DE278950C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

Vr 278950 KLASSE 21«. GRUPPE

Dr. JOSEF SCHIESSLER in BADEN b.WIEN.

Telephonrelais. Patentiert im Deutschen Reiche vom 25. Juni 1913 ab.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Telephonrelais und unterscheidet sich von den bereits bekannten durch die Anordnung des Glühwiderstandes und die Beeinflussung desselben durch die zu verstärkenden Ströme der Linie usw.

Fig. ι kennzeichnet eine Schaltungsanordnung, in welcher 1 eine Gleichstromquelle von entsprechender Intensität und Spannung (Akkumulatoren, Elemente usw.) bezeichnet, deren einer Strompol über die Drosselspule 2 mit dem Glühwiderstand 4 verbunden ist. Diese Drosselspule 2 hat einen regulierbaren Eisenkern 3, der aus mehreren konzentrischen, geschlitzten, gut ausgeglühten Weicheisenröhren besteht, welche auf einem zentrisch zur Spule 2 angeordneten Eisenkern von der angegebenen Beschaffenheit in beliebiger Anzahl und beliebig weit aufgeschoben werden können. An diese Drosselspule ist der Glühwiderstand 4 angeschlossen. Für den vorliegenden Zweck kann der Glühkörper aus Materialien von sowohl positiven als auch negativen Temperaturkoeffizienten bestehen, also aus Metallen und ihren Legierungen und Nichtmetallen. Als Metalle kommen hier hauptsächlich die hitzebeständigen Schwermetalle, Platin, Osmium, Iridium sowie auch Wolfram und Tantal in Betracht. Von den Nichtmetallen das künstliche Silundum, Nernststifte und ähnliche Heizkörper, welche zum Zwecke einer größeren Strahlung mit einer größeren Oberfläche versehen sind, indem man sie spiralförmig wickelt oder mäanderartig knickt oder ganze Gewebe aus ihnen darstellt. Parallel zu dem Glühwiderstand 4 ist ein variabler Kondensator 5 geschaltet, anstatt dessen unter Umständen auch ein Regulierwiderstand verwendet werden könnte. An den Glühkörper 4 wird nun ein entsprechender Regulierwiderstand 6 angeschlossen, welcher die Stromverhältnisse in der ganzen Anordnung zu regulieren gestattet. Von diesem Widerstand fließt der Strom über den primären Teil der Induktionsspule 7, zu welchem ein variabler Kondensator 8 oder ev. ein regelbarer Widerstand parallel geschaltet ist. Eine regelbare große Selbstinduktion 9 führt den Strom zum zweiten Strompol zurück.

Mit dem sekundären Teil 19 der Induktionsspule ist ein Telephon 20 oder irgendein anderer Empfangsapparat gekoppelt. Um nun in dem von Wellenströmen durchflossenen Starkstromkreise die günstigen Verhältnisse herstellen zu können, wird der aus der variablen Kapazität .11 und der regelbaren Selbstinduktion 10 bestehende einstellbare Schwingungskreis parallel und symmetrisch zum Widerstand 4 und zur Induktionsspule 7 angeordnet.

Der Glüh widerst and 4 ist in einer Glühkammer angeordnet, welche von zwei Membranen 12 und 13 abgeschlossen ist, auf welche zwei von den zu verstärkenden Strömen durchflossene

Elektromagiiete 14, 15 einwirken, welche durch die Klemmen 17, 18 mit der Linie oder irgendeiner anderen Vorrichtung verbunden sind, deren schwache Ströme verstärkt werden sollen. Die Elektromagiiete 14, 15 wirken entweder unmittelbar auf die Membranen 12, 13 (Fig. 1) oder mittelbar (Fig. 2).

In Fig. 2 stellt 21 das Gehäuse dar, welches die Glühkammer enthält. Das Gehäuse ist aus dünnem Material hergestellt und mit kreisscheibenförmigen Kühlrippen 30, 31 versehen, um die Wärme möglichst rasch abzuleiten. Diese Wärmeableitung kann auch dadurch vorgenommen werden, daß das Gehäuse beständig von frischer Luft umspült wird (Zug, Ventilator) oder in ein Gefäß mit beständig sich erneuerndem Wasser eingebettet wird. Die Glühkammer ist auf beiden Seiten von den elastischen Membranen 12, 13 luftdicht abgeschlossen, um auf diese Weise die Glühwiderstände vor jeder Strömung der Luft zu schützen. Diese elastischen Membranen bestehen entweder ganz aus Eisen (Telephonmembranen) oder besser aus irgendeinem anderen elastischen Material (Aluminiumblech, Glas, Glimmer usw.), auf welche entweder bei unmittelbarer Beeinflussung durch die von den zu verstärkenden Strömen durchflossenen Elektromagiiete 14, 15 nach Fig. 1 eine kleine Eisenblechscheibe als Anker irgendwie zentrisch befestigt ist oder bei mittelbarer Beeinflussung ein bei 24, 25 beliebig zu verlängernder Winkelhebel 26, 27 ebenfalls zentrisch angebracht ist, dessen freies Ende mit einem konisch geformten Weicheisenanker 28, 29 versehen ist. Oberhalb dieses Weicheisenankers 28, 29 befindet sich eine in der Zeichnung stärker angegebene Angriffsfläche. Der Konus der Anker 28, 29 ist je nach der gewünschten Empfindlichkeit und je nach der zu Gebote stehenden Anziehungskraft der Fixierungsmagnetkerne 32, 33 mehr oder minder zugespitzt.

Um nun diesen Winkelhebel 26, 27 in seiner Lage zu fixieren und andererseits die eigenen oder irgendwie erzwungenen Schwingungen desselben zu dämpfen, sind die Fixiermagnete 34, 35 vorgesehen.

Zu. diesem Zwecke sind auf dem längeren Schenkel 38, 39 eines horizontal angeordneten permanenten Hufeisenmagneten 36, 37 die Weicheisenkerne 32, 33 angeordnet, welche von dem permanenten Magneten magnetisch induziert werden und mittels der Griffrädchen 61, 62 zwangläufig oder sonst irgendwie kontinuierlieh verstellbar sind. Die auf die Weicheisenkerne 32, 33 aufgeschobenen und vom Starkstrom durchflossenen Elektromagnete 34, 35 müssen natürlich die gleiche Polarität zeigen wie der magnetisch induzierte Eisenkern.

Auf dem kürzeren Schenkel 40, 41 des permanenten Hufeisenmagneten ist das Weicheisenstück 42, 43 senkrecht zum Schenkel 40, 41 des Hufeisenmagneten angeordnet, auf welchem gleichfalls senkrecht ein eventuell unterteiltes und geschlitztes Weicheisenrohr 46, 47 angeordnet ist, in welchem ein eventuell ebenfalls unterteilter und geschlitzter massiver Weicheisenkern 48, 49 mittels eines Griffrädchens 50, 51 oder sonst irgendwie kontinuierlich einstellbar angeordnet ist. Um die Intensität der freien magnetischen Massen in den Eisenkernen 32, 33 bzw. 46, 48 und 47, 49 beliebig regulieren zu können, sind die Weicheisenhebel 57, 58 um die Punkte 59, 60 beliebig verdrehbar und erzeugen dadurch einen magnetischen Kurz-Schluß von beliebiger regelbarer Intensität. Auf die hohlen Weicheisenkerne 46, 47 werden nun die Spulen 44, 45 aufgeschoben, welche von den Linienströmen usw. durchflossen sind, die mittels der Leitungen 53, 55 von den Klemmen 52, 56 zugeführt werden.

Der Starkstrom wird von der Klemme 63 zugeführt und fließt über die Leitung 64 durch die Spule 35 über die Verbindungsleitung 65 durch die Windungen der Spule 34 und über die Leitung 66 zur Klemme 67, von dieser über die Länge des Glühkammerständers verlaufende Leitung 68 zur Einführung 69, welche aus einem gut isolierten Material (Speckstein, Porzellan, Glas usw.) hergestellt ist, und durch welche die Verbindung mit dem in der Glühkammer angeordneten Glühwiderstand hergestellt ist (4 in Fig. 1). Von diesem Glühwiderstande fließt der Strom durch eine zweite Durchführung über die Leitung 70 zur Klemme 71, wo nach Fig. 1 die Drosselspule 2 oder der Regulierwiderstand 6 angeschlossen wird.

Anstatt der eben beschriebenen Einrichtung können die Erregermagnete auch nach Fig. 4 konstruiert angeordnet sein. In einem vollkommen geschlossenen oblongen Eisenrahmen 97, der aus weichem ausgeglühten Eisen, eventuell aus Dynamoblech hergestellt ist, sind zwei Glockenelektromagnete 98, 99 in der Seitensymmetrale des Weicheisenrahmens angeordnet. Der Kern 101 und ιοί' besteht aus einer geschlitzten Weicheisenröhre, auf welcher die beiden Spulenscheiben aufgezogen sind. Die hintere Scheibe besteht ebenfalls aus Weicheisen, die vordere aus Fiber. Zwischen diesen beiden Scheiben ist ein feiner, gut isolierter Kupferdraht von etwa 800 bis 1000 Ohm Widerstand aufgewickelt, und über die Scheiben ist ein wechselseitig geschlitzter Weicheisenmantel 100 und 100' aufgezogen, wobei vorn über die Fiberscheibe noch eine Eisenscheibe (108 in Fig. 5) aufgeschoben ist, welche zwar mit dem Mantel 107 in Kontakt steht, aber sich dem geschlitzten hohlen Weicheisenkern bis auf etwa 2 mm nähert, so daß die unten liegende Fiberscheibe in einem schmalen Streifen (109 in Fig. 5) sichtbar wird, wobei iiö in der-

selben Figur die Stirnseite des hohlen geschlitzten Eisenzylinders (ιοί und ιοί' in Fig. 4) darstellt. In diesem letzteren ist ein eventuell ebenfalls unterteilter und geschlitzter massiver Eisenzylinder 102 und 102' mittels des Griffrädchens 106 und 106' zwangläufig oder sonst irgendwie kontinuierlich verstellbar angeordnet, dessen Stirnseite in Fig. 5 mit in bezeichnet ist. Diese beiden Elektromagnete werden von den Klemmen 104 und 105 aus mit der Linie usw. verbunden und sind durch die Leitung 103 miteinander in Serie geschaltet, können aber auch in der wirklichen Ausführung zueinander parallel geschaltet werden.

Diese beiden Elektromagnete beeinflussen nun entweder unmittelbar die ganz aus Eisen bestehenden oder nur mit einem kleinen Eisenanker versehenen Membranen der Glühkammer, die zur besseren Reflexion der Wärmestrahlen auf der entsprechenden Seite versilbert oder vernickelt oder überhaupt, falls sie aus Metall sind, auf Hochglanz poliert werden, oder sie wirken auf die Angriffsfläche der Winkelhebel 26, 27 ein, deren Anker durch irgendeinen verstellbaren, vom Starkstrom durchflossenen Fixiermagnet angezogen wird. Eine rasche Abkühlung des Glühwiderstandes selbst kann dabei auch dadurch vorgenommen werden, daß irgendein (Kohlen-) Wasserstoffstrom durch die Glühkammer hindurchgeleitet wird, der bei seinem Austritt aus einem hitzebeständigen Brenner (Speckstein) angezündet wird, oder es wird in Zeitintervallen durch ein Tropfglas eine bestimmte Menge eines flüssigen Kohlenwasserstoffes eingeführt, wodurch eine starke Abkühlung und damit auch eine verstärkte Wirkung erzielt wird.

Anstatt der primären Linie kann auch ebensogut ein Mikrophonstromkreis eingeschaltet und anstatt des Telephons 20 oder eines sonstigen Empfangsapparates kann die Linie angeschlossen werden. Man erhält auf diese Weise einen mikrophonischen Sender, der es gestattet, Stromschwankungen von beliebiger Intensität und Spannung in die Linie zu senden.

Anstatt der Linie kann aber auch irgendein

Stromkreis einer drahtlosen Sendeeinrichtung (Speisestromkreis, Schwingungskreis, Antenne) mit der vorliegenden Einrichtung gekoppelt sein. Dadurch werden die sonst üblichen zahlreichen, zueinander in Serie usw. geschalteten Mikrophone, welche noch dazu auf irgendeine ■Weise gekühlt werden müssen, überflüssig.
Es ist aber auch möglich, die Einrichtung nicht nur auf elektromagnetischem Wege mittels eines Mikrophons, sondern auch direkt auf akustische Weise zu beeinflussen, indem die durch einen Sprechtrichter aufgefangenen Wellen die elastischen Membranen unmittelbar beeinflussen oder unmittelbar auf die Angriffsflächen der Winkelhebel wirken.

Fig. 3 zeigt eine andere Schaltung. Es ist die bekannte Wheatstonesche Brückenkombination. In der einen Diagonale des Stromviereckes liegt die Gleichstromquelle 72 von entsprechender Intensität und Spannung. An deren Strompol können sich ebenso wie in Fig. 1 eine regelbare Drosselspule und eine veränderliche Selbstinduktion anschließen. Der Strom der Gleichstromquelle fließt über den Regulierwiderstand 73 zu einem Amperemeter 74 und zum Verteilungspunkt 75. In den einen Zweig ist der Glühwiderstand 77 eingeschaltet. Um nun die Stromstärke und damit auch die Intensität der Stromschwankungen zu erhöhen, können mehrere Glühwiderstände zueinander parallel geschaltet werden.

Parallel zu den Glühwiderständen wird nun je nach Erfordernis entweder ein variabler Kondensator 78 oder anstatt dessen ein regelbarer Widerstand angeordnet.

In dem anderen Zweige ist eine Glühlampe 79 von nahezu demselben Widerstände wie die Glühwiderstände des anstoßenden Astes eingeschaltet und parallel zu ihr abermals ein variabler Kondensator 80 oder anstatt dessen wiederum ein regelbarer Widerstand. Der Verteilungspunkt 76 ist über den Ausschalter 96 mit dem zweiten Strompol verbunden. Die beiden anderen Zweige des S trom Viereckes ■ werden durch einen entsprechenden Regulierwiderstand gebildet, um genau abgleichen zu können. In die diagonale Brücke 82,83 ist ein zweipoliger Umschalter 84, 85, 86 eingeschaltet, der einmal in die Kontakte 87, 88 eingelegt wird, welche durch ein empfindliches Galvanometer .89 überbrückt sind, um die .Widerstände genau abgleichen zu können. Wird der Umschalter jedoch in die Kontakte 90, 91 eingelegt, so ist irgendein entsprechender Empfangsapparat 94 eingeschaltet, zu dem ein variabler Kondensator 95 oder ein entsprechender regelbarer Widerstand parallel geschaltet ist.

Um nun andererseits den Widerstand des Empfangsapparates genau auf den Widerstand des Galvanometers abgleichen zu können, ist ein regelbarer Widerstand 92, 93 eingeschaltet.

Selbstverständlich kann die vorliegende Ausführung noch mannigfach variiert werden, und die Zeichnungen geben nur beispielsweise Ausführungen wieder. Ebenso sind die Schaltungen und der Ort der Einschaltung der Apparate in die Strombahn noch mannigfach abzuändern, ohne daß dadurch das Wesen der vorliegenden Erfindung irgendwie geändert würde. So z. B. können die beiden aus Metall bestehenden Membranen durch Leitungsdrähte mit der Strom-" bahn verbunden werden, so daß dieselben einen zum Glühwiderstand parallel geschalteten Kondensator darstellen, zwischen dessen zwei Belegen der Glühwiderstand angeordnet ist. Auf diese Weise wird durch Beeinflussung mittels

der Erregermagnete nicht nur die Wärmestrah- I lung und dadurch der Widerstand, sondern auch die Kapazität geändert, wodurch eine größere Amplitude der Stromschwankungen erzielt wird.

Die Wirkungsweise ist die folgende:
Sobald die zu verstärkenden Stromschwankungen die beiden Erregerspulen 14, 15 durch- j fließen, erzeugen sie ein wechselndes magnetisches Feld, das durch den verstellbaren Eisenkern 48, 49 (Fig. 2) auf die Angriffsfläche des an der Membran befestigten Hebels 26, 27 einwirkt und diese in analoge Schwingungen ver- ' setzt. Diese Schwingungen der reflektierenden Membran werfen in demselben Rhythmus die von dem Glühkörper 4 emittierten Wärmestrahlen zurück und stauen dadurch die Wärme des Glühwiderstandes. Die Wärmeschwankungen ■ des Glühkörpers 4 bedingen Wider-Standsschwankungen und diese Stromschwankungen. Der aus regelbarer Selbstinduktion 10 und variabler Kapazität 11 bestehende, parallel geschaltete Schwingungskreis ist zwischen den Glühwiderstand 4 und die Induktionsspule 7 sowie den Kondensator 8 eingeschaltet und dient ebenfalls zur Verstärkung oder, besser gesagt, zu einer Regulierung der vorhandenen Dämpfung auf ein Optimum. Die so verstärkten Stromschwankungen werden nun irgendeinem zweckentsprechenden Empfangsapparate, z. B. einem Telephon, zugeführt oder an eine sekundäre Linienleitung angeschlossen. Anstatt der primären Linienleitung, deren Stromschwankungen auf die Starkstromleitung des Relaiskreises übertragen werden, können in einer Sendestation zum Zwecke einer Zeichen-Übermittlung mit und ohne Draht auch ein Morsetaster, ein Mikrophon oder sonst ein Transmitter eingeschaltet werden, dessen Strom-Variationen die Erregerspule durchfließen und durch diese die Glühwiderstände beeinflussen. Es können beispielsweise die Schallwellen der menschlichen Sprache direkt durch irgendeinen Sprechtrichter mit Leitungsrohr, der eventuell dem hohlen Eisenkern des Erregerelektromagneten aufgesetzt ist, entweder unmittelbar auf die Membran oder mittelbar auf die Angriffsfläche des an ihr befestigten Winkelhebels übertragen werden. Ebenso ist es möglich, die durch irgendeinen guten Schalleiter (Draht usw.) fortgepflanzten Schallwellen unmittelbar auf die Membran oder auf den Winkelhebel zu leiten. Die vorliegende Einrichtung dient dann zuerst zu einer Verstärkung der auszusendenden Strom- j undulationen und kann dann sowohl in der TeIegraphie und Telephonie mit Draht als auch drahtlos verwendet werden. Auf diese Weise ist es möglich, das in der drahtlosen Telegraphie so ersehnte Strarkstrommikrophon durch die gewöhnlichen Apparate zu ersetzen.

Sind auf diese' Weise starke Widerstandsschwankungen im Starkstromkreise erzeugt und durch einen parallel geschalteten regelbaren Schwingungskreis günstige Stromverhältnisse geschaffen worden, so können die so übertragenen und verstärkten Stromschwankungen entweder (und zwar bei Sende- und Zwischenstationen) auf eine Linienleitung oder Antenne oder bei Empfangsstationen auf irgendwelche Empfangsapparate übertragen werden. Die Einschaltung nach Fig. 1 wird nun so vorgenommen, daß der primäre Teil der Induktionsspule 7 in den Starkstromkreis eingeschaltet und die Linie oder der Empfangsapparat (z. B. ein Telephon) mit dem sekundären Teil 19 verbunden wird. Dabei kann die eine Klemme des letzteren, namentlich bei den starken Stromschwankungen z. B. in Sendestationen, an Erde gelegt werden. Dabei kann der eine Liniendraht erspart werden.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 ist die Wirkung folgende:

In den einen Zweig einer Wheatstoneschen Brückenkombination, z. B. bei 77, ist die in Fig. 2 ausgeführte Anordnung mit einem oder mehreren Glühwiderständen eingeschaltet. In dem anstoßenden Zweig der Kombination ist eine Glühlampe usw. von demselben Widerstände angeordnet. Parallel zu den Widerständen und der Lampe kann entweder ein variabler Kondensator oder ein regelbarer Schwingungskreis geschaltet werden. Die beiden anderen Zweige sind über einen regelbaren Widerstand geschlossen, der zur genauen Abgleichung dient.

Wird nun der Schalter 96 geschlossen, so wird die Kombination durch die Batterie 72 über den Regulierwiderstand 73 und das Amperemeter 74 mit Strom versorgt. Der doppelpolige Umschalter 86 ist dabei in die Scherenkontakte 87, 88 eingelegt, wodurch das Galvanometer 89 in die Brücke der Kombination eingeschaltet ist. Die Widerstände 77 und die Glühlampe 79 beginnen zu glühen, und das Galvanometer 89 wird nun durch Regulierung des Widerstandes 83 auf ο eingestellt. Ist dies geschehen,- dann fließt kein Strom durch die Brücke. Nun wird der Schalter 86 umgelegt und der Empfangsapparat oder die sekundäre Linie oder eine Antenne usw. angeschlossen. Der regelbare Widerstand 92, 93 dient dazu, in Empfangs-Stationen die eigentlichen sehr empfindlichen Empfangsapparate vor allzu starken Strömen zu schützen und kann zu diesem Zwecke auch parallel zum Apparat angeordnet werden. Wird nun der bei 77 in den einen Zweig der Kombination eingeschaltete Apparat nach Fig. 2 auf irgendeine Weise, z. B. durch direkte Sprachschwingungen oder durch die Ströme der Senderlinie usw., erregt, so treten im Stromkreise des Glühwiderstandes starke Widerstands-Schwankungen auf, das Gleichgewicht in den Zweigen der Kombination wird gestört, und in

der Brücke treten starke Stromschwankungen auf, die den Empfangsapparat, die Linie usw. erregen.

Claims (2)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Telephonrelais, dadurch gekennzeichnet, daß die schwachen Wechsel- oder Wellenstromschwankungen in der Weise auf einen starken Gleichstrom führenden Kreis übertragen werden, daß ein in diesen Starkstromkreis eingeschalteter Glühwiderstand in bezug auf seine Wärmestrahlung von zwei entweder ganz oder nur teilweise magnetisierbaren, als Wärmespiegel dienenden Membranen eingeschlossen ist, welche durch zwei von den zu verstärkenden Strömen erregte Elektromagnet^ beeinflußt werden, so daß den Schwingungen der Membranen entsprechend die Wärmestrahlung und Temperatur des Glühkörpers und damit sein Widerstand sich ändert.
2. 2. Telephonrelais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aus Glimmer usw. bestehende Membran auf der entsprechenden Seite versilbert oder vernickelt oder überhaupt auf Hochglanz poliert ist, um so eine vollständige Reflexion der Wärmestrahlung hervorzubringen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.