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Telegraph [2]

[762] Telegraph. A. Drahttelegraphie. Die Entwicklung der Drahttelegraphie in den letzten Jahren geht dahin, die Leistungsfähigkeit der Apparate und die Ausnutzung der Leitungen zu steigern. Der alte Morseschreiber wird in Deutschland[762] nach und nach durch den leistungsfähigeren Klopfer verdrängt, nachdem man auch hier zur Ueberzeugung gelangt ist, daß der Klopferbetrieb keineswegs mehr Telegraphierfehler mit sich bringt als der Morsebetrieb. Der gewöhnliche, nur in Arbeitsstromleitungen verwendbare Klopfer ist infolgedessen durch einen überall ohne Aenderung der Grundeinstellung verwendbaren polarisierten Klopfer ersetzt worden. Einen alten Vorschlag, die Empfangsapparate des Morse- und Klopfertypus so einzurichten, daß sie die ankommenden Zeichen auf dem Streifen in Lochschrift wiedergeben, und daß mittels dieses Lochstreifens die im Durchgange zu befördernden Telegramme unmittelbar weitertelegraphiert werden, hat die Firma Siemens & Halske, A.-G., durch einen neuen elektromagnetischen Lochapparat und automatischen Sender erfolgreich zur Ausführung gebracht. Einen weiteren Erfolg hat dieselbe Firma auf dem Gebiete der Maschinentelegraphie durch ihren neuen Schnelltelegraphen zu verzeichnen. Dieser Telegraph darf trotz mancher Aehnlichkeiten nicht mit dem Siemensschen Schnelltelegraphen (Bd. 8, S. 450) verwechselt werden, der die Telegramme in Typendruck auf photographischem Wege aufnimmt, sich aber trotz seiner Leistungsfähigkeit nicht hat einbürgern können. Bei dem neuen Schnelltelegraphen druckt ein dauernd umlaufendes Typenrad die Zeichen auf einem schmalen gummierten Papierstreifen ab; außerdem kann der Empfänger nach Bedarf gleichzeitig noch einen Lochstreifen für die Weitergabe von Telegrammen herstellen.

Eine bessere Ausnutzung der Leitungen ist nach dem Vorschlage von Picard durch die Doppeltelegraphie mit Gleich- und Wechselstrom erfolgt. Für Kabelleitungen wurde durch den englischen Elektriker Heurtley eine bedeutsame Erfindung gemacht, welche die Leistung eines langen Unterseekabels auch beim Gegensprechbetriebe in jeder Richtung um 40 bis 50% erhöht.

Der polarisierte Klopfer. Er kann im Gegensatz zum gewöhnlichen Klopfer ohne Aenderung der Grundeinstellung in Arbeits- oder in Ruhestromschaltung betrieben werden. Auf dem Südpol S (Fig. 1) des Dauermagnets N S sind die beiden Elektromagnete I und II befestigt. Durch den in den Windungen kreisenden Strom wird der Magnetismus des einen der beiden südmagnetischen Kerne I und II verstärkt, der des andern geschwächt, so daß sie beide in gleichem Sinne auf den um die Achse a drehbaren Anker einwirken. Die Grundeinstellung erfolgt in der Weise, daß der obere Anschlag K so weit heruntergeschraubt wird, bis der Zwischenraum zwischen dem Anker und dem Pol des Elektromagnets I etwa das Doppelte des Zwischenraums zwischen dem Anker und dem Pol des Elektromagnets II beträgt. Die überwiegende Anziehungskraft des Poles II wird durch Anspannen der Abreißsender f aufgehoben, so daß sich der Ankerarm an K anlegt.

Bei Arbeitsstrom muß der positive Strom bei A in die Umwindungen eintreten; es überwindet dann die Anziehungskraft des Elektromagnets II die Senderspannung. Der Ankerarm bewegt sich nach unten, um bei Stromunterbrechung oder Stromschwächung wieder nach oben zu gehen. Bei Ruhestrom muß der positive Strom bei R eintreten. Die Abreißsender ist dann so weit zu entspannen, daß der Anker im wesentlichen nur unter der Wirkung der Pole I und II steht. Durch den von R nach A fließenden Strom wird der Magnetismus in I verstärkt und in II geschwächt; der Ankerarm legt sich im Ruhezustande also ebenfalls an den Kontakt K an. Bei Stromunterbrechung oder ausreichender Stromschwächung geht er nach unten, weil dann der ihm näher gelegene Pol II eine stärkere Anziehungskraft ausübt als Pol I, dessen Wirkung nicht mehr wie bei der Einstellung für Arbeitsstrombetrieb durch die Abreißsender unterstützt wird.

Der elektromagnetische Lochapparat und automatische Sender von Siemens & Halske. Er dient zur Aufnahme der Morsezeichnen in Form eines gelochten Papierstreifens; eine solche Telegrammaufnahme kann mittels eines entsprechend konstruierten Senders sofort auf einer zweiten Leitung weitergegeben oder, wenn es sich nicht um Durchgangstelegramme handelt, übersetzt und niedergeschrieben werden. Zu letzterem Zwecke wird der Lochstreifen langsam durch den automatischen Sender hindurchgeschickt und mit ihm ein Klopfer betätigt, nach dessen akustischen Zeichen das Telegramm niedergeschrieben wird.

Der Lochapparat besteht aus zwei Elektromagneten M₁ und M₂ (Fig. 2), denen ein Lochstempel in der Weise zugeteilt ist, daß M₁ ein Loch am oberen und M₂ ein solches am unteren Rande des Papierstreifens einstanzt. Der aus Oelpapier gefertigte Lochstreifen wird durch einen Elektromotor E, dessen Geschwindigkeit durch den Widerstand R W geregelt wird, unter den Stanzstempeln mit gleichförmiger Geschwindigkeit hindurchgezogen. Der Elektromotor E kann durch den Schalter D ein- oder ausgeschaltet werden. Soll der Apparat als Empfänger benutzt werden, so werden an seine Klemmen A, R und M die Kontakte a und r, sowie der Anker des Linienrelais L R angeschlossen. Sobald beim Eintreffen eines Telegraphierstromes[763] der Anker des Linienrelais den Kontakt a berührt, fließt ein Strom vom – Pol der Betriebsbatterie von 110 Volt über diesen Kontakt, den Relaisanker, die Klemme M, den Kondensator C, den Stanzmagneten M₁ zum + Pol der Batterie zurück. Der Strom ladet den Kondensator C und erregt vorübergehend den Elektromagneten M₁, der mit seinem Lochstempel ein Loch am oberen Rande des Streifens einstanzt. Hört der Telegraphierstrom auf, so wird der Anker des Linienrelais an den Kontakt r umgelegt und damit der Kondensator C über den Stanzmagneten M₂ entladen, wodurch ein Loch am unteren Rande des Streifens eingestanzt wird. Da bei einem Morsepunkt die Magnete M₁ und M₂ kurz hintereinander ansprechen, so ist der Papierstreifen in der Zeit zwischen den beiden Lochungen nur um eine kurze Strecke fortgeschritten, und es erscheint das Lochbild 1 (Fig. 3) auf dem Streifen. Beim Morsestrich liegt ein längerer Zwischenraum zwischen dem Ansprechen der beiden Stanzmagnete, so daß das Lochbild 2 zustande kommt. Die Punkte und Striche unterscheiden sich also nur durch den Abstand d der beiden zu einem Zeichen gehörenden Löcher. Geübte Beamte können die Lochschrift ohne weiteres vom Streifen ablesen. Wird an Stelle des Linienrelais L R eine Morsetaste so eingeschaltet, daß ihr Körper mit der Klemme M, der Arbeits- und Ruhekontakt mit den Klemmen A bezw. R verbunden wird, so kann ein Lochstreifen mit Telegrammen hergestellt werden, der alsdann mit beliebig hoher Geschwindigkeit durch den automatischen Sender zur Abtelegraphierung gebracht werden kann. Die Leistungsfähigkeit des elektromagnetischen Lochapparates beträgt bis zu 40 Punkteinheiten in der Sekunde, es läßt sich also mit ihm eine Telegraphiergeschwindigkeit von 80–100 Wörtern in der Minute erzielen.

Zur automatischen Weitergabe des mit dem Lochapparate hergestellten Telegraphierstreifens dient ein einfacher Sender, welcher, den beiden Lochreihen entsprechend, zwei nebeneinander angeordnete, voneinander isolierte Blattsendern F₁ und F₂ (Fig. 4) besitzt. An den Blattsendern sind die abgeschrägten Stahlschuhe S₁ und S₂ so befestigt, daß sie von unten federnd gegen den Papierstreifen drücken und durch die eingestanzten Löcher frei hindurchfallen können, wobei die Kontakte c₁ und c₂ geschlossen werden. Wird z.B. durch ein Loch am oberen Rande der Kontakt c₁ geschlossen, so fließt ein kurzer Stromstoß vom + Pol der Betriebsbatterie von 110 Volt über die Klemme h, den Bügel N, die Klemme f, das polarisierte Relais R, den Kondensator C, Kontakt c₁, Sender F₁ und Widerstand W₂ zum – Pol der Batterie. Der Kondensator C wird geladen, und gleichzeitig wird der neutral eingeteilte Anker des polarisierten Relais R vom Ruhekontakte e nach dem Arbeitskontakte d umgelegt. In dieser Stellung verbleibt der Relaisanker so lange, bis ein Loch am unteren Rande des Streifens über die Sender F₂ und deren Stahlschuh S₂ zu stehen kommt. Ist dies der Fall, so entladet sich der Kondensator C über den Kontakt c₂, die Sender F₂, die Klemme g, den Bügel N, die Klemme f und das Relais R. Da dieser Entladestrom entgegengesetzte Richtung wie der Ladestrom besitzt, so wird der Relaisanker wieder[764] nach dem Ruhekontakt e umgelegt. Ein Loch am oberen Rand des Streifens bestimmt also wieder den Anfang des Telegraphierstroms und ein Loch am unteren Rande das Ende desselben.

Leitung und Linienbatterien sind an die Klemmen L und ± L B angeschlossen; sie sind über den Schalter D entweder mit dem Anker und den Kontakten d und e des Relais oder mit den Klemmen M, A und R verbunden, je nachdem der Schalter auf »Automat. Sender« oder auf »Taste« steht. Die Klemmen M, A und R dienen zum Anschluß einer Morsetaste T, um bei ausgeschaltetem automatischen Sender ein Telegraphieren von Hand zu ermöglichen; es ist dann auch der Stromweg des Elektromotors M unterbrochen.

Der Apparat kann nach Vornahme einiger geringfügiger Aenderungen auch als Sender für die Lochstreifen des Wheatstone-Schnellschreibers (vgl. Bd. 8, S. 447) dienen. Diese Lochstreifen besitzen eine mittlere Lochreihe, in die zur Fortbewegung des Papiers ein Sternrad eingreift. Es sind also an dem Siemens-Sender die Friktionsrollen für den Papiertransport gegen ein Stern- und Nutenrad auszuwechseln. Ferner stehen beim Wheatstone-Lochstreifen die ein Punktzeichen bildenden beiden Löcher genau übereinander; damit nun die Stahlschuhe S₁ und S₂ nicht gleichzeitig, sondern nacheinander in die Löcher einfallen, wird die verstellbar angeordnete Sender F₂ der Sender F₁ gegenüber um den halben Abstand zweier Führungslöcher in der Streifenbewegungsrichtung verschoben. Um den rechtzeitigen Eintritt der Telegraphierimpulse sicherzustellen, ist noch folgende Einrichtung getroffen. Der Stromweg für die Ladung und Entladung des Kondensators C wird nicht unmittelbar an den Kontakten c₁ und c₂ geschlossen, sondern zwangläufig zu ganz bestimmten Zeiten an einer auf der Welle des Elektromotors E angebrachten Kontaktscheibe K. Diese besitzt ein kurzes Segment z, welches seine Zuleitung durch die Bürste z₁ erhält, während die Abnahme des Stromes durch die beiden gegenüberstehend angeordneten Bürsten c und b erfolgt. Der für den Siemens-Lochstreifensender durch den Bügel N hergestellte Kurzschluß von a b und z₁ ist zu entfernen, so daß bei jeder halben Umdrehung des Motors entweder die Verbindung z a oder z b auf die Dauer von je einer Viertelumdrehung hergestellt wird. Das Uebersetzungsverhältnis von Motor zum Streifentransportrad ist so gewählt, daß einer Umdrehung des Motors die Fortbewegung des Lochstreifens um den Abstand zweier Transportlöcher entspricht.

Der neue Schnelltelegraph von Siemens & Halske. Im Gegensatz zu dem bei dem früheren Schnelltelegraphen der Firma (Bd. 8, S. 450) verwendeten photographischen Verfahren zum Abdruck der Typen wird bei dem neuen Apparate ein mechanisches Verfahren angewendet. Bei diesem schlägt der durch Kondensatorentladung betätigte Druckhammer gegen das laufende Typenrad [1]. Die Telegramme werden in Form von durchlochten Papierstreifen auf Tastenlochapparaten vorbereitet, indem beim Anschlagen einer Taste die Lochgruppe für das betreffende Zeichen gestanzt wird. Der Lochapparat (Fig. 5 und 6) besitzt, fünf Elektromagnete St M zum Einstanzen der Löcher in den Papierstreifen sowie einen Elektromagneten T M zum Fortbewegen des Streifens. Beim Anschlagen einer Taste werden an dieser Kontakte hergestellt und diejenigen Stanzmagnete erregt, welche den betreffenden Zeichen entsprechen. Das Relais R dient zur Betätigung des Transportelektromagneten T M.

Die Buchstaben und Zeichen bestehen sämtlich aus je 5 Stromeinheiten, die entweder negativ oder positiv gewählt werden. Die negativen Stromeinheiten bilden die Zeichenströme, die positiven die Trennströme. Die für die einzelnen Buchstaben und Zeichen hiernach gewählte Lochgruppierung stellen die Fig. 7 und 8 dar. Die kleinen Löcher an beiden Rändern des Streifens (vgl. Fig. 7) sind Führungslöcher. Das durchlochte Band bewirkt, durch die Abfühlvorrichtung des automatischen Senders gezogen, daß den eingestanzten Lochzeichen entsprechend negative Zeichenströme und positive Trennströme in die Leitung geschickt werden.

Der automatische Sender (Fig. 9) besteht aus einem Motor M mit einer Schwungradscheibe S, welche unter Zwischenschaltung eines umschaltbaren Zahnradgetriebes G einen Kontaktbürstenarm A antreibt. Die Kontaktbürsten B bestreichen die beiden Ringe [765] z und z₁; letzterer besitzt fünf voneinander isolierte Segmente. Am vorderen Ende der Achse wird mittels des Schneckengetriebes D und einer Stiftwalze L der durchlochte Sendestreifen über die Stahlschuhe von fünf Abfühlhebeln H hinweggezogen. Die Hebel sind in Verbindung mit den Kontaktsegmenten des Ringes z₁. Diese Segmente erhalten Zeichenstrom, wenn der korrespondierende Hebel ein Loch im Papierstreifen vorfindet; im andern Falle bekommen sie Trennstrom. Sender und Empfänger müssen synchron laufen; zur Einstellung des Motors auf die verabredete Geschwindigkeit wird das Tachometer U benutzt. Zur Herstellung und Aufrechterhaltung des Gleichlaufs dient, solange kein Telegramm gegeben wird, das Zeichen , dessen Lochbild aus Fig. 8 ersichtlich ist.

Um ferner beim Duplexbetriebe dem fernen Amte ein Unterbrechungszeichen übermitteln zu können, ist eine Einrichtung derart getroffen, daß mittels eines vierteiligen Kollektors R das Zeichen »Halt« (Lochbild vgl. Fig. 8) gegeben wird.

Die Umlaufzahl des Gebermotors beträgt etwa 1000 Umdrehungen in der Minute. Bei Einschaltung der Uebersetzung 2 : 1 des Zahnradgetriebes G macht der Bürstenarm 500 und bei Einschaltung der Uebersetzung 4 : 1 250 Touren in der Minute. Es werden also im ersten Falle 8 Zeichen, im zweiten Falle 4 Zeichen in der Sekunde gegeben. Durch Schwächung des magnetischen Feldes am Gebermotor kann die Zahl der Zeichen auf 12 in der Sekunde gesteigert werden. Der Empfänger (Fig. 10) besteht aus einem Elektromotor M, von dessen Achse unter Zwischenschaltung eines umschaltbaren Zahngetriebes Z mit der Uebersetzung 2 : 1 und 4 : 1 wie beim Sender die Welle W angetrieben wird. Auf dieser Welle ist der Kontaktbürstenarm B mit 8 Bürsten (B₁ – B₈) und das Typenrad T befestigt. Die Linienströme, welche vom Sender geschickt werden, durchfließen die Windungen eines polarisierten Linienrelais; ein eintreffender Trennstrom legt den Anker des Relais nach links an den Ruhekontakt, und ein Zeichenstrom nach rechts an den Arbeitskontakt. Um die ankommenden Trenn- und Zeichenströme in der Empfangsdruckeinrichtung aufzunehmen, ist Bedingung, daß Geber- und Empfänger-Kontaktbürstenarm gleiche Geschwindigkeit und gleiche Stellung haben. Hierzu dient eine Regulierscheibe r₇ r₈, über der die Kontaktbürsten B₇ B₈ schleifen und die zur Entgegennahme der 5 Stromeinheiten wie die Senderringscheibe z₁ in 5 Segmente geteilt ist. Beim Beginne des Arbeitens werden Geber- und Empfängermotor auf die verabredete Geschwindigkeit mit Hilfe der Tachometer U eingestellt und beim Empfänger mit dem Kippschalter I sämtliche Segmente des 1., 2., 4. und 5. Fünftels der

Regulierscheibe isoliert. Der bei Abgabe des Regulierzeichens im dritten Fünftel jeder Umdrehung eintreffende Zeichenstrom legt den Anker des polarisierten Linienrelais an den rechten Kontakt, wodurch ein Kondensator über das Regulierungsrelais R R I geladen wird. Eilt der Empfangsmotor dem Gebermotor voraus, so betätigt der Ladestrom des Kondensators das Regulierungsrelais R R I so, daß ein Widerstand W₅ in den Ankerkreis des Empfangsmotors eingeschaltet wird; der Motor läuft nun langsamer. Bleibt der Empfangsmotor dem Gebermotor gegenüber zurück, so betätigt der Ladestrom[766] des Kondensators das Regulierungsrelais R R I so, daß der Widerstand _W6 kurz geschlossen wird und der Motor nun schneller läuft. Innerhalb eines Fünftels der Umdrehung wirken also stets durch Verlangsamung oder Beschleunigung regulierende Kräfte. Zur Herstellung des genauen Gleichlaufs dient dann noch das Regulierungsrelais R R II. Zum Ausgleich großer Geschwindigkeitsumdrehungen ist ein automatisch wirkender Nebenschlußregler für den Antriebsmotor vorgesehen, welcher Aenderungen bis zu 15% selbsttätig ausgleichen kann. Hierzu dient ein kleiner Hilfsmotor h, mit dessen Achse ein Kontaktarm p gekuppelt ist, welcher, der wechselnden Drehrichtung des Motors folgend, der Feldwickelung des Empfangsmotors Widerstände zu- und abschaltet und dadurch verzögernd oder beschleunigend auf ihn einwirkt. Die Regulierscheibe dient gleichzeitig zur Aufnahme der Zeichen, jedes der 5 Segmente derselben ist für eine Stromeinheit eines Zeichens bestimmt; ⁹/₅₀ des Segmentbogens dienen zur Aufnahme der Stromeinheit eines Zeichens, ¹/₅₀ zur Abgabe derselben auf die fünf polarisierten Aufnahmerelais R₁ – R₅. Wird z.B. das Regulierzeichen gegeben, so werden im ersten, zweiten, vierten und fünften Fünftel Trennströme und im dritten Fünftel ein Zeichenstrom gegeben. Wie bereits erwähnt, wird beim Eintreffen eines Zeichenstroms das Regulierungsrelais R R₁ durch die Ladung eines Kondensators betätigt. In den Kondensatorkreis ist die Wicklung des polarisierten Verteilerrelais V R eingeschaltet, das die Zeichen und Trennströme auf die Aufnahmerelais R₁ – R₅ so verteilt, daß deren Anker genau entsprechend der Lochanordnung des Senderstreifens eingestellt werden.

Der Abdruck des aufgenommenen Zeichens erfolgt durch einen elektromagnetisch betätigten Druckhammer in der Weise, daß der zwischen dem dauernd umlaufenden Typenrad und dem Druckhammer sich befindliche Papierstreifen bei Erregung des Druckmagneten vorübergehend gegen die betreffende Type des Typenrades gepreßt wird. Die Erregung des Druckmagneten erfolgt durch die Entladung eines Kondensators. Zur Uebersetzereinrichtung gehören noch die sechs ringförmigen, konzentrisch angeordneten Uebersetzerscheiben r₁ – r₆, über denen die Kontaktbürsten B₁ – B₆ schleifen. Die Relaisanker R₁ – R₅ mit je einem oberen und unteren Kontakte geben 2⁵ = 32 Kontaktmöglichkeiten, welche den 32 Entladungsmöglichkeiten an den Uebersetzerscheiben entsprechen. Letztere sind nämlich so eingeteilt, daß die innerste Scheibe r₆ ein Ganzes bildet, die nächste Scheibe r₅ in 2, die folgende r₄ in 4, r₃ in 8, r₂ in 16 und r₁ in 32 Teile geteilt ist. Jeder der 5 Uebersetzerscheiben r₁ – r₅ sind die Kontakte eines Aufnahmerelais zugeteilt. Die Ringscheibe r₆ ist über den Druckkondensator mit dem Anker des Relais R₁ und R I verbunden. Für jede Relaisankerstellung gibt es nur eine einzige, eindeutig an den Uebersetzerscheiben bestimmte Entladungsmöglichkeit für den Druckkondensator. Auf der Achse des Bürstenarmes ist das Typenrad so befestigt, daß bei der Entladung des Druckkondensators die der Relaisanker bezw. Bürstenstellung entsprechende Type sich über dem Druckhammer befindet und zum Abdruck kommt.

Die fünf Aufnahmerelais R₁ – R₅ werden während einer Umdrehung des Empfängers durch die Linienimpulse eingestellt und während der nächsten verursachen sie den Abdruck des Zeichens. Es könnten sonach nur bei jeder zweiten Umdrehung Stromimpulse übermittelt werden. Um diesen Uebelstand zu vermeiden, ist noch eine zweite Gruppe Aufnahmerelais R₁ bis R_v vorgesehen, deren Windungen durch einen rotierenden Kollektor immer abwechselnd für je eine Umdrehung des Empfängers geschlossen und unterbrochen werden. Die Kontakte derjenigen Gruppe von Relais, die während einer bestimmten Umdrehung eingestellt wurden, sind dann während der folgenden Umdrehung an die Uebersetzerscheiben angeschaltet. Zu derselben Zeit also, in welcher die eine Relaisgruppe ein Zeichen entgegennimmt, bringt die andere Relaisgruppe das von ihr bei der vorhergehenden Umdrehung aufgenommene Zeichen[767] zur Uebersetzung. Der Vorschub des Papierstreifens nach Abdruck einer Type erfolgt durch die Wirkung eines Exzenters, der auf der Achse des Empfängers sitzt und mittels einer Klinke ein Sperrad bewegt.

Nach Beendigung einer Telegrammreihe sendet der Geber selbsttätig fortlaufend Regulierzeichen, um den Gleichlauf der Apparate aufrecht zu erhalten. Bei längeren Pausen ist es wünschenswert, den Vorschub des Empfängerstreifens ausrücken zu können. Dies geschieht durch das Ein- und Ausrückrelais E A R, das einen Magneten betätigt, der, wenn er Strom erhält, die Klinke verhindert, gegen den Exzenter zurückzufallen. Der Druckstrom kann dann solange nicht zustande kommen, als das Regulierzeichen gegeben wird, wohl aber dann, wenn ein anderes Zeichen ankommt. Dieses wirst das Ausrückrelais E A R in die Ruhelage zurück und setzt den Papiertransport und den Druck ohne Mitwirkung des Beamten in Betrieb. Das Ein- und Ausrückrelais kann auch von Hand durch den Kippschalter III betätigt werden.

Der Wechsel von Buchstaben auf Zahlen und Zeichen und umgekehrt wird durch das Wechselrelais W R bewirkt. Es setzt den Wechselmagneten unter Strom, sobald ein Zahlenblankzeichen kommt, bis wieder ein Buchstabenblank folgt. Der Anker des Wechselmagneten verschiebt das Typenrad in achsialer Richtung, so daß für die Zeit seiner Einschaltung entweder die Zeichen- oder die Ziffernreihe dem Druckhammer gegenüber zu stehen kommt.

Neben dem gedruckten Empfangsstreifen kann man auch noch einen gelochten Streifen zum Weitersenden erhalten. Zu diesem Zweck wird ein Tastenlocher, wie er bereits beschrieben wurde, durch einen Kontaktstöpsel mit dem Empfänger verbunden. Zwischen Empfangsscheibe und Uebersetzungsrelais sind noch eine dritte Gruppe Relais S₁ – S₆ eingeschaltet, welche die gleiche, den Löchern im Sendestreifen entsprechende Einstellung bei jeder Umdrehung des Apparates enthält. Sobald das fünfte Relais S₅ eingeschaltet ist, und bevor das erste S₁ wieder Strom erhält, wird am Stanz- und Papiervorschubkollektor ein Strom geschlossen, der über die Kontakte der Relais S₁ – S₅ zu den Stanzmagneten fließt und hier dieselbe Lochkombination einstanzt, die sich auf dem Lochstreifen des Senders befindet; während des übrigen Teils der Umdrehung wird dann der Papiervorschubmagnet betätigt. Zur Ein- und Ausschaltung des Lochstreifenempfängers dient der Kippschalter II. Der neue Schnelltelegraph ist auf den Linien Berlin-Düsseldorf, Berlin–Breslau, Berlin–Frankfurt (M.), Berlin-Straßburg (Elf.) und Berlin-Königsberg (Pr.) mit gutem Erfolge im Betriebe.

Mehrfachtelegraphen. Doppeltelegraphie mit Gleich- und Wechselstrom. Eine in gewöhnlicher Weise mit Gleichstrom und Morse-, Klopfer- oder Hughesapparaten betriebene Telegraphenleitung läßt sich zu einer zweiten gleichzeitigen Zeichenübermittelung mittels gleicher Apparate benützen, wenn für die Zeichengebung Wechselströme verwendet werden. Die Gleichstromapparate müssen dann gegen die Wechselströme durch Induktanzrollen (Bd. 8, S. 440) und die Wechselstromapparate gegen die Gleichströme durch Kondensatoren verriegelt werden.

Als Wechselstromfender dient ein Induktorium J (Fig. 11) mit Hammerunterbrecher H, das im Morse- und Klopferverkehr mit Selbstunterbrechung des Primärkreises arbeitet und im Hughesbetrieb unter Festlegung des Hammers als Transformator wirkt. Im ersteren Falle entstehen in der Sekundärspule des Induktoriums für die Dauer des Tastendruckes T ziemlich gleichmäßige Wechselströme, im letzteren Falle beim Wiederöffnen des Arbeitskontaktes A, an den die Telegraphiebatterie B angelegt ist, ein kurzer Wellenzug von sehr steiler Kurvenform. Die so erzeugten Wechselströme gelangen über den Abschlußkondensator C¹ gegen den Gleichstromapparatsatz in die Leitung L und von da zum Wechselstromempfänger des Gegenamtes. Der Gleichstromapparatsatz G M ist gegen die Wechselströme durch die Induktanzrolle G geschützt. Der Wechselstromempfänger besteht aus einem phonischen Relais R, dessen Bauart der eines gewöhnlichen Fernhörers entspricht. Auf der Membran M ruht unter leichtem Senderdruck ein Kontaktstift Ks, der mit ihr eine Stromschlußstelle für einen Ortsstromkreis bildet, der in den eigentlichen Empfangsapparat (Morse-, Klopfer- oder Hughesapparat) Gleichstrom schickt, sobald die Membran in Schwingungen gerät und dadurch die metallische Verbindung zwischen ihr und dem Kontaktstift Ks unterbricht. Der Gleichstrombetrieb der Leitung hat auf das phonische Relais keinen Einfluß, weil die Gleichströme einmal durch den Kondensator C² wesentlich abgeflacht werden und ihnen außerdem der Weg zum phonischen [768] Relais noch durch den Kondensator C¹ verriegelt wird. Wird für die Wechselstromtelegraphie die Taste T betätigt, so erhält die Primärspule P des Induktoriums J über A, T und H Strom aus der Telegraphierbatterie B; der infolgedessen schwingende Hammer H ruft im Primärkreise periodische Schließungen und Unterbrechungen des Stromes und in der Sekundärwickelung S also Wechselströme hervor, die über den Kondensator C¹ und die Leitung L zum andern Amte gelangen. Um die Bildung von Uebertragungsfunken am Hammer und an dem Arbeitskontakte der Taste zu verhindern, ist parallel zur Primärwickelung des Induktoriums der Kondensator C³ geschaltet. Die auf dem Amte ankommenden Wechselströme gehen durch den Kondensator C¹ dann einerseits durch das phonische Relais R über die in der Ruhelage befindliche Taste T, den Hammer H und die Primärwickelung P des Induktoriums und andrerseits durch die Sekundärspule S des Induktoriums J zur Erde. Der Stromteil, der von der Sekundärspule S aufgenommen wird und damit für das phonische Relais R verloren geht, ist nur klein, weil das phonische Relais eine wesentlich geringere Selbstinduktion als die Sekundärspule besitzt; außerdem verstärkt dieser Stromteil noch durch Induktion auf die Primärwickelung P den durch phonische Relais fließenden Strom. Die Membran M steht in ruhendem Zustande mit der Erde in Verbindung und schließt durch den aufliegenden Kontaktstift Ks und einen Vorschaltewiderstand W die Ortsbatterie O B, so daß der eigentliche Empfangsapparat – Morse- oder Klopferapparat M K – stromlos ist. Sobald aber die Membran M unter der Wirkung der das phonische Relais durchfließenden Wechselströme in Schwingungen gerät, wird die unmittelbare Verbindung zwischen Ks und der Erde über die Membrane aufgehoben, und der Morse- oder Klopferapparat erhält Strom.

Soll die Leitung mit Hughesapparaten betrieben werden, so wird das Elektromagnetsystem des Empfangsapparates ebenfalls mit dem Kontaktstift Ks des phonischen Relais verbunden. Der Ruhekontakt C² der Batteriekontaktsender F¹ (vgl. Fig. 26, Bd. 8, S. 444) – entsprechend dem Ruhekontakt der Taste T in Fig. 11 – wird mit den Windungen des phonischen Relais verbunden. Da Stromsendung und Stromempfang voneinander zu trennen sind, müssen Hughesapparate mit mechanischer Auslösung verwendet werden. Von der mechanischen Auslösung des Ankers wird indes kein Gebrauch gemacht, und es wird deshalb das Kopfstück des den Anker abwerfenden Stößers ganz heruntergeschraubt. Das zur Kontrolle erforderliche Ansprechen des gebenden Hughesapparates wird durch den aus dem Kondensator C¹ kommenden Entladestrom herbeigeführt; dieser durchfließt nach Rückkehr der Batteriekontaktsender in ihre Ruhelage das phonische Relais und durchbiegt dessen Membran, so daß infolge Unterbrechung des Kontaktes Ks ein Stromstoß aus der Ortsbatterie O B in das Elektromagnetsystem gelangen kann. Damit diese Durchbiegung nicht wesentlich stärker ist als bei einem vom Gegenamte eintreffenden schwächeren Stromimpulse, so wird parallel zu den Windungen des phonischen Relais der Kondensator C⁴ angeschaltet. Im Morse- und Klopferbetrieb ist dieser Kondensator. entbehrlich.

Beim Hughesbetrieb wird der Hammer H durch Anziehen seiner Kontaktschraube festgelegt. Durch Niederdrücken einer Hughestaste wird dann die Telegraphierbatterie B über den Batteriearbeitskontakt (gleichbedeutend mit A in Fig. 11) und die Batteriesender (gleichbedeutend mit T in Fig. 11) mit der Primärwindung P in Verbindung gebracht. Der dadurch sekundär erzeugte Wellenzug ist nicht imstande, das phonische Relais des Gegenamtes zu betätigen, während das phonische Relais des gebenden Amtes überhaupt keinen Strom erhält, weil der Ruhekontakt der Batteriesender (Taste T) unterbrochen ist. Erst beim Wiederöffnen des Arbeitskontaktes der Batteriesender entsteht sekundär eine kräftige Schwingung, durch welche das empfangende phonische Relais zum Ansprechen gebracht und der Hughesapparat des empfangenden und des gebenden Amtes in der vorbeschriebenen Weise betätigt wird.

Erhöhung der Betriebsgeschwindigkeit in langen Unterseekabeln. Bei längeren Kabeln und hoher Telegraphiergeschwindigkeit geht die Ablenkung des Farbröhrchens des Heberschreibers (vgl. Bd. 8, S. 442) infolge der langsam verlaufenden Entladung zwischen zwei Zeichen nicht bis zur Nullinie zurück. Infolgedessen erzeugen mehrere aufeinanderfolgende Stromsendungen gleicher Richtung eine einzige Ablenkung, außerdem nimmt die Höhe der Ausbiegung mit wachsender Sendergeschwindigkeit ab, so daß die Buchstabenkurve immer weniger von der Nullinie abweicht und die Zeichen schließlich nicht mehr erkennbar werden. Durch Abschlußkondensatoren und Nebenschlüsse hoher Selbstinduktion parallel zum Heberschreiber kann man die Entladung des Kabels beschleunigen, damit die Kurvenform des ankommenden Stromes versteuern und die Telegraphiergeschwindigkeit erhöhen. Auf dem Kabel Emden-Vigo hat man mit solchen Mitteln beim Gegensprechbetriebe eine Telegraphiergeschwindigkeit von 135 Buchstaben in der Minute erzielt. Diese Betriebsgeschwindigkeit ist jetzt mit Hilfe eines von dem englischen Elektriker Heurtly erfundenen Apparates, »Magnifier« oder »Verstärker« genannt, auf 190–200 Buchstaben in der Minute erhöht worden [2]. Welche Bedeutung eine solche um 40–50% betragende Erhöhung der Betriebsgeschwindigkeit namentlich bei der beginnenden Konkurrenz der Ozeanfunkentelegraphie für die Rentabilität eines langen Unterseekabels hat, kann man ermessen, wenn man berücksichtigt, daß ein solches Kabel z. B. zwischen Deutschland und Nordamerika 20 Millionen Mark kostet. Die Anordnung des Apparates von Heurtly wird schematisch durch Fig. 12 dargestellt. Die Spule eines Heberschreibers R₁ wird in gewöhnlicher Weise in Gegensprechspaltung mit dem Kabel verbunden und von den ankommenden Strömen durchflossen. Der Spule wird ein induktionsfreier Widerstand r₁ von 400 Ohm und ferner ein ebensolcher Widerstand r₂ von 1320 Ohm mit einer Spule s₂ von hoher Selbstinduktion parallel geschaltet. Diese Kombination wird unter Vorschaltung eines induktionsfreien Widerstandes r₃ von 1620 Ohm parallel zu einer Spule S₁ von hoher Selbstinduktion in die Diagonale der Empfangsschaltung gelegt. Mit der Spule sind durch Quarzfädchen F zwei Platindrähte A₁ und A₂ von etwa 0,008 mm Durchmesser mit hohem elektrischen Temperaturkoeffizienten[769] und einem Widerstande von je 80–85 Ohm verbunden. Diese Drähte bilden zwei Arme einer Wheatstoneschen Brücke, deren andre beiden Arme aus zwei Widerständen r₄ und r₆ von je 600 Ohm bestehen. Zu einem Teil dieser festen Widerstande sind veränderliche Widerstande r₅ und r₇ parallel geschaltet; sie dienen zur Herstellung des elektrischen Gleichgewichtes. In die eine Diagonale der Wheatstoneschen Brücke wird ein gewöhnlicher Heberschreiber R₂ geschaltet; die andre Diagonale enthält außer dem Vorschalterwiderstand r₈ eine Ortsbatterie B von 36 Volt, deren Strom die dünnen Platindrähte beim Durchfließen auf eine höhere Temperatur als die der umgebenden Luft bringt. Die Hitzdrähte A₁ und A₂ liegen in einem Luftstrom, der mit gleichmäßiger Stärke senkrecht zur Bewegungsrichtung der Drähte bläst und von einem besonders konstruierten Luftgebläse erzeugt wird. Wenn die beiden Drähte von der Empfängerspule R₁ unter dem Einfluß ankommender Ströme durch Vermittlung der Quarzfäden in der einen oder andern Richtung bewegt werden, so wird der eine Draht dem Luftstrome stärker, der andre entsprechend weniger ausgesetzt. Der elektrische Widerstand des ersten, mehr abgekühlten Drahtes wird verringert, der des andern erhöht. Das Gleichgewicht der Brückenanordnung wird dadurch gestört und der in der Diagonale liegende Empfangsapparat wird vom Strom durchflossen. Auf diese Weise werden alle Ablenkungen der Spule R₁ in verstärktem Maße auf die Spule des Heberschreibers R₂ übertragen, da jedesmal die Abkühlung des einen und die stärkere Erhitzung des andern Drahtes zusammenwirken. Die Größe der Verstärkung ist der Stärke des Luftstromes und derjenigen des Heizstromes proportional. Die Stärke des Heizstromes wird von Milliamperemeter M gemessen und kann durch den Widerstand r₈ geregelt werden. Bei Ausschaltung von r₈ fließt durch die Hitzdrähte ein Strom von 90 Milliampere; bei dieser Stromstärke sind die Bewegungen des Schreibröhrchens von R₂ zehnmal so groß als die der Hitzdrähte.

Literatur: [1] Elektrotechn. Zeitschr., Berlin 1913, Heft 34–41. – [2] Telegraphen- und Fernsprechtechnik, Beilage der Blätter für Post und Telegraphie, Berlin 1912, Nr. 17 und 18.

B. Telegraphie ohne Draht.

Die neuere Entwicklung der drahtlosen Telegraphie wird dadurch gekennzeichnet, daß die Sender Züge oder Gruppen von elektrischen Wellen zur Ausstrahlung bringen, die infolge ihrer Regelmäßigkeit und Häufigkeit auf der Empfangstation einen reinen musikalischen Ton erzeugen, der leicht von atmosphärischen Störungen und von den Tonzeichen andrer Stationen unterschieden werden kann. Bedingung für einen Tonsender ist, daß er nur Wellen einer Länge ausstrahlt.

Vorbildlich für sämtliche Tonfunkensender ist der Braunfender mit Wienscher Stoßerregung [1] geworden, bei dem das Sekundärsystem, d.h. der Luftleiter, durch das Primärsystem, d.h. den Erregerkreis oder Stoßkreis, um elektrisch angestoßen wird und dann mit seiner Eigenschwingung und Eigendämpfung, also einwellig ausschwingt. Das Wiensche Verfahren ist von der Telefunkengesellschaft weiter ausgebaut worden; es bildet die Grundlage für das jetzt in der Praxis neben dem Marconisystem am weitesten verbreitete System der »Tönenden Funken«. Das erste für die Praxis brauchbare System dieser Art wurde von der Telefunkengesellschaft 1908 fertiggestellt. Marconi erzielt die für die Tonfunkensendung erforderliche Einwelligkeit des Senders durch seinen »Disk-Discharger« oder Scheibenentlader [2], eine rotierende Funkenstrecke, bei der gewöhnlich eine Elektrode stillsteht, während die andre sehr rasch an ihr vorbeirotiert. Die Funkenstrecke reißt in dem Augenblick ab, in dem die Erregerenergie auf das Sekundärsystem, den Luftleiter übertragen ist. Der neue Marconi-Sender arbeitet also auch nach dem Wienschen Prinzip der Stoßerregung. Professor Wien hat seine Untersuchungen über Stoßerregung 1906 veröffentlicht und sie dem allgemeinen Gebrauche zur Verfügung gestellt. Es ist anzunehmen, daß Marconi für die Konstruktion seines schnellrotierenden Scheibenentladers die Ergebnisse der Wienschen Untersuchungen mitbenutzt hat, da seine auf den neuen Sender genommenen Patente erst aus dem Jahre 1907 flammen.

Die für die Tonsendung erforderliche Einwelligkeit der Fernwirkung liefern auch die Systeme, die mit vollkommen oder wenigstens nahezu ungedämpften Schwingungen arbeiten. Diese Schwingungen werden nach der Lichtbogenmethode oder unmittelbar durch Wechselstrommaschinen besonderer Bauart – Hochfrequenzmaschinen – erzeugt. Von den Lichtbogenanordnungen findet nur der Poulsen-Generator noch ausgedehnte Anwendung in der Praxis; die ähnlich konstruierte Hochfrequenzlampe der Telefunkengesellschaft wird vorläufig nicht mehr gebaut. Von den Hochfrequenzmaschinen sind die Maschinen von Alexanderson-Fessenden,[770] von Professor Goldschmidt [4] und von der Telefunkengesellschaft zur Einführung in die Praxis fertig. Auch Marconi [2] verfügt über eine gebrauchsfertige Hochfrequenzmaschine; er hält aber ihre Einführung noch nicht für nötig, weil er mit seinem Disk-Discharger Leitungen erzielt, die durch eine Hochfrequenzmaschine nicht übertroffen werden könnten.

Besondere Beachtung verdient neuerdings noch das Vieltonsystem der C. Lorenz-A.-G. [4], das nach den Vorschlägen von W. Burstyn technisch von Dr. ing. Rein ausgebildet worden ist. Bei diesem System wird einer mit Stoßerregung arbeitenden Entladestrecke, also einem Löschfunkenkreise, ein weiterer Schwingungskreis – der Tonkreis – parallel geschaltet. Kapazität und Selbstinduktion dieses Tonkreises sind so abgestimmt, daß seine Eigenschwingung der eines hörbaren Tones entspricht. Mittels einer Klaviatur kann die Selbstinduktion des Tonkreises geändert werden; es ist also die Möglichkeit eines einfachen und schnellen Tonwechsels gegeben, wodurch Signale und einfache Tonrhythmen übertragen werden können.

Die jetzt vorhergehende Verwendung schwachgedämpfter und ungedämpfter Wellen in der drahtlosen Telegraphie der Praxis haben die alten Wellenanzeiger – die Momentandetektoren –, die vorzugsweise auf den maximalen Wert einer Schwingung ansprechen und bei denen die folgenden Schwingungen zur Wirkung nicht mehr wesentlich beitragen, mit Ausnahme des Magnetdetektors von Marconi, aus dem Betriebe verdrängt. Sie haben den Wellenanzeigern Platz gemacht, die erst unter der Wirkung einer Summe aufeinander folgender Schwingungen ansprechen, und die man deshalb als Integraldetektoren bezeichnet. Besonderer Beliebtheit erfreuen sich die Unipolar- oder Unilateraldetektoren, Gleichrichterwellenanzeiger genannt, die aus dem von der Empfängerantenne zugeführten hochfrequenten Wechselstrom einen Gleichstrom aussondern, der in der Periode der eintreffenden Wellenzüge als zerhackter Gleichstrom wirkt.

Das zeitweise überhastete Streben nach immer größeren Reichweiten hat eine erhebliche Steigerung der zur Speisung der Senderluftleiter erforderlichen Energiemengen mit sich geführt. Vor wenig Jahren galten Stationen mit 100 Kilowatt Primärenergie als bemerkenswerte Großstationen; jetzt läßt die Telefunkengesellschaft für den Verkehr mit Nordamerika und Südwestafrika eine Hochfrequenzmaschine für 500 Kilowatt bauen und in den transatlantischen Stationen Marconis sollen Kraftmaschinen von 1100 PS. zur Verfügung stehen. Nun kann man aber in eine gegebene Antenne nicht jeden beliebigen Energiebetrag hineinpressen; ist die Antenne gesättigt, so tritt zunächst eine bei Dunkelheit sichtbare Verluststrahlung ein, und schließlich wird die Isolation durchschlagen. Für die Ausstrahlung so großer Energiemengen, wie sie für den transozeanischen Verkehr erforderlich sind, müssen daher auch ganz gewaltige Luftleitergebilde zur Verwendung kommen. Die Folge hiervon war wieder die Benutzung erheblich größerer Wellenlängen, insbesondere auch deshalb, weil ihre Wirkung bei Tage viel günstiger ist als die der kürzeren Wellen, und weil die Verwendung großer Energiemengen in den Primärkreisen der Sender bei langen Wellen leichter ist als bei kurzen.

Die Erzielung größerer Fernwirkung durch bessere Energieausnutzung hat sich auch die gerichtete drahtlose Telegraphie zur Aufgabe gemacht, die in den letzten Jahren an Bedeutung gewonnen hat. Die besten Erfolge sind in der Praxis bis jetzt mit der geknickten Marconi-Antenne erzielt worden; die Anordnungen von Bellini und Tosi [6] erscheinen ebenfalls aussichtsvoll, während über die Nutzbarmachung der horizontalen Erdantennen die Versuche von Dr. Kiebitz [3] noch nicht abgeschlossen sind.

1. Das Telefunkensystem »Tönende Funken«.

a) Der Sender.

Luftleiteranordnungen. – Für Landstationen kommen allgemein Schirmantennen zur Verwendung; den Schirmdrähten wird ungefähr die Länge des Trägermastes gegeben; sie werden in der Nähe des Erdbodens unter Einschaltung von isolierten Stücken an Holzpfählen abgespannt. Für Schiffsstationen kommen allgemein Antennen aus vertikalen und oben dann horizontal weitergeführten Drähten zur Anwendung, die man je nach der Form als F-, L T- oder Doppel-T-Antennen bezeichnet. Bei einer L- und F-Antenne erfolgt der Anschluß des vertikalen Leiters an einem Ende der horizontalen Drähte, bei der T-Antenne erfolgt er in der Mitte und bei der Doppel-T-Antenne werden zur Erzielung einer großen Kapazität zwei T-Antennen zusammengeschaltet. T-Antennen werden in geeigneten Fällen auch für Landstationen benutzt (vgl. Bd. 8, S. 477). Die Großstation Nauen besitzt jetzt eine auf Fig. 13 schematisch dargestellte Schirmantenne für den Nahverkehr und eine nach dem Marconischen Prinzip konstruierte gerichtete Antennenanlage für den transozeanischen Verkehr. Die Schirmantenne wird von dem Turme am Stationshause getragen, über den die nichtstrahlenden, nur zur Abspannung dienenden Drähte der gerichteten Antenne geführt sind.

Um kräftige Schwingungen auf der Antenne zu erregen, muß das Luftleitergebilde am unteren Ende entweder mit einer Erdverbindung oder einem diese ersetzenden elektrischen Gleichgewicht versehen werden. Bei kleineren Landstationen wird eine Metallplatte oder ein Metallzylinder von einigen Quadratmetern Fläche so tief in die Erde eingegraben, daß die Platte dauernd unter dem Grundwasserspiegel liegt. Für größere Stationen wird als Erdverbindung ein kreisförmig oder quadratisch angelegtes Drahtnetz möglichst tief in die Erde eingebettet. Als Erdverbindung für Schiffsstationen dient ein Anschluß an den Metallkörper des Schiffes. Elektrische Gegengewichte werden im allgemeinen nur für kleine Stationen, deren Standort häufig wechselt, oder da verwendet, wo das Leitvermögen der Erde besonders schlecht ist. Man benutzt als Gegengewicht für kleinere Stationen ein leichtes Drahtnetz, das zusammengerollt mitgeführt werden kann und beim Gebrauch abgerollt und auf Pfählen befestigt wird. Für größere Stationen werden strahlenförmig vom Antennenträger ausgehende Drähte benutzt, die in einer Höhe von etwa 1 m isoliert über dem Erdboden an Pfählen befestigt werden.[771]

Die Stromquellen. – Für kleinere Nationen bis zu etwa 0,2 Kilowatt Antennen-Schwingungsenergie wird zur Speisung des Stoßkreises vielfach Gleichstrom benutzt, den eine kleine Sammlerbatterie oder eine Gleichstromdynamomaschine, die an ein vorhandenes Gleichstromnetz angeschlossen oder durch einen kleinen Benzin- oder Petroleummotor angetrieben wird. Der Gleichstrom wird durch einen Induktor mit schnellschwingendem Hammerunterbrecher in zerhackten Gleichstrom von einer so hohen Spannung umgesetzt, wie sie zur Betätigung der Löschfunkenstrecke erforderlich ist. Durch einen in den Primärkreis des Induktors eingeschalteten feinstufigen Regulierwiderstand kann die sekundliche Impulsfolge und damit die Höhe und Reinheit des Tones genau eingestellt werden. Wo irgendwie angängig, kommt jedoch Wechselstrom zur Verwendung. Dieser wird meist durch einen an ein vorhandenes Starkstromnetz angeschlossenen Gleichstrom-Wechselstromumformer erzeugt. Die Gleichstrommotoren haben je nach der Reichweite der Station eine Leistung von 1,5 bis 100 und mehr Pferdestärken zu liefern. Die Tourenzahl des Motors beträgt in der Regel 1500 in der Minute; sie läßt sich mittels Tourenregulators zur Aenderung der sekundlichen Funkenfolge und damit der Tonhöhe des Senders in den Grenzen von 1200–2000 verändern. Der von dem Gleichstrommotor angetriebene Wechselstromgenerator liefert 0,75 bis 60 Kilowatt und mehr Wechselstrom; seine Periodenzahl beträgt durchgängig 500 in der Sekunde, was einer Funkenfolge von 1000 in der Sekunde entspricht. Durch die angegebene Tourenregulierung läßt sich die Periodenzahl des Generators in den Grenzen von 480 bis 650 in der Sekunde verändern. Zur Regelung der Erregerspannung des Generators und damit der sekundlichen Funkenfolge dient schließlich noch ein verstellbarer Schiebewiderstand, mit dessen Hilfe die Reinheit und Höhe des Tones leicht eingestellt werden kann. Wo kein Netzanschluß vorhanden ist, wird eine entsprechend starke Kraftmaschine (Benzin- oder Petroleummotor, Dieselmotor oder Dampfmaschine) aufgestellt, von der mittels Riemenübertragung ein 500-Perioden-Wechselstromgenerator mit angebauter Erregermaschine angetrieben wird. – Der von dem Gleichstrom-Wechselstromumformer gelieferte Wechselstrom von 220 oder 440 Volt Spannung wird durch einen Resonanztransformator auf die zur Aufladung des Stoßkreises erforderliche Spannung gebracht, die je nach der Größe der Station 8000–100000 Volt beträgt.

Der Stoßkreis. – Er wird in der Hauptsache von der Löschfunkenstrecke, einer regelbaren Selbstinduktion (Variometer), einer regelbaren Kondensatorkapazität, einer festen Selbstinduktionsspule und der sekundären Wickelung des Resonanztransformators gebildet.

Die Funkenstrecke ist als Reihenfunkenstrecke ausgebildet; die einzelnen Elektroden bestehen aus silberplattiertem Kupfer in Form ebener runder Platten, die durch dünne Glimmerringe an der Peripherie auseinander gehalten werden. Der Abstand der einzelnen Elektroden voneinander beträgt 0,1–0,3 mm. Damit der nach außen wandernde Funke den Glimmerring nicht erreicht, sind auf jeder Elektrode mehrere konzentrische Rillen eingedreht (Fig. 14). Die Einzelfunkenstrecken werden hintereinander geschaltet;[772] je größer die in Hochfrequenzschwingungen umzusetzende Energie ist, desto mehr Teilfunkenstrecken sind zu nehmen. Die Regulierung der Senderenergie erfolgt in der Weise, daß man nach Bedarf einige oder viele der Einzelfunkenstrecken mittels eines einfachen U-förmigen Kupferbügels kurzschließt; Fig. 15 zeigt, daß zwei Teilfunkenstrecken durch solche Bügel ausgeschaltet sind. An der Energieform wird dadurch nichts geändert, es wird nur die Amplitude der Schwingungen und damit die Fernwirkung vermindert. Der Ton und die Dämpfung der ausgesandten Wellen bleiben unverändert. – Die Kondensatoren des Stoßkreises sind in kleinen Anlagen Plattenkondensatoren aus Stanniol mit Glimmer- oder Papierisolation. Für Anlagen mittlerer und großer Reichweite werden Zylinderkondensatoren in Form der bekannten Leydener Flaschen benutzt. Die Großstation Nauen ist mit 32 großen, teils hintereinander, teils parallel geschalteter Oelkondensatoren in Eisengefäßen ausgerüstet worden. Die Selbstinduktivitäten des Stoßkreises erhalten in der Regel die Form von Flachspulen. Für kleinere Stationen kommen Kupferbandspulen zur Verwendung, die mit Stöpselkontakten zur Einteilung der für die Anlage bestimmten Wellen, meist von 300 und 600 oder 300, 450, 600 und 900 m Länge versehen sind. Größere Stationen erhalten stetig veränderliche Selbstinduktionen, die als Variometer bezeichnet werden. Das von Rendahl konstruierte Variometer (Fig. 16) einfacher Form besteht aus einer auf derselben Achse übereinander angeordneten festen und einer drehbaren kreisrunden Hartgummiplatte, in die je zwei Spulenwindungen nach Fig. 17 eingelegt sind. Durch eine einfache Umschaltung können die vier Windungen hintereinander oder parallel geschaltet werden. Werden die Scheiben so eingestellt, daß sich die Felder der vier Spulen addieren, so ist dies die Einstellung auf höchste Selbstinduktion; stehen die Scheiben so, daß die Felder entgegengesetzt wirken, so ist die niedrigste Selbstinduktion eingestellt. Letzteres ist der Fall, wenn die bewegliche Scheibe um 180° aus der Stellung für die Maximalselbstinduktion gedreht worden ist. Größere Variometer haben 2 feste und eine bewegliche, oder 3 feste und 2 bewegliche Spulen.

Die Koppelung mit dem Antennenschwingungskreise. – Das Variometer dient gleichzeitig zur Koppelung des Stoßkreises mit dem Antennenschwingungskreise. Rendahl hat festgestellt, daß für jede beliebige Wellenlänge die Koppelung mittels eines Variometers konstant bleibt und der Koppelungsgrad durch das Verhältnis √(C₂/C₁) bestimmt ist, wobei C₂ die Kapazität des Luftleiters und C₁ die des Stoßkreises bezeichnet. Dieses Verhältnis beträgt für die Löschfunkensender 1 : 25; es muß z.B. also für eine Land- und Schiffsstation von 1,5 Kilowatt Antennenschwingungsenergie, die mit einer Leydener Flaschen-Kapazität von 24000 cm im Stoßkreise arbeitet, die Kapazität der Antenne etwa 960 oder rund 1000 cm betragen. Da die kleinste hiermit zu erreichende Wellenlänge 600 m beträgt, so muß zur Herstellung kleinerer Wellen in solchen Fällen eine Verkürzungskapazität in Form einiger kleiner Leydener Flaschen in den Luftleiter eingeschaltet werden. Die durch das Variometer bewirkte feste Koppelung ist für kleinere Wellen nicht günstig; die Zeit für das Erlöschen der Funken wird hier zu kurz. Die Koppelung wird deshalb etwas loser hergestellt, indem man in den Stoßkreis noch eine konstante, im Verhältnis zur Variometerselbstinduktion sehr kleine Zusatzselbstinduktion einschaltet, die zur Koppelung nicht mitbenutzt wird.

b) Der Empfänger.

Für den Zeichenempfang wird in der Regel die Senderluftleitung mitbenutzt. Wird der auf dem Empfänger angebrachte Umschalter von »Senden« auf »Empfang« umgestellt, so tritt gleichzeitig automatisch eine Abschaltung des Maschinenstromkreises ein. Andrerseits wird beim Einstellen auf »Senden« der Wellenanzeiger des Senders vollständig abgeschaltet. Für Anlagen größerer Reichweite geht man neuerdings dazu über, für den Empfänger eine besondere Luftleitung mit geringem Strahlungsvermögen herzustellen, im Gegensatz zur Senderantenne, die starkes Strahlungsvermögen besitzen muß.

Bei den größeren Anlagen werden zur Abstimmung der Empfängerantenne auf die ankommenden Wellen eine Verlängerungsspule und ein Variometer wie bei der Senderantenne hintereinander geschaltet. Dann folgt ebenfalls in Hintereinanderschaltung die primäre Spule des Empfangstransformators und beim Empfang von kleinen Wellen ein regelbarer Kondensator und hierauf die Erdverbindung. Für den Empfang von großen Wellen wird der Kondensator der Primärspule des Empfangstransformators parallel geschaltet; es passieren dann die Hochfrequenzströme gleichzeitig Spule und Kondensator. Der Empfangstransformator besteht aus einem Klappspulentransformator (Fig. 18), dessen Sekundärspule um ein Charnier nach auswärts bis zur Horizontallage gedreht werden kann und in dieser wieder um eine horizontale Achse[773] nach vorn oder hinten. Die Koppelung kann damit innerhalb weiter Grenzen geändert werden.

Als Antennenkondensator kommt ein Drehkondensator von Seibt (Fig. 19) zur Anwendung, der eine Fortbildung des Köpselschen Drehkondensators darstellt. Die eine Belegung wird durch ein festes halbkreisförmiges Plattensystem gebildet; die andre ebenfalls aus halbkreisförmigen Platten bestehende bewegliche Belegung ist so angeordnet, daß die Platten des beweglichen Systems in die Zwischenräume zwischen den Platten des festen Systems hineingedreht werden. Bei der Seibtschen Ausführung sind das feste und das bewegliche Plattensystem in je einem Stück aus dem Vollen herausgefräst. Der Detektor oder Wellenanzeiger ist mit einem Blätterkondensator und der Sekundärspule des Empfängertransformators zu einem aperiodischen Schwingungskreise zusammengeschaltet. Parallel zum Kondensator ist der Fernhörer angeordnet. Für Stationen mit großen Antennen und für Gegenden, in denen außerordentlich starke atmosphärische Störungen auftreten, wird zur Ausschaltung dieser Störungen der Empfänger mit einem besonderen abstimmscharfen, ungedämpften Zwischenkreis ausgerüstet. Als Wellenanzeiger kommen jetzt meist Kontaktdetektoren zur Verwendung. In seiner einfachsten Ausführung besteht ein solcher Kontaktdetektor aus einem Fiberklötzchen, auf welchem zwei Messingsäulchen aufgeschraubt sind. An der einen Säule ist eine kleine Blattsender befestigt, die am freien Ende ein Bleiglanzkristall trägt. Die andre Säule besitzt als Gegenkontakt einen Messingstift mit seiner Graphitspitze. Der wellenempfindliche Kontakt zwischen Graphit und Bleiglanz kann mittels einer kleinen Schraube verändert werden. Eine Hartgummikappe schützt den Wellenanzeiger vor Stößen und vor Staub. Ausgedehnte Verwendung findet auch eine Konstruktion (Fig. 20), die aus einem etwa 1 mm dicken Blättchen Molybdänglanz B, einer sehr dünnen Zwischenlage aus Glimmer C, in die einige Löcher eingestanzt sind, und einer Gegenelektrode aus aufgerauhtem Silber D besteht. Das Ganze wird zwischen zwei Messingscheiben A und E mittels der Regulierschraube S fest zusammengepreßt, bis sich die Elektroden durch die Löcher hindurch mit leichtem Druck berühren. Der Druck kann durch die Schraube S geregelt werden.

c) Das Schaltungsschema.

Nach der vorausgeschickten Beschreibung wird die einfache Buchstabenerklärung zum Verständnis des Schemas (Fig. 21) genügen. Es bedeuten: A Luftleiter, B Spule von hoher Selbstinduktivität zur Ableitung statischer Entladungen, C Blitzschutzvorrichtung, D Umschalter von Senden auf Empfangen, E Verlängerungsspule des Senders, F Variometer zur Feineinstellung der Wellenlänge der Senderantenne, G regelbare Selbstinduktion oder Variometer des Stoßkreises, J stufenweise veränderlicher Senderkondensator, K Löschfunkenstrecke, L Resonanztransformator für 500 Perioden, M Morsetaste oder Taftrelais, N Schutzkondensatoren in Form von[774] Leydener Flaschen zur Sicherung der Maschinen gegen Hochfrequenzströme, O Drosselspule zur Regulierung der Eigenschwingung des Maschinenstromkreises, P Wechselstromdynamo für 500 Perioden, Q Verlängerungsspule des Empfängers, R Variometer zur Feineinstellung der Wellenlänge der Empfänger-Antenne, S Empfängertransformator, T Umschalter zum Empfang von langen oder kurzen Wellen, U Drehkondensator zur Aenderung der Wellenlänge und Abstimmung, V Schalter zum Einschalten des Wellenempfängers, W wenig empfindlicher Wellenanzeiger, W₁ hochempfindlicher Wellenanzeiger, X Sperrkondensator für den Gleichstrom des Detektors, Y Telephon.

d) Besondere Apparate.

Der Anrufapparat besteht aus einem empfindlichen Drehspulengalvanometer, dessen Spule mit Zeiger große Trägheit besitzt. Das Galvanometer wird in den Detektorkreis so eingeschaltet, daß sich der Zeiger der Drehspule beim Ansprechen des Detektors nach einem Kontaktrade zu bewegt. Sobald die anrufende Station z.B. einen 10–12 Sekunden andauernden Strich sendet, läuft die Zeigerspitze in das Kontaktrad, das durch ein kleines Laufwerk bewegt wird, hinein und wird von ihm festgehalten. Es tritt dadurch Stromschluß für einen mit einer kleinen Trockenbatterie verbundenen Fallscheibenapparat ein. Die Fallscheibe fällt und schließt einen Weckerstromkreis; der Wecker ertönt. Durch die gewöhnlichen Telegraphierzeichen oder durch Gewitterstörungen wird der Anrufapparat nicht betätigt.

Der Doppelempfänger. – Er legt die Antenne abwechselnd an den einen oder an den andern Empfangsapparat. Die Umlegung geht so schnell vor sich, daß innerhalb der Zeit für einen Punkt des Morsealphabets jeder Empfänger mindestens dreimal an den Schaltapparat angelegt wird. Jeder Empfänger ist auf die für ihn bestimmte Wellenlänge oder bei gleicher Wellenlänge der Sender auf die für ihn vorgesehene Tonhöhe abgestimmt. Der Doppelempfänger besteht in der Hauptsache aus dem mit einem Schwingungskörper belasteten Hebel eines nach dem Prinzip des Wagnerschen Hammers arbeitenden Selbstunterbrechers, dessen freies Ende, isoliert vom Hebel, zwei mit Platinkontakten versehene Sendern trägt. Die Sendern, welche mit der Antenne verbunden sind, pendeln zwischen zwei Kontakten hin und her, an welche die beiden Empfangsapparate angeschlossen sind. Das Schwingungssystem wird durch Verschieben des Schwingungskörpers auf dem Hebel so eingestellt, daß die Umlegung der Antenne etwa 30 mal in der Sekunde erfolgt.

Der Resonanz-Tonverstärker mit Zeilenschreiber. – Der von dem Sender des tönenden Funkensystems im Empfänger hervorgerufene rhythmisch pulsierende Detektorstrom wird einem Elektromagneten E₁ (Fig. 22) mit vielen Windungen zugeführt. Vor den Polen des Magneten schwingt ein leichter Anker A₁ mit ausgesprochener Eigenschwingung von der Periode 1000 des Tonsenders. Gegen diesen Resonanzanker liegt ein Mikrophonkontakt M₁ der in Verbindung mit der Wickelung eines zweiten gleichartigen Elektromagnets E₂ und einer Lokalbatterie B₁ einen verstärkten pulsierenden Gleichstrom von gleichem Rhythmus erzeugt, welcher den Resonanzanker A₂ zu stärkeren Schwingungen anregt. Mittels eines weiteren gleichartigen Stromkreises wird die Stromstärke des Detektors nochmals verstärkt; der Resonanzanker A₃ betätigt nun ein lautsprechendes Telephon L T, auf dessen Hörmuschel ein akustischer Resonator aufgesetzt ist. Bei einem Detektorstrom von 10-⁷ bis 10-⁸ Ampere erhält man so im lautsprechenden Telephon eine Stromstärke von 10-² Ampere. Mit der verhältnismäßig großen Energie von 10-² Ampere läßt sich auch ein Morseschreiber betreiben. Zu diesem Zwecke wird der vom dritten Lautverstärker kommende Strom mittels eines Umschalters U durch einen Transformator Tr in einen Wechselstrom umgewandelt und dieser wieder durch den Gleichrichterdetektor D in einen Gleichstrom umgeformt, der stark genug ist, ein polarisiertes Relais R zu betreiben, an das in gewöhnlicher Weise ein Morseschreiber Ms angeschlossen ist.[775]

Der Tonumformer. – Er ermöglicht in Verbindung mit dem vorbeschriebenen Tonverstärkerschreiber den Empfang von ungedämpften und von gedämpften Schwingungen; er kann also für jedes Sendersystem als Empfänger dienen. Der Umformer besteht aus zwei Summern, von denen der eine zur Erzeugung von ununterbrochenen Gleichstromimpulsen für den Ton 1000, der andre zum Erzeugen von 1000 Unterbrechungen des Empfangsstromes dient.

2. Das Marconisystem.

Marconi benutzt jetzt bei seinen sämtlichen Anlagen für drahtlose Telegraphie den Braunschen geschlossenen Schwingungskreis mit einer besonders ausgebildeten Funkenstrecke, in der die Funkenzahl so gesteigert wird, daß im Empfänger musikalische Töne erhalten werden. Die Funkenstrecke wird zu diesem Zwecke so angeordnet, daß ihre Elektroden selbst eine schnelle Bewegung gegeneinander ausführen, oder daß zwischen feststehenden oder mit geringer Geschwindigkeit umlaufenden Elektroden eine Entladerscheibe sich mit großer Umdrehungsgeschwindigkeit bewegt. Je mehr Primärenergie auf diese Weise in Hochfrequenzschwingungen umzusetzen ist, desto mehr muß die Geschwindigkeit der umlaufenden Elektroden oder der Entladerscheibe erhöht werden. Durch die Funkenstrecke wird Luft geblasen, wodurch neben der damit erreichten Kühlung auch die leitenden Gasmoleküle zwischen den Elektroden entfernt werden. In den meisten Fällen ist sogar ein besonderes Luftgebläse entbehrlich; es genügt zur Entionisierung der Funkenstrecke bereits der durch die große Geschwindigkeit der umlaufenden Entladerscheibe verursachte Luftzug. Jeder Funke reißt sofort nach dem Entstehen wieder ab; im Primärkreise erzeugt er nur einige wenige Schwingungen, die auf den Sekundärkreis (Luftleiter) übertragen werden. Bevor eine Rückwirkung des Sekundärkreises auf den Erregerkreis stattfinden kann, ist dieser bereits wieder geöffnet, und er wird erst wieder geschlossen, wenn eine neue Funkenentladung einsetzt. Der neue Marconisender arbeitet also auch nach dem Wien sehen Prinzip der Stoßerregung und liefert ebenso wie der neue Telefunkenfender Züge oder Gruppen von elektrischen Wellen, die infolge ihrer Regelmäßigkeit und Häufigkeit auf der Empfangstation einen reinen musikalischen Ton erzeugen.

a) Der Sender.

Luftleiteranordnungen. – Für kleinere und mittlere Landstationen sowie für Schiffskanonen kommen ähnliche Schirmantennen und Antennen in L, F, T und Doppel-T-Form wie beim Telefunkensystem zur Verwendung. Die Schirmantennen werden an Stahlrohrmasten mit Holzstangenaufsätzen befestigt. Die Stahlrohrmaste werden aus 3 m langen Halbröhren hergestellt, die mit Flanschen versehen sind und durch Schraubenbolzen zu Röhren von etwa 60 cm Durchmesser verbunden werden. Die erste Rohrlänge wird in ein genügend widerstandsfähiges Fundament eingemauert und in diesem Rohre wird ein Holzmast von etwa 15 m Länge mit 30 cm Durchmesser am Fußende aufgeteilt. Um den Holzmast herum werden nun wieder Stahlrohrabschnitte gelegt und miteinander verbolzt. Sind vier solcher Abschnitte aufgesetzt, so wird der Holzmast mittels eines Flaschenzuges in die Höhe gewunden und provisorisch im letzten Rohrabschnitte befestigt. Nachdem auf diese Weise genügend Stahlrohrabschnitte aufgebracht sind, wird der Holzmast im letzten Rohre endgültig festgelegt und unter Einschaltung von Isolatoren als Antennenträger benutzt. Solche Antennenmaste sind sehr praktisch, weil zu ihrer Aufteilung keine Baugerüste erforderlich sind.

Für seine Großstationen verwendet Marconi Luftleiter, die aus einem kürzeren senkrechten und einem längeren wagerechten Teile bestehen (vgl. auch Bd. 8, S. 476). Durch praktische Versuche auch auf weitere Entfernungen hat Marconi festgestellt, daß solchen Antennen eine richtende Eigenschaft zuzuschreiben ist. Eine Antenne von der Form der Fig. 23, die man jetzt allgemein als geknickte Marconi-Antenne bezeichnet, hat in der Richtung A C, also in der dem freien Ende entgegengesetzten, die beste Ausstrahlung, eine wesentlich geringere Fernwirkung dagegen in der Richtung A B des freien Endes. Da für elektrische Radiatoren das Gesetz der Wechselwirkung gilt, so empfängt und absorbiert eine Antenne von ähnlicher Form auch am besten solche elektrische Wellen, die von einer Richtung kommen, die der Richtung des freien Endes der Antennen entgegengesetzt ist. Die Empfängerantenne (Fig. 24) empfängt also am besten in der Richtung C A und erheblich schlechter in der Richtung B A. Für einen wechselseitigen Verkehr ausschließlich zwischen den beiden Stationen A und B genügt daher für die beste Fernwirkung auf der Station A eine Antenne nach Fig. 23 und auf der Station B eine solche nach Fig. 24, die gemeinschaftlich für Sender und Empfänger benutzt werden können. Die Wirkung einer solchen geknickten Marconiantenne nach den übrigen Richtungen hin wird durch die Kurve Fig. 25 veranschaulicht; daraus ist zu entnehmen, daß die geringsten Wirkungen in den Richtungen eintreten, die etwa um 100° von der Antennenrichtung abweichen.[776]

Die Luftleitergebilde der transatlantischen Stationen Marconis in Clifden (Irland) und Glace Bay (Neufundland) sind nach Fig. 26 angeordnet. Zwischen 30, je 60 m hohen Masten sind 200 parallele Drähte auf eine Länge von 2000 m und in einer Breite von 330 m ausgespannt. Da die Stationen mit einer Primärenergie von 350 Kilowatt arbeiten, ist wohl erklärlich, daß die Zeichen von Clifden, obwohl die größte Auszahlung nach Werten zu erfolgt, doch unter günstigen Verhältnissen, namentlich nachts, auch in Deutschland aufgenommen werden können. Bei andern Großstationen verwendet Marconi getrennte Sender- und Empfängerantennen; gewöhnlich erhält der Sender 600 m lange und der Empfänger 1800 m lange Luftleiter, die nur aus zwei bis vier Drähten bestehen.

Der Erregerkreis. – Für die kleinsten Stationen verwendet Marconi noch heute den Braunschen geschlossenen Schwingungskreis mit einer festen Funkenstrecke. Diese wird durch zwei Kugelabschnitte aus Messing gebildet, die in ihrer Lage gegeneinander verschiebbar angeordnet und zur Abschwächung des von der arbeitenden Funkenstrecke verursachten Knallgeräusches in einem schalldichten Kalten untergebracht sind. Funkenstrecken dieser Art genügen noch für den Kleinbetrieb; für größere Stationen sind sie wegen der Lichtbogenbildung, die bei stärkerer Belastung eintritt, nicht mehr verwendbar. Zur Verhütung der Lichtbogenbildung hat Marconi die feste Funkenstrecke durch eine Anordnung ersetzt, die unter der Bezeichnung Disk-Discharger oder Scheibenentlader eingeführt worden ist, und die in Verbindung mit dem Braunschen Schwingungskreis einen Sender für Stoßerregung nach Wienschem Prinzip liefert. Bei dem Scheibenentlader (vgl. a. Bd. 8, S. 474) sind die beiden feststehenden oder mit geringer Geschwindigkeit umlaufenden Elektroden zu einer zwischen ihnen schnell umlaufenden, gezähnten Scheibe so angeordnet, daß ein Funkenübergang von der einen Elektrode zur Entladerscheibe und von dieser zur andern Elektrode stattfindet, sobald ein Zahn der Scheibe an den beiden Elektroden vorbeigeht. Durch die Zahl der Scheibenzähne und die Drehungsgeschwindigkeit der Scheibe wird die Zahl der in einer Sekunde übergehenden Funken und damit der Ton bestimmt, den die von der Funkenstrecke ausgehenden Wellen im Fernhörer der Empfangstation hervorrufen. Für Anlagen bis zu 5 Kilowatt Hochfrequenzenergie wird die Entladerscheibe mit einer Anzahl radialer Zinkspeichen versehen, die als stabförmige Ansätze aus der Peripherie der Scheibe hervorragen. Zwei feste, scheibenförmige Elektroden aus Kupfer sind radial zur Entladerscheibe so angeordnet, daß jedesmal eine Entladung einsetzt, wenn ein Speichenansatz unter ihnen vorbeigeht; man erhält so zwei Funkenstrecken hintereinander. Bei größeren Anlagen bis zu 20 Kilowatt Hochfrequenzenergie werden die Elektroden so angeordnet, daß sie von Hand drehbar sind, um die Stelle für den Funkenübergang, nach Bedarf zu ändern, oder sie werden mittels eines kleinen Kettengetriebes durch ein Uhrwerk in langsame Umdrehung versetzt. Die Entladerscheibe für Großstationen hat einen Durchmesser von etwa 130 cm, aus ihr ragen zu beiden Seiten 24 Vorsprünge heraus. Die Entladerscheibe ist senkrecht gestellt und macht in der Minute 2000–3000 Umdrehungen; die zu beiden Seiten derselben angeordneten kleinen Scheibenelektroden drehen sich in horizontaler Ebene mit ganz geringer Geschwindigkeit.

Die Kondensatoren des Erregerkreises bestehen gewöhnlich aus Zink- und Flintglasplatten, die in einem mit schwer entzündbarem Oel gefüllten Gefäß aus galvanisiertem Eisen so aufgehängt sind, daß das ganze Plattensystem aus dem Gefäße herausgehoben werden kann, wenn eine Glasplatte während des Betriebes springen sollte. Als Selbstinduktivität kommt neben der Primärspule des zur Koppelung des Erregerkreises mit dem Antennenkreise dienenden Transformators noch eine starke Kupferspirale zur Verwendung, deren Wert in engen Grenzen regelbar ist. In dem Antennenkreis hat Marconi eine von ihm Earth Arrester bezeichnete Abschaltefunkenstrecke angeordnet, wie sie bereits bei dem früheren Slaby-Arco-System (vgl. Bd. 8, S. 469) verwendet worden ist. Dieser Erdschalter besteht aus zwei runden parallelen Messingplatten, die durch einen Glimmerring in einem Abstande von etwa 0,2 mm auseinander gehalten werden. Beim Sender wird dieser Abstand, ohne weiteren Einfluß zu haben, durch die Hochfrequenzströme überbrückt. Sobald das Senden aufhört, d.h. sobald die niedergedrückte Telegraphiertaste in ihre Ruhelage zurückkehrt, wird die Verbindung der Antennen mit der Erde über die Abschaltefunkenstrecke aufgehoben und für die ankommenden Wellen eine Verbindung durch den Empfänger zur Erde hergestellt.

b) Der Empfänger.

Die Empfängerapparate sind meist als Abzweigung vom Earth Arrester oder Erdschalter an die Antenne angeschlossen. Großstationen erhalten für den Empfang eine besondere, vom Geber vollständig getrennte Luftleitung. Als Wellenanzeiger verwendet Marconi für den gewöhnlichen [777] Betrieb immer noch den Magnetdetektor (vgl. Bd. 8, S. 471) in einer gegen früher etwas geänderten Ausführung. Nur wo größere Empfindlichkeit gefordert wird, tritt an seine Stelle der Flemingsche Ventildetektor oder ein Kaborundumwellenanzeiger. Neuerdings gehört der sogenannte Multiple-Abstimmungsapparat in Verbindung mit dem Magnetdetektor und dem Flemingschen Ventildetektor zum Regelbestände einer Marconi-Empfängerstation.

Der Multiple-Abstimmungsapparat enthält alle Schwingungskreise des Empfängers in einer Anordnung, die eine schnelle und einfache Abstimmung der Kreise aufeinander und auf die einfallenden Wellen ermöglicht. Die in einem Apparatkasten eingebauten Schwingungskreise sind:

1. Der Antennenkreis (Fig. 29) mit der Zuführung zur Antenne, dem regelbaren Kondensator P, der regelbaren Abstimmspule O₂, der Primärspule des Koppelungstransformators Q und der Zuleitung zur Erde.

2. Der Zwischenkreis X, der mit dem Antennenkreise und dem Detektorkreise Y induktiv gekoppelt ist, mit dem regelbaren Kondensator S und den Sekundärspulen der Transformatoren Q und T.

3. Der Detektorkreis mit dem regelbaren Kondensator U, der Primärspule des Transformators T und der Zuführung zu dem außerhalb des Apparatkastens befindlichen Detektor V.

Der Magnetdetektor. – In seiner jetzigen Ausführung (Fig. 27) besteht er aus einem beweglichen Bande von 70 seidenumsponnenen eisernen Litzendrähen, das um zwei Ebonitscheiben bewegt wird. Das Band läuft durch eine 4 m lange Glasröhre A, auf die in einer Länge von etwa 2 cm isolierter Kupferdraht aufgewickelt ist, der einerseits mit der Antenne, anderseits mit der Erde verbunden wird. Ueber dieser Drahtwickelung befindet sich die Drahtspule B, die einen Widerstand von 140 Ohm hat; an sie wird der Fernhörer T angeschaltet. Das Band läuft, durch ein Uhrwerk getrieben, mit einer Geschwindigkeit von 1,6 m in der Minute in der Richtung des Pfeiles. Zwei kleine Magnete M₁ und M₂ sind in der durch Fig. 27 dargestellten Weise dicht über dem beweglichen Bande so angeordnet, daß das Band fortgesetzt magnetisiert und entmagnetisiert wird. Die Magnetisierung des Bandes zwischen den Magneten bleibt zeitlich hinter der magnetisierenden Kraft etwas zurück. In dem Augenblick aber, wo schnelle elektrische Schwingungen durch die Spule A gehen, wird dieser Phasenunterschied zwischen Magnetisierung und magnetischer Kraft aufgehoben, und diese Aufhebung macht sich über die Spule B durch ein gut vernehmbares Geräusch im Fernhörer T bemerkbar.

Der Ventildetektor von Fleming. Der Wolframfäden F einer Glühlampe (Fig. 28) ist von einem Kupfermantel M umgeben. Der Glühlampenfaden, der durch die Batterie B zum Glühen gebracht wird, bildet die Kathode, der Kupfermantel M die Anode.[778] Von dem glühenden Faden gehen negative Ionen nach dem Kupfermantel. Wird die Spule S₂ durch die von der Spule S₁ des Empfängertransformators aufgenommenen Hochfrequenzschwingungen erregt, so finden nur diejenigen Ströme einen geschlossenen Weg, die dieselbe Richtung wie die negativen Ionen haben. Ein in den Stromkreis eingeschaltetes Galvanometer G zeigt einen Ausschlag an, und in einem eingeschalteten Fernhörer vernimmt man einen der Wellensendung entsprechenden Ton. Die Einrichtung wirkt wie ein Ventil; der Strom kann durch den Detektor nur in einer Richtung hindurchgehen.

Die Schaltung der Apparate. – Der Wechselstromgenerator A (Fig. 29) liefert Strom von 50 bis 500 Perioden und 75 bis 2000 Volt Spannung für den Hochspannungstransformator G. In diesen Stromkreis ist ein Morse-Taster oder ein selbsttätiger Zeichengeber Z und eine Induktanzrolle F mit Eisenkern eingeschaltet; die letztere ist so bemessen, daß der Schwingungskreis auf die Periode des Wechselstromgenerators abgestimmt ist. Der auf 15000 bis 20000 Volt umgeformte Strom fließt nun von dem Transformator über zwei Luftdrosselspulen H₁ und H₂ zum Erregerkreise für die Hochfrequenzschwingungen. Die Drosselspulen sollen die Transformatorwicklungen vor den Hochfrequenzströmen schützen. Der Erregerkreis oder Stoßkreis enthält den stufenweise regelbaren Kondensator K, eine regelbare Selbstinduktivität I zur Abstimmung, die primäre Spule des Sendertransformators L und den Scheibenentlader C D C. Die Entladerscheibe C ist mittels isolierter Kuppelung B mit der Achse des Wechselstromgenerators verbunden und hat demnach die gleiche Umdrehungsgeschwindigkeit. Der Transformator L gestattet die Herstellung einer mehr oder minder festen Koppelung des Stoßkreises mit dem Antennenkreise. In diesen ist beim Sender noch die zur Abstimmung dienende regelbare Selbstinduktion M und der vorbeschriebene Erdschalter N eingeschaltet. Infolge der Wirkung des Erdschalters braucht der Senderapparat beim Empfangen nicht von der Luftleitung abgeschaltet zu werden und umgekehrt. Die Selbstinduktivität M und die Sekundärspule des Sendertransformators L wird deshalb auch beim Empfange zur Abstimmung mitbenutzt. Die übrigen Apparate werden meist unter Verwendung des vorbeschriebenen Multiple-Abstimmungsapparates in Nebenschlußschaltung zum Erdschalter angeordnet. Zwei regelbare Selbstinduktivitäten O₁ und O₂ sowie ein regelbarer Kondensator P und die primäre Spule p des Koppelungstransformators Q bilden mit der regelbaren Selbstinduktivität M und der Sekundärspule des Sendertransformators L den Antennenschwingungskreis. Im Nebenschlüsse zu P, O₂ und p liegt die Drosselspule R, durch die statische Ladungen vom Luftleiter zur Erde abgeführt werden sollen. Der Antennenkreis ist gewöhnlich mit einem Zwischenkreise X und dieser durch den Transformator T mit einem dritten Schwingungskreise Y gekoppelt, der den Detektor V enthält. Der Zwischenkreis soll den Empfänger dem Einfluß atmosphärischer Störungen entziehen. Die Koppelung der einzelnen Kreise miteinander ist veränderlich; die sekundären Spulen s und s₁ der beiden Transformatoren Q und T können zu diesem Zwecke durch eine Schraubenvorrichtung mehr oder weniger in die größeren primären Spulen p und p₁ eingedreht werden. Nach Erfordernis kann der Detektor unmittelbar in den Antennenkreis eingeschaltet werden; es werden dann durch die Umschaltung gleichzeitig die Selbstinduktivität O₂ und der Koppelungstransformator Q aus der Antenne herausgenommen.

3. Die drahtlosen Telegraphensysteme der C. Lorenz A.-G. in Berlin.

a) Das Poulsen-Lorenz-System.

Die großen Hoffnungen, die man anfangs auf den Poulsen-Sender (vgl. Bd. 8, S. 472) setzte, haben sich nicht erfüllt. Bei noch so genauer Regulierung der Elektroden traten immer noch durch Zufälligkeiten hervorgerufene Schwankungen im Lichtbogen auf, die eine Veränderung der Wellenlänge und der Amplitude der Schwingungen zur Folge hatten. Auch war es trotz Verwendung mehrerer Lichtbogen nicht möglich, die zur Ausstrahlung durch die Antenne kommende Energie auf eine größere Anzahl Kilowatt zu erhöhen. Das Verzeichnis der internationalen Funkentelegraphenanstalten führt nur drei Landstationen auf, wo ein Poulsen-Sender arbeitet. Bis vor kurzem war deshalb auch allgemein die Ansicht verbreitet, daß der Poulsensche Lichtbogensender keine praktische Bedeutung mehr habe. Diese Ansicht ist durch die Verbesserung des Poulsen-Senders, die die C. Lorenz A.-G. auf Grund langjähriger Versuche erreicht hat, hinfällig geworden. Das aus diesen Versuchen hervorgegangene Poulsen-Lorenz-System arbeitet jetzt zuverlässig und zeigt alle Vorzüge eines mit ungedämpften Schwingungen betriebenen Systems. Die Schaltung erfolgt nach[779] Fig. 30. Der Gleichstrom der Dynamomaschine G speist den Lichtbogen B über den Vorschaltewiderstand W, die Elektromagneten E und die Drosselspulen D. Der Vorschaltewiderstand dient zur Regelung der Stromstärke; die Elektromagnetrollen E bilden das für das undulierende Brennen des Lichtbogens erforderliche magnetische Feld, und die Drosselspulen D verhindern das Uebertreten der Hochfrequenzschwingungen in den Maschinenstromkreis. Es findet eine dauernde Wellenaussendung statt. Der Hochfrequenzschwingungskreis – gleichzeitig Antennenkreis – besteht bei niedergedrückter Taste T aus der regelbaren Selbstinduktion L, dem Lichtbogen B und den Kondensatoren K. In diesen Schwingungskreis ist noch das Hitzdrahtamperemeter H₁ eingeschaltet, über den Kurbelumschalter U ist es mit Erde verbunden. Wird kein Zeichen gegeben, befindet sich also die Taste T in der Ruhelage, so ist der Tastkreis mit dem Eisenwiderstande W₁ und dem Kondensator C in den Hochfrequenzkreis und die Antenne eingeschaltet. Es kommen dann Wellen andrer Länge und Stärke als die Normalwellen zur Aussendung, die den Empfänger der Gegenstation nicht betätigen können. Wird der Kurbelumschalter U nach links und der Antennenschalter A nach rechts gelegt, so kann der Lichtbogensender zum drahtlosen Fernsprechen benutzt werden. In diesem Falle wird die Antenne, in die das Mikrophon M und das Hitzdrahtamperemeter H₂ eingeschaltet sind, durch den Transformator T r induktiv mit dem aus dem regelbaren Kondensator C₁, den Kondensatoren K und der primären Spule des Transformators bestehenden Hochfrequenzschwingungskreise gekoppelt. Das Hitzdrahtinstrument H₁ dient hierbei als Strommesser für den Erregerkreis. Die beim Sprechen durch das Mikrophon hervorgerufenen Widerstandsänderungen bewirken eine entsprechende Aenderung der Amplitude der vom Sender ausgehenden Wellen im Zeitmaße der in das Mikrophon hineingesprochenen Lautschwingungen.

Für die Empfängerstation wird meist eine Tikkerschaltung nach Fig. 31 benutzt. Vordem Elektromagneten E schwingt die Sender F mit dem Anker A, wenn der Elektromagnet durch eine kleine Batterie B erregt wird. Die Feder F ist an einer gering federnden Platte befestigt, die das Metallstück M trägt, auf das mit einem Ende ein seiner federnder Golddraht f aufgeschraubt ist. Diele Golddrahtsender bildet mit der verstellbaren Golddrahtschleife S den eigentlichen Tikkerkontakt Ti. Zur Erhöhung der Empfindlichkeit wird der Tiller auf die Eigenschwingung der Fernhörermembran abgestimmt. Durch den Tiller wird der Kondensator C₁ mit dem Hörer T abwechselnd an den Empfängerkreis an- und von ihm abgeschaltet. Der Kondensator C₁ hat eine bedeutend größere Kapazität als der Kondensator C des Empfängerkreises. Solange der Kondensator C₁ von dem Empfängerkreise abgeschaltet ist, findet in diesem fast kein Energieverbrauch statt, es sammelt sich vielmehr in ihm eine verhältnismäßig große Energie an. Diese nimmt der große Kondensator C₁ auf, sobald er durch den Schluß des Tikkerkontaktes dem kleinen Kondensator C parallel geschaltet wird. Die von C₁ aufgenommene Ladung wird durch den Hörer T entladen und bringt in ihm ein Knacken hervor. Dieser Vorgang wiederholt sich entsprechend der Unterbrechungszahl des Tikkers einige hundertmal in der Sekunde, und das wiederholte Knacken summiert sich zu einem eigentümlich kratzenden Geräusch. Ein reiner musikalischer Ton ist auf diese Weise nicht zu erzielen.

b) Das Vieltonsystem der C. Lorenz A. G.

Es benutzt das Wiensche Prinzip der Stoßerregung zur Erzielung einer einwelligen Antennenstrahlung und ändert deren Periode zur Erzeugung beliebiger Töne durch Zuschaltung eines weiteren Schwingungskreises. Wenn man parallel zu einer in Stoßerregung arbeitenden Funkenstrecke einen Schwingungskreis von verhältnismäßig niedriger Frequenz einschaltet, so gerät auch dieser Kreis beim Arbeiten der Funkenstrecke in Schwingungen und bewirkt durch sie eine rhythmische Unterbrechung der Hochfrequenzströme des Stoßkreises. Kapazität und Selbstinduktion dieses Schwingungskreises müssen so bemessen werden, daß seine Eigenschwingung der eines musikalischen Tons entspricht; man bezeichnet den Kreis daher auch als Tonkreis. Für Stationen geringer Reichweite wird zur Speisung der Funkenstrecke Gleichstrom von einer

Spannung von 500 bis 1000 Volt benutzt; für größere Stationen wird Einphasenwechselstrom benutzt, dessen Spannung man durch einen Transformator erhöht. Als Stoßfunkenstrecke kommt die von O. Scheller angegebene Entladestrecke (Fig. 32) zur Verwendung, die aus zwei übereinander angeordneten und nur durch einen, kleinen Luftzwischenraum voneinander getrennten Silberkalotten besteht. Der Abstand der beiden Kalotten voneinander ist regelbar. Ueber der Entladestrecke ist ein Spiritustropfapparat angebracht, der dem von[780] den Kalotten gebildeten Räume Spiritus zuführt. Die durch Verdampfen des Spiritus entstehende wasserstoffhaltige Atmosphäre begünstigt die Löschwirkung der Funkenstrecke. Bei Speisung der Funkenstrecke durch Gleichstrom wird die zur Inbetriebnahme des Senders erforderliche Zündung durch Herunterdrücken der oberen beweglichen Silberkalotte bewirkt. Verwendet man Wechselstrom, so wird die Zündung nicht durch Annähern der Elektroden, sondern durch Verwendung einer höheren Spannung erzielt. Die Wechselstromentladestrecken sind ebenfalls mit Spiritustropfeinrichtung und Luftkühlung versehen; sie werden aber auch erforderlichenfalls für Wasser- und Oelkühlung gebaut. Zur Erzeugung von größeren Schwingungsenergien benutzt man unterteilte Serienfunkenstrecken. Die verschiedenen Tonhöhen werden dadurch hervorgerufen, daß verschiedene Spulenbeträge der Selbstinduktionsspule des Tonkreises eingeschaltet werden. Diese Spule – Tonkreisspule – ist hierzu mit Abzweigungen versehen, die an eine Klaviatur geführt sind. Durch Herunterdrücken der Tasten wird der Kontakt mit den einzelnen Abzweigungen der Tonkreisspule hergestellt. Sollen die Telegraphierzeichen in einem bestimmten Tone gegeben werden, so wird die betreffende Taste durch eine Feststellervorrichtung in Form eines Hartgummiknopfes dauernd in Kontaktstellung gehalten. Die Tastatur umfaßt gewöhnlich eine Oktave; sie kann nach Erfordernis aber auch kleiner oder größer gemacht werden.

Die Schaltung eines Wechselstrom-Vieltonsenders, wie er in der Hauptsache für Schiffsstationen verwendet wird, geht aus Fig. 33 hervor. Der Einphasen-Wechselstromgenerator W leistet 4 bis 5 Kilowatt bei 300 Volt. Der Wechselstrom, dessen Stromstärke durch das Amperemeter A gemessen und mit dem Widerstande R reguliert werden kann, wird durch den Spannungstransformator Tr auf 3600 Volt umgeformt. Die Einschaltung des Transformators geschieht durch das Taftrelais Ta, dessen Kontakte unter Petroleum stehen, und das durch die Handtaste T betätigt wird. Der für den Betrieb des Taftrelais erforderliche Strom wird gewöhnlich einer kleinen Batterie B entnommen. Die Entladestrecke F ist je nach der geforderten Leistung mehrfach unterteilt und erhält Luftkühlung durch einen Ventilator. Der Tonkreis enthält eine Klaviatur K mit 8 Tasten, von denen eine jede den Ton einer Oktave gibt; die Tonkreisspule L hat eine den verschiedenen Tönen entsprechende Einteilung der Selbstinduktion. Der Tonkreiskondensator besteht aus Serien und Gruppen von Glimmerkondensatoren mit einer Gesamtkapazität von 100000 bis 200000 cm, entsprechend der Tonhöhe.

Zur Schließung und Oeffnung des Hochfrequenzkreises und des Tonkreises dient ein Kontaktschalter Tv, dessen Kontakte unter Oel stehen. Der Stoßkreiskondensator C₁ besteht ebenfalls aus Serien und Gruppen von Glimmerkondensatoren, welche zusammen eine Kapazität von 30000 cm bilden.

Beide Spulen des Koppelungstransformators Tk, von denen die eine verschiebbar in der andern gelagert ist, haben Unterteilungen für drei bestimmte Wellenlängen. Als Strommesser für den bis zu 30 Ampere betragenden Antennenstrom dient das Hitzdrahtamperemeter H.

Der Empfänger wird bei den Vieltonstationen allgemein nach Fig. 34 geschaltet.

In die Antenne ist ein Empfangsvariometer V und ein Drehplattenkondensator C eingeschaltet. Bei Empfang kleiner Wellen sind die Spulen L₁ und L₂, wie in Fig. 34 angegeben, nebeneinander, bei Empfang mittlerer und großer Wellen dagegen hintereinander geschaltet. Die Koppelung der Antenne mit dem Schwingungskreise des Kontaktdetektors D geschieht durch die Spule L₃. Dem Fernhörer T ist ein Kondensator C₁ von stufenweise veränderlicher Kapazität parallel geschaltet. Die Elektroden des Kontaktdetektors sind im Ruhezustande voneinander getrennt, der Kontakt stellt sich selbsttätig her, wenn der Detektor in den Empfängerkreis eingeschaltet wird. Der obere Elektrodenhalter ist mit zwei Elektroden ausgerottet und mit Kreuzlöchern versehen, so daß er mit Hilfe eines Stellstiftes um 180° gedreht werden kann, wodurch sich ein Wechsel der beiden Elektroden leicht bewirken läßt.[781]

4. Sonstige im Betriebe verwendete Funkentelegraphensysteme.

1. System v. Lepel. – Der Sender ist durch eine aus zwei Metallplatten bestehende Stoßfunkenstrecke gekennzeichnet. Die Metallplatten sind durch eine oder mehrere dünne Papierscheiben voneinander getrennt; in der Mitte der Papierscheiben befindet sich ein kreisrundes Loch. Im Betriebe brennt das Papier nach und nach um das Loch herum ab; es muß nach zwei bis drei Stunden dauernden Betriebes ausgewechselt werden. Die Funkenplatten werden entweder durch Wasser gekühlt oder sie erhalten großflächige Ansätze für Luftkühlung. Bei Wechselstromspeisung der Funkenstrecke verwendet man für beide Elektroden reines Kupfer, bei Gleichstromspeisung wird die positive Elektrode aus Kupfer, die negative aus fester Bronze hergestellt. Der Sender liefert eine einwellige, schwachgedämpfte Strahlung.

2. System Dr. Huth. – Es kommt ein Löschfunkensender mit einer Serienfunkenstrecke aus 6 und mehr Einzelelementen zur Verwendung, deren Ueberschlagsspannung je nach der benutzten Primärenergie verändert werden kann. Der Funkenübergang erfolgt zwischen Silberrohren, deren Abstand voneinander geregelt werden kann. Der Sender liefert eine einwellige, schwachgedämpfte Strahlung.

3. System Willis-Boas. – Es benutzt einen Löschfunkensender mit einer Reihenfunkenstrecke aus kleinflächigen Elektroden, die in einem regelbaren Abstande von 0,01–0,07 mm voneinander angeordnet sind. Die Elektrodenscheiben haben etwa 8 mm Durchmesser und bestehen aus Platin mit einem Zusatze von 25% Iridium. Jedes Einzelelement der Reihenfunkenstrecke hat zwei Elektrodenpaare, die so eingerichtet sind, daß sie einer besonderen Kühlung durch Luftventilatoren nicht bedürfen. Der Sender liefert eine einwellige, schwachgedämpfte Strahlung.

4. System der französischen Marine. – Bei den noch mit langsamen Funken und mit zweiwelliger Strahlung arbeitenden Sendern wird der Braunsche Schwingungskreis mit einer Funkenstrecke benutzt, die aus zwei großen, massiven, parallel nebeneinander gelegten Zinkzylindern besteht. Eine Zylinderachse steht fest, die andre ist verschiebbar angeordnet, so daß die Schlagweite der Funkenstrecke verändert werden kann. Die Entladung geht so vor sich, daß die Funken dauernd an der Oberfläche der beiden Zylinder entlang laufen. Die neuen Stationen arbeiten mit tönenden Löschfunkensendern nach dem System Béthénod der Société française radiotélégraphique. Als Wellenanzeiger werden nach Bedarf elektrolytische oder magnetische, neuerdings auch kristallinische Detektoren benutzt.

5. System des französischen Staates. – Der Sender besteht aus einem Braunschen Schwingungskreise mit einer Tellerfunkenstrecke, ähnlich der des Telefunkensystems. Einige Stationen, wie z.B. Boulogne-sur-Mer, sind mit dem Radiogoniometer von Bellini und Tosi für gerichtete Telegraphie ausgerüstet. Als Stromquelle wird eine Sammlerbatterie mit Klingelfus-Unterbrecher oder eine Wechselstrommaschine verwendet. Die Senderkondensatoren bestehen aus Leydener Flaschen, Bauart Moscicki, bei denen der obere Teil der Flasche verjüngt und verstärkt ist, wodurch der Einfluß des Sprühens vermindert wird. Die Wellenanzeiger sind fall ausschließlich Kristalldetektoren von Eisenpyrit. Der Sender liefert eine zweiwellige, schwachgedämpfte Strahlung.

6. System der Compagnie générale radiotélégraphique. – Die Gesellschaft, die früher für die französische Armee und Marine lieferte, benutzt die Systeme von Branly-Popp, Rochefort und Lepel, neuerdings auch das Vieltonsystem von Lorenz. Die älteren Einrichtungen stellen einen zweiwelligen, gekoppelten Braunsender für langsame Funkenfolge dar; mit einem solchen war auch die alte Eiffelturmstation ausgerüstet. Als Empfänger wurde bei den alten Stationen gewöhnlich ein elektrolytischer Wellenanzeiger benutzt. Bei den neueren Vieltonstationen wird die im Erregerkreis und im Tonkreise liegende Löschfunkenstrecke gewöhnlich mit Gleichstrom von 500 bis 1200 Volt, bei Stationen größerer Reichweite auch mit Wechselstrom betrieben, der auf hohe Spannung umgeformt wird. Als Empfänger benutzt man einen Kristalldetektor mit Zwischenkreis.

7. System der Société française radioélectrique. – Bei dem von Béthénod ausgearbeiteten System der Gesellschaft arbeitet der Sender mit tönenden Funken bis zu 1000 in der Sekunde, die durch eine einfache, aus Spitze und Platte bestehende, mit Druckluft stark abgeblasene Funkenstrecke erzeugt werden. Zur Speisung der Funkenstrecke dient ein Wechselstromgenerator bis zu 500 Perioden. Als Senderkondensatoren werden Leydener Flaschen in der Ausführung von Moscicki, als Empfänger Kristalldetektoren oder elektrolytische Wellenanzeiger verwendet. Die Gesellschaft hat die neue Eiffelturmstation gebaut.

8. System Rochefort. – Es benutzt einen gewöhnlichen Braun-Sender mit Kugelfunkenstrecke und als Empfänger einen Kohärer mit 3 Elektroden. Der Kohärer wird mit einer Selbstinduktionsspule zu einem Schwingungskreise so geschaltet, daß die beiden äußeren Elektroden mit den Enden der Spule und die mittlere Elektrode mit der Mitte der Spule verbunden sind. In die letztere Verbindung ist eine kleine Batterie und ein Relais für Schreibempfang eingeschaltet. Die Koppelung des Empfängerkreises mit der Antenne geschieht derart, daß der Kohärer in einen Spannungsbauch zu liegen kommt. Der Sender liefert zweiwellige, schwachgedämpfte Strahlung.

9. System Branly-Popp. – Es benutzt einen Braun-Sender mit Teller- oder Kugelfunkenstrecke und als Empfänger den Dreifußkohärer von Branly. Dieser besteht aus einem stählernen Dreifuß, dessen leicht oxydierte Füße auf einer polierten Stahlplatte ruhen. Der Sender liefert langsame Funken und schwachgedämpfte zweiwellige Strahlung.

10. System De Forest. – Der Sender benutzt den Braunschen Schwingungskreis und eine Scheibenfunkenstrecke; er liefert langsame Funken und eine schwachgedämpfte zweiwellige Strahlung. Das Empfängersystem ist durch einen »Audion« genannten Wellenanzeiger gekennzeichnet, der Aehnlichkeit mit dem Flemingschen Ventildetektor hat. Der Audion-Wellenanzeiger[782] besteht aus einer luftleeren Glühlampenbirne, in der ein Glühlampenkohlenfaden zwischen parallelen, miteinander verbundenen Platinblechen angeordnet ist. Der Kohlenfaden wird durch eine kleine Sammlerbatterie zum Glühen gebracht. Eine zweite Batterie wird mit einem Amperemeter und einem Fernhörer zwischen die Platinblechelektrode und die Kohlenfadenelektrode geschaltet; es fließt dann ein schwacher Strom zwischen beiden Elektroden, der durch das Amperemeter angezeigt wird. Die Platinblechelektrode wird mit der Antenne und die Kohlenfadenelektrode mit der Erde verbunden. Sobald dem Wellenanzeiger elektrische Schwingungen durch die Antenne zugeführt werden, wächst die Stromstärke, und der Fernhörer bringt scharfe Töne hervor.

Bei einer andern Ausführung des Audions sind 3 Elektroden in ein lustleeres Glasgefäß eingeschlossen. Die eine Elektrode, die aus einem Metallfaden besteht, wird durch eine Sammlerbatterie zum Glühen gebracht; über ihr ist eine plattenförmige und zwischen beiden eine siebförmige Hilfselektrode angeordnet. Der Empfängerhörer ist zwischen die beiden Hauptelektroden geschaltet, während aus der Metallfadenelektrode und der Hilfselektrode mit einem Kondensator und einer Seibstinduktivität ein Schwingungskreis gebildet wird, auf den die von der Antenne aufgenommenen Schwingungen induktiv übertragen werden. Die Anordnung hat Aehnlichkeit mit der Liebenröhre.

11. System Lodge-Muirhead. – Es flammt aus den ersten Jahren der Funkentelegraphie und verwendet den Braunschen Schwingungskreis mit einer gewöhnlichen Metallfunkenstrecke für langsame Funken. Der Erregerkreis wird gewöhnlich induktiv mit der Antenne gekoppelt. Die Strahlung ist zweiwellig und schwachgedämpft. Eigentümlich ist dem System ein rotierender Quecksilberkohärer als Wellenanzeiger. Er besteht aus einer 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 andere durch die Achse der Stahlscheibe gebildet.

12. System der Helsby Wireless Telegraph Company. – Der Sender ist ein tönender Löschfunkensender mit einer rotierenden Reihenplattenfunkenstrecke. Diese besteht aus zwei Sätzen von runden Scheiben aus Elektrolytkupfer, die auf je einer Achse, durch isolierende Zwischenlager voneinander getrennt, befestigt sind. Die Scheibensätze drehen sich gewöhnlich in entgegengesetzter Richtung mit wenig Unterschied in der Geschwindigkeit; der durch die Drehung bewirkte Luftzug erzeugt Kühlung und Löschwirkung. Die Entladestrecke liefert 700 Funken in der Sekunde, und die Antennenstrahlung ist für praktische Zwecke genügend einwellig. Als Wellenanzeiger wird ein Bleiglanzdetektor angewendet. Auf einer drehbaren Messingscheibe sind sechs Fassungen für die Bleiglanzkristalle so befestigt, daß jederzeit durch einfache Drehung eine andere Elektrode eingeschaltet oder der Berührungspunkt mit der gegenüber angeordneten Metallspitzenelektrode geändert werden kann.

13. System des U.S. Revenue Cutter Service. – Benutzt werden der Braunsche Schwingungskreis sowie Anordnungen von Telefunken, Marconi und Fessenden. Die Strahlung ist schwachgedämpft und zweiwellig.

14. System der U.S. Army. – Es ähnelt dem System der U.S. Revenue Cutter Service.

15. System der U.S. Navy. – In der Hauptsache werden Löschfunkensender von Telefunken und Marconi mit schwachgedämpfter einwelliger Strahlung benutzt.

16. System der United Wireless Telegraph Company. – Die Gesellschaft verwendet das De Forest-System, sie ist jetzt in den Besitz der Marconi-Gesellschaft übergegangen.

17. System Shoemaker. – Es arbeitet mit Marconi-Apparaten, und zwar arbeiten die alten Einrichtungen mit Sendern für langsame Funken, die neueren mit Scheibenentladern für tönende Funken.

18. System Fessenden. – Das System stellt einen Braun-Sender dar, mit dem eine dauernde Wellensendung erfolgt. Die Telegraphierzeichen werden dadurch übermittelt, daß die Taste in der Arbeitslage die Selbstinduktion der Antenne ändert, damit auch die Wellenlänge, und so die beiden Stationen außer Abstimmung bringt. Als Wellenanzeiger wird ein von Fessenden »Barretter« genannter Detektor verwendet (vgl. Bd. 8, S. 468).

19. System des Australischen Staatenbundes. – Es verwendet Anordnungen des Ingenieurs J.G. Balsillie und benutzt den Braunschen Schwingungskreis, der unter Einschaltung eines Transformators durch einen Wechselstromgenerator gespeist wird. Die Funkenstrecke besteht aus einer Metallplatte und einer düsenförmigen Elektrode, durch die Druckluft in die Funkenstrecke geblasen wird. Der Erregerkreis, der mit der Antenne direkt gekuppelt ist, wird so eingestellt, daß er keine ausgebildete eigene Frequenz besitzt, damit der Antennenkreis in seiner eigenen Periode ausschwingen kann. Als Empfängerluftleitung wird eine an beiden Seiten geerdete Schleifenleitung verwendet. An jedem Zweig der Schleife ist ein geschlossener Schwingungskreis eingeschaltet, den man auf die Länge der ankommenden Welle abstimmt. Zwischen beiden Kreisen ist dann noch der Detektorkreis induktiv eingekoppelt, der auf die Gruppenfrequenz der Wellen abgestimmt ist.

20. Japanisches System Teishinsho. – Es benutzt für die älteren Einrichtungen den zweiwelligen Braun-Sender und für die neueren einen einwelligen Löschfunkensender. Als Wellenanzeiger werden jetzt meist Gleichrichterdetektoren verwendet.

21. Die Systeme der Wireless Special Apparatus Company, der Anglo-American Telegraph Company und der Compagnie Russe des télégraphes et des téléphones sans fil benutzen Löschfunkensender nach den Anordnungen von Telefunken und Marconi. Auch die Société anonyme internationale de Telegraphie sans fil in Brüssel verwendet ein gemischtes Telefunken-Marconi-System mit Löschfunkensendern.[783]

5. Die Hochfrequenzmaschinen.

a) Die Maschine von Fessenden-Alexanderson. – Der umlaufende Teil der Maschine besteht aus einer Stahlscheibe mit 300 Auskerbungen am Rande zur Herstellung von 300 Stahlzähnen. Der Raum zwischen den Zähnen ist mit einem nichtmagnetischen Material (Phosphorbronze) so ausgelegt, daß die Oberfläche der Scheibe ganz glatt ist und Luftreibung bei der Umdrehung möglichst vermieden wird. Die Scheibe läuft mit einer Umdrehungszahl von 20000 in der Sekunde. Jeder Stahlzahn der Scheibe hat die Aufgabe, den Magnetkreis zwischen zwei Polen der Ankerwicklung zu schließen. Je nachdem sich nun ein Stahlzahn oder die Bronzeeinlage zwischen den Polen befindet, erreicht der magnetische Strom einen Höchst- oder einen Mindestwert und durchläuft eine volle Periode beim Vorbeigange vor den Polköpfen für jeden Stahlzahn. Mit 300 Zähnen, 600 Polvorsprüngen und 20000 Umläufen in der Minute wird eine Frequenz von 100000 in der Sekunde erzielt. Die Leistung der Maschine beträgt aber nur 2 Kilowatt. Mit einer andern Maschine hat Alexanderson eine Frequenz von 200000 in der Sekunde erzeugt. Für Betriebszwecke werden solche Maschinen mit 50000 Perioden (Wellenlänge 6 km) bis zu einer Größe von etwa 50 Kilowatt und mit 25000 Perioden (Wellenlänge 12 km) bis zu 75 Kilowatt gebaut werden können. Für Großstationen sind diese Energiebeträge noch zu gering.

b) Die Goldschmidtsche Hochfrequenzmaschine. – Wenn die Spule R – der Rotor einer Wechselstrommaschine (Fig. 35) – in dem magnetischen Feld der festen Spule S – des Stators der Maschine – rotiert und die feste Spule von einem Gleichstrom durchflossen wird, den eine Sammlerbatterie oder eine Dynamomaschine liefert, ist die Frequenz N des im Rotor induzierten Wechselstroms gleich der Umdrehungszahl des Rotors. Der vom Rotor erzeugte Wechselstrom von der Frequenz N fließt durch den Kondensator C₃ und die Selbstinduktivität L₂ sowie den Kondensator C₄. Der Kondensator C₃ ist so abgeglichen, daß er die Selbstinduktion von R aufhebt, während L₂ und C₄ bei N Perioden gerade in Resonanz sind. Das durch die Frequenz N im Rotor erzeugte Feld wirkt auf den Stator zurück und induziert in ihm einen Strom von der Frequenz 2 N, der über den Kondensator C₁ die Selbstinduktivität L₁ und den Kondensator C₂ fließt. C₁ ist auf die Selbstinduktion von S abgeglichen und L₁ ist mit C₂ auf die Frequenz 2 N abgestimmt. Im Rotor wird nun wieder durch den Stator ein Strom von der Frequenz 3 N induziert, der über den auf diese Frequenz abgestimmten Weg über den Kondensator C₅ fließt. Dieser Strom induziert im Stator einen Strom von der Frequenz 4 N, der an den Punkten a und b zur Nutzleistung abgenommen werden kann, da der Statorkreis auf diese Frequenz nicht abgestimmt ist. Auf die Frequenz des Nutzstromes ist der Schwingungskreis Antenne, C₁, S und Erde abgestimmt; zur genaueren Einstellung dient das Antennenvariometer V. Durch den Nebenschluß L₁, C₂ zur Antenne fließt nur ein ganz geringer Bruchteil des Nutzstroms, weil L₁ – C₂ für die Frequenz 4 N verstimmt sind.

Die Goldschmidtsche Maschine liefert bei der Speisung mit Gleichstrom reine hochfrequente Wechselströme von gleichbleibender Amplitude, also vollständig ungedämpfte Schwingungen. Bei Erregung mit Wechselstrom oder pulsierendem Gleichstrom oder bei Verwendung einer besonderen Tonschaltung lassen sich in der Antenne Schwebungsschwingungen hervorrufen, die auf der Empfangsstation mittels eines Kontaktdetektors als reiner musikalischer Ton aufgenommen werden können. Die Telegraphiertaste T wird in den Erregerkreis eingeschaltet. Versuchsmaschinen von 12,5 Kilowatt mit 10000 m Wellenlänge und von 10 Kilowatt mit 5000 m Wellenlänge haben einen Wirkungsgrad von 80% ergeben.

In der für den transatlantischen Verkehr bestimmten Großstation Eilvese bei Neustadt am Rübenberge treibt eine Lokomobile von 500 PS. zwei Dynamomaschinen von je 150 Kilowatt, die direkt mit dem Motor des Hochfrequenzgenerators gekuppelt sind. Dieser besteht aus einem Stator und einem Rotor. Hat die Maschine eine Umdrehungszahl von 3130 in der Minute, und erregt man den Stator durch eine Batterie oder eine Gleichstrommaschine, so wird im Rotor ein Hochfrequenzstrom von 10000 Wechseln in der Sekunde erzeugt. Dieser wird in der vorbeschriebenen Weise auf 40000 Perioden transformiert und mit ihm die [784] Antenne in Schwingungen von 7500 m Wellenlänge versetzt. Zur Zeichengebung benutzt man einen Wheatstone-Sender, der den Erregerkreis betätigt. Die Antenne weist 160 Kilowatt Schwingungsenergie bei 200 Amp. Stromstärke auf.

c) Die Hochfrequenzmaschine des Grafen von Arco. – Sie besteht aus einer Induktorpolmaschine W (Fig. 36) für 8000 Perioden. Die weitere Frequenzsteigerung geht außerhalb der Maschine in gleichgebauten ruhenden Transformatoren T vor sich, von denen nach Bedarf mehrere hintereinander geschaltet werden. Jeder Transformator hat 3 Wicklungen auf seinem Eisenkern. An die primären Wicklungen p₁ und p₂ ist die Wechselstrommaschine W gelegt, die sekundären Windungen s₁ und s₂ sind in die Antenne eingeschaltet. Schickt man durch die dritte Wicklung m₁ und m₂ Gleichstrom aus der Batterie B, so verstärkt diese die Induktion des einen Transformators und schwächt die des andern. Der Induktionsfluß im Transformator T₁ ist z.B. von der Form der Kurve in Fig. 37a und im Transformator T₂ von der Form der Kurven in Fig. 37b. Der gesamte Induktionsfluß durch die Spulen s₁ und s₂ hat dann die Form der Kurve Fig. 37c und doppelt so hohe Frequenz als der ursprüngliche Wechselstrom. Wird das Verfahren mehrmals wiederholt, so kann man aus Strömen von der Grundperiode 8000 solche von 16000, 32000, 64000 u.s.w. erzeugen. Der Wirkungsgrad wird am besten, wenn man jeden Kreis auf die für ihn in Betracht kommende Frequenz abstimmt; hierzu dienen die regelbaren Kondensatoren C und das Variometer V. Bei einem Wirkungsgrade von 60–85% bleibt der Gesamtverlust selbst bei mehrmaliger Transformation noch in wirtschaftlich zulässigen Grenzen. Die für den Verkehr der Großstation Nauen mit Togo und der Station Sayville bei Neuyork bestimmte Hochfrequenzmaschine liefert über 150 Kilowatt schwingende Antennenergie.

8. Die Hochfrequenzmaschine Marconis. – Sie besteht aus einer sehr rasch umlaufenden Kontaktanordnung in einem Gleichstromkreise in Verbindung mit besonderen Stromkreisen zur Erzeugung von ungedämpften Schwingungen in der Antenne. Die Einzelheiten der Anordnung werden geheimgehalten. Versuche mit dieser Hochfrequenzmaschine sind seit 1907 in der Großstation Poldhu angestellt worden. Ihr Ergebnis war, daß die Wirkung der ungedämpften ununterbrochenen Wellen bezüglich der aufgewendeten Energie der Wirkung der schwachgedämpften Wellen der neuen Funkensender gleichkommt. Die Hochfrequenzmaschine Marconis ist von der Kommission für die Errichtung eines allbritischen Funkentelegraphennetzes als für den Betrieb brauchbar anerkannt worden. Trotzdem hat die Marconi-Gesellschaft die Auslandspatente für die Goldschmidtsche Hochfrequenzmaschine erworben.

6. Gerichtete Telegraphie von Bellini und Tosi.

Es kommen bei diesem System in Dreiecksform gegeneinander geneigte Antennen zur Anwendung, die mit Strömen gleicher Amplitude, aber entgegengesetzter Phase gespeist werden. Die Richtung der Antennenebene ist dann die Richtung der maximalen Wellenamplitude. Beim Empfang reagiert die Anordnung ebenfalls am stärksten auf Wellen, deren Richtung mit der Antennenebene zusammenfällt.

Soll die Richtung der Maximalausstrahlung oder des Maximalempfangs willkürlich geändert werden, so kann dies durch Drehen des Antennensystems in die gewünschte Richtung erreicht werden; das würde aber für große Antennen kaum durchführbar sein. Bellini & Tosi kombinieren deshalb zwei solcher Dreiecksantennenzonen A, B, C, D und E, F, G, H (Fig. 38) derart, daß ihre Ebenen senkrecht zueinander stehen. Ebenso werden die Koppelungsspulen S₁ und S₂ senkrecht zueinander angeordnet. Innerhalb dieser Spulen ist die zu dem erregenden Kondensatorkreise K S gehörige Spule S drehbar angeordnet. Die Richtung der maximalen Ausstrahlung fällt dann mit der Ebene der Spule S zusammen; sie kann durch Drehen der Spule beliebig verändert werden. Wird die bewegliche Spule S mit einem Detektorkreis verbunden, so spricht umgekehrt dieser am stärksten an, wenn die Ebene der Spule S mit der Richtung der ankommenden Wellen zusammenfällt.

Bei dieser Anordnung wirken die Antennenpaare genau gleich nach vorn und nach hinten. Um eine nur einseitige Richtung zu erzielen, fügen Bellini & Tosi noch eine einfache vertikale Antenne L M in der Mitte zwischen beiden Dreiecksantennen ein. Ist der Strom in der Antenne L M in Phase mit dem Strom in der Antenne C D, so wird die Wirkung in der Richtung C D verstärkt, in der Richtung A B geschwächt. Will man auch in diesem Falle die Richtung der maximalen Wellenamplitude veränderlich machen, so schaltet man in die vertikale Antenne L M eine Koppelungsspule S₃ ein, die mit der Erregerspule S fest verbunden ist, sich also mit ihr dreht. Durch Drehung der Spule S hat man es dann in der Hand, die Richtung der maximalen Strahlung und umgekehrt des maximalen Empfangs einzustellen.[785]

Die Koppelungsspulen und die drehbare Spule S haben Bellini & Tosi in einem Apparat zusammengefaßt, der unter der Bezeichnung Radiogoniometer im Betriebe verwendet wird. Marconi verwendet das Radiogoniometer zur Konstruktion eines drahtlosen Kompasses, den er Direktion-Finder nennt. Dieser dient zur Ortsbestimmung von Schiffen in der Weise, daß das Schiff mit einem solchen richtenden Empfangssystem ausgerüstet wird, mit dem die Richtungszeichen von bestimmten Küstenstationen, die dauernd mit selbsttätigen Sendern arbeiten, aufgenommen werden.

7. Erdantennen.

Horizontale Antennen, die aus zwei symmetrischen Hälften in geringer Höhe über dem Erdboden angeordnet sind, nennt man Erdantennen. Solche Antennen sind von Marconi, Braun, Zehnder, Lecher sowie früher von Rathenau und Strecker vorgeschlagen und gelegentlich auch versucht worden, ohne jedoch dabei solche Ergebnisse zu erzielen, daß die praktische Verwendung in Aussicht genommen werden konnte. Neuerdings hat F. Kiebitz durch umfangreiche Versuche nachgewiesen, daß mit solchen Erdantennen sich große Reichweiten erzielen lassen und die Verwendung von solchen Antennen in gewissen Fällen besondere Vorteile bietet. Die von Kiebitz benützten Antennen wurden nach Fig. 39 angeordnet; die beiden Zweige endigten frei oder wurden durch die Kondensatoren A geerdet. Die inneren Enden der Antennenleitungen waren an die Sender bezw. Empfängerapparate geführt, die in der Fig. 39 durch die Selbstinduktivitäten S₁ und S₂ und die Kapazität C angedeutet werden. Bei den Versuchen zwischen Norddeich und Swinemünde wurden auf 10 m hohen Stangen vom Stationshause aus je zwei 500 m lange, 5 mm dicke Bronzedrähte nach Osten und Werten an Porzellandoppelglocken ausgespannt, die äußeren Enden waren frei. Mit Wellen von 2100 bis 2250 m Länge konnte zwischen der Großstation Norddeich und den wagerechten Antennen in Swinemünde ein betriebsmäßiger Verkehr eingerichtet werden, dagegen gelang es nur selten, zwischen den beiden wagerechten Antennen in Norddeich und Swinemünde leise Zeichen zu übermitteln. Zwischen der Küstenstation in Danzig und den Swinemünder Erdantennen (300 km Entfernung) gelang bei Tag und Nacht wechselseitiger Verkehr mit einer Wellenlänge von 2000 m. In Swinemünde konnten mit den wagerechten Antennen die Telegramme der englischen Großstationen Poldhu und Clifden aufgenommen werden. Wurden die Antennendrähte niedriger gehängt, so ergab sich für Sender und Empfänger ein deutliche Verringerung der Fernwirkung. Andre Versuche ergaben, daß für Entfernungen von einigen hundert Kilometern zur Erzielung großer Lautwirkungen möglichst kleine Wellen günstig sind, dabei muß jedoch in Betracht gezogen werden, daß die Ausbreitung der Wellen bei Tage um so stärker beeinträchtigt wird, je größer die Entfernung und je kleiner die Welle ist. Die Fernwirkung einer einfachen Antenne mit Erdleitung am Innenende war in der Regel größer als die des Antennenpaars, dagegen war dessen Richtfähigkeit ungleich größer als die der einzelnen Antenne. Wurden die Außenenden der Leitungen nicht frei endigend verwendet, sondern über einen geeigneten Kondensator A geerdet, so ergab das Antennenpaar in der Regel größere Fernwirkungen als eine einzelne Antenne; teilweise war es sogar günstiger als eine einzelne Antenne mit freiem Ende. Nach dem Ergebnis der Versuche steht fest, daß die Erdantennen als Empfangsantennen namentlich für militärische Zwecke recht brauchbar sind; inwieweit sie als Senderantennen praktisch verwertbar sind, unterliegt noch der Erprobung.

Literatur: [1] Zenneck, Lehrbuch der drahtlosen Telegraphie, Stuttgart 1913. – [2] The Year-Book of Wireless Telegraphy and Telephony, London 1913. – [3] Jahrbuch der drahtlosen Telegraphie und Telephonie, Bd. 6, Leipzig 1913. – [4] R. Goldschmidt, Maschinelle Erzeugung von elektrischen Wellen für die drahtlose Telegraphie, Elektrotechn. Zeitschr., Berlin 1911. – [5] C. Lorenz A.-G., Das Vieltonsystem, Sonderausgabe Nr. 188, Berlin 1913, und H. Rein, Der Radiotelegraphische Gleichstromtonsender, Langensalza 1912. – [6] Valbreuze, Telegraphie et Telephonie sans fil, Paris 1910.

Otto Fentsch.