relais leichten Durchgang findet, während ihm das andere versperrt ist, und umgekehrt für den negativen Strom.

In Abb. 8 geschieht der Einfachheit halber die Gleichrichtung durch zwei Bleiglanzkristalle g', g", die gegenläufig geschaltet sind. Es leuchtet ein, daß die Bleiglanzkristalle auch durch andere Kristalle, Elektronenröhren oder andere Gleichrichter ersetzt werden können.

Der vom Kabel L kommende Strom trifft links das erste Bleiglanzkristall, rechts trifft er dagegen den Faden des zweiten Kristalls, weshalb er je nach seiner Polarität das eine oder das andere durchfließt. Im ersten Relais R tritt der Strom durch 2 ein und wird über ι geerdet; im zweiten Relais R' ist das Umgekehrte der Fall.

Ein großer Kondensator K und eine starke Selbstinduktion A bringen durch ihr gegenseitiges Zusammenwirken beim Aufhören des Stromzuflusses aus dem Kabel jedes Relais in seine Ruhelage, nachdem der Kabelstrom es in Arbeitslage gebracht hatte. Auf diese Weise können die Relais sehr empfindlich sein, da sie keine Rückstellfedern haben.

Eine Batterie P entsendet ihren Strom zu einen der Registriermagnete J? oder S', je nachdem, welche der beiden Waagen B, B' mit dem Quecksilber Kontakt gebildet hat.

Im einen wie im andern Fall werden durch die ausgewählten Ströme Elektromagnete E (Abb. 3) betätigt, welche auf dem Papier obere oder untere Zeichen schreiben.

In Abb. 3 ist nur ein Elektromagnet gezeichnet, der andere völlig gleiche und symmetrische befindet sich hinter diesem. Ebenso sind zwei Schreibrädchen C vorhanden, die in kurzem Abstand voneinander angeordnet sind, und zwar für jeden Elektromagneten eins. Die Walzen I bewegen das Papier. Das Färbekissen M entnimmt die Farbe aus dem Behälter N und ist so breit, daß es gleichzeitig beide Rädchen C einfärben kann." Auf der Achse des Färbekissens M sitzen ferner vor und hinter demselben in einem gewissen Abstand und außerhalb des Behälters zwei Zahnräder.

Auf der Achse jedes Rädchens C sitzt noch ein anderes Zahnrad, welches an dem gegabelten Arm des Elektromagneten sitzt, während das schreibende Rädchen sich außerhalb befindet und sich an das ihm gegenüberliegende

so Rädchen anlegt.

Der Ausschlag der Hebelarme der Schreibrädchen C ist gering, so daß diese Rädchen und die zugehörigen Getriebe Farbstoff bzw. Rotationsbewegung aufnehmen können.

«5 Die Achse der unteren Walze / und die Achse des Färbekissens M werden von einem Uhrwerk aus gesteuert. Die Achse der Rädchen C erhält ihre Bewegung, wie gesagt, von der Achse M.

Für die Niederschrift von Radiotelegrammen wird an die Polklemmen χ (Abb. 9) statt des Kopfhörers unter Zwischenschaltung eines Gleichrichters g' das Relais angeschlossen. Zur Abflachung der Wellenspitzen wird zwisehen die Klemmen des Relais ein kleiner Kondensator C eingeschlossen. Die übrige Anordnung ist identisch mit der nach Abb. 8.

Ein Batterieelement P' und ein starker

Widerstand R' sowie eine Taste T dienen zur örtlichen Prüfung. Ein Element P₂ betätigt über einen Widerstand R₂ ein gewöhnliches Relais vS", welches den Strom des Elements P₈ in die Leitung L entsendet. Das Relais 5¹ hat eine Abzweigung R₃, welche zusammen mit dem Widerstand R die Funkenbildung im Quecksilbergefäß mildert.

Der Gleichrichter g' kann durch ein System von vier Gleichrichtern ersetzt werden, so daß auf. diese Weise beide Radiohalbwellen ausgenutzt werden.

Natürlich können dem so erneuerten Strom weitere mechanische Leistungen zugemutet werden, z. B. die erneute Durchlochung eines Streifens für die weitere Übertragung.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   i. Hochempfindliches Telegraphenrelais mit horizontal beweglicher Spule, insbesondere nach dem System Deprez-D'Ar-Qonval, und mit Kontaktgabe durch Eintauchen eines beweglichen Kontaktes in eine Kontaktflüssigkeit, z. B. in mit einer Ölschicht bedecktes Quecksilber, dadurch gekennzeichnet, daß die horizontalen Schwingungen der beweglichen Spule (Deprez-D'Argonval) durch eine sehr leichte Stange Qi) in vertikal gerichtete Schwingungen einer Waage (a, b, c, d bzw. g, f) verwandelt werden, an deren Enden die Kontaktnadeln oder Lamellen in das eine oder das andere Kontaktgefäß (m) tauchen, in welchem unter einer Ölschicht Quecksilber enthalten ist, während in ein drittes, zentrales, gleiches Kontaktgefäß, das als Massenkontakt dient, ein an die Waage angelöteter Platindraht eintaucht, der über den Gefäß rand derart gebogen ist, daß seine Spitze im Rotationszentrum liegt und somit den Widerstand der Flüssigkeit gegen die Drehung vermindert.
2. 2. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktgefäße drehbar gelagert und in ihrer Höhenlage verstellbar sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen