DE36408C - Neuerungen an polarisirten telegraphischen Apparaten - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21: Elektrische Apparate.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 10. November 1885 ab.

Der Anker (der bewegliche Theil) eines polarisirten telegraphischen Apparates stellt sich immer, wenn kein Strom durch die Elektromagnetwindungen fliefst, so, dafs derselbe oder richtiger einer seiner Theile (Zunge) die Arretirstifte, Anschläge, Contacte oder dergleichen, die zur Begrenzung seiner Bewegung dienen, berührt. (Unter polarisirten telegraphischen Instrumenten ist jedes solche telegraphische Instrument verstanden, dessen beweglicher Theil (Anker) ganz oder theilweise während der Benutzung des Instrumentes aus magnetisirten Körpern (Eisen, Stahl oder Eisen und Stahl) besteht, auf welche während der Benutzung des Apparates der Magnetismus mindestens zweier Magnet- oder Elektromagnetpole einwirkt, so zwar, dafs sie von dem Magnetismus der einen Pole angezogen und von dem der anderen Pole abgestofsen werden.)

. Dies rührt im wesentlichen daher, dafs der Anker durch seinen Magnetismus mit verschiedener Stärke von den Eisenmassen der Elektromagnetpole, die sich auf der einen oder der anderen Seite des Ankers befinden und in denen ein von den Ankermagnetismen inducirter Magnetismus erzeugt wird, und, wenn die Elektromagnete selbst permanent magnetisch sind, auch von deren Magnetismus angezogen wird.

Nur in einer Stellung, bei symmetrisch gebauten polarisirten Apparaten in der Mittelstellung, kann deshalb der Anker in labilem Gleichgewicht sein, sonst aber schlägt er nach dem einen oder dem anderen Hemmstift hinüber, je nachdem er den Elektromagnetpolen auf deren einen oder anderen Seite näher ist. Dieselbe Kraft (die gegenseitige und natürliche Anziehung zwischen dem Ankermagnetismus und den Elektromagnetpolen), die also den Anker gegen einen der Arretirstifte oder Anschläge zieht, hält denselben natürlich auch gegen den Stift fest, und zwar mit einer gewissen Stärke, die im steigenden Verhältnifs variirt, je kleiner der gegenseitige Abstand der Elektromagnetpole im Verhältnifs zum Spielraum des Ankers ist. Diese Kraft ist die Hauptursache zu dem, was man zuweilen »Contactklebung« nennt und welche ein Hindernifs für die freie Bewegung des Ankers bildet. In einem polarisirten telegraphischen Apparate wird deshalb zur Bewegung des Ankers ein stärkerer Strom durch die •Elektromagnetwindungen erforderlich, als der, welcher nothwendig sein würde, wenn keine Contactklebung stattfände. Patentsucher giebt nun im Nachstehenden ein Mittel an, wodurch diese Contactklebung aufgehoben oder neutralism und so eine gröfsere Empfindlichkeit des Apparates erzielt wird. Dieses neuartige Mittel besteht darin, dafs man Federn oder andere elastische (spannbare) Körper auf den Anker mit ebenso grofsen Kräften, aber in entgegengesetzter Richtung zu den Kräften, welche durch ihre Einwirkung auf den Anker die Contactklebung hervorbringen, einwirken läfst. Die Federn müssen deshalb eine gewisse Position haben und einer -gewissen Regulirung unterworfen sein. Zum näheren Verständnifs, wie man auf diesem Wege die Contactklebung aufheben oder neutralisiren kann, diene folgendes Beispiel:

Auf beiliegender Zeichnung in Fig. ι und 2 ist die Erfindung dargestellt, angewendet an einem gewöhnlichen polarisirten Telegraphenapparat, nur die wichtigsten Theile desselben sind jedoch gezeigt, in Fig. 1 von oben und in Fig. 2 von vorn gesehen.

E¹ und i?² sind Elektromagnete mit PoI-schuhen c¹ c² d^l d². b¹ i², die zwei Zipfel des Ankers, beide befestigt auf der gemeinschaftlichen Drehungsachse a, sind magnetisch gemacht durch Induction des permanenten Magneten P. An dem obersten Ankerzipfel b¹ ist die Zunge b³ angebracht, die sich zwischen den Anschlagstiften m¹ und w? bewegen kann, wenn ein elektrischer Strom in den Elektromagnetwindungen die Elektromagnetpole magnetisch macht. Die hier angewendeten Spiralfedern r¹ r² sind jede mit ihrem einen Ende an einer auf der Ankerzunge angebrachten Oese befestigt, während die beiden anderen Enden in Oesen auf den viereckigen Stiften ρ^Λ und p² eingehakt sind, welch letztere durch viereckige Oeffnungen in den festen Stücken s^l s² verschoben werden, sowie in jeder beliebigen Stellung in diesen durch Hülfe von Schrauben festgehalten werden können. Die Federn stehen rechtwinklig zur symmetrischen Fläche der polarisirten Vorrichtung.

Es wird, wenn kein Strom durch die Elektromagnetwindungen geht und man den Anker gegen einen der Arretirstifte bringt, eine der Federn beständig der Kraft entgegenwirken, welche die Contactklebung gegen den betreffenden Stift veranlafst. Es kann jetzt sowohl theoretisch wie praktisch bewiesen werden, dafs, wenn die Federn richtig abgepafst sind, die Federkraft und die Contactklebekraft gleich grofs gemacht werden können, wodurch der Anker dem vollständigen Gleichgewicht sehr nahe gebracht werden kann, einerlei, ob derselbe die Arretirstifte berührt oder in einer Stellung zwischen diesen steht. Der Abstand zwischen den Arretirstiften mufs jedoch, wenn man eine vollständige Federneutralisation zu erreichen wünscht, nicht mehr als ein Drittel des Abstandes zwischen den Elektromagnetschuhen betragen. Die Regulirung der Federn geschieht durch Verschiebung der Stifte p^lp², wodurch die Federn sich gegenseitig so viel spannen, dafs sie den Anker in Mittelstellung halten werden. Gelingt dies nicht, so sind die Federn zu schwach und müssen durch stärkere ersetzt werden; am besten verfährt man zu diesem Zwecke so, dafs man eine oder beide Federn verkürzt, bis deren Stärke angemessen geworden ist. Hat der Anker, nachdem er aus seiner Stellung gebracht ist, das Bestreben, wieder eine permanente Mittelstellung einzunehmen, so sind die Federn zu stark und müssen durch schwächere ersetzt werden. Ob man dem erstrebten Ziele nahe ist, ersieht man aus der Leichtigkeit, mit welcher der magnetische Anker den Bewegungen eines kleinen Eisenstiftes folgt. Wenn die Polschuhe verschiebbar sind, kann man auch ganz oder theilweise die gegenseitige Anziehungskraft nach dem Federwiderstand abpassen, indem man den Abstand der Elektromagnetpolschuhe verkleinert oder vergröfsert, nur mufs die Symmetrie des polarisirten Arrangements beibehalten werden. Die Regulirung erfolgt für den beständigen Gebrauch und kann nicht vorgenommen werden, wenn elektrische Ströme durch die Windungen gesandt werden.

Fig. 3 zeigt ein anderes Beispiel von Anbringung von Federn an polarisirten telegraphischen Apparaten. Nur die Ankerzipfel b¹ und b², welche permanente Magnete sind, sind dargestellt, erstgenannter Zipfel mit einer Zunge als Anschlagcontact versehen. Die Federkraft wirkt hier in der Form von Drehungswiderstand der Drehungsachse a des Ankers selbst, welche aus einem Metalldraht gebildet ist. Der Draht wird von unten her mittelst der Schraube q festgehalten und ist oben an dem Teller (Drehscheibe) C befestigt. Die Einstellung des Ankers in seine Mittelstellung geschieht durch Drehung der Scheibe C. Ein passender Drahtdurchmesser mufs hier auf empirischem Wege gefunden werden, oder es mufs die Regulirung, wie oben erwähnt, durch Veränderungen der gegenseitigen Abstände zwischen den dann verschiebbaren Elektromagnetpolen zu Wege gebracht werden.

Andere Anbringungsarten der Federn sind in Fig. 4 und 6 dargestellt, wo b ein Ankerzipfel und r¹ r²y Federn sind; die Anordnungsweise kann selbstredend auf verschiedene mehr oder weniger günstige Art variirt werden, die Federn können direct oder indirect mit dem Anker verbunden sein und die Federkraft kann durch verschiedenartige Formgebung der Federn geregelt werden. Das, was bei allen Formen von Federn diese so geeignet für die Zwecke der Neutralisirung macht, ist, dafs die Kraft, die eine beliebige Formveränderung an der Feder bewirkt, proportional ist der Gröfse dieser Formveränderung (Hooke's Gesetz von 1678), ein Gesetz, welches in genaue Uebereinstimmung mit dem Gesetz für die genannte gegenseitige Anziehungskraft (die Contactklebekraft) gebracht werden kann, woraus hervorgeht, dafs letztere Kraft im Verhältnifs zur Drehung des Ankers von seiner Mittelstellung an wächst. Weil Hooke's Gesetz indessen für alle elastischen (spannbaren), auch organischen Körper, z. B. Kautschuk, gilt, so ist auch hierauf Rücksicht genommen worden.

Es existirt eine Art polarisirter telegraphischer Apparate, bei denen die Drehung des Ankers nicht von festen Anschlägen begrenzt wird. Dies sind die polarisirten Schlangenschriftappa-

rate, bei denen eine Feder, z. B. wie die. in Fig. 4 gezeigte, schon nothwendig ist, um die Bewegung des Ankers zu hemmen und denselben in eine Nullstellung zurückzuführen. Die Federkraft mufs hier also gröfser sein als die natürliche Anziehungskraft, die folglich auch bei diesen Apparaten existirt, selbst wenn sie auch nicht Contactklebekraft genannt werden kann; ist sie aber viel gröfser, so wird die Empfindsamkeit des Apparates geschwächt. In der graphischen Darstellung, Fig. 5, ist die natürliche Anziehungskraft durch die Coordinaten der Curve C gegeben, welche also mit dem Abstand des Ankers von der Mittelstellung desselben gegen eine der Seiten variiren, welcher Abstand auf der Achse χ gemessen wird. Die Curve A bildet die Form der besten Federkraftcurve, aus welcher hervorgeht, dafs die Federkraft, gemessen durch die Ordinaten in den verschiedenen Abständen von der Mittelstellung des Ankers, nur wenig gröfser als die entsprechenden Ordinaten der Curve C ist, ausgenommen bei gröfserem Ausschwung, entsprechend einem stärkeren elektrischen Strom. Bei einem solchen Ausschwung mufs die Curve A nämlich noch stärker als die Curve C wachsen, weil die Federkraft dann besonders stark sein mufs, um der lebendigen Kraft des Ankers gehörig Widerstand leisten zu können. Die Bewegung des Ankers ist in der Regel viel gröfser als bei denjenigen mit festen Anschlägen, weshalb man, wenn man die Wirkung des Stromes recht ausnutzen will, darauf zu achten haben wird, dafs der Anker in seiner Bewegung die Grenze verläfst, innerhalb welcher die natürliche Anziehung durch eine gerade Linie dargestellt werden kann. Die Form der Federkraftcurve, deren unterster Theil ebenso wie die Curve C aus einer fast geraden Linie besteht und deren oberster Theil aus einer stark steigenden Curve gebildet wird, zusammen also eine Curve mit ungleich variirender Concavität darstellend, kann nicht vorkommen bei Benutzung von einzelnen Federn, Fig. 3 und 4, oder von zwei Federn von solcher Art, wie in Fig. ι und 2 gezeigt ist, dagegen aber bei gleichzeitiger Anwendung von mehreren Federn, wie z. B. bei der Combination von Federn in Fig. 3 und 4 oder bei dem Federcomplex, Fig. 6. Hier werden die Federn r¹ r² (ebenso wie die in Fig. 1 und 2 gezeigten) dazu gebracht werden können, den geradlinigen Theil der Curve/I zu bilden, und die Feder j, die erst bei gröfserem Ausschwung zur Wirkung kommt, indem sie dann gespannt wird, kann dann durch Wechselwirkung mit den Federnr ¹T² den steigenden Theil derselben Curve abgeben. An Stelle der Federn können auch hier andere spannbare Körper angeordnet werden, ebenso wie auch andere Anbringungsarten als die erwähnten Anwendung finden können.

Es sei bemerkt, dafs man durch die Anwendung von Federn bei polarisirten telegraphischen Apparaten eine fünf- bis sieben- oder zehnfache Empfindlichkeit des betreffenden Apparates je nach Umständen hervorgerufen hat, eine Empfindlichkeit, deren Bedeutung jeder Fachkundige zu schätzen wissen wird. Im übrigen soll die Erfindung nur Anwendung finden bei polarisirten telegraphischen Instrumenten, sofern diese zum directen Empfange oder Rücksendung von elektrischen Signalen auf Telegraphenlinien angewendet werden.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   An polarisirten telegraphischen Apparaten, sowohl an solchen mit festen Anschlägen als auch an den Schlangenschrift-Apparaten, die Anbringung von mehr wie einer Feder derart, dafs die Federkraft derselben beim Ruhezustande des Apparates in jeder Stellung des Ankers zwischen den Polen der Magnete die von diesen oder einer Spannfeder herrührende Kraft aufhebt, so dafs der Anker sich im labilen Gleichgewicht befindet.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.