Titel: Lafollye's Telegraph ohne Gegenfedern.
Autor: Du Moncel, Théodore
Fundstelle: 1858, Band 149, Nr. XXXIII. (S. 117–124)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj149/ar149033

XXXIII. Ueber den Telegraph ohne Gegenfedern des Hrn. de Lafollye, Inspector der Telegraphenlinien zu Bordeaux; Bericht von Hrn. Th. Du Moncel.

Aus dem Bulletin de la Société d'Encouragement, April 1858, S. 205.

Mit Abbildungen auf Tab. II.

Um durch einen Elektromagneten einen mechanischen Effect zu erzielen, ist man bekanntlich genöthigt der Attractivkraft, welche er auf seine Armatur ausübt, eine hinreichende Gegenkraft entgegenzusetzen, um die Armatur in dem Moment wo der Strom unterbrochen wird, in ihre ursprüngliche Lage zurückzuführen. Diese Gegenkraft wird gewöhnlich durch eine Feder repräsentirt. Damit jedoch der Apparat arbeiten kann, ist es wesentlich die Spannung dieser Feder vorher nach der elektrischen Kraft zu reguliren; denn wenn diese Spannung im Vergleich mit der elektrischen Kraft zu stark ist, so kann der Apparat nicht gehen; ist sie dagegen zu schwach, so hindert der rückständige Magnetismus des Magneten die Armatur sich wieder zu erheben, nachdem sie einmal, herabgesunken ist.

Auf den Telegraphenlinien ist man wegen der fortwährenden Aenderungen der Intensität des Stromes, welche von klimatischen Verhältnissen, schlechter Isolirung der Drähte und zufälligen Strömen herrühren, genöthigt jene Federn beständig zu reguliren. Dieses Geschäft ist sehr ermüdend und durch Vernachlässigung desselben können leicht Irrthümer entstehen. Schon seit geraumer Zeit war man daher bedacht die Telegraphen von diesen Umständlichkeiten zu befreien, und hat deßhalb zu den magnetisirten Armaturen seine Zuflucht genommen. Mit den auf diese Weise organisirten Telegraphen genügt es auch wirklich, die Richtung des |118| Stroms abwechselnd zu verändern, um die nöthige hin- und hergehende Bewegung zu erzielen. Dieses System hat jedoch nur sehr mittelmäßigen Erfolg gehabt, hauptsächlich wegen der Entmagnetisirung der Armaturen, ihrer schwachen Wirkung und ihres permanenten Magnetismus, welcher nicht gestattete sie dem Elektromagneten nahe genug zu bringen. Um also dieses System anwendbar zu machen, mußte es noch weiter vervollkommnet werden. Diese Vervollkommnungen sind nun Hrn. Lafollye geglückt.

Das seinem System zu Grunde liegende Princip besteht darin, daß man die Armatur von weichem Eisen um den einen der Pole eines gewöhnlichen Elektromagneten drehbar anordnet, so daß sie diesen Pol berührt, und daß man über dieser Armatur einen ziemlich kräftigen, permanenten geraden Magnet anbringt, dessen dem freien Ende der Armatur gegenüberstehender Pol ungleichnamig ist mit dem des Elektromagneten, der die Bestimmung hat auf dieses freie Ende zu reagiren. Das Spiel der Armatur selbst wird mittelst zweier Stellschrauben regulirt, zwischen denen sie oscillirt. Aus dieser Anordnung geht hervor, daß im Moment der Unthätigkeit des Elektromagneten die Armatur als weiches Eisen von dem Pol des über ihr befestigten Magneten angezogen wird; aber sobald ein Strom diesen Elektromagneten umkreist, wird die Armatur polarisch wie der Pol um den sie beweglich ist, und da diese Polarität mit der auf ihr freies Ende wirkenden ungleichnamig ist, so ist sie mit dem Pol des festen Magneten, in dessen Nähe sie sich in diesem Augenblick befindet, gleichnamig; die Armatur wird daher von diesem abgestoßen, dagegen von dem Elektromagneten angezogen. Man sieht, daß durch diese Anordnung die Gegenkraft, anstatt die elektromagnetische Anziehung zu beeinträchtigen, wie dieses bei den gewöhnlichen Systemen der Fall ist, dieselbe im Gegentheil ungemein unterstützt. Nach der auf Erfahrung gestützten Berechnung des Hrn. Lafollye können die auf die angegebene Weise eingerichteten Apparate mit einer viermal so kleinen elektrischen Kraft arbeiten als die gewöhnlichen Apparate.

Berücksichtigt man nun, daß durch Umkehrung der Stromrichtung im Elektromagneten der auf das freie Ende der Armatur wirkende Pol gleichnamig wird mit demjenigen des gegenüberliegenden festen Magneten, so wird man sogleich begreifen, daß mit dieser Anordnung keine Wirkung auf die Armatur ausgeübt wird. Von Seite des festen Magneten findet nämlich alsdann Anziehung statt, und da die Armatur dem festen Magneten näher liegt als dem Elektromagneten, so richtet dieser mit seiner attractiven Rückwirkung nichts aus.

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Diese letztere Eigenschaft hat Hr. Lafollye benützt, um aus seinem System einen „schweigsamen Apparat“ (un appareil silencieux) zu machen, welcher nur an den Endstationen spricht, an den Zwischenstationen aber schweigt. Man braucht nämlich, um von einer Endstation zur andern zu sprechen (mit Umgehung der Zwischenstation), nur die Drähte der Elektromagnete der Endstationen in umgekehrter Weise anzuordnen. Für eine gewisse Stromrichtung findet alsdann an der Endstation Anziehung, an der Zwischenstation Unthätigkeit der Armatur statt. So lange die Correspondenz dauert, manövrirt man mit dem so gerichteten Strom; will man jedoch auf die Zwischenstation zurückkommen, so dreht man den Commutator, und augenblicklich gelangen die Apparate dieser Station in Thätigkeit.

Wir müssen jedoch bemerken, daß zur sichern Erzielung dieser letzteren Resultate der Elektromagnet eine nicht viel größere Kraft, als der feste Magnet haben darf; denn bekanntlich wird für sehr ungleiche magnetische Kräfte der Unterschied der Abstände der Armaturen gleichgültig, und diese können sich immer angezogen finden, selbst wenn der Pol des schwächsten Magneten mit demjenigen des stärksten gleichnamig wäre. Diesen Mangel an Regelmäßigkeit hat Hr. Lafollye durch Modificationen des fraglichen Systems zu verbessern gesucht, und er hat diesen Zweck dadurch erreicht, daß er die Elektromagnete mit zwei Spulen durch seine sogenannten „hinkenden Elektromagnete“ (électro-aimants boiteux) ersetzte.

Damit man die Wichtigkeit dieser Substitution begreift, brauche ich nur zu bemerken daß die Stärke, womit eine Armatur, die um einen der Pole eines Elektromagneten drehbar ist, angezogen wird, wesentlich abhängt von der Polarität welche sie in Berührung mit diesem Pol erlangt, und von der Kraft des gegenüberstehenden auf sie reagirenden Pols. Macht man diesen letzteren Pol weniger stark als den ersteren, indem man die Spule womit er bekleidet ist, zurückzieht, so wird der Elektromagnet selbst für eine und dieselbe Länge der Spirale nicht merkbar an Kraft abgenommen haben, aber die polarische Rückwirkung des Arms ohne Spule wird geringer seyn als die der Armatur. Da nun von der Polarität der letztem die Zurückstoßung oder Anziehung wesentlich abhängt, so begreift man daß diese Anordnung für den beabsichtigten Zweck außerordentlich günstig ist.

Um die Kraft dieses elektromagnetischen Systems zu erhöhen, hat Hr. Lafollye eine Armatur aus weichem Eisen angewandt, die sich im Innern einer magnetisirenden Spirale bewegt. Anstatt nämlich die Armatur seines elektromagnetischen Systems mit dem Arm des mit der Spule |120| versehenen hinkenden Elektromagneten scharnierartig zu verbinden, hat er diesen Arm weggelassen, und ihm einen Hebel aus weichem Eisen substituirt, welcher, an dem hintern Theile des Elektromagneten drehbar, sich im Innern der magnetisirenden Spirale bewegt. Da dieser Hebel aus der Spirale ein wenig heraustritt, und der spulenlose Arm sich dann dem freien Hebelende sehr nähert, so wird dadurch die magnetische Reaction um die ganze, ziemlich beträchtliche Kraft vermehrt, welche durch Verlängerung des Eisens über die Spule hinaus verloren ging.

Hr. Lafollye hat noch eine andere Anordnung erdacht, bei welcher er sich des Elektromagneten mit zwei Spulen bedient, aber die beiden magnetischen Hebel, wie im vorhergehenden Falle, im Innern der Spulen beweglich macht. Ihre aus den Spulen hervortretenden freien Enden sind durch eine kupferne Stange mit einander verbunden und oscilliren entweder zwischen den Polen zweier festen Hufeisenmagnete, oder zwischen den Polen eines einzigen Hufeisenmagnetes und einer Stange von weichem Eisen.

Beschreibung der telegraphischen Apparate des Hrn. de Lafollye.

Diese telegraphischen Apparate bestehen, wie erwähnt, in der Ersetzung der bisherigen Gegenfedern durch feste Magnete.

Fig. 36 stellt die Anordnung dar, welche sich am meisten der Anwendung gewöhnlicher Elektromagnete an einem Relais nähert.

A, A' sind die Spulen des Elektromagneten;

B, B' die Schrauben, welche das Spiel der Armatur C, C' beschränken;

C, C' ist die Armatur, welche um den Punkt C¹ oscillirt;

D ist das Ende des permanenten und festen Magneten, welcher die Stelle der Gegenfeder vertritt.

Die Armatur und die Schraube B stehen mit den Enden einer localen Kette in Verbindung, in welche eine Batterie und der die Zeichen empfangende Apparat eingeschaltet sind. Hieraus folgt, daß die Armatur, wenn sie angezogen wird, die Kette schließt.

Wenn nun ein Strom einen positiven Pol in A erzeugt, so wird die Armatur in C in negativem Sinne magnetisirt, so daß A und C sich anzuziehen streben; ist gleichzeitig der Pol D des fixirten Magneten negativ, so wirkt er auf den Pol C der Armatur zurückstoßend und erleichtert dessen Bewegung. Hört der galvanische Strom auf, so verliert die Armatur ihren Magnetismus und der feste Magnet führt sie in ihre Ruhelage zurück, indem er auf sie wie auf eine weiche Eisenstange wirkt.

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Damit dieser Vorgang stattfinde, ist eine Bedingung unerläßlich: es muß ein Pol von im Voraus bestimmtem Zeichen auf eine sichere Weise an dem Ende C der Armatur hervorgebracht werden können. Diese Bedingung nun wird erfüllt durch den Contact der Armatur und des Elektromagneten in C' und durch die Richtung des Stroms, welche man in der Gewalt hat. Es versteht sich, daß die Armatur bei ihrer Oscillation weder A noch D berührt.

Es ist einleuchtend, daß wenn man dem Strom eine gewisse Richtung gibt und dadurch in A einen positiven und in C einen negativen Pol erzeugt, der Pol D des fixirten Magneten, da er gleichfalls negativ ist, zurückstoßend auf die Armatur wirken muß. Kehrt man aber die Stromrichtung um, so wird der Pol A des Elektromagneten negativ, C positiv, und in Gegenwart des negativ gebliebenen Pols D des festen Magneten bleibt die Armatur, weil ihr freies Ende dem festen Magneten mehr angenähert ist als dem Elektromagneten, ganz still. Wenn hingegen in diesem Falle der Pol des festen Magneten positiv anstatt negativ gewesen wäre, so würde offenbar die Armatur in Thätigkeit gekommen seyn.

Dieses Verhalten und die Möglichkeit die Stromrichtung stets umkehren zu können, benützt Hr. Lafollye auf folgende Weise, um zwei verschiedene an einem und demselben oder an verschiedenen Orten angeordnete Apparate, von denen der eine in Ruhe bleibt, während der andere arbeitet, mittelst eines einzigen Telegraphendrahts der Reihe nach in Bewegung zu setzen.

Anordnung, welche den Endstationen einer Telegraphenlinie gestattet mit einander oder mit einer der Zwischenstationen (und umgekehrt) zu communiciren. – Es seyen a und b zwei Endstationen, 1, 2, 3... Zwischenstationen. Die äußersten signalempfangenden Apparate sind gegen den negativen Strom unempfindlich, ein Umstand, welcher von der Art abhängt, wie man die Drähte mit den Apparaten in Verbindung bringt. Bei den Zwischenstationen sind die Relais gegen den positiven Strom unempfindlich. Commutatoren setzen sie, je nach Erfordernis mit den Weckern oder während der Transmission mit den signalempfangenden Apparaten in Verbindung; sie sind so angeordnet, daß während der Unthätigkeit ein Theil des längs der Linie circulirenden Stromes in die Relais tritt.

Angenommen nun, a wolle mit b communiciren, so entsendet a den Strom seiner Batterie in positivem Sinn durch die Linie. Dieser Strom wirkt in den Stationen 1, 2, 3.... nicht auf die Relais, während er den signalempfangenden Apparat in b in Thätigkeit setzt.

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Will dagegen die Station a mit einer der Zwischenstationen in Communication treten, so kehrt sie, nachdem sie b davon benachrichtigt hat, die Pole ihrer Batterie um, und entsendet ihren Strom in negativem Sinne; alsdann gelangen sämmtliche Wecker der Stationen 1, 2, 3.... in Bewegung. Um rücksichtlich der Station, welche antworten soll, und hinsichtlich der Seite der Linie von welcher die Anfrage geschieht, keinen Zweifel zu lassen, genügt die Uebereinkunft, daß die Anzahl der Schläge des Weckers die Nummer des angerufenen Postens anzeigt, und daß dieser Zahl ein Schlag von längerer Dauer vorangehen oder nachfolgen soll, je nach der signalisirenden Seite. Im Morse'schen Alphabet würde man dieses durch das Zeichen – ... oder... – andeuten. Die angerufene Station richtet sofort ihren Commutator nach der anfragenden Seite der Linie und isolirt die andere Seite. Diese Operation reicht hin, um den Strom in den signalempfangenden Apparat zu leiten und den Wecker zu isoliren. Der Zwischenposten antwortet, indem er einen positiven Strom entsendet, welcher nur die äußerste Station, die ihn angerufen hat, afficirt. Der Commutator ist so angeordnet, daß er den Strom, welcher am Relais anlangt, wenn man den Wecker isolirt, umkehrt, so daß der Depeschenwechsel mit einem positiven, die Anrufung aber mit einem negativen Strom vor sich geht. Es ist klar daß, wenn eine Zwischenstation mit einer Endstation zu correspondiren hätte, sie nur die kleine Operation zu verrichten brauchte, welche sie vornehmen mußte um zu antworten. Die Communication unter den Zwischenstationen wird auf gleiche Weise betrieben.

Gleichzeitige Communication. – Angenommen, es soll eine gleichzeitige Communication unter allen Zwischenstationen und den Endstationen hergestellt werden, so kehren letztere, davon benachrichtigt, den ihre Relais berührenden Strom um, und wenn die Station a signalisirt, so ruft sie die Zwischenstationen durch das Zeichen – – an, welches zwei lange Glockenschläge vorstellt. Die Zwischenstationen isoliren sofort mit Hülfe eines besondern Commutators das Weckerwerk, und setzen ihre Localbatterie mit dem signalempfangenden Apparat in Verbindung; dann antworten sie der Reihe nach der anrufenden Station. Sämmtliche Stationen bedienen sich hierauf zur Correspondenz unter einander des negativen Stroms.

Anwendung auf unterseeische Telegraphen. – Das nämliche System, an dem Ende einer unterseeischen Linie in Anwendung gebracht, wo die rückgängigen Ströme so bedeutend sind, macht die Wirkungen dieser Ströme unschädlich. Es genügt zu diesem Zweck, daß der Transmissionsstrom jeder Endstation immer dasselbe Zeichen rücksichtlich |123| der Linie hat; das heißt, wenn die eine Station mit einem positiven Strom signalisirt, so muß die andere mit einem negativen Strom signalisiren. Da die Apparate nur für den Strom von einem Zeichen, nämlich dem der Absendung, empfindlich sind, so verhalten sie sich ruhig unter dem Einflusse des rückgängigen Stroms, welcher das entgegengesetzte Zeichen hat.

Einfache Scharnier-Elektromagnete.

Um in denjenigen Fällen, wo der Strom zufällig zu stark werden sollte, dem in Fig. 36 dargestellten Apparat die Eigenschaft der „Schweigsamkeit“ (la faculté silencieuse) zu sichern, modificirt Hr. Lafollye denselben auf folgende Weise. Die magnetisirende Spirale des Elektromagneten A umgibt einen Hebel C, Fig. 37, welcher im Innern der unbeweglichen Spule um die Schraube o als Drehpunkt frei oscilliren kann. Die Höhlung ist, wie der Grundriß Fig. 37 zeigt, oval, um dem Hebel eine Breite von ungefähr 15 Millimetern geben zu können. Die andere Spule ist weggelassen, und durch einen Arm A' ersetzt, welcher rechtwinkelig abgebogen ist und sich bis nahe an das freie Ende des Hebels erstreckt. Diesen neuen Apparat hat der Erfinder „hinkenden Scharnier-Elektromagnet“ (électro-aimant boiteux articulé) genannt, und seine Function ist genau die nämliche wie die des vorher beschriebenen Systems.

Je nachdem also der Strom am Ende des Hebels C einen Pol entwickelt, der mit demjenigen des benachbarten Magneten A' gleichnamig oder ungleichnamig ist, gestaltet sich der Apparat zu einem thätigen oder „schweigsamen.“ Während der Thätigkeit wird der Hebel durch den Arm D angezogen und durch A' abgestoßen. Während der Stille ist die Thätigkeit von A' attractiv und überwiegend.

Vollständige Scharnier-Elektromagnete.

Bei dieser neuen Anordnung, welche in Fig. 38 im Aufriß und Grundriß dargestellt ist, findet man die beiden Spulen des ursprünglichen Elektromagneten wieder, aber mit einem innerhalb jeder derselben oscillirenden Hebel.

A und B sind die Spulen;

C, D sind die oscillirenden Hebel; ihre oberen, aus den Spulen heraustretenden Enden sind durch eine kupferne Stange miteinander verbunden.

G, H ist ein seitwärts von der Stange C, D angeordneter Stab von weichem Eisen.

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E, F ist ein permanenter Magnet, dessen beide Pole auf der andern Seite von C, D angeordnet sind.

Dieser Magnet dient als Gegenkraft, und wenn der Strom in den Enden der Hebel D und C Pole entwickelt, welche mit den Polen E und F gleichnamig sind, so stoßen sich diese ab, wogegen nach der weichen Eisenstange G, H, deren neutraler Magnetismus zersetzt wird, Anziehung stattfindet. Geht der Strom nach der entgegengesetzten Richtung, so ist die Anziehung von Seite des permanenten Magneten E, F stärker als diejenige von Seite der weichen Eisenstange, und der Apparat bleibt daher in Ruhe (schweigend).

Läßt man die beiden oscillirenden Hebel von einander unabhängig, indem man die sie verbindende Kupferstange wegläßt, wendet man ferner (indem man, wie vorher annimmt, die beiden an den freien Enden dieser Hebel entwickelten Pole seyen ungleichnamig) anstatt des Magneten E, F zwei Magnete von gleichnamigen Polen an, so wird der Strom von einer gewissen Richtung den einen, der umgekehrte Strom aber den andern dieser Hebel in Thätigkeit setzen. Diese Anordnung, welche abwechselnd den activen oder den „stillen“ Effect hervorzubringen gestattet, nennt der Erfinder „Scharnier-Elektromagnet von doppelter Wirkung“ (électro-aimant articulé à double effet).

Angenommen nun, man ersetze die weiche Eisenstange G, H durch einen neuen, E, F gegenüber angeordneten Magnet, und man gebe den diagonal gegenüberstehenden Polen das gleiche Zeichen, so ist klar, daß die oscillirenden Hebel, je nach dem Zeichen des Stroms, sich mit einander nach der einen oder der andern Seite begeben werden, und daß sie daselbst unter dem Einfluß des benachbarten Magneten, der sie angezogen hat, in Ruhe bleiben werden. Diese Anordnung bildet einen „Scharnier-Elektromagneten mit einfachen Schwingungen“ (électro-aimant articulé à oscillations simples).

Ersetzt man endlich die beiden vorhergehenden Magnete durch vier Magnete, die einen freien Pol besitzen, und sind die Pole der beiden Magnete auf der nämlichen Seite der Spule gleichnamig und denen der gegenüberstehenden Magnete entgegengesetzt, so wird jede Umkehrung des Stroms jedem Hebel eine einfache, derjenigen des andern entgegengesetzte Oscillation ertheilen. Eine Anordnung, welche diese Wirkung hervorbringt, nennt der Erfinder „Scharnier-Elektromagnet mit umgekehrten Schwingungen“ (électro-aimant articulé à oscillations inverses).

Den Scharnier-Elektromagneten mit einfachen Schwingungen wendet der Erfinder bei dem System an, welches er in Vorschlag bringt, um die Sicherheit des Ganges der Eisenbahnzüge zu verbürgen.

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