DE240800C

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Publication number: DE240800C
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Description

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KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- .Ja 240800 KLASSE 21 a. GRUPPE

Dr. JOSEF SCHIESZLER in BADEN B.WIEN.

elektrischer Schwingungen.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 9. Oktober 1910 ab.

Gemäß vorliegender Erfindung wird zur ■ Erzeugung, Verstärkung oder Aufnahme möglichst ungedämpfter elektrischer Schwingungen ein entweder auf gleiche Spannung, gleiche Stromstärke oder gleichen Widerstand selbstregulierender, zwischen Metallelektroden usw. gebildeter Lichtbogen benutzt, dessen Länge und somit auch dessen Spannung, Stromstärke und Widerstand periodisch geändert wird, und zwar zum Zwecke der Erzeugung elektrischer Wellen durch ein rotierendes oder schwingendes oder auch durch ein stabiles, aber genau einstellbares und von Wechselströmen bestimmter Periode durchflossenes Magnetsystem. Zum Zwecke der Aufnahme und Verstärkung elektrischer Schwingungen irgendwelcher Art wird der Lichtbogen nur von einem stabilen, einstellbaren Magnetsystem beeinflußt, das von den aufzunehmenden und zu verstärkenden- Strömen der Linie oder den einlangenden elektrischen Wellen usw. durchflossen wird. Zur Zündung, Einstellung und Regulierung des Lichtbogens auf konstante Spannung, Stromstärke oder Widerstand dienen verstellbare Regulier- und Fixiermagnete, die entweder sämtlich oder zum Teil mit dem Lichtbogen in Reihen-, im Nebenschluß oder Differentialschaltung angeordnet sind. Die Fixiermagnete haben dabei nicht nur den Zweck, den Lichtbogen zu zünden, auf eine bestimmte Bogenlänge einzustellen und zu fixieren, sondern auch insbesondere die den einen Kontakt tragende federnde Elektrode beliebig zu spannen. Auf diese Weise können bei der Erzeugung, bei der Aufnahme und Verstärkung elektrischer Schwingungen irgendwelcher Art die Eigenschwingungsperioden der federnden Elektroden mit den erzwungenen Perioden in Resonanz gebracht und dadurch ein höherer Nutzeffekt erzielt werden. Dies ist namentlich bei den Empfangs- und Verstärkungsapparaten von Bedeutung. Denn die höheren Schwingungszahlen der menschlichen Sprachlaute, die als Obertöne für die Klangfarbe so wichtig sind, machen ziemlich starke Federspannungen nötig. Deshalb sollen für die Fixiermagnete äußerst kräftige Magnetkonstruktionen verwendet werden, seien es nun permanente magnetische Magazine oder kräftige Zugelektromagnete entsprechender Konstruktion oder Kombinationen beider Mägnetformen. Andererseits bewirken diese Fixiermagnete sehr rasche und starke Dämpfungen aller erzwungenen und eigenen Schwingungen der federnden Elektrode und damit auch des Lichtbogens. Dadurch kommt es im Generatorstromkreis des Senders zu einem pulsierenden Gleichstrom (Wellenstrom) von nahezu sinusförmigem Verlauf, von welchem ein mit dem Generatorstromkreis gekuppelter Schwingungskreis zu kontinuierlichen, nahezu ungedämpften Eigenschwingungen angeregt wird, während in der Ausführung als Emp-

fangs- und Verstärkungsapparat durch den Fixiermagneten sowohl die erzwungenen als auch eigenen Schwingungen rasch gedämpft werden und dadurch die Deutlichkeit der Übertragung gefördert wird.

Die Fig. ι bis 6 der Zeichnung" veranschaulichen verschiedene Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes. Fig. ι zeigt in schematischer Weise eine der Erfindung gemaß eingerichtete Senderanordnung für drahtlose Telegraphie oder Telephonie mit beispielsweise zwei Lichtbogen, deren Zahl bei der praktischen Ausführung vorteilhaft vier oder ein Vielfaches von vier ist. Fig. 2 zeigt in schematischer Darstellung eine Anordnung zur Übertragung der Schwingungen des Generatorstromkreises auf eine Senderantenne. Fig. 3 stellt einen Empfangsapparat für drahtlose Telegraphie und Telephonie dar, der auch als Relais in der Telegraphie und Telephonie mit Draht verwendet werden kann, wobei in gestrichelten Linien eine zweite Kopplungsart des Empfängertelephons veranschaulicht ist. Die Fig. 4 und 5 zeigen in Vorder- und Seitenansicht eine der Erfindung gemäß hergestellte Mikrophoneinrichtung'. Fig. 6 zeigt eine andere Ausführungsform des Mikrophons.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Senderan-Ordnung kommen zwei Lichtbogen in Verwendung, deren Elektroden 1, 2 bzw. 3, 4 aus magnetisierbarem Metall, z. B. aus Eisen, oder aus magnetisierbaren Legierungen hergestellt sind und an federnden Trägern 5, 6 bzw. 7, 8 befestigt sind, oder mit diesen aus einem Stück bestehen.

Um das Zustandekommen und die Fortdauer des Lichtbogens zu ermöglichen, ist die positive Metallelektrode 1 bzw. 3 mit einem aus schwer schmelzbarem Metall oder Legierung hergestellten Krater 9 und die andere negative Elektrode 2 bzw. 4 mit einem Kegel 10 von gleicher Beschaffenheit versehen. Beide Teile 9 und 10, die im nachstehenden stets als »Kontakte« bezeichnet werden sollen, können auch auswechselbar angeordnet sein. Die Kontakte können auch aus einem radioaktiven Metall, wie Uran u. dgl., oder aus einer die gleiche Eigenschaft besitzenden Legierung hergestellt sein, um den Elektrodenzwischenraum zu ionisieren. In manchen Fällen kann auch der positive Kontakt allein aus einem radioaktiven Metall hergestellt sein.

Die beiden Lichtbogen sind in einen Stromkreis, dem durch die Klemmen 11 und 12 Gleichstrom zugeführt wird, in Reihe geschaltet. Die positive Klemme 11 ist durch Leitung 13 über eine mit einem geschlossenen, stark unterteilten Eisenkern versehene Selbstinduktion 14 und über zwei Elektromagnete 15 und 16 mit der Anschlußklemme 17 der positiven Elektrode 1 des einen Lichtbogens verbunden; die Anschlußklemme 18 der negativen Elektrode 2 dieses Lichtbogens ist durch Leitung 19 über zwei Elektromagnete 20 und 21 mit der Anschlußklemme 22 der positiven federnden Elektrode 3 des zweiten Lichtbogens verbunden.

Die Anschlußklemme 23 der federnden Elektrode 4 dieses zweiten Lichtbogens, ist durch Leitung 24 über eine mit geschlossenem, stark unterteiltem Eisenkern versehene Selbstinduktion 25 mit der negativen Klemme 12 verbunden.

In einem Nebenschluß 26 des beschriebenen Stromkreises sind die Regulierelektromagnete 27, 28 eingeschaltet, von denen je einer einem Lichtbogen angehört. Die lichtbogenbildenden Elektrodenpaare bzw. die· in Reihe geschalteten Lichtbogen, deren Anzahl für praktische Zwecke vier oder ein Vielfaches von vier beträgt, sind im Kreise um eine aus Aluminium oder anderem ähnlichen Material bestehende Scheibe 29 angeordnet, die auf einer irgendwie elektrisch in Umdrehung" versetzten Welle 30 (Schnellaufmotor usw.) festsitzt und an dem Umfang mit in gleichen Abständen voneinander angeordneten, magnetisierten Stahlschrauben 31 versehen ist, deren entsprechend bemessene Köpfe bei der Drehung des Rades auf die inneren Elektroden (1,4) aller Lichtbogen gleichzeitig" einwirken, wodurch die Lichtbogenlänge periodisch geändert wird.

Die in Reihe geschalteten, gegebenenfalls stellbaren Fixierelektromagnete 15, 16 und 20, 21, deren Kerne den betreffenden magnetisierbaren Elektroden gegenüberstehen, haben das Bestreben, die beiden im stromlosen Zustand einander berührenden Elektroden 1,2 bzw. 3,4 in einem bestimmten Abstand und die Elektrodentragfedern 5,6 bzw. 7,8 in Parallellage zu halten. Die im Nebenschluß liegenden Regulierelektromagnete 27, 28, die gleichfalls verstellbar sein können, wirken auf die äußeren Elektroden 2, 3 jedes Lichtbogens und sind so angeordnet, daß ihre Achsen in der Richtung des Lichtbogens bzw. in einer durch die Kontakte 9 und 10 gelegten Linie liegen. '

Die Fixiermagnete 15,16 und 20,21 und die Reguliermagnete 27, 28 können auch ohne Kern, also als Solenoide ausgeführt werden, namentlich dort, wo die magnetische Hysterese störend wirkt. Die Reguliermagnete können entweder alle in Reihe oder im Nebenschluß oder auch so geschaltet sein, daß ein Teil derselben in Reihe, der andere Teil im Nebenschluß (Differentialschaltung) gelegt ist. Die gleichen Schaltungsarten können jedoch auch für die Fixiermagnete benutzt werden, obzwar diese meistenteils in Reihe geschaltet

werden. - Das die Aluminiumscheibe 29 enthaltende rotierende Magnetsystem kann zweckmäßig so ausgebildet sein, daß es einen gegen die Elektroden gerichteten, dieselben abkühlenden Luftzug hervorbringt.

Es können aber auch zwei Aluminiumscheiben in geringem Abstand übereinander angeordnet werden, von denen die untere mit Löchern versehen ist, so daß die von unten einströmende Luft durch die Fliehkraft radial hinausgetrieben wird.

Ferner können die Elektroden in einem Vakuumrohr oder behufs Kühlung in einer mit Wasserstoff gefüllten Röhre angeordnet sein.

Die Kühlung der Elektroden kann auch durch Absaugen der durch sie erwärmten Luft erfolgen. So können beispielsweise die Elektroden in einem Kamin, Zugrohr o. dgl. angeordnet werden.

Mit dem beschriebenen Schwingungsgenerator kann entweder unmittelbar, ein Fernleitungssystem oder zwecks drahtloser Übertragung" mit Zwischenschaltung eines aus regelbarer Selbstinduktion und variabler Kapazität bestehenden Sehwingungskreises ein Antennensystem in irgendeiner Weise gekoppelt sein, wobei die Zwischenschaltung eines Schwingungskreises auch für den Anschluß von Fernleitungssystemen von Vorteil ist.

. Bei der in Fig. 2 beispielsweise dargestellten Anordnung" ist die Leitung 19 des Schwingungsgenerators mittels eines Transformators

33 mit einem geschlossenen Schwingungskreis

34 induktiv gekoppelt, der einen regelbaren Kondensator (Kapazität) 35 enthält und durch Aufladen und Entladen des letzteren in Eigenschwingungen versetzt wird, die in vorliegendem Falle gleichfalls durch induktive (magnetische) Kopplung 36 auf· ein Luftleitersystem 37 übertragen werden.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Sendeanordnung ist folgende:

Sobald bei den Klemmen 11 und 12 (Fig. 1) Strom in den Sendestromkreis eingeführt wird, werden die beiden federnden Elektroden jedes Lichtbogens durch die Fixiermagnete 15, 16, 20, 21 auf Lichtbogenentfernung voneinander abgehoben, worauf nach bereits vollzogener Lichtbogenbildung zugleich auch die Reguliermagnete 27, 28 eingeschaltet werden und das bewegliche Magnetsystem 29, 31 in Umdrehung versetzt wird. Sobald die Magnete bzw. die magnetisierten Stahlschrauben 31 den inneren Elektroden 1,4 gegenüberstehen, werden die letzteren angezogen, so daß die Lichtbogenlänge und damit auch der Spannungsunterschied zwischen den beiden Elektroden wächst. Sind die Magnete vorbeigegangen, so bewirken die Reguliermagnete 27, 28 sofort eine selbsttätige Einstellung auf die ursprüngliche Spannung. Bei jedem Vorbeigang eines Magneten wiederholt sich dieser Spannungswechsel in regelmäßiger Weise. Die Fixiermagnete gewährleisten eine konstante Länge des Lichtbogens und einen konstanten Spannungsunterschied zwischen den Elektroden. Die Spulen der Fixiermagnete wirken zugleich als vorgeschaltete Beruhigungswiderstände und sind entweder schon bei der Herstellung genau abgeglichen oder erhalten außerdem noch einen Regelungs^ vorschaltwiderstand, der die genaue Einstellung auf normale Verhältnisse ermöglicht. Die Anzahl der Spannungsschwankungen im Senderstromkreis hängt von der Anzahl der Magnete 31 des drehbaren Systems und von der Umdrehungsgeschwindigkeit des letzteren bzw. von der Geschwindigkeit des eventuell verwendeten Schnellaufmotors ab. Diese Geschwindigkeit kann bei konstanter Magnetzahl und bei Verwendung eines Schnellaufmotors durch einen Vorschaltwiderstand innerhalb weiter Grenzen geregelt werden. Die Intensität der durch den Schwingungsgenerator erzeugten Schwingungsenergie kann durch Vermehrung der im Kreise angeordneten Lichtbögen die Stromstärke beziehungsweise durch Parallelschaltung derselben vergrößert werden. Ebenso kann die Spannungsamplitude durch Näherstellüng der kreisenden Magnete mit Bezug auf die inneren federnden Elektroden durch stärkere Magnetisierung derselben und durch Vergrößerung der kreisenden magnetischen Massen gesteigert werden.

Durch die Fixiermagnete wird im Verein mit den Reguliermagneten eine rasche und kräftige Dämpfung im primären oder Generatorstromkreis erzielt, so daß in dem mit diesem ' Stromkreis gekoppelten sekundären Schwingungskreis nahezu ungedämpfte Eigenschwingungen erregt und diese nahezu mit derselben Intensität auf das Antennensystem übertragen werden.

An Stelle des kreisenden kann auch ein schwingendes Magnetsystem, beispielsweise eine elektromagnetisch betriebene, magnetische. Stimmgabel benutzt werden, deren Zinken beim Schwingen die federnde, magnetisierte Lichtbogenelektrode beeinflussen.

Ebenso kann zur Erzeugung elektrischer Schwingungen auch ein stabiles Magnetsystem nach Fig. 3 verwendet werden, dessen Reguliermagnete irgendwie von einem rhytmisch oszillierenden Strom (hochfrequenter Stromunterbrecher usw.) durchflossen werden.

Doch können bei einer vereinfachten Anordnung der genannten drei Ausführungsformen die Fixiermagnete 50, 51 und die Reguliermagnete 52, 53 weggelassen werden, ohne daß dadurch das Wesen des Erfmdungsgedan-

kens besonders geändert würde. Diese Abänderungsform läßt sich am bequemsten bei einer Ausführung nach Fig. 3 als Empfangsund Verstärkungsapparat ausführen.
Für telegraphische oder telephonische Zwecke wird der Geber (Taster, Mikrophon 0. dgl.) so angeordnet, daß er entweder auf den im Generatorstromkreis fließenden,Strom oder auf die Lichtbogenelektrode zweckmäßig auf elektromagnetischem Wege einwirkt, wodurch im Generatorstromkreis Stromschwankungen im Rhytmus der gegebenen Zeichen oder der Sprachschwingungen erzeugt und auf ein Leitungs- oder Antennensystem übertragen werden können.

Die durch das Leitungs- oder Antennensystem ausgesandten elektrischen Wellen können von einer beliebigen Empfangseinrichtung aufgenommen werden.

Dieselbe kann nach den gleichen Grundsätzen gebaut sein wie die Sendeeinrichtung. Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform dieser Empfangseinrichtung. Sie besteht im wesentlichen aus zwei in Reihe geschalteten, mit Selbstregelungseinrichtüng versehenen Lichtbögen, die z\veckmäßig eine Elektrode ο der angegebenen Art gemeinschaftlich haben, während die positive Metallelektrode ι' des einen und die negative Metallelektrode 2' des anderen Lichtbogens zu beiden Seiten dieser Elektrode ο angeordnet sind; die letztere ist mittels einer Feder 43 bei 44 pendelartig aufgehängt, während die beiden anderen Elektroden 1' und 2.' durch abwärts ragende Federn 45 und 46 getragen werden, die an den Anschlußklemmen 47, 48 befestigt sind. Zu jeder der drei Elektroden gehört ein Fixiermagnet 49» 5°; 5^{1 un}d ^zu den beiden äußeren Elektroden überdies noch je ein Reg"uliermagnet 52 bzw. 53·

Als Stromquelle zur Speisung der Lichtbögen kann beispielsweise eine mit Vorschaltwiderstand (Glühlampe) versehene Lichtleitung oder besser eine Akkumulatorbatterie benutzt werden, die bei den Polklemmen 11' und 12' anzuschließen ist. Die positive Klemme 11' ist wie früher über eine Selbstinduktion 14' der genannten' Art mit der Anschlußklemme 47 und die Anschlußklemme 48 über den Fixiermagneten 49 der mittleren Elektrode ο und über eine Selbstinduktion 25' mit der negativen Polklemme 12' verbunden. In einem Nebenschluß 54 ist der Fixiermagnet 50 und der Reguliermagnet 52 des einen Lichtbogens (o, i') und in einem zweiten Nebenschluß 55 der Fixiermagnet 51 und der Reguliermagnet 53 des änderen Lichtbogens (o, 2') eingeschaltet.

Zur Beeinflussung der beiden Lichtbogen in Fig. 3 sowie auch bei den früher genannten Anordnungen, z. B. Fig. i, dient gleichfalls ein Magnetsystem, das im vorliegenden Falle aus zwei Elektromagneten 56, 57 irgendwelcher Art mit eventuell verstellbaren Eisenkernen besteht, welche zu beiden Seiten der die mittleren Kontakte tragenden elastischen Stahlfeder oder Membran 43 beziehungsweise ihres endständigen Ankers 0 angeordnet sind und zum Zwecke einer regulierbaren Empfindlichkeit längs der elastischen Stahlfeder verschoben werden können. Die Magnetspulen sind in die Leitung 58 eingeschaltet, und diese ist mit den Klemmen 59 und 60 verbunden. !Diese beiden Magnete mit entweder entgegengesetzten oder'gleichen Polen sollten sich, genau genommen, in ihrer Wirkung" aufheben, wenn die elastische Stahlfeder 43 absolut genau in der Mitte eingestellt wäre. Allein da dies praktisch nie der Fall ist, so folgt die federnde Elektrode genau jedem Stromstoß, auch bei sehr schwachem Strom und sehr geringen Spannungen. Bei einem diesbezüglichen Versuche wurde als Stromquelle ein nahezu vollständig verbrauchtes Trockenelement von den Dimensionen no X 55 X 55 mm benutzt, dessen Klemmenspannung noch etwa 0,1 Volt betrug" bei einer Stromstärke von 4 Milliampere. Wurde nun der vorliegende Apparat eingeschaltet, so sank die Stromstärke auf etwa 1 Milliampere und bei Vorschaltung zweier Graphitwiderstände von hunderttausend (100000) und fünfzigtausend (50000) Ohm (also insgesamt 15000O₁JV₁) ge-' horchte die federnde Elektrode jedem Druck des Morsetasters auch bei den schnellsten Unterbrechungen, so daß jede Unterbrechung des Stromes in einem mit dem Kontaktstromkreis, der von. einem Trockenelement gespeist wurde, gekoppelten Stentortelephon mit Schalltrichter bis auf 10 bis 15 Meter vom Telephon entfernt noch deutlich hörbar war. Das entspricht also einer effektiven Stromstärke im

Apparat von -—r-, _:—Ampere (0,0000015

^vv 1,5 Millionen ^{v K J}

Ampere). .

Die beiden Elektromagnete 56, 57 sind zueinander entweder in Serie oder parallel geschaltet. Durch einen Schalter werden die Klemmen 59, 60 der beiden Magnete entweder mit der Antenne 61, 62 oder mit der Linie usw. gekoppelt, von welcher dem Apparat die zu verstärkenden Ströme zugeführt \verden.

Die letzteren können mittels eines Umschalters 61 mit einer vom Sender kommenden Leitung" oder, wie dargestellt, mit einem Luftleiter (Antenne) 62 verbunden werden, der die vom Sender übertragenen elektrischen Wellen aufnimmt. Durch Umlegen des Schalters 61 auf zwei andere Klemmen 63 und 64 kann der Luftleiter 62 mit einer Leitung 65 verbunden werden, die eine Anzahl von für verschiedene Periodeazahlen abgestimmte, zu-

einander in Serie oder parallel geschaltete Resonanzrelais 66, 67, 68, 69 (Monotelephone usw.) bekannter Art enthält, jedem Resonanzrelais ist eine Signalvorrichtung 66', 67', 68', 69' zugeteilt, die beim Ansprechen des betreffenden Resonanzrelais in Tätigkeit gesetzt wird.

Sobald die vom Sender kommenden Wellen durch den Luftleiter 62 in die Leitung 58 gelangen und die Elektromagnete 56 und 57 durchfließen, wirken die letzteren auf die federnde Elektrode ο ein, so daß die beiden Lichtbögen im Rhytmus der einlangenden elektrischen Wellen bzw. der den ' letzteren aufgezwungenen Störungen geändert werden. Hierbei wirken die Fixier- und Reguliermagnete genau in derselben Weise wie bei der Sendeeinrichtung.

Die im Empfängerstromkreis hervorgerufenen Stromschwankungen können unter Anwendung irgendeiner Kopplungsart auf den eigentlichen telephonischen oder telegraphischen Empfänger übertragen werden.

In Fig. 3 beispielsweise werden die Strom-Schwankungen unter Benutzung der Selbstinduktionsspule 25' durch Transformation auf die im Stromkreis 70' des Empfangstelephons 71 eingeschaltete Induktionsspule 72 übertragen.

Die Spule 42 kann auch mit Einschaltung eines Blockierungskondensators in Nebenschluß zu den Lichtbögen geschaltet werden, in welchem Falle die Änderungen im magnetischen Feld der Spule entsprechende Ladungen und Entladungen des Kondensators 38, 39 hervorrufen, die sodann im Empfänger (Telephon, Morseschreiber usw.) nutzbar gemacht werden.

Die beiden Elektromagnete 56 und 57 können zwecks Änderung oder Einstellung ihrer Wirkung auf die Lichtbogenelektrode ο stellbar angeordnet sein. Die Verstellung kann beispielsweise mittels einer gemeinschaftlichen Schraubenspindel bewirkt werden, durch deren Drehung nach der einen oder anderen Richtung die beiden Elektromagnete gleichzeitig der Feder oder Membran 43 genähert oder von ihr entfernt werden können.

Die beiden Elektromagnete 56, 57 können aber auch auf die beiden federnden Elektroden i' und 2' einwirken, wobei die beiden Reguliermagnete · 52, 53 ganz entfallen beziehungsweise durch die von den drahtlos übertragenen elektrischen Wellen oder den undulierenden Strömen der Linie durchflossenen Elektromagneten 56, 57 ersetzt werden.

Wird zum Zwecke eines Anrufes der Umschalter auf die Klemmen 63 und 64 gelegt, so wird die Resonanzrelaisleitung 65 eingeschaltet. Soll nun beispielsweise dasjenige Relais der Gruppe, welches auf 500 Doppelschwingungen abgestimmt ist, zum Ansprechen gebracht werden, so wird in der Sendestation so viel Vorschaltwiderstand eingeschaltet, daß der Schwingungsgenerator derselben ungefähr 500 Perioden erzeugt. Es wird sodann nur das auf 500 Doppelschwingungen abgestimmte Resonanzrelais ansprechen und seine zugehörige optisch - akustische Signalvorrichtung in Tätigkeit setzen. Die Schaltvorrichtung kann nun in bekannter Weise so angeordnet sein, daß, wenn der so Angerufene das Telephon vom Schalthaken abnimmt, die Umschaltung auf den Empfangsstromkreis selbsttätig erfolgt. Die Anordnung kann übrigens auch so getroffen werden, daß der Anrufstrom erst nach Verstärkung durch das Telephonrelais in den Stromkreis 65 der Resonanzrelais geleitet wird.

Die beschriebene- Empfangsanordnung (Fig. 3) kann auch als Telephonrelais zur A'erstärkung elektrischer Wellen in der TeIephonie mit Draht verwendet werden. Der Linienstrom wird sodann den Klemmen 59, 60 zugeführt, und der verstärkte Strom wird durch ein irgendwie gekoppeltes Telephon ο. dgl. aus dem Lichtbogenstromkreis oder aus einem Nebenschluß zu demselben entnommen, in welchem ein mit dem Telephon gekoppelter Kondensator angeordnet sein kann.

Wird die in Fig. 3 dargestellte Einrichtung vereinfacht und zweckentsprechend abgeändert, dann erhält man eine Anordnung, in welcher die durch die menschliche Sprache unmittelbar erregten Schallwellen direkt auf die eine der beiden Elektroden übertragen werden und so die Länge des Lichtbogens und damit auch die Spannung desselben beeinflussen.

Die beiden Lichtbogen besitzen zweckmäßig wie bei der Empfangseinrichtung nach Fig. 3 einen gemeinsamen doppelseitigen Kontakt 0 (Fig. 5), der auf einer ebenfalls gemeinschaftlichen, bei 73 befestigten federnden Elektrode (Membran usw.) befestigt ist.

Der eine, z. B. positive Kontakt 1' der einen Lichtbogenelektrode sitzt in der Mitte einer federnd aufgehängten Membran 75, die aus irgendeinem schwingungsfähigen Material, z. B. Aluminium, Glas, Glimmer, Holz, Pergamentpapier usw., hergestellt und an einer einzigen Stelle ihres Umfanges mit einem leitenden Anschlußstück 76 in fester Verbindung steht. Falls aber die Membran nicht aus leitendem Material besteht, ist. der auf ihr sitzende Kontakt i' durch einen Stanniolstreifen JJ ο. dgl. mit dem Anschlußstück 76 verbunden.

Die Peripherie der elastischen Membran ist entweder ganz oder teilweise umgebogen, und dieser Rand ist bei unmagnetischen Membranen mit Verstärkungen aus magnetisierbarem Material (bei 81) versehen, durchweiche die

Membran mittels eines peripher angeordneten Magnetsystems 78,79,80 irgendwelcher Art (permanente oder Elektromagnete oder eine Kombination von beiden) fixiert und gespannt werden kann.

Die Elektromagnete selbst sind in diesem Falle entweder in Serie oder parallel zueinander in die Leitung 82 geschaltet, die von der positiven Polklemme 83 zu einer Klemme 84 des Anschlußstückes 76 führt und daher mit der positiven Lichtbogenelektrode 1' verbunden ist.

Die Tragfeder oder Membran 74 der mittleren Elektrode ο ist über diese hinaus verlängert (Fig. 5) und trägt an dem freien Ende ein magnetisierbares Metallstück 85, auf welches der Fixiermagnet 86 dieser mittleren Elektrode einwirkt. Der Fixiermagnet 86 ist in einer Leitung 87 eingeschaltet, die von der negativen Polklemme 88 zur Anschlußklemme 89 für die Tragfeder 90 der negativen Elektrode 2' des zweiten Lichtbogens führt. Der Fixiermagnet 91 dieser Elektrode 2.' ist mit dem Reguliermagneten 92 derselben in einem Nebenschluß 93 in Reihe geschaltet. Die beiden Polklemmen 83, 88 werden mit der Stromquelle verbunden, die den lichtbogenbildenden Strom dem Mikrophon zuführt. Die auf die Sprechmembrane einwirkenden Elektromagnete 78, 79, 80 ... können auch im Nebenschluß zum Lichtbogenstromkreis geschaltet sein.

Wird auf die Membran 75 unmittelbar oder mittels .eines Trichters oder Rohres gesprochen, oder werden die Schallschwingungen mittels eines mit der Membran fest verbundenen Drahtes oder eines sonstigen elastischen Schalleiters zugeführt, so kann die Einrichtung so getroffen werden, daß die Kontakte entweder einander durch den Druck genähert oder voneinander entfernt werden. In beiden Fällen wird die Membran, die durch die Wirkung der Fixiermagnete 78, 79, 80 gespannt gehalten und gehindert wird, Eigenschwingungen auszuführen, in erzwungene Schwingungen versetzt, welche Änderungen in der Länge der bei den Lichtbögen und daher erhebliche Spannungsschwankungen zwischen den Elektroden herbeiführen. Da nun als Stromquelle ebenso eine Batterie wie auch eine Lichtleitung verwendet werden kann, so werden bei den gebräuchlichen Netzstromspannungen von 110 und 220 Volt schon bedeutende Spannungsschwankungen vorkommen. Ein derartiges Hochspannungsmikrophon vermag natürlich auch größere Wider- ' stände zu überwinden als ein gewöhnliches Körnermikrophon oder dieselbe beschriebene Einrichtung, wenn sie mit niedriggespanntem Batteriestrom betrieben wird.

Durch Änderung des von der Membran unmittelbar beeinflußten Lichtbogens zwischen 1' und ο wird auch die Stromstärke und demgemäß auch die Wirkung des Reguliermagneten 92 geändert, der sodann den zweiten Lichtbogen zwischen 2' und ο in gleichem'Sinne beeinflußt. Die so hervorgerufenen Stromschwankungen können unter Anwendung irgendeiner Kopplungsart drahtlos oder mit Draht übertragen werden. Bei Anwendung zweier paralleler Membranen 74, 75 als Elektrodenträger kann der zwischen denselben befindliche Raum durch ein Gehäuse abgeschlossen werden, in welchem zwecks Kühlung der Elektroden Öffnungen zum Durchströmen von Luft vorgesehen sind.

Fig. 6 zeigt eine andere Ausführungsform des Mikrophons. Bei derselben ist nur ein einziger Lichtbogen benutzt, der zwischen Metallelektroden 1 und 2 bzw. deren Kontakten 9 und 10 der angegebenen Art gebildet ist. Die positive Elektrode 1 sitzt auf einer leitenden Spindel 94, die durch ein mittels der leitenden Feder 95 schwingbar aufgehängtes Eisenstück 96 dringt und an dem anderen Ende eine Schallplatte 97 trägt. Letztere ist so bemessen, daß sie die Elektrode 1 möglichst ausbalanciert. Die Feder 95 ist an ihrer Anschlußklemme durch eine Leitung mit der positiven Polklemme 98 und die negative Elektrode 2 durch ihre Tragfeder 99 über deren Anschlußklemme durch eine Leitung mit dem auf das Eisenstück 96 wirkenden Fixiermagneten 100 der positiven Elektrode mit der negativen Polklemme 101 verbunden. In einem Nebenschluß 102 ist der Fixiermagnet. 103 mit dem Reguliermagneten 104 der negativen Elektrode 2 in Reihe geschaltet.

Werden nun die nach Fig. 4, 5 und 6 beschriebenen Mikrophonanordnungen in die telephonische Sendevorrichtung der Sendestation eingeschaltet, so geschieht dies in der Weise, daß der undulierende Mikrophonstrom zwei verstellbare Elektromagnete, z. B. 56, 57 in Fig. 3, durchfließt, welche die federnden Elektroden 7 oder 8 in Fig. 1 oder 43 in Fig. 3 beeinflussen und durch diese die Länge des Lichtbogens und somit auch die Spannung desselben. Dabei wäre nun vorausgesetzt, daß diese Magnete geradeso wie in Fig. 3 von einem eigenen Strom durchflossen werden, also beispielsweise dem einer eigenen Mikrophonbatterie.

In einfacher Weise kann aber auch die beschriebene Mikrophananordnung mit dem Lichtbogen der beschriebenen Sendevorrichtung, z.B. nach Fig. 1 und 3, in Reihe oder parallel geschaltet werden.

Claims

Patent-Ansprüche:

i. Einrichtung zur Erzeugung oder Verstärkung möglichst ungedämpfter elek-

irischer Schwingungen, dadurch gekennzeichnet, daß als Generator elektrischer Wellen ein auf gleiche Spannung (Stromstärke oder Widerstand) selbsttätig regulierender, zwischen teilweise oder ganz magnetisierbaren Metallelektroden gebildeter Lichtbogen benutzt wird, dessen Länge und somit auch dessen Spannung durch ein schwingendes oder rotierendes Magnetsystem periodisch geändert wird.
2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der sich selbsttätig regulierende Lichtbogen zwischen zwei federnden, -teilweise oder ganz magnetisierbaren Metallelektroden (1,2 bzw. 3, 4) im stromlosen Zustande sich berührenden und unter dem Einfluß eines in der Hauptrichtung des Lichtbogens angeordneten Regulierelektromagneten (27 bzw. 28) sowie zweier senkrecht zur Hauptrichtung des Lichtbogens angeordneter, die Elektroden in Parallelstellung haltender Fixierelektromagneten (15, 16, 20, 21) steht, wobei sowohl die Regulier- als auch die Fixiermagnete je nach dem zu erreichenden Zwecke mit den Lichtbogen sowohl im Nebenschluß als auch in Serie oder Differentialschaltung untereinander verbunden sein können.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Elektroden, teilweise oder ganz aus magnetisierbaren, zum Teil aus schwer schmelz-, baren Metallen oder Metallegierungen bestehen, welche an zwei nach entgegengesetzten Seiten der Elektroden sich erstreckenden, parallel zueinander angeordneten Stahlfedern befestigt sind.
4. Einrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die eine der beiden beweglichen Metallelektroden an den einander zugekehrten Kontaktflächen mit einem künstlich erzeugten, festen oder auswechselbaren Krater (9) aus schwer schmelzbarem Metall oder Metallegierung versehen ist, während die andere Elektrode gegebenenfalls mit einem Kegel (10) aus ebensolchem Material versehen ist, um das Zustandekommen des Lichtbogens zu ermöglichen.
5. Einrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß Krater .oder Kegel oder Krater und Kegel aus einem radioaktiven Metall oder einer solchen Legierung bestehen, um den Elektrodenzwischenraum zu ionisieren.
6. Einrichtung nach Anspruch 1, da-. durch gekennzeichnet, daß die beiden federnden Elektroden in einem Vakuumrohr oder behufs Abkühlung in einer mit Wasserstoff gefüllten Röhre oder in einem ' Kamin angeordnet sind.
7. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtbogenlänge und damit auch die Spannungsdifferenz zwischen den beiden Elektroden durch ein rasch rotierendes Magnetsystem (29,31) mit gegebenenfalls verstellbaren Magneten periodisch geändert wird, wobei die Periodenzahl bei gleichbleibender Anzahl der am Umfang angeordneten Magnete durch Regulierung der Tourenzahl mit Hilfe eines Vorschaltwiderstandes verändert werden kann.
8. Einrichtung nach Anspruch 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die an den Elektroden auftretende Spannungsdifferenz durch eine elektromagnetisch betriebene und zugleich magnetische, mit bestimmter Frequenz schwingende Stimmgabel in der Weise verändert werden kann, daß die Zinken beim Schwingen auf die federnden magnetisierten Elektroden periodisch einwirken.
9. Einrichtung nach Anspruch 1 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetsystem (29,31) um eine Achse (30) rotiert, um welche eine Anzahl von Elektrodenpaaren ringsum im Kreise angeordnet ist.
10. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetsystem zur Beeinflussung der Lichtbogen aus zwei längs Führungsstangen verschiebbar angeordneten Elektromagneten (56, 57) mit einstellbaren Eisenkernen besteht, die entweder gemeinsam vermittels der Elektrodenfeder (43) auf eine Lichtbogenelektrode (o) einwirken, oder jeder gesondert in einer zugehörigen Elektrode, je nach der Stellung zu derselben verstärkte Schwingungen hervorrufen, wobei die im Lichtbogenstromkreis verstärkten Töne oder Zeichen durch ein mit dem , Lichtbogenstromkreis zweckentsprechend gekoppeltes Telephon (oder Telegraph) wahrnehmbar gemacht werden können, welche Einrichtung auch als Ton- oder Zeichem^rerstärker (Relais) in Verbindung mit einem mit derselben irgendwie, gekoppelten Empfänger (Telegraph, Telephon) dienen kann.
11. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zwecka der unmittelbaren Schallaufnahme die eina Lichtbogenelektrode mit einer federnd befestigten Membran (75) fest verbunden ist, die durch eine Anzahl kreisförmig die Membran umgebender und auf den freien ganz oder teilweise eisernen Rand (81) derselben wirkender Elektromagnete (78,

79; 8°) gespannt gehalten wird, um unbeabsichtigte Eigenschwingungen der Membran zu verhindern.
12. Einrichtung nach Anspruch ι und ΐΐ, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran aus einem elastischen Material, wie Aluminium, Glimmer, Glas usw. besteht und entweder mit umgebogenen eisernen Randteilen oder Randverstärkungen (8i) versehen ist, die von den Elektromagneten (78, 79, 80) fixiert werden, wobei der in der Mitte angeordnete Kontakt (9) bei Membranen aus nichtleitendem Material durch einen Stanniolstreifen (.77) mit Strom versorgt wird.
13. Einrichtung nach Anspruch n und 12, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Verwendung der Einrichtung als Mikrophon die Schallwellen entweder unmittelbar durch einen Trichter, Rohr usw. oder durch einen Draht oder anderen Leiter auf die von den Elektromagneten fixierte Membran geleitet werden, wodurch die parallel zur Elektrode angeord- neten verschiebbaren Elektromagnete in Wegfall kommen.
14. Einrichtung nach Anspruch 11, 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Verwendung der Einrichtung als

,30 Mikrophon zwei in Reihe geschaltete Lichtbögen benutzt werden und eine zur Beeinflussung einer, der Elektroden dienende Membran (75) vorgesehen ist, während eine zweite Elektrode von einer Feder oder zur ersten parallelen Membran getragen wird und dem zwischen beiden Membranen befindlichen Raum Kühlluft durch Öffnungen des Umschließungsgehäuses zugeführt wird.
15. Einrichtung nach Anspruch 11, 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß zwei auf gleichen Widerstand regulierende Differentiallichtbögen mit einer gemeinsamen, durch einen in Reihe geschalteten Elektromagneten fixierten federnden Elektrode (o) zwei zueinander in Serie geschaltete Lichtbögen bilden und die Überlagerung und Verstärkung elektrischer Schwingungen irgendwelcher Art auf den Lichtbogenstromkreis mittels zweier Elektromagnete (56, 57) erfolgt, die auf eine gemeinsame oder zwei getrennte Elektroden der Lichtbögen einwirken.
16. Einrichtung nach Anspruch 11, 12 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Elektrode (1) des Lichtbogens zugleich mit einer dieselbe beeinflussenden Schallplatte (97) an einem die Stromzuleitung zu dieser bildenden Träger (45) federnd aufgehängt ist und das ganze System entweder unter dem Einfluß eines gegebenenfalls verstellbaren oder mit verstellbarem Kern versehenen Fixiermagneten (100) steht, wobei die Schallplatte ausbalanciert auf einer leitenden Spindel (94) angeordnet werden kann, die ein vom Fixiermagneten beeinflußtes Metallstück (96) trägt, während der zweiten federnden Elektrode (2) ein Fixiermagnet (103) und ein Reguliermagnet (104) zugeteilt sind.
17. Einrichtung nach Anspruch 10, 11, 12, 13, 14 und 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrophonanordnungen (Anordnung der telephonischen Transmitter, Fig. 4, 5 und 6) unmittelbar entweder in Reihe oder parallel zu einem der beschriebenen Schwingungsgeneratoren eingeschaltet werden, oder daß sie, von einem zweiten Strom gespeist, ein Paar Elektromagnete erregen, welche eine der federnden Elektroden des Schwingungsgenerators und damit auch den oder die entsprechenden Lichtbogen und somit auch die Bogenspannung im Rhytmus der Sprache beeinflussen.
18. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Antenne einlangenden elektrischen Wellen nach Empfang des Signals durch einen Umschalter auf eine Einrichtung" (Fig. 3) • übertragen werden, aus deren Kontaktstromkreis sie mit verstärkter Intensität auf einen telephonischen oder telegraphischen Empfangsapparat zweckentsprechender Konstruktion übertragen werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.