Titel: Neuerungen an den verschiedenen Systemen der drahtlosen Telegraphie.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1903, Band 318 (S. 337–340)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj318/ar318088

Neuerungen an den verschiedenen Systemen der drahtlosen Telegraphie.

Von Ingenieur Adolf Prasch, Wien.

(Fortsetzung von S. 329 d. Bd.)

Die Einrichtungen von Anders Bull zur Abstimmung zweier funkentelegraphischer Stationen.

Die Erkenntnis, dass sich nach der damaligen Entwicklung der drahtlosen Telegraphie eine durchaus verlässliche gegenseitige Abstimmung zweier Funkentelegraphenstationen auf rein elektrischem Wege nur schwer erreichen lässt, führten Anders Bull aus Christiania auf die Idee, die Lösung dieser Frage auf rein mechanischem Wege zu versuchen. Er gelangte hierbei zu einem äusserst originellen und sinnreichen Verfahren der Abstimmung und scheinen die von ihm angewendeten Einrichtungen geeignet, das angestrebte Ziel tatsächlich zu erreichen.

Der Grundgedanke, von welchem bei dieser Neuerung ausgegangen wird, beruht auf folgender Erwägung: Wird die für die eigentliche Wellenentsendung bestimmte Vorrichtung veranlasst, statt einzelner Wellenimpulse, eine genau festgesetzte Anzahl von solchen Impulsen in gleichfalls genau festgesetzten Zwischenzeiten zu entsenden, so kann den Signalen jedes Senders eine genau bestimmte charakteristische Form gegeben werden. Wird daher der Empfänger so eingerichtet, dass er nur auf eine im voraus bestimmte Form der Signale anspricht, so wird er die von anderen Sendestationen entsendeten Signale verschiedener Form nicht aufnehmen können. Es ist also die Frage der Abstimmung gelöst.

Wird als Anzahl der Impulse 5 gewählt und werden die Zwischenzeiten zwischen den einzelnen Impulsen verschiedenartig festgesetzt und mit a, b, c und d bezeichnet, so ergibt sich sofort, dass durch eine entsprechende Wahl von a, b, c und d die verschiedenartigsten Signalformen geschaffen werden können. Die Zahl dieser Formen lässt sich noch weiter dadurch vergrössern, dass die Zahl der Impulse innerhalb gewisser Grenzen vergrössert oder verringert wird.

Soll in dem gewählten Falle von der Station A ein Punkt des Morsealphabet s nach der Station B telegraphiert werden, so gelangen hierfür 5 Wellenimpulse zur Entsendung, die sich in den Zwischenzeiten a, b, c und d folgen. Da für diese 5 Intervalle mechanisch abgestimmte Empfänger, sammelt diese 5 Impulse und legt sie als einen Punkt auf dem Morse streifen nieder. Soll hingegen ein Strich übertragen werden, so gelangen 2–3 Reihen solcher Wellenimpulse in unmittelbarer Folge zur Entsendung, die im Empfänger als ebenso viele nebeneinander liegende Punkte erscheinen und sich leicht als Strich aussprechen lassen. Die auf diese Weise entsendeten Wellenimpulse können aber von anderen Stationen, welche nicht auf die gleichen Zwischenräume abgestimmt sind, nicht aufgenommen werden. Soll daher mit einer anderen Station in Verbindung getreten werden, so gelangen zwar gleichfalls 5 Wellenimpulse für einen Punkt, aber in anderen Zwischenzeiten, a1, b1, c1 und d1, zur Entsendung, was sich, wie später gezeigt werden wird, durch entsprechende Einstellung von Kontakten leicht durchführen lässt.

Die Umwandlung der mittels einfachem Morsetaster gegebenen Morsezeichen in Serien von Wellenimpulsen und die Aufnahme und Umwandlung dieser Impulse in Zeichen erfolgt selbsttätig durch zwei Vorrichtungen, die als Verteiler und Sammler bezeichnet werden.

Durch Niederdrücken des Morsetasters 1 (Fig. 51–52, schematische Darstellung des Verteilers) wird der Stromkreis der Batterie 2 geschlossen, der Strom durchfliesst den Elektromagneten 3, welcher hierdurch erregt, den Anker anzieht. Der Anker ist mit einem Haken 4 versehen, der die Hemmung für den Ansatz 5 der Scheibe 6 bildet. Die Scheibe 6 ist nun lose auf die Achse 7 so aufgesetzt, dass sich beide zusammen drehen, sobald die Scheibe nicht gehemmt ist, die Drehung der Achse 7 aber durch die Hemmung der Scheibe 6 nicht behindert wird. Die Achse 7 wird durch einen äusseren Antrieb in Umdrehung gebracht und ist die Zahl ihrer Umdrehungen annähernd 5 in der Sekunde. Zieht der Elektromagnet 3 den Anker an, und gibt hierdurch der Haken 4 die Scheibe 6 frei, so dreht sich diese Scheibe mit der Achse 7. Bei jeder Umdrehung der Scheibe 6 geht die Hemmung 5 zwischen den beiden Federkontakten 8 hindurch und verbindet sie für eine sehr kurze Zeit leitend, wodurch der am Verteilerrahmen 14 befestigte Elektromagnet 10 für ebenso kurze Dauer erregt wird. Soll ein Punkt entsendet werden, so wird der Taster 1 nur für sehr kurze Zeit niedergedrückt, und legt sich daher der Haken 4 schon nach einer Umdrehung vor die Hemmung 5 der Scheibe 6, und die Scheibe gelangt zum Stillstande. Der Elektromagnet 10 wird in diesem Falle nur einmal erregt. Zur Erzielung eines Striches bleibt der Taster 1 etwas längere Zeit niedergedrückt, und vollführt daher die Scheibe 6, wegen der länger währenden Erregung des Elektromagneten, mehrere Umdrehungen, und ebenso oft wird der Elektromagnet 10 erregt. Die Kontaktschlüsse erfolgen hierbei nach je ⅕ Sekunde.

Der Verteiler selbst besteht aus einer um eine Achse drehbaren Scheibe 11, an derem Umfang eine grosse Anzahl von Stahlfedern 12 befestigt ist. Die oberen Enden dieser Federn sind frei und greifen in strahlenförmig verlaufende Einschnitte einer zweiten Scheibe 13 ein, so dass sich die Enden dieser Federn nur in der Richtung zur Achse frei zu bewegen vermögen. Beide Scheiben sitzen auf einer gemeinsamen Achse und drehen sich innerhalb des Rahmens 14, auf dem der Ring 15 befestigt ist. Dieser Ring dient als Führung für die oberen Enden der Federn und zwar in der Weise, dass sich die Federn entweder innerhalb des Ringes oder innerhalb einer von dem Ringe gebildeten ∩ förmigen Rinne 16 bewegen. Ein dem Winkel α entsprechendes Stück dieses Ringes ist ausgeschnitten und durch Bronzestück 17 ersetzt. Der Elektromagnet 18 wird durch die Batterie 9 ununterbrochen erregt und zieht die Stahlfedern an. Ist die Elastizität der Federn durch den Magnet überwunden und befindet sich der Finger 19 in seiner normalen Lage, so gleiten die Federn längs des Poles des Elektromagneten 18 und werden von |338| demselben nicht früher losgelassen, bis sie die Schneide 20 verlassen haben, in ihrer weiteren Drehung werden sie sich innerhalb des Ringes 15 bewegen. Ist dagegen der Elektromagnet 10 erregt, so legt sich der an dem Anker dieses Magneten befestigte Finger 19 über den Pol des Magneten 18, so dass er etwas über denselben hervorsteht. Die Federn werden in diesem Falle durch den Finger 19 von dem Pole des Magneten 18 weggetrieben und nehmen infolge ihrer Elastizität die senkrechte Lage ein und gelangen hierdurch in die ∩ förmige Rinne des Ringes 15, innerhalb welchem sie während einer vollen Umdrehung verbleiben.

Textabbildung Bd. 318, S. 338

Rund um den Umfang des Verteilers ist eine Anzahl Kontakt Vorrichtungen 22 befestigt, welche aus je zwei von einander isolierten Kontaktfedern 23 bestehen. Diese Kontakte sind an dem Rahmen mittels Presschrauben befestigt und lassen sich an demselben in jedem beliebigen Winkelabstand anbringen. Die Anordnung dieser Kontaktfedern ist nun eine solche, dass die innerhalb der Rinne des Ringes 15 laufenden Stahlfedern, weil sie nach aussen hervorstehen, diese Kontakte für einen Augenblick zum Schlusse bringen, während die innerhalb des Ringes laufenden Federn an diesen Kontakten, ohne sie zu berühren, vorbeilaufen. Befindet sich demnach der Verteiler in drehender Bewegung und ist der Elektromagnet 10 nicht erregt, so werden alle Federn innerhalb des Ringes gleiten. Wird jedoch der Magnet 10 durch einen kurzen Stromimpuls erregt, so gelangt eine der Stahlfedern in der bereits beschriebenen Weise in die Rinne 16 und schliesst bei ihrer Weiterbewegung jeden der Kontakte 22 der Reihenfolge nach auf kurze Zeit. Diese Kontakte sind nun, wie dies die Verbindungslinien zeigen, mit der von der Batterie 24 ausgehenden Leitung, in deren Stromkreis noch der Elektromagnet 25 eingeschaltet ist, in Parallelschaltung verbunden. Bei jedem, durch die Verbindung der Federn dieser Kontakte 22 hervorgerufenen Stromschlusse der Batterie 24 wird der Anker des Elektromagneten 25 angezogen, und hierdurch ein augenblicklicher Schluss der Batterie 26 bewirkt, durch weichen der Induktor 27 in Tätigkeit gelangt. Bei dem sofort folgenden Oeffnen dieses Stromkreises findet eine Entladung zwischen den Funkenkugeln der Sekundären des Induktoriums 27 statt und werden infolgedessen durch den Luftdraht Wellenimpulse in den Raum ausgestrahlt. Es vertritt in diesem Falle derAnker des Elektromagneten 25 den sonst gebräuchlichen selbsttätigen Stromunterbrecher des Induktoriums.

Infolge dieser Einrichtung wird für jeden Stromimpuls, welcher den Verteiler-Elektromagneten 10 erregt, eine der Anzahl der Kontakte 22 entsprechende Anzahl von Wellenimpulsen in den Raum entsendet. Da sich die Verteilerscheibe mit nahezu stets gleichbleibender Geschwindigkeit dreht, werden die Zwischenzeiten zwischen den einzelnen Impulsen einer solchen Serie proportional den Winkelabständen der Kontakte 22 sein. Dadurch, dass man diese Kontakte in den verschiedensten Abständen an dem Rahmen des Verteilers befestigen kann, lässt sich auch die Form der entsendeten Serien nach Belieben abändern.

Textabbildung Bd. 318, S. 338

In der Empfangsstation (Fig. 53) treffen die Wellen den Luftdraht 23, wodurch der Widerstand des Fritters 29 soweit herabgemindert wird, dass der Strom der Batterie des Fritterstromkreises durch denselben hindurchgehen und das Relais 30 zum Ansprechen bringen kann. Dieses Relais schliesst den Stromkreis für den Klopfer 31, durch welchen der ursprüngliche Widerstand des Fritters 29 sofort wieder hergestellt wird. Zu gleicher Zeit wird aber auch der Sammelelektromagnet 32, welcher zu dem Klopfer 31 in Nebenschluss geschaltet ist, erregt. Der Sammler ist nun genau in derselben Weise ausgebildet wie der Verteiler, und wird daher für jeden einlangenden Wellenimpuls eine der Stahlfedern in die Rinne des Ringes 33 gebracht werden. Die Scheibe, auf welcher die Federn des Sammlers befestigt sind, dreht sich nun in nahezu synchroner Geschwindigkeit mit der gleichen Scheibe des Verteilers der Sendestation. Es wird daher der Winkelabstand der in die Rinne eingebrachten Federn proportional den zeitlichen Zwischenräumen zwischen den einzelnen einlangenden Wellenimpulsen sein. Diese zeitlichen Zwischenräume werden aber wieder genau durch den Verteiler bestimmt. Auf dem Rahmen des Sammlers werden nun ebenso viele Kontakte (34) wie auf dem Rahmen des Verteilers, und zwar genau in den gleichen, aber umgekehrt angeordneten Winkelabständen, befestigt. Diese Kontakte sind aber nicht mehr parallel, sondern in Serie geschaltet, wodurch ein Strom die Elektromagnete des Morseapparates nur dann durchfliessen kann, wenn alle diese Kontakte gleichzeitig geschlossen werden. Es wird in diesem Falle ein Punkt entstehen. Eine ununterbrochene Reihe solcher zu einem Punkt vereinter Serien ergibt eine Reihe von solchen Punkten, die als Strich erscheinen. Serien von einer anderen Form als jene, für welche der Sammler eingerichtet ist, können von dem Morseapparat nicht aufgenommen werden, weil ein gleichzeitiger Kontaktschluss in diesem Falle an allen vorgesehenen Kontaktpunkten nicht stattfindet.

Fig. 54 zeigt die Einrichtungen, wie solche während der Versuche gebraucht wurden. Der Verteiler und Sammler sind hier in einem einzigen Apparate A vereinigt, dessen eine Hälfte für das Senden, die andere Hälfte für das Empfangen von Nachrichten benutzt wurde. Der Apparat wird von einem kleinen Elektromotor B angetrieben, dessen Geschwindigkeit durch einen Bremsregulator C, von Siemens |339| & Halske, geregelt wird. Die die Federn tragende Scheibe macht annähernd eine Umdrehung in der Sekunde. Die Anzahl der Stahlfedern an dieser Scheibe betrug 400. D ist die in Fig. 51 und 52, mit 3–8 bezeichnete, selbsttätig wirkende Einrichtung, welche von dem Motor B mittels Riemenübertragung angetrieben wird. E ist ein Relais, welches eigens für schnelles Arbeiten entworfen wurde. Der Anker ist zu diesem Zwecke ausserordentlich leicht gemacht und sind die Elektromagnetkerne aus Eisenblättern hergestellt.

Textabbildung Bd. 318, S. 339

Für die Versuche konnte nur eine Sende- und eine Empfangsstation eingerichtet werden, doch wurde der Verteiler und Empfänger mit drei Sätzen von Kontakten ausgerüstet, welche beim Verteiler nach Bedarf durch einen Wechsel mit dem Unterbrechungsmagneten 25 (Fig. 52) in Verbindung gebracht werden konnten, so dass es möglich war, mit nur einem Taster drei verschiedene Formen von Serien zu entsenden. Heim Empfänger wurde jeder dieser Kontaktsätze mit einem gesonderten Morseschreiber in Verbindung gebracht.

Textabbildung Bd. 318, S. 339

Fig. 55 zeigt die Einrichtung der für diese Versuche im Gebrauch gewesenen vollständigen Empfangsstation.

Die bei diesen Versuchen in Anwendung gewesene Anzahl der Impulse in jeder Serie war nur drei. Fig. 56 zeigt ein Diagramm der drei bei diesen Versuchen zur Anwendung gelangten Serienformen. In dieser Zeichnung wird die Zeit durch die Länge der wagerechten Linie bestimmt und sind die Impulse durch starke senkrechte Querstriche dargestellt. Die Entfernung der schwachen, nach abwärts gerichteten Querstriche stellt die Zeit von 0,05 Sekunden dar.

Unter Anwendung dieser 3 Serienformen konnten nach Belieben Nachrichten für einen der drei aufgestellten Morseapparate entsendet werden.

Die Zeichen langten sehr sicher und deutlich in der Empfangsstelle an und erschien die Schrift nur auf dem Streifen jenes Morseschreibers, für welchen sie bestimmt war.

Die Vermutung, dass die Geschwindigkeit der Uebertragung eine sehr begrenzte sei, hat sich nicht bestätigt. Es ist allerdings richtig, dass der für die Uebermittlung eines Punktes erforderliche Zeitaufwand etwas grösser wird, weil für ihn mindestens eine Serie von drei Impulsen entsendet werden muss. Dagegen genügen für einen Strich, ohne dass irgend ein Irrtum zu befürchten ist, zwei Punkte vollständig, und es können daher die Striche entsprechend kürzer gehalten werden, wodurch sich ein bestimmter Zeitausgleich ermöglichen lässt.

Wiewohl bei den Versuchen zur Erzielung einer grossen Uebertragungsgeschwindigkeit keine besonderen Vorkehrungen getroffen wurden, so konnten doch 50 Buchstaben in der Minute mit Leichtigkeit telegraphiert werden, und unterliegt es sicher keiner Schwierigkeit, diese Leistung noch bedeutend zu vergrossern. Der Hauptvorteil dieser Art der Abstimmung liegt wohl darin, dass eine vollkommene Geheimhaltung der Depeschen möglich ist, was bei der rein elektrischen Abstimmung zur Zeit wenigstens noch nicht erreicht wurde.

Im vorliegenden Falle könnten Nachrichten allerdings von einer nicht abgestimmten Station aufgenommen werden, weil ja jedem Wellenimpulse ein Punkt auf dem Morsestreifen entsprechen würde und sich eine so aufgenommene Nachricht leicht entziffern liesse, allein schon hier wird die Aufnahme mittels Telephon zu einer sehr schwierigen und würde eine sehr grosse Uebung des betreffenden Telegraphisten zur Voraussetzung haben.

Um auch auf diesem Wege die Aufnahme von Depeschen durch unberufene Stellen unmöglich zu machen, schlägt |340| Anders Bull zwei Wege ein. Der eine besteht darin, die zwischen den einzelnen Impulsen liegenden Zeiten in den einzelnen Serien etwas länger zu machen, als die Zeiten zwischen den einzelnen Serien, welche für die Entsendung eines Striches in ununterbrochener Reihenfolge gegeben werden. Eine dementsprechende Anordnung zeigt S3 (Fig. 56). Es werden sich hier beim Telegraphieren die einzelnen Serien in einer Weise übergreifen, welche die mit einem gewöhnlichen Empfangsapparat aufgenommenen Zeichen in keiner Weise entziffern lassen. Ein solcher Apparat zeichnet jeden Impuls in der Reihenfolge des Einlangens auf.

Textabbildung Bd. 318, S. 340
Textabbildung Bd. 318, S. 340

Die in Fig. 57 dargestellte Aufnahme einer Nachricht durch einen abgestimmten Apparat und die gleichzeitige Aufnahme derselben Nachricht durch einen Morseapparat, welcher mit dem Fritter in der gewöhnlichen Weise verbunden war, erweisen dies am besten. Die letztere Aufnahme (Fig. 57) lässt sich, wenn man den Inhalt der aufzunehmenden Nachricht nicht kennt, tatsächlich nicht entziffern. Wenn sich dies schon bei Serien mit blos drei Impulsen zeigt, so muss es bei Serien mit mehr Impulsen noch viel auffälliger hervortreten. Der andere Weg zur Verhinderung des Aufnehmens von Nachrichten seitens nicht abgestimmter Stationen besteht darin, nur kurze Serien, wie solche in Fig. 56 S1 und S2 dargestellt sind, anzuwenden, aber in den Zwischenzeiten zwischen den einzelnen Strichen und Punkten gleichfalls Serien zu entsenden, welche den abgestimmten Empfänger nicht zum Ansprechen bringen können, aber doch in der Form genau Serien ähnlich sind, auf welche der Empfänger anspricht. Es lässt sich dies durch eine sehr einfache selbsttätige Einrichtung erreichen. In diesem Falle wird der Empfänger einer gewöhnlichen Station für drahtlose Telegraphie eine ununterbrochene Reihe von Punkten aufnehmen, deren Entzifferung unmöglich ist, weil sich die beiden Serienformen nicht voneinander trennen lassen.

Gegenüber einer erhobenen Einwendung, nach welcher die Verteilerscheibe des Senders mit der Sammlerscheibe des Empfängers nicht nur isochron, sondern auch synchron laufen muss, um ein richtiges Arbeiten zu ermöglichen, wird seitens des Erfinders in mathematisch begründeter Weise nachgewiesen, dass der Synchronismus keine unbedingte Notwendigkeitist. Es kann z.B. die Verteilerscheibe N Umdrehungen und die Sammlerscheibe n Umdrehungen in der Sekunde machen, wenn der Winkelabstand der Kontakte des Verteilers im Verhältnis N/n grösser ist. Auch der Isochronismus ist nicht durchaus notwendig und können Geschwindigkeitsänderungen von ± 2 v. H. vorkommen, ohne dass die Aufnahme der einlangenden Nachrichten hierdurch in irgend einer Weise behindert wird. Es ist somit, da sich durch Anwendung der bekannten Hilfsmittel ein solcher Grad des Isochronismus leicht aufrecht erhalten lässt, das vorgebrachte Bedenken hinfällig. Gegenüber anderen Vorrichtungen, welche wie die Apparate von Hughes, Baudot u.a. isochrones Arbeiten erfordern, ergibt sich noch der grosse Vorteil, dass eine Korrektur der Geschwindigkeit nicht stattzufinden hat, wodurch es möglich wird, mit verschiedenen Stationen mit stets gleichbleibender Leichtigkeit verkehren zu können.

Auch die Uebertragungsgeschwindigkeit lässt sich beträchtlich erhöhen, wenn man die Scheibe 6 zu rascherem Drehen bringt. In diesem Falle ist es nur notwendig, alle Relais und sohin auch den Unterbrecher für das Induktorium so leicht beweglich zu gestalten, dass sie allen auf sie einwirkenden Anregungen sofort zu folgen vermögen.

Die Versuchsergebnisse waren, wie bezeugt wird, durchaus günstige. Allerdings beschränkte sich die Entfernung, über welche sie durchgeführt wurden, nur auf 300 m, was darin seinen Grund fand, dass kein hinreichend kräftiges Induktorium zur Verfügung gestanden hat. Da aber die Uebertragung von Luftdraht zu Luftdraht genau in derselben Weise erfolgt, wie bei nicht abgestimmten funken telegraphischen Stationen, so ist kein Grund vorhanden, anzunehmen, dass sich die Uebertragung auf grössere Entfernungen nicht mit derselben Leichtigkeit wie bei diesen vollziehen wird.

Es ist hiermit eine vollständig neue Art und Weise der gegenseitigen Abstimmung zweier funkentelegraphischer Stationen gegeben, gegen welche nur das einzige Bedenken auftaucht, dass die verwendeten Apparate in einigen ihrer Bestandteile sehr zart gehalten werden müssen, und eine vollständige, genaue Ausführung dieser Apparate Grundbedingung ist.

(Fortsetzung folgt.)

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