DE8071A - Neuerungen an Telephonen und damit verbundenen Apparaten - Google Patents

Description

1878.

Klasse 21.

JOSHUA FRANKLIN BAILEY in NEW-YORK (Amerika). Neuerungen an Telephonen und damit verbundenen Apparaten.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 14. Mai 1878 ab.

Die Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen an Telephonen und an damit verbundenen Apparaten.

Fig. ι der beiliegenden Zeichnungen zeigt eine Draufsicht eines dieser Erfindung gemäfs construirten Telephons, von welchem einige Theile als weggebrochen dargestellt sind, um die darunterliegenden Theile zu zeigen.

Fig. 2 zeigt den Apparat theilweise im Schnitt nach der Linie 2-2 in Fig. 1.

Fig. 3 ist eine Endansicht des Apparates, eine der Arten zeigend, wie die Drähte verbunden werden können.

Das Instrument ist als aus einer Basisplatte oder Handhabe A von Eisen oder Stahl und einem gewöhnlichen Elektromagneten B bestehend gezeigt, welch letzterer mit einem Draht von geringem Widerstand umwunden, mit einer Localbatterie von ungefähr drei Elementen verbunden und an einem Ende dieser Handhabe A befestigt ist.

Auf dem Magneten B und mit demselben in derselben Axenebene liegend ist ein Supplementarelektromagnet C mit einem Widerstand von ca. 100 Ohms je nach der Länge der betreffenden Linie angebracht; dieser Elektromagnet C hat einen röhrenförmigen, auf dem gröfseren Theile seiner Länge radial geschlitzten Kern von ungefähr 1 cm Länge. Der Magnet C ist von dem Magneten B durch ein Plättchen oder eine Scheibe c aus irgend welcher nichtmetallischen Substanz, wie z. B. dünnes Papier, getrennt, und sind beide durch eine nichtmagnetische Metallschraube, z. B. eine Schraube aus Messing, mit einander verbunden.

Bei dieser Anordnung wird der Supplementarmagnet C, welcher mit keinem anderen Theil des Apparates eine elektrische Verbindung hat, von dem Magneten B inductiv angeregt, wie dies nachstehend ausführlicher beschrieben wird.

Eine steife, federnde Platte D aus Eisen oder Stahl ist mit einem Ende an der Handhabe A befestigt, während ihr anderes Ende durchbohrt ist, so dafs sie ein Oehr bildet, durch welches der Magnet B hindurchgeht.

Eine Schale oder ein Gehäuse E aus Hartgummi oder anderem geeigneten Stoff ist auf dem Auge oder Oehr der Federplatte D mittelst eines Ringes F befestigt, welcher mit nach innen zu stehenden Spitzen / versehen ist, durch die Eisen- oder Stahlschrauben b in die Federplatte D gehend, so dafs elektrische Verbindung zwischen der Platte D und dem Ring F hergestellt wird. Auf diesem Ring / ruht ein dünnes Metallblech (Diaphragma) G, das am besten aus vernickeltem Eisen besteht, um gegen Rost geschützt zu sein.

. Dasselbe wird durch das Mundstück E¹ an den Ring F angeprefst, indem das Mundstück E eingeschraubt und eine ringförmige Unterlagsscheibe g aus weichem Papier oder ähnlichem Stoff zwischen das Diaphragma und das Mundstück oder die Schraubenschale eingelegt wird, wodurch die Freiheit der Bewegung des Diaphragmas erhöht und die Einleitung anderer Vibrationen als jener durch die Stimme hervorgebrachten vermieden wird.

Die beiden Pole des Magneten werden durch diese Art der Construction einander sehr nahe gebracht. Die Construction ist eine solche, dafs die Feder der Platte das Bestreben hat, das Ende des Supplementarmagneten C mit dem Diaphragma G in Berührung zu halten. Um das Diaphragma auf die richtige Entfernung behufs vollkommener Transmission und Aufnahme von articulirten Lauten verstellen zu können, schalte ich zwischen dem Gestell A und der Federplatte D eine Stellschraube H ein, und da das Diaphragma mit der Federplatte und der Magnet mit der Handhabe verbunden ist, so werden durch eine Drehung der Schraube in der einen Richtung das Diaphragma und der Magnet von einander entfernt und durch ein Drehen der Schraube in der entgegengesetzten Richtung einander genähert, wodurch die feinste Verstellung möglich gemacht wird.

Die Anordnung der Leitung ist in Fig. 4 gezeigt, welche zwei solcher oben beschriebenen Instrumente zeigt und die für die Transmission und den Empfang von Depeschen in jeder Richtung auf der Linie geeignet ist.

Die Leitung geht von der Erde aus durch einen Supplementarmagneten C, dann zu dem anderen Magneten und von da zur Erde, ohne irgend welche Batterie, während jeder Magnet B für sich seine eigene unabhängige Localleitung und Batterie hat.

In der Zeichnung stellen ι und 4 die Localdrähte und 2 und 3 die Liniendrähte dar. Der Apparat arbeitet wie folgt: Die Magnete JB werden von den Batterien stets geladen gehalten und laden ihrerseits die Supplementarmagnete C durch Induction, während die Linie im Normalzustande ruhig ist. Wenn eines der Diaphragmen in Schwingungen versetzt wird, so werden auf die bekannte Weise magnetische Ströme in die Linie inducirt.

Durch Einführung des Supplementarmagneten und seine eigenthümliche Construction und Verbindung mit dem Magneten B, wodurch er für die inductiven Wirkungen jeder Bewegung des Diaphragmas im höchsten Grade empfindlich gemacht wird, sowie durch Anwendung des Ringes F, welcher die Masse des Inductors verstärkt, ohne die Bewegung desselben durch sein Gewicht zu hemmen, wird ermöglicht, dafs alle Laute aufser den zu transmittirenden articulirten Lauten abgehalten werden und dafs die feinen Schattirungen der Vibrationen aufgenommen und wiedergegeben werden.

Um bessere telephonische Resultate zu er^: halten, werden zwei Telephone in derselben Leitung auf einem gemeinschaftlichen Träger in solcher Weise angebracht, dafs dieselben gleichzeitig eines an jedes Ohr der die Depeschen empfangenden Person gehalten werden können. Fig. 5 ist eine Seitenansicht einer solchen Anordnung. Die Handhabe des Apparates ist als weggebrochen gezeigt, und eines der Telephone ist im Verticalcentrallängenschnitt dargestellt.

Fig. 6 ist eine Draufsicht eines der Telephone und Fig. 7 eine perspectivische Ansicht des Magnetkernes allein.

Die Instrumente sind hier auf den Enden einer U-förmigen oder zAveizinkigen Federhandhabe oder einem solchen Träger angebracht", welcher der leichteren Construction wegen aus drei Theilen besteht: einem jochartigen Theil A, auf dessen oberen Enden die gewellten Handhaben A¹ aufgeschraubt sind; in die anderen Enden dieser Handhaben sind die oberen Theile A'¹ des Trägers geschraubt. Gabelförmige Lagerträger B sind auf den Enden des Trägers angebracht und mit Drehzapfen b versehen, auf welchen sich die Telephone in einer Verticalebene hin- und herdrehen. Die Telephone selbst gleichen in ihrer allgemeinen Einrichtung wesentlich den oben beschriebenen. Doch sind einige Modificationen in der Construction nothwendig, um sie dem vorliegenden Zweck anzupassen.

Die Telephone sind in diesem Beispiel als auf einem Gestell angebracht gezeigt, welches aus einem Ring C, einem Querstab C und aus Verbindungsstangen c besteht, in welche die oben erwähnten Drehzapfen b eingesetzt sind. Ein gewöhnlicher Elektromagnet D mit einem Draht von kleinem Widerstand umwickelt und mit einer Localbatterie von z. B. drei Elementen verbunden, ist mit einem Stiel d versehen, welcher sich der Länge nach kolbenartig durch einen röhrenförmigen Ansatz C" des Gestells bewegt.

Eine Schraubenmutter d ' pafst auf eine Schraube am Ende dieses Stieles, um den Magneten in Bezug auf das Diaphragma vor- oder zurückzuschieben; der Magnet wird für gewöhnlich durch eine Spiralfeder d² im Innern des Röhrenansatzes nach vorwärts gezogen.

Stellschrauben d³ gehen durch den Röhrenansatz in eine in dem Stiel d angebrachte Längsnuth, um denselben am Drehen zu hindern und ihn festzuhalten, jedoch gleichzeitig dessen Verschieben der Länge nach zu gestatten. Ein Supplementarelektromagnet E mit einem Widerstand von ca. 100 Ohms, je nach der Länge der betreffenden Linie, mit einem röhrenförmigen Kern e, der auf dem gröfseren Theil seiner Länge radial geschlitzt ist, ist auf dem Magneten D in derselben Axenebene, jedoch von diesem getrennt, angebracht; dieser Supplementarmagnet E wird von dem Magneten D durch ein Plättchen oder eine Unterlagsscheibe e' von einer nichtmagnetischen Substanz, wie z. B. dünnes Papier, aufser Berührung gehalten; die beiden Magnete sind durch eine nichtmagnetische Schraube, wie z. B. eine Messingschraube, mit einander verbunden. Bei dieser Constructionsweise hat der Supplementarmagnet E keine elektrische Verbindung mit irgend einem anderen Theil des Apparates und wird durch Induction von dem Magneten D angeregt.

Eine Schale oder ein Gehäuse F aus Hartgummi oder anderem geeigneten Material, ist auf dem Ring C des Gestelles angebracht, indem derselbe durch einen secnndären oder Inductionsring G daran befestigt ist; letzterer ist mit den inneren Schlitzen g versehen, durch welche eiserne oder Stahlschrauben ^¹ in den Ring gehen, so dafs magnetische Verbindung zwischen den Ringen C und G hergestellt wird. Das gewöhnliche dünneBlechdiaphragma_£T ruht auf dem Ring G und ist an denselben mittelst eines Mundstückes F' angeprefst; letzteres ist mit einem starken Flantsch f versehen, welcher Muttergewinde enthält, womit er auf die Schale F aufgeschraubt wird. Zwischen dem Diaphragma und dem Mundstück oder der Schraubenkappe wird eine ringförmige Unterlagsscheibe h aus weichem Papier oder anderem ähnlichen Material eingesetzt, wodurch die Freiheit der Bewegung des Diaphragmas erhöht und gleichzeitig die Einleitung anderer als der durch die Stimme erzeugten Schallwellen verhindert wird.

Dadurch, dafs man die Telephone in der oben beschriebenen Weise auf Drehzapfen anbringt, adoptiren sich dieselben leicht den Ohren der die Depesche aufnehmenden Person; an jedes Ohr kommt ein Telephon zu liegen. Die Handhabe, an welcher sie gewöhnlich angebracht sind, hat am besten eine solche Länge und Form, dafs die beiden Seiten unter dem Kinn nahe zusammenkommen, während

die Arme etwas weiter unten vorspingen. Die Handhaben werden auf diese Weise nahe genug zusammengebracht, um mit einer Hand erfafst werden zu können, während die andere Hand frei bleibt, um ein gewöhnliches einfaches Telephon oder Transmissionsinstrument zum Sprechen oder Absenden einer Depesche an den Mund zu halten; durch diese Anordnung entfällt die Nothwendigkeit, das Instrument vom Mund an die Ohren zu bringen, wie dies bei Anwendung eines einfachen Telephons der Fall ist; das Anlegen der Telephone dicht ans Ohr hält jedes fremde Geräusch ab und da der Schall in beide Ohren auf einmal geleitet wird, so ist derselbe viel deutlicher.

Um den Schall voller und deutlicher zu machen, werden zwei Diaphragmen angewendet, von denen jedes mit einem Elektromagneten versehen ist, welche beiden Magnete an den Polen des permanenten, beiden gemeinsamen U-förmigen Magneten unter einem solchen Winkel gegen einander angebracht sind, dafs dadurch der Gebrauch eines gemeinsamen Mundstückes möglich wird, welches so geformt ist, dafs sich die Lippen des Sprechenden beiden Diaphragmen so weit als möglich nähern können.

Fig. 8 zeigt eine Draufsicht des verbesserten Apparates und Fig. 9 ist ein Aufrifs desselben; eine Seite dieser Figur ist im Verticalschnitt durch die Mitte der Magnete gezeigt.

Fig. 10 zeigt die Anordnung der Leitung. Ein permanenter U-förmiger oder Hufeisenmagnet A aus Stahl bildet die Handhabe des Instrumentes.

An jedem Pol des Magneten ist eine Kautschukscheibe B B' von ungefähr 12 mm Dicke und von etwas gröfserem Durchmesser als das Diaphragma durch Schrauben befestigt. Eine kleine Spirale C um eine Hartgummispule von . ungefähr 2 5 mm Dicke und einer der Dicke der Scheiben B B¹ etwa gleich kommenden Länge ist fest in jede Scheibe eingesetzt und mit den gewöhnlichen Verbindungsdrähten verbunden. In jeden Pol des permanenten Magneten A ist ein Weicheisenkern D eingeschraubt und wird durch eine Klemmmutter d festgehalten. Der Weicheisenkern gleitet lose durch die Spirale und wird von dem Pol seines Magneten permanent geladen erhalten. Dieser Kern kann in Bezug auf das Diaphragma durch Aufschrauben der Klemmmutter und Zurück- oder Vordrehen des Kernes mittelst eines Schraubenziehers so lange verstellt werden, bis er gehörig gerichtet ist, worauf die Klemmmutter wieder zugedreht und so der Kern festgehalten wird.

Ein Diaphragma E ist zwischen der Scheibe B und der Schraubenkappe F fest angebracht; zwischen Diaphragma und Scheibe bezw. Schraubenkappe sind Ringe e aus dünnem Papier oder ähnlichem Material eingelegt, und alle diese Theile werden durch einen Messingring G fest zusammengehalten, welcher mit einem Flantsch g versehen ist, der über die Scheibe BB' greift und mit seinem Muttergewinde in das Gewinde der Schraubenkappe F eingreift.

Das Mundstück H, aus Metall oder anderem geeigneten Material endigt in eine, zweiästige Röhre, von welcher jeder Zweig durch Schrauben / mit seiner entsprechenden Schraubenkappe F verbunden ist, so dafs die Mündung jeder Röhre über dem Centrum ihres zugehörigen Diaphragmas liegt.

Die Diaphragmen sind unter einem Winkel von ungefähr 40° gegen einander geneigt, wodurch die Lippen des Sprechenden sehr nahe an beide Diaphragmen gebracht werden können, so dafs jedes Diaphragma mit derselben Kraft angeregt wird wie ein einfaches, auf die gewöhnliche Weise construirtes, wodurch fast die doppelte elektromotorische Kraft eines einfachen Diaphragmas hervorgebracht wird. Dieser Anordnung zufolge werden articulirte Worte mit gröfserer Kraft und Reinheit transmittirt, als dies bei einem einfachen Diaphragma unter denselben Umständen der Fall ist.

Jedes Telephon ist ein Gegenstück des anderen und ein solcher Apparat bildet ein sogenanntes -»bipolares Telephone.

Eine Verbesserung des bipolaren Telephons, wodurch der Ton kräftiger und reiner wird, besteht erstens darin, dafs man vier Diaphragmen mit einem gemeinsamen Mundstück combinirt und zweitens, dafs man jedes Diaphragma verdoppelt, so dafs die vibrirende Fläche eine doppelte wird.

Fig. 11 zeigt eine Draufsicht eines Instrumentes, das aus zwei bipolaren Telephonen besteht und bei welchem vier Diaphragmen um ein gemeinsames Mundstück herum angeordnet sind und wobei jedes Diaphragma seinen eigenen Magneten hat.

Fig. 12 ist eine Seitenansicht desselben, theilweise im Centrallängenschnitt durch einen der Magnete hindurch nach der Linie 2-2 in Fig. 11.

Fig. 13 ist eine Draufsicht eines bipolaren Telephons, dessen Diaphragmen verdoppelt oder an jeder Seite des Poles seiner Magneten angebracht sind.

Fig. 14 ist eine Seitenansicht, theilweise im Schnitt nach .der Linie 4-4 in Fig. 13, die Verbindungsart jedes Diaphragmenpaares zeigend.

Fig. 15 ist eine Draufsicht eines i>miiltipolaren Duplex-Telephonst, bei welchem acht Diaphragmen mit einem gemeinsamen Mundstück verbunden sind.

Fig. 16 ist eine Seitenansicht desselben, theilweise im Schnitt nach der Linie 6-6 in Fig. 15.

Fig. 17 ist eine Seitenansicht, theilweise im Schnitt, wobei das »bipolare Duplex-Telephon« mit separaten Handhaben oder permanenten Magneten für jedes Diaphragmenpaar versehen ist, und

Fig. 18 ist eine ähnliche Ansicht, welche ein ähnlich construirtes »multipolares Duplex-Tele phone zeigt.

Der verbesserte Apparat umfafst alles, was in dem »bipolaren Telephone gezeigt ist: einen

permanenten Hufeisenstahlmagnet A, welcher die Handhaben des Instruments bildet; Kautschukscheiben B, Spiralen C, Weicheisenkern D, Diaphragmen E, Schraubenkappen F, Klemmringe G und das Mundstück H.

In den in den Fig. 13, 14, 15 und 16 gezeigten Apparaten geht ein röhrenförmiger Weicheisenkern D durch den Pol des Magneten und reicht durch denselben so weit hindurch, dafs er eine Supplementsspirale C¹ aufnehmen kann. Vor diesem Magneten ist ein zweites Diaphragma Eⁱ gerade in solcher Weise angebracht, wie das correspondirende E. Die zweite Schraubenkappe E¹ ist massiv, ohne Oeffnung für das Mundstück. In den Kern D ist der Länge nach ein kleines Loch von ungefähr 3 mm Durchmesser gebohrt. In diesem Loch steckt ein leichter Stab d aus Holz oder irgend einem nichtmagnetischen Metall (z. B. Messing) und beide Enden dieses Stabes sind mit den entsprechenden Diaphragmen ΈΕ¹ verbunden, so dafs die Bewegung des einen eine correspondirende Bewegung des anderen Diaphragmas hervorbringt.

Durch diese Anordnung werden z\vei Diaphragmen vor zwei Elektromagneten in Schwingungen versetzt, wobei beide Elektromagnete von demselben Pol eines permanenten Magneten aus geladen werden, ohne dafs dadurch irgend welche Veränderungen in Bezug auf das Mundstück nothwendig werden. Versuche haben gezeigt, dafs durch diese Methode die elektrische Kraft bedeutender ist als bei einem einfachen Diaphragma und folglich auch ein stärkerer Ton hervorgebracht wird. Ein ähnlicher Apparat ist an dem anderen Pol des Magneten angebracht, und auf diese Weise werden vier Diaphragmen in Schwingungen versetzt anstatt zweien, wie bei dem »bipolaren Telephon«, und die Beziehungen zwischen den Diaphragmen und dem Mundstück bleiben demungeachtet dieselben, wie in dem zuletzt erwähnten Instrumente.

Eine andere Methode, um denselben Effect, wenigstens der Art, wenn nicht dem Grade nach, hervorzubringen, besteht darin, den Verbindungsstab der Diaphragmen wegzulassen, in welchem Falle das zweite Diaphragma durch die Vibrationen der in dem hohlen Kern Ό enthaltenen Luftsäule in Bewegung gesetzt wird. Dieser hohle Kern bildet in Verbindung mit dem Raum unter den Diaphragmen eine luftdichte Kammer.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf irgend eine bestimmte Anzahl von Diaphragmen, sondern es können deren so viele verwendet werden, als sich bequem an einem einzigen Mundstück anbringen lassen.

Anstatt auf demselben Pol des permanenten Magneten einen secundären und primären Magneten anzubringen, wie in Fig. 13, 14, 15 und 16 gezeigt, können die beiden Pole des permanenten Magneten in die in Fig. 17 und 18 gezeigte Stellung gebracht werden, so dafs der secundäre Magnet auf dem anderen Pol des permanenten Magneten angebracht ist. Aus dieser Anordnung folgt jedoch, dafs hier zweimal so viel permanente Magnete nothwendig sind, um eine bestimmte Anzahl, Diaphragmen in Bewegung zu setzen, als bei dem in Fig. 16 gezeigten Instrument. Der Zwischenraum zwischen den beiden Polen des in Fig. 17 und 18 gezeigten permanenten Magneten ist durch ein röhrenförmiges Stück I, aus Messing oder anderem nicht magnetischem Stoffe überbrückt, um die in dem Gehäuse und dem Magnetkern enthaltene Luftsäule zu begrenzen. In anderer Beziehung ist der Apparat genau dem zuvorbeschriebenen gleich.

Die Wirkungsweise des verbesserten Telephons wird aus der vorhergehenden Beschreibung leicht verständlich sein.

Bis jetzt war es schwierig, an einem Liniendraht mehrere Telephonstationen, mit Signalglocken versehen, anzubringen, weil die Bobinen der Elektromagnete der Signalglocken der Zwischenstationen die elektrischen Wellen oder Impulse, welche in dem Sprechtelephon erzeugt werden, aufhalten.

In Fig. 19 sind vier Stationen ABCD als durch eine Sprechtelephonleitung mit einander verbunden gezeigt. Jede Station ist mit einem oder mehreren Sprechtelephonen EE¹E²E³ und ferner mit einer gewöhnlichen elektrischen Signal- oder Rufglocke EE¹E²E³ versehen, welche jede. mit einem gewöhnlichen magnetoelektrischen Generator oder einer Batterie versehen ist, je nachdem es die Umstände erfordern. In diesem Beispiel ist die Station A mit einem Generator G versehen, während die Station D eine Batterie L B und einen gewöhnlichen Morsetaster K hat, um die Station in die Linie ein- und aus derselben auszuschalten. Die Batterien und Generatoren der Zwischenstationen sind der leichteren Uebersicht halber nicht gezeigt.

Die Batterie wird nur auf solchen Linien zum »Rufen« angewendet, welche das sogen. »Batterietelephon« gebrauchen. Der magnetoelektrische Generator wird nur auf solchen Linien angewendet, welche das permanente Magnettelephon verwenden, und in solchen Fällen ist keine Batterie erforderlich.

Jede Station ist mit einem Umschalter IPI²P versehen, welcher in der einen Stellung den Strom durch seinen entsprechenden Telephonmagnet und in der anderen Stellung durch seinen entsprechenden Glockenmagnet sendet und das Telephon ausschaltet. Die Zeichnung, zeigt die Art der Verstellung der Leitungen und die Telephonverbindungsdrähte als um den Glockenmagnet herumlaufend. Ein ähnlicher Umschalter J schaltet den Generator nach Bedarf von der Linie aus oder in dieselbe ein. Wenn die Linie nicht benutzt wird, so läfst man alle Umschalter so stehen, dafs der Strom durch die Glockenmagnete geht und die Telephone ausgeschaltet sind, wodurch es möglich

wird, dafs jede beliebige Station jede andere Station mittelst ihrer Signal- oder Rufglocke und Batterie oder ihrer Glocke und ihres magneto-elektrischen Generators je nach Umständen anrufen kann.

In Fig. 19 sind die Wechsel IP auf den Endstationen A und D in der Stellung gezeigt, bei welcher diese beiden Stationen mit einander sprechen können. Die Zwischenstationen B und C befinden sich natürlich in jener Stellung, um dieselben rufen zu können; der Strom wird durch die Glockenmagnete jener Stationen geleitet, da es unausführbar ist, dafs in denselben alle Umschalter ausgeschaltet sind, so oft zwei Stationen mit einander zu sprechen wünschen. Meine Verbesserungen machen es möglich, dafs diese Magnete in der Leitung eingeschaltet bleiben und daher in jener Stellung sind, in welcher sie angerufen werden können, ohne dafs dadurch die Transmission der Stimmvibrationen in der Leitung von einer Endstation zur anderen im mindesten gestört würde.

Der Condensator kann einen Theil des Apparates bilden, d. h. er kann z. B. in dem Boden von Signalkästen gewöhnlicher Construction eingesetzt, oder er kann separat gemacht werden, wie in seiner gewöhnlichen Form und mit dem Kasten durch Drähte von entsprechender Länge verbunden werden.

In den Zeichnungen sind die Condensatoren H JI' H'¹ H³ als in Zweigleitungen angeordnet gezeigt.

Oft ist es erwünscht, das Sprechtelephon auf gewöhnlichen Morseleitungen anzuwenden, was durch diese Verbesserung mittelst der in Fig. 20 dargestellten Anordnung möglich gemacht wird.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Die durch Zeichnung und Beschreibung nachgewiesenen Constructionen und Anordnungen.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.