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Telegraph [1]

[431⇒] Telegraph (Fernschreiber), Vorrichtung zur Nachrichtenbeförderung, welche den an einem Orte zum sinnlichen Ausdruck gebrachten Gedanken an einem entfernten Orte wahrnehmbar wieder erzeugt, ohne daß der Transport eines Gegenstandes mit der Nachricht stattfindet. Je nachdem als Betriebskraft, welche die zum Ausdruck der Nachricht dienenden Zeichen in die Ferne befördert, der Schall, das Licht oder die Elektrizität benutzt wird, unterscheidet man akustische (Glocken, Sprachröhren, Dampfsirenen, Dampfpfeifen), optische (Semaphore, s.d.) und elektrische Telegraphen. Letztere werden im nachfolgenden nur so weit behandelt, als sie dem allgemeinen Verkehr dienen. Alarmvorrichtungen, Haustelegraphen, Kriegstelegraphen, Signaleinrichtungen der Eisenbahnen u.s.w. sind unter diesen Stichworten nachzusehen. Man unterscheidet heute zwischen Drahttelegraphie und drahtloser Telegraphie. Letztere, die man auch Funken-, Radio-, Wellentelegraphie oder drahtlose Telegraphie mittels elektromagnetischer Wellen nennt, besteht wenig mehr als ein Dezennium.

A. Drahttelegraphie.

Zu einem Drahttelegraphen gehören: 1. eine Elektrizitätsquelle, die den elektrischen Strom, d.h. die Betriebskraft liefert; 2. der Geber, mittels dessen die Zeichen von dem Sendeorte nach dem Empfangsorte durch Schließen oder Unterbrechen des Stromes übermittelt werden; 3. der Empfangsapparat, welcher die von der Sendestation abgeschickten Zeichen auf der Empfangsstation sinnlich wahrnehmbar macht; 4. die Verbindungsleitung zwischen dem Sender und dem Empfänger. Sie ist entweder einfach und an beiden Enden durch die Apparate hindurch zur Erde geführt, oder doppelt, aus Hin- und Rückleitung begehend.

Zur Hervorbringung der telegraphischen Zeichen am Bestimmungsorte werden bei den heute gebräuchlichen Telegraphen meist nur elektromagnetische, vereinzelt auch chemische Wirkungen des Stromes benutzt. Dementsprechend enthält jeder Empfangsapparat als wesentlichen Teil entweder einen Elektromagnet, oder eine Magnetnadel in einem Multiplikatorrahmen, oder eine drehbare Drahtspule in einem magnetischen Felde, oder einen chemisch präparierten Papierstreifen, der sich an den vom Strome durchflossenen Stellen färbt. Die Empfangsapparate liefern entweder bleibende Zeichen (Schreib- oder Drucktelegraphen) oder vergängliche Zeichen (Sprechtelegraphen). Geschichtliches zur Drahttelegraphie s. [1] und [2].

I. Die Betriebskraft [1].

Die Kraft, mit deren Hilfe die Zeichen im Empfangsapparat erzeugt werden, liefert der elektrische Strom. Zum Betriebe der Telegraphen genügen Ströme von geringer Stärke, meist 12–15 Milliampère. Als Stromquellen dienen fall ausschließlich Batterien von galvanischen Primär- oder Sekundärelementen. – Vgl. Galvanismus und Akkumulatoren.

a) Primärelemente für Telegraphie.

1. Das Daniell-Element: Zink in verdünnter Schwefelsäure und Kupfer in einer gesättigten Lösung von Kupfersulfat. Beide Flüssigkeiten sind durch einen Tonbecher voneinander getrennt, aber durch die Poren des Bechers hindurch in Berührung.

2. Das Meidinger-Element: Vereinfachung des Daniell-Elements (ohne Tonzelle).

3. Das Kupferelement der deutschen Reichstelegraphie (Fig. 1) hat sich aus 1. und 2. entwickelt. Ein Zinkring hängt an drei Armen mit angegossenen Nasen am oberen Rande eines Standglases. Auf dem Boden des Batterieglases liegt eine runde, an der Unterseite etwas eingewölbte Bleiplatte, in deren Mitte sich ein starker Bleidraht senkrecht bis über [⇐431][432⇒] das Glas empor erhebt. Auf dem Bleidraht sitzt eine Polklemme, den andern Pol bildet ein in einen Arm des Zinkringes eingegossener Kupferdraht. Das Glasgefäß wird mit einer Lösung von Zinksulfat in weichem Wasser bis 4 mm unter dem oberen Rande des Zinkringes gefüllt; darauf werden etwa 70 g Kupfervitriol in nußgroßen Stücken hineingeworfen. Sobald sich am Boden eine blaue Lösung von Kupfersulfat gebildet hat, ist das Element gebrauchsfähig. Die Bleiplatte überzieht sich bei Stromdurchgang bald mit ausgeschiedenem Kupfer und wirkt dann wie eine Kupferplatte. Um das Ansetzen von Zinksulfatkristallen am oberen Glasrand und an der Polklemme des Bleidrahtes zu verhindern, erhalten der obere Rand des Glases und der Bleidraht unterhalb der Polklemme einen Anstrich von weißer Oelfarbe. Kupferelemente in der vorbeschriebenen oder ähnlichen Ausführung bilden heute die hauptsächlichsten Stromquellen für Telegraphenzwecke.

4. Das Callaud-Element unterscheidet sich vom deutschen Kupferelement nur durch die abweichende Gestalt der Elektroden und findet hauptsächlich in Frankreich und in der Schweiz Verwendung.

5. Das Grove-Element enthält einen Zinkzylinder in verdünnter Schwefelsäure und innerhalb desselben, in einer mit Salpetersäure gefüllten Tonzelle, ein dünnes S-förmig gebogenes Platinblech.

6. Das Bunsen-Element ist ein Grove-Element, bei dem die Platinelektrode durch ein Prisma aus harter Retortenkohle ersetzt ist.

7. Das Chromsäureelement ist ein Bunsen-Element, in welchem Chromsäure als Depolarisator wirkt und die Tonzelle weggelassen ist.

8. Das in der englischen Telegraphenverwaltung benutzte Fuller-Element enthält in einem zylindrischen Standgefäß aus glasiertem Steingut einen am Boden mit Quecksilber bedeckten Tonbecher und in diesem einen amalgamierten Zinkkolben. Außerhalb des Bechers steht die Kohlenplatte mit einem auf das obere Ende gepreßten Bleistück mit Polklemme. Der Becher ist mit verdünnter Schwefelsäure, der äußere Raum mit einem Gemisch von Schwefelsäure und Kaliumbichromat gefüllt.

9. Das Lalande-Element enthält Zink in Kali- oder Natronlauge, und als positive Elektrode einen Eisenblechzylinder gefüllt mit Kupferoxyd als Depolarisator. In der Form von Wedekind besteht das Element aus einem Eisengefäß, mit dessen Innenwänden die Kupferoxydmasse fest verbunden ist. Ist sämtliches Kupferoxyd zu Kupfer umgewandelt, so wird das entleerte Gefäß mehrere Stunden lang bei Luftzutritt erhitzt, wobei sich das Kupfer wieder oxydiert.

b) Sammlerelemente für Telegraphie.

Sammlerelemente kommen in der Regel bei größeren Telegraphenanstalten zur Verwendung. Sie bilden eine Stromquelle von sehr gleichmäßiger Spannung und eignen sich wegen ihres äußerst geringen inneren Widerstandes von 0,05 Ohm für die Zelle besonders als gemeinschaftliche Batterie für eine beliebige Anzahl von Telegraphenleitungen. Zu dem Vorteil der Raumersparnis, den die Verwendung einer gemeinsamen Sammlerbatterie darbietet, tritt beim Betriebe von Kabelleitungen der weitere Nutzen einer merklichen Betriebsverbesserung dadurch, daß der Sammlerstrom die Ladung des Kabels beschleunigt und deshalb eine größere Telegraphiergeschwindigkeit und ein besseres Arbeiten ermöglicht. Den Telegraphensammlern gibt man gewöhnlich eine Kapazität von etwa 14 Ampèrestunden. Zur Ladung derselben dienen bei geringem Strombedarf Batterien aus Kupferelementen; bei größerem Energiebedarf erfolgt die Ladung aus dem Netz einer Starkstromanlage, nötigenfalls unter entsprechender Umformung des Starkstroms. Steht Gleichstrom von 110 Volt Spannung zur Verfügung, so kann dieser ohne Umformung zum Laden dienen.

Der vielfach gebräuchliche Hagener Sammler der Akkumulatorenfabrik A.-G. in Berlin (Fig. 2) enthält zwei negative Gitterplatten und eine positive Großoberflächenplatte. Die Platten werden durch Glasansätze auseinandergehalten, die von der Mitte der Schmalseiten des Glasgefäßes aus nach unten weiter ausladen. An der unteren Verengungsstelle des Gefäßes ruhen die Platten mit kleinen seitlichen Ansätzen in den Glaswänden. Der gläserne Verschlußdeckel hat an der unteren Fläche zwei mit je drei Einschnitten versehene Ansätze, welche die Platten im oberen Teile voneinander getrennt halten. Die negativen Platten sind durch einen Bleisteg verbunden. Auf diesem und auf der positiven Platte stehen zwei Polansätze, die aufgelötete Messingschrauben mit Flügelmuttern als Polklemmen tragen. Zum Schütze gegen die schädlichen Einwirkungen der Schwefelsäure [⇐432][433⇒] sind die Polansätze unterhalb der Schrauben mit kleinen ringförmigen Oelbehältern umgeben; das in diese zu gießende Oel umgibt die Stelle, an welcher Bleistab und Messingschraube miteinander verlötet sind. Die Zellen werden mit verdünnter Schwefelsäure von spezifischem Gewicht 1,18 (22,5° Baumé) bis 5 mm über die Plattenoberkante gefüllt. Um der massiven positiven Platte eine große Oberfläche zu geben, sind in jede Plattenseite viele senkrechte Furchen (Fig. 3) eingeschnitten. Die so gebildeten Rippen bekommen einen Halt durch die in Abständen von lern verlaufenden wagerechten Querstege. Die negativen Platten (Fig. 4) haben nur ein einfaches Gitter, das mit schwammigem Blei gefüllt ist. Die Zelle besitzt eine Kapazität von 13,5 Ampèrestunden, die Ladestromstärke darf bis 2,5 Ampère steigen.

Der von den Akkumulatoren- und Elektrizitätswerken A.-G. vorm. Böse & Cie. in Berlin hergestellte Telegraphensammler hat eine positive Großoberflächenplatte, die nach dem Plantéverfahren geformt wird und eine negative Gitterplatte nach Correns, aus zwei Bleigittern gebildet, die um die halbe Breite der quadratischen Oeffnungen verschoben sind. In den sich nach außen verengenden Gitteröffnungen befindet sich Bleischwamm.

Der zum Laden der Sammler erforderliche Strom wird einer Kupferbatterie, meist aber einer Starkstromquelle entnommen. Man verbindet den positiven Sammlerpol mit dem positiven Pol der Ladequelle und den negativen Sammlerpol mit dem negativen der Stromquelle. Beim Anlegen der Ladestromquelle steigt die Klemmenspannung der Sammler schnell auf 2,1 Volt, nimmt dann langsam, später etwas rascher zu und nähert sich schließlich einem konstanten Wert. Die Ladung ist beendet, wenn an allen Platten gleichzeitig eine gleichmäßige, kräftige Gasentwicklung stattfindet. Dabei beträgt die Spannung der Sammler 2,3 Volt, wenn mit dem schwachen Strom von Kupferelementen geladen wird, dagegen etwa 2,6 Volt beim Laden mit Starkstrom. Nach Beendigung der Ladung sinkt die Spannung bald auf 2,1 Volt und bleibt hierauf stehen, wenn der Sammler nicht benutzt wird. Beim Laden mit Starkstrom ist stets eine Nachladung mit der Hälfte des Ladestroms erforderlich, weil der Starkstrom die wirksame Masse an der Oberfläche bald in Bleisuperoxyd bezw. Bleischwamm umwandelt und dadurch das Eindringen in tiefere Schichten erschwert. Beim Laden der Sammler wird Schwefelsäure frei; die Säuredichte muß beim Schluß der Ladung den für die betreffende Sammlertype vorgeschriebenen Wert besitzen. Bei Ladung einer Sammlerbatterie durch Kupferelemente muß die Ladebatterie derart bemessen sein, daß sie mit ihrer Spannung die der Sammlerbatterie von durchschnittlich 2,2 Volt für die Zelle überwindet und den Sammlern bei dauerndem Laden einen etwas stärkeren Strom zuführt, als sie im Betriebe abzugeben haben. Für jede Morse-Leitung mit Arbeitsstrom sind zu rechnen 0,0023 Ampère, mit Ruhestrom bei hintereinandergeschalteten Elektromagnetrollen 0,017 Ampère, bei nebeneinandergeschalteten Rollen 0,030 Ampere, für jede Hughes-Typendruckleitung 0,020 Ampère.

Wenn z.B. die am stärksten belastete Gruppe einer Batterie von 40 Zellen einen Ladestrom von 0,022 Ampere braucht und der äußere Widerstand (Strommesser u.s.w.) 50 Ohm beträgt, so muß die Ladebatterie aus x = 2,2 · 40 + 0,022 – 50 : 1 – 4 · 0,022 = 98 oder rund 100 Elementen in einer Reihe bestehen; es sind also mindestens 2,5 Elemente für 1 Sammlerzelle zu verwenden.

Bei Ladung einer Sammlerbatterie durch Starkstrom ist die günstigste Ladespannung 30 Volt, da diese Spannung beim Laden der Sammler in Gruppen von 10 Zellen gerade ausgenutzt wird. Da das Starkstromnetz zumeist eine höhere Spannung hat oder Wechselstrom und Drehstrom führt, so muß der Netzstrom in der Sammlerladestelle zunächst in Gleichstrom von 30 Volt Spannung umgeformt werden. Hierzu wird ein Umformer in Gestalt eines mit einer Dynamomaschine gekuppelten Elektromotors benutzt.

Entladung der Sammler. – Im Betriebe sinkt die Spannung jeder Zelle langsam bis auf etwa 1,85 Volt; dann fällt die Spannung, falls die Entladung fortgesetzt wird, schnell auf einen sehr tiefen Wert. Eine zu weitgehende Entladung verdirbt die Platten. Als untere Spannungsgrenze gilt für Sammler, die aus Kupferelementen geladen werden 1,95 Volt, für Sammler, die mit Starkstrom geladen werden, bei schwacher Benutzung 1,95 Volt, bei mittlerer Benutzung 1,90 Volt, und bei sehr starker Benutzung, wenn die Entladedauer nur 1 Tag beträgt, 1,85 Volt.

c) Die Batterieschaltung.

Werden n Elemente in der Weise zu einer Batterie zusammengeschaltet, daß immer der positive Pol eines Elements mit dem negativen des nächsten Elements verbunden wird, so sind die Elemente hintereinander oder in Reihe geschaltet. Die elektromotorische Kraft einer solchen Batterie ist die n fache eines Elements, der Batteriewiderstand hat ebenfalls den n fachen Wert. Nach dem Ohmschen Gesetz ist also die Stromstärke i = (n · e)/(n · b + r) = e/(b + r/n), worin e die elektromotorische Kraft eines Elements, b der Widerstand eines Elements oder der innere Widerstand und r der Widerstand des Schließungsbogens oder der äußere Widerstand ist. Wird die Batterie kurz geschlossen, d.h. der äußere Widerstand = 0 gemacht, so ist i = e/b; die Batterie liefert also dieselbe Stromstärke wie ein Element, denn mit der elektromotorischen Kraft hat in gleichem Verhältnisse der Widerstand zugenommen.

Nebeneinander oder parallel geschaltet sind die n Elemente, wenn alle positiven Pole unter sich und alle negativen Pole unter sich verbunden sind, so daß die Batterie wie ein Element von n facher Plattenoberfläche wirkt. In diesem Falle ist die elektromotorische Kraft der Batterie e und ihr Widerstand = b/n und folglich die Stromstärke i = e/(b + r/n). Wird eine solche Batterie kurz geschlossen, so ist i = n e/b, d.h. sie liefert den n fachen Strom von einem Element. Aus diesen Formeln ergibt sich, daß die Hintereinanderschaltung der Elemente [⇐433][434⇒] vorteilhafter ist bei großem äußeren Widerstande, der dann gleichsam verringert wird (r/n). Ist dagegen der äußere Widerstand klein, so empfiehlt es sich, auch den Batteriewiderstand möglichst klein zu machen; hierzu dient die Parallelschaltung der Elemente (b/n). Hat man n Elemente in n/h parallelen Reihen von je h hintereinander geschalteten Elementen, so erhält man den Maximalstrom dann, wenn sie so geschaltet werden, daß b h²/n = r, d.h. der innere Widerstand der Elemente gleich dem äußeren Widerstande r ist.

Gemeinschaftliche Batterien. – Aus einer Elektrizitätsquelle, deren innerer Widerstand im Verhältnis zum äußeren Widerstand, d.h. dem Widerstande der Leitung und Apparate, verschwindend klein ist, kann man beliebig viele Telegraphenleitungen gleichzeitig speisen, ohne daß die Stromstärke in der einzelnen Leitung durch die Stromleitung beeinträchtigt wird. Ist an eine derartige Batterie nur eine Leitung vom Widerstande r angelegt, so erhält sie den Strom J = e/r. Beim Anlegen von n Leitungen mit gleichem Widerstande wird J = n e/r, also n mal so groß, und die einzelne Leitung erhält davon den n ten Teil.

Der Bedingung, daß der innere Widerstand verschwindend gering sei, genügen im Telegraphenbetriebe die Sammlerbatterien; an eine gemeinsame Sammlerbatterie können also beliebig viele Leitungen angelegt werden. Besteht dagegen eine für mehrere Leitungen gemeinsame Batterie aus Primärelementen, deren Widerstand nicht vernachlässigt werden kann, so ändert sich die Stromstärke in der einzelnen Leitung mit der Anzahl der gleichzeitig geschlossenen Leitungen. Je mehr Leitungen gleichzeitig Strom erhalten, um so weniger Strom entfällt auf jede einzelne. Wird vorausgesetzt, daß die Leitungen alle gleichen Widerstand r haben, und bezeichnen wir den inneren Widerstand der Batterie wieder mit b und den in jeder einzelnen Leitung fließenden Strom mit m so ist beim Anlegen nur einer Leitung J = i₁ = e/(b + r), beim Anlegen einer zweiten Leitung J = e/(b + r/2) = 2e/(2b + r), also i₁ = e/(2b + r), da auf jede Leitung die Hälfte von J entfällt. Ferner ist beim Anlegen einer dritten Leitung J = e/(b + r/3) = 3e/(3b + r) also i₁ = e/(3b + r), da jetzt auf jede Leitung ein Drittel von J entfällt, u.s.w.

Beim Telegraphenbetriebe mit Morse- oder Klopferapparaten wird auf je 70 Ohm Leitungswiderstand 1 Kupferelement mit 5 Ohm Widerstand gerechnet. Die Stromstärke in einer Leitung soll demnach 1 : 5 + 70 = 0,013 Ampère oder 13 Milliampère betragen. Nehmen wir nun eine Leitung von 40000 km Widerstand an, so ist eine Batterie von 4000 : 70 = rund 60 Kupferelementen erforderlich. Die Leitung erhält dann einen Strom i₁ = 60 : 5 · 60 + 4000 = 13,9 Milliampère. Wird eine zweite gleiche Leitung angelegt, so ist i₁ = 60 : 2 · 300 + 4000 = 13,0 Milliampère; Wird eine dritte gleiche Leitung angelegt, so ist i₁ = 60 : 3 · 300 + 4000 = 12,2 Milliampère. Kommt noch eine vierte Leitung hinzu, so wird i₁ = 11,5 und beim Hinzutreten einer fünften Leitung i₁ = 10,9 Milliampère. Wieviel Leitungen aus einer gemeinsamen Batterie gespeist werden können, hängt von der Empfindlichkeit der Empfangsapparate ab, d.h. von der niedrigsten Stromstärke, auf welche die Apparate noch sich er ansprechen. Meist können bis zu fünf Morse- oder Klopferleitungen und bis zu drei Hughes-Typendruckerleitungen an eine gemeinschaftliche Kupferbatterie gelegt werden. Haben die Leitungen nicht gleichen Widerstand, so kann man entweder ihre Widerstande durch Zuschalten von künstlichen Widerständen gleichmachen, oder man zweigt von der ganzen Batterie für die Leitungen mit geringerem Widerstande eine entsprechende Zahl von Elementen ab; z.B. würde für eine Leitung von 2000 Ohm Widerstand die Batteriezuführung an das 30. Element der Batterie zu legen sein.

Ein Telegraphenamt erhält in der Regel eine positive und eine negative Telegraphenbatterie. Die erforderlichen Spannungsstufen werden durch Abzweigungen gewonnen, indem man bei Primärelementen an das 10., 20., 30., 40., 60. u.s.w. Element, bei Sammlern an die 5., 10., 15., 20. und 30. Zelle Zuführungsleitungen aus gut isoliertem Kupferdraht anlegt und dadurch Spannungen von 10, 20, 30, 40, 60 u.s.w. Volt erhält. Nach der Stromstärke, mit der eine Zuleitung belastet werden soll, muß sich ihr Querschnitt richten. Eine Drahtstärke von 1 mm genügt für einen Strom bis zu 4 Ampère, Drähte von 1,4, 2,3 und 4,5 mm für Ströme bis zu 10, 20 und 60 Ampère.

d) Stromverlauf in Telegraphenleitungen.

Zur Betätigung eines telegraphischen Empfangsapparates ist eine bestimmte Stromstärke erforderlich. Die Stromquelle des gebenden Amtes I muß so bemessen sein, daß sie diese Stromstärke auf dem empfangenden Amte II schnell und sicher hervorzubringen vermag. Die ankommende Stromstärke hängt nicht bloß von der Batteriespannung und dem Widerstande des Stromkreises ab, sondern wesentlich auch von den Ableitungen, der Selbstinduktion und der Ladungsfähigkeit des Stromkreises, von letzteren beiden Faktoren jedoch nur während des veränderlichen Zustandes, d.h. während der Dauer des Ansteigens und Abfallens der Stromstärke.

Einfluß der Ableitungen bei Arbeitsstrombetrieb. Die telegraphischen Zeichen im Amte II werden durch Stromsendung vom Amte I aus erzeugt. – Da eine Telegraphenleitung niemals vollkommen gegen die Erde isoliert ist, vielmehr an den Stützpunkten über die Isolatoren hinweg, oder bei Kabeln durch die Isolierhülle hindurch stets ein Stromverlust stattfindet, so ist der beim Amte II ankommende Strom J₂, auch nachdem er seinen konstanten Wert erreicht hat, immer schwächer als der von I abgehende Strom J₁. Das Maß der Schwächung hängt von dem Isolationszustande der Leitung ab, der, abgesehen von Isolationsfehlern, bei Luftleitungen vorwiegend durch die Witterung, bei Kabelleitungen aber durch die Temperatur verändert wird. Die Stärke des ankommenden Stromes läßt sich durch unmittelbare Strommessung [⇐434][435⇒] und durch Widerstandsmessungen bestimmen. Bezeichnet I–II (Fig. 5) eine Leitung mit ungleichmäßig verteilten Ableitungen verschiedener Größe, an welche im Amt I eine Batterie mit der elektromotorischen Kraft E und im Amte II ein Empfangsapparat angelegt ist, und wird der gesamte Widerstand vom Punkte I durch die Batterie hindurch bis zur Erde mit r₁ der Widerstand vom Punkten bis zur Erde mit r₂ bezeichnet, so ist:

Wenn die Batterie E aus dem Amte I nach dem Amte II verlegt wird, ohne daß die Widerstände r₁ und r₂ eine Aenderung erfahren, so ist entsprechenderweise das Verhältnis des in I ankommenden Stromes J'₁ zu dem in II abgehenden Stromes

In diesen Formeln bedeutet noch R₁ der von I aus gemessene und R₂ der von II aus gemessene Leitungswiderstand, ferner W₁ der von I aus und W₂ der von II aus gemessene Isolationswiderstand. Mißt man auf beiden Aemtern denselben Leitungs- und denselben Isolationswiderstand und haben beide Aemter selbst gleichen Widerstand r₁ = r₂ = ς, so ergibt sich als Verhältnis der Ströme:

Weichen dagegen die Meßergebnisse beider Aemter voneinander ab, so muß, wenn wiederum r₁ = r₂ ist, auf demjenigen Amte der ankommende Strom im Verhältnis zum abgehenden des fernen Amtes größer sein, welches den. kleineren Isolationswiderstand mißt, also die Leitung schlechter isoliert findet. Denn ist W₁ < W₂, so ist auch J₂ : J₁ > J'₁ : J'₂. Das Verhältnis des ankommenden Stromes zum eigenen abgehenden Strom ist auf dem Amte größer, bei welchem der größere Isolationswiderstand gemessen wird.

Einfluß der Ableitungen bei Ruhestrombetrieb. – Die Betriebsbatterie ist auf die Aemter I und II verteilt; das Telegraphieren erfolgt durch Unterbrechung des Stromkreises. Der im Ruhezustand vorhandene Strom J₁ setzt sich aus dem abgehenden Strom der eigenen Batterie und dem ankommenden Strom der fernen Batterie zusammen. Bei Unterbrechung des Stromkreises im Amt II sinkt die Stromstärke daselbst auf Null, im Amt I dagegen auf den Wert i₁ des Isolationsstromes. Die Differenz J₁–i₁ ist die nutzbare Stromstärke, die in Wechselwirkung mit der Abreißfeder des Morseapparats die Zeichen hervorbringt; sie hat den Wert:

Bei gleichmäßiger Leitungsisolation ist wiederum W₁ = W₂ und R₁ = R₂; dann geht unter der Voraussetzung, daß auf den Aemtern kein Widerstand eingeschaltet ist, die Formel für die nutzbare Stromstärke über in

Einfluß der Selbstinduktion. – Die Selbstinduktion wirkt beim Telegraphieren als Hemmnis, indem sie sowohl das Ansteigen wie das Abfallen des Stromes verzögert. Sie kann bei Kabeln gegenüber deren Ladefähigkeit vernachlässigt werden und ist auch bei oberirdischen Leitungen nur gering, beträchtlich dagegen in den Elektromagneten der Empfangsapparate. Der Selbstinduktionskoeffizient beträgt z.B. nach Strecker [2]

Einfluß der Ladungsfähigkeit. – Jede Telegraphenleitung hat eine bestimmte Ladefähigkeit oder Kapazität C, die ihrer Länge l proportional ist. Sie beträgt für eine im Abstande h über dem Erdboden geführte blanke Leitung von der Drahtstärke d : C = l · k/(2 log nat 4h/d) und für ein einadriges Kabel, dessen Leiterquerschnitt den Radius r und dessen Isolierhülle die Dicke R – r hat: C = l · k/(2 logn R/r). In diesen Formeln bedeutet k die Konstante des Dielektrikums, die für Luft = 1, für Guttapercha 4,2 und für Kautschuk 2 zu setzen ist. Die Kapazität beträgt für 1 km bei 6–8 m hoch über dem Erdboden geführten blanken Leitungen bis 0,01 Mikrofarad und bei Telegraphenkabeln etwa 0,28 Mikrofarad.

Verbindet man eine Leitung mit einer Stromquelle, so wird sie von dem in sie hineinfließenden Strom zunächst elektrostatisch geladen. Die hierzu hergegebene Elektrizitätsmenge bewirkt eine Schwächung des weiterfließenden Stromes und demnach ein verzögertes Ansteigen des Stromes beim fernen Amte. Beim gebenden Amte wirkt die Ladefähigkeit der Leitung im umgekehrten Sinne; sie veranlaßt im ersten Augenblicke das Entstehen eines stärkeren Stromes, als er dem Ohmschen Gesetze entspricht. Sobald die Stromgebung unterbrochen wird, fließt die Ladung der Leitung nach beiden Aemtern zur Erde ab. Die Richtung dieses Entladungsstromes ist beim empfangenden Amte jener des ursprünglichen Stromes gleich, beim gebenden ihr entgegengesetzt. Beim gebenden Amte fließt der Entladungsstrom durch den in der Regel am Ruhekontakte der Taste liegenden Empfänger und bringt ihn unter Umständen zum Ansprechen, Diese Erscheinung bezeichnet man als, »Rückschlag«.

II. Die Telegraphenapparate.

Wir unterscheiden im folgenden 1. Schreibtelegraphen, 2. Drucktelegraphen, 3. Sprechtelegraphen, 4. Maschinentelegraphen, 5. Mehrfachtelegraphen und 6. Telautographen.

1. Schreibtelegraphen [1]. Sie liefern meist Schriftzeichen in vereinbarter Schrift, doch sind auch Buchstabenschreibtelegraphen und Telegraphen zur formgetreuen Nachbildung des Originals – Kopiertelegraphen oder Telautographen (vgl. unter 6.) – konstruiert worden. Im [⇐435][436⇒] Betriebe haben sich dauernd nur die Schreibtelegraphen für vereinbarte Schrift erhalten. Die wichtigsten Schreibtelegraphen sind: a) der Morseschreiber; b) der Heberschreiber; c) der Undulator; d) der Kapillartelegraph. Eine Zeitlang hat auch der Estienneschreiber, ein polarisierter Apparat, der aufrechtstehende Morseschrift liefert, eine praktische Bedeutung erlangt. Das automatische Telegraphensystem von Wheatstone sowie der Schnelltelegraph von Delany und der Schnelltelegraph von Pollak und Virag gehören ebenfalls zu den Schreibtelegraphen; sie kommen unter 4. (Maschinentelegraphen) zur Besprechung.

a) Der Morseschreiber.

Dieser Apparat liefert eine Schrift aus Punkten und Strichen, die in der Weise erzeugt werden, daß eine stets mit Farbe benetzte Scheibe mittels eines Hebels längere oder kürzere Zeit gegen einen oberhalb der Scheibe sich gleichmäßig fortbewegenden Papierstreifen gedrückt wird. Die Bewegung des Hebels erfolgt durch die Wechselwirkung eines Elektromagnets und einer Spiralfeder. Während der Elektromagnet unter dem Einfluß eines galvanischen Stromes den an dem einen Hebelarm angebrachten Eisenanker anzieht, sorgt die Spiralfeder nach dem Aufhören des Stromes für das Losschnellen des Eisenankers von dem Elektromagnete. Durch den internationalen Telegraphenvertrag ist folgende Morseschrift allgemein eingeführt worden:

Buchstaben:

Ziffern:

Bruchstrich – – – – – –

Bei der amtlichen Vergleichung sowie bei Abgabe der Nummer, Wortzahl und Aufgabezeit sind die Ziffern (ausgenommen 4, 5, 6) in der Weise abzukürzen, daß nur ein Strich (beim Bruchstrich zwei) gegeben wird.

Unterscheidungs- und andre Zeichen:

Ein Strich ist gleich drei Punkten, der Raum zwischen den Zeichen eines Buchstabens gleich einem Punkt, zwischen zwei Buchstaben gleich drei Punkten, zwischen zwei Wörtern gleich fünf Punkten.

Bei Arbeitsstrombetrieb werden die Schriftzeichen durch Schließen des Stromkreises mittels einer Taste, d.h. durch Einschalten der Telegraphierbatterie in die Telegraphenleitung hervorgebracht. Es ist also nur beim Arbeiten Strom in der Leitung. Jedes Amt einer Leitung braucht eine Batterie.

Bei Ruhestrombetrieb werden die Zeichen durch Unterbrechung des Stromkreises, in welchem die Telegraphierbatterie dauernd eingeschaltet ist, mit einer Taste hervorgebracht. Es ist also auch bei ruhender Korrespondenz Strom in der Leitung. Nicht jedes Amt braucht mit einer Batterie ausgerüstet zu sein.

Zu einem vollständigen Morsesystem gehören: die Taste als Geber, der Schreibapparat als Empfänger, das Galvanoskop als Stromanzeiger und der Blitzableiter als Schutzmittel für die Beamten und Apparate gegen die Entladungen atmosphärischer Elektrizität. Dazu kommen noch nach Erfordernis: Umschalter zur leichten und sicheren Umänderung der Stromwege im Amte, künstliche Widerstände zur Erhöhung des Leitungswiderstandes eines Stromkreises für besondere Zwecke, Relais als selbsttätige Tasten zum Schließen eines neuen Stromkreises, wenn die Leitungen so lang sind, daß der ursprüngliche Strom die Schreibapparate nicht mehr sicher in Tätigkeit zu setzen vermag.

Die Taste (Fig. 6). Auf einem hölzernen Grundbrett sind parallel zueinander drei Messingschienen A, M und R befestigt, welche an der einen Seite je eine Klemmschraube zum Anlegen der Zuleitungsdrähte tragen. Die Schiene A heißt Arbeits- oder Telegraphierschiene, die Schiene M Mittelschiene oder Körper und die Schiene R Ruheschiene. Der aus Messing bestehende Tastennebel ist mit seiner an beiden Seiten konisch ausgebohrten Stahlachse in mit konischen Spitzen versehene Stahlschrauben eingelagert, die ihrerseits in den oberen Teil der senkrechten Backe der Mittelschiene eingesetzt sind. Die Spiralfeder F dient dazu, durch Herabziehen des hinteren Teils des Tastenhebels einen festen Schluß des sogenannten Ruhekontakts zwischen Hebel und Ruheschiene R zu bewirken. Sie ist an einer in der Grundplatte eingelegten Messingscheibe S befestigt, die mit der Mittelschiene durch einen an der unteren Fläche der letzteren festgeschraubten [⇐436][437⇒] Draht verbunden ist. Der Kontakt zwischen Hebel und Arbeitsschiene heißt der Arbeitskontakt.

Der Schreibapparat (Fig. 7) besteht aus dem mechanischen Teil zur Fortbewegung des Papierstreifens mit Laufwerk, Papierführung und Farbkasten sowie dem elektromagnetischen Teile mit Elektromagnet, Anker und Schreibhebel. Das in ein Messinggehäuse eingebaute Räderwerk besteht aus sieben Zahnrädern und drei Hohltrieben auf sechs Achsen sowie dem Windfänge. Die Achse des kleinsten Zahnrades geht durch eine Oeffnung der vorderen Apparatwange frei hindurch und ist in dem hakenförmigen Ende des Schreibhebels drehbar eingelagert; sie trägt das Schreibrädchen (deshalb Schreibrädchenachse). Der zur Regulierung der Laufgeschwindigkeit dienende Windfang besteht aus einer Stahlachse, auf welcher der Windflügel in Gestalt eines leichten Messingblechs mittels einer Buchse so aufgesteckt ist, daß er sich mit der Achse dreht, aber gleichzeitig um seine eigne wagerechte Achse drehbar bleibt. Die Windfangachse, welche in ihrem oberen Teile aus einer doppelgängigen Schraube ohne Ende besteht, ist senkrecht in Ansätzen eines an der hinteren Apparatwange eingeschraubten Messingwinkels eingelagert. Ein mit hohen scharfen Zähnen versehenes Steigrad greift in die Windfangschraube ein. Im Ruhezustande des Apparats verharrt der Windflügel infolge Einwirkung einer Spiralfeder in nahezu senkrechter Stellung. Wird die Windfangachse durch das Räderwerk in Drehung versetzt, so hat der Windflügel vermöge der Zentrifugalkraft das Bestreben, eine wagerechte Lage einzunehmen; diesem Bestreben wirkt die Spannkraft der Spiralfeder entgegen. Dadurch wird die Geschwindigkeit der Drehung gleichförmig erhalten. Eine stählerne Blattfeder von 3,3 m Länge, 34 mm Breite und 0,5 mm Stärke, die in einem runden Messinggehäuse – der Federtrommel – eingeschlossen und spiralförmig um die Hauptachse aufgewunden ist, liefert die das Laufwerk bewegende Kraft. Die Drehungsgeschwindigkeit des Laufwerkes ist so berechnet, daß in einer Minute der Windfang etwa 3040 und die über dem Schreibrädchen angeordnete Papierwalze 28 Umdrehungen macht. Die Papierwalze hat einen Umfang von 5,66 cm, der Papierstreifen wird also in einer Minute um 28 · 5,66 = 159 cm vorwärtsbewegt. Bei dieser Geschwindigkeit erscheint die Schrift auch bei schnellem Telegraphieren noch deutlich auf dem Papierstreifen. Eine vollständig angespannte Triebfeder erhält das Laufwerk etwa 23 Minuten in Bewegung. Der Elektromagnet ist auf einem Eisenwinkel angeordnet, der mit seinem vertikalen Schenkel am unteren beweglichen Teile der rechten Seitenwand des Apparats angeschraubt ist. Der horizontale Schenkel trägt zwei aus je einem hohlen Kerne von Eisen mit aufgesetztem Polschuh bestehende Elektromagnetschenkel. Jeder Eisenkern ist von einer dicht anschließenden Papierhülse umgeben, auf welcher 0,2 mm starker, durch Umspinnung mit weißer Seide isolierter Kupferdraht aufgewickelt ist. Auf jeder Magnetrolle sind etwa 6500 Umwindungen angebracht. Der hierzu verwendete Draht hat eine Länge von ungefähr 515 m und einen Widerstand von etwa 280 Ohm; in beiden Rollen also zusammen von 560 Ohm.

Das Elektromagnetsystem kann durch eine Schraubenvorrichtung etwa 3 mm aufwärts oder abwärts bewegt werden. Hierdurch wird der Abstand der Polschuhe von dem Anker des Elektromagnets verkleinert oder vergrößert. Den Anker des Elektromagnets bildet ein hohler, an den beiden Enden abgeschrägter und der Länge nach aufgeschlitzter Zylinder aus weichem Eisen, der in den ringförmigen Teil des Schreibhebels so eingeschoben ist, daß seine längste Seite den Polschuhen des Elektromagnets gegenüberliegt.

Der Schreibhebel (Fig. 8) besteht aus zwei durch ein Gelenk verbundenen Teilen g l und k. Der letztere ist um die in l eingesetzte Achse u beweglich. Die Achse u greift durch eine Ausbohrung von k und durch das Ende eines an k angeschraubten Winkels. Am Ende von l befindet sich ein kleiner Stift t, der über dem Ende von k liegt. Ein zweiter Stift w greift unterhalb des Hebels k durch die Apparatwand. Der Teil g l wird aus zwei Stücken g und l gebildet, die durch die Schraube s fest miteinander verbunden sind Mittels der Schraube s wird der Farbschreiber auf Arbeitsstrom- oder Ruhestrombetrieb eingestellt.

Arbeitsstrom. Wird das Stück l durch Nachlassen der Stellschraube s (Drehung links herum) so weit gehoben, daß der kurze Arm des die Schreibrädchenachse umfassenden Hebels k sich gegen den Stift t legt, so wird l mit k zu einem starren Arme verbunden. Das ganze Hebelsystem Stellt jetzt einen zweiarmigen Hebel dar, dessen Drehpunkt die Achse q bildet Sobald sich der den Anker tragende Hebelarm bei Stromschluß infolge Anziehung des Ankers durch den Elektromagnet senkt, muß sich das entgegengesetzte Ende mit dem Schreibrädchen heben. Geht der linke Hebelarm nach dem Aufhören des Stromes unter der Wirkung der Abreißfeder nach oben, so muß sich der rechte Arm mit dem Schreibrädchen senken.

Ruhestrom. Das Stück l wird durch Drehen der Schraube s rechts herum so weit gesenkt, daß sich der rechte Arm des Hebels k gegen den Stift w legt und der linke Arm sich von dem Stifte t entfernt. Hierdurch wird das vorher einen einzigen zweiarmigen Hebel bildende System in zwei durch ein Gelenk miteinander verbundene zweiarmige Hebel zerlegt. [⇐437][438⇒] Der eine Hebel g l dreht sich um die bisherige Achse q und der mit ihm durch die Achse u verbundene Hebel k um den Schraubenstift w, auf dem er vermöge seiner Schwere aufliegt. Senkt sich das den Anker tragende Ende des Hebels g l, so wird das andre Ende bei u und mit ihm der linke Arm des Hebels k gehoben, während der die Schreibrädchenachse umfassende Arm dieses Hebels und damit das Schreibrädchen sich senken. Geht das Hebelende mit dem Anker bei Stromunterbrechung nach oben, so wird das Schreibrädchen in gleicher Weise nach oben gegen den Papierstreifen bewegt, und es werden auf diesem je nach der Zeitdauer der Unterbrechung Punkte oder Striche niedergeschrieben.

Morseapparate für Uebertragungen. Sollen Morseapparate als selbsttätige Uebertrager der Telegramme in einen andern Stromkreis bezw. in eine andre Leitung dienen oder mit einem durch eine Ortsbatterie betriebenen Wecker verbunden werden, so erhalten sie als Träger der Anschlagschrauben zwei voneinander durch einen kleinen Zwischenraum getrennte und von der Grundplatte des Apparates durch Ebonitstücke isolierte Messingständer. Die an den Ansatzstücken der Ständer senkrecht übereinander durch Preßschrauben festgelegten Anschlagschrauben sind an ihren beiden Enden mit kleinen Platinplatten versehen; ebenso sind die Stellen des Schreibhebels, die mit den Anschlagschrauben in Berührung kommen, mit Platinplättchen belegt. Die untere Anschlagschraube bildet den Telegraphierkontakt, die obere den Ruhekontakt.

Das Galvanoskop (vgl. a. Bd. 6, S. 373). Um das Vorhandensein des elektrischen Stromes anzuzeigen, wird ein Galvanoskop in die Leitung eingeschaltet, dessen Nadel bei den neueren Apparaten um eine horizontale Achse schwingt. Das gewöhnliche Galvanoskop enthält einen um eine horizontale Achse drehbaren zweiarmigen Winkelmagnet, der innerhalb eines Drahtrahmens von 600 wagerecht verlaufenden Umwindungen seinen mit Seide umsponnenen Kupferdrahtes (Widerstand 15–20 Ohm) angeordnet ist. An dem Winkelmagnet ist senkrecht zu seiner Achse ein aus geschwärztem Messingblech bestehender Zeiger befestigt. Winkelmagnet und Zeiger, befinden sich innerhalb eines Gehäuses, dessen hintere Glasscheibe in ihrem oberen Teile matt geschliffen und mit Teilstrichen versehen ist. Durch die Ablenkung des Zeigers – Galvanoskopnadel genannt – nach rechts oder links wird das Vorhandensein eines Stromes und dessen Richtung; durch die Größe der Ablenkung die größere oder geringere Stärke des Stromes ersichtlich gemacht. Das polarisierte Galvanoskop (Fig. 9) enthält an Stelle des Winkelmagnets dünne Drahtstücke aus weichem Eisen, von denen je vier zu beiden Seiten des unteren Randes einer den Doppelzeiger tragenden Aluminiumscheibe und je drei zu beiden Seiten des oberen Randes aufgeklebt sind und in dem magnetischen Felde eines außerhalb der Galvanoskopspule angebrachten U-förmigen Stahlmagnets liegen. Dieser Stahlmagnet ist von unten derart in das Grundbrett des Galvanoskops eingelassen, daß die beiden nach oben gerichteten Polschenkel von außen an die rechte bezw. linke Seitenwand der Galvanoskopspule zu liegen kommen. Die Kraftlinien des Magnets verlaufen wagerecht und halten in dieser Richtung auch die weichen Eisendrähte. Der Doppelzeiger steht hierbei senkrecht, d.h. in der Mitte der zwischen den beiden Zeigerarmen angebrachten, von dem Gehäuserahmen getragenen Gradeinteilungsscheibe.

Der Blitzableiter. Innerhalb der Amtseinrichtungen kommen gewöhnlich Plattenblitzableiter für zwei Leitungen, außerhalb auf freier Strecke an den Stellen, wo Kabelleitungen mit oberirdischen Leitungen verbunden sind, Stangenblitzableiter für eine oder mehrere Leitungen zur Verwendung. Die Einrichtung der Blitzableiter beruht auf der Eigenschaft der hochgespannten atmosphärischen Elektrizität, einen lufterfüllten Zwischenraum zu überspringen, wenn ihr dadurch ein kurzer, gut leitender Weg zur Erde geboten wird. Die zum Telegraphieren benutzten Ströme und die Induktionsströme der Fernsprechapparate besitzen diese Eigenschaft nicht, da ihre Spannung nicht hoch genug ist.

Der Plattenblitzableiter (Fig. 10) besteht aus einem mit erhöhten Längsseiten versehenen Messingrahmen, welcher an einer Längsseite eine Klemme zur Befestigung der Erdleitung trägt. Auf den tiefer liegenden Querseiten des Messingrahmens sind zwei Leitungsplatten festgeschraubt. Zur Isolierung dieser Leitungsplatten von dem mit Erde verbundenen Messingrahmen sind zwischen diesem und den Platten zwei Ebonitunterlagen eingeschoben und die Befestigungsschrauben mit Ebonithülsen umgeben. Die Leitungsplatten haben auf der oberen Fläche scharf geschnittene Querriffeln, deren obere Kanten sämtlich in derselben Ebene liegen. Die vorderen an den Leitungsplatten befindlichen Klemmschrauben dienen zur Befestigung der Apparatzuführungen; an die hinteren Schrauben werden die Einführungsdrähte der Leitungen gelegt. An den vier Ecken des Rahmens sind Erhöhungen angebracht, auf welchen die mit scharfgeschnittenen Längsriffeln versehene Messingdeckplatte in einer solchen Höhe ruht, daß die äußersten Kanten ihrer Riffelungen ¹/₄–¹/₂ mm von den oberen Kanten der rechtwinklig dazu laufenden Riffelungen der Leitungsplatten entfernt sind. Zur Herstellung der im Plattenblitzableiter auszuführenden Verbindungen – Direktverbindung beider Leitungen, Erdverbindung für eine oder beide Leitungen – dienen ein Stöpsel und die teils in dem Rahmen, teils in den Leitungsplatten befindlichen Stöpsellöcher mit den entsprechenden Durchbohrungen der Deckplatte.

Der Einfachstangenblitzableiter (Fig. 11 und 12) stellt eine dem besonderen Zwecke angepaßte Form des Plattenblitzableiters dar. Zwei Ebonitglocken A und B, von denen [⇐438][439⇒] die äußere A auf der kreisförmigen Kopffläche die mit Riffeln versehene messingene Leitungsplatte C trägt, sind unter Verwendung von Gummizwischenlagen durch einen Dorn aneinander gepreßt, welcher mit einem Schraubengewinde in die Leitungsplatte eingreift. An dem aus der Doppelglocke hervorragenden unteren Ende des Domes sitzt eine Klemmschraube zur Aufnahme der Leitungszuführung. Ein starker Messingring D umfaßt den Kopf der äußeren Ebonitglocke und ist mit drei Schrauben an ihm befestigt. Auf dem mit der Erdleitung in Verbindung stehenden Messingringe ruht die an der Unterseite mit kreisförmigen Riffeln versehene Erdplatte E, von der Leitungsplatte durch einen Luftzwischenraum getrennt. Den Abschluß bildet die messingene Deckelkapsel F, die mittels Bajonettverschlusses auf dem Messingringe befestigt wird und mit ihrer Mitte sich auf die nach oben leicht gewölbte Erdplatte legt. Zur Beteiligung des Stangenblitzableiters dient ein am Messingringe befindlicher kräftiger Ansatz aus Messing, der in einer Holzschraube endigt und noch durch ein dreieckiges Messingstück verstärkt wird. Das dreieckige Verstärkungsstück enthält eine ovale Bohrung zur Aufnahme der Erdleitungsdrähte, welche mittels einer Schraube, die zwischen die Drähte greift, eingeklemmt werden.

Der Vielfachstangenblitzableiter von C.F. Lewert, Berlin, beliebt aus einer Anordnung von sieben oder vierzehn geriffelten Blitzableiterplatten auf einer gemeinschaftlichen Grundplatte. Als Erdplatte dient eine mittels vier Flügelmuttern auf die Grundplatte aufgeschraubte Deckplatte aus Messing, die auf der Innenseite quer zu den Riffelungen der Leitungsplatten geriffelt ist.

Neuerdings verwendet man auch vielfach Luftleerblitzableiter. In einer leichten Dreifachglocke aus Ebonit (Fig. 13a) ist eine Luftleerpatrone (Fig. 13b) angeordnet. Diese besteht aus einer luftleeren Glashülse, die an jedem Ende mit einer Metallkappe versehen ist und innen eine seine Spannungssicherung enthält, die durch zwei, in sehr geringem Abstande voneinander befindliche geriffelte Kohlenblöckchen gebildet wird. Die metallischen Halter der Kohlen sind mit den Kappen verlötet. An die Kappen sind noch je zwei Messingstreifen angelötet, die bis zur Mitte des äußeren Randes der Glashülse reichen, sich hier durch einen schmalen Luftspalt getrennt gegenüberstehen und so einen Schneidenblitzableiter bilden. Letzterer schützt die Leitung auch dann, wenn der Kohlenblitzableiter innerhalb der Patrone zerstört sein sollte. Mit ihren Messingkappen wird die Luftleerpatrone in zwei trichterförmige federnde Hülsen aus Messingblech so eingepreßt, daß eine gut leitende Verbindung entsteht. Die untere Trichterhülse H (Fig. 13c) ruht auf einer den innersten Hohlraum der Ebonitglocke abschließenden Messingplatte, die einen Messingdorn D trägt. Der Dorn ist mit Oeffnung und Preßschraube zum Anschließen der Erdleitungsdrähte versehen. Die obere Trichterhülse steht mit der auf dem Kopf der Ebonitglocke befindlichen Klemmschraube K für die Leitung in Verbindung. Die Anschaltung an die Leitung erfolgt nach Fig. 14.

Die Umschalter dienen zur Vornahme der im Betrieb erforderlich werdenden Veränderungen in den Stromwegen und bestehen allgemein aus einem System von größeren oder kleineren Metallschienen, welche isoliert voneinander auf Holzrahmen oder Grundbrettern befestigt sind, und von denen eine jede mit Hilfe von Metallstöpseln oder Metallkurbeln mit einer oder mehreren der übrigen Schienen in leitende Verbindung gebracht werden kann. Auf großen Telegraphenämtern kommen außerdem noch Klinkenumschalter nach Art der Fernsprechumschalter zur Verwendung, bei denen die erforderlichen Leitungs- und Batterieumschaltungen mit Hilfe von Stöpselschnüren erfolgen.

Die künstlichen Widerstände dienen zur Vergrößerung des Widerstandes einer Leitung, wo dies zur Erzielung bestimmter Stromstärken notwendig ist. Die Widerstände werden jetzt aus isoliertem Manganindrahte in Größen von 500, 800, 1000 und mehr Ohm angefertigt. Der mit seiner Seide umsponnene Manganindraht ist in vielen Windungen auf eine Holzspule aufgewickelt, die gegen äußere Befriedigungen durch einen Messingmantel geschützt wird.

Die Induktanzrolle für den Telegraphenbetrieb (Fig. 15) wird auch Graduator oder Gegenstromrolle genannt und findet auf längeren unterirdischen Morseleitungen zur Aufhebung der in diesen besonders stark auftretenden Entladungsströme Verwendung; in langen [⇐439][440⇒] oberirdischen oder unterirdischen Klopferleitungen dient sie zur Beseitigung. des Rückschlags. Sie besteht aus einer mit vielen Umwindungen aus seinem isoliertem Kupferdraht versehenen Holzspule A, die an einer senkrecht aufgeteilten Platte B aus dicht nebeneinander gelegten Eisenblechstreifen befestigt ist. Die Spule ist von einem Mantel C aus seinen lackierten Eisendrähten umgeben, die sich in der Mitte des Mantels zu einem Bündel D vereinigen, das in den Hohlraum der Spule hineinragt. Mittels einer Zahnstange und eines Triebes läßt sich der Eisenmantel so weit verschieben, daß er mit Rand und Kern fest an der senkrechten Eisenplatte anliegt oder daß er in einem beliebigen Abstande von ihr bleibt. Die Induktanzrolle wird mit der Leitung als dauernde Abzweigung zur Erde verbunden; sie wird daher bei jeder Stromsendung von einem Zweigstrome durchflossen, der eine kräftige Magnetisierung des die Rolle umgebenden Eisens bewirkt. Wird der Strom unterbrochen, so schwindet der Magnetismus. Durch dieses Verschwinden entsteht in den Drahtwindungen ein Induktionsstrom, der Oeffnungsextrastrom. Dieser ist dem nach der Stromunterbrechung aus der Leitung abfließenden Entladungsstrom entgegengerichtet und hebt letzteren bei richtiger Einstellung der Reguliervorrichtung auf. Je weiter der Eisenmantel von der Eisenplatte entfernt wird, desto geringer ist der in der Rolle erzeugte Gegenstrom.

Die Relais. Wenn der elektrische Strom nach dem Durchlaufen langer oberirdischer oder unterirdischer Leitungen auf dem Empfangsamte nicht mehr stark genug ankommt, um die Apparate in Bewegung zu setzen, so wird an Stelle des Empfangsapparates ein besonders empfindlich konstruierter Elektromagnet mit leichtem Anker und Metallhebel – ein Relais – eingeschaltet. Dies geschieht entweder am Ende der Leitung auf dem Empfangsamte oder unterwegs bei einem Uebertragungsamte. Das Relais hat den Zweck, durch Bewegung seines Ankerhebels einen zweiten Stromkreis, den Ortsstromkreis, oder bei Uebertragungsämtern einen zweiten Linienstromkreis zu schließen und zu öffnen und die in diese Stromkreise eingeschalteten Apparate zum Ansprechen zu bringen. Das Relais übernimmt also gleichsam die Rolle einer zweiten Taste, die nicht unmittelbar vom gebenden Telegraphisten, sondern durch den von ihm entsandten Strom in Tätigkeit gesetzt wird. Eines der gebräuchlichsten Relais – das deutsche polarisierte Relais – wird durch Fig. 16 veranschaulicht. Auf einer hölzernen Grundplatte ist ein aus zwei aufeinander liegenden Stahlblättern zusammengesetzter Hufeisenmagnet A befestigt. Auf den Polenden des Magnets sind die mit Polschuhen versehenen Elektromagnetkerne aus weichem Eisen lotrecht aufgeschraubt. Die Elektromagnetumwindungen aus seinem, mit Seide umsponnenem Kupferdrähte enden an den Klemmenschienen B. Rechts neben den Magnetrollen ist der Ankerträger auf dem Hufeisenmagnet und dem Grundbrett unter Zwischenschaltung einer Ebonitunterlage befestigt. Der Ankerträger besteht aus zwei Messingständern, die durch eine auf ihren oberen Kanten aufgeschraubte Querverbindung zusammengehalten werden. Ein auf die Querverbindung aufgesetztes Messingrohr D umschließt die Regulierschraube für die Abreißfeder des Relaishebels. Dieser trägt gegenüber den Polschuhen einen Flachanker aus weichem Eisen Das andre freie Ende des Hebels reicht bis zwischen die Kontaktschrauben E und F und ist ihnen gegenüber mit Platinplättchen belegt. Die Kontaktschrauben tragen Platinakontaktstifte Der Träger der Kontaktschrauben – Kontaktfäule – besteht aus zwei durch eine Ebonithülse voneinander isolierten Metallarmen, einem durchbohrten Ständer und der diese drei Teile zusammenhaltenden Schraube. Von dem unteren Ende der Schraube führt ein starker Kupferdraht nach der Klemmschiene G; diese ist also über die Verbindungsschraube und den oberen Metallarm mit der oberen Kontaktschraube verbunden. Durch je einen starken Kupferdraht steht ferner die Klemmschiene H mit dem durchbohrten Ständer der Kontaktfäule und daher auch mit der unteren Kontaktschraube, und die Klemmschiene J mit dem Ankerträger, also auch mit dem Relaishebel in leitender Verbindung. Vor den Polen des Hufeisenmagnets liegt verschiebbar eine mit einem Messingknopf versehene, vorn zugespitzte Eisenschiene – der Schwächungsanker –, welcher dazu dient, die Anziehungskraft des Stahlmagnets nach Bedarf zu ändern. Das Relais wird auf Anziehen oder Abflößen des Ankers eingeschaltet. im ersteren Falle liegt der Ankerhebel bei ruhendem Verkehr an der oberen Kontaktschraube Die Richtung des Linienstroms ist so zu wählen, daß er die Anziehungskraft des Magnets verstärkt. Der ankommende Strom zieht alsdann den Anker an und legt ihn gegen die untere Kontaktschraube, wodurch der neue Stromkreis geschlossen und das am Relais eingehende Zeichen in diesen Stromkreis übertragen wird. Ist das Relais auf Abstoßung des Ankers eingeschaltet, so muß der Anker bei ruhendem Verkehr durch die Kraft des Stahlmagnets an der unteren Kontaktschraube festgehalten werden. Der Linienstrom muß dann so gerichtet sein, daß er die Anziehungskraft des Stahlmagnets schwächt. Bei dem jedesmaligen Auftreten eines Linienstromes wird daher der Anker von dem Elektromagnet losgelassen und durch die Abreißfeder gegen die obere Kontaktschraube geschnellt, wodurch der neue Stromkreis über diese Schraube, das Ankergestell und den Relaishebel geschlossen wird. Vielfach in Gebrauch befindet sich auch das polarisierte Relais von Siemens (Fig. 17). Es besteht aus einem rechtwinklig gebogenen Dauermagnet, auf dessen wagerechtem Schenkel das aus zwei Drahtrollen mit Kernen und verstellbaren Polschuhen gebildete Elektromagnetsystem aufgesetzt und in dessen senkrechtem Schenkel die eiserne Relaiszunge horizontal drehbar so angebracht ist, [⇐440][441⇒] daß sie zwischen den Polschuhen und zwischen den verstellbaren und auf einem Schlitten verschiebbaren Kontaktschrauben schwingt. Das zwischen den Kontaktschrauben schwingende Zungenende besteht aus Neusilber. Stehen die Elektromagnetkerne auf dem Nordpol des Winkelmagnets, so sind sie an ihren Polschuhen ebenfalls nordmagnetisch, während die in dem Südpol des Dauermagnets eingelagerte Relaiszunge südmagnetisch ist. Ein durch die Windungen des Elektromagnetsystems fließender Strom sucht den einen Kern nordmagnetisch, den andern südmagnetisch zu machen. Da aber beide Kerne Nordmagnetismus haben, so wird der eine Kern stärkeren Magnetismus erhalten als der andre und die Relaiszunge anziehen. Hört dann der Strom auf, so erhalten beide Polschuhe wieder gleichen Magnetismus, und die Relaiszunge legt sich wieder gegen den Ruhekontakt. Zu diesem Zweck ist der betreffende Polschuh so eingestellt, daß er der Zunge auch in der abgelenkten Lage etwas näher liegt als der andre Polschuh. Die Arbeit der Abreißfeder wird also bei diesem Relais durch den Dauermagnetismus der Kerne verrichtet.

Relais mit weit empfindlicheren Magnetsystemen, wie z.B. das polarisierte Relais mit Flügelanker und das polarisierte Relais mit drehbaren Elektromagnetkernen, kommen hauptsächlich im Kabelbetriebe zur Verwendung.

Betriebsschaltungen für Morsetelegraphen.

a) Ruhestrombetrieb. Er kommt nur für oberirdische Leitungen zur Anwendung, in denen kein starker Verkehr abgewickelt wird und in die deshalb auch eine größere Anzahl Telegraphenanstalten eingeschaltet werden können. Die Schaltung der einzelnen Anstalten erfolgt nach Maßgabe des Schemas Fig. 18, in welcher zur Vereinfachung der Blitzableiter weggelassen ist. Die Leitung führt zuerst durch den Blitzableiter; dies gilt für beide Leitungszweige, wie Fig. 19 für die Apparattischschaltung einer Trennanstalt in einer Ruhestromleitung veranschaulicht. Beim Ruhestrombetrieb wird die vordere Schiene der Taste – Arbeitsschiene – unbenutzt, d.h. ohne Drahtverbindung gelassen und die Telegraphierbatterie stets in die Leitung eingeschaltet.

Trennämter (Fig. 19) werden in langen Ruhestromleitungen eingerichtet, um die Leitung nach Bedarf in mehrere für sich betriebsfähige Abschnitte zerlegen zu können. Als Hilfsapparat ist ein Umschalter erforderlich; bei Stöpselung des Loches zwischen Mittelschiene und unterer Schiene des Umschalters, wie in der Fig. 19 angegeben, arbeitet die Anstalt als Trennstelle; jede Leitung ist als Endstelle mit Batterie geschaltet. Bei Stöpselung eines der Löcher zwischen den beiden oberen Schienen und der Mittelschiene wird das Amt als Zwischenstelle geschaltet; wird das linksseitige Loch gestöpselt, so ist der rechtsseitige Apparat A₂ in die Leitung L₁ L₂ eingeschaltet, bei Stöpselung des rechtsseitigen Loches der linksseitige Apparat A₁.

b) Arbeitsstrombetrieb. Bei ruhender Taste fließt kein Strom in die Leitung. Erst beim Niederdrücken der Taste, wodurch man den einen Pol der Batterie, die mit dem andern Pole an Erde liegt, mit der Leitung verbindet, fließt Strom in diese. Dabei wird der Schreibapparat der telegraphierenden Station von der Leitung getrennt. Der ankommende Strom fließt auf [⇐441][442⇒] der Empfangsstation über die in der Ruhelage befindliche Taste zum Schreibapparat und zur Erde; die danebenliegende Batterie ist hier von der Leitung getrennt. Das Stromlaufschema für die am meisten in der Praxis bei oberirdischen Leitungen in Betracht kommenden Schaltungen gibt Fig. 20 auf S. 441. Auf den Trennämtern muß die Schaltung so getroffen werden, daß in jedem Falle gleiche Stromstärke die Apparate beeinflußt. Zu diesem Zwecke werden durch entsprechende Stöpselung in den Umschaltern U Widerstände W derart eingeschaltet, daß der Wert des eingeschalteten Widerstandes jeweils dem Leitungswiderstande des abgeschalteten Leitungszweiges entspricht. Wenn, wie es meist der Fall ist, die Zwischenstelle II nicht gleichweit von I und III entfernt ist, so muß von der Gesamtbatterie in II eine kleinere Batterie für die kürzere Leitungsstrecke abgezweigt werden. – Unterirdische Leitungen werden nur mit Arbeitsstrom betrieben; wegen ihrer hohen Ladungsfähigkeit schaltet man jedoch die Farbschreiber nicht unmittelbar, sondern mittels Relais in die Leitungen ein, als weitere Hilfsmittel zur Abschwächung der Ladungserscheinungen kommen für längere Leitungen noch Induktanzrollen in Benutzung.

b) Der Heberschreiber oder Siphonrekorder.

Der von William Thomson (Lord Kelvin) 1867 in Glasgow erfundene Heberschreiber findet für den Betrieb der langen unterseeischen Kabellinien Verwendung. Seine Wirkung beruht auf der Ablenkung eines von dem Telegraphierstrom durchflossenen Multiplikatorrahmens durch einen Magnet. Ein sehr seiner isolierter Kupferdraht ist in vielen Windungen zu einem leichten, rechteckig gebogenen Rahmen R aufgewickelt (Fig. 21). Der Drahtrahmen hängt an zwei Seidenfäden F in einem magnetischen Felde, das durch einen sehr großen und starken, aus mehreren hufeisenförmigen Lamellen bestehenden Dauermagnet M und ein in den Rahmen hineinragendes, an dem Apparatgestell befestigtes Stück weiches Eisen E gebildet wird, das den magnetischen Widerstand zwischen den Polen vermindern soll. Die Pole des Hufeisenmagnets sind verstellbar, so daß die Stärke des magnetischen Feldes nach Erfordernis vergrößert oder geschwächt werden kann. An der unteren Rahmenseite ist in der Mitte ein über die Rolle O geführter Seidenfaden F₁ befestigt; dieser steht mit einer regelbaren Spiralfeder in Verbindung, wodurch die Beweglichkeit des Rahmens der jeweiligen Sprechgeschwindigkeit angepaßt werden kann. Der Telegraphierstrom wird dem Rahmen durch die Drähte A und B zugeführt; der eine Draht ist mit der Leitung, der andre mit der Erde verbunden. Je nach der Richtung des Telegraphierstromes dreht sich der Drahtrahmen nach der einen oder der andern Seite. Die Bewegung des Rahmens übertragen zwei an den oberen Rahmenecken beteiligte gleichlange Seidenfäden F₂ F₃ auf die Schreibvorrichtung. Diese besteht aus einem äußerst leichten Glasheber H, dessen kürzerer Schenkel in ein mit Anilinblaulösung gefülltes Gefäß eintaucht. Der längere Arm schwebt dicht über dem sich von unten nach oben bewegenden Papierstreifen. Durch eine Vibriervorrichtung wird das Heberröhrchen in gleichmäßige zitternde Bewegung versetzt, so daß die Farbe als seiner Regen aus der das Papier nicht berührenden und daher keine Reibung erleidenden Spitze des Hebers gegen das Papier getupft wird. Solange der Drahtrahmen sich in der Ruhelage befindet, entsteht in der Mitte des Papierstreifens eine gerade, punktierte Linie. Eine Ablenkung des Drahtrahmens nach der einen oder der andern Seite erzeugt auf dem sich fortbewegenden Papierstreifen eine wellenförmige Linie – die Rekorderschrift. Eine Ablenkung der Schriftlinie durch den positiven Strom nach oben bedeutet einen Punkt, durch den negativen Strom nach unten einen Strich des Morsealphabets (vgl. Fig. 22). Der Glasheber ist in einem Aluminiumsattel durch Wachs befestigt. Der Sattel wird durch einen Platindraht i getragen, der mit einem Ende an dem Ankerhebel des Vibrators V, mit dem andern Ende an der Spannvorrichtung P befestigt ist. Durch letztere kann dem Platindraht eine solche Torsion gegeben werden, daß das Heberende entweder auf die Mitte des Papierstreifens oder rechts oder links davon zu stehen kommt. Durch die Seidenfäden F₂ F₃ werden die Bewegungen des Multiplikatorrahmens auf den Sattel S und damit auf das Heberröhrchen übertragen. Die Vibriervorrichtung besteht aus zwei Elektromagneten, die in demselben Stromkreise liegen. Der seitlich am Apparat befindliche größere Magnet erzeugt durch Selbstunterbrechung rasche Stromstöße, die den Anker des vorn am Apparat angebrachten kleinen Elektromagnets V – des Vibrators – in schnelle Schwingungen versetzen. Letztere übertragen sich durch den am Anker beteiligten Draht i auf den Heber, der infolgedessen das Papier fortwährend mit Farbe betupft. Als Stromsender dient gewöhnlich eine Doppeltaste, deren vordere, unter den beiden Tastenhebeln liegende Schiene mit dem einen Batteriepole und deren hintere Schiene, gegen welche im Ruhezustande die beiden Tastenhebel anliegen, mit dem andern Pole der Batterie verbunden ist. Wird ein Tastenhebel gedrückt, so verbindet er z.B. den positiven Batteriepol mit der Leitung, während der negative Pol über den ruhenden andern Hebel mit der Erde verbunden bleibt. Um die Telegraphiergeschwindigkeit zu erhöhen, verwendet man auch einen automatischen Gebeapparat, den sogenannten Curbsender. Seine Wirksamkeit beruht darauf, daß den einzelnen Zeichen ein oder mehrere kurze Stromstöße, entgegengesetzt dem Telegraphierstrom, nachgesandt werden, wodurch die Amplituden der [⇐442][443⇒] Stromwellen verringert werden. Zumeist werden die mit Heberschreibapparaten betriebenen langen Seekabel nach der Harwoodschen Schaltung zum Gegensprechen eingerichtet [1].

c) Der Undulator.

Der von Severin Lauritzen in Kopenhagen konstruierte Undulator ist wie der Siphonrekorder ein Wellenlinienschreiber; er findet für den Betrieb auf Seekabeln mittlerer Länge Verwendung. Der Apparat mit polarisiertem Elektromagnet ist sehr empfindlich und arbeitet als Empfänger noch sicher auf Kabellinien bis zu 800 km Länge; als Geber dient meistens Wheatstones automatischer Sender, seltener eine Handtaste mit Vorrichtung zur Entsendung von Gegenströmen. Durch den Telegraphierstrom wird ein leichter, mit einem Farbröhrchen verbundener Anker in Drehbewegung versetzt. Der Anker besteht aus zwei flügelartigen dünnen, mit ungleichnamigen Polen zusammengesetzten Magnetstäben; er schwingt um eine senkrechte Achse innerhalb der Polschuhe zweier aufrechtstehender Magnetrollen. Der Abstand der Magnetrollen voneinander kann durch eine Schraubenvorrichtung reguliert werden. Innerhalb des durch die Polschuhe begrenzten Raumes wird der Anker durch Spiralfedern in einer mittleren Lage gehalten. Die Bewickelung der Elektromagnetrollen ist so gewählt, daß ein Strom die gegenüberliegenden Polschuhe ungleichnamig magnetisiert. Beide Polschuhpaare wirken dann im gleichen Sinne drehend auf die Ankermagnete. Bei Umkehr der Stromrichtung kehrt sich auch die Drehrichtung um. Mit der Achse des Ankers ist ein heberförmig gebogenes seines Glasröhrchen verbunden, dessen kürzeres Ende in einen Tintenbehälter taucht, während das längere auf dem abrollenden Papierstreifen hin und her geht und die Undulatorschrift liefert. Für diese gilt das gewöhnliche Morsealphabet; es treten die Punkte und Striche der Undulatorschrift als kürzere und längere Abweichungen von der Mittellinie nach oben hervor, während die Abweichungen nach unten die Zwischenräume zwischen den einzelnen Schriftzeichen darstellen. Der Undulator kann auch zur Erzeugung von Rekorderschrift benutzt werden; als Sender dient dann die Doppeltaste, und es stellt die durch den positiven Strom hervorgebrachte Ablenkung nach oben den Punkt und die vom negativen Strom nach unten hervorgebrachte den Strich des Morsealphabets dar.

d) Der Kapillartelegraph.

Der von James Armstrong und Axel Orling in England vor kurzem erfundene Apparat kann als Empfänger an Stelle des Heberschreibers beim Betriebe langer Seekabel verwendet werden. Seine Konstruktion beruht auf den minimalen Bewegungen eines Quecksilberfadens in einem Haarröhrchen, die von der Polarisation an der Berührungsfläche zwischen Quecksilber und Elektrolyt hervorgerufen werden. Der Hauptteil des Apparats wird durch Fig. 23 in senkrechtem Durchschnitt dargestellt. T ist eine Quecksilberröhre, deren unteres, haarförmig ausgezogenes Ende in ein Gefäß mit verdünnter Schwefelsäure taucht. Am Boden des Gefäßes befindet sich Quecksilber; dieses tritt seitlich in eine kommunizierende, oben offene Röhre über, in die ein blanker Draht zur Herstellung der elektrischen Verbindung eingeführt wird. Den Stromweg zum Quecksilber in der Glasröhre vermittelt ein in letztere eingeschmolzener Platindraht a. Das übrige Röhrenwerk dient dazu, den Stand des Quecksilbers in der Glasröhre T so einzustellen, daß die Berührungsfläche zwischen Quecksilber und verdünnter Schwefelsäure im Ruhezustande in der Mitte des wagerechten Teiles des Haarröhrchens liegt. Die Einstellung bleibt konstant; die Berührungsfläche kehrt mit großer Genauigkeit immer wieder auf den »Nullpunkt« zurück. Sie verläßt diesen Punkt, sobald zwischen Quecksilber und dem Elektrolyt infolge von Polarisation Unterschiede in der Oberflächenspannung auftreten; je nach der Polarität rückt das Quecksilber dann gegen das Ende des Haarröhrchens vor oder entfernt sich von ihm. Man kann also, wenn man Morsezeichen telegraphiert, das Quecksilber in dem Haarröhrchen nach der Art der Zeichen vorrücken und zurücktreten lassen. Die Zeichen werden sichtbar gemacht, indem man mittels eines Projektionsapparates das vergrößerte Bild des Quecksilberfadens auf ein sich fortbewegendes lichtempfindliches Papier fallen läßt. Fig. 24 gibt solche photographische Schrift wieder, und zwar stellt b die Morseschrift in einer oberirdischen und c diejenige in einer Kabelleitung dar; Morsestriche und Punkte sind hinzugefügt.

2. Drucktelegraphen [1]. Man unterscheidet Buchstaben- oder Typendrucktelegraphen und Drucktelegraphen für vereinbarte Schrift. Die Typendrucker drucken das Telegramm entweder in gewöhnlichen Buchstaben oder, wie z.B. Jaites Fernschreiber, die indes keine praktische Bedeutung erlangt haben, in verabredeten Schriftzeichen. Der wichtigste Drucktelegraph, der sich bei fast allen Telegraphenverwaltungen eingebürgert hat, ist der Hughes-Typendrucker. Zu den Drucktelegraphen gehören auch: der Ferndrucker von Siemens & Halske sowie dessen Vorläufer, der Börsendrucker (s. Ferndrucker), sowie der Schnelltelegraph von Creed, der Schnelldrucktelegraph von Buckingham, der Schnelltelegraph von Murray und der Schnelltelegraph von Siemens & Halske, die bei 4. (Maschinentelegraphen) zur Besprechung kommen. Ferner rechnen dazu der Baudot-Telegraph und Rowland-Telegraph, die in der Regel für den Mehrfachbetrieb von Telegraphenleitungen Verwendung finden; (s. 5. Mehrfachtelegraphie).

Der Hughestypendrucker.

Der von Hughes 1856 erfundene Typendruckapparat gibt die Telegramme auf dem Papierstreifen in gewöhnlicher Druckschrift wieder. Er wird sowohl als Sender wie als Empfänger [⇐443][444⇒] benutzt. An jedem der beiden durch eine Telegraphenleitung verbundenen Apparate wird ein Stahlrad – das Typenrad –, das an seinem äußeren Rande die erforderlichen Buchstaben, Zahlen und Unterscheidungszeichen trägt, durch ein Räderwerk derart in eine beständige und gleichförmige Drehung versetzt, daß beide Typenräder in ihrem Umlaufe genau übereinstimmen und von beiden jederzeit die gleiche Type sich der unterhalb des Rades angebrachten Druckvorrichtung gegenüber befindet. Beim Telegraphieren wird durch die Einwirkung des elektrischen Stromes auf das Elektromagnetsystem des Apparats, infolge mechanischer Uebertragung der Bewegung des Ankerhebels, die Druckvorrichtung mit dem darüberliegenden Papierstreifen in dem Augenblick gegen das Typenrad geschnellt, in welchem die Type des telegraphierten Zeichens die Druckstellung erreicht hat. Zur Entsendung der Telegraphierströme dient ein Tastenwerk. Durch Niederdrücken der einzelnen Tasten, welche den verschiedenen Buchstaben, Zahlen und Zeichen entsprechen, wird jedesmal ein Strom in die Leitung gesendet, sobald das zu telegraphierende Zeichen des Typenrads sich auf beiden Seiten in Druckstellung befindet. Aeltere Apparate sind mit Gewichtsantrieb, neuere (Fig. 25) mit Motorantrieb versehen. Zur Regulierung der Geschwindigkeit des Laufwerks dient eine Vorrichtung nach Art der Regulatoren für Dampfmaschinen, bestehend aus einer Bremse und einem Doppelpendel. Das Elektromagnetsystem des Hughesapparats besteht aus einem hufeisenförmigen Stahlmagneten, auf dessen Pole zwei von paraffinierten Drahtspulen mit etwa 1200 Ohm Gesamtwiderstand umgebene hohle Kerne von weichem Eisen aufgeschraubt sind, ferner aus einem flachen Eisenanker, der mittels eines ⊤-förmigen Ansatzstückes zwischen zwei Messingständern A (Fig. 26) drehbar gelagert ist. Der Anker liegt für gewöhnlich auf den Polschuhen der Eisenkerne auf. Die von der Ankerachse nach unten gerichteten beiden stählernen Blattfedern dienen als Abreißfedern. Richtung und Stärke des Telegraphierstromes sind so zu bemessen, daß der in den Kernen des Elektromagneten vorhandene Dauermagnetismus nicht ganz aufgehoben, sondern nur so weit geschwächt wird, daß der Druck der Ankerfedern den Anker gegen den über ihm angeordneten Auslösehebel emporschnellen kann; dazu genügt schon eine Stromstärke von 0,012 Ampere. Sobald ein Telegraphierstrom den Anker gegen den Auslösehebel schnellt, wird durch diesen die Schwungradachse des Apparates mit der Druckachse verkuppelt, die Druckrolle mit dem Papierstreifen gegen das Typenrad gelegt und der Abdruck des Zeichens bewirkt. Die Entkupplung von Druck- und Schwungradachse nach Abdruck des Zeichens erfolgt auf mechanischem Wege; mit ihr wird auch der Auslösehebel in die Ruhelage zurückgeführt. Näheres f. [1]. Entsprechend der Einrichtung des Typenrads besitzt das Tastenwerk für die Stromsendung 28 Tasten, die wie [⇐444][445⇒] bei einem Klavier in zwei Reihen angeordnet sind. Die Tasten dienen als Buchstaben- oder als Ziffertasten. Die Umstellung des Typenrades in Buchstaben bezw. Zifferndruck erfolgt durch Niederdrücken der ersten bezw. sechsten Taste der unteren Reihe; diese Tasten werden Buchstabenweiß und Ziffernweiß genannt. Die hinteren Enden der Tastenhebel greifen in die Ausschnitte der sogenannten Stiftbüchse, die in einem kreisförmigen Ausschnitte des Apparattisches eingelaufen ist und mit ihrer Deckplatte etwas über die Tischfläche hervorragt. Der Deckel der Stiftbüchse ist nahe seinem Rande mit 28 im Kreise liegenden, länglichen Löchern versehen. In diesen Oeffnungen des Stiftbüchsendeckels liegen die stählernen Kontaktstifte, die in der Ruhestellung mit ihren oberen hakenförmigen Enden nicht über den Deckel hervorragen und mit ihren unteren Enden durch die Oeffnungen des Bodens der Stiftbüchse so weit hindurchreichen, daß sie die Tastenhebel berühren. Beim Tastendruck geht das hintere Hebelende in die Höhe und schiebt seinen Kontaktstift aufwärts, so daß dessen oberes hakenförmiges Ende in schräger Richtung aus der Oeffnung des Stiftbüchsendeckels hervortritt. Nach dem Loslassen der Taste wird der Kontaktstift und mit ihm die Taste durch eine Spiralfeder wieder in die Ruhelage zurückgezogen. Ueber den Kontaktstiften bewegt sich der Kontaktschlitten, der mit einem zweiarmigen Hebel verbunden ist. Dieser Hebel trägt die Batteriekontaktfeder. Wird bei einem in Bewegung gesetzten Apparate eine Taste gedrückt, so geht der über den betreffenden Kontaktstift schleifende Schlitten nach oben und legt die Kontaktfeder an den Batteriekontakt; es geht dann aus der Batterie ein Strom in die Leitung, der bei Apparaten mit elektrischer Auslösung gleichzeitig den Elektromagneten des gebenden Apparates durchläuft. Bei richtiger Einstellung aller Teile werden die Anker beider Apparate durch die Einwirkung des Stroms gleichzeitig emporschnellen; die Verkupplung der Druckachsen mit den Schwungradachsen findet ebenfalls gleichzeitig statt, und die Druckvorrichtungen beider Apparate drucken auf den Papierstreifen dasselbe Zeichen ab. Bei den neueren Apparaten (Fig. 26) erfolgt jetzt allgemein eine mechanische Auslösung der Druckachse. Auf dem linken Arme des Batteriekontakthebels ist zu diesem Zwecke eine Stößerstange so eingeschraubt; daß sie in demselben Augenblicke gegen einen Fortsatz des Elektromagnetankers stößt, in welchem der Batteriekontakt geschlossen wird und der Batteriestrom in die Leitung fließt. Der Anker wird dadurch zum Abschnellen gebracht, und der Batteriestrom fließt in die Leitung, ohne die Elektromagnetrollen des Apparats zu durchlaufen.

Schaltung (Fig. 26). Ankommender Strom bei. eingeschaltetem Wecker: Leitung L – Galvanoskop – Wecker – Anhaltehebel und Schiene 3 des Anlaßschalters für den Motor – Apparatausschalter X – Batteriekontaktfeder F¹ – untere Kontaktschraube C² – Stromwendeschienen U 2 und 4 – Elektromagnetrollen – Stromwendeschienen U 3 und 1 – Feder J – Korrektionsdaumen C – Apparatkörper und Schlittenachse–Erde. Wecker und Galvanoskop sprechen an, und der Anker schnellt in die Höhe; an der Anhaltefeder W² ist der Kontakt unterbrochen. Nach dem Abwerfen des Ankers nimmt der ankommende Strom von der unteren Kontaktschraube ab unter Ausschluß der Elektromagnetrollen den Weg über das Ankergestell, den Ankerhebel und Apparatkörper zur Erde, so daß auch bei fernerem Tastendruck der Wecker ertönt.

Ankommender Strom bei in Gang gesetztem Apparate: Leitung L – Galvanoskop – Feder W² des Anhaltehebels – Ausschalter X – Batteriekontaktfeder F¹ – untere Kontaktschraube C² – Stromwendeschienen U 2 und 4 – Elektromagnetrollen – Stromwendeschienen U 3 und 1 – Feder J – Korrektionsdaumen C – Apparatkörper und Schlittenachse–Erde. Der Anker wird abgeworfen, die Druckachse mit der Schwungradachse verkuppelt und das Zeichen gedruckt. Sobald der Anker den Kontakt des Auslösehebels berührt, führt der Stromweg über den Ankerständer und den Körper des Apparates zur Erde bezw. in den zweiten Leitungszweig.

Abgehender Strom. Die Batteriekontaktfeder legt sich gegen den oberen Kontakt C¹; es fließt dann ein Strom aus der Batterie über die obere Kontaktschraube, die Batteriekontaktfeder F¹, den Ausschalter X, die Feder des Anhaltehebels und das Galvanoskop in die Leitung. Zugleich wird durch die Aufwärtsbewegung des Kontakthebels mit der Stößerstange der Anker abgestoßen.

3. Sprechtelegraphen. Hierzu rechnet man sämtliche Telegraphen mit vergänglichen Zeichen, und zwar Nadeltelegraphen, Zeigertelegraphen, Klopfer und Fernsprecher. Ausgedehnte Verwendung findet jetzt nur noch der Klopfer und der Fernsprecher.

Der Klopfer.

Beim Klopfer werden die mittels der Taste gegebenen Zeichen des Morsealphabets nach dem Gehör aufgenommen. Die Klopfertaste (Fig. 27) hat die Dreischienenanordnung der [⇐445][446⇒] Morsetaste, ist aber leichter gebaut. Ihre Wirkungsweise ist dieselbe wie die der Morsetaste bei Arbeitsstrombetrieb. Die Einrichtung des Klopfers ist die eines gewöhnlichen, laut ansprechenden Relais. Auf einem dünnen Grundbrett ist eine Messingplatte P (Fig. 28) derart befestigt, daß zwischen ihr und dem Grundbrett ein kleiner Zwischenraum bleibt. An der einen Schmalseite der Messingplatte erhebt sich ein Messinggalgen, der in seinem oberen Teile die an der Spitze mit konischen Ausbohrungen versehenen Lagerschrauben für die beiderseits in Spitzen auslaufende Achse des Ankerhebels H trägt. Die Achslagerschrauben werden durch Gegenmuttern festgelegt, welche gleichzeitig als Befestigung für den die Elektromagnetrollen tragenden Bügel A dienen. Der untere halbkreisförmige Teil des Bügels wird durch eine an den kürzeren Schenkel des Doppelwinkelstücks B sich anlehnende kräftige Spiralfeder gegen eine vorn abgerundete Schraube gedrückt. Durch Drehen der Schraube kann der Bügel nach vorwärts oder rückwärts bewegt werden. Der Vorwärtsbewegung entspricht ein Heben der Elektromagnetrollen, der Rückwärtsbewegung ein Senken derselben. Jede Rolle hat einen Widerstand von< etwa 140 Ohm. Der Ankerhebel trägt an seinem längeren Arm einen aus 2 mm starkem Eisenblech hergestellten Anker und die als unterer Anschlag dienende Schraube S₁ mit Gegenmutter. Den oberen Anschlag bildet die an einem Messingständer angebrachte Schraube S₂ mit Gegenmutter. Durch beide Schrauben wird die Hubhöhe des Ankers begrenzt. An dem kürzeren Arme des Ankerhebels ist eine durch ein kurzes Messingrohr hindurchführende Abreißfeder angebracht. Durch Drehen der zugehörigen Schraubenmutter kann der Abstand der Elektromagnetpole von dem Anker geregelt werden. Zur Lautverstärkung des Ankeranschlags wird der Klopfer in einer mit gewölbter Rückwand versehenen hölzernen Schallkammer aufgestellt, deren offene Seite dem Beamten zugekehrt ist. Die Leitungen zu Klopferbetrieb werden in der Regel mit Arbeitsstrom betrieben. Für Leitungen mit einer größeren Anzahl von Zwischenstellen ist jedoch der Betrieb mittels amerikanischem Ruhestrom vorzuziehen. Die Arbeitsstromschaltungen entsprechen genau den gleichartigen Schaltungen für den Morsebetrieb. Bei der Schaltung für amerikanischen Ruhestrom fließt wie bei der gewöhnlichen Ruhestromschaltung beständig Strom in die Leitung, solange die Korrespondenz ruht. Die Zeichen werden aber nicht durch Unterbrechung, sondern wie beim Arbeitsstrom durch Stromschluß hervorgebracht. Die Empfangsapparate sind also für Arbeitsstrom eingerichtet, aber nebst den Batterien stets in die Leitung eingeschaltet, wie bei Ruhestrom. In der Taste führt der Stromweg vom Tasterhebel zur Arbeitsschiene. Die Ruheschiene bleibt unbenutzt. Die Ruhekontaktstifte dienen nur als Anschlag. Bei ruhender Korrespondenz müssen die Tasten sämtlicher Anstalten einer Leitung so gestellt sein, daß der Arbeitskontakt geschlossen ist. Die Batterien sind wie Ruhestrombatterien zu bemessen und zu schalten und senden also dauernd Strom in die Leitung. Bei den hierzu verwendeten Klopfertasten wird der Stromschluß durch Anlegen eines Hilfshebels an den Arbeitskontaktstift hervorgebracht; der Hilfshebel stellt auf diese Weise Verbindung zwischen Mittelschiene und Arbeitsschiene her. Will ein Amt geben, so wird bei ihm der Hilfshebel von der Arbeitsschiene weggedreht. Die Leitung ist alsdann unterbrochen und stromfrei, und die Zeichengabe erfolgt nun genau wie bei Arbeitsstrom, indem durch jeden Tastendruck der Stromkreis geschlossen wird. Nach Aufhören des Gebens muß sofort durch Umlegen des Hilfshebels wieder der Leitungsschluß hergestellt werden, da die Leitung sonst unterbrochen und gestört ist.

4. Maschinentelegraphen [1] und [3]. Die Maschinen- oder Schnelltelegraphen setzen an Stelle des Handbetriebs bei der Stromsendung für die Zeichengebung den Maschinenbetrieb. Die Telegramme werden zuerst in besonderer Lochschrift in einen Papierstreifen eingestanzt und der so vorbereitete Streifen wird dann mit großer Geschwindigkeit durch den Senderapparat getrieben. Der Empfangsapparat liefert entweder einen Streifen mit Morseschrift wie beim Wheatstone-Telegraphen und dem Schnelltelegraphen von Delany oder einen Streifen mit gleicher Lochschrift wie der des Senderstreifens, die beim Murray-Telegraphen durch eine Zusatzmaschine in Typendruckschrift auf ein Aufnahmeblatt übertragen oder wie beim Telegraphen von Creed unmittelbar vom Streifen abgelesen und niedergeschrieben wird. Beim Telegraphen von Buckingham und beim Schnelltelegraphen von Siemens erfolgt die Aufnahme gleich in Typendruck, beim Telegraphen von Pollak & Virág in einer Art lateinischer Kursivschrift. Die Telegraphen von Wheatstone, Murray und Buckingham haben bis jetzt die größte Bedeutung in der Praxis erlangt. – Aus der nachfolgenden Tabelle über die Leistungsfähigkeit der einzelnen Telegraphen ist zu ersehen, wie sehr die Maschinentelegraphen den andern Telegraphen überlegen sind. Bei der Beurteilung der Zahlen darf allerdings nicht unberücksichtigt bleiben, daß für die Vorbereitung der Senderstreifen und erforderlichenfalls für die Uebersetzung der auf dem Empfangsamt ankommenden Schrift beträchtliche Zeit zu verwenden ist. [⇐446]

[447⇒] a) Der automatische Schnelltelegraph von Wheatstone.

Mittels eines Stanzapparates werden Löchergruppen in einen Papierstreifen eingeschlagen, denen die Zeichen für einen Morsestrich oder Punkt entsprechen. Punkt =

, Zwischenraum =

und Strich =

. Der Streifen zeigt also drei Reihen Löcher. Die Löcher der mittleren Reihe haben unter sich gleichen Abstand und bezwecken eine sichere Führung des Streifens durch den Sender. Die Löcher der beiden anderen Reihen dienen zur Entsendung der Ströme und folgen in Abständen, wie solche der Bildung der zu übermittelnden Morsezeichen entsprechen. Durch ein kräftiges Triebfederwerk wird der Balken Y des Senders (Fig. 29) in schnelle pendelnde Schwingungen um seine Achse versetzt. Der Balken wirkt durch die an ihm beteiligten Stifte auf die wagerechten Arme der beiden Winkelhebel d und d₁ und drückt sie abwechselnd nieder. An den wagerechten Hebelarmen sitzen, in Gelenken leicht beweglich, die dünnen Metallstangen S₁ und S₂, und an den Enden der senkrechten Hebelarme sind leichte, in wagerechter Richtung sich bewegende Schubstangen St₁ und St₂ angebracht. Wenn der Balken Y schwingt, vollführen die Stangen S₁ und S₂ abwechselnd Bewegungen in senkrechter, die Stangen St₁ und St₂ solche in wagerechter Richtung. Die Bewegungen werden gehemmt, wenn über dem Papierführungsrade Str ein ungekochter Papierstreifen sich abrollt, da die Stangen das Papier nicht durchschlagen können. Die Schubstangen St₁ und St₂ wirken bewegend auf den Kontakthebel H mit der von ihm isolierten federnden Zunge K. Mit dem Kontakthebel steht die Leitung und mit der Zunge die Erde in Verbindung. Der Stellung des Kontakthebels entsprechend bildet die federnde Zunge mit Klemmschraube C₃ oder C₄ Kontakt; der eine Pol der Batterie ist mit Klemmen C₁ und C₃, der andre mit den Klemmen C₂ und C₄ verbunden. Wenn der Apparat ohne Papier läuft, so werden die Stangen S₁ und S₂ in ihrer Bewegung nicht gehindert, und die Schubstangen schieben den Kontakthebel hin und her. Es gelangen in regelmäßiger Folge Ströme abwechselnder Richtung in die Leitung. Läuft der Apparat mit ungekochtem Papier, so hemmt dieses die volle Bewegung der beiden Stangenpaare, und der Kontakthebel verharrt in der zuletzt eingenommenen Stellung. Der Umkehrungsmechanismus ist aufgehalten, und es fließt ein Dauerstrom in die Leitung. Sobald gelochtes Papier läuft, wird die Stromrichtung jedesmal geändert, wenn eine der Stangen S₁ und S₂ durch ein Streifenloch hindurchstößt. Gehen z.B. die Löcher für einen Morsepunkt vorbei, so stößt S₁ durch das obere Loch und bewirkt, daß der negative Zeichenzwischenraumstrom durch den positiven Zeichenstrom ersetzt wird; gleich darauf flößt S₂ in das untere Loch und stellt den negativen Zwischenraumstrom wieder her. Bei Darstellung eines Striches erhält der Zeichenstrom die dreifache Dauer dadurch, daß die Bewegung jeder Stange einmal durch das ungelochte Papier unterdrückt wird.

Der Empfänger ist ein äußerst empfindlicher Morsefarbschreiber mit polarisiertem Elektromagnetsystem und regelbarer Laufgeschwindigkeit. Die beiden senkrecht stehenden Elektromagnete mit Eisenkernen und Polschuhen an beiden Enden sind so angeordnet, daß beim Durchgang eines Stromes die sich gegenüberstehenden Polschuhe ungleichen Magnetismus erhalten. In den beiden Zwischenräumen zwischen den Polschuhen befinden sich zwei zu einem festen. Ganzen vereinigte leichte Zungen S₁ N₁ auf weichem Eisen, welche durch einen kräftigen Stahlmagnet S N dauernd magnetisch erhalten werden (Fig. 30). Die Stärke des Magnetismus der Zungen läßt sich durch Näherung oder Entfernung des Stahlmagnets beliebig ändern, ohne daß der Druck auf die Zapfen der senkrechten Achse H merklich vermehrt wird. Während der Dauer des (negativen) Zwischenraumstroms erhält der polarisierte Anker durch die Anziehung des Elektromagnets eine solche Lage, daß das Schreibrädchen den Papierstreifen nicht berührt. Der (positive) Zeichenstrom kehrt die Pole des Elektromagnets um und dreht dadurch auch den Flügelanker in die Arbeitslage. Die Achse H trägt am oberen Ende einen Arm G, dessen Ende rechtwinklig nach oben umgebogen ist und die Achse X mit dem Farbscheibchen O umfaßt.

b) Der Schnelltelegraph von Delany.

Die Zeichengebung erfolgt automatisch durch einen gelochten Papierstreifen unter Benutzung von Wechselströmen. Die Löcher der oberen Reihe bedeuten die Punkte, die Löcher der unteren Reihe die Striche des Morsealphabets. Der Papierstreifen des Senders S wird von zwei durch ein Uhrwerk oder einen andern Motor bewegte Rollen R (Fig. 31) zwischen zwei [⇐447][448⇒] Paar Stromschlußbürsten hindurchgezogen. Die beiden unteren Bürsten sind mit je einem Pole der Batterie B verbunden, während die oberen beiden Bürsten an der Leitung L liegen. Bei der Berührung der Bürsten durch die Punktlöcher geht ein negativer, bei der Berührung durch die Strichlöcher ein positiver Stromstoß in die Leitung. Die Stromstöße haben alle gleiche Dauer. Beim Empfänger E drücken drei nebeneinander angeordnete stählerne Schreibfedern, von denen die beiden äußeren mit der Erde und die mittlere mit der Leitung verbunden ist, leicht gegen einen chemisch präparierten Papierstreifen, der durch ein Uhrwerk bewegt und kurz vor dem Zusammentreffen mit den Federn selbsttätig angefeuchtet wird. Der aus der Leitung kommende Strom fließt über die mittlere Feder, den leitenden Papierstreifen und die beiden äußeren Federn zur Erde. Das Papier erfährt da, wo der negative Strom eintritt, durch Elektrolyse eine Farbenveränderung. Deshalb wird der Streifen unter der mittleren Feder einen farbigen Strich zeigen, wenn ein negativer Stromstoß (Punktzeichen) aus der Leitung kommt, dagegen zwei Striche unter den beiden äußeren Federn, wenn ein positiver Strom (Strichzeichen) ankommt. Ein einzelner Strich in der Mitte des Streifens bedeutet also einen Punkt, zwei Striche übereinander einen Morsestrich.

c) Der Schnelltelegraph von Creed.

Der Aufnahmestreifen gibt die Lochschrift des Senderstreifens genau wieder; er kann also im Durchgangsverkehr sofort wieder als Senderstreifen benutzt werden, während für Lokaltelegramme die Abschrift direkt vom Streifen gemacht oder mittels eines Uebersetzungsapparates in Druckschrift übertragen wird. Der Sender entspricht im wesentlichen dem des Wheatstone-Telegraphen. Der Empfänger besteht aus zwei polarisierten Elektromagneten, deren Anker durch Vermittlung einer Stange auf das Schieberventil eines Druckluft- oder Preßgasmotors wirken. Die Kolbenstange des Motors wird je nach der Richtung des eintreffenden Stromes, der den einen oder andern Relaisanker betätigt, nach rechts oder links geschoben. Mit der Kolbenstange ist ein Hebelsystem zur Bewegung der Stanzstempel verbunden. Ein positiver Strom verursacht eine Bewegung dieses Hebelsystems derart, daß ein Loch oberhalb der Reihe der Führungslöcher in den Streifen gestanzt wird. Ein negativer Strom stanzt ein Loch unterhalb der Reihe der Führungslöcher in den Streifen.

d) Der Schnelldrucktelegraph von Buckingham.

Der Sender gleicht dem Wheatstone-Sender, der Empfänger gibt die Zeichen unmittelbar in Typendruck auf Blättern wieder. Das Alphabet wird nach Art der Morseschrift aus Punkten, Zeichen und Zwischenräumen zusammengesetzt; jeder Buchstabe und jedes Satzzeichen erfordert die Entsendung von mehreren kurzen oder langen positiven oder negativen Stromstößen in entsprechender Folge. Diese Stromstöße verschiedener Richtung und Dauer wirken auf dem Empfangsamte auf zwei polarisierte Relais. Die Kontakte der Relais liegen in zwei Ortsstromkreisen, in welche wiederum eine Anzahl Relais und Elektromagnete eingeschaltet sind, die durch ein Fortschaltewerk den Abdruck des der Stromstoßkombination entsprechenden Zeichens bewirken. Bei dem schnellen Lauf des Buckingham-Telegraphen mußten fünf kleine rechteckige Typenräder an Stelle des einen großen Typenrades der gewöhnlichen Drucktelegraphen treten. Unterhalb der Typenräder steht der Druckhammer, und zwischen ihm und den Typenrädern befindet sich das Telegrammaufnahmeblatt. Die aus der Leitung eintreffenden Stromstöße verschieben die Typenradachse in der Längsrichtung und drehen sie so, daß die abzudruckende Type gerade über den Druckhammer zu liegen kommt. Der mit dem Anker eines Elektromagnets verbundene Druckhammer schnellt empor und wirst das Papierblatt gegen die darüberstehende Type, die hierdurch abgedruckt wird.

e) Der Schnelltelegraph von Murray.

Das Murray-Alphabet steht für jedes Zeichen fünf gleiche positive oder negative Stromstöße von der Dauer der Zeit für die Niederschrift eines Morsepunktes vor; der Strich hat die Länge von drei Punkten. Wie beim Wheatstone-Telegraphen wird der gelochte Papierstreifen im Sender durch ein Triebwerk bewegt; er wirkt auf die Stößer einer Kontaktvorrichtung, die positive und negative Stromstöße in die Leitung sendet. Auf dem Empfangsamte (Amt II) wirken die von der Kontaktvorrichtung k₁ k₂ des Senders (Amt I) in die Leitung gesandten positiven oder negativen Ströme zunächst auf ein polarisiertes Relais L R (Fig. 32) und fließen dann zur Erde. Ein positiver Strom legt den Ankerhebel des Linienrelais gegen einen Kontakt k₁, und ein negativer gegen einen Kontakt k₂. Liegt der Hebel H gegen den positiven Kontakt, so wird der das Stanzrelais S R, das Gleichlaufrelais G R und den Auslösemagnet A M, sowie die Ortsbatterie b enthaltende, Stromkreis geschlossen; Stanzrelais und Gleichlaufrelais werden erregt. Wird z.B. der Buchstabe B gegeben, so kommt zuerst ein positiver Strom von einer Zeiteinheit auf dem Empfangsamte zur Wirkung, die zwei folgenden Führungslöcher verursachen einen negativen Strom von zwei Zeiteinheiten und die dann folgenden beiden gestanzten Löcher wieder einen positiven Strom von zwei Zeiteinheiten. Der Aufnahmestreifen soll nun gleich dem Senderstreifen gestanzt werden; jede positive Stromeinheit muß also ein Loch stanzen, und positive Ströme von mehreren Stromeinheiten müssen also wieder in ihre Einheiten zerlegt werden. Ein positiver Strom von zwei Einheiten muß also zwei Löcher, ein solcher von drei Einheiten [⇐448][449⇒] drei Löcher stanzen. Diese Zerlegung wird durch einen Unterbrecher in Gestalt einer schwingenden Stahlzunge Z bewirkt. Sie ist an dem einen Ende in einem Metallblock befestigt und schwingt mit dem freien Ende zwischen den Polen des Unterbrechermagnets U M und den Kontakten C₁, C₂ und C₃. Die Dauer einer Schwingung der Zunge Z muß gleich der Dauer einer Linienstromeinheit sein. Während der Dauer der positiven Linienstromeinheit ist der Ankerhebel des Stanzrelais S R gegen den Kontakte, gelegt. In der ersten Hälfte der Linienstromeinheit ist dann der Kontakt zwischen Z und C₃ geschlossen; hierdurch wird der Stanzelektromagnet S M betätigt. In der zweiten Hälfte der Linienstromeinheit wird dagegen der Stromkreis für den Stanzelektromagnet durch die Schwingung der Zunge Z wieder geöffnet. Legt sich nun die Zunge gegen den Kontakt C₂, so wird der Stromkreis für den Bewegungselektromagneten BM geschlossen, der die Fortbewegung des Papierstreifens bewirkt. Die Stromwirkungen auf die Elektromagnete S M und B M sind zeitlich verschieden; es steht der Streifen still, wenn ein Loch gestanzt wird und umgekehrt. Zur Erzielung der Uebereinstimmung der Schwingungsdauer der Zunge mit der Dauer der Linienstromeinheit dient die Gleichlaufvorrichtung. Die Telegraphiergeschwindigkeit hat der Sender anzugeben; nach ihr ist die Laufgeschwindigkeit des Streifens im Empfänger zu regeln. Dies geschieht mit Hilfe des Gleichlaufrelais G R, dessen Ankerhebel und beide Kontakte in den Stromkreis des Unterbrechungselektromagneten eingeschaltet sind. Ein positiver Linienstrom legt den Ankerhebel des Gleichlaufrelais gegen den Kontakt k₁; folgt dann ein negativer Stromstoß, so wird der Anker durch seine Abreißfeder gegen den Kontakt k₂ gezogen. Für den Stromkreis des Elektromagneten U M ist es jedoch ohne Bedeutung, gegen welchen der beiden Kontakte der Anker anliegt, da beide miteinander verbunden sind. Voraussetzung ist hierbei, daß der Wechsel des Linienstromes erst dann eintritt, wenn die Zunge Z des Unterbrechers zu den Polen des Elektromagneten U M hinschwingt. Es ist dann der Kontakt Z–C₁ offen, so daß die Schwebelage des Ankerhebels keinen Einfluß hat. Wenn vollständiger Gleichlauf zwischen Empfänger und Sender herrscht, so fallen sämtliche Schwebelagen des Ankerhebels des Gleichlaufrelais mit den Zeiten zusammen, in welchen der Kontakt Z–C₁ offen ist. Läuft dagegen der Empfänger schneller als der Sender, so fallen nur einige Schwebelagen des Ankerhebels mit den Zeiten für die Kontaktöffnungen Z–C₁ zusammen, so daß dadurch der Stromkreis für den Elektromagneten U M zeitweise unterbrochen wird; eine Ermäßigung der Schwingungszahl der Zunge Z ist die Folge und dementsprechend eine Verlangsamung der Laufgeschwindigkeit des Empfängers, bis die Geschwindigkeiten von Sender und Empfänger einander gleich sind. Läuft der Empfänger langsamer als der Sender, so ist Gleichlauf nicht zu erzielen, da durch die Schwebelagen des Gleichlaufrelaisankers die Geschwindigkeit des Empfängers noch mehr verlangsamt wird. Die Uebertragung der Lochschrift des Empfängerstreifens in Typendruck auf ein Papierblatt erfolgt durch den »Uebersetzer«, der aus der Verbindung einer gewöhnlichen Schreibmaschine mit einer Zusatzmaschine besteht, die den jeder Löchergruppe entsprechenden Tastenhebel der Schreibmaschine in die Druckstellung herunterzieht.

f) Der Schnelltelegraph von Pollak und Virág.

Dieser Schnelltelegraph ist ein telephonischer Lichtpunktschreiber, d.h. ein Apparat, bei dem die Bewegungen einer Telephonmembran mittels Spiegelübertragung durch einen Lichtpunkt die Telegramme in einer Dunkelkammer auf photographisches Papier schreiben lassen. Im Sender wird durch einen Motor ein sechsreihig gelochter Papierstreifen über eine Kontaktwalze gezogen, die aus zwei Zylindern mit je sechs voneinander isolierten Schleifringen besteht. Die Ringe mit gleichen Bezeichnungen sind miteinander verbunden. An den Ringen liegen sechs verschiedene Stromquellen I–VI, von denen II und III sowie IV und V gleiche Spannung, aber entgegengesetzte Polarität haben, während I die doppelte Spannung von II, und VI die doppelte Spannung von V hat. Auf dem einen Zylinder schleift eine, auf dem andern Zylinder schleifen sechs Stromabnehmerbürsten. Das zwischen den Schleifringen und den Bürsten hindurchgezogene Papierband hält erstere von letzteren so lange elektrisch getrennt, bis durch die Lochungen des Papierstreifens hindurch Stromschluß eintritt. Um den Stromstößen die erforderliche verschiedene Zeitdauer zu geben, erhalten die Lochungen des Papierstreifens verschiedene Größen. Als Empfänger dient ein Doppeltelephon T₁ T₂, das mit einem Dauermagnet M (Fig. 33) verbunden ist, dessen zwei Schenkel in biegsame eiserne Federn A und B mit rechtwinkelig nach außen umgebogenen Spitzen auslaufen. Die Enden der Federn stehen durch je ein Stäbchen mit den Membranen der Telephone T₁ und T₂ in Verbindung. Eine dritte stärkere Feder C, die ebenfalls in eine rechtwinkelig gebogene nach außen gerichtete Spitze endigt, ist in der Mitte auf den Magnet aufgeschraubt. Auf diesen drei Spitzen ruht ein kleines dünnes Eisenblech, auf dessen nach außen gerichteter Seite ein kleiner Hohlspiegel festgekittet ist. Das Eisenblech wird von dem Magnet festgehalten. Die Spitze der Feder A liegt etwa 1 mm senkrecht über der festen Spitze der Feder C, die Spitze der Feder B befindet sich 1 mm in wagerechter Richtung von der festen Spitze C. Da eine Bewegung der Telephonmembran sich durch die Stäbchen auf die biegsamen Federn A bezw. B überträgt, so wird das auf den Spitzen dieser Federn ruhende Eisenblech, wenn die Membran des Telephons T₁ anspricht, sich um seine horizontale Achse drehen, und wenn das Telephon T₂ anspricht, eine Bewegung um seine senkrechte Achse machen. Als Quelle für den Lichtpunkt dient ein feststehendes Glühlämpchen mit 3–4 cm langem Glühfaden; es sitzt im Innern eines hohlen, um seine Achse drehbaren Zylinders, in dessen Mantel ein Schlitz in Gestalt eines ganzen Schraubenganges [⇐449][450⇒] eingeschnitten ist. Der Zylinder wirkt als Blende, und nur durch den Schlitz fällt das Licht der Glühlampe auf den kleinen Hohlspiegel. Durch die Drehung des Zylinders von rechts nach links wird also dieselbe Wirkung erzielt, als wenn die Lichtquelle selbst die nämliche Bewegung machte. Der von dem Hohlspiegel zurückgeworfene Lichtstrahl, welcher einen lichtempfindlichen Papierstreifen trifft, wird deshalb eine Bewegung von links nach rechts quer über den Streifen machen. Da der Papierstreifen mittels eines Motors langsam von oben nach unten bewegt wird, so ist die Lichtlinie auf dem Streifen etwas geneigt. Spricht nun das Telephon T₁, an, so wird auf dem Streifen eine Linie nach oben und unten oder nach unten und oben erzeugt, während ein Ansprechen des Telephons T₂ einer Linie in wagerechter Richtung entspricht. Sprechen beide Telephone gleichzeitig an, so wird die Lichtlinie eine Komponente aus beiden Linien bilden, welche beim Einzelansprechen der Telephone entstehen würden. Es kann deshalb, wenn beide Telephone gleichzeitig ansprechen, je nachdem das eine oder das andre Telephon länger beeinflußt wird, eine Kurve nach rechts oder links, d.h. jede beliebige, beschrieben werden. Fig. 34 gibt eine Schriftprobe des Schnelltelegraphen. Das Schreiben des Lichtpunktes auf dem lichtempfindlichen Papierband geht in einer Art Dunkelkammer des Apparates vor sich; durch eine rot abgeblendete Oeffnung dieser Kammer kann man die Fertigstellung des Telegramms in einem kleinen Spiegel als Flammenschrift deutlich verfolgen. Nachdem der Lichtpunkt das Telegramm aufgeschrieben hat, wird es selbsttätig durch einen mit dem Empfänger vereinigten photographischen Entwickler gezogen; es kommt wenige Sekunden nach der Aufnahme vollständig fertig aus dem Apparat.

g) Der Schnelltelegraph von Siemens und Halske.

Mittels eines Stanzapparates in Form einer Schreibmaschine werden die den einzelnen Buchstaben und Zeichen eigentümlichen Lochkombinationen auf dem Senderstreifen in elf seiner Richtung nach parallel zueinander verlaufenden Zeilen angeordnet. Jedes Zeichen wird durch zwei Löcher bestimmt, die auf verschiedenen Zeilen und auf einer zur Bewegungsrichtung des Streifens schrägen Linie stehen, so daß sie nacheinander die in gerader Linie angeordnete Kontaktreihe des Senderapparates passieren. Die Löcher für den Buchstaben H befinden sich z.B. auf der 3. und 6. und die für den Buchstaben A auf der 4. und 9. Zeile (Fig. 35). Die Fortbewegung des Streifens durch die Kontaktvorrichtung K des Senders (Fig. 36) bewirkt ein Elektromotor, mit dem eine als Generator dienende Maschine G direkt gekuppelt ist. Der von dieser Maschine gelieferte Strom wird zum Teil in einem Belastungswiderstand W aufgezehrt, zum Teil als Telegraphierstrom verwendet. Am Ende der Generatorwelle befindet sich ein Kontaktarm k, dessen Bürste eine Kontaktscheibe S überschreitet, die in 24 voneinander isolierte Felder geteilt ist. Während der Kontaktarm eine Umdrehung ausführt, schreitet der gelochte Papierstreifen in der Kontaktvorrichtung K um eine Buchstabenbreite vorwärts, so daß bei jeder Umdrehung die Uebermittlung eines Zeichens stattfindet. Die Kontaktvorrichtung K besteht aus elf nebeneinander auf einem Hartgummisockel angebrachten Federn f₁ – f₁₁, den elf Zeilen des Lochstreifens entsprechend. Jede dieser Federn ist mit dem entsprechenden Segment der Geberscheibe S verbunden. Die Federn selbst besitzen am Ende kleine Stahlschuhe s, die durch etwa vorhandene Löcher des Streifens hindurchfallen und damit die Schließung des zugehörigen Kontaktes c bewirken. Wird z.B. das Zeichen R (Kombination 2–8) übermittelt, so schließen die Federn f₂ und f₈ ihre Kontakte c₂ und c₈. Sobald der Kontaktarm k dann das Segment 2 der Kontaktscheibe S berührt, fließt ein Strom von dem über den halben Abzweigungswiderstand w geendeten +-Pol des Generators G über den linken Kontakt und die Zunge des Geberrelais R, Kontakt c₂ und Feder f₂, Segment 2, Kontaktarm k zum Kondensator C und zur Erde. Der Kondensator wird also geladen. Sobald im weiteren Verlauf der Umdrehung der Kontaktarm k das Segment 2' berührt, entladet sich der Kondensator wieder. Der Entladungsstrom [⇐450][451⇒] durchfließt die Umwindungen des polarisierten Geberrelais und legt dessen Zunge an den rechten Kontakt. Da an die Zunge des Geberrelais die Leitung angeschlossen ist, so wechselt in diesem Augenblicke der in die Leitung geschickte Strom seine Richtung. Sobald nunmehr der Kontaktarm k das Segment 8 berührt, findet wiederum eine Ladung des Kondensators C vom –-Pol des Generators über Feder f₈ statt; die darauffolgende Entladung über Segment 8' führt die Zunge des Geberrelais wieder an den linken Kontakt zurück; demgemäß wird auch der in die Leitung fließende Strom seine Richtung zum zweitenmal ändern.

Der Empfangsapparat besteht aus einem Elektromotor, auf dessen einem Wellenende ein Kontaktarm mit mehreren Kontaktbürsten befestigt ist, die über konzentrisch angeordnete Kontaktscheiben hinweggleiten. Am andern Ende der Welle ist in einem lichtdicht abgeschlossenen Kasten eine Typenscheibe angebracht, die, wie Fig. 37 zeigt, zwischen dem photographischen Papierbände P und einer kleinen Funkenstrecke F rotiert. Sobald das den betreffenden beiden Stromimpulsen entsprechende Zeichen bei der Rotation der Typenscheibe sich genau zwischen Papier und Funkenstrecke befindet, leuchtet ein durch die Stromimpulse auf der Empfangsstation ausgelöster elektrischer Funke, auf und wirst das Bild des Buchstabens oder Satzzeichens, das schablonenartig in die Typenscheibe eingeschnitten ist, auf den lichtempfindlichen Papierstreifen. Die rechtzeitige Auslösung des Druckfunkens besorgen die Kontaktscheiben in Verbindung mit verschiedenen Kondensatoren und Relais. Die Ladescheibe (Fig. 38) besitzt zwölf voneinander isolierte Kontaktsegmente, von denen I–IX an je einen Kondensator (Gruppenkondensator) I–IX angeschlossen sind. Der Kontaktarm der Ladescheibe steht mit dem linksseitigen Kontakt des Linienrelais in Verbindung; von der Ankerzunge dieses Relais führt eine Verbindung nach einem Hochspannungskondensator, der vor Beginn jeder neuen Umdrehung mit einer Ladung von 110 Volt versehen wird. Wenn Synchronismus zwischen dem rotierenden Geber- und Empfängersystem herrscht, so ist beim Zustandekommen des ersten Stromwechsels der Kombination ²/₈ für den Buchstaben R der Kontaktarm der Geberscheibe gerade von dem Segment 2 auf das Segment 3 übergegangen, und der Kontaktarm der Ladescheibe befindet sich dann zwischen den Kontaktsegmenten I und II. Der eintreffende Stromimpuls legt die Zunge des Linienrelais an den linksseitigen Kontakt und hält sie dort fest; inzwischen hat der Kontaktarm der Ladescheibe das Segment II berührt, und es entladet sich nunmehr der Hochspannungskondensator in den Gruppenkondensator II. Dem zeitlichen Eintritt des ersten zu jedem Zeichen gehörigen Telegraphierstroms entsprechend, wird also einer von den neun Gruppenkondensatoren mit einer Ladung versehen. Die endgültige Bestimmung des Zeichens geschieht dann durch den zweiten Stromimpuls unter Mitwirkung der Entlade- und Anschlußscheibe. Die Entladescheibe umfaßt zwölf Segmente mit Kontaktgruppen, von denen drei Segmente, XII, I und II, unbenutzt bleiben. Das erste Segment enthält ein kurzes Kontaktstück, das zweite deren zwei u.s.w. bis zum Segment XI, das mit neun Kontaktstücken ausgerüstet ist. Die Kontaktstücke mit gleichen Zahlen sind sämtlich untereinander und mit ihrem zugehörigen Gruppenkondensator verbunden. Der durch den ersten Stromstoß für das Zeichen R geladene Gruppenkondensator wird also an acht verschiedenen Stellen der Entladescheibe seine Ladung wieder abgeben können. Bedingung hierfür ist, daß der rechte Kontakt des Anschlußrelais geschlossen ist. Zur Erzielung des richtigen Buchstabens muß dieser Kontaktschluß in dem Augenblick erfolgen, in welchem sich der Kontaktarm der Entladescheibe gerade auf dem vor der betreffenden Kontaktgruppe befindlichen isolierten Zwischenstück befindet, also bei dem Buchstaben R vor der achten Gruppe. Zur Sicherstellung des rechtzeitigen Kontaktschlusses dient die Anschlußscheibe. Diese ist ebenfalls in zwölf Segmente eingeteilt, von denen XII, I und II unbenutzt sind, während die übrigen je ein kurzes, isoliert aufgesetztes Kontaktstück enthalten. Die neun Kontaktsegmente sind sämtlich untereinander und mit den Umwindungen des Anschlußrelais verbunden. Der über der Anschlußscheibe rotierende Arm ist mit dem positiven Pol der Stromquelle von 110 Volt verbunden; an deren negativen Pol ist die gemeinsame Rückleitung der Kondensatoren gelegt. Der zweite Stromimpuls für das Zeichen R setzt im achten Zwölftel der Umdrehung ein; er legt die Zunge des Linienrelais an den rechtsseitigen Kontakt. Der Kontaktarm der Anschlußscheibe befindet sich dann gerade zwischen den Segmenten VII und VIII. Sobald der Kontaktarm bei seiner Weiterbewegung das Segment VIII berührt, fließt ein Strom vom positiven Pole der 110-Volt-Stromquelle über den Kontaktarm, das Segment VIII der Anschlußscheibe, die Windungen des Anschlußrelais, den rechtsseitigen Kontakt und die Zunge des Linienrelais zum Hochspannungskondensator und auf der gemeinsamen Rückleitung zum negativen Pole zurück. Der Hochspannungskondensator wird hierdurch wieder geladen, und gleichzeitig wird durch den Ladestrom der rechte Kontakt des Anschlußrelais geschlossen. In diesem Augenblick befindet sich der Kontaktarm der Entladescheibe gerade in der Uebergangsstelle [⇐451][452⇒] von der VII. zur VIII. Gruppe. Sobald er bei seiner Weiterbewegung das zweite kurze Kontaktstück dieser Gruppe passiert, kann der Kondensator II sich entladen. Der Entladestrom geht über den rechten Kontakt des Anschlußrelais und die Umwindungen des Funkenrelais; dieses löst den zur Durchleuchtung der Type erforderlichen elektrischen Funken aus.

5. Mehrfachtelegraphen [1] ermöglichen die gleichzeitige Beförderung von zwei oder mehr Telegrammen auf derselben Leitung. Bei der gleichzeitigen mehrfachen Telegraphie steht die Leitung jedem mit ihr verbundenen Apparatsystem dauernd zur Verfügung. Die Einrichtung kann hierbei so getroffen werden, daß zwei Telegramme entweder in derselben Richtung gleichzeitig Beförderung erhalten – Doppelsprechen oder Diplextelegraphie –, oder in entgegengesetzter Richtung – Gegensprechen, Duplextelegraphie. Werden beide Betriebsarten verbunden, so ergibt sich das Doppelgegensprechen – Quadruplextelegraphie –, wobei gleichzeitig zwei Telegramme von A nach B und zwei Telegramme von B nach A gegeben werden können. In der Praxis kommt hauptsächlich das Gegensprechen zur Verwendung. Als Geber und Empfänger dienen gewöhnlich die gebräuchlichen Apparatsysteme: Klopfer, Morseschreiber, Hughes- und Heberschreiber sowie als Betriebskraft Batterieströme. Eine andre Gattung benutzt Induktionswechselstrome verschiedener Perioden und Telephone als Empfänger, die nur auf eine bestimmte Tonhöhe ansprechen. Man bezeichnet diese Methode als Stimmgabeltelegraphie, da die erforderlichen Periodenzahlen meist durch Stimmgabeln erzeugt werden.

Zur gleichzeitigen mehrfachen Telegraphie ist auch das gleichzeitige Telegraphieren und Fernsprechen auf einer Leitung zu rechnen. – Bei der wechselzeitigen mehrfachen Telegraphie wird die Leitung auf beiden Aemtern durch zwei synchron laufende Verteiler in regelmäßigem Wechsel mit verschiedenen Apparatsystemen verbunden; es sind mehrere Telegramme gleichzeitig in Arbeit (auf jedem Apparat eins), und von jedem wird während eines Verteilerumlaufs nur ein Buchstabe oder Zeichen befördert In dieser Weise arbeiten die mehrfachen Typendrucker von Baudot und Rowland; ähnlich wirkt der sechsfache Telegraph von Delany.

a) Gegensprechen.

Es kommen die Brückenschaltung für oberirdische und kurze unterirdische Leitungen sowie in etwas veränderter Form für lange Seekabel zur Anwendung, die Differentialschaltung für längere unterirdische Leitungen.

Brückenschaltung. Sie beruht auf der Stromverzweigung der Wheatstoneschen Brücke. Die vier Seiten des Wheatstoneschen Vierecks (Fig. 39) sind beim Amt I m n und m p mit den Widerständen a und b, ferner der Leitungsweg von n zum Amte II und durch dessen Apparate zur Erde mit dem Widerstande c sowie von p durch den Widerstand d zur Erde. Sind diese Widerstande so abgeglichen, daß a · d = b · c ist, so fließt beim Niederdrücken der Taste T kein Strom durch die Brückendiagonale n p, und der eigne Empfangsapparat bleibt in Ruhe. Ebensowenig spricht im Amte II, wo dieselbe Anordnung getroffen ist, der Empfangsapparat an, we