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Telegraph [1]

[431] Telegraph (Fernschreiber), Vorrichtung zur Nachrichtenbeförderung, welche den an einem Orte zum sinnlichen Ausdruck gebrachten Gedanken an einem entfernten Orte wahrnehmbar wieder erzeugt, ohne daß der Transport eines Gegenstandes mit der Nachricht stattfindet. Je nachdem als Betriebskraft, welche die zum Ausdruck der Nachricht dienenden Zeichen in die Ferne befördert, der Schall, das Licht oder die Elektrizität benutzt wird, unterscheidet man akustische (Glocken, Sprachröhren, Dampfsirenen, Dampfpfeifen), optische (Semaphore, s.d.) und elektrische Telegraphen. Letztere werden im nachfolgenden nur so weit behandelt, als sie dem allgemeinen Verkehr dienen. Alarmvorrichtungen, Haustelegraphen, Kriegstelegraphen, Signaleinrichtungen der Eisenbahnen u.s.w. sind unter diesen Stichworten nachzusehen. Man unterscheidet heute zwischen Drahttelegraphie und drahtloser Telegraphie. Letztere, die man auch Funken-, Radio-, Wellentelegraphie oder drahtlose Telegraphie mittels elektromagnetischer Wellen nennt, besteht wenig mehr als ein Dezennium.

A. Drahttelegraphie.

Zu einem Drahttelegraphen gehören: 1. eine Elektrizitätsquelle, die den elektrischen Strom, d.h. die Betriebskraft liefert; 2. der Geber, mittels dessen die Zeichen von dem Sendeorte nach dem Empfangsorte durch Schließen oder Unterbrechen des Stromes übermittelt werden; 3. der Empfangsapparat, welcher die von der Sendestation abgeschickten Zeichen auf der Empfangsstation sinnlich wahrnehmbar macht; 4. die Verbindungsleitung zwischen dem Sender und dem Empfänger. Sie ist entweder einfach und an beiden Enden durch die Apparate hindurch zur Erde geführt, oder doppelt, aus Hin- und Rückleitung begehend.

Zur Hervorbringung der telegraphischen Zeichen am Bestimmungsorte werden bei den heute gebräuchlichen Telegraphen meist nur elektromagnetische, vereinzelt auch chemische Wirkungen des Stromes benutzt. Dementsprechend enthält jeder Empfangsapparat als wesentlichen Teil entweder einen Elektromagnet, oder eine Magnetnadel in einem Multiplikatorrahmen, oder eine drehbare Drahtspule in einem magnetischen Felde, oder einen chemisch präparierten Papierstreifen, der sich an den vom Strome durchflossenen Stellen färbt. Die Empfangsapparate liefern entweder bleibende Zeichen (Schreib- oder Drucktelegraphen) oder vergängliche Zeichen (Sprechtelegraphen). Geschichtliches zur Drahttelegraphie s. [1] und [2].

I. Die Betriebskraft [1].

Die Kraft, mit deren Hilfe die Zeichen im Empfangsapparat erzeugt werden, liefert der elektrische Strom. Zum Betriebe der Telegraphen genügen Ströme von geringer Stärke, meist 12–15 Milliampère. Als Stromquellen dienen fall ausschließlich Batterien von galvanischen Primär- oder Sekundärelementen. – Vgl. Galvanismus und Akkumulatoren.

a) Primärelemente für Telegraphie.

1. Das Daniell-Element: Zink in verdünnter Schwefelsäure und Kupfer in einer gesättigten Lösung von Kupfersulfat. Beide Flüssigkeiten sind durch einen Tonbecher voneinander getrennt, aber durch die Poren des Bechers hindurch in Berührung.

2. Das Meidinger-Element: Vereinfachung des Daniell-Elements (ohne Tonzelle).

3. Das Kupferelement der deutschen Reichstelegraphie (Fig. 1) hat sich aus 1. und 2. entwickelt. Ein Zinkring hängt an drei Armen mit angegossenen Nasen am oberen Rande eines Standglases. Auf dem Boden des Batterieglases liegt eine runde, an der Unterseite etwas eingewölbte Bleiplatte, in deren Mitte sich ein starker Bleidraht senkrecht bis über[431] das Glas empor erhebt. Auf dem Bleidraht sitzt eine Polklemme, den andern Pol bildet ein in einen Arm des Zinkringes eingegossener Kupferdraht. Das Glasgefäß wird mit einer Lösung von Zinksulfat in weichem Wasser bis 4 mm unter dem oberen Rande des Zinkringes gefüllt; darauf werden etwa 70 g Kupfervitriol in nußgroßen Stücken hineingeworfen. Sobald sich am Boden eine blaue Lösung von Kupfersulfat gebildet hat, ist das Element gebrauchsfähig. Die Bleiplatte überzieht sich bei Stromdurchgang bald mit ausgeschiedenem Kupfer und wirkt dann wie eine Kupferplatte. Um das Ansetzen von Zinksulfatkristallen am oberen Glasrand und an der Polklemme des Bleidrahtes zu verhindern, erhalten der obere Rand des Glases und der Bleidraht unterhalb der Polklemme einen Anstrich von weißer Oelfarbe. Kupferelemente in der vorbeschriebenen oder ähnlichen Ausführung bilden heute die hauptsächlichsten Stromquellen für Telegraphenzwecke.

4. Das Callaud-Element unterscheidet sich vom deutschen Kupferelement nur durch die abweichende Gestalt der Elektroden und findet hauptsächlich in Frankreich und in der Schweiz Verwendung.

5. Das Grove-Element enthält einen Zinkzylinder in verdünnter Schwefelsäure und innerhalb desselben, in einer mit Salpetersäure gefüllten Tonzelle, ein dünnes S-förmig gebogenes Platinblech.

6. Das Bunsen-Element ist ein Grove-Element, bei dem die Platinelektrode durch ein Prisma aus harter Retortenkohle ersetzt ist.

7. Das Chromsäureelement ist ein Bunsen-Element, in welchem Chromsäure als Depolarisator wirkt und die Tonzelle weggelassen ist.

8. Das in der englischen Telegraphenverwaltung benutzte Fuller-Element enthält in einem zylindrischen Standgefäß aus glasiertem Steingut einen am Boden mit Quecksilber bedeckten Tonbecher und in diesem einen amalgamierten Zinkkolben. Außerhalb des Bechers steht die Kohlenplatte mit einem auf das obere Ende gepreßten Bleistück mit Polklemme. Der Becher ist mit verdünnter Schwefelsäure, der äußere Raum mit einem Gemisch von Schwefelsäure und Kaliumbichromat gefüllt.

9. Das Lalande-Element enthält Zink in Kali- oder Natronlauge, und als positive Elektrode einen Eisenblechzylinder gefüllt mit Kupferoxyd als Depolarisator. In der Form von Wedekind besteht das Element aus einem Eisengefäß, mit dessen Innenwänden die Kupferoxydmasse fest verbunden ist. Ist sämtliches Kupferoxyd zu Kupfer umgewandelt, so wird das entleerte Gefäß mehrere Stunden lang bei Luftzutritt erhitzt, wobei sich das Kupfer wieder oxydiert.

b) Sammlerelemente für Telegraphie.

Sammlerelemente kommen in der Regel bei größeren Telegraphenanstalten zur Verwendung. Sie bilden eine Stromquelle von sehr gleichmäßiger Spannung und eignen sich wegen ihres äußerst geringen inneren Widerstandes von 0,05 Ohm für die Zelle besonders als gemeinschaftliche Batterie für eine beliebige Anzahl von Telegraphenleitungen. Zu dem Vorteil der Raumersparnis, den die Verwendung einer gemeinsamen Sammlerbatterie darbietet, tritt beim Betriebe von Kabelleitungen der weitere Nutzen einer merklichen Betriebsverbesserung dadurch, daß der Sammlerstrom die Ladung des Kabels beschleunigt und deshalb eine größere Telegraphiergeschwindigkeit und ein besseres Arbeiten ermöglicht. Den Telegraphensammlern gibt man gewöhnlich eine Kapazität von etwa 14 Ampèrestunden. Zur Ladung derselben dienen bei geringem Strombedarf Batterien aus Kupferelementen; bei größerem Energiebedarf erfolgt die Ladung aus dem Netz einer Starkstromanlage, nötigenfalls unter entsprechender Umformung des Starkstroms. Steht Gleichstrom von 110 Volt Spannung zur Verfügung, so kann dieser ohne Umformung zum Laden dienen.

Der vielfach gebräuchliche Hagener Sammler der Akkumulatorenfabrik A.-G. in Berlin (Fig. 2) enthält zwei negative Gitterplatten und eine positive Großoberflächenplatte. Die Platten werden durch Glasansätze auseinandergehalten, die von der Mitte der Schmalseiten des Glasgefäßes aus nach unten weiter ausladen. An der unteren Verengungsstelle des Gefäßes ruhen die Platten mit kleinen seitlichen Ansätzen in den Glaswänden. Der gläserne Verschlußdeckel hat an der unteren Fläche zwei mit je drei Einschnitten versehene Ansätze, welche die Platten im oberen Teile voneinander getrennt halten. Die negativen Platten sind durch einen Bleisteg verbunden. Auf diesem und auf der positiven Platte stehen zwei Polansätze, die aufgelötete Messingschrauben mit Flügelmuttern als Polklemmen tragen. Zum Schütze gegen die schädlichen Einwirkungen der Schwefelsäure[432] sind die Polansätze unterhalb der Schrauben mit kleinen ringförmigen Oelbehältern umgeben; das in diese zu gießende Oel umgibt die Stelle, an welcher Bleistab und Messingschraube miteinander verlötet sind. Die Zellen werden mit verdünnter Schwefelsäure von spezifischem Gewicht 1,18 (22,5° Baumé) bis 5 mm über die Plattenoberkante gefüllt. Um der massiven positiven Platte eine große Oberfläche zu geben, sind in jede Plattenseite viele senkrechte Furchen (Fig. 3) eingeschnitten. Die so gebildeten Rippen bekommen einen Halt durch die in Abständen von lern verlaufenden wagerechten Querstege. Die negativen Platten (Fig. 4) haben nur ein einfaches Gitter, das mit schwammigem Blei gefüllt ist. Die Zelle besitzt eine Kapazität von 13,5 Ampèrestunden, die Ladestromstärke darf bis 2,5 Ampère steigen.

Der von den Akkumulatoren- und Elektrizitätswerken A.-G. vorm. Böse & Cie. in Berlin hergestellte Telegraphensammler hat eine positive Großoberflächenplatte, die nach dem Plantéverfahren geformt wird und eine negative Gitterplatte nach Correns, aus zwei Bleigittern gebildet, die um die halbe Breite der quadratischen Oeffnungen verschoben sind. In den sich nach außen verengenden Gitteröffnungen befindet sich Bleischwamm.

Der zum Laden der Sammler erforderliche Strom wird einer Kupferbatterie, meist aber einer Starkstromquelle entnommen. Man verbindet den positiven Sammlerpol mit dem positiven Pol der Ladequelle und den negativen Sammlerpol mit dem negativen der Stromquelle. Beim Anlegen der Ladestromquelle steigt die Klemmenspannung der Sammler schnell auf 2,1 Volt, nimmt dann langsam, später etwas rascher zu und nähert sich schließlich einem konstanten Wert. Die Ladung ist beendet, wenn an allen Platten gleichzeitig eine gleichmäßige, kräftige Gasentwicklung stattfindet. Dabei beträgt die Spannung der Sammler 2,3 Volt, wenn mit dem schwachen Strom von Kupferelementen geladen wird, dagegen etwa 2,6 Volt beim Laden mit Starkstrom. Nach Beendigung der Ladung sinkt die Spannung bald auf 2,1 Volt und bleibt hierauf stehen, wenn der Sammler nicht benutzt wird. Beim Laden mit Starkstrom ist stets eine Nachladung mit der Hälfte des Ladestroms erforderlich, weil der Starkstrom die wirksame Masse an der Oberfläche bald in Bleisuperoxyd bezw. Bleischwamm umwandelt und dadurch das Eindringen in tiefere Schichten erschwert. Beim Laden der Sammler wird Schwefelsäure frei; die Säuredichte muß beim Schluß der Ladung den für die betreffende Sammlertype vorgeschriebenen Wert besitzen. Bei Ladung einer Sammlerbatterie durch Kupferelemente muß die Ladebatterie derart bemessen sein, daß sie mit ihrer Spannung die der Sammlerbatterie von durchschnittlich 2,2 Volt für die Zelle überwindet und den Sammlern bei dauerndem Laden einen etwas stärkeren Strom zuführt, als sie im Betriebe abzugeben haben. Für jede Morse-Leitung mit Arbeitsstrom sind zu rechnen 0,0023 Ampère, mit Ruhestrom bei hintereinandergeschalteten Elektromagnetrollen 0,017 Ampère, bei nebeneinandergeschalteten Rollen 0,030 Ampere, für jede Hughes-Typendruckleitung 0,020 Ampère.

Wenn z.B. die am stärksten belastete Gruppe einer Batterie von 40 Zellen einen Ladestrom von 0,022 Ampere braucht und der äußere Widerstand (Strommesser u.s.w.) 50 Ohm beträgt, so muß die Ladebatterie aus x = 2,2 · 40 + 0,022 – 50 : 1 – 4 · 0,022 = 98 oder rund 100 Elementen in einer Reihe bestehen; es sind also mindestens 2,5 Elemente für 1 Sammlerzelle zu verwenden.

Bei Ladung einer Sammlerbatterie durch Starkstrom ist die günstigste Ladespannung 30 Volt, da diese Spannung beim Laden der Sammler in Gruppen von 10 Zellen gerade ausgenutzt wird. Da das Starkstromnetz zumeist eine höhere Spannung hat oder Wechselstrom und Drehstrom führt, so muß der Netzstrom in der Sammlerladestelle zunächst in Gleichstrom von 30 Volt Spannung umgeformt werden. Hierzu wird ein Umformer in Gestalt eines mit einer Dynamomaschine gekuppelten Elektromotors benutzt.

Entladung der Sammler. – Im Betriebe sinkt die Spannung jeder Zelle langsam bis auf etwa 1,85 Volt; dann fällt die Spannung, falls die Entladung fortgesetzt wird, schnell auf einen sehr tiefen Wert. Eine zu weitgehende Entladung verdirbt die Platten. Als untere Spannungsgrenze gilt für Sammler, die aus Kupferelementen geladen werden 1,95 Volt, für Sammler, die mit Starkstrom geladen werden, bei schwacher Benutzung 1,95 Volt, bei mittlerer Benutzung 1,90 Volt, und bei sehr starker Benutzung, wenn die Entladedauer nur 1 Tag beträgt, 1,85 Volt.

c) Die Batterieschaltung.

Werden n Elemente in der Weise zu einer Batterie zusammengeschaltet, daß immer der positive Pol eines Elements mit dem negativen des nächsten Elements verbunden wird, so sind die Elemente hintereinander oder in Reihe geschaltet. Die elektromotorische Kraft einer solchen Batterie ist die n fache eines Elements, der Batteriewiderstand hat ebenfalls den n fachen Wert. Nach dem Ohmschen Gesetz ist also die Stromstärke i = (n · e)/(n · b + r) = e/(b + r/n), worin e die elektromotorische Kraft eines Elements, b der Widerstand eines Elements oder der innere Widerstand und r der Widerstand des Schließungsbogens oder der äußere Widerstand ist. Wird die Batterie kurz geschlossen, d.h. der äußere Widerstand = 0 gemacht, so ist i = e/b; die Batterie liefert also dieselbe Stromstärke wie ein Element, denn mit der elektromotorischen Kraft hat in gleichem Verhältnisse der Widerstand zugenommen.

Nebeneinander oder parallel geschaltet sind die n Elemente, wenn alle positiven Pole unter sich und alle negativen Pole unter sich verbunden sind, so daß die Batterie wie ein Element von n facher Plattenoberfläche wirkt. In diesem Falle ist die elektromotorische Kraft der Batterie e und ihr Widerstand = b/n und folglich die Stromstärke i = e/(b + r/n). Wird eine solche Batterie kurz geschlossen, so ist i = n e/b, d.h. sie liefert den n fachen Strom von einem Element. Aus diesen Formeln ergibt sich, daß die Hintereinanderschaltung der Elemente[433] vorteilhafter ist bei großem äußeren Widerstande, der dann gleichsam verringert wird (r/n). Ist dagegen der äußere Widerstand klein, so empfiehlt es sich, auch den Batteriewiderstand möglichst klein zu machen; hierzu dient die Parallelschaltung der Elemente (b/n). Hat man n Elemente in n/h parallelen Reihen von je h hintereinander geschalteten Elementen, so erhält man den Maximalstrom dann, wenn sie so geschaltet werden, daß b h²/n = r, d.h. der innere Widerstand der Elemente gleich dem äußeren Widerstande r ist.

Gemeinschaftliche Batterien. – Aus einer Elektrizitätsquelle, deren innerer Widerstand im Verhältnis zum äußeren Widerstand, d.h. dem Widerstande der Leitung und Apparate, verschwindend klein ist, kann man beliebig viele Telegraphenleitungen gleichzeitig speisen, ohne daß die Stromstärke in der einzelnen Leitung durch die Stromleitung beeinträchtigt wird. Ist an eine derartige Batterie nur eine Leitung vom Widerstande r angelegt, so erhält sie den Strom J = e/r. Beim Anlegen von n Leitungen mit gleichem Widerstande wird J = n e/r, also n mal so groß, und die einzelne Leitung erhält davon den n ten Teil.

Der Bedingung, daß der innere Widerstand verschwindend gering sei, genügen im Telegraphenbetriebe die Sammlerbatterien; an eine gemeinsame Sammlerbatterie können also beliebig viele Leitungen angelegt werden. Besteht dagegen eine für mehrere Leitungen gemeinsame Batterie aus Primärelementen, deren Widerstand nicht vernachlässigt werden kann, so ändert sich die Stromstärke in der einzelnen Leitung mit der Anzahl der gleichzeitig geschlossenen Leitungen. Je mehr Leitungen gleichzeitig Strom erhalten, um so weniger Strom entfällt auf jede einzelne. Wird vorausgesetzt, daß die Leitungen alle gleichen Widerstand r haben, und bezeichnen wir den inneren Widerstand der Batterie wieder mit b und den in jeder einzelnen Leitung fließenden Strom mit m so ist beim Anlegen nur einer Leitung J = i₁ = e/(b + r), beim Anlegen einer zweiten Leitung J = e/(b + r/2) = 2e/(2b + r), also i₁ = e/(2b + r), da auf jede Leitung die Hälfte von J entfällt. Ferner ist beim Anlegen einer dritten Leitung J = e/(b + r/3) = 3e/(3b + r) also i₁ = e/(3b + r), da jetzt auf jede Leitung ein Drittel von J entfällt, u.s.w.

Beim Telegraphenbetriebe mit Morse- oder Klopferapparaten wird auf je 70 Ohm Leitungswiderstand 1 Kupferelement mit 5 Ohm Widerstand gerechnet. Die Stromstärke in einer Leitung soll demnach 1 : 5 + 70 = 0,013 Ampère oder 13 Milliampère betragen. Nehmen wir nun eine Leitung von 40000 km Widerstand an, so ist eine Batterie von 4000 : 70 = rund 60 Kupferelementen erforderlich. Die Leitung erhält dann einen Strom i₁ = 60 : 5 · 60 + 4000 = 13,9 Milliampère. Wird eine zweite gleiche Leitung angelegt, so ist i₁ = 60 : 2 · 300 + 4000 = 13,0 Milliampère; Wird eine dritte gleiche Leitung angelegt, so ist i₁ = 60 : 3 · 300 + 4000 = 12,2 Milliampère. Kommt noch eine vierte Leitung hinzu, so wird i₁ = 11,5 und beim Hinzutreten einer fünften Leitung i₁ = 10,9 Milliampère. Wieviel Leitungen aus einer gemeinsamen Batterie gespeist werden können, hängt von der Empfindlichkeit der Empfangsapparate ab, d.h. von der niedrigsten Stromstärke, auf welche die Apparate noch sich er ansprechen. Meist können bis zu fünf Morse- oder Klopferleitungen und bis zu drei Hughes-Typendruckerleitungen an eine gemeinschaftliche Kupferbatterie gelegt werden. Haben die Leitungen nicht gleichen Widerstand, so kann man entweder ihre Widerstande durch Zuschalten von künstlichen Widerständen gleichmachen, oder man zweigt von der ganzen Batterie für die Leitungen mit geringerem Widerstande eine entsprechende Zahl von Elementen ab; z.B. würde für eine Leitung von 2000 Ohm Widerstand die Batteriezuführung an das 30. Element der Batterie zu legen sein.

Ein Telegraphenamt erhält in der Regel eine positive und eine negative Telegraphenbatterie. Die erforderlichen Spannungsstufen werden durch Abzweigungen gewonnen, indem man bei Primärelementen an das 10., 20., 30., 40., 60. u.s.w. Element, bei Sammlern an die 5., 10., 15., 20. und 30. Zelle Zuführungsleitungen aus gut isoliertem Kupferdraht anlegt und dadurch Spannungen von 10, 20, 30, 40, 60 u.s.w. Volt erhält. Nach der Stromstärke, mit der eine Zuleitung belastet werden soll, muß sich ihr Querschnitt richten. Eine Drahtstärke von 1 mm genügt für einen Strom bis zu 4 Ampère, Drähte von 1,4, 2,3 und 4,5 mm für Ströme bis zu 10, 20 und 60 Ampère.

d) Stromverlauf in Telegraphenleitungen.

Zur Betätigung eines telegraphischen Empfangsapparates ist eine bestimmte Stromstärke erforderlich. Die Stromquelle des gebenden Amtes I muß so bemessen sein, daß sie diese Stromstärke auf dem empfangenden Amte II schnell und sicher hervorzubringen vermag. Die ankommende Stromstärke hängt nicht bloß von der Batteriespannung und dem Widerstande des Stromkreises ab, sondern wesentlich auch von den Ableitungen, der Selbstinduktion und der Ladungsfähigkeit des Stromkreises, von letzteren beiden Faktoren jedoch nur während des veränderlichen Zustandes, d.h. während der Dauer des Ansteigens und Abfallens der Stromstärke.

Einfluß der Ableitungen bei Arbeitsstrombetrieb. Die telegraphischen Zeichen im Amte II werden durch Stromsendung vom Amte I aus erzeugt. – Da eine Telegraphenleitung niemals vollkommen gegen die Erde isoliert ist, vielmehr an den Stützpunkten über die Isolatoren hinweg, oder bei Kabeln durch die Isolierhülle hindurch stets ein Stromverlust stattfindet, so ist der beim Amte II ankommende Strom J₂, auch nachdem er seinen konstanten Wert erreicht hat, immer schwächer als der von I abgehende Strom J₁. Das Maß der Schwächung hängt von dem Isolationszustande der Leitung ab, der, abgesehen von Isolationsfehlern, bei Luftleitungen vorwiegend durch die Witterung, bei Kabelleitungen aber durch die Temperatur verändert wird. Die Stärke des ankommenden Stromes läßt sich durch unmittelbare Strommessung[434] und durch Widerstandsmessungen bestimmen. Bezeichnet I–II (Fig. 5) eine Leitung mit ungleichmäßig verteilten Ableitungen verschiedener Größe, an welche im Amt I eine Batterie mit der elektromotorischen Kraft E und im Amte II ein Empfangsapparat angelegt ist, und wird der gesamte Widerstand vom Punkte I durch die Batterie hindurch bis zur Erde mit r₁ der Widerstand vom Punkten bis zur Erde mit r₂ bezeichnet, so ist:

Wenn die Batterie E aus dem Amte I nach dem Amte II verlegt wird, ohne daß die Widerstände r₁ und r₂ eine Aenderung erfahren, so ist entsprechenderweise das Verhältnis des in I ankommenden Stromes J'₁ zu dem in II abgehenden Stromes

In diesen Formeln bedeutet noch R₁ der von I aus gemessene und R₂ der von II aus gemessene Leitungswiderstand, ferner W₁ der von I aus und W₂ der von II aus gemessene Isolationswiderstand. Mißt man auf beiden Aemtern denselben Leitungs- und denselben Isolationswiderstand und haben beide Aemter selbst gleichen Widerstand r₁ = r₂ = ς, so ergibt sich als Verhältnis der Ströme:

Weichen dagegen die Meßergebnisse beider Aemter voneinander ab, so muß, wenn wiederum r₁ = r₂ ist, auf demjenigen Amte der ankommende Strom im Verhältnis zum abgehenden des fernen Amtes größer sein, welches den. kleineren Isolationswiderstand mißt, also die Leitung schlechter isoliert findet. Denn ist W₁ < W₂, so ist auch J₂ : J₁ > J'₁ : J'₂. Das Verhältnis des ankommenden Stromes zum eigenen abgehenden Strom ist auf dem Amte größer, bei welchem der größere Isolationswiderstand gemessen wird.

Einfluß der Ableitungen bei Ruhestrombetrieb. – Die Betriebsbatterie ist auf die Aemter I und II verteilt; das Telegraphieren erfolgt durch Unterbrechung des Stromkreises. Der im Ruhezustand vorhandene Strom J₁ setzt sich aus dem abgehenden Strom der eigenen Batterie und dem ankommenden Strom der fernen Batterie zusammen. Bei Unterbrechung des Stromkreises im Amt II sinkt die Stromstärke daselbst auf Null, im Amt I dagegen auf den Wert i₁ des Isolationsstromes. Die Differenz J₁–i₁ ist die nutzbare Stromstärke, die in Wechselwirkung mit der Abreißfeder des Morseapparats die Zeichen hervorbringt; sie hat den Wert:

Bei gleichmäßiger Leitungsisolation ist wiederum W₁ = W₂ und R₁ = R₂; dann geht unter der Voraussetzung, daß auf den Aemtern kein Widerstand eingeschaltet ist, die Formel für die nutzbare Stromstärke über in

Einfluß der Selbstinduktion. – Die Selbstinduktion wirkt beim Telegraphieren als Hemmnis, indem sie sowohl das Ansteigen wie das Abfallen des Stromes verzögert. Sie kann bei Kabeln gegenüber deren Ladefähigkeit vernachlässigt werden und ist auch bei oberirdischen Leitungen nur gering, beträchtlich dagegen in den Elektromagneten der Empfangsapparate. Der Selbstinduktionskoeffizient beträgt z.B. nach Strecker [2]

Einfluß der Ladungsfähigkeit. – Jede Telegraphenleitung hat eine bestimmte Ladefähigkeit oder Kapazität C, die ihrer Länge l proportional ist. Sie beträgt für eine im Abstande h über dem Erdboden geführte blanke Leitung von der Drahtstärke d : C = l · k/(2 log nat 4h/d) und für ein einadriges Kabel, dessen Leiterquerschnitt den Radius r und dessen Isolierhülle die Dicke R – r hat: C = l · k/(2 logn R/r). In diesen Formeln bedeutet k die Konstante des Dielektrikums, die für Luft = 1, für Guttapercha 4,2 und für Kautschuk 2 zu setzen ist. Die Kapazität beträgt für 1 km bei 6–8 m hoch über dem Erdboden geführten blanken Leitungen bis 0,01 Mikrofarad und bei Telegraphenkabeln etwa 0,28 Mikrofarad.

Verbindet man eine Leitung mit einer Stromquelle, so wird sie von dem in sie hineinfließenden Strom zunächst elektrostatisch geladen. Die hierzu hergegebene Elektrizitätsmenge bewirkt eine Schwächung des weiterfließenden Stromes und demnach ein verzögertes Ansteigen des Stromes beim fernen Amte. Beim gebenden Amte wirkt die Ladefähigkeit der Leitung im umgekehrten Sinne; sie veranlaßt im ersten Augenblicke das Entstehen eines stärkeren Stromes, als er dem Ohmschen Gesetze entspricht. Sobald die Stromgebung unterbrochen wird, fließt die Ladung der Leitung nach beiden Aemtern zur Erde ab. Die Richtung dieses Entladungsstromes ist beim empfangenden Amte jener des ursprünglichen Stromes gleich, beim gebenden ihr entgegengesetzt. Beim gebenden Amte fließt der Entladungsstrom durch den in der Regel am Ruhekontakte der Taste liegenden Empfänger und bringt ihn unter Umständen zum Ansprechen, Diese Erscheinung bezeichnet man als, »Rückschlag«.

II. Die Telegraphenapparate.

Wir unterscheiden im folgenden 1. Schreibtelegraphen, 2. Drucktelegraphen, 3. Sprechtelegraphen, 4. Maschinentelegraphen, 5. Mehrfachtelegraphen und 6. Telautographen.

1. Schreibtelegraphen [1]. Sie liefern meist Schriftzeichen in vereinbarter Schrift, doch sind auch Buchstabenschreibtelegraphen und Telegraphen zur formgetreuen Nachbildung des Originals – Kopiertelegraphen oder Telautographen (vgl. unter 6.) – konstruiert worden. Im [435] Betriebe haben sich dauernd nur die Schreibtelegraphen für vereinbarte Schrift erhalten. Die wichtigsten Schreibtelegraphen sind: a) der Morseschreiber; b) der Heberschreiber; c) der Undulator; d) der Kapillartelegraph. Eine Zeitlang hat auch der Estienneschreiber, ein polarisierter Apparat, der aufrechtstehende Morseschrift liefert, eine praktische Bedeutung erlangt. Das automatische Telegraphensystem von Wheatstone sowie der Schnelltelegraph von Delany und der Schnelltelegraph von Pollak und Virag gehören ebenfalls zu den Schreibtelegraphen; sie kommen unter 4. (Maschinentelegraphen) zur Besprechung.

a) Der Morseschreiber.

Dieser Apparat liefert eine Schrift aus Punkten und Strichen, die in der Weise erzeugt werden, daß eine stets mit Farbe benetzte Scheibe mittels eines Hebels längere oder kürzere Zeit gegen einen oberhalb der Scheibe sich gleichmäßig fortbewegenden Papierstreifen gedrückt wird. Die Bewegung des Hebels erfolgt durch die Wechselwirkung eines Elektromagnets und einer Spiralfeder. Während der Elektromagnet unter dem Einfluß eines galvanischen Stromes den an dem einen Hebelarm angebrachten Eisenanker anzieht, sorgt die Spiralfeder nach dem Aufhören des Stromes für das Losschnellen des Eisenankers von dem Elektromagnete. Durch den internationalen Telegraphenvertrag ist folgende Morseschrift allgemein eingeführt worden:

Buchstaben:

Ziffern:

Bruchstrich – – – – – –

Bei der amtlichen Vergleichung sowie bei Abgabe der Nummer, Wortzahl und Aufgabezeit sind die Ziffern (ausgenommen 4, 5, 6) in der Weise abzukürzen, daß nur ein Strich (beim Bruchstrich zwei) gegeben wird.

Unterscheidungs- und andre Zeichen:

Ein Strich ist gleich drei Punkten, der Raum zwischen den Zeichen eines Buchstabens gleich einem Punkt, zwischen zwei Buchstaben gleich drei Punkten, zwischen zwei Wörtern gleich fünf Punkten.

Bei Arbeitsstrombetrieb werden die Schriftzeichen durch Schließen des Stromkreises mittels einer Taste, d.h. durch Einschalten der Telegraphierbatterie in die Telegraphenleitung hervorgebracht. Es ist also nur beim Arbeiten Strom in der Leitung. Jedes Amt einer Leitung braucht eine Batterie.

Bei Ruhestrombetrieb werden die Zeichen durch Unterbrechung des Stromkreises, in welchem die Telegraphierbatterie dauernd eingeschaltet ist, mit einer Taste hervorgebracht. Es ist also auch bei ruhender Korrespondenz Strom in der Leitung. Nicht jedes Amt braucht mit einer Batterie ausgerüstet zu sein.

Zu einem vollständigen Morsesystem gehören: die Taste als Geber, der Schreibapparat als Empfänger, das Galvanoskop als Stromanzeiger und der Blitzableiter als Schutzmittel für die Beamten und Apparate gegen die Entladungen atmosphärischer Elektrizität. Dazu kommen noch nach Erfordernis: Umschalter zur leichten und sicheren Umänderung der Stromwege im Amte, künstliche Widerstände zur Erhöhung des Leitungswiderstandes eines Stromkreises für besondere Zwecke, Relais als selbsttätige Tasten zum Schließen eines neuen Stromkreises, wenn die Leitungen so lang sind, daß der ursprüngliche Strom die Schreibapparate nicht mehr sicher in Tätigkeit zu setzen vermag.

Die Taste (Fig. 6). Auf einem hölzernen Grundbrett sind parallel zueinander drei Messingschienen A, M und R befestigt, welche an der einen Seite je eine Klemmschraube zum Anlegen der Zuleitungsdrähte tragen. Die Schiene A heißt Arbeits- oder Telegraphierschiene, die Schiene M Mittelschiene oder Körper und die Schiene R Ruheschiene. Der aus Messing bestehende Tastennebel ist mit seiner an beiden Seiten konisch ausgebohrten Stahlachse in mit konischen Spitzen versehene Stahlschrauben eingelagert, die ihrerseits in den oberen Teil der senkrechten Backe der Mittelschiene eingesetzt sind. Die Spiralfeder F dient dazu, durch Herabziehen des hinteren Teils des Tastenhebels einen festen Schluß des sogenannten Ruhekontakts zwischen Hebel und Ruheschiene R zu bewirken. Sie ist an einer in der Grundplatte eingelegten Messingscheibe S befestigt, die mit der Mittelschiene durch einen an der unteren Fläche der letzteren festgeschraubten [436] Draht verbunden ist. Der Kontakt zwischen Hebel und Arbeitsschiene heißt der Arbeitskontakt.

Der Schreibapparat (Fig. 7) besteht aus dem mechanischen Teil zur Fortbewegung des Papierstreifens mit Laufwerk, Papierführung und Farbkasten sowie dem elektromagnetischen Teile mit Elektromagnet, Anker und Schreibhebel. Das in ein Messinggehäuse eingebaute Räderwerk besteht aus sieben Zahnrädern und drei Hohltrieben auf sechs Achsen sowie dem Windfänge. Die Achse des kleinsten Zahnrades geht durch eine Oeffnung der vorderen Apparatwange frei hindurch und ist in dem hakenförmigen Ende des Schreibhebels drehbar eingelagert; sie trägt das Schreibrädchen (deshalb Schreibrädchenachse). Der zur Regulierung der Laufgeschwindigkeit dienende Windfang besteht aus einer Stahlachse, auf welcher der Windflügel in Gestalt eines leichten Messingblechs mittels einer Buchse so aufgesteckt ist, daß er sich mit der Achse dreht, aber gleichzeitig um seine eigne wagerechte Achse drehbar bleibt. Die Windfangachse, welche in ihrem oberen Teile aus einer doppelgängigen Schraube ohne Ende besteht, ist senkrecht in Ansätzen eines an der hinteren Apparatwange eingeschraubten Messingwinkels eingelagert. Ein mit hohen scharfen Zähnen versehenes Steigrad greift in die Windfangschraube ein. Im Ruhezustande des Apparats verharrt der Windflügel infolge Einwirkung einer Spiralfeder in nahezu senkrechter Stellung. Wird die Windfangachse durch das Räderwerk in Drehung versetzt, so hat der Windflügel vermöge der Zentrifugalkraft das Bestreben, eine wagerechte Lage einzunehmen; diesem Bestreben wirkt die Spannkraft der Spiralfeder entgegen. Dadurch wird die Geschwindigkeit der Drehung gleichförmig erhalten. Eine stählerne Blattfeder von 3,3 m Länge, 34 mm Breite und 0,5 mm Stärke, die in einem runden Messinggehäuse – der Federtrommel – eingeschlossen und spiralförmig um die Hauptachse aufgewunden ist, liefert die das Laufwerk bewegende Kraft. Die Drehungsgeschwindigkeit des Laufwerkes ist so berechnet, daß in einer Minute der Windfang etwa 3040 und die über dem Schreibrädchen angeordnete Papierwalze 28 Umdrehungen macht. Die Papierwalze hat einen Umfang von 5,66 cm, der Papierstreifen wird also in einer Minute um 28 · 5,66 = 159 cm vorwärtsbewegt. Bei dieser Geschwindigkeit erscheint die Schrift auch bei schnellem Telegraphieren noch deutlich auf dem Papierstreifen. Eine vollständig angespannte Triebfeder erhält das Laufwerk etwa 23 Minuten in Bewegung. Der Elektromagnet ist auf einem Eisenwinkel angeordnet, der mit seinem vertikalen Schenkel am unteren beweglichen Teile der rechten Seitenwand des Apparats angeschraubt ist. Der horizontale Schenkel trägt zwei aus je einem hohlen Kerne von Eisen mit aufgesetztem Polschuh bestehende Elektromagnetschenkel. Jeder Eisenkern ist von einer dicht anschließenden Papierhülse umgeben, auf welcher 0,2 mm starker, durch Umspinnung mit weißer Seide isolierter Kupferdraht aufgewickelt ist. Auf jeder Magnetrolle sind etwa 6500 Umwindungen angebracht. Der hierzu verwendete Draht hat eine Länge von ungefähr 515 m und einen Widerstand von etwa 280 Ohm; in beiden Rollen also zusammen von 560 Ohm.

Das Elektromagnetsystem kann durch eine Schraubenvorrichtung etwa 3 mm aufwärts oder abwärts bewegt werden. Hierdurch wird der Abstand der Polschuhe von dem Anker des Elektromagnets verkleinert oder vergrößert. Den Anker des Elektromagnets bildet ein hohler, an den beiden Enden abgeschrägter und der Länge nach aufgeschlitzter Zylinder aus weichem Eisen, der in den ringförmigen Teil des Schreibhebels so eingeschoben ist, daß seine längste Seite den Polschuhen des Elektromagnets gegenüberliegt.

Der Schreibhebel (Fig. 8) besteht aus zwei durch ein Gelenk verbundenen Teilen g l und k. Der letztere ist um die in l eingesetzte Achse u beweglich. Die Achse u greift durch eine Ausbohrung von k und durch das Ende eines an k angeschraubten Winkels. Am Ende von l befindet sich ein kleiner Stift t, der über dem Ende von k liegt. Ein zweiter Stift w greift unterhalb des Hebels k durch die Apparatwand. Der Teil g l wird aus zwei Stücken g und l gebildet, die durch die Schraube s fest miteinander verbunden sind Mittels der Schraube s wird der Farbschreiber auf Arbeitsstrom- oder Ruhestrombetrieb eingestellt.

Arbeitsstrom. Wird das Stück l durch Nachlassen der Stellschraube s (Drehung links herum) so weit gehoben, daß der kurze Arm des die Schreibrädchenachse umfassenden Hebels k sich gegen den Stift t legt, so wird l mit k zu einem starren Arme verbunden. Das ganze Hebelsystem Stellt jetzt einen zweiarmigen Hebel dar, dessen Drehpunkt die Achse q bildet Sobald sich der den Anker tragende Hebelarm bei Stromschluß infolge Anziehung des Ankers durch den Elektromagnet senkt, muß sich das entgegengesetzte Ende mit dem Schreibrädchen heben. Geht der linke Hebelarm nach dem Aufhören des Stromes unter der Wirkung der Abreißfeder nach oben, so muß sich der rechte Arm mit dem Schreibrädchen senken.

Ruhestrom. Das Stück l wird durch Drehen der Schraube s rechts herum so weit gesenkt, daß sich der rechte Arm des Hebels k gegen den Stift w legt und der linke Arm sich von dem Stifte t entfernt. Hierdurch wird das vorher einen einzigen zweiarmigen Hebel bildende System in zwei durch ein Gelenk miteinander verbundene zweiarmige Hebel zerlegt.[437] Der eine Hebel g l dreht sich um die bisherige Achse q und der mit ihm durch die Achse u verbundene Hebel k um den Schraubenstift w, auf dem er vermöge seiner Schwere aufliegt. Senkt sich das den Anker tragende Ende des Hebels g l, so wird das andre Ende bei u und mit ihm der linke Arm des Hebels k gehoben, während der die Schreibrädchenachse umfassende Arm dieses Hebels und damit das Schreibrädchen sich senken. Geht das Hebelende mit dem Anker bei Stromunterbrechung nach oben, so wird das Schreibrädchen in gleicher Weise nach oben gegen den Papierstreifen bewegt, und es werden auf diesem je nach der Zeitdauer der Unterbrechung Punkte oder Striche niedergeschrieben.

Morseapparate für Uebertragungen. Sollen Morseapparate als selbsttätige Uebertrager der Telegramme in einen andern Stromkreis bezw. in eine andre Leitung dienen oder mit einem durch eine Ortsbatterie betriebenen Wecker verbunden werden, so erhalten sie als Träger der Anschlagschrauben zwei voneinander durch einen kleinen Zwischenraum getrennte und von der Grundplatte des Apparates durch Ebonitstücke isolierte Messingständer. Die an den Ansatzstücken der Ständer senkrecht übereinander durch Preßschrauben festgelegten Anschlagschrauben sind an ihren beiden Enden mit kleinen Platinplatten versehen; ebenso sind die Stellen des Schreibhebels, die mit den Anschlagschrauben in Berührung kommen, mit Platinplättchen belegt. Die untere Anschlagschraube bildet den Telegraphierkontakt, die obere den Ruhekontakt.

Das Galvanoskop (vgl. a. Bd. 6, S. 373). Um das Vorhandensein des elektrischen Stromes anzuzeigen, wird ein Galvanoskop in die Leitung eingeschaltet, dessen Nadel bei den neueren Apparaten um eine horizontale Achse schwingt. Das gewöhnliche Galvanoskop enthält einen um eine horizontale Achse drehbaren zweiarmigen Winkelmagnet, der innerhalb eines Drahtrahmens von 600 wagerecht verlaufenden Umwindungen seinen mit Seide umsponnenen Kupferdrahtes (Widerstand 15–20 Ohm) angeordnet ist. An dem Winkelmagnet ist senkrecht zu seiner Achse ein aus geschwärztem Messingblech bestehender Zeiger befestigt. Winkelmagnet und Zeiger, befinden sich innerhalb eines Gehäuses, dessen hintere Glasscheibe in ihrem oberen Teile matt geschliffen und mit Teilstrichen versehen ist. Durch die Ablenkung des Zeigers – Galvanoskopnadel genannt – nach rechts oder links wird das Vorhandensein eines Stromes und dessen Richtung; durch die Größe der Ablenkung die größere oder geringere Stärke des Stromes ersichtlich gemacht. Das polarisierte Galvanoskop (Fig. 9) enthält an Stelle des Winkelmagnets dünne Drahtstücke aus weichem Eisen, von denen je vier zu beiden Seiten des unteren Randes einer den Doppelzeiger tragenden Aluminiumscheibe und je drei zu beiden Seiten des oberen Randes aufgeklebt sind und in dem magnetischen Felde eines außerhalb der Galvanoskopspule angebrachten U-förmigen Stahlmagnets liegen. Dieser Stahlmagnet ist von unten derart in das Grundbrett des Galvanoskops eingelassen, daß die beiden nach oben gerichteten Polschenkel von außen an die rechte bezw. linke Seitenwand der Galvanoskopspule zu liegen kommen. Die Kraftlinien des Magnets verlaufen wagerecht und halten in dieser Richtung auch die weichen Eisendrähte. Der Doppelzeiger steht hierbei senkrecht, d.h. in der Mitte der zwischen den beiden Zeigerarmen angebrachten, von dem Gehäuserahmen getragenen Gradeinteilungsscheibe.

Der Blitzableiter. Innerhalb der Amtseinrichtungen kommen gewöhnlich Plattenblitzableiter für zwei Leitungen, außerhalb auf freier Strecke an den Stellen, wo Kabelleitungen mit oberirdischen Leitungen verbunden sind, Stangenblitzableiter für eine oder mehrere Leitungen zur Verwendung. Die Einrichtung der Blitzableiter beruht auf der Eigenschaft der hochgespannten atmosphärischen Elektrizität, einen lufterfüllten Zwischenraum zu überspringen, wenn ihr dadurch ein kurzer, gut leitender Weg zur Erde geboten wird. Die zum Telegraphieren benutzten Ströme und die Induktionsströme der Fernsprechapparate besitzen diese Eigenschaft nicht, da ihre Spannung nicht hoch genug ist.

Der Plattenblitzableiter (Fig. 10) besteht aus einem mit erhöhten Längsseiten versehenen Messingrahmen, welcher an einer Längsseite eine Klemme zur Befestigung der Erdleitung trägt. Auf den tiefer liegenden Querseiten des Messingrahmens sind zwei Leitungsplatten festgeschraubt. Zur Isolierung dieser Leitungsplatten von dem mit Erde verbundenen Messingrahmen sind zwischen diesem und den Platten zwei Ebonitunterlagen eingeschoben und die Befestigungsschrauben mit Ebonithülsen umgeben. Die Leitungsplatten haben auf der oberen Fläche scharf geschnittene Querriffeln, deren obere Kanten sämtlich in derselben Ebene liegen. Die vorderen an den Leitungsplatten befindlichen Klemmschrauben dienen zur Befestigung der Apparatzuführungen; an die hinteren Schrauben werden die Einführungsdrähte der Leitungen gelegt. An den vier Ecken des Rahmens sind Erhöhungen angebracht, auf welchen die mit scharfgeschnittenen Längsriffeln versehene Messingdeckplatte in einer solchen Höhe ruht, daß die äußersten Kanten ihrer Riffelungen ¹/₄–¹/₂ mm von den oberen Kanten der rechtwinklig dazu laufenden Riffelungen der Leitungsplatten entfernt sind. Zur Herstellung der im Plattenblitzableiter auszuführenden Verbindungen – Direktverbindung beider Leitungen, Erdverbindung für eine oder beide Leitungen – dienen ein Stöpsel und die teils in dem Rahmen, teils in den Leitungsplatten befindlichen Stöpsellöcher mit den entsprechenden Durchbohrungen der Deckplatte.

Der Einfachstangenblitzableiter (Fig. 11 und 12) stellt eine dem besonderen Zwecke angepaßte Form des Plattenblitzableiters dar. Zwei Ebonitglocken A und B, von denen[438] die äußere A auf der kreisförmigen Kopffläche die mit Riffeln versehene messingene Leitungsplatte C trägt, sind unter Verwendung von Gummizwischenlagen durch einen Dorn aneinander gepreßt, welcher mit einem Schraubengewinde in die Leitungsplatte eingreift. An dem aus der Doppelglocke hervorragenden unteren Ende des Domes sitzt eine Klemmschraube zur Aufnahme der Leitungszuführung. Ein starker Messingring D umfaßt den Kopf der äußeren Ebonitglocke und ist mit drei Schrauben an ihm befestigt. Auf dem mit der Erdleitung in Verbindung stehenden Messingringe ruht die an der Unterseite mit kreisförmigen Riffeln versehene Erdplatte E, von der Leitungsplatte durch einen Luftzwischenraum getrennt. Den Abschluß bildet die messingene Deckelkapsel F, die mittels Bajonettverschlusses auf dem Messingringe befestigt wird und mit ihrer Mitte sich auf die nach oben leicht gewölbte Erdplatte legt. Zur Beteiligung des Stangenblitzableiters dient ein am Messingringe befindlicher kräftiger Ansatz aus Messing, der in einer Holzschraube endigt und noch durch ein dreieckiges Messingstück verstärkt wird. Das dreieckige Verstärkungsstück enthält eine ovale Bohrung zur Aufnahme der Erdleitungsdrähte, welche mittels einer Schraube, die zwischen die Drähte greift, eingeklemmt werden.

Der Vielfachstangenblitzableiter von C.F. Lewert, Berlin, beliebt aus einer Anordnung von sieben oder vierzehn geriffelten Blitzableiterplatten auf einer gemeinschaftlichen Grundplatte. Als Erdplatte dient eine mittels vier Flügelmuttern auf die Grundplatte aufgeschraubte Deckplatte aus Messing, die auf der Innenseite quer zu den Riffelungen der Leitungsplatten geriffelt ist.

Neuerdings verwendet man auch vielfach Luftleerblitzableiter. In einer leichten Dreifachglocke aus Ebonit (Fig. 13a) ist eine Luftleerpatrone (Fig. 13b) angeordnet. Diese besteht aus einer luftleeren Glashülse, die an jedem Ende mit einer Metallkappe versehen ist und innen eine seine Spannungssicherung enthält, die durch zwei, in sehr geringem Abstande voneinander befindliche geriffelte Kohlenblöckchen gebildet wird. Die metallischen Halter der Kohlen sind mit den Kappen verlötet. An die Kappen sind noch je zwei Messingstreifen angelötet, die bis zur Mitte des äußeren Randes der Glashülse reichen, sich hier durch einen schmalen Luftspalt getrennt gegenüberstehen und so einen Schneidenblitzableiter bilden. Letzterer schützt die Leitung auch dann, wenn der Kohlenblitzableiter innerhalb der Patrone zerstört sein sollte. Mit ihren Messingkappen wird die Luftleerpatrone in zwei trichterförmige federnde Hülsen aus Messingblech so eingepreßt, daß eine gut leitende Verbindung entsteht. Die untere Trichterhülse H (Fig. 13c) ruht auf einer den innersten Hohlraum der Ebonitglocke abschließenden Messingplatte, die einen Messingdorn D trägt. Der Dorn ist mit Oeffnung und Preßschraube zum Anschließen der Erdleitungsdrähte versehen. Die obere Trichterhülse steht mit der auf dem Kopf der Ebonitglocke befindlichen Klemmschraube K für die Leitung in Verbindung. Die Anschaltung an die Leitung erfolgt nach Fig. 14.

Die Umschalter dienen zur Vornahme der im Betrieb erforderlich werdenden Veränderungen in den Stromwegen und bestehen allgemein aus einem System von größeren oder kleineren Metallschienen, welche isoliert voneinander auf Holzrahmen oder Grundbrettern befestigt sind, und von denen eine jede mit Hilfe von Metallstöpseln oder Metallkurbeln mit einer oder mehreren der übrigen Schienen in leitende Verbindung gebracht werden kann. Auf großen Telegraphenämtern kommen außerdem noch Klinkenumschalter nach Art der Fernsprechumschalter zur Verwendung, bei denen die erforderlichen Leitungs- und Batterieumschaltungen mit Hilfe von Stöpselschnüren erfolgen.

Die künstlichen Widerstände dienen zur Vergrößerung des Widerstandes einer Leitung, wo dies zur Erzielung bestimmter Stromstärken notwendig ist. Die Widerstände werden jetzt aus isoliertem Manganindrahte in Größen von 500, 800, 1000 und mehr Ohm angefertigt. Der mit seiner Seide umsponnene Manganindraht ist in vielen Windungen auf eine Holzspule aufgewickelt, die gegen äußere Befriedigungen durch einen Messingmantel geschützt wird.

Die Induktanzrolle für den Telegraphenbetrieb (Fig. 15) wird auch Graduator oder Gegenstromrolle genannt und findet auf längeren unterirdischen Morseleitungen zur Aufhebung der in diesen besonders stark auftretenden Entladungsströme Verwendung; in langen[439] oberirdischen oder unterirdischen Klopferleitungen dient sie zur Beseitigung. des Rückschlags. Sie besteht aus einer mit vielen Umwindungen aus seinem isoliertem Kupferdraht versehenen Holzspule A, die an einer senkrecht aufgeteilten Platte B aus dicht nebeneinander gelegten Eisenblechstreifen befestigt ist. Die Spule ist von einem Mantel C aus seinen lackierten Eisendrähten umgeben, die sich in der Mitte des Mantels zu einem Bündel D vereinigen, das in den Hohlraum der Spule hineinragt. Mittels einer Zahnstange und eines Triebes läßt sich der Eisenmantel so weit verschieben, daß er mit Rand und Kern fest an der senkrechten Eisenplatte anliegt oder daß er in einem beliebigen Abstande von ihr bleibt. Die Induktanzrolle wird mit der Leitung als dauernde Abzweigung zur Erde verbunden; sie wird daher bei jeder Stromsendung von einem Zweigstrome durchflossen, der eine kräftige Magnetisierung des die Rolle umgebenden Eisens bewirkt. Wird der Strom unterbrochen, so schwindet der Magnetismus. Durch dieses Verschwinden entsteht in den Drahtwindungen ein Induktionsstrom, der Oeffnungsextrastrom. Dieser ist dem nach der Stromunterbrechung aus der Leitung abfließenden Entladungsstrom entgegengerichtet und hebt letzteren bei richtiger Einstellung der Reguliervorrichtung auf. Je weiter der Eisenmantel von der Eisenplatte entfernt wird, desto geringer ist der in der Rolle erzeugte Gegenstrom.

Die Relais. Wenn der elektrische Strom nach dem Durchlaufen langer oberirdischer oder unterirdischer Leitungen auf dem Empfangsamte nicht mehr stark genug ankommt, um die Apparate in Bewegung zu setzen, so wird an Stelle des Empfangsapparates ein besonders empfindlich konstruierter Elektromagnet mit leichtem Anker und Metallhebel – ein Relais – eingeschaltet. Dies geschieht entweder am Ende der Leitung auf dem Empfangsamte oder unterwegs bei einem Uebertragungsamte. Das Relais hat den Zweck, durch Bewegung seines Ankerhebels einen zweiten Stromkreis, den Ortsstromkreis, oder bei Uebertragungsämtern einen zweiten Linienstromkreis zu schließen und zu öffnen und die in diese Stromkreise eingeschalteten Apparate zum Ansprechen zu bringen. Das Relais übernimmt also gleichsam die Rolle einer zweiten Taste, die nicht unmittelbar vom gebenden Telegraphisten, sondern durch den von ihm entsandten Strom in Tätigkeit gesetzt wird. Eines der gebräuchlichsten Relais – das deutsche polarisierte Relais – wird durch Fig. 16 veranschaulicht. Auf einer hölzernen Grundplatte ist ein aus zwei aufeinander liegenden Stahlblättern zusammengesetzter Hufeisenmagnet A befestigt. Auf den Polenden des Magnets sind die mit Polschuhen versehenen Elektromagnetkerne aus weichem Eisen lotrecht aufgeschraubt. Die Elektromagnetumwindungen aus seinem, mit Seide umsponnenem Kupferdrähte enden an den Klemmenschienen B. Rechts neben den Magnetrollen ist der Ankerträger auf dem Hufeisenmagnet und dem Grundbrett unter Zwischenschaltung einer Ebonitunterlage befestigt. Der Ankerträger besteht aus zwei Messingständern, die durch eine auf ihren oberen Kanten aufgeschraubte Querverbindung zusammengehalten werden. Ein auf die Querverbindung aufgesetztes Messingrohr D umschließt die Regulierschraube für die Abreißfeder des Relaishebels. Dieser trägt gegenüber den Polschuhen einen Flachanker aus weichem Eisen Das andre freie Ende des Hebels reicht bis zwischen die Kontaktschrauben E und F und ist ihnen gegenüber mit Platinplättchen belegt. Die Kontaktschrauben tragen Platinakontaktstifte Der Träger der Kontaktschrauben – Kontaktfäule – besteht aus zwei durch eine Ebonithülse voneinander isolierten Metallarmen, einem durchbohrten Ständer und der diese drei Teile zusammenhaltenden Schraube. Von dem unteren Ende der Schraube führt ein starker Kupferdraht nach der Klemmschiene G; diese ist also über die Verbindungsschraube und den oberen Metallarm mit der oberen Kontaktschraube verbunden. Durch je einen starken Kupferdraht steht ferner die Klemmschiene H mit dem durchbohrten Ständer der Kontaktfäule und daher auch mit der unteren Kontaktschraube, und die Klemmschiene J mit dem Ankerträger, also auch mit dem Relaishebel in leitender Verbindung. Vor den Polen des Hufeisenmagnets liegt verschiebbar eine mit einem Messingknopf versehene, vorn zugespitzte Eisenschiene – der Schwächungsanker –, welcher dazu dient, die Anziehungskraft des Stahlmagnets nach Bedarf zu ändern. Das Relais wird auf Anziehen oder Abflößen des Ankers eingeschaltet. im ersteren Falle liegt der Ankerhebel bei ruhendem Verkehr an der oberen Kontaktschraube Die Richtung des Linienstroms ist so zu wählen, daß er die Anziehungskraft des Magnets verstärkt. Der ankommende Strom zieht alsdann den Anker an und legt ihn gegen die untere Kontaktschraube, wodurch der neue Stromkreis geschlossen und das am Relais eingehende Zeichen in diesen Stromkreis übertragen wird. Ist das Relais auf Abstoßung des Ankers eingeschaltet, so muß der Anker bei ruhendem Verkehr durch die Kraft des Stahlmagnets an der unteren Kontaktschraube festgehalten werden. Der Linienstrom muß dann so gerichtet sein, daß er die Anziehungskraft des Stahlmagnets schwächt. Bei dem jedesmaligen Auftreten eines Linienstromes wird daher der Anker von dem Elektromagnet losgelassen und durch die Abreißfeder gegen die obere Kontaktschraube geschnellt, wodurch der neue Stromkreis über diese Schraube, das Ankergestell und den Relaishebel geschlossen wird. Vielfach in Gebrauch befindet sich auch das polarisierte Relais von Siemens (Fig. 17). Es besteht aus einem rechtwinklig gebogenen Dauermagnet, auf dessen wagerechtem Schenkel das aus zwei Drahtrollen mit Kernen und verstellbaren Polschuhen gebildete Elektromagnetsystem aufgesetzt und in dessen senkrechtem Schenkel die eiserne Relaiszunge horizontal drehbar so angebracht ist,[440] daß sie zwischen den Polschuhen und zwischen den verstellbaren und auf einem Schlitten verschiebbaren Kontaktschrauben schwingt. Das zwischen den Kontaktschrauben schwingende Zungenende besteht aus Neusilber. Stehen die Elektromagnetkerne auf dem Nordpol des Winkelmagnets, so sind sie an ihren Polschuhen ebenfalls nordmagnetisch, während die in dem Südpol des Dauermagnets eingelagerte Relaiszunge südmagnetisch ist. Ein durch die Windungen des Elektromagnetsystems fließender Strom sucht den einen Kern nordmagnetisch, den andern südmagnetisch zu machen. Da aber beide Kerne Nordmagnetismus haben, so wird der eine Kern stärkeren Magnetismus erhalten als der andre und die Relaiszunge anziehen. Hört dann der Strom auf, so erhalten beide Polschuhe wieder gleichen Magnetismus, und die Relaiszunge legt sich wieder gegen den Ruhekontakt. Zu diesem Zweck ist der betreffende Polschuh so eingestellt, daß er der Zunge auch in der abgelenkten Lage etwas näher liegt als der andre Polschuh. Die Arbeit der Abreißfeder wird also bei diesem Relais durch den Dauermagnetismus der Kerne verrichtet.

Relais mit weit empfindlicheren Magnetsystemen, wie z.B. das polarisierte Relais mit Flügelanker und das polarisierte Relais mit drehbaren Elektromagnetkernen, kommen hauptsächlich im Kabelbetriebe zur Verwendung.

Betriebsschaltungen für Morsetelegraphen.

a) Ruhestrombetrieb. Er kommt nur für oberirdische Leitungen zur Anwendung, in denen kein starker Verkehr abgewickelt wird und in die deshalb auch eine größere Anzahl Telegraphenanstalten eingeschaltet werden können. Die Schaltung der einzelnen Anstalten erfolgt nach Maßgabe des Schemas Fig. 18, in welcher zur Vereinfachung der Blitzableiter weggelassen ist. Die Leitung führt zuerst durch den Blitzableiter; dies gilt für beide Leitungszweige, wie Fig. 19 für die Apparattischschaltung einer Trennanstalt in einer Ruhestromleitung veranschaulicht. Beim Ruhestrombetrieb wird die vordere Schiene der Taste – Arbeitsschiene – unbenutzt, d.h. ohne Drahtverbindung gelassen und die Telegraphierbatterie stets in die Leitung eingeschaltet.

Trennämter (Fig. 19) werden in langen Ruhestromleitungen eingerichtet, um die Leitung nach Bedarf in mehrere für sich betriebsfähige Abschnitte zerlegen zu können. Als Hilfsapparat ist ein Umschalter erforderlich; bei Stöpselung des Loches zwischen Mittelschiene und unterer Schiene des Umschalters, wie in der Fig. 19 angegeben, arbeitet die Anstalt als Trennstelle; jede Leitung ist als Endstelle mit Batterie geschaltet. Bei Stöpselung eines der Löcher zwischen den beiden oberen Schienen und der Mittelschiene wird das Amt als Zwischenstelle geschaltet; wird das linksseitige Loch gestöpselt, so ist der rechtsseitige Apparat A₂ in die Leitung L₁ L₂ eingeschaltet, bei Stöpselung des rechtsseitigen Loches der linksseitige Apparat A₁.

b) Arbeitsstrombetrieb. Bei ruhender Taste fließt kein Strom in die Leitung. Erst beim Niederdrücken der Taste, wodurch man den einen Pol der Batterie, die mit dem andern Pole an Erde liegt, mit der Leitung verbindet, fließt Strom in diese. Dabei wird der Schreibapparat der telegraphierenden Station von der Leitung getrennt. Der ankommende Strom fließt auf[441] der Empfangsstation über die in der Ruhelage befindliche Taste zum Schreibapparat und zur Erde; die danebenliegende Batterie ist hier von der Leitung getrennt. Das Stromlaufschema für die am meisten in der Praxis bei oberirdischen Leitungen in Betracht kommenden Schaltungen gibt Fig. 20 auf S. 441. Auf den Trennämtern muß die Schaltung so getroffen werden, daß in jedem Falle gleiche Stromstärke die Apparate beeinflußt. Zu diesem Zwecke werden durch entsprechende Stöpselung in den Umschaltern U Widerstände W derart eingeschaltet, daß der Wert des eingeschalteten Widerstandes jeweils dem Leitungswiderstande des abgeschalteten Leitungszweiges entspricht. Wenn, wie es meist der Fall ist, die Zwischenstelle II nicht gleichweit von I und III entfernt ist, so muß von der Gesamtbatterie in II eine kleinere Batterie für die kürzere Leitungsstrecke abgezweigt werden. – Unterirdische Leitungen werden nur mit Arbeitsstrom betrieben; wegen ihrer hohen Ladungsfähigkeit schaltet man jedoch die Farbschreiber nicht unmittelbar, sondern mittels Relais in die Leitungen ein, als weitere Hilfsmittel zur Abschwächung der Ladungserscheinungen kommen für längere Leitungen noch Induktanzrollen in Benutzung.

b) Der Heberschreiber oder Siphonrekorder.

Der von William Thomson (Lord Kelvin) 1867 in Glasgow erfundene Heberschreiber findet für den Betrieb der langen unterseeischen Kabellinien Verwendung. Seine Wirkung beruht auf der Ablenkung eines von dem Telegraphierstrom durchflossenen Multiplikatorrahmens durch einen Magnet. Ein sehr seiner isolierter Kupferdraht ist in vielen Windungen zu einem leichten, rechteckig gebogenen Rahmen R aufgewickelt (Fig. 21). Der Drahtrahmen hängt an zwei Seidenfäden F in einem magnetischen Felde, das durch einen sehr großen und starken, aus mehreren hufeisenförmigen Lamellen bestehenden Dauermagnet M und ein in den Rahmen hineinragendes, an dem Apparatgestell befestigtes Stück weiches Eisen E gebildet wird, das den magnetischen Widerstand zwischen den Polen vermindern soll. Die Pole des Hufeisenmagnets sind verstellbar, so daß die Stärke des magnetischen Feldes nach Erfordernis vergrößert oder geschwächt werden kann. An der unteren Rahmenseite ist in der Mitte ein über die Rolle O geführter Seidenfaden F₁ befestigt; dieser steht mit einer regelbaren Spiralfeder in Verbindung, wodurch die Beweglichkeit des Rahmens der jeweiligen Sprechgeschwindigkeit angepaßt werden kann. Der Telegraphierstrom wird dem Rahmen durch die Drähte A und B zugeführt; der eine Draht ist mit der Leitung, der andre mit der Erde verbunden. Je nach der Richtung des Telegraphierstromes dreht sich der Drahtrahmen nach der einen oder der andern Seite. Die Bewegung des Rahmens übertragen zwei an den oberen Rahmenecken beteiligte gleichlange Seidenfäden F₂ F₃ auf die Schreibvorrichtung. Diese besteht aus einem äußerst leichten Glasheber H, dessen kürzerer Schenkel in ein mit Anilinblaulösung gefülltes Gefäß eintaucht. Der längere Arm schwebt dicht über dem sich von unten nach oben bewegenden Papierstreifen. Durch eine Vibriervorrichtung wird das Heberröhrchen in gleichmäßige zitternde Bewegung versetzt, so daß die Farbe als seiner Regen aus der das Papier nicht berührenden und daher keine Reibung erleidenden Spitze des Hebers gegen das Papier getupft wird. Solange der Drahtrahmen sich in der Ruhelage befindet, entsteht in der Mitte des Papierstreifens eine gerade, punktierte Linie. Eine Ablenkung des Drahtrahmens nach der einen oder der andern Seite erzeugt auf dem sich fortbewegenden Papierstreifen eine wellenförmige Linie – die Rekorderschrift. Eine Ablenkung der Schriftlinie durch den positiven Strom nach oben bedeutet einen Punkt, durch den negativen Strom nach unten einen Strich des Morsealphabets (vgl. Fig. 22). Der Glasheber ist in einem Aluminiumsattel durch Wachs befestigt. Der Sattel wird durch einen Platindraht i getragen, der mit einem Ende an dem Ankerhebel des Vibrators V, mit dem andern Ende an der Spannvorrichtung P befestigt ist. Durch letztere kann dem Platindraht eine solche Torsion gegeben werden, daß das Heberende entweder auf die Mitte des Papierstreifens oder rechts oder links davon zu stehen kommt. Durch die Seidenfäden F₂ F₃ werden die Bewegungen des Multiplikatorrahmens auf den Sattel S und damit auf das Heberröhrchen übertragen. Die Vibriervorrichtung besteht aus zwei Elektromagneten, die in demselben Stromkreise liegen. Der seitlich am Apparat befindliche größere Magnet erzeugt durch Selbstunterbrechung rasche Stromstöße, die den Anker des vorn am Apparat angebrachten kleinen Elektromagnets V – des Vibrators – in schnelle Schwingungen versetzen. Letztere übertragen sich durch den am Anker beteiligten Draht i auf den Heber, der infolgedessen das Papier fortwährend mit Farbe betupft. Als Stromsender dient gewöhnlich eine Doppeltaste, deren vordere, unter den beiden Tastenhebeln liegende Schiene mit dem einen Batteriepole und deren hintere Schiene, gegen welche im Ruhezustande die beiden Tastenhebel anliegen, mit dem andern Pole der Batterie verbunden ist. Wird ein Tastenhebel gedrückt, so verbindet er z.B. den positiven Batteriepol mit der Leitung, während der negative Pol über den ruhenden andern Hebel mit der Erde verbunden bleibt. Um die Telegraphiergeschwindigkeit zu erhöhen, verwendet man auch einen automatischen Gebeapparat, den sogenannten Curbsender. Seine Wirksamkeit beruht darauf, daß den einzelnen Zeichen ein oder mehrere kurze Stromstöße, entgegengesetzt dem Telegraphierstrom, nachgesandt werden, wodurch die Amplituden der[442] Stromwellen verringert werden. Zumeist werden die mit Heberschreibapparaten betriebenen langen Seekabel nach der Harwoodschen Schaltung zum Gegensprechen eingerichtet [1].

c) Der Undulator.

Der von Severin Lauritzen in Kopenhagen konstruierte Undulator ist wie der Siphonrekorder ein Wellenlinienschreiber; er findet für den Betrieb auf Seekabeln mittlerer Länge Verwendung. Der Apparat mit polarisiertem Elektromagnet ist sehr empfindlich und arbeitet als Empfänger noch sicher auf Kabellinien bis zu 800 km Länge; als Geber dient meistens Wheatstones automatischer Sender, seltener eine Handtaste mit Vorrichtung zur Entsendung von Gegenströmen. Durch den Telegraphierstrom wird ein leichter, mit einem Farbröhrchen verbundener Anker in Drehbewegung versetzt. Der Anker besteht aus zwei flügelartigen dünnen, mit ungleichnamigen Polen zusammengesetzten Magnetstäben; er schwingt um eine senkrechte Achse innerhalb der Polschuhe zweier aufrechtstehender Magnetrollen. Der Abstand der Magnetrollen voneinander kann durch eine Schraubenvorrichtung reguliert werden. Innerhalb des durch die Polschuhe begrenzten Raumes wird der Anker durch Spiralfedern in einer mittleren Lage gehalten. Die Bewickelung der Elektromagnetrollen ist so gewählt, daß ein Strom die gegenüberliegenden Polschuhe ungleichnamig magnetisiert. Beide Polschuhpaare wirken dann im gleichen Sinne drehend auf die Ankermagnete. Bei Umkehr der Stromrichtung kehrt sich auch die Drehrichtung um. Mit der Achse des Ankers ist ein heberförmig gebogenes seines Glasröhrchen verbunden, dessen kürzeres Ende in einen Tintenbehälter taucht, während das längere auf dem abrollenden Papierstreifen hin und her geht und die Undulatorschrift liefert. Für diese gilt das gewöhnliche Morsealphabet; es treten die Punkte und Striche der Undulatorschrift als kürzere und längere Abweichungen von der Mittellinie nach oben hervor, während die Abweichungen nach unten die Zwischenräume zwischen den einzelnen Schriftzeichen darstellen. Der Undulator kann auch zur Erzeugung von Rekorderschrift benutzt werden; als Sender dient dann die Doppeltaste, und es stellt die durch den positiven Strom hervorgebrachte Ablenkung nach oben den Punkt und die vom negativen Strom nach unten hervorgebrachte den Strich des Morsealphabets dar.

d) Der Kapillartelegraph.

Der von James Armstrong und Axel Orling in England vor kurzem erfundene Apparat kann als Empfänger an Stelle des Heberschreibers beim Betriebe langer Seekabel verwendet werden. Seine Konstruktion beruht auf den minimalen Bewegungen eines Quecksilberfadens in einem Haarröhrchen, die von der Polarisation an der Berührungsfläche zwischen Quecksilber und Elektrolyt hervorgerufen werden. Der Hauptteil des Apparats wird durch Fig. 23 in senkrechtem Durchschnitt dargestellt. T ist eine Quecksilberröhre, deren unteres, haarförmig ausgezogenes Ende in ein Gefäß mit verdünnter Schwefelsäure taucht. Am Boden des Gefäßes befindet sich Quecksilber; dieses tritt seitlich in eine kommunizierende, oben offene Röhre über, in die ein blanker Draht zur Herstellung der elektrischen Verbindung eingeführt wird. Den Stromweg zum Quecksilber in der Glasröhre vermittelt ein in letztere eingeschmolzener Platindraht a. Das übrige Röhrenwerk dient dazu, den Stand des Quecksilbers in der Glasröhre T so einzustellen, daß die Berührungsfläche zwischen Quecksilber und verdünnter Schwefelsäure im Ruhezustande in der Mitte des wagerechten Teiles des Haarröhrchens liegt. Die Einstellung bleibt konstant; die Berührungsfläche kehrt mit großer Genauigkeit immer wieder auf den »Nullpunkt« zurück. Sie verläßt diesen Punkt, sobald zwischen Quecksilber und dem Elektrolyt infolge von Polarisation Unterschiede in der Oberflächenspannung auftreten; je nach der Polarität rückt das Quecksilber dann gegen das Ende des Haarröhrchens vor oder entfernt sich von ihm. Man kann also, wenn man Morsezeichen telegraphiert, das Quecksilber in dem Haarröhrchen nach der Art der Zeichen vorrücken und zurücktreten lassen. Die Zeichen werden sichtbar gemacht, indem man mittels eines Projektionsapparates das vergrößerte Bild des Quecksilberfadens auf ein sich fortbewegendes lichtempfindliches Papier fallen läßt. Fig. 24 gibt solche photographische Schrift wieder, und zwar stellt b die Morseschrift in einer oberirdischen und c diejenige in einer Kabelleitung dar; Morsestriche und Punkte sind hinzugefügt.

2. Drucktelegraphen [1]. Man unterscheidet Buchstaben- oder Typendrucktelegraphen und Drucktelegraphen für vereinbarte Schrift. Die Typendrucker drucken das Telegramm entweder in gewöhnlichen Buchstaben oder, wie z.B. Jaites Fernschreiber, die indes keine praktische Bedeutung erlangt haben, in verabredeten Schriftzeichen. Der wichtigste Drucktelegraph, der sich bei fast allen Telegraphenverwaltungen eingebürgert hat, ist der Hughes-Typendrucker. Zu den Drucktelegraphen gehören auch: der Ferndrucker von Siemens & Halske sowie dessen Vorläufer, der Börsendrucker (s. Ferndrucker), sowie der Schnelltelegraph von Creed, der Schnelldrucktelegraph von Buckingham, der Schnelltelegraph von Murray und der Schnelltelegraph von Siemens & Halske, die bei 4. (Maschinentelegraphen) zur Besprechung kommen. Ferner rechnen dazu der Baudot-Telegraph und Rowland-Telegraph, die in der Regel für den Mehrfachbetrieb von Telegraphenleitungen Verwendung finden; (s. 5. Mehrfachtelegraphie).

Der Hughestypendrucker.

Der von Hughes 1856 erfundene Typendruckapparat gibt die Telegramme auf dem Papierstreifen in gewöhnlicher Druckschrift wieder. Er wird sowohl als Sender wie als Empfänger[443] benutzt. An jedem der beiden durch eine Telegraphenleitung verbundenen Apparate wird ein Stahlrad – das Typenrad –, das an seinem äußeren Rande die erforderlichen Buchstaben, Zahlen und Unterscheidungszeichen trägt, durch ein Räderwerk derart in eine beständige und gleichförmige Drehung versetzt, daß beide Typenräder in ihrem Umlaufe genau übereinstimmen und von beiden jederzeit die gleiche Type sich der unterhalb des Rades angebrachten Druckvorrichtung gegenüber befindet. Beim Telegraphieren wird durch die Einwirkung des elektrischen Stromes auf das Elektromagnetsystem des Apparats, infolge mechanischer Uebertragung der Bewegung des Ankerhebels, die Druckvorrichtung mit dem darüberliegenden Papierstreifen in dem Augenblick gegen das Typenrad geschnellt, in welchem die Type des telegraphierten Zeichens die Druckstellung erreicht hat. Zur Entsendung der Telegraphierströme dient ein Tastenwerk. Durch Niederdrücken der einzelnen Tasten, welche den verschiedenen Buchstaben, Zahlen und Zeichen entsprechen, wird jedesmal ein Strom in die Leitung gesendet, sobald das zu telegraphierende Zeichen des Typenrads sich auf beiden Seiten in Druckstellung befindet. Aeltere Apparate sind mit Gewichtsantrieb, neuere (Fig. 25) mit Motorantrieb versehen. Zur Regulierung der Geschwindigkeit des Laufwerks dient eine Vorrichtung nach Art der Regulatoren für Dampfmaschinen, bestehend aus einer Bremse und einem Doppelpendel. Das Elektromagnetsystem des Hughesapparats besteht aus einem hufeisenförmigen Stahlmagneten, auf dessen Pole zwei von paraffinierten Drahtspulen mit etwa 1200 Ohm Gesamtwiderstand umgebene hohle Kerne von weichem Eisen aufgeschraubt sind, ferner aus einem flachen Eisenanker, der mittels eines ⊤-förmigen Ansatzstückes zwischen zwei Messingständern A (Fig. 26) drehbar gelagert ist. Der Anker liegt für gewöhnlich auf den Polschuhen der Eisenkerne auf. Die von der Ankerachse nach unten gerichteten beiden stählernen Blattfedern dienen als Abreißfedern. Richtung und Stärke des Telegraphierstromes sind so zu bemessen, daß der in den Kernen des Elektromagneten vorhandene Dauermagnetismus nicht ganz aufgehoben, sondern nur so weit geschwächt wird, daß der Druck der Ankerfedern den Anker gegen den über ihm angeordneten Auslösehebel emporschnellen kann; dazu genügt schon eine Stromstärke von 0,012 Ampere. Sobald ein Telegraphierstrom den Anker gegen den Auslösehebel schnellt, wird durch diesen die Schwungradachse des Apparates mit der Druckachse verkuppelt, die Druckrolle mit dem Papierstreifen gegen das Typenrad gelegt und der Abdruck des Zeichens bewirkt. Die Entkupplung von Druck- und Schwungradachse nach Abdruck des Zeichens erfolgt auf mechanischem Wege; mit ihr wird auch der Auslösehebel in die Ruhelage zurückgeführt. Näheres f. [1]. Entsprechend der Einrichtung des Typenrads besitzt das Tastenwerk für die Stromsendung 28 Tasten, die wie[444] bei einem Klavier in zwei Reihen angeordnet sind. Die Tasten dienen als Buchstaben- oder als Ziffertasten. Die Umstellung des Typenrades in Buchstaben bezw. Zifferndruck erfolgt durch Niederdrücken der ersten bezw. sechsten Taste der unteren Reihe; diese Tasten werden Buchstabenweiß und Ziffernweiß genannt. Die hinteren Enden der Tastenhebel greifen in die Ausschnitte der sogenannten Stiftbüchse, die in einem kreisförmigen Ausschnitte des Apparattisches eingelaufen ist und mit ihrer Deckplatte etwas über die Tischfläche hervorragt. Der Deckel der Stiftbüchse ist nahe seinem Rande mit 28 im Kreise liegenden, länglichen Löchern versehen. In diesen Oeffnungen des Stiftbüchsendeckels liegen die stählernen Kontaktstifte, die in der Ruhestellung mit ihren oberen hakenförmigen Enden nicht über den Deckel hervorragen und mit ihren unteren Enden durch die Oeffnungen des Bodens der Stiftbüchse so weit hindurchreichen, daß sie die Tastenhebel berühren. Beim Tastendruck geht das hintere Hebelende in die Höhe und schiebt seinen Kontaktstift aufwärts, so daß dessen oberes hakenförmiges Ende in schräger Richtung aus der Oeffnung des Stiftbüchsendeckels hervortritt. Nach dem Loslassen der Taste wird der Kontaktstift und mit ihm die Taste durch eine Spiralfeder wieder in die Ruhelage zurückgezogen. Ueber den Kontaktstiften bewegt sich der Kontaktschlitten, der mit einem zweiarmigen Hebel verbunden ist. Dieser Hebel trägt die Batteriekontaktfeder. Wird bei einem in Bewegung gesetzten Apparate eine Taste gedrückt, so geht der über den betreffenden Kontaktstift schleifende Schlitten nach oben und legt die Kontaktfeder an den Batteriekontakt; es geht dann aus der Batterie ein Strom in die Leitung, der bei Apparaten mit elektrischer Auslösung gleichzeitig den Elektromagneten des gebenden Apparates durchläuft. Bei richtiger Einstellung aller Teile werden die Anker beider Apparate durch die Einwirkung des Stroms gleichzeitig emporschnellen; die Verkupplung der Druckachsen mit den Schwungradachsen findet ebenfalls gleichzeitig statt, und die Druckvorrichtungen beider Apparate drucken auf den Papierstreifen dasselbe Zeichen ab. Bei den neueren Apparaten (Fig. 26) erfolgt jetzt allgemein eine mechanische Auslösung der Druckachse. Auf dem linken Arme des Batteriekontakthebels ist zu diesem Zwecke eine Stößerstange so eingeschraubt; daß sie in demselben Augenblicke gegen einen Fortsatz des Elektromagnetankers stößt, in welchem der Batteriekontakt geschlossen wird und der Batteriestrom in die Leitung fließt. Der Anker wird dadurch zum Abschnellen gebracht, und der Batteriestrom fließt in die Leitung, ohne die Elektromagnetrollen des Apparats zu durchlaufen.

Schaltung (Fig. 26). Ankommender Strom bei. eingeschaltetem Wecker: Leitung L – Galvanoskop – Wecker – Anhaltehebel und Schiene 3 des Anlaßschalters für den Motor – Apparatausschalter X – Batteriekontaktfeder F¹ – untere Kontaktschraube C² – Stromwendeschienen U 2 und 4 – Elektromagnetrollen – Stromwendeschienen U 3 und 1 – Feder J – Korrektionsdaumen C – Apparatkörper und Schlittenachse–Erde. Wecker und Galvanoskop sprechen an, und der Anker schnellt in die Höhe; an der Anhaltefeder W² ist der Kontakt unterbrochen. Nach dem Abwerfen des Ankers nimmt der ankommende Strom von der unteren Kontaktschraube ab unter Ausschluß der Elektromagnetrollen den Weg über das Ankergestell, den Ankerhebel und Apparatkörper zur Erde, so daß auch bei fernerem Tastendruck der Wecker ertönt.

Ankommender Strom bei in Gang gesetztem Apparate: Leitung L – Galvanoskop – Feder W² des Anhaltehebels – Ausschalter X – Batteriekontaktfeder F¹ – untere Kontaktschraube C² – Stromwendeschienen U 2 und 4 – Elektromagnetrollen – Stromwendeschienen U 3 und 1 – Feder J – Korrektionsdaumen C – Apparatkörper und Schlittenachse–Erde. Der Anker wird abgeworfen, die Druckachse mit der Schwungradachse verkuppelt und das Zeichen gedruckt. Sobald der Anker den Kontakt des Auslösehebels berührt, führt der Stromweg über den Ankerständer und den Körper des Apparates zur Erde bezw. in den zweiten Leitungszweig.

Abgehender Strom. Die Batteriekontaktfeder legt sich gegen den oberen Kontakt C¹; es fließt dann ein Strom aus der Batterie über die obere Kontaktschraube, die Batteriekontaktfeder F¹, den Ausschalter X, die Feder des Anhaltehebels und das Galvanoskop in die Leitung. Zugleich wird durch die Aufwärtsbewegung des Kontakthebels mit der Stößerstange der Anker abgestoßen.

3. Sprechtelegraphen. Hierzu rechnet man sämtliche Telegraphen mit vergänglichen Zeichen, und zwar Nadeltelegraphen, Zeigertelegraphen, Klopfer und Fernsprecher. Ausgedehnte Verwendung findet jetzt nur noch der Klopfer und der Fernsprecher.

Der Klopfer.

Beim Klopfer werden die mittels der Taste gegebenen Zeichen des Morsealphabets nach dem Gehör aufgenommen. Die Klopfertaste (Fig. 27) hat die Dreischienenanordnung der[445] Morsetaste, ist aber leichter gebaut. Ihre Wirkungsweise ist dieselbe wie die der Morsetaste bei Arbeitsstrombetrieb. Die Einrichtung des Klopfers ist die eines gewöhnlichen, laut ansprechenden Relais. Auf einem dünnen Grundbrett ist eine Messingplatte P (Fig. 28) derart befestigt, daß zwischen ihr und dem Grundbrett ein kleiner Zwischenraum bleibt. An der einen Schmalseite der Messingplatte erhebt sich ein Messinggalgen, der in seinem oberen Teile die an der Spitze mit konischen Ausbohrungen versehenen Lagerschrauben für die beiderseits in Spitzen auslaufende Achse des Ankerhebels H trägt. Die Achslagerschrauben werden durch Gegenmuttern festgelegt, welche gleichzeitig als Befestigung für den die Elektromagnetrollen tragenden Bügel A dienen. Der untere halbkreisförmige Teil des Bügels wird durch eine an den kürzeren Schenkel des Doppelwinkelstücks B sich anlehnende kräftige Spiralfeder gegen eine vorn abgerundete Schraube gedrückt. Durch Drehen der Schraube kann der Bügel nach vorwärts oder rückwärts bewegt werden. Der Vorwärtsbewegung entspricht ein Heben der Elektromagnetrollen, der Rückwärtsbewegung ein Senken derselben. Jede Rolle hat einen Widerstand von< etwa 140 Ohm. Der Ankerhebel trägt an seinem längeren Arm einen aus 2 mm starkem Eisenblech hergestellten Anker und die als unterer Anschlag dienende Schraube S₁ mit Gegenmutter. Den oberen Anschlag bildet die an einem Messingständer angebrachte Schraube S₂ mit Gegenmutter. Durch beide Schrauben wird die Hubhöhe des Ankers begrenzt. An dem kürzeren Arme des Ankerhebels ist eine durch ein kurzes Messingrohr hindurchführende Abreißfeder angebracht. Durch Drehen der zugehörigen Schraubenmutter kann der Abstand der Elektromagnetpole von dem Anker geregelt werden. Zur Lautverstärkung des Ankeranschlags wird der Klopfer in einer mit gewölbter Rückwand versehenen hölzernen Schallkammer aufgestellt, deren offene Seite dem Beamten zugekehrt ist. Die Leitungen zu Klopferbetrieb werden in der Regel mit Arbeitsstrom betrieben. Für Leitungen mit einer größeren Anzahl von Zwischenstellen ist jedoch der Betrieb mittels amerikanischem Ruhestrom vorzuziehen. Die Arbeitsstromschaltungen entsprechen genau den gleichartigen Schaltungen für den Morsebetrieb. Bei der Schaltung für amerikanischen Ruhestrom fließt wie bei der gewöhnlichen Ruhestromschaltung beständig Strom in die Leitung, solange die Korrespondenz ruht. Die Zeichen werden aber nicht durch Unterbrechung, sondern wie beim Arbeitsstrom durch Stromschluß hervorgebracht. Die Empfangsapparate sind also für Arbeitsstrom eingerichtet, aber nebst den Batterien stets in die Leitung eingeschaltet, wie bei Ruhestrom. In der Taste führt der Stromweg vom Tasterhebel zur Arbeitsschiene. Die Ruheschiene bleibt unbenutzt. Die Ruhekontaktstifte dienen nur als Anschlag. Bei ruhender Korrespondenz müssen die Tasten sämtlicher Anstalten einer Leitung so gestellt sein, daß der Arbeitskontakt geschlossen ist. Die Batterien sind wie Ruhestrombatterien zu bemessen und zu schalten und senden also dauernd Strom in die Leitung. Bei den hierzu verwendeten Klopfertasten wird der Stromschluß durch Anlegen eines Hilfshebels an den Arbeitskontaktstift hervorgebracht; der Hilfshebel stellt auf diese Weise Verbindung zwischen Mittelschiene und Arbeitsschiene her. Will ein Amt geben, so wird bei ihm der Hilfshebel von der Arbeitsschiene weggedreht. Die Leitung ist alsdann unterbrochen und stromfrei, und die Zeichengabe erfolgt nun genau wie bei Arbeitsstrom, indem durch jeden Tastendruck der Stromkreis geschlossen wird. Nach Aufhören des Gebens muß sofort durch Umlegen des Hilfshebels wieder der Leitungsschluß hergestellt werden, da die Leitung sonst unterbrochen und gestört ist.

4. Maschinentelegraphen [1] und [3]. Die Maschinen- oder Schnelltelegraphen setzen an Stelle des Handbetriebs bei der Stromsendung für die Zeichengebung den Maschinenbetrieb. Die Telegramme werden zuerst in besonderer Lochschrift in einen Papierstreifen eingestanzt und der so vorbereitete Streifen wird dann mit großer Geschwindigkeit durch den Senderapparat getrieben. Der Empfangsapparat liefert entweder einen Streifen mit Morseschrift wie beim Wheatstone-Telegraphen und dem Schnelltelegraphen von Delany oder einen Streifen mit gleicher Lochschrift wie der des Senderstreifens, die beim Murray-Telegraphen durch eine Zusatzmaschine in Typendruckschrift auf ein Aufnahmeblatt übertragen oder wie beim Telegraphen von Creed unmittelbar vom Streifen abgelesen und niedergeschrieben wird. Beim Telegraphen von Buckingham und beim Schnelltelegraphen von Siemens erfolgt die Aufnahme gleich in Typendruck, beim Telegraphen von Pollak & Virág in einer Art lateinischer Kursivschrift. Die Telegraphen von Wheatstone, Murray und Buckingham haben bis jetzt die größte Bedeutung in der Praxis erlangt. – Aus der nachfolgenden Tabelle über die Leistungsfähigkeit der einzelnen Telegraphen ist zu ersehen, wie sehr die Maschinentelegraphen den andern Telegraphen überlegen sind. Bei der Beurteilung der Zahlen darf allerdings nicht unberücksichtigt bleiben, daß für die Vorbereitung der Senderstreifen und erforderlichenfalls für die Uebersetzung der auf dem Empfangsamt ankommenden Schrift beträchtliche Zeit zu verwenden ist.

[446] a) Der automatische Schnelltelegraph von Wheatstone.

Mittels eines Stanzapparates werden Löchergruppen in einen Papierstreifen eingeschlagen, denen die Zeichen für einen Morsestrich oder Punkt entsprechen. Punkt =

, Zwischenraum =

und Strich =

. Der Streifen zeigt also drei Reihen Löcher. Die Löcher der mittleren Reihe haben unter sich gleichen Abstand und bezwecken eine sichere Führung des Streifens durch den Sender. Die Löcher der beiden anderen Reihen dienen zur Entsendung der Ströme und folgen in Abständen, wie solche der Bildung der zu übermittelnden Morsezeichen entsprechen. Durch ein kräftiges Triebfederwerk wird der Balken Y des Senders (Fig. 29) in schnelle pendelnde Schwingungen um seine Achse versetzt. Der Balken wirkt durch die an ihm beteiligten Stifte auf die wagerechten Arme der beiden Winkelhebel d und d₁ und drückt sie abwechselnd nieder. An den wagerechten Hebelarmen sitzen, in Gelenken leicht beweglich, die dünnen Metallstangen S₁ und S₂, und an den Enden der senkrechten Hebelarme sind leichte, in wagerechter Richtung sich bewegende Schubstangen St₁ und St₂ angebracht. Wenn der Balken Y schwingt, vollführen die Stangen S₁ und S₂ abwechselnd Bewegungen in senkrechter, die Stangen St₁ und St₂ solche in wagerechter Richtung. Die Bewegungen werden gehemmt, wenn über dem Papierführungsrade Str ein ungekochter Papierstreifen sich abrollt, da die Stangen das Papier nicht durchschlagen können. Die Schubstangen St₁ und St₂ wirken bewegend auf den Kontakthebel H mit der von ihm isolierten federnden Zunge K. Mit dem Kontakthebel steht die Leitung und mit der Zunge die Erde in Verbindung. Der Stellung des Kontakthebels entsprechend bildet die federnde Zunge mit Klemmschraube C₃ oder C₄ Kontakt; der eine Pol der Batterie ist mit Klemmen C₁ und C₃, der andre mit den Klemmen C₂ und C₄ verbunden. Wenn der Apparat ohne Papier läuft, so werden die Stangen S₁ und S₂ in ihrer Bewegung nicht gehindert, und die Schubstangen schieben den Kontakthebel hin und her. Es gelangen in regelmäßiger Folge Ströme abwechselnder Richtung in die Leitung. Läuft der Apparat mit ungekochtem Papier, so hemmt dieses die volle Bewegung der beiden Stangenpaare, und der Kontakthebel verharrt in der zuletzt eingenommenen Stellung. Der Umkehrungsmechanismus ist aufgehalten, und es fließt ein Dauerstrom in die Leitung. Sobald gelochtes Papier läuft, wird die Stromrichtung jedesmal geändert, wenn eine der Stangen S₁ und S₂ durch ein Streifenloch hindurchstößt. Gehen z.B. die Löcher für einen Morsepunkt vorbei, so stößt S₁ durch das obere Loch und bewirkt, daß der negative Zeichenzwischenraumstrom durch den positiven Zeichenstrom ersetzt wird; gleich darauf flößt S₂ in das untere Loch und stellt den negativen Zwischenraumstrom wieder her. Bei Darstellung eines Striches erhält der Zeichenstrom die dreifache Dauer dadurch, daß die Bewegung jeder Stange einmal durch das ungelochte Papier unterdrückt wird.

Der Empfänger ist ein äußerst empfindlicher Morsefarbschreiber mit polarisiertem Elektromagnetsystem und regelbarer Laufgeschwindigkeit. Die beiden senkrecht stehenden Elektromagnete mit Eisenkernen und Polschuhen an beiden Enden sind so angeordnet, daß beim Durchgang eines Stromes die sich gegenüberstehenden Polschuhe ungleichen Magnetismus erhalten. In den beiden Zwischenräumen zwischen den Polschuhen befinden sich zwei zu einem festen. Ganzen vereinigte leichte Zungen S₁ N₁ auf weichem Eisen, welche durch einen kräftigen Stahlmagnet S N dauernd magnetisch erhalten werden (Fig. 30). Die Stärke des Magnetismus der Zungen läßt sich durch Näherung oder Entfernung des Stahlmagnets beliebig ändern, ohne daß der Druck auf die Zapfen der senkrechten Achse H merklich vermehrt wird. Während der Dauer des (negativen) Zwischenraumstroms erhält der polarisierte Anker durch die Anziehung des Elektromagnets eine solche Lage, daß das Schreibrädchen den Papierstreifen nicht berührt. Der (positive) Zeichenstrom kehrt die Pole des Elektromagnets um und dreht dadurch auch den Flügelanker in die Arbeitslage. Die Achse H trägt am oberen Ende einen Arm G, dessen Ende rechtwinklig nach oben umgebogen ist und die Achse X mit dem Farbscheibchen O umfaßt.

b) Der Schnelltelegraph von Delany.

Die Zeichengebung erfolgt automatisch durch einen gelochten Papierstreifen unter Benutzung von Wechselströmen. Die Löcher der oberen Reihe bedeuten die Punkte, die Löcher der unteren Reihe die Striche des Morsealphabets. Der Papierstreifen des Senders S wird von zwei durch ein Uhrwerk oder einen andern Motor bewegte Rollen R (Fig. 31) zwischen zwei[447] Paar Stromschlußbürsten hindurchgezogen. Die beiden unteren Bürsten sind mit je einem Pole der Batterie B verbunden, während die oberen beiden Bürsten an der Leitung L liegen. Bei der Berührung der Bürsten durch die Punktlöcher geht ein negativer, bei der Berührung durch die Strichlöcher ein positiver Stromstoß in die Leitung. Die Stromstöße haben alle gleiche Dauer. Beim Empfänger E drücken drei nebeneinander angeordnete stählerne Schreibfedern, von denen die beiden äußeren mit der Erde und die mittlere mit der Leitung verbunden ist, leicht gegen einen chemisch präparierten Papierstreifen, der durch ein Uhrwerk bewegt und kurz vor dem Zusammentreffen mit den Federn selbsttätig angefeuchtet wird. Der aus der Leitung kommende Strom fließt über die mittlere Feder, den leitenden Papierstreifen und die beiden äußeren Federn zur Erde. Das Papier erfährt da, wo der negative Strom eintritt, durch Elektrolyse eine Farbenveränderung. Deshalb wird der Streifen unter der mittleren Feder einen farbigen Strich zeigen, wenn ein negativer Stromstoß (Punktzeichen) aus der Leitung kommt, dagegen zwei Striche unter den beiden äußeren Federn, wenn ein positiver Strom (Strichzeichen) ankommt. Ein einzelner Strich in der Mitte des Streifens bedeutet also einen Punkt, zwei Striche übereinander einen Morsestrich.

c) Der Schnelltelegraph von Creed.

Der Aufnahmestreifen gibt die Lochschrift des Senderstreifens genau wieder; er kann also im Durchgangsverkehr sofort wieder als Senderstreifen benutzt werden, während für Lokaltelegramme die Abschrift direkt vom Streifen gemacht oder mittels eines Uebersetzungsapparates in Druckschrift übertragen wird. Der Sender entspricht im wesentlichen dem des Wheatstone-Telegraphen. Der Empfänger besteht aus zwei polarisierten Elektromagneten, deren Anker durch Vermittlung einer Stange auf das Schieberventil eines Druckluft- oder Preßgasmotors wirken. Die Kolbenstange des Motors wird je nach der Richtung des eintreffenden Stromes, der den einen oder andern Relaisanker betätigt, nach rechts oder links geschoben. Mit der Kolbenstange ist ein Hebelsystem zur Bewegung der Stanzstempel verbunden. Ein positiver Strom verursacht eine Bewegung dieses Hebelsystems derart, daß ein Loch oberhalb der Reihe der Führungslöcher in den Streifen gestanzt wird. Ein negativer Strom stanzt ein Loch unterhalb der Reihe der Führungslöcher in den Streifen.

d) Der Schnelldrucktelegraph von Buckingham.

Der Sender gleicht dem Wheatstone-Sender, der Empfänger gibt die Zeichen unmittelbar in Typendruck auf Blättern wieder. Das Alphabet wird nach Art der Morseschrift aus Punkten, Zeichen und Zwischenräumen zusammengesetzt; jeder Buchstabe und jedes Satzzeichen erfordert die Entsendung von mehreren kurzen oder langen positiven oder negativen Stromstößen in entsprechender Folge. Diese Stromstöße verschiedener Richtung und Dauer wirken auf dem Empfangsamte auf zwei polarisierte Relais. Die Kontakte der Relais liegen in zwei Ortsstromkreisen, in welche wiederum eine Anzahl Relais und Elektromagnete eingeschaltet sind, die durch ein Fortschaltewerk den Abdruck des der Stromstoßkombination entsprechenden Zeichens bewirken. Bei dem schnellen Lauf des Buckingham-Telegraphen mußten fünf kleine rechteckige Typenräder an Stelle des einen großen Typenrades der gewöhnlichen Drucktelegraphen treten. Unterhalb der Typenräder steht der Druckhammer, und zwischen ihm und den Typenrädern befindet sich das Telegrammaufnahmeblatt. Die aus der Leitung eintreffenden Stromstöße verschieben die Typenradachse in der Längsrichtung und drehen sie so, daß die abzudruckende Type gerade über den Druckhammer zu liegen kommt. Der mit dem Anker eines Elektromagnets verbundene Druckhammer schnellt empor und wirst das Papierblatt gegen die darüberstehende Type, die hierdurch abgedruckt wird.

e) Der Schnelltelegraph von Murray.

Das Murray-Alphabet steht für jedes Zeichen fünf gleiche positive oder negative Stromstöße von der Dauer der Zeit für die Niederschrift eines Morsepunktes vor; der Strich hat die Länge von drei Punkten. Wie beim Wheatstone-Telegraphen wird der gelochte Papierstreifen im Sender durch ein Triebwerk bewegt; er wirkt auf die Stößer einer Kontaktvorrichtung, die positive und negative Stromstöße in die Leitung sendet. Auf dem Empfangsamte (Amt II) wirken die von der Kontaktvorrichtung k₁ k₂ des Senders (Amt I) in die Leitung gesandten positiven oder negativen Ströme zunächst auf ein polarisiertes Relais L R (Fig. 32) und fließen dann zur Erde. Ein positiver Strom legt den Ankerhebel des Linienrelais gegen einen Kontakt k₁, und ein negativer gegen einen Kontakt k₂. Liegt der Hebel H gegen den positiven Kontakt, so wird der das Stanzrelais S R, das Gleichlaufrelais G R und den Auslösemagnet A M, sowie die Ortsbatterie b enthaltende, Stromkreis geschlossen; Stanzrelais und Gleichlaufrelais werden erregt. Wird z.B. der Buchstabe B gegeben, so kommt zuerst ein positiver Strom von einer Zeiteinheit auf dem Empfangsamte zur Wirkung, die zwei folgenden Führungslöcher verursachen einen negativen Strom von zwei Zeiteinheiten und die dann folgenden beiden gestanzten Löcher wieder einen positiven Strom von zwei Zeiteinheiten. Der Aufnahmestreifen soll nun gleich dem Senderstreifen gestanzt werden; jede positive Stromeinheit muß also ein Loch stanzen, und positive Ströme von mehreren Stromeinheiten müssen also wieder in ihre Einheiten zerlegt werden. Ein positiver Strom von zwei Einheiten muß also zwei Löcher, ein solcher von drei Einheiten[448] drei Löcher stanzen. Diese Zerlegung wird durch einen Unterbrecher in Gestalt einer schwingenden Stahlzunge Z bewirkt. Sie ist an dem einen Ende in einem Metallblock befestigt und schwingt mit dem freien Ende zwischen den Polen des Unterbrechermagnets U M und den Kontakten C₁, C₂ und C₃. Die Dauer einer Schwingung der Zunge Z muß gleich der Dauer einer Linienstromeinheit sein. Während der Dauer der positiven Linienstromeinheit ist der Ankerhebel des Stanzrelais S R gegen den Kontakte, gelegt. In der ersten Hälfte der Linienstromeinheit ist dann der Kontakt zwischen Z und C₃ geschlossen; hierdurch wird der Stanzelektromagnet S M betätigt. In der zweiten Hälfte der Linienstromeinheit wird dagegen der Stromkreis für den Stanzelektromagnet durch die Schwingung der Zunge Z wieder geöffnet. Legt sich nun die Zunge gegen den Kontakt C₂, so wird der Stromkreis für den Bewegungselektromagneten BM geschlossen, der die Fortbewegung des Papierstreifens bewirkt. Die Stromwirkungen auf die Elektromagnete S M und B M sind zeitlich verschieden; es steht der Streifen still, wenn ein Loch gestanzt wird und umgekehrt. Zur Erzielung der Uebereinstimmung der Schwingungsdauer der Zunge mit der Dauer der Linienstromeinheit dient die Gleichlaufvorrichtung. Die Telegraphiergeschwindigkeit hat der Sender anzugeben; nach ihr ist die Laufgeschwindigkeit des Streifens im Empfänger zu regeln. Dies geschieht mit Hilfe des Gleichlaufrelais G R, dessen Ankerhebel und beide Kontakte in den Stromkreis des Unterbrechungselektromagneten eingeschaltet sind. Ein positiver Linienstrom legt den Ankerhebel des Gleichlaufrelais gegen den Kontakt k₁; folgt dann ein negativer Stromstoß, so wird der Anker durch seine Abreißfeder gegen den Kontakt k₂ gezogen. Für den Stromkreis des Elektromagneten U M ist es jedoch ohne Bedeutung, gegen welchen der beiden Kontakte der Anker anliegt, da beide miteinander verbunden sind. Voraussetzung ist hierbei, daß der Wechsel des Linienstromes erst dann eintritt, wenn die Zunge Z des Unterbrechers zu den Polen des Elektromagneten U M hinschwingt. Es ist dann der Kontakt Z–C₁ offen, so daß die Schwebelage des Ankerhebels keinen Einfluß hat. Wenn vollständiger Gleichlauf zwischen Empfänger und Sender herrscht, so fallen sämtliche Schwebelagen des Ankerhebels des Gleichlaufrelais mit den Zeiten zusammen, in welchen der Kontakt Z–C₁ offen ist. Läuft dagegen der Empfänger schneller als der Sender, so fallen nur einige Schwebelagen des Ankerhebels mit den Zeiten für die Kontaktöffnungen Z–C₁ zusammen, so daß dadurch der Stromkreis für den Elektromagneten U M zeitweise unterbrochen wird; eine Ermäßigung der Schwingungszahl der Zunge Z ist die Folge und dementsprechend eine Verlangsamung der Laufgeschwindigkeit des Empfängers, bis die Geschwindigkeiten von Sender und Empfänger einander gleich sind. Läuft der Empfänger langsamer als der Sender, so ist Gleichlauf nicht zu erzielen, da durch die Schwebelagen des Gleichlaufrelaisankers die Geschwindigkeit des Empfängers noch mehr verlangsamt wird. Die Uebertragung der Lochschrift des Empfängerstreifens in Typendruck auf ein Papierblatt erfolgt durch den »Uebersetzer«, der aus der Verbindung einer gewöhnlichen Schreibmaschine mit einer Zusatzmaschine besteht, die den jeder Löchergruppe entsprechenden Tastenhebel der Schreibmaschine in die Druckstellung herunterzieht.

f) Der Schnelltelegraph von Pollak und Virág.

Dieser Schnelltelegraph ist ein telephonischer Lichtpunktschreiber, d.h. ein Apparat, bei dem die Bewegungen einer Telephonmembran mittels Spiegelübertragung durch einen Lichtpunkt die Telegramme in einer Dunkelkammer auf photographisches Papier schreiben lassen. Im Sender wird durch einen Motor ein sechsreihig gelochter Papierstreifen über eine Kontaktwalze gezogen, die aus zwei Zylindern mit je sechs voneinander isolierten Schleifringen besteht. Die Ringe mit gleichen Bezeichnungen sind miteinander verbunden. An den Ringen liegen sechs verschiedene Stromquellen I–VI, von denen II und III sowie IV und V gleiche Spannung, aber entgegengesetzte Polarität haben, während I die doppelte Spannung von II, und VI die doppelte Spannung von V hat. Auf dem einen Zylinder schleift eine, auf dem andern Zylinder schleifen sechs Stromabnehmerbürsten. Das zwischen den Schleifringen und den Bürsten hindurchgezogene Papierband hält erstere von letzteren so lange elektrisch getrennt, bis durch die Lochungen des Papierstreifens hindurch Stromschluß eintritt. Um den Stromstößen die erforderliche verschiedene Zeitdauer zu geben, erhalten die Lochungen des Papierstreifens verschiedene Größen. Als Empfänger dient ein Doppeltelephon T₁ T₂, das mit einem Dauermagnet M (Fig. 33) verbunden ist, dessen zwei Schenkel in biegsame eiserne Federn A und B mit rechtwinkelig nach außen umgebogenen Spitzen auslaufen. Die Enden der Federn stehen durch je ein Stäbchen mit den Membranen der Telephone T₁ und T₂ in Verbindung. Eine dritte stärkere Feder C, die ebenfalls in eine rechtwinkelig gebogene nach außen gerichtete Spitze endigt, ist in der Mitte auf den Magnet aufgeschraubt. Auf diesen drei Spitzen ruht ein kleines dünnes Eisenblech, auf dessen nach außen gerichteter Seite ein kleiner Hohlspiegel festgekittet ist. Das Eisenblech wird von dem Magnet festgehalten. Die Spitze der Feder A liegt etwa 1 mm senkrecht über der festen Spitze der Feder C, die Spitze der Feder B befindet sich 1 mm in wagerechter Richtung von der festen Spitze C. Da eine Bewegung der Telephonmembran sich durch die Stäbchen auf die biegsamen Federn A bezw. B überträgt, so wird das auf den Spitzen dieser Federn ruhende Eisenblech, wenn die Membran des Telephons T₁ anspricht, sich um seine horizontale Achse drehen, und wenn das Telephon T₂ anspricht, eine Bewegung um seine senkrechte Achse machen. Als Quelle für den Lichtpunkt dient ein feststehendes Glühlämpchen mit 3–4 cm langem Glühfaden; es sitzt im Innern eines hohlen, um seine Achse drehbaren Zylinders, in dessen Mantel ein Schlitz in Gestalt eines ganzen Schraubenganges[449] eingeschnitten ist. Der Zylinder wirkt als Blende, und nur durch den Schlitz fällt das Licht der Glühlampe auf den kleinen Hohlspiegel. Durch die Drehung des Zylinders von rechts nach links wird also dieselbe Wirkung erzielt, als wenn die Lichtquelle selbst die nämliche Bewegung machte. Der von dem Hohlspiegel zurückgeworfene Lichtstrahl, welcher einen lichtempfindlichen Papierstreifen trifft, wird deshalb eine Bewegung von links nach rechts quer über den Streifen machen. Da der Papierstreifen mittels eines Motors langsam von oben nach unten bewegt wird, so ist die Lichtlinie auf dem Streifen etwas geneigt. Spricht nun das Telephon T₁, an, so wird auf dem Streifen eine Linie nach oben und unten oder nach unten und oben erzeugt, während ein Ansprechen des Telephons T₂ einer Linie in wagerechter Richtung entspricht. Sprechen beide Telephone gleichzeitig an, so wird die Lichtlinie eine Komponente aus beiden Linien bilden, welche beim Einzelansprechen der Telephone entstehen würden. Es kann deshalb, wenn beide Telephone gleichzeitig ansprechen, je nachdem das eine oder das andre Telephon länger beeinflußt wird, eine Kurve nach rechts oder links, d.h. jede beliebige, beschrieben werden. Fig. 34 gibt eine Schriftprobe des Schnelltelegraphen. Das Schreiben des Lichtpunktes auf dem lichtempfindlichen Papierband geht in einer Art Dunkelkammer des Apparates vor sich; durch eine rot abgeblendete Oeffnung dieser Kammer kann man die Fertigstellung des Telegramms in einem kleinen Spiegel als Flammenschrift deutlich verfolgen. Nachdem der Lichtpunkt das Telegramm aufgeschrieben hat, wird es selbsttätig durch einen mit dem Empfänger vereinigten photographischen Entwickler gezogen; es kommt wenige Sekunden nach der Aufnahme vollständig fertig aus dem Apparat.

g) Der Schnelltelegraph von Siemens und Halske.

Mittels eines Stanzapparates in Form einer Schreibmaschine werden die den einzelnen Buchstaben und Zeichen eigentümlichen Lochkombinationen auf dem Senderstreifen in elf seiner Richtung nach parallel zueinander verlaufenden Zeilen angeordnet. Jedes Zeichen wird durch zwei Löcher bestimmt, die auf verschiedenen Zeilen und auf einer zur Bewegungsrichtung des Streifens schrägen Linie stehen, so daß sie nacheinander die in gerader Linie angeordnete Kontaktreihe des Senderapparates passieren. Die Löcher für den Buchstaben H befinden sich z.B. auf der 3. und 6. und die für den Buchstaben A auf der 4. und 9. Zeile (Fig. 35). Die Fortbewegung des Streifens durch die Kontaktvorrichtung K des Senders (Fig. 36) bewirkt ein Elektromotor, mit dem eine als Generator dienende Maschine G direkt gekuppelt ist. Der von dieser Maschine gelieferte Strom wird zum Teil in einem Belastungswiderstand W aufgezehrt, zum Teil als Telegraphierstrom verwendet. Am Ende der Generatorwelle befindet sich ein Kontaktarm k, dessen Bürste eine Kontaktscheibe S überschreitet, die in 24 voneinander isolierte Felder geteilt ist. Während der Kontaktarm eine Umdrehung ausführt, schreitet der gelochte Papierstreifen in der Kontaktvorrichtung K um eine Buchstabenbreite vorwärts, so daß bei jeder Umdrehung die Uebermittlung eines Zeichens stattfindet. Die Kontaktvorrichtung K besteht aus elf nebeneinander auf einem Hartgummisockel angebrachten Federn f₁ – f₁₁, den elf Zeilen des Lochstreifens entsprechend. Jede dieser Federn ist mit dem entsprechenden Segment der Geberscheibe S verbunden. Die Federn selbst besitzen am Ende kleine Stahlschuhe s, die durch etwa vorhandene Löcher des Streifens hindurchfallen und damit die Schließung des zugehörigen Kontaktes c bewirken. Wird z.B. das Zeichen R (Kombination 2–8) übermittelt, so schließen die Federn f₂ und f₈ ihre Kontakte c₂ und c₈. Sobald der Kontaktarm k dann das Segment 2 der Kontaktscheibe S berührt, fließt ein Strom von dem über den halben Abzweigungswiderstand w geendeten +-Pol des Generators G über den linken Kontakt und die Zunge des Geberrelais R, Kontakt c₂ und Feder f₂, Segment 2, Kontaktarm k zum Kondensator C und zur Erde. Der Kondensator wird also geladen. Sobald im weiteren Verlauf der Umdrehung der Kontaktarm k das Segment 2' berührt, entladet sich der Kondensator wieder. Der Entladungsstrom[450] durchfließt die Umwindungen des polarisierten Geberrelais und legt dessen Zunge an den rechten Kontakt. Da an die Zunge des Geberrelais die Leitung angeschlossen ist, so wechselt in diesem Augenblicke der in die Leitung geschickte Strom seine Richtung. Sobald nunmehr der Kontaktarm k das Segment 8 berührt, findet wiederum eine Ladung des Kondensators C vom –-Pol des Generators über Feder f₈ statt; die darauffolgende Entladung über Segment 8' führt die Zunge des Geberrelais wieder an den linken Kontakt zurück; demgemäß wird auch der in die Leitung fließende Strom seine Richtung zum zweitenmal ändern.

Der Empfangsapparat besteht aus einem Elektromotor, auf dessen einem Wellenende ein Kontaktarm mit mehreren Kontaktbürsten befestigt ist, die über konzentrisch angeordnete Kontaktscheiben hinweggleiten. Am andern Ende der Welle ist in einem lichtdicht abgeschlossenen Kasten eine Typenscheibe angebracht, die, wie Fig. 37 zeigt, zwischen dem photographischen Papierbände P und einer kleinen Funkenstrecke F rotiert. Sobald das den betreffenden beiden Stromimpulsen entsprechende Zeichen bei der Rotation der Typenscheibe sich genau zwischen Papier und Funkenstrecke befindet, leuchtet ein durch die Stromimpulse auf der Empfangsstation ausgelöster elektrischer Funke, auf und wirst das Bild des Buchstabens oder Satzzeichens, das schablonenartig in die Typenscheibe eingeschnitten ist, auf den lichtempfindlichen Papierstreifen. Die rechtzeitige Auslösung des Druckfunkens besorgen die Kontaktscheiben in Verbindung mit verschiedenen Kondensatoren und Relais. Die Ladescheibe (Fig. 38) besitzt zwölf voneinander isolierte Kontaktsegmente, von denen I–IX an je einen Kondensator (Gruppenkondensator) I–IX angeschlossen sind. Der Kontaktarm der Ladescheibe steht mit dem linksseitigen Kontakt des Linienrelais in Verbindung; von der Ankerzunge dieses Relais führt eine Verbindung nach einem Hochspannungskondensator, der vor Beginn jeder neuen Umdrehung mit einer Ladung von 110 Volt versehen wird. Wenn Synchronismus zwischen dem rotierenden Geber- und Empfängersystem herrscht, so ist beim Zustandekommen des ersten Stromwechsels der Kombination ²/₈ für den Buchstaben R der Kontaktarm der Geberscheibe gerade von dem Segment 2 auf das Segment 3 übergegangen, und der Kontaktarm der Ladescheibe befindet sich dann zwischen den Kontaktsegmenten I und II. Der eintreffende Stromimpuls legt die Zunge des Linienrelais an den linksseitigen Kontakt und hält sie dort fest; inzwischen hat der Kontaktarm der Ladescheibe das Segment II berührt, und es entladet sich nunmehr der Hochspannungskondensator in den Gruppenkondensator II. Dem zeitlichen Eintritt des ersten zu jedem Zeichen gehörigen Telegraphierstroms entsprechend, wird also einer von den neun Gruppenkondensatoren mit einer Ladung versehen. Die endgültige Bestimmung des Zeichens geschieht dann durch den zweiten Stromimpuls unter Mitwirkung der Entlade- und Anschlußscheibe. Die Entladescheibe umfaßt zwölf Segmente mit Kontaktgruppen, von denen drei Segmente, XII, I und II, unbenutzt bleiben. Das erste Segment enthält ein kurzes Kontaktstück, das zweite deren zwei u.s.w. bis zum Segment XI, das mit neun Kontaktstücken ausgerüstet ist. Die Kontaktstücke mit gleichen Zahlen sind sämtlich untereinander und mit ihrem zugehörigen Gruppenkondensator verbunden. Der durch den ersten Stromstoß für das Zeichen R geladene Gruppenkondensator wird also an acht verschiedenen Stellen der Entladescheibe seine Ladung wieder abgeben können. Bedingung hierfür ist, daß der rechte Kontakt des Anschlußrelais geschlossen ist. Zur Erzielung des richtigen Buchstabens muß dieser Kontaktschluß in dem Augenblick erfolgen, in welchem sich der Kontaktarm der Entladescheibe gerade auf dem vor der betreffenden Kontaktgruppe befindlichen isolierten Zwischenstück befindet, also bei dem Buchstaben R vor der achten Gruppe. Zur Sicherstellung des rechtzeitigen Kontaktschlusses dient die Anschlußscheibe. Diese ist ebenfalls in zwölf Segmente eingeteilt, von denen XII, I und II unbenutzt sind, während die übrigen je ein kurzes, isoliert aufgesetztes Kontaktstück enthalten. Die neun Kontaktsegmente sind sämtlich untereinander und mit den Umwindungen des Anschlußrelais verbunden. Der über der Anschlußscheibe rotierende Arm ist mit dem positiven Pol der Stromquelle von 110 Volt verbunden; an deren negativen Pol ist die gemeinsame Rückleitung der Kondensatoren gelegt. Der zweite Stromimpuls für das Zeichen R setzt im achten Zwölftel der Umdrehung ein; er legt die Zunge des Linienrelais an den rechtsseitigen Kontakt. Der Kontaktarm der Anschlußscheibe befindet sich dann gerade zwischen den Segmenten VII und VIII. Sobald der Kontaktarm bei seiner Weiterbewegung das Segment VIII berührt, fließt ein Strom vom positiven Pole der 110-Volt-Stromquelle über den Kontaktarm, das Segment VIII der Anschlußscheibe, die Windungen des Anschlußrelais, den rechtsseitigen Kontakt und die Zunge des Linienrelais zum Hochspannungskondensator und auf der gemeinsamen Rückleitung zum negativen Pole zurück. Der Hochspannungskondensator wird hierdurch wieder geladen, und gleichzeitig wird durch den Ladestrom der rechte Kontakt des Anschlußrelais geschlossen. In diesem Augenblick befindet sich der Kontaktarm der Entladescheibe gerade in der Uebergangsstelle[451] von der VII. zur VIII. Gruppe. Sobald er bei seiner Weiterbewegung das zweite kurze Kontaktstück dieser Gruppe passiert, kann der Kondensator II sich entladen. Der Entladestrom geht über den rechten Kontakt des Anschlußrelais und die Umwindungen des Funkenrelais; dieses löst den zur Durchleuchtung der Type erforderlichen elektrischen Funken aus.

5. Mehrfachtelegraphen [1] ermöglichen die gleichzeitige Beförderung von zwei oder mehr Telegrammen auf derselben Leitung. Bei der gleichzeitigen mehrfachen Telegraphie steht die Leitung jedem mit ihr verbundenen Apparatsystem dauernd zur Verfügung. Die Einrichtung kann hierbei so getroffen werden, daß zwei Telegramme entweder in derselben Richtung gleichzeitig Beförderung erhalten – Doppelsprechen oder Diplextelegraphie –, oder in entgegengesetzter Richtung – Gegensprechen, Duplextelegraphie. Werden beide Betriebsarten verbunden, so ergibt sich das Doppelgegensprechen – Quadruplextelegraphie –, wobei gleichzeitig zwei Telegramme von A nach B und zwei Telegramme von B nach A gegeben werden können. In der Praxis kommt hauptsächlich das Gegensprechen zur Verwendung. Als Geber und Empfänger dienen gewöhnlich die gebräuchlichen Apparatsysteme: Klopfer, Morseschreiber, Hughes- und Heberschreiber sowie als Betriebskraft Batterieströme. Eine andre Gattung benutzt Induktionswechselstrome verschiedener Perioden und Telephone als Empfänger, die nur auf eine bestimmte Tonhöhe ansprechen. Man bezeichnet diese Methode als Stimmgabeltelegraphie, da die erforderlichen Periodenzahlen meist durch Stimmgabeln erzeugt werden.

Zur gleichzeitigen mehrfachen Telegraphie ist auch das gleichzeitige Telegraphieren und Fernsprechen auf einer Leitung zu rechnen. – Bei der wechselzeitigen mehrfachen Telegraphie wird die Leitung auf beiden Aemtern durch zwei synchron laufende Verteiler in regelmäßigem Wechsel mit verschiedenen Apparatsystemen verbunden; es sind mehrere Telegramme gleichzeitig in Arbeit (auf jedem Apparat eins), und von jedem wird während eines Verteilerumlaufs nur ein Buchstabe oder Zeichen befördert In dieser Weise arbeiten die mehrfachen Typendrucker von Baudot und Rowland; ähnlich wirkt der sechsfache Telegraph von Delany.

a) Gegensprechen.

Es kommen die Brückenschaltung für oberirdische und kurze unterirdische Leitungen sowie in etwas veränderter Form für lange Seekabel zur Anwendung, die Differentialschaltung für längere unterirdische Leitungen.

Brückenschaltung. Sie beruht auf der Stromverzweigung der Wheatstoneschen Brücke. Die vier Seiten des Wheatstoneschen Vierecks (Fig. 39) sind beim Amt I m n und m p mit den Widerständen a und b, ferner der Leitungsweg von n zum Amte II und durch dessen Apparate zur Erde mit dem Widerstande c sowie von p durch den Widerstand d zur Erde. Sind diese Widerstande so abgeglichen, daß a · d = b · c ist, so fließt beim Niederdrücken der Taste T kein Strom durch die Brückendiagonale n p, und der eigne Empfangsapparat bleibt in Ruhe. Ebensowenig spricht im Amte II, wo dieselbe Anordnung getroffen ist, der Empfangsapparat an, wenn daselbst die Taste gedrückt wird. Der im Amte II ankommende Strom teilt sich bei n'; ein Teil fließt über den Brückenarm n' m' und die Taste zur Erde, der andre Teil durchläuft, den Empfangsapparat in Tätigkeit setzend, die Brückendiagonale n' p' und findet von p' aus teils über m', teils über d' Erde. Aehnlich verläuft im Amte I der von II ankommende Strom, nur hat dieser entsprechend der Schaltung der Batterie B' die umgekehrte Richtung: er fließt aus der Erde von I über die Punkte m und p nach n und weiter nach II. Der Empfangsapparat spricht also bei jedem Amte nur auf den ankommenden, nicht auf den abgehenden Strom an. Hieran ändert sich nichts, wenn gleichzeitig von beiden Aemtern Strom gesendet wird. Da in I der positive, in II der negative Batteriepol an Leitung liegt, so wirkt bei gleichzeitigem Drucke beider Tasten eine doppelt so große elektromotorische Kraft, der Strom ist daher in der Leitung L zwischen den Punkten n und n', wo keine Verzweigung stattfindet, doppelt so stark. Infolgedessen fließt durch beide Empfangsapparate Strom und zwar in II in der Richtung von n' nach p' und bei Amt I in der Richtung von p nach u. Auf den Empfänger in I wirkt immer nur ein bestimmter Teil des von der Batterie B' erzeugten Stromes, gleichgültig, ob die Batterie B Strom sendet oder nicht; ähnlich verhält es sich hinsichtlich des Empfängers in II.

Differentialschaltung. Sie besteht darin, daß der abgehende Strom sich in zwei Hälften spaltet, welche die beiden genau gleichen Drahtwicklungen eines Differentialrelais in entgegengesetzten Richtungen durchfließen und es daher magnetisch nicht beeinflussen, während der ankommende Strom nur eine Wicklung oder beide in derselben Richtung durchläuft und daher magnetisierend wirkt.

b) Der Stimmgabeltelegraph.

Mercadiers Stimmgabeltelegraph beruht auf der Verwendung von Stimmgabelunterbrechern in den Gebern und Monotelephonen als Empfänger. Das Monotelephon spricht auf die es durchfließenden Wechselströme nur insoweit an, als sie den Eigenton seiner Membrane erzeugen. Es wird daher, wenn mehrere verschieden abgestimmte Geber und Empfänger dieser Art in eine Leitung eingeschaltet sind, jedes Telephon nur den Ton der mit ihm gleichtönenden Stimmgabel wiedergeben. Zwischen den Zinken der Stimmgabel S bezw. S₁, S₂ u.s.w. (Fig. 40) liegt der Elektromagnet E im Stromkreise der Batterie B m. Wird der Kreis geschlossen, indem die auf der einen Zinke sitzende Stahlspitze t die Platinplatte P m berührt, so zieht E beide Gabelzinken an und unterbricht dadurch seinen Stromkreis, worauf beide Zinken zurückschwingen.[452] Hierbei wird der Strom wieder geschlossen und das Spiel wiederholt sich. Die Stimmgabel gerät infolgedessen in Schwingungen und wird in diesem Zustande durch die Motorbatterie B m dauernd erhalten; sie macht in jeder Sekunde die ihrem Eigentöne entsprechende Anzahl Schwingungen. Der auf die andre Zinke isoliert aufgesetzte Stahlstift t' macht dieselben Bewegungen wie t und schließt bei jeder Schwingung den Stromkreis der Senderbatterie B s, jedoch nur dann, wenn die Taste T niedergedrückt ist. In diesem Falle gelangen die erzeugten Stromstöße beim Amte I in die Wickelung 1 des Induktionsüberträgers J₁ und werden in die Leitung übertragen. Sie durchfließen die beiden Monotelephone M₁ und M₂, können aber nur in M₂, welches denselben Eigenton wie die Stimmgabel S₁ hat, wahrgenommen werden. Erzeugt die Stimmgabel S₂ beim Amte II einen andern Ton wie S₁ und ist der Empfänger M₁ auf sie abgestimmt, so werden die gleichzeitig vom Amte II entsandten Ströme nur in M₁ wahrgenommen. Die gleichzeitig in die Leitung entsandten Stromwellen verschiedener Periodenzahl verlaufen nebeneinander, ohne sich gegenseitig zu stören. Es steht nichts entgegen, an den Enden der Induktionsspule bei jedem Amte mehrere Geberstromkreise mit verschieden gestimmten Stimmgabeln anzulegen und die zugehörigen Monotelephone beim andern Amte in die Leitung einzuschalten. Um die Empfänger der Einwirkung der abgehenden Ströme zu entziehen, verwendet Mercadier eine Art Differentialschaltung.

c) Gleichzeitiges Telegraphieren und Fernsprechen.

Hierzu eignen sich besonders die Fernsprechdoppelleitungen. Die zur Anwendung kommende Schaltung (Fig. 41) beruht hinsichtlich des Verlaufs der Telegraphierströme auf dem Prinzip der Wheatstoneschen Brücke. Zwei Brückenarme bestehen aus künstlichen Widerständen mit Selbstinduktion, die andern beiden aus den Leitungsdrähten L a und L b. In die Galvanometerdiagonale sind die Fernsprechapparate, in die Batteriediagonale dagegen die Telegraphenapparate eingeschaltet. Der Sprechverkehr vollzieht sich in einer Doppelleitung unter Ausschluß der Erde; für den Telegraphenbetrieb sind beide Leitungsdrähte parallel verbunden, wobei die Rückleitung von der Erde gebildet wird. Die beiden künstlichen Brückenarme bestehen aus einer Art Transformator mit nebeneinander liegenden Wicklungen gleicher Windungszahl und gleichen Widerstandes. Die von dem Fernsprechapparat ausgehenden Ströme müssen beide Spulen hintereinander in dem Sinne durchlaufen, daß sie in dem Eisenkern an einem Ende einen Nordpol und am andern Ende einen Südpol hervorrufen, den Eisenkern also richtig magnetisieren. Dagegen müssen die Telegraphierströme, für welche die Spulen nebeneinander geschaltet sind, an den Enden des Eisenkerns gleichnamige Pole hervorrufen. Im ersten Falle ist die Selbstinduktion des Transformators sehr hoch, so daß die Sprechströme vom Transformator abgedrängt werden und ungeschwächt in die Leitung gehen; im zweiten Falle ist die Selbstinduktion noch hinreichend stark, um die Telegraphierströme so weit abzuflachen, daß sie auch in benachbarten Leitungen Hörende Geräusche nicht hervorbringen können. Nach Erfordernis kann die abflachende Wirkung des Transformators auf die Telegraphierströme durch Anschalten eines Kondensators C bis zu 2 Mf. Kapazität unterstützt werden. Die ankommenden Telegraphierströme durchfließen die Brücke mit den Sprechapparaten deshalb nicht, weil die beiden Abzweigungspunkte dieser Brücke auch in bezug auf die ankommenden Ströme gleiche Spannung haben. Beim Telegraphieren können Morse- oder Hughesapparate (vgl. die Figur) verwendet werden.

d) Der mehrfache Typendrucker von Baudot.

In Berlin und Hamburg wird zum Verkehr mit Paris ein vierfacher Typendrucker von Baudot benutzt, der die gleichzeitige Beförderung von vier Telegrammen auf einer Leitung gestattet. Der vielfach in Frankreich gebräuchliche Telegraph kommt auch als zwei-, drei- und sechsfacher Apparat zur Verwendung. Zu einem vierfachen Baudot-System gehören: der Verteiler, bestehend aus zwei Kontaktscheiben mit zahlreichen, in konzentrischen Kreisen angeordneten, voneinander isolierten metallenen Kontaktstücken, auf welchen mehrere an der Verteilerachse sitzende Bürstenpaare in gleichmäßiger Umdrehung schleifen, ferner vier Geber, je bestehend aus einer Klaviatur von fünf Tasten, vier Empfänger, fünf empfindliche Relais – Empfangs –, Druck- und Kontrollrelais, sowie je ein weiteres Empfangs- und Druckrelais zur Aushilfe –, endlich ein Walzenumschalter zum Wechseln der Relais und ein Farbschreiber zu Prüfungszwecken. Auf der einen Verteilerscheibe sind 4 · 5 = 20 Kontaktstücke in einem Kreise angeordnet; sie werden nacheinander bei jeder Umdrehung der Verteilerachse durch das entsprechende Bürstenpaar mit demjenigen Kontaktringe verbunden, an welchem die Leitung liegt. Je fünf Kontaktstücke gehören zu einem der vier aus Geber und Empfänger bestehenden Apparatsätze[453] und sind je mit einem der fünf Tastenhebel verbunden. An den Ruhekontakten sämtlicher Tasten liegt die negative, an den Arbeitskontakten die positive Telegraphierbatterie. Infolgedessen senden, während der Verteilerarm über die fünf Kontaktstücke eines Apparatsatzes hinweggleitet, die nicht gedrückten Tasten je einen negativen und die niedergedrückten Tasten je einen positiven Strom in die Leitung. Durch die verschiedenen Kombinationen der fünf Ströme werden die Buchstaben dargestellt, so z.B. der Buchstabe T durch die Stromkombination + – + – +. Durch Umstellen eines am Geber befindlichen Kurbelumschalters kann die negative Batterie abgeschaltet und an ihrer Stelle das Empfangsrelais mit den Ruhekontakten verbunden werden. Das Relais nimmt dann die ankommenden Ströme auf und überträgt sie unter Mitwirkung des Verteilers auf die fünf Elektromagnete des Empfängers oder Druckapparats. In diesem wird die aufgenommene Stromkombination mit Hilfe einer sinnreichen Vorrichtung, des Kombinators, in den entsprechenden Buchstaben übersetzt und letzterer auf den Papierstreifen gedruckt. Das hierzu dienende Typenrad läßt sich ähnlich wie beim Hughesapparat durch die Zeichen »Buchstabenweiß« und »Ziffernweiß« verstellen, in der einen Stellung druckt es Buchstaben, in der andern Ziffern und Satzzeichen. Beim Senden bildet das Kontrollrelais eine Abzweigung für die abgehenden Ströme und veranlaßt in gleicher Weise, wie das Empfangsrelais beim Empfangen, den Druck der übermittelten Zeichen auf dem eignen Empfänger. Das Geben muß genau im richtigen Takt erfolgen. Ein am Geber mittels Winkelarm befestigtes Telephon, der Taktschläger, gibt bei jedem Verteilerumlauf das Zeichen, die gedrückten Tasten loszulassen und eine neue Kombination zu greifen. Bedingung für das richtige Arbeiten des Baudot ist, daß die Verteilerachsen der beiden verbundenen Systeme genau synchron laufen. Die Drehgeschwindigkeit der von einem Gewicht oder Elektromotor getriebenen Verteilerachse wird in ähnlicher Weise wie beim Hughesapparat durch einen Zentrifugalregulator gleichmäßig erhalten. Außerdem tritt bei jedem Umlauf selbsttätig eine Korrektion in Wirksamkeit, welche die unvermeidlichen geringen Abweichungen im Gange der beiden verbundenen Systeme ausgleicht, sobald sie eine gewisse Größe erreichen.

e) Der achtfache Typendrucker von Rowland.

Mit Zuhilfenahme der Gegensprechschaltung kann der Rowland-Telegraph gleichzeitig vier Telegramme in jeder Richtung befördern. Auf jeder der beiden verbundenen Stationen werden vier Geber und vier Empfänger durch die Verteiler in regelmäßigem Wechsel an die Leitung gelegt. Jeder Geber hat eine Schreibmaschinenklaviatur und bildet beim Niederdrücken einer Taste selbsttätig die gewünschte Stromkombination, was das Geben sehr erleichtert. Der Empfänger druckt das ankommende Telegramm mit Typen in Zeilen unmittelbar auf die Ankunftsblätter, die der Breite nach zu einem Papierband aneinander gereiht sind. Der Telegraph benutzt Wechselströme, die auf jedem Amte von einem feststehenden Umformer und einem Kommutator erzeugt werden und ständig in regelmäßiger Folge in die Leitung fließen. Jedem Geber werden elf Stromstöße zugeteilt; die Zeichensendung erfolgt durch Unterdrückung einer oder mehrerer Wechselstromhalbwellen. Zum Betrieb des Apparatsystems ist es erforderlich, daß alle Sende- und Empfangsapparate auf beiden Aemtern mit der gleichen Geschwindigkeit laufen, und daß die Kommutatoren hinsichtlich ihrer Wirkung in festen Beziehungen zueinander stehen. Auf jedem Amte werden alle Kommutatoren, die für das Arbeiten der Leitung in Frage kommen, von einem Motor getrieben, der gleichzeitig als Synchronismusregler verwendet wird. Die ankommenden Stromstöße werden durch das Empfangsrelais mit Hilfe des Verteilers so auf die zu jedem Empfänger gehörenden elf Relais übertragen, daß jedes Relais den ihm entsprechenden Stromstoß erhält. Auf die regelmäßigen Stromwellen sprechen diese Relais nicht an, wohl aber wird ein Relaisanker umgelegt, wenn der zugehörige Linienstromstoß geändert wird. Bei jedem Zeichen sprechen also die zu den unterdrückten beiden Stromimpulsen gehörigen beiden Relais an. Das hierdurch ausgedrückte Zeichen wird durch einen Kombinator übersetzt, und der Abdruck erfolgt in dem Augenblick, in welchem die entsprechende Type sich in Druckstellung befindet.

f) Der sechsfache Telegraph von Delany.

Der Verteiler legt die Leitung während eines Umlaufs nicht nur einmal, sondern zwölfmal auf die einzelnen Apparatsätze. Da der Verteilerarm drei Umdrehungen in der Sekunde macht, so wird jeder Apparat 36 mal während jeder Sekunde mit der Leitung verbunden. Infolgedessen kann jeder Apparatsatz – Morseschreiber oder Klopfer – so betrieben werden, als ob er dauernd mit der Leitung in Verbindung stände. Das Delany-System wird namentlich in England als sechsfacher Apparat verwendet, wobei Klopfer als Empfänger dienen. Von den 162 Kontaktstücken des Verteilers (Fig. 42) dienen 144 dem Anschluß der Apparate, 18 zu Korrektionszwecken. Jene sind in zwölf Gruppen zu 12 geteilt; von jeder Gruppe gehören die Kontaktstücke 1 und 2 zum ersten, 3 und 4 zum zweiten, 5 und 6 zum dritten Apparatsatz u.s.w. Das erste Kontaktstück ist mit der Taste T, das zweite mit dem Empfangsrelais R verbunden, und es stehen die gleichbezifferten Kontaktstücke der verschiedenen Gruppen untereinander in Verbindung. Drückt man die Taste, so fließt der Strom der Linienbatterie L B jedesmal dann in die Leitung, während der Verteilerarm über ein Kontaktstück 1 hinwegschleift, also zwölfmal bei jeder Umdrehung, 36 mal in der Sekunde und mindestens zweimal bei einem kurzen Morsepunkte. Beim Geben eines Morsestriches fließt die dreifache Anzahl Stromstöße in die Leitung. Die ankommenden Ströme können von beiden Kontaktstücken 1 und 2 zum Empfangsrelais R gelangen; bei längeren Leitungen werden sie wegen der Stromverzögerung infolge der Kapazität hauptsächlich[454] vom Kontaktstück 2 abgenommen. Das Empfangsrelais hat hohe Selbstinduktion, die im Verein mit der Kapazität des parallel geschalteten Kondensators C von 10 Mf. Kapazität die magnetisierende Wirkung der sehr kurzen Linienströme in dem Grade verlängert, daß das mit schwerem Anker versehene Relais ebenso anspricht, als ob es während der ganzen Dauer des Tastendrucks von einem konstanten Strome durchflossen würde. Das Relais setzt beim Ansprechen den im Stromkreise der Batterie O B liegenden Klopfer K in Tätigkeit. Bedingung für das gute Arbeiten des Systems ist, daß die Verteiler der verbundenen Aemter genau synochron laufen.

6. Telautographen [1]. Sie übermitteln Schriftstücke und Zeichnungen formgetreu in zusammenhängenden Zügen über eine Telegraphenleitung und unterscheiden sich dadurch von den alten Kopiertelegraphen von Bakewell und Hipp sowie den Pantelegraphen von Caselli, die die Schriftzüge und Linien nicht in ihrem vollen Zusammenhange, sondern mittels seiner, eng aneinander liegender weißer Striche auf farbigem Grunde wiedergeben. Eine praktische Bedeutung haben die Kopiertelegraphen nicht erlangt, dagegen beginnen die Telautographen von Gray, Cerebotani, Gruhn und Korn sich in die Praxis einzuführen.

Das Konstruktionsprinzip der alten Kopiertelegraphen, das zum Teil auch bei den neueren Telautographen Verwendung findet, ist folgendes: Die in die Ferne zu übertragende Handschrift oder Zeichnung wird mit isolierender Tinte auf einer Metallplatte hergestellt. Ueber dieser Metallplatte läßt man einen Metallstift in dicht aufeinander folgenden Linien hin und her schleifen, so daß nach und nach alle Teile der Platte von dem Stifte berührt werden. Wird die Platte mit dem einen Pole einer galvanischen Batterie verbunden, deren andrer Pol an Erde, liegt, und verbindet man den Metallstift mit der Telegraphenleitung, so wird in diese ein elektrischer Strom gesandt, der nur dann unterbrochen wird, wenn der Stift über eine mit der isolierten Tinte bedeckte Stelle der Platte hinwegstreicht. Auf der Empfangsstation führt entweder ein Metallstift gleichzeitige und gleichartige Bewegungen über chemisch präpariertem Papier am und fixiert durch elektrochemische Zersetzung die Handschrift oder Zeichnung in der Regel hell auf dunkelm Grunde, oder es erfolgt die Wiedergabe durch eine Glasfeder von der Form der Schreibvorrichtung des Heberschreibers, die durch einen Elektromagnet betätigt wird.

a) Der Telautograph von Elisha Gray.

Die Schreibstiftbewegung wird in zwei Komponenten zerlegt. Zu diesem Zwecke sind auf der Senderstation zwei Winkelhebel um zwei feste Punkte drehbar angeordnet. Die Winkelhebel tragen an dem einen Ende je eine Kontaktrolle, die über einen elektrischen Widerstand schleift, und am andern Ende je einen leichten Stab. Die Stäbe stehen in fester Verbindung mit dem Geberschreibstift, so daß bei einer Bewegung desselben eine Verschiebung der Kontaktrollen über den Widerständen eintritt. Die Widerstände sind als Spiralen in je einem Kreisbogen angeordnet, beide Kreisbogen sind parallel geschaltet und über eine Sammlerbatterie an Erde gelegt. Die beiden nach der Empfängerstation führenden Leitungen sind an die Drehzapfen der Winkelhebel angeschlossen. Auf der Empfangsstation wird ein kräftiger Elektromagnet durch den Strom einer lokalen Sammlerbatterie erregt. Eine mit zwei Löchern versehene Eisenplatte, durch deren Mitte die Pole des Elektromagnets hindurchgehen, dient letzterem als magnetischer Schluß. In den Raum zwischen den Elektromagnetpolen und der Eisenplatte ragen zwei kleine an Federn hängende Drahtspulen hinein. Die Spulen sind miteinander verbunden und an der Verbindungsstelle an Erde gelegt; an ihren freien Enden sind die beiden Leitungen angeschlossen. Die Zugfäden der Spule sind durch ein ähnliches Hebelsystem wie beim Sender mit der Schreibvorrichtung verbunden. Durch die Bewegungen des Schreibstiftes auf der Senderstation werden Aenderungen der Stromstärke in den Leitungen hervorgerufen. Die Aenderungen der die beweglichen Empfängerspulen durchfließenden Ströme wirken auf die Elektromagnetpole so ein, daß sie einen Zug auf die Spulen ausüben. Die Zugkräfte werden von den Aufhängespiralen aufgenommen und auf die Schreibhebel Vorrichtung so übertragen, daß der Empfängerstift die gleichen Bewegungen wie der Senderstift ausführt.

b) Der Faksimiletelegraph von Cerebotani.

Die zu übermittelnden Bewegungen, in welche die Bewegung des Senderschreibstiftes übergeht und aus welchen sich die des Empfängerschreibstiftes ergibt, sind derart, daß sie stets eine gerade Linie beschreiben und konstant rechtwinklig zueinander bleiben. Die Schrift oder Zeichnung wird also Punkt für Punkt durch die Bewegung eines rechtwinkligen Koordinatensystems dargestellt, und in jeder Gegend des Schreibfeldes entsprechen den gleichen Bewegungen der Schreibfeder gleiche Bewegungen der Koordinatenachsen. Der Schreibstift des Senders ist mittels Führungsstangen, die sich innerhalb einer Anordnung von Walzen oder Rollen frei bewegen, so angebracht, daß er das ganze Schreibfeld befahren kann. Aus jeder Bewegung des Schreibstiftes bilden sich zwei verschiedene geradlinige rechtwinklige Bewegungen. Der Empfangsapparat hat eine ähnliche Anordnung der Schreibfeder; ihren Führungsstangen müssen die Bewegungen der Führungsstangen der Senderschreibfeder übermittelt werden. Dies geschieht auf elektrischem Wege durch positive oder negative Ströme, die durch die Bewegung der Führungsstangen in der einen oder andern Richtung in die beiden Telegraphenleitungen geschickt werden. Auf der Empfangsstation betätigen diese Ströme einen polarisierten und einen gewöhnlichen Elektromagnet und durch diese mittels verschiedener Triebe und Zahnstangen die Führungsstangen der Schreibfeder in den der Bewegung der Senderfeder entsprechenden Richtungen.

c) Der Telautograph von Gruhn-Grzanna.

Er stellt eine geistreiche Verbindung des Uebertragungsprinzips der vorbeschriebenen Telautographen mit der photographischen Niederschrift des Schnelltelegraphen von Pollak-Virág dar. Die Schreibstiftbewegung wird hier ebenfalls in zwei Komponenten zerlegt. Diese bedingen Schwankungen in der Stärke des durch die Leitungen fließenden kontinuierlichen Gleichstroms. Die Bewegungskomponenten sind damit in Stromkomponenten umgesetzt, deren[455] jeweilige Größe stets proportional der Entfernung der Schreibstiftspitze von je einer Kante der Schreibfläche ist. Auf der Empfangsstation müssen wieder zwei Bewegungskomponenten erzeugt werden, deren Resultante genau der Schreibbewegung am Geber entspricht. Zur Erzeugung dieser Resultante wird ein photographisch wirksamer Lichtstrahl benutzt. Eine kleine elektrische Lampe (Fig. 43) wirst einen seinen Lichtstrahl auf einen sehr kleinen Spiegel; dieser reflektiert ihn auf einen zweiten Spiegel, von dem er durch eine Linse auf lichtempfindliches photographisches Papier geworfen wird und auf diesem einen seinen Lichtpunkt erzeugt. Die beiden kleinen Spiegel bewegen sich unter dem Einflusse der elektrischen Ströme in den beiden Fernleitungen. Sie sitzen auf kleinen drehbaren Achsen, auf denen kleine Magnetstäbchen befestigt sind. Letztere stehen unter dem Einflusse der in die Fernleitungen eingeschalteten Kupferdrahtspulen g und h; entsprechend den durch die Spulen fließenden elektrischen Strömen geraten sie in schwingende Bewegungen. Der eine Spiegel schwingt von oben nach unten und der andre von rechts nach links, gemäß den Bewegungen der Schreibstiftspitze des Senders. Der reflektierte Lichtstrahl führt genau dieselben Bewegungen aus; indes vereinigen sich beide Bewegungen zu einer resultierenden derart, daß nun der Lichtstrahl einen Schreibstift vorstellt, der sich gleichzeitig und mit derselben Geschwindigkeit wie die Graphitspitze des Senderschreibstiftes über das Papier bewegt und auf ihm eine getreue photographische Niederschrift der telegraphisch übermittelten Handschrift oder Strichzeichnung bewirkt. Die Entwicklung des Photogramms erfolgt automatisch innerhalb 10 Sekunden; es wird durch einen kleinen Motor selbsttätig aus der Dunkelkammer des Apparats herausbefördert.

d) Der Telautograph von Korn [4]

stellt eine Vereinfachung des fernphotographischen Systems dar, das Korn zur telegraphischen Uebertragung von Bildern benutzt. Der Senderapparat ist nach dem Prinzip der Kopiertelegraphen konstruiert. Die zu übertragende Schrift oder Zeichnung wird auf einer Metallfolie mit nichtleitender Tinte aufgetragen und diese um einen Hartgummizylinder gelegt, der mit Hilfe eines Elektromotors und einer Schneckenradübertragung in gleichmäßige Umdrehung versetzt wird. Der auf der Metallfolie wie der Stichel eines Phonographen auf der Phonographenwalze, aber mit viel geringerem Druck gleitende Stift verschiebt sich nach jeder Umdrehung um ¹/₄ mm parallel zur Zylinderachse. Eine galvanische Batterie sendet über die Metallfolie und den Schreibstift Strom in die Leitung. Der Strom wird unterbrochen, sobald die Stiftspitze auf eine nicht leitende Stelle der Metallfolie kommt. Der Hauptteil des Empfängers ist eine Crookessche Röhre (s. Geißlersche Röhre), die vor einer der Senderwalze gleichen Hartgummiwalze mit photographischem Papierbelag so bewegt wird, daß nach jeder Umdrehung das Fenster der Röhre um ¹/₄ mm längs der Walzenachse verschoben wird. Die Röhre bewegt sich dicht über dem photographischen Film, schleift aber nicht auf demselben. Sobald der Geberstift auf eine nichtleitende Stelle der Metallfolie trifft, strahlt die Crookessche Röhre des Empfängers auf; die Strahlung wird unterbrochen, wenn die Spitze auf eine leitende Stelle kommt. Zur Betätigung der Crookes-Röhre dienen hochgespannte Ströme, die ihr durch Vermittlung einer Relaisanordnung aus Hochspannungsakkumulatoren zugeführt werden. Innerhalb einer Stunde können mit dem Telautographen von Korn 500 Wörter in gewöhnlicher Schrift oder 2000–2500 Wörter in Stenographie übertragen werden.

III. Der Telegraphenbau [1].

Die Telegraphenanlagen müssen dauerhaft hergestellt werden und die nötige Widerstandsfähigkeit gegen Witterungseinflüsse und mechanische Beschädigungen besitzen. Sie müssen übersichtlich angeordnet werden, damit Beschädigungen leicht aufzufinden und ohne Störungen des Betriebs zu beseitigen sind. Die Leitungen müssen den elektrischen Strom gut und sicher leiten; die Herstellung der Verbindungsstellen zwischen den einzelnen Drahtlängen hat daher besonders sorgfältig zu erfolgen. Ferner müssen die Leitungen den Strom ungeschwächt – ohne Verlust – bis zum Bestimmungsorte führen, d.h. sie müssen auf der ganzen Länge gut isoliert sein. Bei oberirdischen Leitungen muß zu diesem Zwecke an den Stützpunkten zur Befestigung des Drahtes ein guter Nichtleiter – die Porzellandoppelglocke – angebracht werden, um Ableitungen zur Erde zu verhüten. Bei unterirdischen Anlagen müssen die Leitungen vollständig in[456] einen Nichtleiter – Guttapercha, Faserstoff oder Papier – eingehüllt sein, d.h. als Kabel zur Verlegung kommen.

1. Materialien. Für oberirdische Linien kommen an Hauptmaterialien hölzerne und eiserne Stangen, Mauerbügel, Querträger, Porzellandoppelglocken auf Stützen verschiedener Art sowie Eisen- und Bronzedraht in Betracht. Die Hauptmaterialien für versenkte Linien sind Guttapercha- und Faserstoffkabel. Für die Herstellung der Zimmerleitung, d.h. der Leitungsführung in den Telegraphenanstalten, kommen allgemein Bleirohrkabel zur Verwendung.

a) Hölzerne Telegraphenstangen.

Die in Europa zur Verwendung kommenden Telegraphenstangen sind meist Stammenden der Kiefer (Pinus silvestris). Weniger benutzt werden Fichten (Pinus abies), Lärchen (Larix decidua) und Tannen (Pinus picea), seiten Eichen. In den Vereinigten Staaten von Amerika verwendet man fast nur das Stammende der gelben Zeder. Um die Nadelhölzer widerstandsfähiger gegen Fäulnis zu machen, werden sie entweder mit Kupfervitriol nach Boucherie, mit Zinkchlorid nach Burnett, kreosothaltigem Teeröl nach Bethell oder Quecksilbersublimat nach Kyan imprägniert (s. Holzkonservierung). Die durchschnittliche Gebrauchsdauer der Stange beträgt bei Zubereitung mit Kupfervitriol 11,7 Jahre, mit Zinkchlorid 12 Jahre, mit Teeröl 30 Jahre, mit Sublimat 13 Jahre. Die Längen der gewöhnlich zur Verwendung kommenden Stangen sind 7 m, 8,5 m, 10 m und 12 m. Die Zopfstärke beträgt 12 oder 15 cm. An Eisenbahnen werden für gewöhnlich 7 m lange Stangen mit 15 cm Zopfstärke, an Landstraßen solche von 8,5 m Länge verwendet. Die 10 und 12 m langen Stangen dienen für Wegeüberschreitungen. Die schwächeren Stangen kommen für gering belastete Nebenlinien zur Verwendung. Für Hauptlinien wird als gewöhnlicher Stangenabstand auf gerader Strecke eine Länge von 75 m angenommen, für Nebenlinien ein Abstand bis zu 100 m.

b) Eiserne Stangen.

Sie werden nur stellenweise verwendet, z.B. in größeren Städten oder an solchen Punkten, wo die Telegraphenanlage mit Rücklicht auf die Umgebung ein gefälligeres Aussehen erhalten soll; ferner da, wo es an Raum zur Aufstellung der stärkeren Holzstangen fehlt oder wo nach Lage der Bodenbeschaffenheit und der sonstigen örtlichen Verhältnisse die Verwendung eiserner Stangen trotz des höheren Preises vorteilhaft erscheint. Zu eisernen Telegraphenstangen können auch die Rohrständer für Fernsprecheinrichtungen benutzt werden. Für die Tropen empfiehlt sich die Verwendung von 6,5–8,5 m langen Röhren ohne Naht, die nach dem Mannesmannschen Walzverfahren aus bestem Siemens-Martinstahl hergestellt sind.

c) Mauerbügel (Fig. 44).

Sie werden an Stelle von Holzstangen verwendet, wenn es zu deren Aufstellung an Raum fehlt und die Isoliervorrichtungen daher an Mauerwerk, Felswänden, Brückengeländern u.s.w. angebracht werden müssen. Als Material dient vorzugsweise Schmiedeeisen und zwar Flacheisen von 1 cm Stärke und 4 cm Breite. Für das die Isolatoren tragende Bügelstück kommt ein schmiedeeisernes Rohr von 3–4 cm Durchmesser zur Verwendung.

d) Querträger.

Sie sind aus Schmiedeeisen gefertigt und werden jetzt meist aus -förmigen Eisenprofilen hergestellt. Für Telegraphenzwecke sind gebräuchlich Querträger zu vier und acht Leitungen (Fig. 45 und 46). Zur Beteiligung der Querträger an den Stangen und Rohren dienen ein bezw. zwei Ziehbänder in verschiedenen Weiten und Stärken aus Rundeisen. Vorlegeplatten sind nur für Querträger am einfachen Holzgestänge erforderlich. Als Isolatorstützen werden gerade Stützen verwendet.

e) Isoliervorrichtungen.

Als Isoliervorrichtung für Telegraphenleitungen wird die Porzellandoppelglocke auf hakenförmiger Schraubenstütze, gerader oder U-förmiger Stütze in meist drei verschiedenen Größen benutzt. Die Porzellandoppelglocken der deutschen Reichstelegraphenverwaltung haben die vom Generaltelegraphendirektor v. Chauvin 1858 angegebene Form (Fig. 47 und 48). Die Höhe der Doppelglocke Nr. I beträgt 14,1 cm, von Nr. II 10 cm und von Nr. III 8 cm. Bei letzterer fehlt das obere Drahtlager; sie ist oben glatt (Fig. 48). Die Doppelglocke ist die beste bisher zur Verwendung gelangte Form von Isolatoren für Telegraphen- und Fernsprechleitungen. Ihre tiefe doppelte Unterschneidung verlängert die schädliche Feuchtigkeitsschicht,[457] falls sich eine solche auf der Oberfläche des Isolators bis zur Stütze bilden sollte, so erheblich und vergrößert dadurch ihren Widerstand so bedeutend, daß sie viel an nachteiliger Wirkung verliert. Für gewöhnlich ist jedoch die innere Höhlung nicht nur vollständig vor dem Eindringen des Regens und des Nebels gesichert, sondern auch vor Taubildung geschützt, da der äußere Mantel die Wärmeausstrahlung der inneren Glocke bei sinkender Temperatur so verzögert, daß sich keine Feuchtigkeit aus der Luftschicht der inneren Höhlung abscheiden kann. Die durch Fig. 49–51 dargestellten hakenförmigen, geraden und U-förmigen Isolatorstützen werden in der Regel aus Schmiedeeisen, gerade und U-förmige Stützen bei starker Beanspruchung auch aus Stahl gefertigt.

f) Leitungsdraht (vgl. a. Drahtprüfungen, Bd. 3, S. 36).

Für Telegraphenleitungen wird in der Regel verzinkter Eisendraht von 6, 5, 4 oder 3 mm Stärke benutzt, und zwar 5 mm (in Ausnahmefällen 6 mm) starker Draht für die internationalen Leitungen oder die Leitungen des großen inländischen Verkehrs, 4 mm starker Draht für die übrigen Leitungen in den Hauptlinien und 3 mm starker Draht für die Nebenlinien. Als Bindedraht für die Befestigung an den Isolatoren wird 2 mm starker und als Wickeldraht für die Herstellung der Lötstellen 1,7 mm starker verzinkter Eisendraht benutzt. Der Bedarf an Leitungsdraht für 1 km Leitung beträgt 230 kg 6 mm, 159 kg 5 mm, 103 kg 4 mm und 58 kg 3 mm Draht. An Bindedraht sind für 100 Bindungen 3,5 kg erforderlich. Der Leitungsdraht muß eine absolute Fertigkeit von mindestens 40 kg auf 1 qmm Querschnitt haben und sein Leitungsvermögen muß mindestens 14% von demjenigen des reinen Kupfers betragen. Es darf z.B. 1 km 4 mm starker Eisendraht bei + 15° C. höchstens einen Widerstand von 10,74 Ohm haben. Neuerdings wird für besonders wichtige Telegraphenleitungen, namentlich für solche, die mit Maschinentelegraphen und Mehrfachtelegraphen betrieben werden, Hartkupfer- oder Bronzedraht benutzt.

g) Telegraphenkabel [1] und [5]; vgl. a. Kabel, Bd. 5, S. 245.

1. Faserstofferdkabel (Fig. 52). Der Leiter besteht meist aus einem massiven Kupferdrähte von 1,5 mm Stärke. Die Isolierung der einzelnen Adern erfolgt durch imprägnierte Pflanzenfaser, Jutegarn oder stark gepreßtes Papier. Die Kabelseele wird in der Weise gebildet, daß die einzelnen Adern in der gewünschten Anzahl miteinander in konzentrischen Lagen verseilt und zusammen mit zwei Lagen Papier und einer Lage Band umsponnen werden. Darüber folgt ein einfacher wasserdichter Bleimantel, der 3% Zinn enthält. Der Bleimantel erhält als Schutzhülle eine Bandbespinnung und auf diese wird eine Bewehrung aus verzinkten Flacheisendrähten von trapezförmigem Querschnitt oder von Stahlbändern aufgebracht. Als äußerer Schutz dient dann noch eine Bespinnung aus imprägniertem Bande.

2. Guttaperchaerdkabel (Fig. 53). Der Leitungsdraht jeder Ader besteht aus sieben einzelnen Kupferdrähten, welche zu einer Litze zusammengedreht sind. Diese Kupferdrahtlitze ist zunächst mit Chattertoncompound, dann mit zwei oder drei durch Chattertoncompound getrennten Lagen reiner Guttapercha umhüllt. Bei mehradrigen Kabeln werden die so isolierten Adern zu einem Ganzen – der Kabelseele – verseilt und mit einer in Tannin getränkten Jutehanfumspinnung versehen. Letztere muß den Zwischenraum zwischen der Kabelseele und den nunmehr folgenden Schutzdrähten vollständig ausfüllen. Auf die verzinkten eisernen Schutzdrähte ist eine Asphaltkomposition aufgetragen, darauf eine Jutehanfumspinnung gelegt und auf diese eine zweite Lage Asphaltkomposition aufgebracht.

3. Guttaperchaflußkabel. Die Konstruktion entspricht im wesentlichen derjenigen der Guttaperchaerdkabel; doch sind die eisernen Schutzdrähte erheblich starker.

4. Unterseekabel [6] (vgl. a. Seekabel). Während unterirdische Kabel meist eine größere Anzahl von Adern haben, ist die Zahl der Adern bei kürzeren Unterseekabeln auf wenige (drei bis vier) beschränkt; lange Unterseekabel dagegen sind stets einadrig, weil bei mehradrigen Kabeln dieser Art die gegenseitige Induktion den Betrieb stören würde. Die Kupferleitung besteht in der Regel aus einer Litze von gleichstarken Kupferdrähten; es kommt jedoch auch eine Litze mit stärkerem Mitteldrahte zur Verwendung. Als Isoliermittel für Seekabel wird nur Guttapercha benutzt, die in der Regel in drei konzentrischen Schichten um die Kupferlitze gepreßt wird. Bei einem Kupfergewichte des Leiters bis 150 englische Pfund für eine Seemeile pflegt man ebensoviel Guttapercha als Kupfer zu nehmen, bei schwererem Leiter überwiegt dessen Gewicht das der Guttapercha. Die Schutzdrähte bestehen bei den Tiefseekabeln aus gehärtetem Stahl,[458] bei den nicht in tiefer See liegenden Abschnitten aus Eisen. Letzteres besitzt zwar eine geringere absolute Festigkeit, widersteht aber einem seitlichen Zuge, dem es durch Schiffsanker u.s.w. ausgesetzt ist, besser als gehärteter Stahl. Je nach der Bewehrung, welche den Unterseekabeln im Hinblick auf die Tiefe und Beschaffenheit des Meeresbodens zu geben ist, unterscheidet man verschiedene Kabeltypen. Bei dem 1900 verlegten deutsch-atlantischen Kabel sind auf der Strecke Borkum–Fayal–New York die durch die Fig. 54–59 dargestellten Kabeltypen verwendet worden.

h) Zimmerleitungskabel.

Zur Herstellung der Zimmerleitung von Telegraphenanstalten findet allgemein einadriges oder vieradriges Bleirohrkabel Verwendung. Jede Kabelader besteht aus einem 1 mm starken Kupferdraht, der zunächst mit einer Lage Papier, darüber mit einer Baumwollumspinnung, dann wieder mit einer Lage Papier und endlich mit einer Zwirnumklöppelung umgeben ist. Bei dem vieradrigen Kabel sind die derart hergestellten Adern verseilt und mit einer Juteumspinnung versehen. Die Isolierhülle der Kabel wird mit guter Compoundmasse getränkt und die Kabelseele dann mit einem Bleimantel umpreßt.

2. Herstellung der Telegraphenlinien. Die Telegraphenlinien werden vorzugsweise an Eisenbahnen und Kunststraßen geführt. Für die Herstellung der Linien an den Eisenbahnen sind in Deutschland die Bestimmungen des Bundesratsbeschlusses vom 21. Dezember 1868 sowie die von den Telegraphenverwaltungen mit den Eisenbahnverwaltungen abgeschlossenen Verträge und für die Benutzung der öffentliche Wege, Plätze, Brücken und Gewässer nebst deren dem öffentlichen Gebrauche dienenden Ufern zu Telegraphen- und Fernsprechzwecken die Bestimmungen des Telegraphenwegegesetzes vom 18. Dezember 1899 nebst Ausführungsbestimmungen vom 26. Januar 1900 maßgebend.

a) Die Herstellung des Gestänges.

Aufstellen der Stangen. Die Stangenlöcher müssen so tief sein, daß die Stangen bei ebenem Boden auf ein Fünftel, in Böschungen auf ein Viertel und in Felsboden auf ein Siebentel ihrer Länge in die Erde zu stehen kommen. Die Löcher werden treppenartig gegraben (Fig. 60), damit sie nicht größer werden, als unbedingt nötig ist. Die Stange muß in einer Ecke des Loches gegen gewachsenen Boden stehen. Im Felsboden werden die Löcher eingesprengt. Die Stangen müssen lotrecht stehen. Vor der Aufstellung der Stangen hat ihre Ausrüstung mit Isoliervorrichtungen zu erfolgen. Die oberste Isoliervorrichtung wird 6 cm unterhalb des tiefsten Punktes der dachartigen Abschrägung eingeschraubt und der Straßenseite zugekehrt. Weitere Isoliervorrichtungen sind, wie Fig. 61 zeigt, wechselständig in der Regel mit 24 cm Abstand anzubringen. Querträger werden sämtlich an der gleichen Stangenseite angebracht, der oberste 10 cm unterhalb des tiefsten Punktes der dachartigen Abschrägung des Stangenzopfendes. Der senkrechte Abstand der Querträger untereinander beträgt 30–50 cm. Zum Aufrichten der Stangen dient die Stangenschere, bestehend aus zwei schwachen, scherenartig verbundenen Stangen mit eisernen Spitzen. Stangen in Winkelpunkten und Krümmungen sind gegen den Drahtzug durch Strebenhölzer oder Drahtanker zu verstärken. Eiserne Stangen werden durch eine gußeiserne Erdschraube mit Muffe, in welch letzterer sie mittels Einbleiens oder eiserner Keile befestigt werden, in den Erdboden eingedreht.

Streben. Eine Strebe ist innerhalb des von der Leitung in der Stange gebildeten Winkels anzubringen. Der Befestigungspunkt an der Stange ist möglichst hoch und der Fußpunkt so zu wählen, daß Strebe und Stange einen Winkel von wenigstens 30° bilden (Fig. 62). Das obere Ende der Strebe ist der Rundung der Stange entsprechend auszuhöhlen und durch zwei Schrauben, die etwas versetzt untereinander stehen, zu beteiligen. Damit der Fußpunkt fest liegt, ist er durch einen flachen Stein oder ein Stück Holz mit eingerammtem Pfahl zu stützen. Durch eine Querverbindung zwischen Stange und Strebe wird die Widerstandskraft der Strebe wesentlich verstärkt.[459]

Anker. Ein Anker dient dazu, dem Drahtzug entgegenzuwirken, er ist deshalb außerhalb des von den Leitungsdrähten gebildeten Winkels anzubringen. In die Stange wird ein Ankerhaken eingeschraubt (Fig. 63) und auf denselben um die Stange herum der Ankerdraht gelegt. An dem Fußpunkt des Ankers wird ein starker Pfahl in einem Winkel von 90° gegen den Drahtanker in die Erde getrieben. Die Enden des Ankerdrahtes werden in einen Einschnitt des Pfahls gelegt, in entgegengesetzter Richtung um den Pfahl herumgeführt, straff gezogen und um den Anker spiralig herumgewickelt. Dann wird die Erde festgestampft und zwischen die beiden Einzeldrähte ein eiserner Knebel eingesetzt, der so lange nach einer Richtung zu drehen ist, bis die Drähte spiralig gewunden und ganz straff gespannt sind.

Doppelständer. Ist zur Anbringung von Strebe oder Anker kein Raum vorhanden, so wird an Stelle einer einfachen Stange ein Doppelständer (Fig. 64) aufgestellt. Er besteht aus zwei an den Zopfenden zusammengepaßten Stangen. In der Höhenmitte des über der Erde befindlichen Dreiecks wird ein Riegel zwischen beide Stangen eingepaßt, durch die Stangen und den Riegel hindurch wird ein eiserner Bolzen getrieben.

Gekuppelte Stangen. Noch weniger Raum beanspruchen gekuppelte Stangen (Fig. 65), die aus zwei an den anstoßenden Seiten behobelten und durch vier Bolzen fest zusammengeschraubten Stangen bestehen. Die gekuppelte Stange ist so aufzuteilen, daß die lotrechte Ebene durch die Achsen der beiden Stangen in die Richtung des Drahtzuges fällt.

Verlängerte Stangen. Reicht die Länge der vorhandenen Stangen nicht aus, so hilft man sich damit, daß man eine Stange nach Fig. 66 zwischen zwei Stangenabschnitten durch Bolzenschrauben befestigt oder, wie Fig. 67 zeigt, ein eisernes Rohr mittels zweier Schellen an die für die Rundung des Rohres etwas ausgekehlte Stange ansetzt. An dem Eisenrohr werden Querträger für die Isoliervorrichtungen mittels Ziehbändern befestigt.

Doppelgestänge. Sie dienen zur Führung einer großen Anzahl Leitungen und werden nach Fig. 68 aus 7–12 m langen Stangen gefertigt. Die Diagonalstrebe, deren unteres Ende in der Richtung des Drahtzuges ausladen muß, und der Mittelriegel sind auf verschiedenen Seiten des Gestänges anzubringen. Bei Aufstellung eines Doppelgestänges in einem Winkelpunkte muß die lotrechte Ebene durch beide Stangen mit der Richtung des Drahtzuges zusammenfallen. Die Diagonalstrebe muß mit ihrem unteren Ende nach der Richtung des Drahtzuges ausladen.

Mauerbügel und einzelne Mauerstützen werden gewöhnlich in der Weise befestigt, daß für die Befestigungsschrauben zunächst ein Dübel aus hartem Holz eingemauert wird. Die Steinschrauben der Mauerbügel können auch in das Mauerwerk eingelassen und mit Blei, Zement oder Gips befestigt werden. In gerader Linie sind die Mauerbügel rechtwinklig zu den Drähten, in Winkelpunkten dagegen in die Richtung der Halbierungslinie des Winkels zu stellen.

b) Die Herstellung der oberirdischen Drahtleitungen.

Auslegen des Drahtes. Bei einfachen Gestängen wird der Draht neben den Stangen an derjenigen Seite ausgelegt, an welcher er am leichtesten auf die zugehörigen Isoliervorrichtungen gebracht werden kann. Läßt sich bei Doppelgestängen der Draht nicht von außen auf die Porzellandoppelglocken heben, so wird er längs des vorwärts oder rückwärts liegenden Gestängeabschnittes aufgerollt und von da über die Querträger gezogen. Das Abwickeln muß so erfolgen, daß der Draht weder Knicke noch Klanken bildet, sich nicht um seine Achse dreht und nicht über steinigen Boden schleift.

Verbinden der Drahtleitungen miteinander. Bei Eisendraht erfolgt die Verbindung durch Wickellötstellen. Die Drahtenden werden so kurz als möglich mittels Feilklobens und Flachzange rechtwinklig umgebogen und bis auf eine Nocke von 2 mm Höhe abgefeilt. Dann werden die Enden auf 75 mm in entgegengesetzter Richtung so aneinander gelegt, daß die Nocken nach außen stehen (vgl. Fig. 69) und hierauf in ihrer ganzen Länge mit Wickeldraht fest umwickelt. Der Wickeldraht wird in sieben bis acht Windungen noch über die Nocken hinausgeführt (Fig. 70). Die Verbindungsstelle wird nach Bestreichen mit säurefreiem Lötwasser ihrer ganzen Länge nach durch Eintauchen in geschmolzenes Lötzinn (2 Teile Zinn und 3 Teile Blei) verlötet.

Bronzedrahtverbindungen werden nach dem Arldschen Drahtbund verfahren hergestellt. Die Enden der Drähte werden in entgegengesetzter Richtung durch eine Kupferhülse (Fig. 71) gefleckt, deren Querschnitt den dicht nebeneinander gelegten Drähten annähernd entspricht. Dann wird die Hülse mit den eingeschobenen Drähten an beiden Enden mittels [460] Kluppen festgeklemmt. Fig. 72 und 73 zeigen zwei verschiedene Formen von Kluppen. Eine Kluppe wird in der Mitte der Hülse festgelegt, dann wird mit einer zweiten Kluppe zunächst das eine und später das andre Ende der Hülse 10–15 mm weit vom Rande gefaßt und in beiden Fällen nach der gleichen Seite gedreht. Die leeren Enden der Hülse werden hierauf in schräger Richtung abgekniffen.

Ausrecken des Drahtes. Es hat den Zweck, die in dem Drahte vorhandenen Biegungen und Knicke zu beseitigen und ihn einer Prüfung auf das Vorhandensein fehlerhafter Stellen zu unterwerfen. Zum Ausrecken dient die Drahtwinde mit Froschklemme oder Kniehebelklemme. Zum Festlegen des einen Drahtendes und zum Anlegen der Winde werden die Gestänge oder sonst geeignete Fußpunkte benutzt. Die Anspannung des Eisendrahts darf nicht bis zur Grenze seiner absoluten Fertigkeit erfolgen; eine etwa eine Minute dauernde Spannung des Drahtes mit der hierzu gebräuchlichen Drahtwinde, bei der etwa eine Kraft von 400 kg entwickelt wird, genügt, um schlechte Stellen zum Reißen zu bringen und den Draht gut auszurecken. Bronzedraht wird meist bereits in den Fabriken gereckt; auf der Strecke genügt es, ihn zur Beseitigung der Biegungen und Knicke dreimal hintereinander je eine Minute lang bis zur Hälfte seiner absoluten Fertigkeit anzuspannen.

Leitungshang. Der Leitungsdraht bildet zwischen den beiden Aufhängepunkten eine Kettenlinie. Wird angenommen, daß die Aufhängepunkte in gleicher Höhe liegen und bezeichnet (Fig. 74) e die Entfernung der Aufhängepunkte A und B, also den Abstand der beiden Telegraphenstangen, d den Durchhang des Drahtes, g das Gewicht der Längeneinheit, so berechnet sich die Spannung S des Drahtes am tiefsten Punkte der Kettenlinie nach folgender Näherungsformel: S = g e²/8d : d = g e²/8S. Mit Hilfe dieser Formeln sind Spannungs- und Durchhangstabellen für die einzelnen Drahtsorten, Spannweiten und Temperaturen aufgestellt worden. Die Herstellung des richtigen Leitungshanges mit Hilfe der Spannungstabellen erfordert ein gutes Dynamometer, z.B. eine kräftige Federwage. Diese wird einerseits am Isolator des Gestänges, von dem aus das Spannen der Leitung erfolgt, mit einem Haken beteiligt und anderseits mit einer Froschklemme oder Kniehebelklemme verbunden. Zwischen Federwage und Haken wird eine Spannschraube eingesetzt, um die Abgleichung der Spannung noch in engen Grenzen vornehmen zu können. Ist die Höhe der Stützpunkte verschieden, so muß die Federwage an dem höher stehenden Gestänge angelegt werden. In der Regel wird nicht die Spannung der Drähte abgeglichen, sondern ihnen ein Durchnahm gegeben, welcher der Spannung entspricht, die bei der jeweilig herrschenden Temperatur zulässig ist. Liegen die Aufhängepunkte in gleicher Höhe, so erfolgt das Regulieren des Drahtdurchhanges in der Weise, daß man an einer leichten Stange oder Latte von dem einen Ende aus den der gerade obwaltenden Temperatur entsprechenden Durchhang abmißt und als Marke einen Nagel einschlägt. Die Stangenspitze wird in der Mitte zwischen zwei Stangen in die Visierlinie der beiden Isolatoren emporgehoben und der Draht nun so lange angezogen, bis er in seinem tiefsten Punkte den Markiernagel berührt. Bei größeren Niveauunterschieden empfiehlt sich die Verwendung von Regulierwinkeln, d.h. zwei Holzwinkeln, deren horizontale Arme gleich lang sind. Der senkrechte Schenkel des an der niedriger gelegenen Stange angebrachten Regulierwinkels erhält die Länge des erforderlichen Drahtdurchhanges, der an der höher gelegenen Stange die Länge des Drahtdurchhanges vermehrt um die Niveaudifferenz. Die Regulierwinkel werden mit dem oberen horizontalen Arm so auf die Isolatoren gelegt, daß die unteren Arme sich gegen die Stange stützen. Der Draht wird so lange angezogen, bis sein tiefster Punkt gerade in die Visierlinie über die unteren Horizontalarme eintritt. Ist eine Leitung richtig reguliert, so werden die übrigen Leitungen parallel zu ihr nachgezogen.

Feit binden der Leitung an den Isolatoren. Es erfolgt entweder im oberen Drahtlager auf dem Kopfe des Isolators oder im seitlichen Drahtlager, wobei der Draht in den Halseinschnitt der Glocke zu liegen kommt. Bei starken Drähten erfolgt die Bindung wegen des schweren Gewichts im oberen Drahtlager, so daß der Draht auf dem Isolator ruht. Dies geschieht jedoch nur in gerader Linie; in Winkelpunkten und Kurven wird der Draht im seitlichen Einschnitt des Isolators festgebunden, und zwar so, daß der Isolator stets innerhalb des von der Leitung gebildeten Winkels liegt. Leitungen unter 3 mm Stärke werden im seitlichen Drahtlager beteiligt.

Bei der Bindung im oberen Drahtlager werden zwei Bindedrähte von entgegengesetzten Seiten so um den Hals des Isolators gelegt, daß die Enden in verschiedener Länge überschießen (Fig. 75). Die Enden werden dann seilartig zusammengedreht und nach oben gebogen (Fig. 76), hierauf die kürzeren Enden in fünf Windungen fest um den Leitungsdraht gelegt (Fig. 77) und zuletzt jedes der längeren Enden über den Kopf der Glocke und die bereits[461] vorhandene Wickelung hinweggeführt und ebenfalls in fünf Windungen um den Leitungsdraht gewickelt (Fig. 78). Zur Bindung im seitlichen Drahtlager ist nur ein Bindedraht erforderlich. Er wird mit der Mitte über den Leitungsdraht und um den Hals des Isolators gelegt und dann mit beiden Enden nach vorn zurückgeführt (Fig. 79). Das von links herumkommende Ende wird parallel und dicht neben der über dem Leitungsdraht bereits vorhandenen Bindedrahtlage nach der rechten Seite geführt und hier in acht Windungen fest um den Leitungsdraht gewickelt. In gleicher Weise verfährt man mit dem rechts herumkommenden Ende (Fig. 80 und 81).

c) Die Verlegung von Erd- und Flußkabeln.

Erdkabelverlegung. Der Graben, in den ein Kabel verlegt werden soll, erhält gewöhnlich oben eine Breite von 60 cm, auf der Sohle eine solche von 20–30 cm; für Guttaperchakabel ist eine Tiefe von 1 m erforderlich, für Faserstoffkabel genügt eine solche von 60–75 cm. Die Kabel werden gewöhnlich auf festen Haspeln oder Trommeln aufgewickelt geliefert. Durch die Mitte des Haspels wird eine starke eiserne Welle gefleckt und diese auf Holzböcken oder eisernen Kopfwinden mit entsprechenden Achslagern frei drehbar eingehängt. Das Kabel wird mit dem Haspel und der Drehvorrichtung auf einen Rollwagen geladen, sofern kein besonderer Kabeltransportwagen zur Verfügung steht, während der Fortbewegung des Wagens neben dem Graben ausgerollt und darauf vorsichtig in diesen hinabgelassen. Ist der Graben nicht frei von kreuzenden Gasrohren u.s.w., so wird der Kabelhaspel mit der Drehvorrichtung am Anfange des Grabens aufgestellt, das vom Haspel abrollende Kabel im Graben fortgetragen und unter den Hindernissen durchgezogen. Das Kabel wird zunächst 3–4 cm hoch mit Sand oder steinfreier Erde bedeckt, hierauf folgt zum Schütze gegen Beschädigungen bei Erdarbeiten eine Abdeckung mit Ziegelsteinen oder auch mit Zementhalbrohren. Das weitere Zuschütten des Grabens geschieht in einzelnen Lagen von nicht über 30 cm Höhe, die mit Handrammen festgestampft werden.

Flußkabelverlegung. Bei Flüssen von geringer Breite und Wassergeschwindigkeit wird das Kabel, sofern es ohne Muffenschutz zur Verlegung kommt, mit dem Haspel und der Drehvorrichtung an dem einen Ufer aufgestellt und von dort über den Fluß nach dem andern Ufer gezogen. Zu diesem Zwecke werden in der Richtung des Kabelüberganges einige leichte Boote im Flusse verankert. Mittels eines Taues wird das Kabel auf die Boote gezogen und hierauf von diesen stromabwärts in das Wasser versenkt. Muß das Kabel wegen des Untergrundes mit einem Schutz versehen werden, so kommen Flußkabelmuffen nach Fig. 82 zur Anwendung. Das Kabel wird dann, ebenso wenn der Fluß breit und die Strömung stark ist, mit dem Haspel und der Drehvorrichtung auf einen starken Ruderprahm verladen und bei dessen Ueberfahrt über den Fluß in das Wasser abgerollt. Die Umkleidung mit den Flußkabelmuffen erfolgt entweder auf dem Prahme an dem vom Haspel ablaufenden Kabel oder erst nach der Auslegung durch Wiederaufnahme des Kabels und Unterfahren desselben mittels eines Kahnes. Das unter Wasser liegende Kabel ist, soweit die Ufer flach sind, mittels Handbaggerschaufeln möglichst tief einzubaggern. Auf der übrigen Strecke genügt die allmähliche Versandung bezw. Verschlammung des Kabels durch den Strom. An den Ufern ist das Kabel auf 10–15 m Länge im festen Boden einzugraben; ist dies nicht angängig, so muß es durch einen sogenannten Kabelhalter (Fig. 83) festgelegt werden. Zur Verhütung von Beschädigungen durch den Schiffahrtsbetrieb wird die Kabellage durch am Lande stehende Baken oder im Wasser schwimmende Bojen deutlich erkennbar gemacht. Als Bake genügt in der Regel eine Stange mit einem kugelförmigen Korbgeflecht oder eine Tafel mit der Aufschrift »Telegraph«. Als Bojen kommen meist birnen- oder tonnenförmige Eisenblechkörper zur Verwendung.

Guttaperchakabellötstelle. Um beide Kabelstücke wird 50 cm vom Ende entfernt ein Bindedrahtbund fest herumgelegt. Die Schutzdrähte werden nach Entfernung der Jutehanfumspinnung über die Bindedrahtbunde umgebogen und hinter diesen so abgeschnitten, daß die verbleibenden Enden einen die Bindedrahtbunde bedeckenden Kranz bilden. Die innere Jutehanfumspinnung der Kabelseele wird abgewickelt, sodann werden die Enden der auf 4–5 cm von der Guttaperchahülle befreiten Leitungsdrähte sorgfältig miteinander verlötet. Die glattgefeilte Lötstelle wird mit einer Umwicklung von 0,25 mm starkem Kupferdraht versehen, die ebenfalls verlötet wird. Eine zweite Umwicklung, die über die erste hinausgreift, wird nur an den Enden verlötet, damit bei einem etwaigen Nachgeben der Verlötung der Litzen immer noch eine Verbindung bleibt. Die verlöteten Kupferadern werden dann auf folgende Weise jede für sich mit einer dreifachen Guttaperchaschicht isoliert. Die Enden der Guttapercha der Leitungsadern werden auf 5 cm gut erwärmt und mit Daumen und Zeigefinger unter drehender Bewegung so weit nach der Lötstelle gezogen, daß sie bis zum Anfange der verlöteten Enden der zweiten Drahtumwicklung reicht. Hierauf wird Chattertoncompound in dünner Schicht auf die Guttapercha und die verlötete Kupferlitze gebracht. Der nunmehr folgende Guttaperchaüberzug wird durch eine abgepaßte Guttaperchaplatte gebildet, welche um die erwärmte Lötstelle gelegt und mit den Rändern zusammengepreßt wird. Hierauf folgt noch ein zweiter und dritter Guttaperchastreifen, nachdem jedesmal vorher eine Schicht Chattertoncompound aufgetragen worden ist. Sind sämtliche Adern isoliert,[462] so wird die innere Hanfumwicklung wiederhergestellt und eine aus zwei halbzylindrisch gebogenen, verzinkten Eisenblechen bestehende Lötmuffe (Fig. 84) umgelegt.

Faserstoffkabellötstelle. Die Schutzdrähte jedes Kabels werden auf eine der Größe der Lötmuffe entsprechende Länge mittels eines Drahtbundes aus 1 mm starkem Draht abgebunden und hart am Drahtbund abgefeilt. Der Bleimantel wird bis auf eine Entfernung von 9 cm von den Enden der Schutzdrähte sorgfältig abgeschnitten, ebenso das darüberliegende Isolierband bis auf 1 cm vom Ende des Bleimantels gerechnet. Bei einem z.B. vierzehnadrigen Telegraphenkabel mit Papier- und Gewebestreifenisolierung sind hierauf die zehn äußeren Leiter aus ihren Falten zu heben und nach außen umzubiegen. Die gefalteten Bänder, welche die einzelnen Leiter trennen, sind in einer Entfernung von 2 cm vom Bleimantel abzuschneiden. Dasselbe hat mit der Umhüllung des inneren Adernringes zu geschehen. Dann sind die vier inneren Leiter auseinander zu spreizen, damit das dazugehörige gefaltete Isoliermaterial bis auf 3 cm vom Bleimantel entfernt werden kann. Bei Telegraphenkabeln mit Gespinstfäden- oder Faserisolierung werden die Enden der Kupferdrähte auf 2,5–3 cm von der isolierenden Faser befreit, nachdem diese mit Fäden abgebunden ist. Die zu verbindenden Leiter werden in Stabilitscheiben, die 4 cm Abstand halten sollen, eingezogen und mit Hilfe von aufgeschlitzten Kupferröhrchen durch Verlötung verbunden (Fig. 85). Nach der Verlötung sämtlicher Adern erfolgt die Abdämpfung bezw. Austrocknung der Lötstelle durch Uebergießen mit einer auf 200° C. erwärmten Isoliermasse so lange, bis keine Schaumbläschen mehr aufzeigen. Sodann wird die zweiteilige Lötmuffe umgelegt; ihre beiden Hälften werden unter Zwischenlage von Gummistreifen miteinander verschraubt. Die äußeren Muffenkammern werden mit Asphalt ausgegossen, die innere Kammer mit Isoliermasse.

Ueberführungssäulen (Fig. 86). Sie dienen zur Verbindung oberirdischer Linien mit Kabellinien. Zwei starke, imprägnierte Kiefernhölzer von 7 oder 8,5 m Länge werden so in die Erde eingestellt, daß sie an ihren oberen Enden 8 cm voneinander abstehen und nach unten auf je 1 m Länge um 2 cm weiter auseinander gehen. Am oberen Ende sind die Hölzer an der inneren Seite auf je 8 cm so auszuschneiden, daß ein kastenartiger Raum von 24 cm Weite entsteht. Die Tiefe der Ausschneidung hängt von der Kabeladerzahl ab. Der Zwischenraum zwischen den Hölzern wird bis auf den oberen Teil der Vorderseite durch starke, astfreie Bretter, die in Falze der Hölzer eingreifen, geschlossen. Die Vorderseite des kastenartigen Raumes wird durch eine mit Gummiliderung versehene Tür abgeschlossen. Im Innern des oberen Raumes befinden sich an den Seitenwänden Messingklemmen auf Ebonitunterlagen. Oberhalb dieser Klemmen greifen durch die Seitenwände Ebonitrohre mit Glocken, und unterhalb derselben sind an den Außenwänden der Ueberführungssäule kleine Doppelglocken auf hakenförmigen Schraubenstützen angebracht. Eine Zinkblechabdachung schließt die Säule nach oben ab. – Guttaperchakabel werden in der Säule hochgeführt und im oberen Teile mit einem Drahtbünde versehen. Von dem Drahtbünde ab werden die Guttaperchaenden freigelegt, und nachdem die metallblank geschabten Litzenenden zu einem Ganzen verlötet sind, in den Klemmen festgelegt. Von den Klemmen führen Guttaperchadrähte mit geteerter Hanfumspinnung durch die Ebonitrohre nach den Isolatoren; um deren Hals werden die blanken Enden einmal herumgeführt und sodann in fünf bis sechs Wicklungen um den oberirdischen Leitungsdraht herumgelegt. Die Wickelstelle ist gut zu verlöten. An Faserstoffkabel ist vor ihrer Verbindung mit den oberirdischen Leitungen ein Stück wetterbeständiges Kabel anzulöten. Die Lötstelle wird in derselben Weise gefertigt wie die Lötstelle zwischen zwei Faserstoffkabeln. Die Lötmuffe und das Faserstoffkabel werden an der Rückwand der Ueberführungssäule durch Drahtbünde oder Flacheisenbänder befestigt. Das Gummikabel wird bis zum kastenartigen Raum der Ueberführungssäule in die Höhe geführt, hier vom Bleimantel befreit, und die einzelnen Adern werden in der vorbeschriebenen Weise mit den Klemmen und der oberirdischen Leitung verbunden.

d) Die Verlegung von Unterseekabeln (s. Seekabel).

3. Technische Einrichtung der Telegraphenanstalten. Sie umfaßt die Leitungseinführung, die Zimmerleitung, die Apparate, die Batterie und die Erdleitung sowie den Schutz gegen das Eindringen elektrischer Starkströme.

Leitungseinführung. Oberirdische Leitungen endigen an einer in der Nähe der Telegraphenanstalt aufzuteilenden Abspannstange; von dieser werden sie mittels sogenannter leichter Leitung (dünner Draht) bis zu den an der Außenwand des Hauses anzubringenden Isoliervorrichtungen kleiner Form geführt. An letzteren erfolgt die Verbindung mit den Drähten der Bleirohrkabel, welche durch das Mauerwerk führen, in der Weise, daß die Bleirohrkabeldrähte auf eine hinreichende Länge von der isolierenden Hülle befreit und die blanken Enden in je einer festen Schlinge um die Isolatoren, sodann in mehreren Windungen um die leichte Leitung gelegt und an der Wickelstelle sorgsam verlötet werden. Zur Durchführung der Bleirohrkabel[463] durch das Mauerwerk werden bei einadrigen Kabeln Ebonitrohre (Fig. 87) verwendet; an das äußere Rohrende ist zum Schütze der Isolierhülle gegen Naßwerden eine Ebonitglocke angeschraubt. Sollen mehrere oberirdische Leitungen eingeführt werden, so ist die durch Fig. 88 veranschaulichte Einrichtung zweckmäßig. In dem Mauerwerk wird eine Oeffnung angebracht und in diese ein aus zwei Teilen begehendes Bohlstück eingesetzt, in welches aufeinander passende halbzylindrische Einschnitte für Ebonitrohre mit Glocken gemacht werden. Die Leitungen werden dann von der Abspannstange aus zu den Isolatoren auf U-förmigen Stützen an einen Mauerbügel und von hier aus mittels Bleirohrkabel in das Gebäude geführt. Zur Einführung der unterirdischen Leitungen in die Dienstgebäude ist nötigenfalls die Grundmauer zu durchbrechen; in die entstandene Oeffnung wird ein eisernes Rohr gesetzt, durch dieses das Kabel gezogen und in einem gleichen Rohr oder einem Holzkasten bis zum Apparatzimmer hochgeführt.

Zimmerleitung. Sie wird aus ein- oder vieradrigen Bleirohrkabeln hergestellt, die entweder unter der Bedielung, auf derselben oder an den Wänden entlang zu führen sind. Im letzteren Falle kommen Wandleisten nach Fig. 89 aus trockenem, gut gefirnißtem Holze zur Verwendung. Aendert sich die Richtung der Kabel, so ist der Uebergang nach Fig. 90 herzustellen. Zur Verbindung der Apparate auf den Tischen dient blanker Kupferdraht von 1,5 mm Stärke.

Aufstellung der Apparate. Bei kleineren Telegraphenanstalten werden die Blitzableiter auf den zugehörigen Apparattischen aufgestellt; bei größeren Anstalten werden sie zusammen mit den Linienumschaltern auf einem gemeinsamen Pulte angeordnet. Die Apparattische sind gewöhnlich zur Aufnahme von einem Morse- bezw. Klopfersystem, oder für vier Systeme eingerichtet. Bei den Tischen für ein System erhält ein Tischfuß der hinteren Seite an der Innenseite eine mit einer Leiste zu bedeckende Auskehlung zur Aufnahme des Bleirohrkabels. In der Nähe der Auskehlung ist an der inneren Seite der Tischzarge eine Leiste mit Doppelklemmen befestigt, die zur Verbindung des Bleirohrkabels mit den blanken Tischleitungsdrähten dienen. Bei den vierteiligen Apparattischen dienen die zwei hohlen Mittelfüße außer zur Unterstützung der Tischplatte auch zur Aufnahme der Bleirohrkabel. An den zwischen den Mittelfüßen und der Tischplatte befindlichen Leisten sind je vier Doppelklemmen angebracht, die zur Verbindung der Bleirohrkabel mit den Tischleitungsdrähten dienen. Zwischen den Mittelfüßen ist an der unteren Fläche der Tischplatte ein mit zwei Schrauben mit Muttern versehener Winkel aus verzinktem Eisen als Erdklemme befestigt. Eine Schraube dient zum Anlegen der von außen eingeführten Erdleitung, die andre zur Aufnahme der Erdzuleitungsdrähte für die Apparate.

Aufstellung der Batterie. Bei kleineren Anstalten werden die Batterieelemente gewöhnlich in einem flachen Holzschrank mit Glastüren aufgestellt; bei großen Anstalten werden die Elemente in einem besonderen Batterieraume auf freistehenden Fachwerken untergebracht. Die Batterie darf weder in einem kalten Räume, wo die Flüssigkeit gefrieren kann, noch in unmittelbarer Nähe von Heizkörpern u.s.w. untergebracht werden, weil dadurch die Verdunstung der Flüssigkeit zu rasch vor sich gehen würde. Die Räume für Sammlerbatterien erhalten einen Bodenbelag aus Gußasphalt, der 6–10 cm an den Wänden emporzuführen ist. Die Wände und die Decke sind mit säurefester Farbe zu streichen. Die Füße der Batteriegestelle werden nicht auf den Asphaltbelag gestellt; sondern es werden in letzteren säurefeste Platten (Mettlacher Fliesen) eingelassen und auf diese zur Isolation noch Glasplatten mit einer Bleiunterlage gelegt.

Die Erdleitung. Sie soll dem Strom für die Rückleitung den Weg bieten und die sich in die Leitung entladende atmosphärische Elektrizität ohne Beschädigung der Apparate zur Erde ableiten. Es muß zur Erfüllung dieser Aufgabe die Elektrizität aus der Erdleitung unmittelbar in stets feuchtes Erdreich übergehen können und der Weg dafür nur geringen Widerstand haben. Für kleine Telegraphenanstalten genügt eine Erdleitung aus einem Drahtseil von 4 mm starken verzinkten Eisendrähten, das in der Erde zu mehreren Ringen aufgeschossen wird. Größere Anstalten erhalten Erdleitungen aus Gasrohr von etwa 3 cm Durchmesser und 5 mm Wandstärke, die für den Hughesbetrieb noch mit zwei Bleiblecherdplatten von 1 m Höhe, 0,5 m Breite und 5 mm Stärke verbunden werden. Drahtring, Rohrende und Bleiblecherdplatten müssen so tief eingegraben werden, daß sie auch in der trockensten Jahreszeit noch vom Grundwasser bedeckt bleiben. Neuerdings werden vielfach Kokserden verwendet; Bleidraht von 8–10 mm Durchmesser wird möglichst tief in die feuchten Erdschichten hinabgeführt und daselbst in einem Ringe von fünf bis sechs Lagen und etwa 1 m Durchmesser aufgeschossen. Der Ring wird von allen Seiten mit Koks umgeben.

Schutz gegen das Eindringen elektrischen Starkstromes [7]. Hierzu dienen Schmelzsicherungen, die in sämtliche Telegraphenleitungen einzuschalten sind, welche Stromleiter elektrischer Bahnen, Kraftübertragungs- oder Lichtanlagen kreuzen oder sich ihnen bis zur Berührungsgefahr nähern oder auch mit derart unmittelbar, gefährdeten Leitungen auf Teilstrecken zusammenlaufen. Die Schmelzsicherung besteht aus einer Glaspatrone mit einem 0,3 mm starkem Schmelzdraht aus Rheotan, der durch Ströme von 6 Ampere Stärke durchschmolzen wird. Neben diesem elektrischen Schütze müssen noch mechanische Schutzvorkehrungen auf der Strecke getroffen werden. So müssen z.B. bei Kreuzungen und wo die Schwachstromleitung in einem kürzeren Abstande als 10 m neben der Starkstromleitung verläuft, fabrikmäßig hergestellte isolierte Drähte verwendet werden, oder es ist zwischen beide Gattungen von Leitungen ein Drahtschutznetz anzubringen, das mit der Erde in Verbindung steht und eine unmittelbare Berührung der Leitungen beider Art beim Reißen eines Drahtes oder beim Umbruch einer Stange verhindert. Beträgt die Spannung in einer Starkstromleitung mehr als 1000 Volt, so bietet isolierter Draht keinen ausreichenden Schutz mehr; es müssen dann geerdete Schutznetze zur Verwendung kommen.[464]

B. Telegraphie ohne Draht.

Zur Uebermittlung der telegraphischen Zeichen dienen elektromagnetische Wellen oder Strahlen, die zu ihrer Fortleitung einer metallischen Drahtverbindung zwischen Geber und Empfänger nicht bedürfen, sondern sich mit der Geschwindigkeit des Lichts in den Raum verbreiten, die dieselben Grundgesetze befolgen wie die Lichtwellen, und deren Träger derselbe unwägbare Aether ist, der die Fortpflanzung des Lichts vermittelt. Man bezeichnet das neue Verkehrsmittel auch als Telegraphie mit Hertzschen Wellen, Wellentelegraphie, Radiotelegraphie und (in Deutschland nach Slaby) Funkentelegraphie. Die übrigen Bestrebungen, drahtlose Telegraphen zu schaffen, haben nennenswerte Erfolge für die Praxis nicht gehabt [8].

Die Versuche von Hertz gaben die experimentelle Bestätigung der von Maxwell nur auf mathematischer Grundlage aufgebauten elektromagnetischen Lichttheorie. Das elektrische Feld der Funkenwellen ist stets von einem entsprechend schwingenden Magnetfeld begleitet [9]. Man bezeichnet die Funkenwellen daher als elektromagnetische Wellen, abgekürzt elektrische Wellen. Grundlegend war der nachstehend beschriebene Spiegelversuch von Hertz. In der Brennlinie eines parabolisch gebogenen Blechzylinders erregte Hertz elektromagnetische Wellen durch einen elektrischen Funkenerzeuger oder Oszillator. Als Oszillator nahm er zwei Metallstäbe von 26 cm Länge und 3 cm Durchmesser, deren halbkugelige Enden so weit einander genähert wurden, bis die ihnen durch einen Ruhmkorffschen Funkeninduktor erteilten Ladungen sich in elektrischen Funken ausglichen. Die von diesen elektrischen Funken ausgehenden elektromagnetischen Wellen breiten sich nach allen Richtungen aus. Ein Teil trifft auf die spiegelnde Fläche des Blechzylinders, wird dort nach dem Gesetz über die Reflexion der Lichtstrahlen reflektiert und tritt, wie Hertz es bezeichnet, als ein Bündel paralleler elektrischer Strahlen in den Raum. Die elektromagnetische Energie der Welle ist jetzt zum größten Teile in diesem Strahlenbündel konzentriert; trifft dieses in einigem Abstand einen dem ersten gleichen und parallel aufgestellten Spiegel, so wird durch die Reflexion die Energie des Strahlenbündels wieder in der Brennlinie des zweiten Spiegels zusammengedrängt. In dieser Brennlinie ordnete Hertz einen »Resonator« in Gestalt von zwei Metallstäben, ähnlich denen des Oszillators an, und er konnte jetzt durch die zwischen den Stäben überspringenden kleinen elektrischen Funken die Ankunft der elektrischen Wellen nachweisen. Einen weiteren Fortschritt bot die Erfindung eines empfindlicheren Resonators 1890 durch Branly in Paris. Seine Vorrichtung zur Wahrnehmung elektrischer Wellen Stellt gewissermaßen ein elektrisches Auge dar, das die Ankunft elektrischer Strahlen in ähnlicher Weise anzeigt, wie das menschliche Auge die Ankunft von Lichtstrahlen. Der Branlysche Wellenanzeiger besteht aus einer Glasröhre, die an beiden Enden durch Metallelektroden abgeschlossen und zwischen ihnen mit Metallfeilicht gefüllt ist. niese Vorrichtung wird an Stelle der Funkenstrecke des Resonators eingeschaltet, und der Resonator wird mit einem empfindlichen Galvanometer und einem galvanischen Element zu einem Stromkreis vereinigt. Für gewöhnlich ist die Nadel des Galvanometers nicht abgelenkt, weil die zahlreichen Berührungsstellen der mit unreiner Oberfläche behafteten Feilspäne dem Batteriestrom einen fast so großen Widerstand darbieten, als ob der Stromkreis völlig unterbrochen wäre. Gelangen aber elektrische Wellen zu der Röhre, so werden die Metallspäne leitend und die Nadel des Galvanometers schlägt aus. Damit wäre auf kurze Entfernungen, bis etwa 800 m, auch ohne Anwendung von Hohlspiegeln eine drahtlose Telegraphie bereits möglich gewesen. Erst 1895 brachten die Versuche von Popoff das Problem der drahtlosen Telegraphie auf weitere Entfernungen seiner Lösung näher. Popoff benutzte, um luftelektrische Entladungen nachzuweisen, einen in vertikaler Lage befestigten langen, in die Luft reichenden Draht, dessen unteres Ende mit Erde verbunden war, unter anderm die Auffangstange eines Gebäudeblitzableiters, um die luftelektrischen Erregungen der Branly-Röhre zuzuführen. Der Popoffsche Auffangdraht ist die späterhin mit der Bezeichnung »Antenne« belegte Luftleitung der drahtlosen Telegraphie. Die Branly-Röhre hat später die Bezeichnungen »Kohärer« und »Fritter« erhalten. Der Italiener Marconi verwendete 1896 die Popoffsche Empfängerantenne auch bei der Senderstation als Luftleitung zur Ausstrahlung der elektrischen Wellen. Die praktische Erprobung nahm Marconi im Mai 1897 in Gegenwart von Preece und Slaby zwischen Lavernock Point einerseits sowie Fiat Holm (5,5 km) und Brean Down (14 km) anderseits vor [10], [12].[465]

Die Fig. 91 gibt außer einer symmetrischen Darstellung des Entwicklungsganges der drahtlosen Telegraphie auch die allgemeine Schaltung für eine solche Anlage. Mit der Taste der Senderstation werden die zu telegraphierenden Morsezeichen gegeben; sie schließt und öffnet den Stromkreis der primären Rolle des Funkeninduktors. In dieser erzeugt während jeder Schließung der Selbstunterbrecher des Funkeninduktors eine Reihe kurzer Stromstöße, die in der sekundären Spule hochgespannte Wechselströme induzieren. Diese durchlaufen den Hertzschen Oszillator, der aus zwei Metallkugeln mit einer Funkenstrecke besteht. Der Abstand der beiden Metallkugeln, d.h. die Funkenstrecke, läßt sich verändern. Der Oszillator ist einerseits mit der Erde und anderseits mit einem isoliert möglichst hoch in die Luft geführten Drahte (der Luftleitung) verbunden. Die in der Funkenstrecke erzeugten Wechselspannungen verbreiten sich über den Luftdraht, der gewissermaßen eine Verlängerung der Entladungsdrähte bildet. Der Luftdraht schwingt elektrisch mit, er wirkt daher ebenso wie der Stromkreis der Funkenstrecke wellenerregend auf den Aether und sendet in seiner ganzen Länge vertikal polarisierte Strahlen aus. Die so in ihr entfliehenden Wechselspannungen werden dem Kohärer oder Fritter zugeführt, der am andern Ende geerdet ist. Die Fritterröhre ist mit einer kleinen galvanischen Batterie und einem empfindlichen Relais zu einem geschlossenen Stromkreise geschaltet. Für die Dauer jeder Bestrahlung durch elektrische Wellen wird der Fritter leitend und der Anker des Relais infolgedessen angezogen. Das Relais kann unmittelbar zum Abhören der Morsezeichen benutzt werden; gewöhnlich wird aber an dasselbe noch ein Morsefarbschreiber angeschaltet, Außerdem betätigt das Relais einen Wecker, dessen Klöppel die Aufgabe hat, durch leichte Schläge auf die Glasröhre des Fritters dessen metallische Füllung zu erschüttern und wieder elektrisch nichtleitend zu machen. Man unterscheidet gegenwärtig eine drahtlose Telegraphie mittels starkgedämpfter, mittels schwachgedämpfter und mittels ungedämpfter Wellen.

I. Drahtlose Telegraphie mittels starkgedämpfter Wellen.

Der Urtypus aller mit starkgedämpften Wellen arbeitenden Funkentelegraphensysteme ist die erste Marconianordnung, bei welcher der eine Pol der Funkenstrecke mit dem vertikal aufgehängten Senderdrahte und der andre Pol mit der Erde verbunden ist. Der Senderdraht wird also von der Funkenstrecke unmittelbar in elektrische Schwingungen versetzt; es findet eine direkte Sendererregung statt. Die erste Erregung erfolgt sehr heftig. Infolge der durch die offene Strombahn begünstigten Ausstrahlung in den Raum klingt aber, da eine genügende Energiezufuhr nicht sofort erfolgt, die elektrische Schwingung (Fig. 92) bald ab; sie hört nach fünf bis sechs Schwingungen auf, und man nennt sie deshalb starkgedämpft.

Marconi-System. Die Schaltung der ersten Marconi-Anlagen, wie sie mit geringen Abänderungen auch bei der ersten deutschen Funkentelegraphenanlage für den allgemeinen Verkehr zwischen Borkum Leuchtturm und dem Feuerschiff Borkum Riff (eröffnet am 15. Mai 1900) zur Anwendung gekommen ist, veranschaulicht Fig. 93 Ein großer Ruhmkorffscher Induktor, dessen Umwindungen nach außen durch einen Ebonitmantel geschützt sind, dient als Funkenerzeuger. Die Enden der sekundären Induktorspule stehen mit zwei Metallstangen in Verbindung, die an ihrem andern Ende je einen beweglichen Messinghebel mit Messingkugel von etwa 2,5 cm Durchmesser tragen. Der eine Messinghebel steht mit der Luftleitung, der andre mit der Erde in Verbindung. Der Anker A des Induktors, die Feder f₁ und die primäre Induktorspule mit dem Eisenkern E bilden die Unterbrechungsvorrichtung. Als Zeichengeber dient eine auf einem hölzernen Untersatzkasten angebrachte Taste von etwa 30 cm Länge; der Tastenhebel steht einerseits mit der Luftleitung, anderseits mit dem Umschalter U in Verbindung. Der Ruhekontakt der Taste ist mit dem Uebertrager U e und der Arbeitskontakt mit dem einen Pol der Batterie B verbunden. Der Empfänger besteht aus dem Uebertrager U e – von Marconi Jigger genannt –, dem Fritter F, den beiden Induktanzrollen J₁ und J₂, dem polarisierten Relais R, dem Hammer H, dem Morsefarbschreiber M, dem Wecker W sowie mehreren Zweigwiderständen S h und den Kondensatoren C₁ und C₃. Der Uebertrager U e hat eine primäre und zwei sekundäre Rollen.[466]

Die primäre Wicklung ist einerseits über den Ruhekontakt der Taste mit der Luftleitung und anderseits mit der Erde verbunden. Die sekundären Wicklungen sind an einem Ende mit dem kleinen Kondensator C₂ und gleichzeitig mit den Induktanzspulen J₁ bezw. J₂ verbunden; zwischen die andern Enden ist der Fritter F eingeschaltet. Der Fritter besteht aus einer etwa 10 cm langen, fast luftleeren Glasröhre, die mit einer Mischung aus Nickel- und Silberteile gefüllt ist. Diese Mischung der Frittermasse wird durch zwei Silberplättchen abgeschlossen, die mit Platindrähten in Verbindung stehen, welche in das Glas eingeschmolzen sind. Der Fritter wird in eine besondere Einstellvorrichtung eingesetzt, in welcher die Platindrähte mit den sekundären Wicklungen des Induktionsübertragers verbunden werden. Die nach dem Aufhören der jeweiligen elektrischen Bestrahlung der Frittröhre erforderliche Dekohärierung oder Entfrittung der die leitende Brücke bildenden Masse wird durch den Klöppel des Hammers H bewirkt, welcher bei Stromschluß gegen die Frittröhre schlägt. Die Einrichtung des Hammers entspricht im allgemeinen der eines gewöhnlichen Weckers; erarbeitet, indem er selbsttätig den Strom abwechselnd schwächt und verstärkt. Der Morseschreiber M ist parallel zum Hammer eingeschaltet; er schließt beim Arbeiten einen Ortsstromkreis, wodurch der Wecker W in Tätigkeit gesetzt wird. Durch die Klingelzeichen des Weckers wird der Anruf bewirkt.

Der Sender wirkt folgendermaßen: Bei Tastendruck fließt ein Strom aus der Batterie B über den Arbeitskontakt zum Umschalter U, von diesem über die Feder f₁ zum Anker A, weiter zur Klemme K, durch die primäre Wicklung des Induktors zum Umschalter U und zur Batterie zurück. Der durch den Stromschluß magnetisierte Eisenkern des Induktors zieht den Anker A an, hierdurch wird der Stromkreis unterbrochen, und das Spiel beginnt von neuem. Der zwischen dem Anker A und die Feder f₁ eingeschaltete Kondensator C₁ wird bei jeder Stromunterbrechung geladen; hierdurch wird der Oeffnungsfunke zwischen A und f₁ erheblich geschwächt und bewirkt, daß die Stromunterbrechung schnell vonstatten geht.

Die durch den Tastendruck und das Spiel des Selbstunterbrechers in der aus wenig dicken Drahtwindungen bestehenden primären Rolle erzeugten, sehr schnell aufeinander folgenden kurzen Stromstöße rufen in der sekundären Rolle, die aus sehr vielen Windungen besteht (30 km Drahtlänge), durch Induktion so hohe elektrische Spannungen hervor, daß bei gehöriger Einstellung der Messingkugeln des Induktoriums zwischen diesen zahlreiche Funken überspringen. Die bei diesen Entladungen entstehenden elektrischen Schwingungen strahlen von der Luftleitung in den Raum aus. Von der offenen Strombahn des Luftleiters schnüren sich, wenn sie in elektrische Schwingungen versetzt wird, nach Hertz Kraftlinien ab; sie wandern als elektromagnetische Wellen in den Raum hinaus und kehren nicht mehr zurück, sobald sie einen gewissen Abstand erreicht haben. Diese Wanderung der Kraftlinien veranschaulichen die Fig. 94–97. In Fig. 94 kehren die Kraftlinien noch zur Ausgangsstelle, d.h. der Funkenstrecke oder der mit ihr verbundenen Luftleitung, zurück; in Fig. 95 sind sie bereits im Begriff, sich von der Funkenstrecke und der Luftleitung zu trennen; man erkennt deutlich die Einschnürung und die Stellen, wo die Trennung erfolgen wird. In Fig. 96 hat sich die Trennung vollzogen; Fig., 97 zeigt die nächste Ladung bezw. Erregung, die neue Kraftlinien aus der Funkenstrecke und der Luftleitung in den Raum hinaustreibt. Der Vorgang wiederholt sich; immer wieder werden neue Kraftlinien abgeschnürt, die ihre Vorgänger nach allen Richtungen weiter in den Raum hinausdrängen. Durch die Ausstrahlung verliert jedoch die offene Strombahn von ihrer eignen Energie; ihre elektrische Schwingung hört also bald auf; sie klingt in etwa einem halben Dutzend Schwingungen schnell ab. Da die Funkenstrecke, d.h. die eine Oszillatorhälfte, mit der Erde verbunden ist, so wird man sich die Fortpflanzung der elektrischen Wellen über der Erdoberfläche durch Fig. 98 veranschaulichen können. Die elektromagnetische Welle selbst wird durch die ausgezogene Linie dargestellt. Die durch die Luftleitung der Empfangsstation aus dem Aether aufgefangenen oder gleichsam aufgesaugten elektrischen Wellen fließen über den Tastenhebel zum Uebertrager U e (Fig. 93) und durch dessen primäre Wicklung zur Erde. Die hierdurch in den beiden sekundären Rollen z₁ und z₂ erzeugten Induktionsströme gehen durch den Fritter F. Die Frittermasse wird unter dem Einflusse der elektrischen Wellen leitend; hierdurch wird das Relais R mittels der Batterie B₁ und durch dieses der Morseschreiber M sowie der Hammer H mittels der Batterie B₂ in Tätigkeit gesetzt. Der Klöppel des Hammers schnellt auf und ab und berührt hierbei die Glasröhre des Fritters. Dadurch wird bewirkt, daß die durch die elektrische Bestrahlung gerichteten und gewissermaßen zu einer Brücke zusammengeschweißten Metallteilen nach Aufhören der Bestrahlung wieder auseinander fallen und der Relaisstromkreis unterbrochen wird. – Der Betrieb der Borkumer Anlage hat vielfach unter den elektrischen Ladungen und Entladungen der Atmosphäre zu leiden gehabt; ferner sprachen die Apparate auf alle Wellenlängen[467] an. Letzterer Mangel ist inzwischen durch die Auswechslung der Einrichtung gegen das Telefunkensystem beseitigt worden.

Andre Systeme. Von den übrigen Systemen, die mit stark gedämpften Wellen arbeiten, sind zu nennen: Das Slaby-Arco-System und das System Lodge-Muirhead in seiner ersten Ausführung sowie das System Fessenden.

Das Slaby-Arco-System, das zuerst auf den deutschen Kriegsschiffen eingeführt war, benutzte zur Speisung des Funkensenders eine Wechselstrommaschine, wodurch viel größere Energiewerte in Strahlung umgesetzt werden konnten als durch den Ruhmkorffschen Induktor. Lodge-Muirhead fügten der offenen Strombahn des Marconi-Senders große Kapazitäten in Gestalt metallener Kegel und regulierbare Selbstinduktionsspulen ein, um dadurch die Abstimmung des Senders auf Wellen einer bestimmten Periode zu erleichtern und größere Reichweiten zu erzielen. Der bei diesem System verwendete einkontaktige Fritter besteht aus einer Eisen- oder Platinspitze, die auf einer Aluminiumfeder leicht aufliegt. Die Feder wird durch ein rotierendes Zahnrad in dauernde Vibration versetzt, wodurch die unter der Einwirkung der elektromagnetischen Wellen eintretende leitende Verbindung zwischen Spitze und Feder wieder aufgehoben wird.

Bei dem Fessenden-System findet während des Gebens auf der Senderstation eine dauernde Wellensendung statt. Die Telegraphenzeichen werden dadurch übermittelt, daß sich durch Niederdrücken der Zeichentaste, mittels welcher eine regulierbare, in den Senderdraht eingeschaltete Induktanz geändert wird, auch die Wellenlänge ändert, und die beiden Stationen also außer Abstimmung gebracht werden. Für die Zeit, in welcher Abstimmung herrscht, spricht der Wellenanzeiger der Empfangsstation nicht an. Dieser nach dem Prinzip des Bolometers (s.d.) konstruierte Wellenanzeiger oder Detektor besteht aus einem 0,25 mm langen Stück Silberdraht von nur 0,051 mm äußerem Durchmesser mit einem Platinkern von 0,00152 mm Stärke. Dieses Drahtstückchen wird mit den Zuführungsdrähten des Wellenanzeigers metallisch verbunden und zu einer Schleife gebogen. Die Spitze der Schleife wird in Salpetersäure eingetaucht, wodurch das Silber an dieser Stelle gelöst und der Platinkern freigelegt wird. Die Drahtschleife des Wellenanzeigers hat einen im Vergleich zu dem Widerstande der Metallfeilichtfritter recht geringen Widerstand von 30 Ohm. Beim Durchgang der elektrischen Wellen wird das Drahtstück hinreichend und schnell erwärmt und dadurch sein Widerstand vergrößert. Hört die Wellenwirkung auf, was der Fall ist, wenn beim Telegraphieren die Abstimmung gestört wird, so gibt der Wellenanzeiger die Wärme durch Leitung schnell wieder ab, sein Widerstand nimmt ab und es findet dadurch eine Beeinflussung des mit ihm verbundenen Mikrophonstromkreises derart statt, daß das Telephon hörbare Zeichen von der Dauer des Tastendrucks gibt. Bei einem zweiten Wellenanzeiger bringt Fessenden an Stelle des Platindrahtes eine kleine Flüssigkeitssäule; er nennt ihn »Barretter«. Dieser Barretter- ist eine Art elektrolytischer Wellenanzeiger wie der Polarisationszellendetektor von Schlömilch.

II. Drahtlose Telegraphie mittels schwachgedämpfter Wellen.

Die Grundlage sämtlicher mit schwachgedämpften Wellen arbeitenden Funkentelegraphensysteme bildet der geschlossene Schwingungskreis von Braun; das ihm hierauf erteilte deutsche Patent vom 14. Oktober 1898 lautet: »Schaltungsweise des mit einer Luftleitung verbundenen Gebers für Funkentelegraphie, gekennzeichnet durch einen eine Leidener Flasche und eine Funkenstrecke enthaltenden Schwingungskreis, an den die die Wellen aussendende Luftleitung entweder unmittelbar oder unter Vermittlung eines Transformators angeschlossen ist, zum Zwecke, mittels dieser Anordnung größere Energiemengen in Wirkung zu bringen« [11].

Eine in einem solchen Flaschenstromkreise einmal eingeleitete elektrische Schwingung würde unaufhörlich weiter schwingen, wenn nicht ihre Energie infolge des zwar kleinen, indes nicht ganz zu vermeidenden Widerstandes in den Drahtverbindungen und der Funkenstrecke sich mit der Zeit in Wärme umsetzte. Eine Abnahme der elektrischen Schwingungen erfolgt also auch hier. Die Dämpfung ist nicht vollständig zu vermeiden; sie ist aber nur eine schwache. Die Wellen klingen langsam ab; sie hören erst nach 20–30 und noch mehr Schwingungen auf (Fig. 99). Braun benutzt bei seinem System die geschlossene Strombahn in Verbindung mit der offenen. Der schwachgedämpfte Leidener Flaschenstromkreis, der große Energiemengen aufnehmen kann, dient zur Erzeugung der elektrischen Wellen und gleichzeitig als Energiereservoir. Die offene Strombahn des vertikalen Luftleiters dient zum Aussenden der Wellen. Da ihr aus dem geschlossenen Erregerkreise immer neue Energie nachgeliefert wird, so werden die Schwingungen dieser offenen Strombahn erheblich nachhaltiger und andauernder als die der offenen Strombahn des Marconisenders. Die Verbindung des geschlossenen Schwingungskreises[468] mit dem Luftleiter erfolgt entweder durch direkten Anschluß des Luftleiters an einen Punkt der geschlossenen Strombahn, z.B. nach Fig. 100, oder durch induktive Uebertragung, z.B. nach Fig. 101. Braun erkannte auch, daß zur Erzielung bester Wirkungen der geschlossene Erregerkreis und die offene Senderbahn in gleicher Periode schwingen müssen; sie müssen aufeinander abgestimmt sein, ebenso wie der Empfänger auf den Sender.

Das Telefunkensystem. Das aus der Verschmelzung der beiden deutschen Systeme Braun-Siemens und Slaby-Arco 1903 [12] hervorgegangene System »Telefunken« ist zurzeit das leistungsfähigste und in der Praxis am meisten verbreitete. Das hauptsächlichste Anwendungsgebiet für die drahtlose Telegraphie bietet die Schiffahrt; hier handelt es sich um Stationen mit einigen hundert Kilometern Reichweite. Bei einer solchen Station besteht der Braunsche Schwingungskreis (Fig. 102) aus einer auf einem Hartgummizylinder aufgewickelten Selbstinduktion S i, einer in diesen Zylinder eingebauten Leidenerflaschenbatterie L F von sieben Leidener Flaschen von je 1800 cm Kapazität und einer auf dem abnehmbaren Deckel des Zylinders aufgebauten, dreifach unterteilten, mit tellerförmigen Zinkelektroden und Hartgummispannungsteilern e versehenen Funkenstrecke F. Selbstinduktion, Flaschenzahl, Funkenlänge und Zahl der Funkenstrecken sind veränderlich; es kann also mit beliebigen Wellenlängen gearbeitet werden. Die Selbstinduktion S i besteht aus einem spiralförmig in den Hartgummizylinder eingelassenen, etwa 4 mm dicken verzinnten Kupferdraht, dessen oberes Ende freiliegt und dessen unteres Ende an die äußere Flaschenbelegung bei b fest angeschlossen ist. Verschiebbar auf den Windungen befinden sich zehn Schiebekontakte mit Steckstöpselanschlüssen. Die Funkenstrecke F besteht aus zwei Teilen; einem Sockel mit Mikanitzylinder und dem Deckel mit den Einzelfunkenstrecken d, nebst Hartgummispannungsteilern e. Durch die Unterteilung der Funkenstrecke wird nach Braun die Entladespannung erhöht. Von dem Steckstifte des Kontaktringes der Funkenstrecke führt eine Verbindungsschnur f nach der Selbstinduktion und schließt damit den Schwingungskreis. Der Funkeninduktor wird einerseits mit dem Sockel der Funkenstrecke bei k und anderseits mit der auf dem Deckel der Funkenstrecke angebrachten Klemme k₁ verbunden. Der Luftleiter L wird mittels eines Kontaktstöpsels h, der zu gleicher Zeit eine kleine Abschaltefunkenstrecke i enthält, mit der einen Funkenstrecke und durch diese über den Kontaktring der Funkenstrecke mit dem Erregerkreise in Verbindung gebracht. Die offene Strombahn des Senders findet sodann ihre Fortsetzung über die Verbindungsschnur f und die Schnur g zur Erde oder einem die Erde ersetzenden elektrischen Gleichgewicht zur Luftleitung. Je nachdem durch die Stöpselschnur g mehr oder weniger Windungen der Selbstinduktion in die offene Strombahn des Senders eingeschaltet werden, ist diese mit dem Braunschen Schwingungskreise mehr oder minder fest gekoppelt. Die hier verwendete und bei den Telefunkensendern allgemein übliche Koppelung nennt man eine galvanische Koppelung, da sie unmittelbar durch Stromübergang erfolgt. Bei dem Empfangssystem wird die Uebertragung meist durch zwei übereinander gewickelte Spulen bewirkt; sie heißt magnetische Koppelung, da auf beide Spulen dasselbe Magnetfeld der eintreffenden elektromagnetischen Schwingungen einwirkt.

Die Empfangssysteme werden entweder für Schreibempfänger unter Benutzung eines Körnerfritters als Wellenanzeiger oder für Hörempfänger (Telephon) unter Benutzung einer elektrolytischen Zelle als Wellenanzeiger eingerichtet. Bei der Schaltung für Schreibempfänger (Fig. 103) wird der Luftleiter L an das linke Ende des Hauptschalters bei Stöpsel 1 angelegt. Dieser ist über den Schalter mit Klemme 2 verbunden. Mit 2 wird das eine Ende der Primärwickelung des Empfangstransformators verbunden, während das andre Ende 4 desselben entweder direkt oder durch einen regelbaren Kondensator von 12–24 Platten mit der Erde oder dem diese ersetzenden Gegengewicht verbunden ist. Beim Senden wird durch Oeffnen des Hauptschalters der Luftleiter bei 1 isoliert und die Leitung der Primärspule des Empfangstransformators unterbrochen. Beim Empfangen fließt der Hochfrequenzstrom, von der Sekundärklemme des Schreibtransformators ausgehend, über den Stöpsel 5, Kontakt 18, Schalter 17, Feder 16 zum einen Fritterende. Vom Fritter bei 14 geht er über Feder 13, Schalter 12 zum Kondensator 11. Dieser Kondensator hat 0,01 Mikrofarad; er ist also im Vergleich zur Fritterkapazität unendlich groß und dient lediglich dazu, den Schwachstrom zu blockieren, ohne den [469] Hochfrequenzströmen einen Widerstand entgegenzusetzen. Vom Kondensator 11 führt der Stromweg weiter über 19, Schalter 10/9 und Klemme 8 zum Transformator zurück. Der Fritterstrom verläuft vom Element 24,25 zu dem bifilar gewickelten Widerstand 26 von 6000 Ohm, über 27 zum Schalter 12, der Feder 13 und dem Fritter bei 14. Von letzterem geht er von 15 über 16, Schalter 17, Kontakt 18, Stöpsel 5, Sekundärspule des Transformators 6, Klemme 8, Schalter 9/10 über 19 zur Schwachstromunterbrechung am Klopfer bei 20. Vom Klopfer bei 21 geht dann der Strom zum Relais bei 22 und schließlich von 23 zum Element zurück. 30, 31, 32 ist ein Widerstand von 100000 Ohm, dessen Hälfte sich durch den Schalter 28/29 kurzschließen läßt; er dient dazu, das Relais jederzeit auf seine Empfindlichkeit kontrollieren zu können. Dies wird durch Niederdrücken des Stöpsels 5 erreicht, wodurch der Fritter und gleichzeitig der Prüfwiderstand eingeschaltet wird. Wird infolge der elektrischen Bestrahlung des Fritters die Relaiszunge (Fig. 104) angezogen, so fließt ein Strom von der Batterie 40/41 über einen Widerstand von 20 Ohm, den Schalter 42/43, Relaiskörper 44, Relaiskontaktschraube 34, Schalter 35/36 zum Verteilungspunkt 48. Von hier fließt der Strom erstens durch die Windungen des Klopfers 37, zweitens durch die Windungen des Farbschreibers 46 und dann zur Batterie zurück. Die zu den Spulen des Klopfers und des Farbschreibers parallel geschalteten Polarisationsbatterien 47 und 38/39 haben den Zweck, dem beim Oeffnen des Stromkreises in den Spulen entstehenden Extrastrom entgegenzuwirken, so daß sich am Relaiskontakt kein Funken bilden kann. Zum Zwecke der Blockierung des Gebers bei der Empfangsstellung ist der Niederspannungskreis des Gebers durch die Stöpselleitung 49/52 und die Kontakte 50/51 mit dem Hauptschalter des Empfangsapparates derart in Verbindung gebracht, daß nur bei Vertikalstellung des Empfangsschalters die letztgenannten Kontakte und damit der primäre Strom des Senders geschlossen lind. Der Fritter des Telefunkensystems ist ein Vakuumfritter. Die Elektroden bestehen aus Silber. Trotz des luftdichten Abschlusses gestattet die Konstruktion des Fritters eine Regulierung der Empfindlichkeit. Zu diesem Zwecke sind die Stirnwände der Silberkolben nicht parallel gestellt, sondern abgeschrägt (Fig. 105), so daß zwischen ihnen ein keilförmiger Spalt entsteht. Wird der Fritter so eingestellt, daß der schmälere Teil des Spaltes nach unten steht, so füllt das Pulver der Höhe nach einen größeren Teil desselben aus und der Pulverdruck vermehrt sich. Die Empfindlichkeit des Fritters ist dann am größten. Steht dagegen der breitere Teil des Spaltes nach unten, so vermindert sich der Druck infolge der Verteilung des Pulvers auf eine größere Fläche, und die Empfindlichkeit des Fritters ist dann am geringsten. Durch Drehung des Fritters um seine Längsachse mittels eines Stellrades kann ihm hiernach innerhalb gewisser Grenzen jede beliebige Empfindlichkeit gegeben werden.

Während beim Fritter mit Schreibempfänger die elektrischen Wellen dem Empfangssystem in der Regel nur auf induktivem Wege zugeführt werden, ist das Telefunkensystem mit Hörempfänger sowohl für induktiven wie für direkten Empfang eingerichtet. Der hierbei verwendete elektrolytische Wellenanzeiger von Schlömilch beruht in seiner Wirkung auf der stärkeren Aktivität von Polarisationszellen bei der Bestrahlung durch elektrische Wellen. Der Wellenanzeiger (Fig. 106) hat Platinelektroden; die positive Elektrode von etwa 0,01 mm Durchmesser ist in eine Glasröhre R eingeschmolzen, deren gebogenes Ende in eine stumpfgeschliffene Spitze ausläuft, die von der Elektrode durchsetzt wird. Die negative Elektrode ist als 0,5 mm starke Drahtschleife um die Glasröhre gewunden. Die Elektroden reichen durch den Deckel eines Porzellan- oder Hartgummigefäßes P in die aus verdünnter Schwefelsäure bestehende elektrolytische Flüssigkeit. An die Zelle wird eine Batterie von 3–4,5 Volt Spannung gelegt, wodurch in der Zelle eine Wasserzersetzung hervorgerufen wird. An der positiven Spitzenelektrode tritt Sauerstoff auf, während die negative Schleifenelektrode von Wasserstoffbläschen umgeben wird. Dieser Vorgang ist kein gleichmäßiger, sondern ein ruckweiser, so daß ein mit der Zelle in Reihe geschaltetes Telephon ein knackendes Rauschen hören läßt. Dieses Geräusch wird dadurch verursacht, daß die Gasblasen, welche die Elektroden, insbesondere die positiven, einhüllen, den elelektrischen Widerstand der Zelle wegen ihrer schlechten Leitfähigkeit stark erhöhen und dadurch den Strom schwächen. Um einen solchen elektrolytischen Wellenanzeiger möglichst empfindlich zu machen, muß die Gegenspannung in einer Stärke angelegt werden, daß das Geräusch im Telephon gerade verschwindet. Wirken jetzt elektromagnetische Wellen auf die Zelle, so reißen sie gewissermaßen die Gasblasen von den Elektroden ab und verstärken dadurch den Strom derart, daß im Telephon ein scharfes Knacken entsteht. Die Einschaltung erfolgt[470] allgemein nach der durch Fig. 107 dargestellten Prinzipschaltung. Zunächst wird der Luftleiter A nach Anschluß des Apparats und Erdung desselben durch einige Windungen Selbstinduktion S J und einen regelbaren Kondensator C, gegebenenfalls unter Hinzuziehung eines Hilfskondensators C₁ so lange abgestimmt, bis sich im Telephon T ein Maximum der Lautstärke ergeben hat. Die Batterie B beliebt aus vier Trockenelementen oder Sammlerzellen, deren Stromkreis durch einen regulierbaren Ohmschen Widerstand W dauernd geschlossen ist. Ist die Empfangsintensität eine sehr geringe, so kann man nach erfolgter Abstimmung in der Regel noch dadurch eine erhebliche Verbesserung der telephonischen Wiedergabe erzielen, daß man durch geringes Verschieben des Gleitkontaktes s eine noch feinere Spannungsabstufung herstellt. Die Schlömilch-Zelle ist weit empfindlicher als der Fritter; sie ermöglicht um 50% größere Reichweiten. Für die Zwecke des Heeres und der Kriegsmarine scheidet sie jedoch aus, da sie den Schreibtelegraphen nicht sicher genug betätigen kann.

In ähnlicher Weise wirkt der Thermodetektor der Telefunkengesellschaft. Dieser erzeugt den zur Erregung des Telephons erforderlichen Strom in einer als Thermoelement wirkenden Kontaktstelle zwischen einem Platindraht und einer Kupferscheibe. Durch Einwirkung der Wellenimpulse ändert sich der innere Widerstand bezw. die elektromotorische Kraft dieses Thermoelementes, wodurch Geräusche im Telephon hervorgerufen werden. Anfänglich erwärmte man die Kontaktstelle durch eine kleine Spiritusflamme; man erkannte jedoch bald, daß diese Flamme wegfallen konnte, da sich die Kontaktstelle infolge des Widerstandes, der sich dem Strome beim Uebergange von dem einen auf den andern Leiter bietet, bereits genügend erwärmt.

Andre Systeme. Das gegenwärtige Marconi-System für schwachgedämpfte Wellen unterscheidet sich von dem Telefunkensystem nicht wesentlich. Marconi benutzt ebenfalls den Braunschen Schwingungskreis mit direkter und indirekter Sendererregung. Als Eigentümlichkeit des Systems ist ein magnetischer Wellenempfänger anzuführen. Ein Stahlband ohne Ende ist über zwei Scheiben geführt, die durch ein Uhrwerk gedreht werden. Zwei feststehende Hufeisenmagnete, die mit gleichnamigen Polen einander zugekehrt sind, magnetisieren nacheinander die an ihnen vorübergeführten Teile des Stahlbandes. Zwischen den beiden Hufeisenmagneten ist eine aus dickem isoliertem Kupferdrähte bestehende Spule angeordnet, durch deren Hohlraum das Stahlband hindurchgeführt ist und deren Enden mit dem Luftleiter bezw. der Erde verbunden sind. Den mittleren Teil der Spule umgibt eine Spule aus dünnem Drahte, in die ein Telephon eingeschaltet ist. Sobald ein elektromagnetischer Wellenzug die Primärspule durchfließt, vernichtet oder schwächt er den von der Magnetisierung durch den vorher passierten Hufeisenmagneten herrührenden permanenten Magnetismus. Die Veränderungen induzieren im Sekundärkreise Stromstöße, die im Fernhörer als Töne wahrgenommen werden. Beim Passieren des zweiten Hufeisenmagneten wird die durch die elektrischen Wellen hervorgerufene Ungleichheit in der Magnetisierung des Stahlbandes wieder beseitigt.

Das System von Lodge-Muirhead verwendet als Wellenanzeiger eine Quecksilbersäule, über der sich, von ihr durch eine Mineralölschicht getrennt, eine Stahlscheibe dauernd um ihre Achse dreht. Die eine Elektrode des Wellenanzeigers wird durch eine in die Quecksilbersäule tauchende Platinspirale, die andre durch die Achse der Stahlscheibe gebildet. Bei elektrischer Bestrahlung des Wellenanzeigers wird die Oelschicht für einen Augenblick durchbrochen und eine leitende Verbindung zwischen Scheibe und Quecksilber hergestellt; sie genügt, um einen parallel zum Wellenanzeiger geschalteten empfindlichen Schreibapparat, wie den in der Kabeltelegraphie verwendeten Heberschreiber, zu betätigen.

Lee de Forest benutzt einen elektrolytischen Wellenanzeiger, den er Responder nennt, und dessen Widerstand durch die elektrische Bestrahlung vergrößert wird. Er besteht aus zwei in einer Glas- oder Ebonitröhre eingeschlossenen Metallelektroden, zwischen denen sich eine Paste aus Metallspänen, Glyzerin oder Vaseline, ferner Bleioxyd mit Spuren von Wasser und Alkohol befindet. Unter der Einwirkung einer kleinen Batterie von 0,1–1 Milliampère bilden die durch die ganze Paste verteilten Feilspäne eine leitende Brücke von Elektrode zu Elektrode von verhältnismäßig geringem Widerstande. Sobald elektrische Wellen diese Brücke bestrahlen, fällt sie in sich zusammen, indem der Widerstand infolge Ablagerung großer Mengen winziger Bläschen von Wasserstoff an der Kathode erheblich zunimmt. Nach Aufhören der elektrischen Bestrahlung tritt augenblicklich der ursprüngliche Zustand wieder ein.

III. Drahtlose Telegraphie mittels ungedämpfter Wellen.

Die neuesten Bestrebungen zur Vervollkommnung der drahtlosen Nachrichtenübermittlung nehmen ihren Ausgangspunkt in der Erwägung, daß der Braunsche Sender, da er mit zwar schwachgedämpften, immerhin aber gedämpften Wellen arbeitet, eine vollkommen scharfe resonanzfähige Strahlung, wie sie für die Abstimmung erforderlich ist, nicht zu liefern vermag. Dieser Mangel soll durch Anwendung dauernder ungedämpfter Schwingungen (Fig. 108), deren Schwingungsamplitude gleichbleibt, beseitigt werden.

Anregung hierzu gaben die Arbeiten und Versuche von Simon und Reich, Duddell und Nicola Tesla. Letzterer hat bereits 1894 die Gleichstromspeisung eines elektrischen Lichtbogens, den er der Einwirkung eines kräftigen Elektromagneten – Blasmagneten – zur Auslöschung des Lichtbogens aussetzte, für die Erzeugung von Hochfrequenzschwingungen benutzt. Valdemar Poulsen gelang es, aus den vorbezeichneten [471] Arbeiten und Erfindungen die praktischen Konsequenzen zu ziehen und die alte Tesla-Anordnung in verbesserter Form wieder aufleben zu lassen. Es gelang Poulsen, Wechselströme mit 1000000 Schwingungen und mehr in der Sekunde dadurch zu erzielen und 1906 für die drahtlose Telegraphie nutzbar zu machen, daß er 1. den elektrischen Lichtbogen, der unter Einfluß eines durch einen Elektromagneten erzeugten starken Magnetfeldes steht, in Wasserstoff oder in einer wasserstoffhaltigen Atmosphäre brennen läßt; 2. den elektrischen Lichtbogen abkühlt, indem er nach dem Vorgange von Elihu Thomson als Anode Kupfer statt Kohle nimmt und die Anode durch fließendes Wasser kühlt.

Die Telefunkengesellschaft, die zu derselben Zeit und unabhängig von Poulsen in gleicher Richtung Versuche mit dem Bogenlampenschwingungskreise angestellt hat, ist zu dem Ergebnis gekommen, daß man den elektrischen Lichtbogen auch ohne eine Atmosphäre von Wasserstoff (oder von einem Wasserstoff enthaltenden Gase) zur Erzeugung ungedämpfter Wellen benutzen kann; es bedarf dazu nur der Kühlung der Anode und der richtigen Wahl des Elektrodenmaterials, wie z.B. Kupfer und Kohle.

Diesselhorst hat durch Aufnahmen der elektrischen Lichtbogenschwingungen mit dem Glimmlichtoszillographen von Gehrcke nachgewiesen, daß diese sogenannten ungedämpften kontinuierlichen Schwingungen tatsächlich ebenfalls unterbrochene und in geringem Maße gedämpfte Schwingungen sind. Bei einigermaßen großer Erregerkapazität stellt das Spektrum des Bogenlampensenders ein Funkenspektrum dar. Der Erregerkreis des Bogenlampensenders unterscheidet sich hiernach in keiner Weise qualitativ von dem Braunschen Schwingungskreise; an die Stelle der Funkenstrecke ist lediglich der Lichtbogen zwischen den Elektroden der Bogenlampe getreten. Die in Deutschland populär gewordene Bezeichnung »Funkentelegraphie« kann man also auch auf die Bogenlampenmethode noch mit Recht anwenden; wissenschaftlich wird man sie als drahtlose Telegraphie mittels nahezu ungedämpfter Wellen zu bezeichnen haben. Vollkommen ungedämpfte und kontinuierliche Schwingungen können mit dem Hochfrequenzschwingungskreise der Bogenlampe nur dann erhalten werden, wenn man diesem Schwingungskreise fast gar keine Energie entzieht. In der drahtlosen Telegraphie der Praxis kommt es aber gerade darauf an, dem Schwingungskreise möglichst viel Energie zu entziehen und durch die Antenne zur Ausstrahlung zu bringen.

System Poulsen. Die zur Erzeugung der ungedämpften Wellen benutzte Bogenlampe brennt in Wasserstoff oder in einer wasserstoffhaltigen Atmosphäre; die negative Elektrode der Lampe besteht aus harter Kohle, die positive aus einem kupfernen Hohlzylinder, der durch Wasser gekühlt wird. Der Lichtbogen steht unter der Einwirkung eines magnetischen Feldes. Die Elektroden sind in einer Kammer angeordnet, in welche das Wasserstoff enthaltende Gas eingeleitet wird. Die Kohlenelektrode wird in langsame Umdrehung versetzt, um eine möglichst gleichmäßige Bogenlänge zu erzielen. Neuerdings wird das Kühlgas dadurch erzeugt, daß man Spiritus, der einen hohen Wasserstoffgehalt besitzt, tropfenweise in die Lichtbogenkammer einfließen läßt. Poulsen koppelt den Erregerkreis entweder ganz fest oder ganz lose mit der Luftleitung; die Resonanz ist dann in beiden Fällen gleichstark. Durch Verschiebung der Kontakte auf der regulierbaren Selbstinduktionsspule des Senders (Fig. 109) kann die Wellenlänge und der Kopplungsgrad verändert werden. Der in die Speiseleitung der Bogenlampe eingeschaltete regelbare Widerstand dient zur Regulierung der Stromstärke, und die Drosselspule verhindert vermöge ihrer hohen Induktanz, daß der Ausgleich der Hochfrequenzschwingungen über die Stromquelle vor sich geht. Die Zeichengebung erfolgt meist in der Weise, daß mit der Telegraphiertaste der Luftleiter und dessen Gegengewicht in und außer Verbindung mit dem übrigen Teil des Systems gesetzt wird, in welchem man die Schwingungen unausgesetzt verlaufen läßt. Man kann auch durch die Taste periodisch einen im Hochfrequenzkreise oder im Luftleiter angeordneten Widerstand kurzschließen. Der Widerstand muß so groß bemessen sein, daß er in der Ruhelage der Telegraphiertaste das Auftreten der Hochfrequenzschwingungen verhindert. Da die Wellen auf der Empfangsstation in unaufhörlicher Folge eintreffen, so wird der Wellenanzeiger nicht dauernd, sondern nur intermittierend in den Empfangsschwingungskreis eingeschaltet. Durch die unaufhörliche Folge der Wellen gerät der Empfängerkreis gut in Schwingungen; hierauf wird plötzlich der Wellenanzeiger eingeschaltet und in ihm die während einer kleinen Spanne Zeit angesammelte Energie zur Wirkung gebracht. Der Wellenanzeiger schaltet sich alsdann selbsttätig aus, und das Spiel beginnt von neuem. Als Wellenanzeiger kommt gewöhnlich eine elektrolytische Zelle in Verbindung mit einem Fernhörer zur Verwendung. Dem Apparat für die Herstellung des intermittierenden Kontaktes gibt Poulsen den Namen »Tikker«; er besteht aus einem gewöhnlichen elektromagnetischen Unterbrecher. Soll eine sichtbare Zeichenaufnahme erfolgen, so wird als Empfänger ein empfindliches Fadengalvanometer benutzt, bei dem eine seine Saite zwischen zwei kräftigen Magnetpolen so ausgespannt ist, daß sie unter dem Einflusse einer durch sie gehenden elektrischen Strömung entsprechend deren Richtung nach einer Seite ausschlagen kann. Diese Anordnung bedingt, daß der Hochfrequenzstrom durch einen Gleichrichter, wozu sich ein Thermoelement eignet, für das Galvanometer in der gewünschten Weise wirksam gemacht wird. Die Ablenkung der Saite wird auf einem mechanisch bewegten, photographischen Papierband dadurch aufgezeichnet, daß ein Lichtstrahl durch einen seinen Spalt, den die Saite je nach ihrer Lage verdunkelt, auf das Papier fällt. Die Morsezeichen, z.B. ein aus drei Punkten und einem Strich gebildetes V, entstehen[472] dann dadurch, daß die Saite dreimal kurz hintereinander und einmal länger ihre Ruhelage verläßt und ihren Schatten dementsprechend auf den Streifen fixiert.

System Telefunken. Zur Erzeugung der ungedämpften Schwingungen wird ein in gewöhnlicher Zimmerluft brennender elektrischer Lichtbogen mit Kupfer als Anode und Kohle als Kathode benutzt. Die Kupferanode besteht aus einem oben offenen Gefäß H (Fig. 110) mit nach innen gewölbtem Boden A. In die Höhlung A ragt die Kohlenelektrode B. Das Gefäß H ist mit Wasser gefüllt, das eine höhere Temperatur als 100° C. nicht annehmen kann; es entzieht dem Lichtbogen einen großen Teil seiner Hitze. Bei einer solchen Anordnung ist zwar die im Hochfrequenzschwingungskreise auftretende elektrische Energie geringer als bei der Poulsenanordnung; indes hat sie den Vorzug größerer Einfachheit. Das Abbrennen der Kohlenelektrode geht auch nicht so schnell vor sich wie bei der Anordnung des Lichtbogens in wasserstoffhaltigen Gasen. Die Schwingungsenergie selbst kann durch geeignete Zusammenstellung mehrerer Bogen erhöht werden. Es hat dies den Vorteil, daß bei Verwendung mehrerer Bogen der Einfluß von Unregelmäßigkeiten im Abbrände der Kohlenelektroden sich erheblich weniger bemerkbar macht als bei einem Lichtbogen. Bei Versuchen auf der Großstation Nauen der Telefunkengesellschaft wurde das Luftleitungsgebilde nach Maßgabe des Schemas (Fig. 111) durch den Lichtbogen unmittelbar in elektrische Schwingungen versetzt. In richtiger Erkenntnis des Umstandes, daß die Lichtbogentelegraphie in der Praxis der alten Funkentelegraphie nicht überlegen ist, hat die Telefunkengesellschaft sich auf die erwähnten Versuche beschränkt und von der Einführung ihres Systems Abstand genommen. Die Gesellschaft ist gegenwärtig, mit der Einführung eines neuen Systems in die Praxis beschäftigt, bei welchem durch die Hochfrequenzschwingungen ein bestimmter musikalischer Ton übertragen wird, der aus den durch atmosphärische Störungen hervorgerufenen Geräuschen stets herausgehört werden kann. Damit wären die Störungen der Atmosphäre, die auch die Lichtbogenmethode nicht beseitigen konnte, für die drahtlose Telegraphie unwirksam gemacht. Die Anordnung wird von der Telefunkengesellschaft als System der »tönenden Funken« bezeichnet.

System »Tönende Funken«. Es gründet sich auf den Wienschen Sender für Stoßerregung. Bei diesem dient das Primärsystem (Stoßkreis), das sehr viel stärker gedämpft ist als das sekundäre, nur dazu, die Eigenschwingungen des Sekundärkreises anzustoßen (Stoßerregung). Das Primärsystem ist so angeordnet, daß der Primärstrom schon nach wenigen Perioden unmerklich klein wird und die Funkenstrecke nicht mehr leitend ist. Das Primärsystem ist dann offen, und eine Rückwirkung des Sekundärsystems auf dasselbe kann nicht stattfinden; es verlaufen die Schwingungen im Sekundärsystem so, als ob das Primärsystem überhaupt nicht vorhanden wäre. Man erhält also im Sekundärsystem selbst bei fester Kopplung praktisch nur die schwachgedämpften Eigenschwingungen desselben [13]. Man hat es also hier mit einem einwelligen Sender zu tun; bei dem Braun-Sender erhält man dagegen statt der Grundschwingung, auf die Primär- und Sekundärsystem abgestimmt sind, in der Regel zwei davon abweichende neue Frequenzen, die sogenannten Kopplungswellen. Zur Erzielung der Stoßerregung wendet die Telefunkengesellschaft bei ihrem neuen Sender eine sehr schnelle Funkenfolge an, bei der die Impulse ganz regelmäßig folgen, so daß an der Empfangsstelle bei Anwendung eines quantitativ arbeitenden Detektors rhythmische Bewegungen einer Telephonmembran oder eines Ankers und dadurch ein musikalisch reiner Ton erzeugt wird. Der wichtigste Teil des neuen Senders ist die Funkenstrecke, die eine ganz regelmäßige Funkenfolge liefern muß. Wien bezeichnet eine solche Funkenstrecke als Zischfunkenstrecke, weil bei ihrer Anordnung die kleinen Funken ganz leise zischten; Rendahl von der Telefunkengesellschaft wendet die Bezeichnung Löschfunkenstrecke an, weil bei geeigneter Anordnung auch das Zischgeräusch beseitigt werden kann. Jedenfalls arbeitet die neue Funkenstrecke fast geräuschlos im Gegensatz zu der Knallfunkenstrecke der alten Anordnungen. Telefunken [14] hat für die neue Löschfunkenstrecke die Ringform gewählt; die Fläche der Ringe, auf denen der Funkenübergang stattfindet, ist planiert; als Material kommt Kupfer oder Silber zur Verwendung; der Funke setzt an irgend einer Stelle, aber niemals im Mittelpunkt, ein und wird dann in radialer Richtung durch das entstehende elektromagnetische Feld ähnlich wie beim Hörnerblitzableiter nach dem äußeren Umfang getrieben. Auf dem Wege dorthin erlischt er schließlich. Um die Elektroden genau auf kleinen Abstand zu halten, werden sie durch eine Randzwischenlage aus Glimmer getrennt. Mehrere solcher Funkenstrecken sind zu einer Serienfunkenstrecke vereinigt; je größer die umzusetzende Energie ist, um so mehr Teilfunkenstrecken werden in Serien zusammengeschaltet. Die Gesamtenergie wird gleichmäßig so verteilt, daß jede einzelne Funkenstrecke nur in der für sie zulässigen Weise beansprucht wird. Als Wellenempfänger werden Unipolardetektoren benutzt, die aus einer Berührungsstelle zwischen einem Mineral und Graphit oder einem Metall bestehen; meist Bleiglanz, auf den als Gegenkontakt eine seine Graphitspitze mit leisem, aber konstantem Druck wirkt. Der Kontakt hat mehrere tausend Ohm Widerstand. Ein solcher Detektor arbeitet als Gleichrichter; er formt ohne Hilfsbatterie die ihm zugeführten Wechselströme in abklingende Züge pulsierenden Gleichstroms um. 1000 solcher Wellenzüge pro Sekunde, vom Sender abgesandt, endigen als 1000 Gleichstromzüge im Empfänger und werden dem Empfangshörer zugeführt. Sobald die Impulsreihe genügende Regelmäßigkeit besitzt, rufen die Gleichstromstöße Membranbewegungen hervor, die als musikalischer Ton gehört werden. Durch Einschaltung eines Resonanzrelais, bestehend aus einem mit einer Wicklung von hohem Widerstande versehenen Elektromagneten und einem kleinen leichten Anker, der eine ausgesprochene, mit der Schwingungszahl des zu erwartenden Tons übereinstimmende Eigenschwingung besitzt, wird eine bedeutende Lautverstärkung erzielt. Gegen den Relaisanker liegen Mikrophonkontakte, die den Stromkreis eines zweiten gleichartigen Relais schließen. Bei Verwendung von drei solchen[473] Resonanzrelais kann man ein lautsprechendes Telephon oder ein Telegraphenrelais mit einem Morseschreiber in Tätigkeit setzen. Die Resonanzrelais werden durch Geräusche andrer Art oder durch Töne, die von der Eigenschwingung des Ankers abweichen, nicht betätigt. Sie tragen also nicht nur zur Erhöhung der Empfindlichkeit, sondern auch zur Verschärfung der Abstimmung und zur Vergrößerung der Störungsfreiheit bei. Die Ausnutzung der zum Betriebe aufzuwendenden Energie ist wesentlich höher als bei den übrigen Systemen; es sind mit ihm bei Verwendung von 1,5 Kilowatt Primärenergie folgende Leitungen erzielt worden: bei Masthöhen von 20 m über Land 200 km, von 30 m desgleichen 350 km, von 45 m desgleichen mit viel Gebirge 550 km, von 35 m über See 600 km. Für Reichweiten von 2500–3000 km über flaches Land oder See sind Masthöhen von 60 m und 8 Kilowatt Primärenergie, für Entfernungen von 3500–4500 km 20 Kilowatt und 85 m hohe Malten erforderlich.

Marconi-System [13]. Die transatlantischen Marconi-Stationen in Poldhu und Glace Bay arbeiten ebenfalls mit nahezu ungedämpften Schwingungen. Eine gegen Erde gut isolierte Metallscheibe A (Fig. 112) wird durch einen Motor in sehr rasche Umdrehung versetzt. Nahe dieser Mittelscheibe A sind zwei langsam rotierende Polarscheiben C₁ C₂ angeordnet. Durch Schleifbürsten sind die Polarscheiben mit den äußeren Belegungen der hintereinander geschalteten Kondensatoren K verbunden und über induktive Widerstände an eine Gleichstromdynamo G von hoher Spannung gelegt. Die Mittelscheibe bildet über einen Bürstenkontakt mit der Kapazität C, der Selbstinduktion F und dem Kondensator K den Hochfrequenzschwingungskreis, der induktiv mit dem Luftleiter A gekoppelt ist. Durch die Entladungen zwischen den Polarscheiben und der Mittelscheibe werden in dem Schwingungskreise kräftige Schwingungen bis zu 200000 in der Sekunde erzeugt. Für den Marconischen magnetischen Wellenanzeiger mit Hörempfänger müssen die unaufhörlichen Schwingungen in ähnlicher Weise wie beim Poulsen-System durch den Tikker unterbrochen werden, damit im Telephon ein hörbarer Ton entsteht. Marconi ordnet jedoch den Unterbrecher nicht beim Empfänger, sondern beim Sender an, indem er die Mittelscheibe des Senders nahe der Peripherie mit einer Anzahl Nasen N versieht, über welche die Entladungen in regelmäßigen Zwischenräumen vor sich gehen.

IV. Die Wellenanzeiger.

In der Praxis der Funkentelegraphie kommen als Wellenanzeiger hauptsächlich die folgenden, bereits beschriebenen, zur Verwendung: der Feilspänefritter oder Kohärer in verschiedenen Ausführungsformen, der magnetische Wellenanzeiger von Marconi, der elektrolytische Wellenanzeiger von Schlömilch, der Unipolardetektor und der Responder von De Forest. Von den übrigen recht zahlreichen Wellenanzeigern haben einige wissenschaftliches Interesse, andre haben auch in mäßigem Umfange praktische Verwendung gefunden, während die meisten Papiererfindungen geblieben sind. Die wichtigsten sind folgende:

1. Der Mikrophonfritter von Köpsel besteht aus einem Mikrophon einfachster Bauart, und zwar einem an einer Blattfeder beteiligten harten Stahlplättchen, gegen das eine zu einer Spitze ausgebildete Kohlen- oder Stahlelektrode durch eine Mikrometerschraube gepreßt wird. Das Mikrophon wird mit einem Trockenelement und einem Mikrophon in Reihe geschaltet.

2. Der Quecksilberkohärer von Castelli-Solari-Marconi besteht aus einer Glasröhre, in die zwei regulierbare Elektroden aus Kohle und Stahl oder Kohle und Eisen eingelassen sind. Zwischen den Elektroden befindet sich ein Tropfen Quecksilber oder auch eine leitende Flüssigkeit.,

3. Der Kohärer von Tissot. Die Elektroden bestehen aus magnetisierbarem Metall; zwischen ihnen liegen Feilspäne von Eisen oder Nickel in einer luftleer gemachten Röhre. Der Kohärer steht unter dem Einfluß eines magnetischen Feldes, dessen Kraftlinien parallel zur Achse der Glasröhre gehen. Das magnetische Feld wird durch einen permanenten Magneten oder durch über die Röhre gelagerte stromdurchflossene Drahtwindungen gebildet.

4. Der Kohärer von Blondel (Fig. 113) besteht aus einem Metallfeilichtkohärer mit besonderer Reguliervorrichtung in Gestalt eines U-förmigen Ansatzes der Glasröhre über dem Zwischenraum zwischen den Elektroden. In dem nach abwärts gebogenen Schenkel des Ansatzrohres befindet sich ein Vorrat von Feilspänen. Durch Drehung der Röhre kann man also die Feilspäne zwischen den Elektroden vermehren.

5. Der Karborundumfritter. An Stelle der Feilspäne wird pulverisiertes Karborundum benutzt.

6. Der Unipolardetektor von Braun besteht aus einem Stück poliertem Psilomelan, an welches plattenförmige Metallelektroden unter Einlage von Metallfolie nach Art der Tischlerzwingen angeschraubt werden. Er läßt die Wechselströme nur einseitig durch; Bleiglanz, Schwefelkies, Kupferkies, Arsenkies und Pyrolusit zeigen eine solche Abweichung vom Ohmschen Gesetz.

7. Der Dreifußkohärer von Branly besteht aus einem auf einer polierten Stahlplatte ruhenden stählernen Dreifuß (Fig. 114), dessen Füße oxydiert sind. Die Berührungspunkte[474] zwischen den oxydierten stumpfen Fußspitzen und der polierten Platte bilden die Kohärerkontakte.

8. Der Metallstabkohärer von Popoff-Ducretet besteht aus zwei stabförmigen, nicht polierten Metallelektroden, über die eine Anzahl polierter Stäbe aus hartem Stahl gelegt sind.

9. Der Drahtgazefritter von Schniewindt besteht aus seiner Drahtgaze von gut leitendem Metall. Die Drähte des Gewebes sind so durchschnitten, daß kein Draht von zusammenhängender Länge von einem Ende zum andern läuft, sondern jeder aus vielen kurzen Drahtstücken gebildet wird.

10. Der Kugelkohärer von Orling und Braunerhjelm besteht aus einer Anzahl Metallkugeln, die nach der Anordnung von Fig. 115 oder 116 zwischen zwei Metallelektroden in einer teilweise luftleer gemachten Röhre untergebracht sind.

11. Der Kapillardetektor von Plecher. Seine Konstruktion beruht auf dem Prinzip des Kapillarelektrometers. Wenn in einer sehr eng ausgezogenen Glasröhre sich Quecksilber und verdünnte Schwefelsäure berühren, so verschiebt sich die Berührungsstelle proportional der Aenderungen der elektrischen Spannung zwischen den beiden Flüssigkeiten.

12. Der Mikrophonfritter von Elihu Thomson besteht aus einem Metallringe, der auf zwei Metallteilen und einem Kohlenteile ruht (Fig. 117).

13. Der Kohlenkohärer von Tommasina. Zwei Neusilberdrähte ragen in Mikrophonpulver hinein, das sich zwischen zwei Glimmerscheiben in einer 2 mm im Durchmesser haltenden Durchbohrung einer 2,5 mm starken Ebonitplatte befindet.

14. Die Schäfersche Platte und die Antikohärer von Righi, Neugschwender und Aschkinaß sind Wellenanzeiger, deren Widerstand durch die elektrische Bestrahlung erhöht wird. Nach Aufhören der elektrischen Bestrahlung sinkt der Widerstand wieder auf seinen ursprünglichen Wert. Den Urtypus dieser Wellenanzeiger bildet der Righische Resonator, der aus einem gewöhnlichen Stück Spiegelglas mit Silberbelag besteht. Durch den Silberbelag ist mit der Spitze eines Gravierdiamanten eine seine Linie gezogen

15. Der magnetische Wellenanzeiger von Ewing und Walter ist nach dem Prinzip des Marconischen konstruiert; seine Wirkung beruht auf der Aenderung der Hysteresis durch elektrische Oszillationen.

16. Der Wellenanzeiger von Arno. Seine Wirkung beruht ebenfalls auf der Veränderung der Hysteresis beim Auftreffen elektrischer Wellen und auf dem Ferrarischen Prinzip, nach welchem ein rotierendes Magnetfeld einen Eisenkörper selbst dann in Rotation versetzt, wenn dieser so sein unterteilt ist, daß die Wirbelströme nicht mehr in Betracht kommen.

17. Der Wellenanzeiger von Vasilesco Karpen. Mit ihm werden die Wechselspannungen der elektrischen Wellen in ähnlicher Weise wie bei dem Quadrantenelektrometer registriert.

V. Die Wellenmesser.

Die Wellenmesser dienen: 1. zur Bestimmung der Periode eines gegebenen Schwingungssystems, 2. zur Abstimmung eines Schwingungssystems auf eine gegebene Periode, 3. zur Bestimmung der Dämpfung eines Schwingungssystems. Der Wellenmesser besteht aus einem Schwingungskreis, dessen Konstanten bekannt und regelbar sind; er wird mit dem zu untersuchenden Schwingungssystem durch entsprechende Regelung dieser Konstanten in Resonanz gebracht. Der Resonanzschwingungskreis ist entweder ein offener, wie z, B. bei dem Wellenmesser von Slaby, oder ein geschlossener wie beim Telefunkenwellenmesser von Franke-Dönitz und bei den meisten übrigen Wellenmessern. Wellenmesser mit geschlossenen Resonanzkreisen geben genauere Resultate als solche mit offenen.

Der Wellenmesser von Slaby (von seinem Erfinder Multiplikationsstab genannt) besteht aus einem Glasstab, der mit seideumsponnenem Kupferdraht von 0,1 mm Stärke in einer Lage bewickelt ist. Die Wicklungen haben eine durchschnittliche Ganghöhe von 0,2 mm. Der Stab ist mit einer Skala versehen, welche die Viertelwellenlänge der zu messenden elektrischen [475] Schwingungen in Metern angibt. An dem einen Ende trägt der Multiplikationsstab eine Metallfassung, am andern Ende schirmförmig aufgeklebte Blättchen mit Kristallen von Baryumplatincyanür. Wird der Multiplikationsstab in das Kraftlinienfeld des Schwingungssystems gebracht und ändert man die Selbstinduktion und Kapazität seiner Wicklungsspule durch Anhalten eines geerdeten Metallstiftes an die Windungen, so glüht das Baryumplatincyanür mit intensiv hellgrünem Licht auf, sobald zwischen Stab und Schwingungssystem Resonanz herrscht. Der Multiplikationsstab schwingt dann in einer Viertelwelle des zu messenden Schwingungskreises.

Wegen des Telefunkenwellenmessers von Franke-Dönitz (Fig. 118) sei auf den Katalog der Gesellschaft für drahtlose Telegraphie, Berlin SW., verwiesen. – Von den übrigen Wellenmessern seien noch erwähnt: der Wellenmesser von Fleming (Cymometer genannt), der Wellenmesser von Tissot und der Wellenmesser von Drude.

VI. Mehrfache Wellentelegraphie.

Man versteht hierunter im allgemeinen Anordnungen, die es ermöglichen, mehrere Empfangsapparate an eine gemeinschaftliche Luftleitung anzuschalten und mit diesen Empfängern unabhängig voneinander Telegramme verschiedener Senderstationen aufzunehmen.

Es ist hierzu nur eine ganz genaue Abstimmung der beiden korrespondierenden Apparate auf ein und dieselbe Wellenlänge erforderlich. Theoretisch ist diese Aufgabe gelöst, in der Praxis waren die Erfolge noch mangelhaft; bessere dürften mit dem System der tönenden Funken erzielt werden. Dieses System erscheint auch geeignet, die Unabhängigkeit der telegraphierenden Stationen von dem Arbeiten andrer Stationen sicherzustellen. Die von Anders Bull und von Blondel vorgeschlagenen Systeme einer mehrfachen Telegraphie dürften praktische Erfolge nicht zeitigen. Bull sieht eine rein mechanische Abstimmung vor, Blondel eine mechanisch akustische.

VII. Gerichtete Wellentelegraphie.

Von den vielfachen Versuchen und Methoden, die elektrischen Wellen hauptsächlich in einer bestimmten Richtung ausstrahlen zu lassen, sind anzuführen: 1. die Versuche von Blochmann, der an Stelle der Antennen linsenförmige Körper aus Glas, Harz oder Paraffin benutzt; 2. die Anordnungen von Braun, die auf der Verwendung von Reflektoren beruhen, welche aus einem metallischen Gitter parabolischer Form bestehen. Die Antenne der Empfängerstation wird nicht vertikal in die Höhe geführt, sondern in einem Winkel von etwa 5° gegen den Erdboden. Bei einer zweiten Anordnung werden zwei vertikal geführte Antennen von je ein Viertel Wellenlänge des Senders durch einen horizontalen Draht von einer halben Wellenlänge verbunden. In der Mitte des Horizontaldrahtes ist der Wellenanzeiger eingeschaltet. Der Wellenanzeiger spricht um so besser an, je mehr die Anordnung in der Richtung der eintreffenden Strahlen liegt; 3. das System von Artom, das an Stelle gewöhnlicher Hertzscher Wellen zirkulär oder elliptisch polarisierte Wellen anwendet, die in einer bestimmten Richtung ausgesandt werden können; 4. die Versuche von Marconi, die sich in gleicher Richtung wie die Braunschen Anordnungen bewegen und die bisher wohl den größten praktischen Erfolg erzielt haben. – Zu erwähnen sind endlich noch die Versuche von De Forest und die Arbeiten von Bellini und Tosi zur Erzielung einer richtungsfähigen drahtlosen Telegraphie.

Gerichtete Telegraphie Marconis. Die gewöhnliche Vertikalantenne wird durch einen wagerechten Luftleiter ersetzt, der auf eine kleine Strecke auf der Erdoberfläche oder im Wasser ausgelegt wird. Wenn ein horizontal ausgelegter isolierter Draht an einem Ende mit dem einen Pole einer Funkenstrecke verbunden wird, deren andrer Pol geerdet ist, so findet die Ausstrahlung der von der Funkenstrecke ausgehenden elektrischen Wellen hauptsächlich in der Richtung des Drahtes, und zwar in der durch ihn gelegten Vertikalebene statt; Am geringsten ist nach Marconi die Ausstrahlung in den Richtungen, die ungefähr um 100° von der Richtung der größten Ausstrahlung abweichen; sie beträgt dann nur noch ein Sechstel bis ein Achtel des Höchstwertes. Gleicherweise nimmt ein auf der Erde oder in geringer Höhe über der Erdoberfläche horizontal ausgelegter Leiter, dessen eines Ende durch einen Wellenanzeiger mit der Erde verbunden ist, die größte Menge elektrischer Strahlungsenergie dann auf, wenn der Sender in der durch den Horizontalkelter gelegten Vertikalebene so angeordnet wird, daß das mit dem Wellenanzeiger und der Erde verbundene Luftleiterende nach der Senderstation zeigt. Wenn man daher einen solchen horizontal geführten Empfängerdraht um sein geerdetes Ende in einer horizontalen Ebene dreht, so kann man die Lage einer Senderstation innerhalb des Bereichs der Empfängerstation durch Einstellung in die Richtung ermitteln, in welcher der Wellenanzeiger der Empfängerstation am stärksten anspricht.

VIII. Luftleiter.

An Stelle des bei den ersten Versuchsstationen verwendeten einfachen Leitungsdrahtes benutzt man jetzt Luftleitergebilde, die aus mehreren Drähten[476] zusammengesetzt sind. Man gibt dadurch dem Luftleiter eine größere Kapazität und vermehrt infolgedessen seine Strahlungsfähigkeit.

Als Material dient allgemein Bronzelitzendraht, der an Hartgummiisolatoren befestigt wird. In der Praxis bevorzugt man für Schiffsstationen die ⊤-form (Fig. 119), für Landstationen mittlerer Reichweite die Schirmform (Fig. 120) und für Großstationen die Trichterform (Fig. 121) oder die Dachform (Fig. 122). Durch Einschaltung von Selbstinduktionsrollen kann man die Wellenlänge eines Luftleiters vergrößern und durch Einschaltung von Kondensatoren (Kapazitäten) verkürzen.

Literatur: [1] Handbuch der Elektrotechnik von Heinke, Bd. 12; Telegraphie und Telephonie von Nobels, Schluckebier und Jentsch, Leipzig 1907. – [2] Karraß, Th., Geschichte der Telegraphie, Braunschweig 1909. – [3] Kraatz, Maschinentelegraphen, Braunschweig 1906. – [4] Physikalische Zeitschrift, Leipzig 1904. – [5] Bauer, C., Das elektrische Kabel, Berlin 1903. – [6] Jentsch, Unter dem Zeichen des Verkehrs, Stuttgart 1904. – [7] Elektrotechn. Zeitschr. 1908. – [8] Jentsch, Telegraphie und Telephonie ohne Draht, Berlin 1905. – [9] Zenneck, J., Elektromagnetische Schwingungen und drahtlose Telegraphie, Stuttgart 1905; Leitfaden der drahtlosen Telegraphie, Stuttgart 1909. – [10] Righi und Dessau, Telegraphie ohne Draht, Braunschweig 1907. – [11] Braun, F., Drahtlose Telegraphie durch Wasser und Luft, Leipzig 1901. – [12] Slaby, Die Funkentelegraphie, Berlin 1901. – [13] Eichhorn, Jahrbuch der drahtlosen Telegraphie und Telephonie, Leipzig 1905. – [14] Elektrotechn. Zeitschr. 1909.

Otto Jentsch.

Fig. 1.

Fig. 2.

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Fig. 61., Fig. 62., Fig. 63., Fig. 64., Fig. 65.

Fig. 66 u. 67.

Fig. 68.

Fig. 69 und 70.

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Fig. 79., Fig. 80., Fig. 81.

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Fig. 100., Fig. 101.

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Fig. 103.

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Fig. 112.

Fig. 113.

Fig. 114.

Fig. 115 und 116., Fig. 117.

Fig. 118.

Fig. 119., Fig. 120., Fig. 121., Fig. 122.