Neuerungen auf dem Gebiete der Wellentelegraphie. Von Ing. Adolf Prasch, Wien. (Fortsetzung von S. 427 d. Bd.) Neuerungen auf dem Gebiete der Wellentelegraphie. Fessendens Sendereinrichtung zur Ablenkung und Führung der erzeugten Wellen längs der Erdoberfläche. Die Abweichung dieser Anordnung gegenüber anderen Einrichtungen besteht darin, dass die eine Funkenkugel statt unmittelbar mit der Erde mit einem Metallkonus K (Fig. 33) verbunden ist, während die andere Funkenkugel statt mit einem senkrechten mit einem wagerechten Draht h von der Länge des Durchmessers der Basis des Konus in Verbindung steht. Der Konus ist geerdet und besteht entweder aus einem Metallblatt oder einem Netz von Drähten. Durch diese Anordnung erhält der eigentliche Wellenstrahler nicht nur eine grosse Kapazität, sondern es sollen auch die Wellen in der Richtung des wagerechten Drahtes längs der Erdoberfläche zum Weiterwandern gezwungen werden. Textabbildung Bd. 320, S. 444 Fig. 33. Textabbildung Bd. 320, S. 444 Fig. 34. Fessendens Einrichtung zur Erzielung hochfrequenter Schwingungen unter Anwendung einer mit einer Dampfturbine unmittelbar gekoppelten Wechselstrommaschine. In Fig. 34 stellt D die Dampfturbine, G den Wechselstromgenerator und T einen Transformator für Spannungserhöhung dar. Die Spannung der Sekundären dieses Transformators ladet den Kondensator K und dieser entladet sich wieder über die Funkenstrecke f, so in dem Luftdrahte in der bekannten Weise elektrische Schwingungen hervorrufend. Durch die Anwendung einer Dampfturbine kann der Armatur des Generators eine so hohe Umfangsgeschwindigkeit erteilt werden, wie dies bei Anwendung einer Kolbenmaschine ohne zu grosse Uebersetzungsverluste niemals möglich ist. So lassen sich mit der Dampfturbine 25000–30000 Umdrehungen in der Minute erzielen, wogegen die Zahl der Umdrehungen bei der Kolbenmaschine nicht über 3000–4000 in der gleichen Zeit getrieben werden kann. Dies ermöglicht es, die Abmessungen der Wechselstrommaschine, als welche eine solche mit drehenden Polen verwendet wird, möglichst klein zu machen und trotzdem eine grosse Zahl von Wechseln zu erhalten. Beträgt die Umfangsgeschwindigkeit der Armatur eines Generators von 0,6 m Durchmesser 16 km in der Minute, so lassen sich bei einer Weite der Polstücke von 2,5 mm 100000 Perioden oder 200000 Wechsel in der Sekunde erreichen. Um die gleiche Leistung mit einer Kolbenmaschine zu erhalten, müsste die Armatur des Generators bei gleicher Polweite einen Umfang von etwa 80 m erhalten. Abgesehen von der durchaus gleichmässigen Winkelgeschwindigkeit der Antriebsmaschine, wird es auch ermöglicht, die Zahl der Pole zu verringern und Störungen durch Resonanz hintanzuhalten. Die Einrichtung wird klein und kann transportabel gestaltet werden. Störungen durch mechanische Erschütterungen sollen nicht zu befürchten sein. Fessendens Anordnung zu einer wahlweisen Telegraphie. Bei dieser neuen Anordnung stellt A (Fig. 35) die sendende, B die empfangende Station dar. In der Sendestation ist das eine Ende der sekundären Windung des Induktoriums J mit dem Luftdraht, das andere Ende mit der Erde verbunden. Der Luftdraht gabelt sich in zwei Drähte 1 und 2, welche eine verschiedene Eigenschwingungsperiode haben. In der Empfangsstation wird der Wellenanzeiger w nicht geerdet, sondern seine Enden stehen mit je einem von den zwei vorgesehenen Luftdrähten 3 und 4 in Verbindung. Diesen Luftdrähten sind Selbstinduktionen ll1: vorgeschaltet. Die Verbindung des Wellenanzeigers mit den Empfangsapparaten erscheint nur angedeutet. Durch Aenderung der Selbstinduktionen l und l1 wird der Empfangsdraht 3 mit dem Sendedraht 1 und der Empfangsdraht 4 mit dem Sendedraht 2 in Abstimmung gebracht, so dass Draht 3 nur die von 1 und Draht 4 nur die von Draht 2 entsendeten Wellen aufnehmen kann. Nehmen die Drähte 3 und 4 Wellen der gleichen Frequenz auf, so kann zwischen den beiden Enden des Wellenanzeigers keine Potentialdifferenz entstehen und dieser daher auch nicht ansprechen. Treffen jedoch die von der Sendestation entsendeten Wellen verschiedener Periode, welche der Eigenschwingungsperiode der Empfangsdrähte entsprechen, diese Drähte, dann tritt an den Enden des Wellenanzeigers eine Potentialdifferenz auf, durch welche er zum Ansprechen gebracht wird. Eine andere Station, welche nur Wellen einer Frequenz entsendet, wird daher diese Empfangsstation in keiner Weise zu beeinflussen vermögen. Textabbildung Bd. 320, S. 445 Fig. 35. Das System der Strahlentelegraphie von Dr. Georg Blochmann. Ueber dieses System der gerichteten Wellentelegraphie und dessen Vorteile wurde bereits S. 140 d. Bd. berichtet. Mittlerweile wurde jedoch näheres über die Art und Weise der Einrichtung bekannt, so dass ein Zurückkommen auf dieses System gerechtfertigt erscheint. Textabbildung Bd. 320, S. 445 Fig. 36. Die Erfindung stellt sich als eine praktische Anwendung der von Hertz nachgewiesenen Brechung der elektrischen Strahlen dar. Es erscheinen hier die Vorzüge des Heliographen auf die unsichtbaren Signale der Wellentelegraphie übertragen. Die Einrichtung besteht für jede Station aus einem Sende- und Empfangsapparat, die gesondert in einem Metallkasten eingeschlossen sind. Die beiden Kästen sind (Fig. 36 und 37) übereinander angeordnet und zwangläufig so verbunden, dass jeder Kasten und die mit demselben verbundenen beweglichen Teile die Bewegung des anderen Kastens mitmachen müssen. L und L1 stellen je eine Linse aus einem die Wellen brechenden Materiale, wie Harz, Wachs, Pech usw. dar. Diese Linsen verschliessen die einzige Oeffnung des zugehörigen Kastens und können demnach die im Inneren des Kastens I der Senderanordnung erzeugten elektrischen Wellen, da das Metallgehäuse undurchlässig ist, nur durch diese Linse in das Freie treten. Die Kammern sind ausreichend geräumig, um nicht nur alle für die Sendung bezw. den Empfang erforderlichen Einrichtungen aufzunehmen, sondern auch dem Telegraphisten das Arbeiten darin zu gestatten. Letzteres ist jedoch kein unbedingtes Erfordernis, die Apparate lassen sich auch so anordnen, dass sie von aussen betätigt werden können. In I stellt nun B die zum Betriebe des Induktoriums J erforderliche Elektrizitätsquelle, Z den Zeichengeber, f den Unterbrecher und R' den Oszillator oder Radiator dar. Dieser Radiator ist gleichfalls von einem nur nach vorn (rechts) offenen Gehäuse umgeben, an welches sich das die Linse L1 tragende konische Metallrohr m anschliesst. Die Kammer selbst ist um einen senkrechten Zapfen drehbar, so dass sie in der Wagerechten nach jeder Richtung verdreht werden kann. Ferner lässt sich der Radiator samt dem anschliessenden konischen Metallrohr mit Linse um eine wagerechte Achse verdrehen und zwar beträgt der Drehungswinkel gegen die Senkrechte 30 °. Durch die vereinigte Bewegung der Kammer und Linse ist es möglich, die Linse nach jeder Richtung einzustellen. Das gleiche Ergebnis lässt sich aber auch durch Aufhängen der Kammer in der Art und Weise wie bei Schiffskompassen oder durch die Anordnung wie bei den Drehtürmen der Schiffskanonen erreichen. Die Empfangseinrichtung II hat die gleiche äussere Form wie I. Sie sind durch die beiden Hebel hh1 und die Verbindungsstange v (Fig. 37) für die senkrechte und durch eine entsprechende mechanische Anordnung für die wagerechte Drehung gekoppelt. Nach Lösung dieser Verbindungen kann jedoch jede Kammer für sich unabhängig von der anderen gerichtet werden. Bei dem Empfänger befindet sich an Stelle des Radiators im Brennpunkte der Linse L1 ein Fritter oder sonstiger Wellenanzeiger. Die weitere Anordnung besteht aus der Lokalbatterie B1, dem Relais R, dem Morseschreiber oder sonstigen Zeichennehmer M und der diesen betätigenden Batterie B2. Gelangt ein gewöhnlicher Fritter zur Benutzung, so muss auch ein in Fig. 36 nicht dargestellter Klopfer zum Entfritten vorhanden sein. Textabbildung Bd. 320, S. 445 Fig. 37. Um die Einstellung der Linsen zu erleichtern, werden kleine Fernrohre tt1, „Finder“ genannt, mit den Hebeln hh1 (Fig. 37) in Verbindung gebracht. Wird die Empfang- bezw. Sendestelle mit dem Fernrohr aufgefunden, so ist auch der eigene Apparat auf diese Stelle gerichtet. Mit Ausnahme sehr nebeligen Wetters wird sich dies, da eine Nachrichtenvermittlung auf grosse Entfernungen nicht beabsichtigt ist, fast regelmässig erreichen lassen. Die Wirkung der Einrichtung erklärt sich nun einfach wie folgt: Die von dem Oszillator oder Radiator ausgehenden Strahlen, welche die Linse divergierend treffen, werden parallel gerichtet und in einem Strahlenbündel in den freien Raum entsendet. Treffen diese Strahlen die Linse der Empfangstelle, so werden sie konzentriert zu dem im Brennpunkte gelegenen Wellenanzeiger geleitet und bringen ihn zur Wirkung. Die aus der Optik bekannte und auch hier auftretende Streuung ermöglicht es, dass die Einstellung des Senders auf den Empfänger keine ganz genaue zu sein braucht. Dies ist besonders für die Schiffahrt von grosser Bedeutung, da das Einhalten der genauen Richtung zwischen zwei sich bewegenden Schiffen Schwierigkeiten bietet. Der Spielraum bleibt aber trotzdem nur ein geringer, da schon eine Ablenkung von wenigen Graden den Verkehr zur Unmöglichkeit macht. Durch diese genaue Richtungsbestimmung ist eine Geheimhaltung der Nachrichten so ziemlich gewährleistet. Für den allgemeinen Verkehr eignet sich diese Einrichtung selbstredend nicht, doch kann sie mit einer der bereits bestehenden wellentelegraphischen Einrichtungen leicht und ohne jede Schwierigkeit in Verbindung gebracht werden. Artoms System der gerichteten Hellentelegraphie. Dem Erfinder dieses Systems, Professor Allesandro Artom, soll es mit einer besonderen Anordnung gelungen sein, die elektrischen Wellen in eine bestimmte Richtung zu lenken. Soviel bisher bekannt, verwendet er an Stelle gewöhnlicher Hertzscher Wellen zirkulär oder elliptisch polarisierte Wellen, wobei er die Polarisierung nicht durch Prismen aus Holz oder anderen dielektrischen Substanzen, welche einen bedeutenden Energieverlust bedingen würden, erzielt. Er benutzt für seine Zwecke eine Vereinigung zweier oszillatorischer Entladungen von verschiedener Phase und verschiedener Richtung, die in einfachster Weise durch drei oder vier Entladungskugeln erzeugt werden sollen. In den Primärkreis des verwendeten Induktoriums ist ein Wehnelt-Unterbrecher eingeschaltet. Die beiden Enden der Sekundärwicklung schliessen an zwei Funkenkugeln an, welchen gegenüber eine dritte so angeordnet ist, dass die drei Funkenkugeln ein gleichseitiges Dreieck bilden. Die dritte Kugel ist über eine Selbstinduktion und eine Kapazität mit einem Ende der Sekundärwicklung des Induktoriums verbunden. Es kann auch noch eine vierte Kugel hinzugefügt werden, die dann über eine Kapazität mit dem zweiten Wicklungsende in Verbindung steht. Der Luftdraht wird entweder unmittelbar oder über einen Transformator an die dritte oder mittlere Funkenkugel angeschlossen. Für die Empfangsstation soll es von Vorteil sein, dem Luftdraht eine kreisförmige Form zu geben und dessen Enden unmittelbar, also ohne Erdung, mit dem Fritter zu verbinden. Diese unzureichenden Mitteilungen lassen wohl das Entstehen einer zirkulären Wellenpolarisation als wahrscheinlich annehmen, geben aber in keiner Weise eine Erklärung für die Lenkung der Wellen in eine bestimmte Richtung. Lee de Forests praktische Winke für die Einrichtung von Sonderstationen. Nach Lee de Forest wurde der Notwendigkeit, für Zwecke der Abstimmung in der Sendestation einen langen Zug schwach gedämpfter Wellen zu erzeugen, viel zu wenig Aufmerksamkeit gewidmet. Die scharfe Abstimmung der Empfangsstation auf eine bestimmte Wellenlänge ist nicht zu erreichen, wenn der Sender für jede Kondensatorentladung nur drei oder vier Impulse ausstrahlt, weil in diesem Falle keine Resonanzwirkung auftreten kann. Die Ursachen sind hier teilweise einer unvollkommenen Konstruktion und Anordnung der Kondensatoren und der Funkenstrecke, sowie der mangelhaften Isolation des Sendedrahtes usw. zuzuschreiben. Die rasche Dämpfung der Senderschwingungen findet ihre Ursache sowohl in den nützlichen und notwendigen Verlusten durch die Ausstrahlung, als auch in den durch Ableitung, Erwärmung, dielektrische Hysterisis usw. entstehenden schädlichen Verlusten. Wenn auch Ableitungen durch den Luftdraht nicht ganz vermieden werden können, so ist doch dessen sorgfältigste Isolation, namentlich an den Querstützen und Spannleinen nicht genug zu empfehlen. Bei der induktiven Kupplung des Luftdrahtes mit dem Resonatorkreis bildet sich an dem oberen freien Ende fast stets ein Spannungsbauch aus, während an dem geerdeten Ende das Potentiale nahezu Null wird. Es vereinfacht sich hierdurch die Isolation des Luftdrahtes dort, wo er in das Stationshaus einführt, wesentlich. Hingegen muss die Isolierung des Drahtes gegen die Spitze zu mit aller Sorgfalt durchgeführt werden. Hierfür sind Isolatoren mit grosser trockener Oberfläche aus Ebonit, Glas oder glasiertem Porzellan zwischen jeden Berührungspunkt des Drahtes mit den Stützen zu setzen. Durch die aus mechanischen Gründen verwendeten Stahlmaste können sowohl durch Uebertritt der Elektrizität bei feuchter Luft, als auch durch Induzierung von Strömen in den Masten Verluste entstehen. Die Mäste sollen daher aus kurzen Stücken zusammengesetzt werden, wobei die einzelnen Stücke gegenseitig wohl zu isolieren und durch Spannisolatoren miteinander zu verbinden sind. Desgleichen ist der so zusammengestellte Mast mit allen zur Verfügung stehenden Mitteln in der sorgfältigsten Weise gegen den Erdboden zu isolieren. Bei feuchter Luft finden unsichtbare Büschelentladungen von dem Luftdraht auf dieses halbleitende Medium statt und wirken wie eine zusätzliche Kapazität zwischen Luftdraht und Erde, wodurch auch die Eigenschwingungsperiode des Drahtes vergrössert wird. Abgesehen davon, dass, soll der Strahlkreis mit dem Resonatorkreis in Uebereinstimmung erhalten bleiben, die Konstanten des letzteren entsprechend eingestellt werden müssen, bedeuten diese Büschelentladungen einen unmittelbaren Verlust durch Ableitung, welcher wieder einen bedeutenden Hysteresisverlust mit sich bringt, so dass die Schwingungen hierdurch noch weiter abgedämpft werden. Aehnliche Erscheinungen sind auch an den Kondensatoren festzustellen. Man bemerkt an Leydenerflaschen oder Glasplattenkondensatoren in Luft häufig lebhafte Büschel, welche von der Zinnfolie ausgehend sich bis auf 5–6 cm ausdehnen. Das Glas erwärmt sich, insbesondere wenn es bleihaltig ist, an diesen Stellen oft bedeutend, ein Beweis, dass auch hier beträchtliche Energieverluste auftreten. Es sind aber, auch wenn das beste Flintglas verwendet wird, dielektrische Hysteresisverluste nicht zu vermeiden. Glaskondensatoren in Luft werden mit Vorliebe verwendet, weil die Büschelentladungen wie eine zusätzliche Kapazität wirken und sich als Buffer für allenplötzliche Ladung des Kondensators auf ein hohes Potential erweisen und hierdurch das Dielektrikum gegen das Durchschlagen schützen. Mit Oel gefüllte Leydenerflaschen schlagen viel leichter durch, insbesondere wenn auch der äussere Belag mit Oel oder Paraffin bedeckt ist. Beim Einschalten eines Kondensators in einen oszillierenden Entladungskreis, welcher Selbstinduktion enthält, entwickeln sich an den Rändern der Zinnfolie Potentiale, welche das des ladenden Stromes oft um das Vielfache übersteigen, und zeigt sich diese Erscheinung bei Oelkondensatoren in noch viel ausgesprochenerer Weise. Zur Erzielung von Resonanz ist aber jede Büschelentladung im Kondensator mit ihrer dämpfenden Wirkung zu vermeiden und sind sonach alle Mittel anzuwenden, eine solche zu unterdrücken. Es sollen daher ohne Rücksicht auf die Kosten nur Oel- oder sonst entsprechend abgeschlossene Kondensatoren von jener Grösse verwendet werden, welche die erforderliche Kapazität besitzen, um hinreichende Sicherheit zu gewähren. Die die Leydenerflaschen verbindenden Ketten werden nach kurzem Gebrauch aufgezehrt. Es treten frequente kleine Funken zwischen ihren Gliedern und am Kontaktpunkte mit der Zinnfolie auf. Häufig wurde auch das Abbrennen der Ketten in zwei Teile beobachtet. Bei längerem Gebrauch der Flaschen steigern sich diese Fehler und wird es unmöglich, die Schwingungsperiode eines alte Flaschen enthaltenden Kreises überhaupt zu messen. Zuweilen löst sich auch die Zinnfolie vom Glase ab und entstehen dann alle jene Verluste und Unannehmlichkeiten, wie bei Kondensatoren mit Gas als Dielektrikum. Leydenerflaschen eignen sich demnach bei längerem Gebrauche wenig für Zwecke der drahtlosen Telegraphie, sind aber trotzdem wegen ihrer Annehmlichkeit, Stärke und Billigkeit sehr beliebt. Selbst in einer sehr eng verbundenen Batterie von Leydenerflaschen findet sich ein in der Regel nicht berücksichtigter, erheblicher Betrag an Selbstinduktion vor und ist daher eine aperiodische Kondensatorentladung, welche aus dem Mangel an Selbstinduktion im Entladungskreise stammt, unmöglich, da auch die Leitungen und die Funkenstrecke einen entsprechenden Zuschuss an Selbstinduktion liefern. Von grosser Wichtigkeit ist die Aufstellung und Methode der Verbindung von parallel zu schaltenden Leydenerflaschen. Zehn Flaschen in einer Reihe aufgestellt geben nicht jenen kräftigen scharfen Funken, als wenn sie in Bündelform angeordnet werden. Am besten erweist sich die kreisförmige Anordnung der Flaschen bei vollkommen gleichen Abständen. Mangelhafte Aufstellung und Verbindung der Flaschen kann selbst zu einem vollständigen Versagen der Signalübertragung führen. Diese kleinen Einzelheiten, die leicht übersehen werden, sind aber, insbesondere wenn Resonanz erzielt werden will, für die drahtlose Telegraphie von der grössten Wichtigkeit. Die Leitungsführungen zu den Transformatoren bezw. Induktionsspulen sind gleichfalls nicht ohne Einfluss auf den Schwingungskreis und empfiehlt es sich zur Beseitigung desselben Drosselspulen in Spiralform nahe den Verbindungen in diese Leitungen einzuschalten. Die Erhitzung der Metallknöpfe der Funkenstrecke, welche insbesondere bei Verwendung von Wechselströmen für das Laden stark auftritt, zeigt, dass auch in der Funkenstrecke Verluste entstehen. Je grösser der Abstand der Funkenkugeln, desto grösser ist auch die Erhitzung und der Verlust. Um diese Verluste zu verringern, dabei aber das hohe Potentiale aufrecht zu erhalten, ist die Funkenstrecke zu unterteilen, d.h. eine Reihe kleiner Funkenstrecken hintereinander zu verwenden. Bei Anwendung grösserer Kräfte als 3 KW sollen Vorkehrungen getroffen werden, der Funkenstrecke stets kühle nicht ionisierte Luft zuzuführen. Funkenstrecken mit flüssigen Dielektrikas sind zu vermeiden, dagegen ist komprimierte Luft sehr vorteilhaft, weil hierdurch der Abstand der Funkenkugeln verringert werden kann und der Luftwiderstand plötzlich gebrochen wird, wodurch ein Funke von grosser Leitfähigkeit und geringer Dämpfung entsteht. Bei Verwendung einer Energiequelle von 1 KW lässt sich an einem in den Luftdraht eingeschaltetem Hitzdrahtamperemeter leicht eine Stromstärke von 2 Ampere ablesen, was ungefähr dem zehnfachen Betrage der in dem geschlossenen Stromkreise auftretenden Stromstärke entspricht. Dies gibt, wenn den Leydenerflaschen 20000 Volt zugeführt werden, nach einer annähernden Berechnung eine Leistung von 70 KW. Diese anscheinende Anomalie erklärt sich daraus, dass die dem Kreise in dem Bruchteile einer Sekunde zugeführte Energiemenge in einem vielfach kürzeren Zeitraume ausgestrahlt wird. Eine genaue Feststellung der quantitativen Beziehungen ist schwer möglich, da hierfür eine Reihe von Faktoren in Betracht gezogen werden müssen, die sich, wie die Dämpfung und die Dauer des Wellenzuges, nur schwer bestimmen lassen. Es zeigt sich aber hieraus klar, welche grossen Energiemengen ein Luftdraht auszustrahlen vermag, und welche Energiemengen zuzuführen wären, um ihn zur Entsendung eines fortlaufenden ungedämpften Wellenzuges zu zwingen. Als Energiequelle würde sich für diese Zwecke eine mächtige Gleichstromquelle von hohem Potential am besten eignen, worauf seitens Simon und Reich (D. p. J. 1903, Bd. 318, S. 776) schon früher hingewiesen wurde. (Fortsetzung folgt.)