Telephon [1]


Telephon [1]

Telephon (Fernsprecher), Apparat zur Uebermittlung des gesprochenen Wortes in die Ferne mit und ohne Draht, auf elektrischem Wege. Geschichtliches darüber s. [1].

A. Die Drahttelephonie.

Bei dieser ist jede Fernsprechstelle mit einem Mikrophon zum Geben und einem Fernhörer zum Aufnehmen des Gesprächs ausgerüstet. Dazu tritt eine Weckvorrichtung, die den ankommenden Weckruf als Aufforderung zum Gespräch zu Gehör bringt, und ein Magnetinduktor zum Entsenden von Weckströmen. An Nebenapparaten sind erforderlich: ein selbsttätiger Umschalter, der die in der Ruhe auf den Wecker geschaltete Leitung bei Beginn eines Gesprächs auf die Sprechapparate umlegt, und eine Vorrichtung zum Schütze der Sprechstelle gegen atmosphärische Elektrizität oder Starkstrom. Zur Aufnahme der zusammengehörigen Sprech- und Weckapparate sowie des Umschalters dient ein Fernsprechgehäuse, entweder in Schrank- oder Pultform zum Aufhängen an der Wand (Wandgehäuse) oder zum Aufstellen auf Tischen (Tischgehäuse) eingerichtet. In dem mit Messingklemmen für die Zuleitungen versehenen Gehäuse sind die verschiedenen Apparate durch isolierte Drähte seit miteinander verbunden. Die Fernsprechstellen sind durch meist doppeldrähtige, seltener einfachdrähtige Leitungen an eine Vermittlungsanstalt oder Zentralstelle angeschlossen. Diese ist[478] außer mit ihren Sprech-, Weck- und Schutzapparaten mit Umschaltern ausgerüstet, an denen die Fernsprechleitungen endigen, und mit deren Hilfe zwei beliebige Leitungen in einfacher Weise zum Gespräch verbunden und später wieder getrennt werden können. Kleinere Vermittlungsanstalten mit etwa bis zu hundert Anschlüssen erhalten als Umschalter Klappenschränke, größere Zentralen dagegen Vielfachumschalter. Bei Aemtern mit Vielfachumschaltern sind in der Regel besondere Einrichtungen getroffen, die den Schluß eines Gesprächs selbsttätig anzeigen. Den wesentlichsten Teil einer solchen Schlußzeicheneinrichtung bilden die Polarisationszellen oder Kondensatoren, die bei den Sprechstellen sowohl wie auf dem Amte gewisse Stromwege für den Schlußzeichenstrom zu verriegeln haben. Zum Absperren von Stromwegen gegen den Sprechstrom kommen Induktanzrollen zur Verwendung. – Die Verbindungsleitungen zwischen den Fernsprechzentralen verschiedener Orte werden Fernleitungen genannt; sie liegen bei der Vermittlungsanstalt an besonderen Umschaltern; diese sind bei kleineren Anstalten in die Klappenschränke eingebaut oder eng damit verbunden, während größere Anstalten ihre Fernleitungen an besonderen Fernschränken oder Ferntischen betreiben. Sämtliche Fernleitungen sind doppeldrähtig. Damit bei Verbindung einer eindrähtigen Anschlußleitung mit einer Ferndoppelleitung letztere nicht aufgelöst und ihre Rückleitung nicht an Erde gelegt zu werden braucht, wird zwischen beide Leitungen ein Fernsprechüberträger eingeschaltet. Wenn an eine Teilnehmersprechstelle noch Nebensprechstellen angeschlossen sind, so erhält die Hauptstelle einen besonderen Umschalter, um sich mit den Nebenstellen und diese untereinander und mit der Vermittlungsanstalt verbinden zu können. – Bestehen zwischen zwei Orten zwei Fernleitungen, so können sie zum Doppelsprechen zusammengeschaltet werden, indem die eine Doppelleitung als Hinleitung, die andre als Rückleitung für die dritte Sprechverbindung benutzt wird.

I. Sprechapparate.

1. Mikrophone. Im Mikrophon werden die beim Sprechen erregten Schallwellen in Stromwellen umgesetzt, und zwar durch die Schwankungen des Uebergangswiderstandes der Kohlenkontakte, der beim Schwingen der Sprechplatte periodisch zu- und abnimmt. Zur Speisung des Mikrophons mit Strom dient die Mikrophonbatterie, die bei den Sprechstellen aus einem oder zwei Trockenelementen, zuweilen auch aus einer Sammlerzelle besteht, während für die Mikrophone der Vermittlungsanstalten entweder Einzelbatterien aus Kupferelementen oder eine gemeinsame Sammlerbatterie Verwendung finden. In Fernsprechnetzen mit Zentralbatterie erhalten auch die Sprechstellen ihren Mikrophonspeisestrom aus der gemeinsamen Zentralbatterie des Amtes. Die ältesten Mikrophone hatten nur einen oder wenige Kontakte. Jetzt verwendet man Mikrophone mit sehr vielen Kontakten, indem der Raum zwischen zwei Kohlenplatten mit Kohlenklein in Form von Kugeln, Körnern, Grus oder Pulver ausgefüllt wird. Die hierzu verwendeten Körner bestehen meistens aus Graphit und sind mit einem Stoffe getränkt, der die mikroskopischen Poren ausfüllt. Die Körner sind daher nicht mehr hygroskopisch; sie bleiben leicht beweglich und kleben nicht leicht aneinander fest.

Von den älteren Mikrophonen sind zu nennen: das Mikrophon von Berliner (Kohlenscheibe mit aufliegendem Kohlenkammer), das Mikrophon von Blake (Platinkügelchen und Kohlenscheibe, an je einer Blattfeder sitzend) und die nach der Anordnung von Hughes hergestellten Kohlenwalzenmikrophone von Ader, Gower und Croßley. Das Mikrophon von Ader enthält fünf parallele Reihen von je zwei Kohlenstäbchen, das von Gower acht sternförmig von einem Kohlenklotz auf der Membranmitte ausgehende Kohlenwalzen, von denen je vier am Ende untereinander verbunden sind. Im Croßleyschen Mikrophon sind vier Walzen in Form eines Rhombus verbunden. Das früher viel gebräuchliche Kohlenwalzenmikrophon der deutschen Reichstelegraphie gehört ebenfalls hierher; es hat drei parallele Kohlenzylinder, die mit Zapfen lose in zwei an der Sprechplatte befestigten Kohlenhaltern gelagert sind.

Die mehrkontaktigen Mikrophone bezeichnet man als Körner-, Pulver-, Kugel-, Grus- u.s.w. Mikrophone. Von den recht zahlreichen Ausführungsformen seien genannt: das Kohlenkugelmikrophon von Vielhaben-Lewert, das Kohlenkörnermikrophon von J. Berliner, von Siemens & Halske, von Mix & Genest, das Kohlenkörnermikrophon der Deutschen Telephonwerke in Berlin, das Kohlengrusmikrophon von Lewert, das in Bayern allgemein gebräuchliche Kohlentropfenmikrophon von Friedrich Reiner in München, das Mikrophon von Deckert & Homolka in Wien und von Czeija & Nissl, das Mikrophon von Hipp und das Solid-back-Mikrophon, das hauptsächlich in Amerika Verwendung findet [1]–[3].

Das Kohlenkugelmikrophon von Vielhaben-Lewert (Fig. 1 und 2) besteht aus Mikrophonkapsel, Kapselbehälter und Deckel. In der aus Messingblech gefertigten Mikrophonkapsel K ist auf der Bodenfläche unter Hartgummiisolierung eine Kohlenscheibe (Fig. 2) aufgeschraubt, die auf der oberen Fläche sieben runde Mulden zur Aufnahme von je acht oder neun kugelförmigen Kohlenkörnern enthält. Die Muldenränder treten über die Oberfläche hervor, damit herausfallende Kohlenkörner sich nicht zwischen Scheibe und Membran festklemmen. Den[479] Abschluß der Kapsel bildet die außen lackierte, durch einen Sprengring befestigte Kohlenmembran. Auf der Rückseite der Kapsel sitzt, gegen diese isoliert, die Ringfeder r1, die mit der Kohlenscheibe durch die Befestigungsschraube in leitender Verbindung steht. Gegen die Feder r1 legt sich die am Behälter B isoliert angebrachte Ringfeder r2, an deren Klemme a ein Zuführungsdraht endigt. Die zweite Zuführungsklemme b sitzt an dem aus vernickeltem Messingblech hergestellten Behälter B. Mit diesem ist die Mikrophonkap sei in leitender Verbindung, wenn der Deckel mit Bajonettverschluß auf den Behälter gesetzt und die Kapsel von den Ringfedern dagegen gepreßt wird. Der Stromweg führt von Klemme a über die Federn r1 und r2 zur Kohlenscheibe, über die Kohlenkörner, die Kohlenmembran und die Kapsel K sowie den Behälter B zur Schraube b. Das Mikrophon besitzt keine Reguliervorrichtung, da der Druck an den Kontaktstellen durch das Gewicht der Kohlenkugeln, die zwischen der geneigten Muldenfläche und der Membran liegen, ein für allemal bestimmt ist.

Das Kohlenkörnermikrophon von Mix & Genest (Fig. 3) besteht aus einer durch die Membran geschlossenen Blechkapsel M, die nach dem Abnehmen des Schalltrichters T von dem metallenen Behälter K leicht ausgewechselt werden kann. Die Membran m, aus Kohle, ist auf der vorderen Seite in ihrem mittleren Teile zum Schutz gegen Feuchtigkeit mit Nickelpapier beklebt und vor Beschädigungen durch ein die hintere Oeffnung des Schalltrichters begrenzendes seines Drahtnetz geschützt. Mit dem gerillten Kohlenklötzchen k ist die Membran durch einen Stoffring f so verbunden, daß ein geschlossener Behälter g zur Aufnahme der Kohlenkörner entsteht. Zur Dämpfung der Eigenschwingungen der Membran dient der Pfropfen p' aus Wollstoff, der in der Mitte des Kohlenklötzchens befestigt ist und sich leicht gegen die Membran anlegt. Die Regulierung dieser Dämpfung erfolgt durch die Blattfeder n, auf welcher das Kohlenklötzchen k aufgeschraubt ist; die Blattfeder kann mittels der Schraube s nach Bedarf gespannt werden. Die Feder n1 ist durch isolierte Bolzen an dem Boden der Mikrophonkapsel M befestigt; durch diese Bolzen steht sie aber mit der ebenfalls von der Kapsel isolierten äußeren Feder n in leitender Verbindung. Nach Einsetzen der Mikrophonkapsel in den metallenen Behälter K, der in der Holzrosette H drehbar gelagert ist, ergibt sich für den Mikrophonstrom folgender Stromweg: +-Pol – Klemme aFeder eBolzen oFedern n' und n – Kohlenklötzchen k – Kohlenkörner – Membran – Kapsel MBehälter K – Zuführungsklemme a' und –-Pol. Durch Drehung des Mikrophons kann man die Lage der Kohlenkörner von Zeit zu Zeit ändern und hierdurch einem Festbacken vorbeugen.

Das Kohlengrusmikrophon von Lewert hat die äußere Form des Kohlenkugelmikrophons von Vielhaben-Lewert. Die auf der Bodenfläche der Mikrophonkapsel isoliert aufgeschraubte Kohlenscheibe S (Fig. 4) hat oben in der Mitte einen kreisrunden Kohlenstempel und um diesen herum eine ringartige Vertiefung. In letztere wird ein Filzring F eingesetzt, der die Kohlenscheibe überragt und sich dämpfend gegen die Sprechplatte legt. Der freie Raum zwischen Kohlenstempel, Filzring und Sprechplatte wird mit Kohlengrus gefüllt. Das Mikrophon wird in Netzen mit Zentralbatterie verwendet und unmittelbar in den Linienstromkreis eingeschaltet; sein Widerstand beträgt 200–300 Ohm.

Das Mikrophon von Egnér und Holmström verwendet erheblich größere Stromstärken, als sie bei den übrigen Mikrophonen anwendbar sind; es ermöglicht bei 1 bis 1,5 Ampere Stromstärke einen Sprechverkehr über 4,5 bis 5 mm starke Bronzeleitungen auf 4000 km. Die Konstruktion wird aus patentrechtlichen Gründen noch geheimgehalten.

Das Brustmikrophon dient zum Gebrauch bei den Vermittlungsanstalten und wird von den Beamten auf der Brust getragen. Es besteht aus einem die Mikrophonkapsel aufnehmenden Behälter mit seitlich angebrachtem Schallrohr und Schalltrichter, ferner dem Trägergestell und einem ledernen Brustschild mit Halsriemen und Knopfband. Auf der Seitenwand der Mikrophonkapsel schleift eine an der inneren Seitenwand des Behälters isoliert angebrachte Feder. Diese Feder ist durch Metallstifte mit einem Metallstreifen leitend verbunden, der an der Außenseite des Behälters auf einem Hartgummistück befestigt ist. Der Behälter ist in den beiden Armen des Trägergestells drehbar gelagert. Wenn er so gestellt ist, daß der Schalltrichter die für das Sprechen günstigste Stellung zum Munde hat, schleift eine an dem Trägergestell isoliert angeschraubte Feder auf dem Metallstreifen des Hartgummistücks und schaltet das Mikrophon ein. Wird dagegen der Mikrophonbehälter so gedreht, daß der Schalltrichter entweder vom Munde abgewendet oder ganz der Brust zugedreht wird, so gleitet die Feder des Trägergestells von dem Metallstreifen herunter und schleift auf dem Hartgummistück; der Mikrophonstromkreis ist dann unterbrochen.

Mikrophonelemente.

Es kommen für den Mikrophonbetrieb nasse Elemente wie das Kupferelement (vgl. S. 431) und das Kohlenelement, ferner Trockenelemente wie das von Gaßner, das Hellesen-Trockenelement von Siemens & Halske, das Hydra-Patenttrockenelement, das Trockenelement von [480] Eggert, Schneeweiß, das Duratrockenelement und viele andre Trockenelemente ähnlicher Konstruktion sowie endlich auch Sammlerzellen zur Verwendung.

a) Das Kohlenelement (Fig. 5) ist eine Ausführungsform des Leclanché-Elements. In dem Glase hängt ein Ring aus Zinkblech oder aus gegossenem Zink. Auf dem Boden des Glases steht ein Kohlen-Braunsteinzylinder, der unten in einem stärkeren Fuß ausläuft und oben einen prismatischen Ansatz trägt; auf letzteren ist ein Messingbügel mit Polklemme geschraubt. Der Fuß ist ausgehöhlt; eine seitliche Durchbohrung des Zylinders ermöglicht beim Einsetzen in die Flüssigkeit der Luft den Austritt aus der Höhlung. Gefüllt wird das Element mit einer Lösung von 20–25 g chemisch reinem Salmiak in Wasser bis zu 11/2 cm unterhalb des oberen Glasrandes. Die volle Wirksamkeit des Elements tritt erst 12 Stunden nach dem Ansetzen ein.

b) Das Trockenelement von Gaßner (Fig. 6) besteht aus einem zylindrischen Zinkgefäße von 2 mm Wandstärke mit angelötetem Poldraht und aus einem darin auf einer Paraffinschicht stehenden hohlen Kohlenzylinder mit aufgesetzter Polklemme. In den 8 mm weiten Raum zwischen Gefäßwand und Kohle ist eine poröse Füllmasse, aus einer mit Salmiak angerührten Gipsmischung bestehend, eingetragen. Die Kohle ist mit Eisenhydroxyd getränkt, das depolarisierend wirkt und dabei in Eisenhydroxydul umgewandelt wird. Letzteres kann sich durch Aufnahme von Sauerstoff und Wasser wieder in Eisenhydroxyd zurückbilden, wodurch sich das Element regeneriert. Dieser Vorgang erfordert jedoch längere Ruhepausen. Die Füllmasse ist oben durch eine Paraffinschicht abgeschlossen.

c) Das Hellesen-Trockenelement von Siemens & Halske. Die negative Elektrode besteht aus einem Zinkblechzylinder, in dessen Mitte ein Kohlenstab eingesetzt ist, der bis zu drei Viertel seiner Höhe mit einer als Depolarisator wirkenden Braunsteinmasse umgeben wird; sie wird durch eine Hülle aus Nesselgaze zusammengehalten. Zwischen dem Braunstein und dem Zinkzylinder befindet sich die aus einer mit Salmiak getränkten Gipsmischung bestehende Erregermasse. Letztere ist oben mit einer dünnen Schicht aus Vergußmasse bedeckt. Ueber dem Braunstein und der Vergußmasse befindet sich eine Lage von Reißspreu und darüber liegt auf einer Papierscheibe die aus Asphalt und Wachsgemisch bestehende Deckmasse. Auf das obere etwas verjüngte Ende des Kohlenstabs ist eine Messingkappe aufgeschoben, die zum Anlegen des positiven Poldrahtes mit Gewindestift und Messingmutter versehen ist. Der negative Pol wird durch einen umklöppelten verzinnten Kupferdraht gebildet, der an den Zinkzylinder angelötet ist. Das so gebildete Element ist in einen Pappkasten von viereckigem Querschnitt eingesetzt, in die auf dem Boden des Pappkastens befindliche Asphaltschicht eingedrückt und um den Zinkzylinder herum mit Sägespänen festgestopft. Oben ist der Pappkasten durch die Deckmasse abgeschlossen. In einer Ecke des Kastens befindet sich ein Lüftungsrohr, das durch die Vergußmasse hindurch in die Sägespäne hineinreicht. Zur Verbindung zwischen diesem Raum und dem Innern des Elements sind oben in dem Zinkzylinder vier Löcher angebracht, die den entwickelten Gasen den Weg zum Lüftungsrohr und so den Austritt ins Freie gestatten.

d) Das Hydra-Patenttrockenelement. Es enthält, in einer becherförmigen amalgamierten Zinkelektrode zentrisch eingesetzt, eine mit einem Gemenge aus Graphit und Braunstein als Depolarisator umgebene zylinderförmige Kohlenelektrode. Beide Elektroden sind durch eine Salmiak enthaltende plastische Masse getrennt, welche als Elektrolyt dient. Das hohle Innere des Kohlenzylinders enthält einen Vorrat ebensolchen Elektrolyts.

e) Das Trockenelement von Eggert. Die negative Elektrode besteht aus einem Zinkblechbecher von quadratischem Querschnitt, die positive aus einem homogenen Kohlenstab. Um den in der Mitte des Bechers auf einer Glasplatte stehenden Kohlenstab ist die Depolarisationsmasse zylindrisch herumgepreßt. Sie besteht aus einer mit Salmiaklösung angerührten Mischung von Braunstein und Graphit und wird durch einen festumschnürten Leinwandbeutel zusammengehalten. Der Raum zwischen dem Depolarisator und dem Zinkgefäß ist mit dem Elektrolyt, aus Salmiaklösung und einer plastischen Masse bestehend, ausgefüllt. Das Element ist in einen viereckigen Isolitbecher eingebaut.

f) Das Trockenelement von Schneeweiß. Es hat als negative Elektrode einen runden Zinkzylinder, im übrigen eine dem Trockenelement von Eggert ganz ähnliche Zusammensetzung.

g) Das Dura-Trockenelement (Fig. 7). Die negative Elektrode wird durch einen oben und unten offenen Zinkblechzylinder h gebildet, der mit einem durchgehenden Längsschnitt versehen ist. An den Zinkzylinder ist ein isolierter Elektrodendraht angelötet. Die positive Elektrode besteht aus einem homogenen runden Kohlenstab e, der oben mit Gewindestift und Mutter zum Anlegen des Poldrahtes versehen ist. Um den unteren Teil des Kohlenstabs ist bis etwa zu drei Viertel der aus einer Mischung von Braunstein und Graphit bestehende Depolarisator d gepreßt; er wird durch eine festumschnürte Umhüllung g von Gaze zusammengehalten. Der Elektrolyt c setzt sich zusammen aus Chlorammonium (Salmiak), Quecksilberoxyd und Zinkchlorid. Das Gemisch ist zunächst unwirksam; es wird vor Ingebrauchnahme des Elements durch Nachfüllen von Wasser mittels des durch einen Korkstöpsel verschließbaren Füllröhrchens f wirksam gemacht. Die entstehenden Gase entweichen durch das Luftröhrchen m.[481] Das Element wird in ein Zinkgefäß b eingesetzt und durch Vergießen mit Isoliermasse k oben geschlossen. Um bei einer Zerstörung des Zinkringes infolge der Elektrolyse ein Austrocknen des Elements zu verhüten, erhält es noch eine Umhüllung aus Celluloid.

h) Kupferelemente für Mikrophonbetrieb. Kupferelemente von der im Art. Telegraph durch Fig. 1 dargestellten Form kommen für den Mikrophonbetrieb kleinerer Vermittlungsanstalten zur Verwendung. Gewöhnlich werden zwei oder drei Reihen von je zwei Elementen nebeneinander geschaltet (Fig. 8). Die Spannung bleibt dabei 2 Volt, der Widerstand wird aber auf die Hälfte bezw. ein Drittel vermindert. Für jedes Mikrophon ist eine besondere Batterie erforderlich.

i) Mikrophonsammler für Sprechstellen. In manchen Fernsprechnetzen dient zum Betriebe des Mikrophons bei den Sprechstellen eine in einen hölzernen Karten eingebaute Sammlerzelle. An dem gewöhnlich mit Einschiebedeckel versehenen Kasten ist ein umlegbarer eiserner Tragbügel angebracht. Die Pole der Zelle sind mit zwei Messingklemmen verbunden, die an der Außenseite des Kastens auf Ebonitunterlagen sitzen. Der Deckel des Glasgefäßes ist im Kasten mit säurebeständiger Kitt- oder Vergußmasse sorgfältig abgedichtet. Die Kapazität der Zellen beträgt 30–40 Amperestunden; sie müssen von Zeit zu Zeit gegen vollgeladene ausgewechselt werden.

k) Sammler für Fernsprechämter. Es kommen große Sammler mit einer Kapazität bis zu 3000 Amperestunden zur Verwendung; von den Telegraphensammlern (S. 432) unterscheiden sie sich durch die größere Zahl und die größeren Abmessungen der Platten. Die oben offenen Zellengefäße bestehen entweder aus Glas oder bei Kapazitäten von mehr als 500 Amperestunden aus mit Blei ausgeschlagenen Holzkästen.

Der Mikrophonstromkreis.

Eine direkte Einschaltung des Mikrophons in die Leitung findet in der Regel nur bei Hausfernsprechanlagen von geringer Ausdehnung statt (vgl. Haustelegraphen). Bei andern Anlagen bildet man für das Mikrophon einen ganz kurzen Ortsstromkreis und verbindet diesen nach Fig. 9 mittels einer Induktionsrolle J, d.h. eines kleinen Transformators, mit der Leitung. Zwischen den beiden Ortsstromkreisen der Sprechstellen I und II, bestehend aus dem Mikrophon M, dem Fernhörer F und der primären Wicklung der Induktionsrolle J und der aus einem oder zwei Elementen bestehenden Batterie B, befindet sich ein dritter Stromkreis. Dieser enthält die Hin- und Rückleitung, die beiden Fernhörer und die sekundären Wicklungen der Induktionsrolle. Aus der Primärspule der Rolle J werden die vom Mikrophon erzeugten Stromundulationen durch Induktion auf die in der äußeren Leitung liegende Sekundärspule in Form von Wechselströmen übertragen. Die Spulenwicklungen und so bemessen, daß die induzierten Wechselströme höhere Spannung erhalten als die primären Stromwellen, und daher viel besser als diese auch hohe Leitungswiderstände zu überwinden vermögen. Die primäre Wicklung der Induktionsrolle erhält zu diesem Zwecke nur wenig, die sekundäre aber sehr viele (2600–5300) Windungen. Der Widerstand des primären Mikrophonstromkreises geht in der Regel nicht über 10 Ohm hinaus.

2. Telephone. Das Telephon oder der Fernhörer dient als Empfangsapparat beim Betriebe der Fernsprechanlagen. Es enthält als Hauptbestandteil einen polarisierten Elektromagnet, dessen Anker eine gespannte Eisenmembran bildet. Der Fernhörer bewirkt die Umwandlung der ankommenden Sprechwechselströme in Schallwellen dadurch, daß der Magnetismus durch die Wechselströme in schneller Folge abwechselnd verstärkt und geschwächt wird und damit im gleichen Takt die auf die Membran ausgeübte Anziehung zu- und abnimmt. Die Membran gerät daher in ähnliche Schwingungen wie die Sprechplatte des gebenden Mikrophons, und diese Schwingungen übertragen sich durch die Luft als Schallwellen auf das Ohr des Hörenden.

Die im Telephon A (Fig. 10), dem Fernsprecher, induzierten Wechselströme fließen durch die Leitung zum Telephon B, dem Empfänger oder Fernhörer. Letzteres wirkt wie ein polarisierter Elektromagnet; die Ströme der einen Richtung verstärken beim Durchlaufen der Drahtspule den Magnetismus des Polschuhes des Elektromagneten N S, die Ströme der andern Richtung schwächen ihn. Bei jeder Verstärkung wird die Membrane kräftiger angezogen und nähert sich dem Pole etwas, bei jeder Schwächung schnellt sie vermöge ihrer Elastizität zurück und geht noch über die Ruhelage hinaus. Der Wechselstrom überträgt die Bewegungen der Membrane a in A getreu auf die Membrane a in B. Die Transversalschwingungen der Eisenplatte im Telephon B teilen sich der umgebenden Luft mit, indem sie in ihr abwechselnd Verdichtungen und Verdünnungen erzeugen, und die so entstandenen longitudinalen Schallwellen der Luft gelangen durch die Oeffnung der Hörmuschel zum Ohre des Hörenden. Die in B erzeugten Schallwellen stehen an Schwingungsweite oder Stärke hinter den in A gesprochenen erheblich zurück, da die vom Sprechorgan des Sprechenden aufgewendete Energie zum weitaus größten Teile infolge der mehrmaligen Umsetzung, ferner bei Ueberwindung des Leitungswiderstandes, der Selbstinduktion und Kapazität und durch unvollkommene Isolation der Leitung nutzlos verloren geht. Gleichwohl sind die ankommenden Schallwellen den abgehenden ähnlich, d.h. beide stehen zueinander in einem bestimmten festen Verhältnisse: jede ankommende Welle ist in der Amplitude um einen konstanten Faktor kleiner als die ihr entsprechende abgehende Welle. Die in B erzeugten Luftschwingungen müssen daher auf das Ohr des Hörenden, abgesehen von der Stärke, genau denselben Eindruck[482] machen, wie die sie verursachenden Luftschwingungen in A. Die Telephone haben Drahtspulen von 20–200 Ohm Widerstand; ihre Selbstinduktion beträgt für 100 Ohm Widerstand etwa 0,1 Henry. Der Abstand zwischen der Telephonmembran und den Polschuhen muß regulierbar sein; beide Teile sind so einzustellen, daß die Membran eben nicht mehr soweit von der magnetischen Anziehungskraft durchgebogen wird, um an den Polen zu kleben, sondern noch Spielraum für ihre Schwingungen hat. Der Abstand beträgt dabei 1/10 bis 1/5 mm. Als Geber kommt das Telephon nur noch in kleineren Hausfernsprechanlagen zur Verwendung; es ist verdrängt worden durch das Mikrophon, das kräftigere Sprechströme liefert.

Der früher in Deutschland allgemein benutzte Fernhörer und Fernsprecher gerader Form von Siemens & Halske ist ein zweipoliger Fernhörer im Gewicht von etwa 1 kg. Die gegenwärtig gebräuchlichen Fernhörer sind ebenfalls zweipolig, die Polschuhe stehen jedoch nicht in der Verlängerung, sondern senkrecht zu den Schenkeln des Magnets. Die Schallöffnung konnte infolgedessen seitlich angebracht werden, wodurch das Halten des Fernhörers beim Gebrauch erleichtert wird. Bei den neueren Formen ist der Hufeisenmagnet durch einen Ringmagnet in Form zweier flachen halbkreisförmigen Magnete ersetzt und das Gewicht bis auf 455 g herabgemindert worden.

Der Fernhörer mit Ringmagnet (Fig. 11). Das Magnetsystem dieses in der deutschen Reichstelegraphie vorwiegend zur Verwendung kommenden Fernhörers ist in einer Kapsel von vernickeltem Messing untergebracht, die vorn durch einen als Hörrohr dienenden Holzring abgeschlossen ist. Zwei halbkreisförmige magnetische Ringscheiben aus bestem Wolframstahl sind, mit ihren gleichnamigen Polen zusammenstoßend, zu einem Ringe zusammengelegt und durch die Unterlageplatte der Polschuhe verbunden. Die Polschuhe aus weichem Eisen haben eine elliptische Form und sind zur Verhütung von Wirbelströmen in vier Teile gespalten. Die Umwindungen der Elektromagnete bestehen aus 0,1 mm starkem isolierten Kupferdraht mit einem Gesamtwiderstände von etwa 200 Ohm und sind durch einen grünen Seidenüberzug geschützt. Die einzelnen Teile des Magnetsystems sind derart miteinander verschraubt, daß das ganze System in einem Stück aus dem Gehäuse herausgenommen werden kann. Die Membran, eine verzinnte, 1/4 mm starke Eisenblechplatte, und die Hörmuschel sind durch Bajonettverschluß auf der Messingkapsel befestigt. Mittels einer einfachen Reguliervorrichtung kann das Magnetsystem gegen die Membran hin oder von ihr weg bewegt werden. Zur Verbindung der durch den Holzgriff gezogenen Leitungsschnüre mit den Enden der Drahtrollen dienen zwei isoliert in den Ringmagnet eingelassene Schraubenklemmen. Der Aufhängebügel und der Holzgriff sind einander gegenüber an der Seitenwand der Kapsel festgeschraubt. Der Aufhängebügel wird isoliert an der Metallkapsel befestigt, damit ein Uebergang atmosphärischer Elektrizität aus der Leitung über den Hakenumschalter des Fernsprechgehäuses, den Aufhängebügel und die Fernhörerkapsel auf die Elektromagnetrollen des Fernhörers erschwert wird.

Das elektrodynamische Telephon von Simon. Zwischen den Polschuhen eines permanenten Magneten befindet sich eine auf ein Hartgummirähmchen gewickelte Drahtspule. Die parallel liegenden Drähte, die von den ankommenden Strömen durchflossen werden, bilden eine Membran, welche durch Bestreichen mit Schellacklösung und Aufkleben eines dünnen Glimmerblättchens zusammengehalten wird.

Andre Fernhörertypen. Es sind anzuführen die Fernhörer mit seitlicher Schallöffnung und Hufeisenmagnet der Reichstelegraphenverwaltung, die in Bayern gebräuchlichen Fernhörer gerader Form mit Hufeisenmagnet, Modell Reiner und Modell Heller mit Hufeisenmagnet und seitlicher Schallöffnung, das österreichische Löffeltelephon mit Hufeisenmagnet, das zweipolige Telephon von Ader, dessen ringförmiger gebogener Magnet zugleich als Handgriff dient, und das zweipolige Telephon D'Arsonval [1].

Der Kopffernhörer ist für Beamte der Vermittlungsanstalten bestimmt und wird mittels des an seiner Rückseite durch ein Gelenk befestigten federnden Stahlbügels über den Kopf gelegt und am Ohr festgehalten. Der Ringmagnet mit dem Elektromagnet befindet sich in einer vernickelten Messingdose; auf diese ist der Deckel mit der Eisenblechmembran und der Hörmuschel von Hartgummi aufgeschraubt. Der Spulenwiderstand beträgt etwa 130 Ohm; die Enden der Drahtrollen sind mit einer doppeladrigen Leitungsschnur verbunden; je nach Erfordernis erhält auch der Fernhörer zwei getrennte Wicklungen und vier Zuleitungen oder es wird an die Mitte zwischen den beiden Rollen eine dritte Leitung zu Prüfzwecken gelegt. In Gebrauch sind auch Doppelfernhörer; bei diesen sitzt jeder Hörer an einem besonderen Bügel. Die freien Bügelenden legen sich übereinander und werden durch zwei Schrauben verstellbar zusammengehalten. Bei richtiger Einstellung legen sich beide Fernhörer fest gegen die Ohren.

3. Der Handapparat oder das Mikrotelephon. Für manche Zwecke werden Mikrophon und Telephon zu einem Mikrotelephon oder Handapparat vereinigt. Eine Handhabe von Hartgummi trägt oben ein Dosentelephon von derselben Art wie beim Kopffernhörer und unten ein Mikrophon mit Schalltrichter. Man hält den Apparat mit der Hand so, daß der Schalltrichter vor dem Munde steht und der Fernhörer dicht am Ohr liegt. In dem Griff des Apparates befindet sich gewöhnlich ein Umschalter, der durch Niederdrücken eines herausstehenden Knopfes oder Schalthebels betätigt wird. Hierdurch wird entweder die Mikrophonbatterie geschlossen oder die Induktionsrolle des Mikrophons beim Hören ausgeschaltet. Fernsprechtischgehäuse sind in der Regel mit Mikrotelephonen ausgestattet (vgl. Fig. 41).

[483] II. Signalapparate.

Da die vom Fernhörer wiedergegebenen Schallwellen nur in der Nähe vernehmbar sind, so bedarf es eines besonderen Signalapparats, um zwecks Einleitung eines Gesprächs ein lautes, im ganzen Zimmer und darüber hinaus hörbares Zeichen zu geben. Dazu werden bei den Sprechstellen allgemein Klingelwecker, zuweilen mit Fallscheibe, benutzt. Bei den Vermittlungsanstalten, wo die Signalapparate möglichst geräuschlos arbeiten müssen, kommen in der Regel Fallklappen oder Relais mit Glühlampen zur Verwendung. Bei den Sprechstellen wird der Weckstrom im allgemeinen mit kleinen Magnet- oder Kurbelinduktoren erzeugt. Er betätigt polarisierte Wecker, deren Klöppel vom positiven Stromstoß nach der einen und vom negativen Stromstoß nach der andern Seite bewegt wird, und die deshalb so eingerichtet sind, daß der Weckerklöppel nach beiden Seiten anschlägt (Wechselstromwecker). Bei kleineren Vermittlungsanstalten wird zum Anrufen der Sprechstellen ebenfalls ein Kurbelinduktor benutzt, bei größeren sind entweder von Elektromotoren getriebene Magnetinduktoren aufgeteilt oder es ist ein Polwechsler vorhanden, der den Gleichstrom der Weckbatterie in Wechselstrom umwandelt.

1. Die Kurbelinduktoren stellen kleine magnetelektrische Maschinen dar, bei welchen in dem von einem Hufeisenelektromagneten gebildeten magnetischen Felde ein aus weichem Eisen bestehender Anker mit isolierter Kupferdrahtwicklung bewegt wird. – Zwischen den Schenkeln des kräftigen Hufeisenmagneten N S (Fig. 12) sind zwei etwas ausgehöhlte Eisenplatten als Polschuhe befestigt. Den so zwischen den Polen gebildeten zylinderförmigen Raum füllt nahezu ganz ein eiserner Anker aus, dessen rinnenartige Ausschnitte der Länge nach mit vielen Windungen isolierten Kupferdrahtes bewickelt sind. Der Anker kann mittels einer Kurbel und eines Zahnradgetriebs in rasche Umdrehung versetzt werden. Die beiden Enden der Drahtwicklung stehen mit zwei auf der Ankerachse sitzenden gegeneinander isolierten Messinghülsen in Verbindung, an welchen Blattfedern schleifen. Bei jeder Drehung des Ankers werden in der Drahtwicklung Ströme induziert, welche über die Schleiffedern in die Leitung fließen. Bei der gezeichneten Ankerstellung werden die Drahtwindungen von allen Kraftlinien durchsetzt, ebenso bei der Stellung nach einer halben Umdrehung; dagegen liegen nach ein Viertel bis drei Viertel Umdrehung die Ebenen der Drahtwindungen parallel zur Richtung der Kraftlinien, letztere gehen also nicht durch die Drahtkreise hindurch. Bei der Ankerdrehung erstrecken sich also die Kraftlinien abwechselnd durch die Drahtkreise der Wicklung hindurch und verschwinden daraus wieder. Der Vorgang findet bei jeder Umdrehung zweimal statt; dabei wechselt auch zweimal – bei Beginn des zweiten und vierten Viertels – die Seite, von welcher aus die Kraftlinien in die Drahtkreise eintreten. Infolgedessen werden bei jeder Umdrehung zwei Stromstöße in der Drahtwicklung induziert, und zwar nach entgegengesetzten Richtungen. Diese Wechselströme haben je nach Stärke des magnetischen Feldes, der Zahl der Drahtwindungen und der Drehgeschwindigkeit in den gebräuchlichen Magnetinduktoren Spannungen von 30–60 Volt.

Ein recht brauchbarer Typ ist der nachfolgend erklärte dreilamellige Kurbelinduktor (Fig. 13). – Die drei Hufeisenmagnete M sind durch die Polschuhe N und S zu einem magnetischen Magazin verbunden. Der zylindrische Raum zwischen den Polschuhen wird durch die Messingplatten m1 und m2 begrenzt, die zugleich die Lager für die Zapfen des Ankers bilden. Letzterer besteht aus weichem Eisen und ist mit dünnem isoliertem Kupferdraht von etwa 200 Ohm Widerstand bewickelt. Das eine Ende der Ankerwindungen ist bei x1 unmittelbar an den Anker festgeschraubt und steht also über die Ankerzapfen mit dem Körper des Induktors in Verbindung. Die andre Windung steht über die Schraube x2 mit dem isoliert in den Ankerzapfen eingelassenen Dorn u in Verbindung. Die Messingwange m2 trägt zwei von ihr durch Ebonitscheiben isolierte Klemmschienen k0 und k2, ferner die nicht isolierte Klemmschraube k1. An der Schiene k2 ist eine zweiarmige Blattfeder angeschraubt, die sich mit dem einen gebogenen Arme gegen den Dorn u legt, während der gerade Arm die Kurbelachse A berührt. Die Drahtwindungen des Ankers sind also durch diese Feder kurz geschlossen. Auf dem rechtsseitigen Ankerzapfen ist ein mit dem Zahnrad R in Eingriff stehender Trieb Q aufgesetzt. Die stählerne Buchte des Zahnrads ist mit ihrem linksseitigen Ende durch die Messingbacke L2 leicht drehbar hindurchgeführt und wird an einer etwaigen seitlichen Verschiebung durch den auf der Buchse aufgeschraubten Stellring w gehindert. Bei Ruhestellung der Kurbel befindet sich ein in die Kurbelachse eingeschraubter Stahlstift t im Scheitel des am rechtsseitigen Ende der Zahnradbuchse angebrachten dreieckigen Ausschnitts. Wird die Achse gedreht, so gleitet der Stift in dem dreieckigen Ausschnitt entlang, bis er schließlich – je nach der Drehungsrichtung – die obere oder untere Ecke des Ausschnitts erreicht und nunmehr Buchse und Zahnrad zwingt, an der drehenden Bewegung teilzunehmen. Bei dem Gleiten des Stiftes t erfährt die Kurbelachse eine Verschiebung nach rechts. Diese Bewegung schaltet die Ankerwicklung in die Leitung ein, indem die gerade Feder den Kontakt mit der Kurbelachse verliert und sich gegen k0 legt. Es entsteht dann folgender Stromweg: Leitung a – Klemmschraube k1Körper des Induktors – Ankerumwindungen – gebogene Schleiffeder – Klemmschiene k2 – gerade Feder – Klemmschiene k0 – Leitung b. Die Empfangsapparate (Wecker oder Sprechapparate)[484] sind hierbei durch die Feder kurz geschlossen, also ausgeschaltet. Sobald die Kurbel losgelassen wird, gleitet die Kurbelachse in die Ruhelage zurück, indem eine an dem Kurbelachsenstift t und an der Zahnradscheibe befestigte Spiralfeder den Stift nach dem Scheitel des Ausschnitts zieht.

2. Der Polwechsler hat bei Vermittlungsanstalten mit Vielfachumschaltern die Aufgabe, den Gleichstrom der Ortswerkbatterie in Wechselstrom umzuwandeln, damit die Stromgebung statt durch umständliches Drehen einer Induktorkurbel lediglich durch Tastendruck erfolgen kann. Er besteht aus einem auf Selbstunterbrechung geschalteten Elektromagnet (vgl. Bd. 1, S. 123), dessen Kerne mit etwas abgerundeten Polschuhen versehen sind. Zwischen diesen Polschuhen bewegt sich um eine feste Achse ein leichter Anker aus weichem Eisen, der oben eine Blattfeder und unten eine Pendelstange mit verschiebbarer messingener Schwungkugel trägt. Der Anker bewirkt mit seinen beiden Verlängerungen das Oeffnen und Schließen des die Elektromagnetkerne umkreisenden Stromes und zugleich das Umkehren des Stromes der Weckbatterie.

3. Die Wecker. Es kommen fast ausschließlich Wechselstromwecker zur Verwendung, die im allgemeinen folgende Einrichtung haben. Auf den unteren Schenkel – den Südpol – des hufeisenförmigen Magnets N S (Fig. 14) ist ein kleiner Elektromagnet e1 e2 mit Drahtrollen von zusammen 300 Ohm Widerstand gegen Gleichstrom aufgesetzt. Zwischen seinen Polen und dem darüber befindlichen Nordpol des Dauermagnets spielt der Anker a. Er ist drehbar in zwei senkrecht zur Ebene der Zeichnung stehende Spitzenschrauben eingelagert und trägt an einer langen Stahlzunge den zwischen den beiden Glocken spielenden Klöppel. Ein die Rollen durchlaufender Strom wirkt auf den Südmagnetismus der Kerne in dem einen Schenkel schwächend, in dem andern verstärkend. Wenn daher die Wechselströme eines Kurbelinduktors oder einer Polwechslerbatterie den Wecker durchfließen, so wird der Magnetismus abwechselnd im linken und im rechten Schenkel verstärkt, und es ist der durch den Nordpol des Dauermagnets ebenfalls polarisierte Anker bald auf der linken, bald auf der rechten Seite einer stärkeren Anziehung ausgesetzt. Er gerät hierdurch in eine schwingende Bewegung, an der auch der Klöppel teilnehmen muß; dieser schlägt deshalb in rascher Folge abwechselnd gegen die eine und die andre Glocke. Die Wechselstromwecker für Telegraphenleitungen zu Fernsprechbetrieb haben 1500 Ohm Widerstand gegen Gleichstrom; den Wechselströmen eines Induktors bieten sie dagegen einen scheinbaren Widerstand von 12000 Ohm und den Schwachströmen von 500 Perioden einen solchen von mehr als 100000 Ohm. Es kommen auch Wechselstromwecker mit einer Glocke zur Verwendung, die den Vorzug haben, daß die Glocke den Elektromagnet nebst Anker und Klöppel vollständig überdeckt und hierdurch gegen Verstaubung schützt. In der Ausführungsform von Mix & Genest (Fig. 15) ist der Dauermagnet M unter Zwischenlage eines Messingstücks mit der Eisenschiene q verschraubt, in welche die Kerne der Elektromagnetrollen e1 und e2 eingesetzt sind. Der Anker a ist in der mittels der Schraube s und der Schraubenmuttern m und m1 an dem Magnet M befestigten Lagerböcke b leicht drehbar gelagert. Der vom Anker getragene Klöppel k schlägt, wenn der Anker durch den Strom betätigt wird, abwechselnd gegen die an der inneren Wand der Glocke angebrachten beiden Metallansätze. Soll, der Wecker reguliert werden, was nur seiten erforderlich ist, so schraubt man die Glocke ab und verändert Ankerabstand und Ankerhub mittels der Anschlagschrauben c1 und c2 oder durch Verschieben der Muttern m und m1 auf der Schraubenspindel s. Ohne Abnehmen der Glocke läßt sich der ähnlich konstruierte Wecker von Siemens & Halske regulieren, indem sein Elektromagnetsystem durch Drehen eines Gewindebolzens von außen mittels eines Schraubenziehers dem Anker genähert oder von ihm entfernt werden kann.

4. Die Fallscheibe. Neben dem Glockensignal soll durch die Fallscheibe ein sichtbares Zeichen gegeben werden, damit der Abwesende steht, daß er gerufen worden ist. Durch die Fallscheibe kann auch ein Wecker so lange zum Tönen gebracht werden, bis die Scheibe wieder zurückgestellt worden ist. Der Fallscheibenapparat Fig. 16 und 17 besteht aus dem topfartigen Elektromagneten e mit dem Anker a, dem Fallscheibenhebel F und dem Sperrhebel H. Der um d drehbare Hebel F liegt in der Ruhe, wie in Fig. 16 punktiert gezeichnet ist, mit seinem Kontaktarm k an der vorspringenden Nase des Ankerhebels b, dabei liegt die Scheibe S innerhalb des Schutzkastens. Wird der Elektromagnet durch den Weckstrom betätigt, so hebt sich das linke Ende des Hebels b, der Arm k wird frei und die Fallscheibe sinkt, wobei das Schauzeichen S unterhalb des Schutzkastens sichtbar wird. Gleichzeitig legt sich der Arm k auf den Kontakt c und schließt so den Stromkreis eines zweiten, in einem andern Raum untergebrachten Gleichstromweckers, der nebst einer Batterie zwischen die Klemmen W und W B geschaltet ist. Der Sperrhebel H (Fig. 17) dient dazu, die Fallscheibe und den besonderen Wecker außer Tätigkeit zu setzen. Steht H rechts, so sprechen Fallscheibe und Wecker an. Bei der Mittellage des Hebels H kann zwar die Scheibe fallen,[485] der Kontakt bei c bleibt jedoch offen, weil der Kopf des Hebelarms g auf dem breiten Teile des Hebels H aufliegt; der Wecker tönt also nicht. Wird H nach links gedreht, so ist auch die Fallscheibe gehemmt, weil sie dann auf dem breiten Teile des Hebels liegt.

5. Die Signalklappen. Sie finden in den Fernsprechumschaltern als Signalempfänger ausgedehnte Verwendung, indem sie ein nicht zu lautes hörbares und gleichzeitig auch ein optisches Zeichen geben. Ihr Hauptteil ist ein Elektromagnet, dessen Ankerhebel mit seinem hakenförmigen Ende die Klappe in der Ruhe festhält, aber bei Anziehung des Ankers sie fallen läßt.

a) Die Stocksche Klappe (Fig. 18 und 19) hat einen zweischenkligen Elektromagneten mit einer Drahtspule auf jedem Schenkel; der Widerstand beider Spulen zusammen beträgt 1500 km. Der Anker ist in die Schraubenspitzen s gelagert, welche von dem Messingbock m getragen werden, der brillenförmig um die Eisenkerne des Elektromagnets herumgreift und an ihnen durch die Druckschrauben d befestigt ist. Der Anker trägt einen Messinghebel, der über die Drahtspulen der Länge nach hinwegreicht und mit seinem zum Haken umgebogenen Ende über die scharfe Schneide eines Ausschnitts der Fallklappe greift. Wird der Anker angezogen, so geht das Hakenende des Hebels nach oben und läßt die Klappe frei. Die ebenfalls in Schraubenspitzen scharnierartig eingelagerte Fallklappe dreht sich um 90° abwärts, bis der am unteren Rande befindliche Klappenfortsatz gegen die Blattfeder f für den Schluß des Weckerstromkreises anstößt. Die Nummer der Leitung ist in schwarzer Farbe auf weißem Grunde auf der inneren Seite der Fallklappe angebracht.

b) Die Mantelklappe. Ihr Elektromagnet ist zur Aufhebung der induktorischen Einwirkungen auf die benachbarten Elektromagnete topfförmig nach Fig. 20 und 21 angeordnet. Der eine Kern a trägt die Drahtspule von 600 Ohm Widerstand, der andre zu einem Mantel ausgebildete Kern m umhüllt sie. Der scheibenförmige, zwischen Schraubenspitzen gelagerte Anker trägt an seiner oberen Kante einen Messinghebel h, der in einer Nute über den Eisenmantel hinweggeführt ist und vorn in einem Haken endet. Durch das Gewicht des Hebels wird der Anker vom Elektromagnet abgehoben. Mit dem Haken hält der Ankerhebel in der Ruhelage die Klappe hoch. Wird der Anker angezogen und damit der Haken des Hebels nach oben bewegt, so verliert die Klappe den Halt und fällt vermöge ihrer Schwere. Die aus Messing gestanzte Fallklappe k bewegt sich in einem Scharniergelenk und wird durch den Fortsatz b, der über die Feder f den Weckerstromkreis schließt, beim Fallen in wagerechter Stellung aufgehalten. Die in die Mitte der Ankerscheibe eingelassene Messingschraube s1 dient zur Einstellung der Klappe und zur Verhinderung des Klebens der Ankerscheibe. Bei der Klappe Fig. 20 berührt die Anschlagschraube s nicht den Kern, sondern einen besonderen Kontakt p; der Wecker tönt daher nicht wie bei der Anordnung Fig. 21 dauernd, sondern nur während einer Ankeranziehung.

c) Die selbsthebende Klappe (Fig. 22 und 23). Sie wird nicht durch die Hand des Beamten, sondern selbsttätig durch einen elektrischen Strom in die Ruhelage zurückgeführt. Der Eisenkern des Elektromagnets erhält zwei Drahtspulen e1 und e2. Die Spule e1 liegt in der Leitung, dagegen e2 mit etwa 40 Ohm Widerstand in einem Lokalstromkreis. Die Zuführungsdrähte zu e2 gehen über einen Hilfskontakt an der Abfrageklinke, der beim Einsetzen des Abfragestöpsels geschlossen wird. Der ankommende Weckstrom durchfließt die Spule e1; infolgedessen wird der Anker a angezogen und der Ankerhaken läßt die Fallklappe los. Letztere, eine ziemlich schwere, um die Achse p drehbare Eisenplatte, drückt beim Fallen gegen einen leichten Aluminiumschild s, so daß dieser sich um seine Achse q nach oben bis zu fast wagerechter Lage dreht und die von ihm in der Ruhelage verdeckte Klappennummer auf k sichtbar werden läßt. Wird jetzt die zugehörige Abfrageklinke gestöpselt, so wird der Strom der Ortsbatterie durch die Spule e2 geschlossen, der Elektromagnet zieht die Klappe k an und bringt sie nebst dem Schilde s wieder in die Ruhelage.

6. Automatische Schlußzeichen. Sie dienen an Stelle der Klappen, die durch Drehen der Induktorkurbel bei der Sprechstelle zu betätigen sind, zur Anzeige des Gesprächsschlusses und werden lediglich durch das Anhängen des Fernhörers an den Hakenumschalter der Sprechstelle in Wirksamkeit gesetzt. Das Schlußzeichengalvanoskop (Fig. 24 und 25) ist ein sehr empfindliches Galvanoskop, dessen Zeiger eine rote oder gelbe Metallscheibe trägt. Diese wird in dem Glasfenster des Galvanoskopgehäuses als Schlußzeichen sichtbar, sobald der Zeiger durch einen Batteriestrom des Vermittlungsamtes dauernd abgelenkt wird. Der Wechselstrom des Induktoranrufs bringt nur ein flatterndes Erscheinen der Scheibe hervor. Die Stromzuführung zu dem Galvanoskop vermitteln zwei unten aus dem Gehäuse herausragende Stromschlußfedern, welche sich gegen zwei Messingstücke legen. Die beiden gebogenen Drähte rechts und links im Gehäuse begrenzen den Ausschlag des Zeigers. Der Widerstand des Galvanoskops beträgt 200 Ohm.[486] Es wird nebst der Schlußzeichenbatterie von 4–6 Volt Spannung als Brücke zwischen die beiden Drähte der zur Verbindung der Sprechstellen benutzten Stöpselschnur eingeschaltet. Damit aber nicht über die gemeinsame Batterie ein Mitsprechen zwischen den verschiedenen Schnüren stattfindet, ist in jede Zuleitung zur Batterie eine Induktanzrolle von 250 Ohm gelegt, welche vermöge ihrer Selbstinduktion die Sprechströme von der Batterie abdrängt. – An Stelle des Galvanoskops mit doppelter Induktanzrolle kommen auch Schauzeichen mit hoher Selbstinduktion zur Verwendung; sie bestehen aus einem Elektromagnet mit zwei Rollen von zusammen 500 Ohm Widerstand. Die Kerne des Elektromagnets sind an den unten herausragenden Enden seitlich ausgerundet und drehen, wenn sie magnetisch werden, den Anker um seine wagerechte Achse im Sinne des Uhrzeigers. Auf der oberen Seite des Ankers sitzt ein leichter Zeiger aus Aluminium, der oben eine gelbe Fahne trägt.

7. Der Wechselstromanzeiger (Fig. 26). Er dient zur Prüfung des richtigen Abgangs des Weckstroms vom Amte. Die Kerne des Elektromagnets sind auf eine Eisenplatte m aufgesetzt, an die sich zwei rechtwinklig gebogene Magnete mit ihren nordmagnetischen Enden anlegen. Die Südpole S dieser Magnete sind durch zwei Stahlschrauben s1 und s2 auf dem Steg r eines Messingrahmens aufgeschraubt. Der Anker a ist um eine wagerechte Achse drehbar und wird beim Durchgang eines Wechselstromes durch die Elektromagnetumwindungen abwechselnd von dem einen und dem andern Kern angezogen, dadurch schlägt der auf den Anker aufgesetzte Zeiger Z abwechselnd nach rechts und links aus. Die Fahne des Zeigers ist in drei Felder eingeteilt, in ein schwarzes in der Mitte und zwei weiße zu beiden Seiten. In der Ruhelage steht das schwarze Feld vor dem Fensterchen des den Zeiger umgebenden Messingzylinders C, wogegen bei der flatternden Bewegung des Zeigers während des Rufens die weißen Felder der Fahne durch das Fenster durchschimmern und dadurch bestätigen, daß der Weckstrom ordnungsmäßig in die Leitung fließt.

8. Signallampen. Bei großen Vermittlungsämtern werden die Signalklappen jetzt mehr und mehr durch Glühlampen verdrängt. Glühlampen lassen sich in so kleiner Form herstellen, daß sie in den Umschaltetafeln unmittelbar neben den zugehörigen Abfrageklinken untergebracht werden können. Sie verlöschen beim Einsetzen des Abfragestöpsels automatisch. Bei Aemtern mit Lampensignalen werden auch als Schlußzeichenempfänger meist Glühlampen verwendet. Die für solche Lampen erforderliche Batteriespannung schwankt je nach der Lampenkonstruktion zwischen 4 und 24 Volt. Die Anruflampen (Fig. 27a) werden zu je zehn Stück in die zwischen den Abfrageklinkenstreifen angebrachten Lampenstreifen aus Ebonit eingeschoben. Die Schlußzeichenlampen (Fig. 27b) werden mittels einer Metallhülse einzeln im Tastenbrett befestigt.

III. Nebenapparate.

1. Selbsttätige Umschalter. Die Fernsprechleitung ist im Ruhezustand bei der Sprechstelle mit dem Wecker verbunden, muß aber bei Beginn eines Gesprächs auf die Sprechapparate geschaltet werden. Dies besorgt in den Wandgehäusen der Hakenumschalter, der durch das Abnehmen und spätere Wiederanhängen des Fernhörers betätigt wird. In den Tischgehäusen wird das Abnehmen und Wiederauflegen des Handapparats zu dem gleichen Zwecke nutzbar gemacht. – Der vielfach in Gebrauch befindliche Hakenumschalter (Fig. 28 und 29) besteht aus dem Hakenhebel und sechs Blattfedern mit Kontakten, die durch Ebonit- oder Glimmerzwischenlagen isoliert aufeinander geschraubt sind. Die ersten beiden Federn (M) sind in den Mikrophonstromkreis eingeschaltet, die vierte Feder F ist mit dem Fernhörer, die fünfte (L) mit der Leitung und die sechste Feder (W) mit dem Wecker verbunden, der um die Achse A drehbare Hakenhebel drückt, wenn der Hörer angehängt wird, mit dem rechts befindlichen Ansatz gegen die dritte Feder und legt dabei die mit dieser durch ein Ebonitstück verbundene Feder L gegen den Weckerkontakt, während zugleich die beiden Mikrophonfedern außer Berührung treten. Wird der Hörer abgenommen, so drückt die dritte Feder den Haken empor und legt sich zurückweichend gegen den abgeflachten Teil des rechten Hebelendes, wobei sie zugleich die Leitungsfeder gegen die Feder F zieht und die beiden Federn M mittels eines zweiten Ebonitstücks zusammendrückt. – In den Fernsprechgehäusen für Zentralbatteriebetrieb hat der Hakenumschalter gewöhnlich nur zwei Federn mit einem Kontakt, wodurch die sonst häufigen Fehler in diesem Apparatteil auf ein Mindestmaß beschränkt werden.

2. Blitzableiter und Schmelzsicherungen. Zum Schutz der seinen Drahtwicklungen in den Fernsprechapparaten und der diese benutzenden Personen gegen Entladungen atmosphärischer Elektrizität müssen den Apparaten Blitzableiter vorgeschaltet werden. Als solche dienen Platten-, Kohlen- und Luftleerblitzableiter. – Leitungen, für welche die Möglichkeit einer Gefährdung durch Starkstromanlagen besteht, werden außerdem durch Schmelzsicherungen geschützt. Für[487] Fernsprechleitungen kommen stets zwei Sicherungen zur Verwendung: eine Grobsicherung und eine Feinsicherung. Jene schützt gegen plötzlich auftretende stärkere Ströme von 6 Ampere an, diese auch gegen schwache Ströme von mindestens 0,22 Ampere (Telegraphenleitungen erhalten nur Grobsicherungsschutz).

a) Schutzapparate für Fernsprechstellen. Diese werden meist in einem sogenannten Sicherungskästchen vereinigt, das möglichst nahe der Leitungseinführung angebracht wird. Ein solcher Schutzapparat (Fig. 30) enthält zwei Kohlenblitzableiter, zwei Schneidenblitzableiter, zwei Grobsicherungen und zwei Feinsicherungen auf einer lackierten Schieferplatte montiert. Der Stromweg führt aus der Leitung zur Klemme L a über den Schneidenblitzableiter t, die Grobsicherung p, den Kohlenblitzableiter k und die Feinsicherung r zur Klemme A a, von da nach den Apparaten und zurück zur Klemme L b, sodann in umgekehrter Richtung über die zweite Feinsicherung, Kohlenblitzableiter, Grobsicherung und Schneidenblitzableiter zur Klemme L b und in die Rückleitung. Die Grobsicherung besteht aus einer Porzellangrundplatte G, auf welcher an dem einen Ende zwei mit Schrauben ausgerüstete und rechtwinklig nach unten gebogene Messingstreifen und an dem andern Ende ebenfalls zwei mit Schrauben versehene gerade Messingstreifen festgeschraubt sind. An den Messingstreifen sind die zum Festklemmen der Schmelzpatrone dienenden Bronzefedern f befestigt. An der Porzellangrundplatte ist ein Messingstreifen als Erdplatte angebracht; er bildet mit den von ihm 1,35 mm abstehenden Unterkanten der rechtwinklig gebogenen Streifen den Schneidenblitzableiter. Der Schmelzdraht der Schmelzpatrone p besteht aus 0,3 mm starkem Rheotandraht; er ist zentrisch und gerade durch das Glasrohr der Patrone geführt und in der Mitte auf 5 mm durch ein dünnes Glasröhrchen geschützt, das auf beiden Seiten mit Scheibchen von Asbestpapier abgeschlossen ist. Der übrige Raum der Schmelzpatrone ist mit Schmirgelpulver angefüllt. Zum luftdichten Abschluß der Patrone dienen Kupferkappen, die mit den Schmelzdrahtenden verlötet und mit Kitt auf der Glasröhre befestigt sind. Als Kohlenblitzableiter dienen zwei aufeinander gelegte Kohlenplatten k (Fig. 31), die durch dazwischengelegte 0,15 mm dicke Papierstreifen gegeneinander isoliert sind. Beide Plattenpaare werden durch die Blattfedern f3 gegen die mit Erde verbundene Messingplatte S gedrückt; die untere Kohlenplatte steht daher mit Erde, die obere mit f3 in leitender Verbindung. Beide Federn f3 und f2 sind aus einem Stück gefertigt. Zwischen f2 und einer dritten Feder f1 ist die Feinsicherungspatrone r eingeklemmt. Diese besteht aus einer zylindrischen Metallkapsel, in deren Längsachse ein gegen sie durch Ebonitscheiben isolierter Metallzylinder liegt. Auf letzterem ist ein mit Seide umsponnener Nickelindraht aufgewickelt, dessen eines Ende mit dem Metallzylinder verlötet ist, während das andre Ende durch ein Loch der Ebonitscheibe hindurchgeführt ist und die Metallkapsel leitend berührt. Der innerhalb der Spule befindliche Metallzylinder ist an dem einen Ende ausgebohrt; in dem hierdurch gebildeten Hohlraum ist der Stift s durch Woodsches Metall festgelötet. Wenn der die Spule durchfließende Strom eine Stärke von ungefähr 0,22 Ampere erreicht hat, so erwärmt er die Spule derart, daß das Woodsche Metall zum Schmelzen kommt. Die Feder f2 reißt alsdann den Stift s aus der Patrone heraus, so daß die Leitung nach den Apparaten unterbrochen wird, nach dem Kohlenblitzableiter indessen noch frei ist. Bei der großen Empfindlichkeit desselben ist die Bildung eines Lichtbogens zwischen den Kohlenplatten nicht ausgeschlossen. Um dem vorzubeugen, legt sich die hochgehende Feder f2 gegen den wagerechten Arm der mit der Erdplatte S verschraubten Feder a und erdet dadurch den Kohlenblitzableiter. Der Fremdstrom wächst hierdurch so an, daß er nun die Grobsicherung zum Schmelzen bringt, und die Außenleitung jetzt nur noch am Schneidenblitzableiter liegt, dessen weite Funkenstrecke die Bildung eines Lichtbogens ausschließt.

b) Schutzapparate für Vermittlungsämter. Es kommen hauptsächlich Kohlenblitzableiter mit Feinsicherungen und Luftleerblitzableiter zur Verwendung. Die ersteren werden für 5, 10, 20 und 25 Doppelleitungen oder die doppelte Anzahl Einzelleitungen gebaut. Auf einem hölzernen Grundbrett ist eine Messingschiene – die Erdschiene – mittels je zweier Messingwinkel an den beiden Enden befestigt. Die Kohlenplattenpaare werden durch starke Federn gegen die Erdschiene gedrückt. Oberhalb der Kohlenplatten sind noch die als Feinsicherungen dienenden Schmelzpatronen angeordnet, sie werden durch zwei Federn gehalten, die durch einen Ebonitstreifen voneinander isoliert sind. Die Wirkungsweise ist die der Kohlenblitzableiter und Feinsicherungen im Sicherungskästchen.

Die Luftleerblitzableiter dienen hauptsächlich zum Schütze der Fernleitungen; sie werden indes auch zur Ausrüstung von großen Kabelüberführungssäulen und in den telegraphentechnischen[488] Einrichtungen größerer Aemter benutzt. Auf einer vernickelten Messingplatte E (Fig. 32 und 33) ist der zur Erzielung einer guten Isolation mit Ausschnitten versehene Porzellansockel P befestigt. Er trägt zwei doppel-∩-förmig ausgebildete Kontaktfedern f und f1 zur Aufnahme der mit Schneidekontakten versehenen Luftpatrone L, deren Einrichtung bereits beim Luftleerstangenblitzableiter (S. 439) beschrieben ist. Die Kontaktfeder f ist mit der Schiene s verbunden, die zwei Zuführungsschrauben für die Leitung und den Apparat trägt; die Kontaktfeder f1 hat dagegen durch zwei in den Porzellansockel eingelassene Schrauben mit der Erdschiene E Verbindung. Die Ansätze c und d der Kontaktfedern bilden miteinander eine grobe Spannungssicherung, die durch die Stellschraube b reguliert werden kann. Die Einzelblitzableiter werden auf gemeinsamen Grundplatten G (Fig. 34) aus vernickeltem Messing zu Mehrfachblitzableitern vereinigt. In der Nähe des Arbeitsplatzes einer Fernleitung wird in jeden Leitungszweig ein solcher Luftleerblitzableiter eingeschaltet. Die Wirkungsweise beruht darauf, daß die hochgespannten atmosphärischen Entladungen ihren Weg aus der Leitung über die Schiene s, die Kontaktfeder f und die Metallkappe g nehmen, den Zwischenraum der Kohlenblättchen überspringen und über h und f1 zur Erde abgeleitet werden. Die Luftleere erleichtert den Spannungsaustausch und erschwert ein Verbrennen von Kohlenteilchen. Ein weiterer Luftleerblitzableiter, dem noch eine Feinsicherungspatrone angeschaltet ist, wird möglichst nahe der Einführung in jeden Leitungsdraht einer Fernleitung eingefügt.

3. Fernsprechübertrager. Wenn eine an beiden Enden mit Erde verbundene Einzelleitung mit einer Doppelleitung, die unter Ausschluß der Erde als Schleife betrieben wird, verbunden werden soll, so bedarf es der Einschaltung eines Apparats, der die Sprechströme aus der einen Leitung in die andre überträgt. Ein ähnlicher Apparat ist nötig, um die Sprechströme aus dem Mikrophonstromkreise auf den Leitungskreis zu übertragen. Die Fernsprechübertrager sind Induktionsrollen mit einem Eisenkern und zwei Drahtwicklungen. Sprechwechselströme, welche die eine Wicklung durchlaufen, erzeugen durch Induktion in der andern Wicklung genau gleiche Wechselströme. Der durch Fig. 35 dargestellte Fernsprechübertrager besteht aus einer Induktionsspule, welche als Kern k ein 3 cm dickes Bündel seiner Eisendrähte enthält, die gut ausgeglüht und durch Lacküberzug vor gegenseitiger Berührung geschützt sind. Auf jedes Ende des Kerns ist eine mit entsprechender Bohrung versehene Holzplatte g aufgeschoben. Zwischen diesen durch kleine Messingstücke auf der Grundplatte beteiligten Holzplatten ist auf dem Kerne, von ihm durch eine Papierlage getrennt, die primäre Drahtspule P, dann eine doppelte Papierschicht und über dieser die sekundäre Wicklung S angebracht. Die primäre Spule hat 200, die sekundäre etwa 2400 km Widerstand, beide haben aber gleichviel Windungen. Zwischen den Klemmen P1 A und P1 E liegt die erste Hälfte, zwischen P2 A und P2 E die zweite Hälfte der primären Wicklung. Zwischen letzteren Klemmen wird die Schlußzeichenbatterie eingeschaltet; wird keine benutzt, so sind beide Klemmen durch einen Draht zu verbinden. Die sekundäre Spule liegt zwischen den Klemmen S A und S E. Zur Erhöhung der Wirksamkeit des Uebertragers ist die sekundäre Rolle außen ringsum mit etwa 0,5 cm starken, parallel zur Längsachse gelagerten Bündeln k aus seinem Eisendraht umgeben, welche gegen äußere Beschädigungen durch einen Lacküberzug geschützt sind. Wird die Membran des Mikrophons in der Sprechstelle A (Fig. 36) durch Schallwellen in Schwingungen versetzt, so fließen die in der Induktionsspule dieser Sprechstelle entstehenden Wechselströme durch die primäre Umwicklung P des Induktionsübertragers in der Vermittlungsanstalt V1 zur Erde ab. Dabei ruft jeder, beispielsweise in der Richtung des beigesetzten Pfeils verlaufende Stromstoß, solange seine Stärke zunimmt, in der sekundären Uebertragerspule S einen Strom von entgegengesetzter Richtung hervor, welcher die Leitung L1 sowie die sekundäre Uebertragerspule des Vermittlungsamtes V2 durchfließt, um durch die Leitung L2 nach dem Ausgangsamte zurückzugelangen. Der die sekundäre Spule des Uebertragers auf dem Amte V2 durchlaufende Strom ruft in der zugehörigen primären Spule wieder einen Strom von entgegengesetzter Richtung hervor, der zur Sprechstelle B gelangt und dort den Fernhörer in Tätigkeit setzt.

Die Mikrophoninduktionsrolle unterscheidet sich von dem vorbeschriebenen Fernsprechübertrager hauptsächlich dadurch, daß beide Wicklungen nach Drahtftäfke und Windungszahl ungleich sind. Die primäre Wicklung hat etwa 1 Ohm und wird in den Mikrophonkreis eingeschaltet; sie besteht aus 0,5 mm starkem isoliertem Kupferdraht. Die Sekundärwicklung besteht aus 0,2 mm starkem isolierten Kupferdraht und hat etwa 200 Ohm Widerstand. Gewöhnlich wird jetzt die sekundäre Wicklung in zwei gleiche Teile geteilt und zwischen diese der Fernhörer eingeschaltet.

4. Polarisationszellen und Kondensatoren. Beide lassen Gleichströme, z.B. den Strom der Schlußzeichenbatterie, nicht durch; sie dienen daher dazu, bestimmte Stromwege für den Durchgang von Gleichstrom zu sperren oder zu verriegeln. Wechselströme, also die Weckstrome des Induktors oder Polwechslers und ebenso die Sprechströme gehen ohne nennenswerte Schwächung hindurch.

a) Polarisationszellen (Fig. 37) sind kleine, oben zugeschmolzene Glasgefäße zu drei Viertel mit einer Flüssigkeit gefüllt und mit zwei in diese eintauchenden Elektroden aus Platin oder [489] Aluminium versehen. Ihre Wirkung beruht auf der sofortigen Erzeugung einer Gegenspannung (Polarisation), die den Durchgang des Gleichstroms verhindert. Zellen mit Platinelektroden in verdünnter Schwefelsäure erzeugen pro Zelle eine elektromotorische Gegenkraft von 1,8 Volt; Zellen mit Platinelektroden in einer Lösung von doppeltkohlensauerm Natron eine solche von 2,7 Volt.

b) Kondensatoren. Die Fernsprechkondensatoren sind aus einem Bande von präpariertem Papier, das beiderseits mit Stanniolbändern belegt ist, durch Aufwickeln hergestellt. Die Wicklung ist in einem Behälter aus Pappe oder Blech von viereckigem Querschnitt eingepreßt. Der Behälter ist mit Isoliermasse ausgegossen. Die Kondensatoren haben 2 Mikrofarad Kapazität, sie bieten einem Wechselstrom von 15 Perioden in der Sekunde nur 2000 Ohm Widerstand und sind den Polarisationszellen in bezug auf Betriebssicherheit überlegen.

5. Induktanzrollen für den Fernsprechbetrieb. Sie dienen zum Absperren von Wechselströmen, insbesondere der Sprechströme. Die Rollen setzen vermöge ihrer Selbstinduktion den aus Wechselströmen mit hoher Periodenzahl bestehenden Fernsprechströmen einen hohen scheinbaren Widerstand entgegen, der ihren Durchgang ganz oder größtenteils verhindert. – Die im Fernsprechbetrieb am häufigsten verwendete Induktanzrolle (Fig. 38) besteht aus einer Holzspule, die mit seinem isolierten Kupferdraht umwickelt ist, dessen Enden an zwei auf dem Grundbrett angebrachten Klemmen A1 E2 liegen. Der Hohlraum der Holzspule ist mit einem Bündel von dünnen lackierten Eisendrähten ausgefüllt, die den Kern bilden und in ihrer Verlängerung nach außen die Rolle von beiden Seiten mantelförmig umschließen. Der Widerstand der Rollen beträgt 500 bis 1000 Ohm. Bei den Rollen mit 1000 Ohm ist der Umwindungsdraht in der Mitte unterbrochen und an zwei weitere Klemmen E1 und A2 geführt, die durch die Messingschiene v miteinander verbunden sind. Durch Abnehmen dieser Schiene erhält man zwei Induktanzrollen von je 500 Ohm Widerstand.

IV. Die Fernsprechgehäuse und ihre Schaltungen.

Die Fernsprechgehäuse haben die zu einer Sprechstelle gehörigen Einzelapparate, die festen Drahtverbindungen zwischen diesen und die Zuführungsklemmen aufzunehmen. Das Gehäuse enthält in der Regel ein Mikrophon, einen oder zwei Fernhörer, einen Kurbelinduktor, einen Wecker, einen selbsttätigen Umschalter und die Mikrophoninduktionsrolle; dazu treten in Fernsprechnetzen mit selbsttätigem Schlußzeichen die Polarisationszellen oder Kondensatoren. Man unterscheidet Wandgehäuse in Schrankform (Fig. 39) oder in Pultform (Fig. 40) und Tischgehäuse (Fig. 41). Fernsprechgehäuse mit einer Vorrichtung zum Einkassieren der Sprechgebühr heißen Fernsprechautomaten. In den Gehäusen liegt im Ruhezustand der Wecker an Leitung, so daß der ankommende Weckstrom den Wecker durchläuft. Wird von der Sprechstelle aus geweckt, so schaltet sich der Magnetinduktor bei Beginn des Kurbeldrehens selbsttätig ein; es entsteht ein neuer Stromkreis für den abgehenden Weckstrom, jedoch nur für die Dauer des Weckens. Nimmt man darauf den Fernhörer zum Gespräch vom selbsttätigen Umschalter ab, so legt dieser die Leitung auf den Fernhörer und stellt damit den Hörstromkreis her. Zugleich wird selbsttätig der Mikrophonstromkreis geschlossen, der durch die Induktionsrolle mit dem Hörstromkreise in Verbindung steht.

1. Schaltung der Telegraphenleitungen zu Fernsprechbetrieb. Auf diesen Leitungen wird neben dem Sprechverkehr auch der Telegrammverkehr durch den Fernsprecher vermittelt. Sämtliche Telegraphenanstalten einer solchen Leitung sind nebeneinander geschaltet, so daß jede eine Abzweigung von der Leitung zur Erde bildet (Fig. 42). Ist die Leitung doppeldrähtig, so tritt an Stelle der Erde die Rückleitung. Jede Betriebsstelle bildet dann mit ihren Apparaten eine Brücke zwischen Hin- und Rückleitung. Der von einer beliebigen Anstalt in die Leitung fließende Weckstrom verzweigt sich an jedem Abzweigungspunkt und es gelangt nach jedem der übrigen Aemter nur ein Zweigstrom. Da jedes an die Leitung angeschlossene Amt in seinem Wecker 1500 Ohm Widerstand hat, so fällt der viel geringere Widerstand der Drahtleitung selbst für die Stromleitung kaum ins Gewicht; man kann ohne großen Fehler annehmen, daß die Abzweigungen sämtlich von einem Punkte ausgehen und gleichen Widerstand aufweisen. Sind z.B. neun Aemter angeschlossen und wird von einem Amte Strom gesandt, so verzweigt sich dieser in acht Leitungen, deren[490] kombinierter Widerstand nur 1500 : 8 = rund 188 Ohm beträgt. Von dem infolgedessen recht kräftigen Gesamtstrom erhält jedes Amt ein Achtel, und dieser Teilstrom ist völlig ausreichend, um den empfindlichen Wecker zum Ansprechen zu bringen. Beim Sprechen verteilen sich die in einem Zweig erzeugten Sprechströme nicht gleichmäßig auf die übrigen Zweige; sie gehen vielmehr fast ungeteilt zu demjenigen Amte, mit welchem gesprochen wird. Denn bei diesem Amte sind nur Fernhörer und sekundäre Spule der Induktionsrolle mit etwa 400 Ohm Widerstand eingeschaltet, während bei den übrigen Aemtern die Wecker nicht nur durch ihren hohen Widerstand von 1500 Ohm, sondern weit mehr noch durch ihre bedeutende Selbstinduktion den Sprechströmen den Weg versperren, da jeder Wecker ihnen einen scheinbaren Widerstand von etwa 10000 Ohm entgegensetzt. Der Stromlauf wird schematisch durch Fig. 43 dargestellt. Der abgehende Weckstrom geht vom Induktor Y direkt in die Leitungszweige a und b der Doppelleitung; der ankommende Weckstrom geht vom Leitungszweige a über das Induktorgestell und den Hakenumschalter H nach dem Wecker W und von diesem in den b-Zweig der Leitung. Der Stromkreis für das Mikrophon M wird nach Abheben des Fernhörers F vom Hakenumschalter H über diesen und die Mikrophonbatterie M B durch die primäre Wicklung p der Induktionsrolle J geschlossen. Der Fernhörer F ist zwischen den Hälften der sekundären Spule s des Induktionsübertragers über den Hakenumschalter und das Gestell des Induktors in die Leitung a/b eingeschaltet.

2. Schaltung für Fernsprechanschlußleitungen mit Ortsbatterie. Die hierfür zur Verwendung kommenden Wand- oder Tischgehäuse haben einen Weckerwiderstand von nur 300 Ohm. Das durch Fig. 44 schematisch dargestellte Wandgehäuse hat zwei Klemmen La und Lb für die vom Sicherheitskästchen heranzuführenden beiden Leitungszweige, ferner zwei Klemmen W1 und W2, die gewöhnlich durch eine Spange verbunden sind. Zwischen diese Klemmen kann nach Abnahme der Spange ein zweiter, in einem andern Raum anzubringender Wecker geschaltet werden. Die beiden Klemmen P Z des Gehäuses dienen zur Einschaltung eines Satzes von Polarisationszellen oder eines Kondensators für den Fall, daß in dem betreffenden Fernsprechnetz selbsttätige Schlußzeichen eingeführt sind. Die Polarisationszellen liegen nur im Hörstromkreise (La, k1, k2, Federn L und F von H, obere Klemmen S A, S E des Induktionsübertragers J, F, untere Klemmen SE, SA, k0, L b); sobald nach Schluß des Gesprächs durch Anhängen des Hörers F der Weckstromkreis (La, k1, k2, Federn L und W von H, Wecker W, Lb) hergestellt wird, sind die Zellen ausgeschaltet und der Weg für den Schlußzeichenstrom ist frei. Die Schaltung der Tischgehäuse für Ortsbatteriebetrieb ist ähnlich; der Induktor Y erhält bei diesen Gehäusen meist zwei Kurbeln, und die auf dem Gehäuse angebrachte Tragstange des Handapparats ersetzt den Hakenumschalter H des Wandgehäuses. Wird der Handapparat aus der Gabel der Tragstange herausgenommen, so wird statt des Weckers der Handapparat eingeschaltet und zugleich der Mikrophonstromkreis (Mikrophonbatterie MB, MZ, Mikrophon M, primäre Wicklung des Induktionsübertragers J, Feder M von H, Klemme MK) geschlossen.

3. Schaltung für Fernsprechanschlußleitungen mit Zentralbatterie. Die Zentralbatterie des Amtes, die den Mikrophonspeisestrom und unter Umständen auch den Weckstrom für die Sprechstelle liefert, liegt entweder an den Stöpselschnüren, so daß sie nur bei Einleitung eines Gesprächs vom Beamten mit der Leitung verbunden wird. Oder sie liegt dauernd an der Leitung; ihr Strom findet jedoch gewöhnlich den Weg bei der Sprechstelle verriegelt und wird erst durch Abheben des Fernhörers geschlossen. Im zweiten Falle betätigt der Stromschluß zugleich das Anrufzeichen auf dem Amte, die Sprechstelle kann also außer der Mikrophonbatterie auch den Kurbelinduktor entbehren. Das durch Fig. 45a und 45b dargestellte Fernsprechwandgehäuse für Zentralbatteriebetrieb ist ein einfaches Kästchen aus Eisenblech, außen schwarz lackiert und mit Goldbronze verziert; es enthält Wecker, Hakenumschalter, Induktionsrolle, den Kondensator von 2 Mikrofarad und die Zuführungsklemmen auf der Grundplatte montiert. Auf der Vorderseite befindet sich der bewegliche Mikrophonträger mit einem Kohlengrusmikrophon. Der Wecker W (Fig. 46) von 1000 Ohm Widerstand liegt mit dem Kondensator C ständig in der Doppelleitung und spricht auf eingehende Rufwechselströme an, während dem Gleichstrom der Zentralbatterie der Weg durch den Kondensator C gesperrt ist. Wenn beim Abheben des Fernhörers der Hakenumschalter H seinen Kontakt schließt, beginnt der Batteriestrom des Amtes zu fließen und zwar aus der Leitung von Klemme La durch das Mikrophon M, über H und durch die Primärspule der Induktionsrolle J nach der Klemme Lb zur Rückleitung, dadurch wird das Anrufsignal beim Amte betätigt. Das Kohlengrusmikrophon von 200–300 Ohm Widerstand liegt direkt in der Leitung, und die beim Sprechen von ihm erzeugten Stromschwankungen pflanzen sich unmittelbar in der Leitung über das Amt hinaus bis zur zweiten Sprechstelle fort. Der Fernhörer F liegt in einem Ortsstromkreise für sich, auf den die abgehenden und[491] ankommenden Stromschwankungen in der Induktionsrolle J übertragen werden. Durch die Weckerbrücke hindurch findet ein Ausgleich der Stromschwankungen nicht statt, weil die hohe Selbstinduktion des Weckers diesen Weg versperrt. Wird der Batteriestrom nach Schluß des Gesprächs durch Anhängen des Hörers wieder unterbrochen, so bewirkt diese Aenderung das Ansprechen des Schlußzeichens beim Amte. Die gewünschte Sprechstelle wird stets vom Amte aus mit Wechselstrom angerufen. Die Klemme W2 dient zur Einschaltung eines zweiten Weckers. Bei dem Tischgehäuse für Zentralbatteriebetrieb (Fig. 47) sind die einzelnen Apparatteile und Klemmen mit Ausnahme des Kondensators in einem ähnlichen Kasten wie beim Wandgehäuse untergebracht und auf der Grundplatte montiert. Auf dem Deckel des Kastens ist die Vorrichtung zum Tragen des Handapparats beteiligt. Die Tragstange wirkt mit einem an ihrem unteren Ende angebrachten isolierten Stifte unmittelbar auf die in wagerechter Stellung an einem Eisenwinkel befestigte Ein- und Ausschaltevorrichtung. Der Kondensator ist in einem Beikasten untergebracht, der gleichzeitig als Anschlußkästchen dient und mittels dreiadriger Schnur mit dem Hauptapparate in Verbindung steht. Die Widerstände in den Apparaten sind dieselben wie beim Wandgehäuse. Stromlauf für den ankommenden Weckstrom: Wandklemme La, Gehäuseklemme La, Wecker W, Umschalter H, Gehäuseklemme W2, Wandklemme W2, Kondensator C, Wandklemme Lb (die Kontakte von H sind offen). Stromweg für den Batteriestrom: Klemmen La, linke Klemme M, Mikrophon, rechte Klemme M, Primärspule von J, Umschalter H (die drei Kontaktfedern berühren sich), Klemme Lb. Ein zweiter Weg, aber von hohem Widerstande, führt von La durch den Wecker W über H nach Lb.

4. Fernsprechautomaten. In den Schalterräumen der Postanstalten, auf Bahnhöfen und in andern vielbesuchten öffentlichen Lokalen werden Fernsprechautomaten aufgestellt, um dem Publikum zur Benutzung des Fernsprechers Gelegenheit zu geben. Das Einwerfen des Geldstücks hat, abweichend von andern Automaten, nicht bei Beginn der Benutzung, sondern erst nach Aufforderung seitens des Beamten zu geschehen. Für die Automatensprechstellen werden zweckmäßig die gewöhnlichen Fernsprechgehäuse in Verbindung mit einer Kassiervorrichtung[492] benutzt. Beide sind durch eine gemeinsame Grundplatte verbunden, die das durch den Geldeinwurf hervorgerufene Glockenzeichen auf das Mikrophon überträgt. Bei Benutzung der Kassiervorrichtung ist das Geldstück in den Schlitz einzulegen und der Handgriff H (Fig. 48 und 49) nach vorn zu ziehen. Das Geldstück gleitet in der Zahlrinne b abwärts, bis es an den Ansatz c flößt, der einen Teil der Ausfallrinne d bildet. Wird ein gut erhaltenes Zehnpfennigstück eingeworfen, so hält c das Geld an; legt der Benutzer aber eine andre Münze oder ein stark abgegriffenes Zehnpfennigstück in den Schlitz, so läßt c das Stück vorübergleiten, wodurch es in die Ausfallrinne d fällt und dem Benutzer wieder zur Verfügung gestellt wird. Ein von c angehaltenes, also vorschriftsmäßig beschaffenes Geldstück wird beim Vorziehen des Handgriffs H mit der Zahlrinne b, die einen Teil von H bildet, nach unten zu gegen die Hebel e1 und e2 bewegt, drückt diese Hebel gleichfalls nach unten und dreht dabei die mit e1 e2 fest verbundenen Achsen a1 a2. Hierbei entfernen sich die an a1 a2 beteiligten Hämmer f1 f2 von den Tonfedern, gleichzeitig schiebt der Hammer f2 mit seiner durch a2 hindurchreichenden Stielverlängerung das Metallstück g nach hinten (in Fig. 49 nach rechts), wodurch die durch den Ansatz h von g gebildete Dämpfung der Tonfedern aufgehoben wird. Ist das Geldstück an e2 vorbeigeglitten, so fällt es aus der Zahlrinne in die im unteren Teil der Kassiervorrichtung aufgestellte Sammelbüchse. Gleichzeitig kehren die Hebel e1 e2 und die Achsen a1 a2 unter der Einwirkung von Spiralfedern in die Ruhelage zurück und die Hämmer f1 f2 schlagen gegen die Tonfedern, wobei das Glockenzeichen ertönt. Der Benutzer der Fernsprechstelle hat nun den Handgriff loszulassen; der Griff kehrt unter dem Druck einer Spiralfeder in die Ruhelage zurück und legt hierbei mit Hilfe einer durch die Achse a3 hindurchgehenden Schraube das Metallstück g mit dem Ansatz h wieder an die Tonfedern an. Die an a3 mitangesetzte Luftpumpe L sorgt dafür, daß der Handgriff langsam in die Ruhelage gelangt, damit die Tonfedern gut ausklingen können: Die Dämpfungsvorrichtung g h soll verhindern, daß die Federn zum Tönen gebracht werden, wenn man von außen her an den Behälter klopft oder schlägt. Als Diebstahlschutz dient eine Alarmvorrichtung, deren beweglicher Stift l sich mit der Spiralfeder k gegen die Tür der Kassiervorrichtung anlehnt. Wird die Tür geöffnet, so wirkt der Stift auf die Kontakte der Alarmvorrichtung, die auf Ruhestrom oder Arbeitsstrom geschaltet werden kann. Mit Hilfe eines Umschalters können die mit der Leerung der Kassiervorrichtung beauftragten Beamten vor dem Oeffnen der Tür den Alarmwecker abstellen.

V. Die Fernsprechzentralen.

Ihre Aufgabe ist es, jede Sprechstelle auf Wunsch mit irgend einer andern Sprechstelle desselben oder eines entfernten Fernsprechnetzes zum Gespräche zu verbinden, das Gespräch zu überwachen und die Verbindung nach Gesprächsschluß wieder aufzuheben. Zu diesem Zwecke sind die Anschlußleitungen in der Zentrale an Umschalter geführt, wo jede Leitung während der Ruhe auf einem Signalapparat liegt. Beim Eingang eines Anrufs schaltet der Telephonist seine Sprechapparate in die Leitung ein, nimmt den Auftrag entgegen, prüft, ob die gewünschte Leitung frei ist und stellt zutreffendenfalls die Verbindung her. Dabei wird wiederum ein Signalapparat eingeschaltet, der nach Schluß des Gesprächs anspricht und dem Amte das Zeichen gibt, die Verbindung zu trennen. Man unterscheidet Umschalter für Handbetrieb und automatische Umschalter. Die Umschaltertafeln für Handbetrieb sind entweder Einfach- oder Vielfachumschalter. Einfachumschalter finden bei kleineren Zentralen Verwendung, bei denen die Zahl der Anschlüsse so gering ist, daß der bedienende Beamte oder die Telephonistin alle Leitungsklinken vom Arbeitsplatze aus ohne Mitwirkung eines zweiten Beamten erreichen kann. Dies ist noch möglich bei zwei nebeneinander aufgestellten Tafeln, begegnet aber schon Schwierigkeiten, wenn eine dritte Tafel hinzukommt. Demnach bezeichnet eine Anzahl von etwa 150 Anschlüssen die obere Grenze für die Verwendbarkeit der Einfachumschalter. Größere Zentralen werden allgemein mit Vielfachumschaltern ausgestattet; unter Verwendung solcher läßt sich die Aufnahmefähigkeit eines Amtes bis zu 20000 oder selbst 25000 Anschlüssen steigern, wobei jeder Telephonist die an seinem Arbeitsplatz auf Anrufsignal liegenden Anschlüsse mit allen übrigen Leitungen des Amtes selbständig verbinden kann. Sollen noch mehr Anschlüsse in eine Zentrale eingeführt werden, so müssen zu den Vielfachtafeln besondere Einrichtungen hinzutreten. In Nordamerika und vereinzelt auch in Europa, so in Deutschland z.B. in Berlin und Hildesheim, sind automatische Zentralen oder Selbstanschlußämter in Betrieb, in denen die einfachen und sich stets in gleicher Art wiederholenden Handgriffe des Telephonisten durch automatische Umschaltung ersetzt sind. Die Fernleitungen, welche ein Amt mit andern Zentralen verbinden, werden an besonderen Umschaltern betrieben, die bei großen Zentralen oft in getrennten Räumen aufgestellt sind, bei kleineren Aemtern dagegen sich eng an die Ortsumschalter anschließen.

1. Zentralen mit Einfachumschaltern. Die Fernsprechleitungen werden in der Regel oberirdisch an das Gebäude des Vermittlungsamtes herangeführt und entweder von einem auf dem Dache errichteten eisernen Abspanngestänge oder von einem an der Hausmauer beteiligten, mit Querträgern ausgerüsteten Mauerbügel eingeführt. Die zur Einführung dienenden vieladrigen Gummikabel endigen innerhalb des Gebäudes in der Nähe der Einführungsstelle an den Grobsicherungen, von da führen kurze Kabel oder Drähte zu den Kohlenblitzableitern und Feinsicherungen und von diesen wieder vieladrige Kabel nach den Klappenschränken. Zur Aufnahme der Sicherungen und Blitzableiter dient ein eiserner Wandbügel oder ein Gestell von[493] eisernen Rohren und Schienen. Als Umschalter erhalten kleinere Zentralen schnurlose Klappenschränke, deren Einrichtung z.B. dem Pyramidenschrank von Mix & Genest (Bd. 4, S. 802) entspricht, wenn nur eine geringe Anzahl Leitungen vorhanden ist, oder Klappenschränke mit Stöpselschnüren.

Der in der deutschen Reichstelegraphie gebräuchliche Klappenschrank für 50 Leitungen (Fig. 50) zeichnet sich durch eine sehr einfache und bequeme Bedienungsweise aus. Der Schrank hat ein Aufnahmevermögen von 50 Anschlußleitungen und vier Fernleitungen nach andern Orten. Er enthält für jede Leitung eine Anruf- und Schlußklappe K 1 bis K 50 von 600 Ohm Rollenwiderstand und je zwei Klinken A 1 bis Ab O und B 1 bis B 50. Jede Leitung ist über die beiden Klinken hinweg auf Klappe geschaltet. Zur Verbindung der Anschlußleitungen untereinander dienen acht Paare zweiadriger Leitungsschnüre mit Doppelstöpseln S1S2 In dem freien Räume unterhalb der Klappen und oberhalb der Klinken sind für jede Fernleitung eine Anrufklappe FK1 bis FKIV mit 1500 Ohm Rollenwiderstand und vier Klinken A, B, C, D angeordnet. Zur Verbindung der Ferndoppelleitungen mit Einzelanschlußleitungen oder mit solchen Fernleitungen, welche in einem Drahte gestört sind und daher als Einzelleitungen betrieben werden, dienen vier weitere Schnürpaare S3 S4, zwischen welche je ein Induktionsübertrager geschaltet ist. Auf den Schnüren gleiten innerhalb des Schrankes lose Rollen mit Gewichten, die die Schnur abwärtsziehen und den Stöpsel in der Ruhelage auf dem Stöpselbrett festhalten. Zur Ueberwachung der Gesprächsdauer dienen vier Sanduhren. Nach Bedarf werden die Schränke mit Klinkenumschaltern in Form von Klinkenkästen mit 20 Doppelklinken für Feuermeldezwecke verbunden.

Der Betrieb der Anschlußleitungen wickelt sich wie folgt ab: Klappe 19 (Fig. 51) fällt: Abfragestöpsel S in Klinke B 19; Abfragen durch Mikrophon M und Fernhörer F bei niedergedrücktem Hebel h. Stromlauf beim Abfragen: Leitung a, obere Feder der Klinke B 19,[494] Stöpsel S Spitze, Tasten T2 und T1, sekundäre Mikrophonspule J, Fernhörer (Mikrophonstromkreis durch Hebel h über M und Mikrophonbatterie M B geschlossen), Tasten T1 und T2, Induktor, Stöpsel S Hals, untere Feder der Klinke B 19, Leitung b. Es werde die Sprechstelle 20 verlangt: Stöpsel S1 wird in Klinke A 19 und Stöpsel S1 in Klinke B 20 gesteckt; Aufforderung zum Rufen. Klappe 19 bleibt nach Herausnahme des Abfragestöpsels aus Klinke B 19 als Brücke zum Empfange des Schlußzeichens eingeschaltet. Stromlauf für den Sprechverkehr: Leitung 19 a, obere Feder der Klinke A 19, Stöpsel S1 und S2 Spitze, obere Feder der Klinke B 20, Leitung 20 a, Sprechstelle 20, Erde bei Einzelleitung oder Leitung 20 b bei Doppelleitung, untere Feder der Klinke B 20, Stöpsel S1 und S2 Hals, untere Klinkenfeder A 19, Leitung 19 b, Sprechstelle 19. Zum Kontrollieren der Gespräche dient eine in dem Kontrollstöpsel C endigende Leitungsschnur; bei Benutzung dieses Stöpsels wird nur der Fernhörer F und eine Induktanzrolle g von 500 Ohm Widerstand in den Abfragestromkreis eingeschaltet.

Betrieb der Fernleitungen. Es fällt die Fernleitungsklappe FK1 ab: Abfragestöpsel S in Klinke B1, Abfragen durch Mikrophon M und Fernhörer F bei niedergedrücktem Hebel h. Stromlauf beim Abfragen: Leitung L1a, zweite und dritte Klinkenfeder C1, obere Feder der Klinke B1, Stöpsel S Spitze, Tasten T1 und T2 sekundäre Mikrophonspule, Fernhörer F, Tasten T1 und T2, Induktor Y, Stöpsel S Hals, untere Klinkenfeder B1, Klinke D1 fünfte und vierte Klinkenfeder CI, Leitung L1 b. Es werde die Anschlußdoppelleitung T h 19 verlangt. Der Abfragestöpsel S wird in Klinke B 19 gesteckt und der Teilnehmer mittels des Induktors Y angerufen. Darauf wird der Stöpsel S1 in die Klinke AI und der Stöpsel S2 in die Klinke 19 gesteckt. Die Klappe F KI bleibt zur Empfangnahme des Schlußzeichens über die Federn der Klinken AI und BI als Brücke eingeschaltet.

Stromlauf für den Sprechverkehr ohne Induktionsübertrager. Leitung 19 a, obere Klinkenfeder 19, Stöpsel S2S1, obere Klinkenfeder AI, dritte und zweite Klinkenfeder CI, Draht a der Fernleitung L1a b, fernes Amt, Leitung L1 b, vierte und fünfte Klinkenfeder CI, Klinke DI, untere Klinkenfeder AI Stöpsel S1S2, untere Klinkenfeder B 19, Leitung 19 b, Sprechstelle 19. Macht sich bei einer solchen unmittelbaren Verbindung der Fernleitung mit der Doppelanschlußleitung Erdgeräusch bemerkbar, weil letztere vielleicht mit Nebenschließungen behaftet ist, so muß die Verbindung mittels eines Schnurpaares S3 S4 unter Zwischenschaltung eines Induktionsübertragers erfolgen. Der Stromlauf ist dann folgender: Leitung 19 a, obere Klinkenfeder B 19, Stöpsel S3 Spitze, primäre Spule des Induktionsübertragers, Stöpsel S3 Hals, untere Klinkenfeder B 19, Leitung 19 b, Sprechstelle 19. Ferner: Leitung L1a, zweite und dritte Klinkenfeder CI, obere Klinkenfeder AI, Stöpsel S4 Spitze, sekundäre Spule des Induktionsübertragers, Stöpsel S4 Hals, untere Klinkenfeder AI, Klinke DI, fünfte und vierte Klinkenfeder CI, Leitung L1b, fernes Amt. Die Fernklappe FKI ist wieder über die Klinken AI und BI als Brücke zur Empfangnahme des Schlußzeichens eingeschaltet. – Bei Verbindung einer Fernleitung mit einer Einzelanschlußleitung besteht nur der Unterschied, daß an Stelle des Leitungsdrahtes b Erdverbindungen in der Sprechstelle und dem Vermittlungsamte treten und der Induktionsübertrager stets einzuschalten ist.

Verbindung von zwei Fernleitungen. Aus der Fernleitung L1a/b wird die Fernleitung L2a/b verlangt. Der Abfragestöpsel S wird in die Klinke BII gesteckt und das ferne Amt durch Niederdrücken der Taste T1 oder T2 oder mit Hilfe des Induktors Y angerufen. Darauf steckt man den Stöpsel S1 eines Schnurpaares in die Klinke AI und den Stöpsel S2 in die Klinke BII. Stromlauf für den Sprechverkehr. Leitung L1a, zweite und dritte Klinkenfeder CI, obere Klinkenfeder AI, Stöpsel S1 S2, obere Klinkenfeder BII, dritte und zweite Klinkenfeder CII; Leitung L2a, Fernamt der Leitung L2a/b; Leitung L2b, vierte und fünfte Klinkenfeder CII, Klinke DII, untere Klinkenfeder BII, Stöpsel S2 S1, untere Klinkenfeder AI, Klinke DI, fünfte und vierte Klinkenfeder CI, Leitung LIb, Fernamt der Leitung L1a/b. Die Fernklappe F KI ist über AI und BI als Brücke zur Entgegennahme des Schlußzeichens eingeschaltet. Nach Herstellung der Verbindung ist der Abfragestöpsel S in die Klinke BI einzuführen, um zu prüfen, ob das Gespräch zustande kommt. Der Hebel h des Fernhörers darf hierbei nur dann niedergedrückt werden, wenn der Beamte sich am Sprechverkehr beteiligen und zu diesem Zweck das Mikrophon einschalten muß. Soll während des ganzen Gesprächs mitgehört werden, so ist der Kontrollstöpsel C in die Klinke BI einzusetzen; hierdurch wird an Stelle der Schlußklappe FKI der Fernhörer F mit der Induktanzrolle g als Brücke eingeschaltet. Zur Herstellung der Verbindungswege für den Einzelleitungsbetrieb bei Störungen dienen die Stöpsel Q und R. Ist z.B. der a-Draht einer Doppelleitung unterbrochen, so wird der Zwillingsstöpsel Q in die Klinken C und D derart eingesetzt, daß die Aufschrift »Draht a an Erde« nach oben zeigt; ist der Draht dagegen durch Berührung, Nebenschluß oder Erdschluß gestört, so wird der Zwillingsstöpsel R mit der nach oben zeigenden Aufschrift »Draht a isoliert« eingesetzt. Wenn der b-Draht gestört ist, so werden die Stöpsel Q und R in sinngemäßer Weise mit der nach oben gekehrten Aufschrift »Draht b an Erde« oder »Draht b isoliert« benutzt. In jedem Falle wird durch die Stöpselung der nicht gestörte Draht für den Betrieb als Einzelleitung auf die Fernklappe geschaltet. Die Art der Bedienung bleibt unverändert. Die Anschlußklappen und die Anker der Fernklappenelektromagnete sind mit Kontaktvorrichtungen versehen, welche beim Klappenfall bezw. bei Ankeranziehung den Stromkreis einer Ortsbatterie durch den an der Vorderseite des Schrankes angebrachten Wecker W schließen.

2. Zentralen mit Vielfachumschaltern. Während bei den gewöhnlichen Klappenschränken nur die Leitungen des eignen und der beiden benachbarten Schränke unmittelbar zugänglich sind, können bei den Vielfachumschaltern von jedem Arbeitsplatze aus Verbindungen mit sämtlichen Teilnehmern eines Vermittlungsamtes ohne Hilfe eines zweiten Beamten ausgeführt werden. Zu dem Zweck ist jede Leitung an sämtlichen Arbeitsplätzen entlang und an jeder Umschalttafel an eine Klinke geführt. Zum Unterschiede von den gewöhnlichen Klappenschränken[495] hat also eine Vielfachumschalttafel nicht nur für jede ihrer Anrufklappen eine Klinke, sondern es ist in der Tafel auch für jede andre Anschlußleitung des Amtes eine Klinke vorhanden. Die Klinken derjenigen Leitungen, welche nur durch die Umschalttafel hindurchgeführt sind, heißen Verbindungsklinken oder Vielfachklinken, die Klinken derjenigen Leitungen, welche in der Tafel auf Anrufzeichen liegen und zur Entgegennahme der Gesprächsanmeldungen dienen, dagegen Abfrageklinken. Wenn ein Anrufzeichen betätigt wird, so verständigt sich der Beamte mit dem Teilnehmer, indem er in die Abfrageklinke mittels des einen Stöpsels eines Schnurpaares das Abfragesystem einschaltet; darauf stellt er die gewünschte Verbindung durch Einsetzen des zweiten Stöpsels in die Verbindungsklinke der betreffenden Leitung her und schaltet statt des Abfrageapparates das Schlußzeichen ein. Die Herstellung einer Verbindung zwischen zwei Teilnehmerleitungen am Vielfachumschalter ist demnach einfach. Nur ist eine besondere Einrichtung erforderlich, mit deren Hilfe man an jedem Arbeitsplatze jederzeit leicht feststellen kann, ob die verlangte Leitung bereits an einem andern Arbeitsplatze besetzt oder ob sie noch frei ist. Zu diesem Zwecke enthalten die Vielfachumschalter ein zweites System von Leitungsdrähten, die Prüfdrähte. Je ein Prüfdraht verbindet die Metallkörper aller Hülsen der zu einer Leitung gehörenden Klinken gleicher Nummer; er ist isoliert, solange in diesen Klinken kein Stöpsel steckt. Berührt man mit einem Stöpsel die Abfragevorrichtung einer Klinkenhülse, so wird die Prüfleitung des betreffenden Anschlusses auf das Abfragesystem geschaltet. Dabei nimmt der Beamte im Fernhörer kein Geräusch wahr, wenn die zu prüfende Anschlußleitung frei ist, d.h. wenn in keiner ihrer Klinken ein Stöpsel steckt. Ist jedoch eine Klinke gestöpselt, die Anschlußleitung also anderweit besetzt, so nimmt der Strom der Prüfbatterie seinen Weg über die gestöpselte Klinkenhülse durch die Prüfleitung zum Fernhörer des Abfragesystems und ruft in diesem ein knackendes Geräusch hervor. Dieses Geräusch gibt also dem Beamten von dem Bestehen einer anderweitigen Verbindung mit der verlangten Teilnehmerleitung Kenntnis. In die Umschalter werden jetzt allgemein Schlußzeicheneinrichtungen eingebaut, die durch Anhängen des Fernhörers nach Schluß eines Gesprächs betätigt werden. Größere Aemter erhalten an Stelle der Anrufklappen u.s.w. kleine Glühlampen. Hinsichtlich der Form unterscheidet man schrankförmige und tischförmige Vielfachumschalter. Bei der jetzt allgemein üblichen Schrankform ist die Klinkentafel senkrecht, bei der wieder aufgegebenen Tischform wagerecht angeordnet. Die oberirdisch in das Amtsgebäude eintretenden Leitungen werden nahe der Einführungsstelle an Blitzableiter und Sicherungen gelegt und von da in vieladrigen Gummikabeln zum Umschaltegestell oder Hauptverteiler geführt. Die unterirdisch eintretenden Leitungen enden an den Klemmen von Kabelendverschlüssen (vgl. Fig. 100 und 101), die ebenfalls am Hauptverteiler oder in dessen unmittelbarer Nähe Platz erhalten. An dem Eisengestell des Hauptverteilers sitzen auf einer zweiten Reihe von Ebonitleisten die Klemmen für die Zuführungen nach den Apparaten. Zwischen beiden Klemmenreihen, den Leitungs- und den Apparatklemmen, erfolgt die Verbindung mittels leicht auswechselbarer isolierter Drähte. Mit Hilfe dieser Vorrichtung läßt sich jede Anschlußleitung auf eine beliebige Klinkennummer schalten. Von den Apparatklemmen des Hauptverteilers sind die Leitungen in 42 adrigen Baumwollseidenkabeln nach den Verbindungsklinken der ersten beiden Vielfachschränke geführt. Auf jeden, 20 Klinken enthaltenden Klinkenstreifen entfällt ein Kabel; zwei Kabeladern bleiben im Vorrat. Zur Verbindung der gleichnamigen Klinkenstreifen in den einzelnen Schränken dienen 63 adrige Baumwollseidenkabel, Klinkenkabel genannt, von denen immer drei Adern im Vorrat bleiben. Von den Klinken der letzten beiden Schränke verlaufen die Leitungen in 63 adrigen Baumwollseidenkabeln (Rückführungskabeln) zu den Abfrageklinken und Anrufklappen. Diese Kabel endigen an einem Zwischenverteiler, und zwar sind sie auf den Fußboden herunter und dort in einem flachen Holzkanal auf oder unter dem Fußboden entlang zu ihrem Schranke geführt und darin an das untere Lötösenbrett dieses Zwischenverteilers gelegt. Von den Lötöfen des oberen Brettes führen feste Drahtverbindungen nach den Abfrageklinken und Klappen. Zwischen den beiden Lötösenbrettern wird die Verbindung durch leicht auswechselbare, dreifachverseilte Schaltdrähte hergestellt. Der Zwischenverteiler ermöglicht, im Bedarfsfalle einzelne Leitungen auf andre Arbeitsplätze umzulegen und so die Belastung auszugleichen. In Tafeln mit Parallelklinken sind Rückführungskabel entbehrlich; die Verbindung der Leitungen mit ihren Anrufzeichen und Abfrageklinken geschieht hier durch Abzweigung von den Vielfachklinken der Tafeln aus.

a) Zentralen mit Klappensignalen und Ortsbatteriebetrieb.

Solche Zentralen haben mittleren Umfang und werden gewöhnlich mit Vielfachumschaltern einfachster Form mit einem Arbeitsplatz ausgerüstet. Folgende Type der deutschen Reichstelegraphie hat sich seit Jahren bewährt; sie verwendet Klappen als Anrufsignale und automatisch wirkende Galvanoskope oder Schauzeichen als Ueberwachungs- und Schlußsignale. Ein solcher Umschalter wird durch Fig. 52 in Vorderansicht und durch Fig. 53 im Schnitt veranschaulicht. Die oben befindliche Klinkentafel bietet in zehn Feldern Raum für 1000 Vielfach- oder Verbindungsklinken für Anschlußleitungen und erhält darunter in einer Reihe 40 Klinken für besondere Zwecke, z.B. für Verbindungsleitungen nach Aemtern desselben Ortes oder seiner Vor- und Nachbarorte, und unterhalb dieser 100 Abfrageklinken für die am Schranke endigenden 100 Anschlußleitungen. Dann folgt das wagerechte Stöpselbrett mit 14 Paar Stöpseln, A S, V S, deren Schnüre im unteren Teile des Schrankes durch Rollgewichte straff gehalten werden. Hinter den Stöpseln sind die zugehörigen Schlußzeichenapparate S Z1 und S Z2 eingebaut. Unterhalb des Stöpselbretts liegen in fünf Reihen die 100 Anrufklappen der zu den Abfrageklinken gehörenden Leitungen. Auf dem unteren wagerechten Schlüsselbrett steht man die mit den Schnurpaaren verbundenen 14 Sprechumschalter H und in der Mitte eine Rückruftaste T. An jedem Umschalteschrank befindet sich nur ein Arbeitsplatz; die Stöpselschnüre sind aber so lang bemessen, daß auch die Klinken der beiden Nachbarschränke noch erreicht werden können.[496] Es braucht deshalb nicht jeder Schrank sämtliche Leitungen in seinem Klinkenfelde zu haben, vielmehr genügt es, an dem einzelnen Schranke die Hälfte der in das Amt eingeführten Leitungen auf Verbindungsklinken zu legen. Die Aufnahmefähigkeit des Amtes beträgt dann 2000 Anschlußleitungen. Wenn erforderlich, läßt sich statt des zweiteiligen auch ein dreiteiliges Klinkenfeld verwenden, indem das ganze Klinkenfeld immer auf drei Schränke verteilt wird; hierdurch kann die Aufnahmefähigkeit eines Amtes auf 3000 Anschlüsse erhöht werden. Nach Erfordernis kann die Klinkentafel auch für 1600 Klinken eingerichtet werden, wodurch sich das Aufnahmevermögen des Amtes auf 3200 bezw. 4800 Anschlußleitungen steigern läßt. Fig. 54 veranschaulicht die Aufstellung der Vielfachumschalter und der Verbindungsklinken in einem zweiteiligen Klinkenfelde. Die Schränke 1–7 können mit 700 Anschlußleitungen belegt werden. Dementsprechend besteht das Klinkenfeld aus 700 Verbindungsklinken. Davon enthält Schrank 1, wie aus den schraffierten Feldern ersichtlich ist, das erste, zweite, fünfte und sechste Hundert, Schrank 2 das dritte, vierte und siebente Hundert. Ebenso ist das Klinkenfeld auf die Schränke 3 und 4 u.s.w. verteilt. Kommen später weitere Schränke hinzu, so wird das Klinkenfeld durch Einsetzen der betreffenden Hunderter vervollständigt. Die Klinke des Vielfachumschalters besteht aus einem Messingkörper M (Fig. 55), einer blattförmigen Klinkenfederauflage A aus Neusilber und einer kürzeren sowie einer längeren neusilbernen Klinkenfeder F1 bezw. F2. Die Feder F1 berührt in der Ruhelage mit einem Platinstiftchen ein auf die Auflage aufgelötetes Platinplättchen, von der Klinkenfeder F2 wird sie durch ein in letztere eingelassenes Ebonitknöpfchen getrennt. Mit den Fortsätzen der Klinkenfederauflage und der kürzeren Klinkenfeder werden der ankommende und abgehende a-Draht der Leitung, mit dem Fortsatze der längeren Klinkenfeder der ankommende und der abgehende b-Draht der Leitung und mit dem Fortsatze der Klinkenhülse der Prüfdraht verbunden. Wird ein Stöpsel in die Klinke eingesetzt, so wird die kürzere Klinkenfeder von der Auflage abgehoben und mit der birnenförmigen Stahlspitze S des Stöpses (Fig. 56) verbunden, während die längere Klinkenfeder mit dem mittleren Messingzylinder m1 und die Klinkenhülse mit dem unteren Messingzylinder m2 des Stöpsels in Berührung tritt. Durch Einsetzen eines Stöpsels in eine Klinke wird also der Stromweg nach der zugehörigen Anrufklappe hin nur im a-Drahte unterbrochen und mit dem a-Drahte der Stöpselschnur verbunden, der b-Draht des Systems wird dagegen nicht unterbrochen, also in seiner ganzen Länge auf den b-Draht der Stöpselschnur geschaltet. Der untere Stöpselteil m2 ist mit der c-Ader der Stöpselschnur verbunden. Zum Spannen der Stöpselschnüre dienen Messingrollen mit Bleigewichten (Fig. 57); letztere sind plattenförmig ausgebildet und an den Kanten zugeschärft, damit sie in den Schränken wenig Platz einnehmen und einander in der Bewegung nicht hindern. Je 20 Klinken sind mit dem zylinderförmigen Teile der Klinkenhülsen in eine Hartgummifassung eingesetzt und bilden mit dieser einen Klinkenstreifen. Die Hartgummifassung trägt auf der äußeren Seite neben den Klinkenlöchern deren Nummerbezeichnung. Von den Abfrageklinken sind nur je zehn Stück in einen Hartgummistreifen eingesetzt. Die Anruf klappen entsprechen der durch Fig. 20 und 21 dargestellten Konstruktion, haben jedoch nur 150 Ohm Widerstand und werden zu Sätzen von je zehn Stück auf einer gemeinsamen Metallschiene vereinigt. Die Klappen sind mit einer blattförmigen Kontaktfeder für den Weckerstromkreis ausgerüstet und tragen auf der Innenseite der Fallklappe schwarze Nummern auf weißem[497] Grunde. Schlußzeichen und Wechselstromanzeiger entsprechen in ihrer Einrichtung den durch Fig. 2426 dargestellten Typen.

Stromlauf und Betrieb der Anschlußleitungen (Fig. 58). Die von den Sprechstellen z.B. T1 und T202 kommenden Anschlußleitungen endigen bei der Vermittlungsanstalt am Umschaltgestell oder Hauptverteiler V h. Von da führt der a-Draht über die kurzen Federn und Auflager sämtlicher Verbindungsklinken K v der Nummern 1 bezw. 202 zum Zwischenverteiler Vz und weiter über die Abfrageklinke K a zur Anruf klappe AK; von hier läuft der b-Draht auf dem gleichen Wege zum Hauptverteiler V h zurück. Eine dritte Drahtverbindung besteht zwischen den Klinkenhülsen sämtlicher zu einer Leitung gehörigen Klinken. Bei der Einzelleitung T202 liegt der b-Draht des Systems im Hauptverteiler an Erde, ebenso wie bei der Sprechstelle T202. Wird eine Klinke gestöpselt, so ist stets der a-Draht, infolge Abhebens seiner Feder vom Auflager, nach der Klappe hin unterbrochen. Der b-Draht wird dagegen nur bei Stöpselung der ersten Klinke jeder Leitung unterbrochen, die Klinken der Schränke 1 und 2 haben zwei Trennkontakte, damit bei Fernverbindungen, welche nur an diesen Schränken ausgeführt werden, auch der b-Draht des Systems abgeschaltet ist.

Als Abfrageapparate dienen Kopffernhörer und Brustmikrophone; sie werden mittels einer fünfadrigen Schnur mit Zwillingsftöpfel (Fig. 59), der in eine Doppelklinke eingesetzt wird, mit dem Umschalteschrank verbunden. Die Hülse dieser Doppelklinke ist über eine Drosselspule g (Fig. 58) von 600 Ohm mit Erde verbunden (in Fig. 59 nicht mitgezeichnet). Die Einschaltung der Abfrageapparate in ein Schnurpaar erfolgt durch Umlegen des Sprechumschalters H nach dem Beamten hin (Stellung c Fig. 60), wodurch die Federn 1 und 2 an die äußeren Kontakte gelegt werden (Fig. 58). Beim Anruf von außerhalb durchläuft z.B. der vom Teilnehmer T1 durch Kurbeldrehen gegebene Weckstrom sämtliche Klinken der Leitung L1 und die Klappe AK1, so daß diese abfällt. Zum Abfragen wird der Abfragestöpsel A S eines Schnurpaares in die Klinke K a1 eingesetzt und der zugehörige Umschalter H nach vorn angelegt. Dann ist der a-Draht der Leitung L1 über die Stöpselspitze mit dem a-Draht der Schnur und der b-Draht der Leitung über den Stöpselhals mit dem b-Draht der Schnur verbunden. Somit ist die Leitung auf Abfrageapparat geschaltet, der über die Federn 1 und 2 von H zwischen der a- und b-Ader der Schnur liegt. Zugleich hat die Klinkenhülsenleitung über die Hülse der Klinke K a1 Verbindung mit dem c-Draht der Schnur, von welchem ein Stromweg durch den Widerstand w von 100 Ohm und die Schlußzeichenbatterie B von 6 Volt zur Erde führt. Wird z.B. die Sprechstelle T202 verlangt, so ist zunächst zu prüfen, ob diese Leitung frei ist. Man berührt zu diesem Zwecke die nächste Klinkenhülse der Leitung 202 mit der Spitze des Verbindungsstöpsels V S. Steckt in irgendeiner andern Klinke dieser Leitung schon ein Stöpsel, so hat die Klinkenhülsenleitung auf dem vorbeschriebenen Wege Verbindung mit der geerdeten Schlußzeichenbatterie, und letztere sendet nun Strom über die Stöpselspitze von V S, den a-Draht der Schnur, den Umschalter H (Feder 3 und inneren Kontakt, Feder 1 und äußeren Kontakt) und die erste Hälfte der Induktionsrolle J zum Fernhörer F und von dessen Wicklungsmitte durch die Induktanzrolle g von 600 Ohm zur Erde. Infolgedessen vernimmt man im Fernhörer beim Anlegen der Stöpselspitze an die Klinkenhülse ein Knacken. Bleibt das Knacken dagegen aus, so ist dies ein Zeichen, daß die geprüfte Klinke keine Verbindung mit der Batterie hat, die Leitung also frei ist. Zur Herstellung der Verbindung wird dann der Stöpsel V S in die geprüfte Klinke eingesetzt und die Sprechstelle durch Umlegen des Hebels H nach hinten angerufen. Dabei fließt der Wechselstrom des Polwechslers oder Magnetinduktors D über die Federn 3 und 4 von H, welche die äußeren Kontakte berühren, über den a- und b-Draht der Schnur in die Leitung und durch den Wecker der Sprechstelle. Beim Loslassen geht der Hebel H von selbst in die Mittellage (Durchsprechstellung b, Fig. 60). Alsdann sendet die Schlußzeichenbatterie B Strom durch das Schauzeichen S Z2 und über den Wecker der Sprechstelle 202 zur[498] Erde, das Schauzeichen spricht an. Sobald aber der Teilnehmer 202 den Fernhörer vom Haken nimmt und dadurch die Leitung vom Wecker auf den Sprechapparat schaltet, stößt der Batteriestrom bei der Sprechstelle auf die für ihn undurchlässigen Polarisationszellen PZ; das Schauzeichen SZ2 verschwindet und zeigt hierdurch an, daß das Gespräch begonnen hat. Ebenso wie durch das Schauzeichen SZ2 nach der Sprechstelle T202 kann die Schlußzeichenbatterie durch das Schauzeichen SZ1 Strom nach der Sprechstelle T1 senden. Wenn nach Beendigung des Gesprächs beide Teilnehmer den Hörer anhängen und dadurch die Polarisationszellen aus dem Stromwege ausschalten, fließt der Batteriestrom durch beide Schauzeichen nach den Sprechzellen, und es erscheinen beide Schlußzeichen, worauf die Verbindung getrennt wird. Zum Mithören ist der Hebel H in Abfragestellung zu bringen, wodurch an Stelle der Schlußzeichen das Abfragesystem in Brücke geschaltet wird. Muß die rufende Sprechstelle aus irgendeinem Grunde geweckt werden, so erfolgt dies durch Niederdrücken der Rückruftaste T a (Fig. 59). Bei Abfragestellung des Hebels H fließt dann der Weckstrom nach beiden Stöpseln hin, bei Rufstellung nur nach dem Stöpsel V S. Das Abfragesystem ist über die Rückruftaste mit den äußeren Kontakten der Federn 1 und 2 sämtlicher Sprechumschalter des Schrankes verbunden. Für je zwei Schränke ist ein Platzumschalter U (Fig. 52) vorhanden, mittels dessen das Abfragesystem auch mit den Sprechumschaltern des Nachbarschrankes verbunden werden kann, wenn dieser in den Stunden schwächeren Verkehrs vom ersten Schrank aus mitbedient werden muß.

Während die Fernleitungen nach weit entfernten Orten an besonderen Fernschränken bedient werden, erfolgt der Betrieb der Verbindungsleitungen nach andern Aemtern desselben Ortes sowie nach Vor- und Nachbarorten gewöhnlich an den Vielfachumschaltern für den Ortsverkehr. Solche Leitungen werden in der Regel nur für Gespräche einer Richtung benutzt. Die Leitungen für abgehende Gespräche, abgehende Verbindungsleitungen genannt, durchlaufen in Vielfachschaltung sämtliche Klinkentafeln, um von allen Arbeitsplätzen erreichbar zu sein, liegen aber nicht auf Klappe. Die Klinken dieser Leitungen haben je zwei Trennkontakte. Dagegen sind die Leitungen für ankommende Gespräche, ankommende Verbindungsleitungen, nur an einem Arbeitsplatz auf Klappe und Abfrageklinke geschaltet, ohne die übrigen Schränke zu berühren. Ist eine größere Anzahl solcher Leitungen eingeführt, so werden besondere Vielfachumschalter für ankommende Verbindungsleitungen aufgestellt. Die Schaltung einer Verbindungsleitung bei den Aemtern I und II zeigt Fig. 61. Bei Amt I, wo die Leitung abgehend betrieben wird, endigt der b-Draht isoliert an der letzten Klinke K v, während der a-Draht über ein Relais R zur Erde geführt ist. Das Relais und die mit ihm verbundene Batterie B1 sollen erkennbar machen, ob die Leitung beim Amt II besetzt ist. Steckt daselbst nämlich der Stöpsel A S in der Klinke K a, so liegt die geerdete Schlußzeichenbatterie des Amtes II am a-Draht, ihr Strom findet beim Amt I durch das Relais hindurch Erde, der Relaisanker wird angezogen und legt die Batterie BI an die Klinkenhülsenleitung. Die Prüfung auf Besetztsein ergibt dann ein Knacken im Fernhörer.

Denkt man sich drei der vorbeschriebenen kleinen Vielfachschränke nebeneinander gestellt und zu einem Schranke vereinigt, jedoch mit einem Klinkenfelde von doppelter Höhe, so ergibt sich ein großer Vielfachumschalter mit drei Arbeitsplätzen. Die Aufnahmefähigkeit beträgt zumeist 6000 Vielfachklinken, und zwar ist jede Tafel mit den Vielfachklinken sämtlicher in das Amt eingeführten Leitungen belegt. Jedoch sind nur 200 Anrufklappen vorhanden, auf jeden Arbeitsplatz entfallen also 66 bezw. 67 Anschlüsse.

b) Zentralen mit Glühlampensignalen und Zentralbatteriebetrieb.

Bei der Neueinrichtung größerer Fernsprechzentralen wird jetzt allgemein dem Zentralbatteriebetrieb der Vorzug gegeben. Das Charakteristische dieses Systems besteht darin, daß die Stromquellen für den Anruf des Amtes und für die Mikrophone der Abonnenten nicht bei den Teilnehmerstellen, sondern als gemeinschaftliche Batterie bei dem Vermittlungsamte aufgestellt sind. Die Vielfachumschalter für Zentralbatterien haben entweder dreidrähtige Systemleitungen, indem zu den beiden Aesten der Anschlußleitung noch die Prüf- und Signalleitung hinzutritt, oder sie haben zweidrähtige Systemleitungen, wobei der b-Draht über die Klinkenhülsen geführt ist und für Prüf- und Signalisierzwecke mitbenutzt wird. Der von Siemens & Halske mit letzterer Schaltung hergestellte schrankförmige Vielfachumschalter für Zentralbatterie wird durch Fig. 62 von vorn und durch Fig. 63 im Schnitt dargestellt. Bei einer Höhe von Um hat er[499] ein Fassungsvermögen von 10000 Anschlußleitungen. Umschalter mit größerer Aufnahmefähigkeit sind entsprechend höher. Die Klinkentafel enthält in der Richtung von links nach rechts nebeneinander zehn Abteilungen und in jeder Abteilung Raum für 10 · 5 Klinkenstreifen oder 1000 Vielfachklinken. In Fig. 62 sind nur der erste und ein Teil des zweiten Arbeitsplatzes gezeichnet. Da man vom ersten Arbeitsplatz der Reihe aus die Vielfachklinken über dem dritten Arbeitsplatz nicht erreichen kann, so muß links neben dem ersten Schrank ein Ansatzschrank mit den Abteilungen der Vielfachklinken des dritten Platzes aufgestellt werden. Ebenso findet am rechten Ende der Schrankreihe ein Ansatzschrank mit den Klinken des ersten Arbeitsplatzes Aufstellung. Als Anruf und Schlußzeichen dienen Glühlampen. Die Anruflampen und Abfrageklinken sind unterhalb der Vielfachklinken auf fünf Abteilungen verteilt und so in Reihen zu zehn angeordnet, daß unter jeder Lampe die zugehörige Klinke liegt. Auf dem Stöpselbrett (Fig. 64) jedes Arbeitsplatzes stehen 15 Stöpselpaare A S, V S mit Schnüren und Rollgewichten. Entsprechend der Schnurlänge muß, damit die Gewichte frei hängen, unter dem Fußboden ein Bewegungsraum von 30 cm Höhe vorhanden sein, von 60 cm bei höheren Schränken von mehr als 10000 Anschlüssen. Das Gewicht der Schnur A S ist zugleich mit einem Zugschalter verbunden und betätigt diesen beim Anheben des Stöpsels. Neben jedem Stöpselpaar liegen zwei in das Schnurpaar geschaltete Glühlampen: die Schlußlampe, welche mit den Stromwegen des Abfragestöpsels und die Ueberwachungslampe, welche mit den Stromwegen des Verbindungsstöpsels zusammenhängt. Endlich gehört zu jedem Schnurpaar ein Ruf- und Sprechumschalter. Die Anschlußleitungen laufen vom Hauptverteiler V h (Fig. 65) zum Vorschalteschrank, dessen Klinken K vI K vII u.s.w. je zwei Trennkontakte haben. Von da geht der a-Draht über die Federn, der b-Draht über die Hülsen der Vielfachklinken zu dem Anrufrelais A R. Dieses Relais hat einen Kipphebelanker, dessen eine Hälfte ein aufgenietetes Gewicht trägt und dadurch niedergehalten wird. Die beiden Relaisrollen von 150 und 800 Ohm sind entgegengesetzt gewickelt; jene ist mit dem b-Draht und dem +-Pol der Zentralbatterie, Z B von 2 · 12 = 24 Volt Spannung, diese mit dem – Pol und dem a-Draht verbunden. Den Stromkreis unterbricht aber bei der Sprechstelle der Kondensator von zwei Ms. (vgl. Fig. 46). Wird bei der Sprechstelle 1 der Fernhörer vom Haken genommen und dadurch der Kontakt am Hakenumschalter geschlossen, so entsteht daselbst ein neuer Stromweg aus der Leitung a über das Mikrophon und durch die eine Wicklung der Induktionsrolle nach der Rückleitung b. Der Strom aus Z B beginnt zu fließen vom +-Pol durch die kleine Wicklung von A R1 nach dem b-Draht zur Sprechstelle 1 und zurück über den a-Draht und durch die hohe Wicklung von A R1 zum –-Pol. Dabei überwiegt die Wirkung der 800 Ohmwicklung, so daß der Relaisanker kippt und den Stromkreis der Anruflampe A l1 schließt, diese leuchtet auf, gleichzeitig auch die besonders in die Augen fallende gemeinschaftliche Platzlampe Pl1. Hierauf wird zum Abfragen der Stöpsel A S in die Klinke K a1 eingeführt. Dadurch erhält die 150 Ohmwicklung über die b-Ader der Schnur, die mit der Batteriemitte über g1 verbunden ist, einen so starken Stromzuschuß, daß nun ihre Wirkung überwiegt und der Relaisanker in die Ruhelage zurückgeht, zumal gleichzeitig das Schlußrelais S R1 (80 Ohm) der Relaiswicklung von 800 Ohm parallel geschaltet wird und dieser den Hauptstrom entzieht. Die Lampen erlöschen und der Beamte bringt den Sprechumschalter H in die Abfragestellung. Wird z.B. die Sprechstelle 2 verlangt, so prüft der Beamte durch Anlegen der Spitze von V S an die nächste Klinkenhülse der Leitung 2, ob diese frei ist. Zu diesem Zwecke hat der Kopffernhörer F eine besondere Prüfspule, die einerseits über M H und H am a-Draht der Schnur liegt, anderseits über die Polarisationszelle P Z und die Induktanzrolle g2 von 300 Ohm geerdet ist. Da der +-Pol der Batterie Z B an Erde liegt und in der Ruhe zugleich mit der Hülsenleitung verbunden ist, so ertönt das Knacken im Fernhörer nur dann, wenn eine Klinke der geprüften Leitung gestöpselt ist und dadurch ihre Hülse über die b-Ader der Schnur Verbindung mit der Batteriemitte hat. Bei freier Leitung steckt der Beamte den Stöpsel V S in die Klinke K v2 ein und bringt den Umschalter H in Rufstellung, aus der er von selbst in die Durchsprechstellung zurückgeht. Beim Rufen fließt Wechselstrom von 50–75 Volt aus der Rufmaschine D in die Doppelleitung 2 und bei der Sprechstelle über den Kondensator und den[500] Wecker. Während der Stromgebung leuchtet die Ruflampe B l des Arbeitsplatzes auf, da ihr Stromkreis durch das Relais B R geschlossen wird. Ein geringer Teil des Rufstroms durchfließt das Relais A R2, dieses spricht aber nicht an, weil die Batterie Z B über w, den mit H vereinigten Umschalter M H, H, V S, Hülsenleitung K v2 und 150 Ohm Wicklung von A R2 geschlossen ist und so der Anker festgehalten wird. Durch das Hochheben des Stöpsels A S wird der Zugschalter Z S geschlossen und dadurch der – Batteriepol an die Schlußlampen S l1 und S l2 gelegt. Nach dem Einsetzen des Stöpsels A S in die Klinke K a1 leuchtet aber die Lampe S l2 nicht auf, weil der Batteriestrom über das Relais S R1 zur Sprechstelle fließt und der Relaisanker daher den Lampenkreis unterbricht. Dagegen leuchtet die Lampe S l2 beim Einsetzen von V S in K v2, solange der Weg für Gleichstrom bei der Sprechstelle 2 durch den Kondensator verriegelt ist. Beim Abnehmen des Hörers beginnt der Strom auch nach der Stelle 2 zu fließen, das Relais S R2 zieht seinen Anker an und die Lampe S l2 erlischt. Die miteinander verbundenen Sprechstellen 1 und 2 erhalten den Mikrophonspeisestrom aus der Zentralbatterie zum Teil über die Relais S R1, S R2 sowie über g1 zum Teil über die Anrufrelais A R1, A R2 dabei fließt auf der Strecke vom +-Pol der Batterie bis zu jeder gestöpselten Klinke etwa doppelt soviel Strom wie im übrigen Stromkreise. Wenn nach Schluß des Gesprächs beide Teilnehmer den Hörer anhängen, verschwindet der Zentralbatteriestrom, die Anker der Schlußzeichenrelais fallen ab und die Schlußlampen S l1 und S l2 leuchten auf. Zum Mithören einer Verbindung werden die Schalter H und M H nach links gelegt, wodurch das Abfragesystem parallel zu den Schlußzeichenrelais eingefügt wird.

Betrieb der Verbindungsleitungen. Die abgehenden Verbindungsleitungen des Orts-, Vororts- und Nachbarortsverkehrs laufen in Vielfachschaltung durch die Schränke, die ankommenden sind nach Fig. 66 fest je mit einem Stöpsel V S verbunden, während Abfrageklinken und Abfragestöpsel fehlen. Die Beamten beider Aemter verständigen sich durch eine Dienstleitung. Wird eine Verbindung mit Amt II verlangt, so schaltet der Beamte von Amt I seinen Abfrageapparat durch Tastendruck auf die Dienstleitung und bringt dadurch gleichzeitig die Lampe D L bei Amt II zum Glühen, falls die Leitung nicht auf Abfrageapparat liegt. Er nennt die gewünschte Anschlußnummer, Amt II wiederholt sie und gibt die Nummer der zu benutzenden Verbindungsleitung an, nimmt deren Stöpsel V S, prüft und verbindet in bekannter Weise. Amt I verbindet die rufende Sprechstelle mit derselben Leitung. Infolgedessen ist die erste Hälfte der Batterie von Amt I, deren +-Pol an Erde liegt, über den b-Draht und das Relais SR1 bei Amt II geschlossen; die Lampe S l1 leuchtet daher nicht auf. Die Kontakte u und u1 des Zugschalters schließen sich beim Aufheben des Stöpsels V S. Dem Amte I liegt es ob, die verlangte Sprechstelle anzurufen; zu dem Zwecke ist bei Amt II ein (in der Figur nicht angegebenes) Rufübertragungsrelais parallel zur Schlußzeichenbrücke eingeschaltet. Den Mikrophonstrom nach der verlangten Sprechstelle sendet die Batterie des Amtes II über das Relais R. Beginnt der Strom zu fließen, so stellt der Relaisanker eine Erdverbindung für den a-Draht der Verbindungsleitung her, in den nun die Batterie von I durch das Relais S R2 hindurch Strom senden kann. Die Lampe bei I erlischt. Bei Schluß des Gesprächs wird das Schlußzeichen S l1 des Amtes I in bekannter Weise betätigt, die Lampe S l2 leuchtet auf, weil das Relais R bei II stromlos wird und den Erdkontakt unterbricht. Trennt dann Amt I die Verbindung, so verliert bei Amt II auch das Relais S R1 den Strom, und die Schlußlampe S l1 leuchtet auf. Von weiteren Systemen für Zentralbatteriebetrieb sind zu nennen das System von Zwietusch & Cie., Charlottenburg, das eine Ausführungsform des Common-Battery-Systems der Western Electric Company darstellt, das System der Deutschen Telephonwerke, das System von Ericson & Cie. und das System von Kellogg [1].

c) Die Umschalter für den Fernverkehr.

Es kommen besondere Fernschränke oder Fernumschalter zur Verwendung, die dem betreffenden System für den Ortsverkehr angepaßt werden müssen. Gewöhnlich werden auf einen Schrank oder Arbeitsplatz höchstens vier Fernleitungen geschaltet. Bei größeren Zentralen besteht zur Entgegennahme von Anmeldungen auf Ferngespräche seitens der Teilnehmer eine besondere Dienststelle, »das Meldeamt« und die Verbindung der Anschlußleitungen mit den Fernumschaltern erfolgt ausschließlich an einem den übrigen Ortsumschaltern vorgeschalteten Umschalter mit doppelten Trennkontakten, so daß während des Ferngesprächs der übrige Teil der Ortssystemleitung vollständig abgeschaltet ist. Näheres [1].

3. Zentralen mit Unterämtern. An den Vielfachumschaltetafeln lassen sich im Bereich eines Arbeitsplatzes bis 20000, höchstens bis 25000 Vielfachklinken unterbringen. Sollen mehr Anschlüsse in eine Zentrale eingeführt werden, so ist es notwendig, das Klinkenfeld in zwei oder mehrere Teile zu zerlegen und für jede Unterabteilung besondere Arbeitskräfte zur Bedienung anzustellen.

a) Unterämter nach Kellogg. Kellogg in Chikago teilt die Zentralen in zwei Unterämter A und B, welche beide mit Vielfachumschaltern ausgerüstet werden. Die eine Hälfte Leitungen geht zunächst zu den Vielfachumschaltern des Unteramtes A. Hier durchläuft jede Leitung sämtliche Verbindungsklinken sowie eine Abfrageklinke mit der zugehörigen Anrufklappe;[501] sie geht dann zu einer Abfrageklinke und Anrufklappe in einer Umschaltetafel des Unteramtes B. Die andre Hälfte der Leitungen geht in entsprechender Weise zunächst zu den Vielfachumschaltern des Amtes B und dann weiter zum Unteramte A. Die Anrufklappen sind polarisiert und zwar sprechen die Klappen des einen Unteramtes nur auf positive Ströme und die des andern nur auf negative Ströme an. Will ein Teilnehmer des Unteramtes A mit einem Teilnehmer desselben Unteramtes sprechen, so schickt er positiven Strom in die Leitung, auf welchen die Anrufklappe seiner Leitung im Unteramte A anspricht, wogegen die Anrufklappe im Unteramte B nicht betätigt wird. Will der Teilnehmer des Unteramtes A dagegen einen Teilnehmer des Unteramtes B sprechen, so muß er negativen Strom in die Leitung schicken und dadurch seine Klappe im Unteramte B betätigen. Bei einer solchen Anordnung hat also in einer Zentrale für 40000 Leitungen jeder Beamte höchstens 20000 Verbindungsklinken wie bei den jetzigen großen Umschaltetafeln zu bedienen.

b) Unterämter mit automatischem Anruf nach dem System der Deutschen Telephonwerke. Dem System liegt ein Betriebsverfahren zugrunde, das im Jahre 1900 zuerst von dem schwedischen Ingenieur Avén in Stockholm angewendet worden ist. Die Zentrale wird in zwei Abteilungen zerlegt, deren eine, das Verteileramt, die Anrufzeichen, Abfrageklinken und Abfrageklinken und Abfragestöpsel, die andre dagegen, das Verbindungsamt, die Umschalter, Vielfachklinkenfelder und Verbindungsstöpsel enthält. Ruft ein Teilnehmer an, so erscheint das Anrufzeichen in einem der Verteilerschränke; die Beamtin hebt einen Stöpsel an, bei welchem ein Freisignal die zu der Schnur gehörige Beamtin unbeschäftigt kennzeichnet, und steckt ihn in die Klinke der rufenden Leitung. Bei Anheben des Stöpsels wird automatisch ein Anrufübertragungsrelais bei der betreffenden Abfragebeamtin betätigt, diese schaltet sich durch ihren Sprechumschalter in die Leitung ein, fragt ab und verbindet. In dem Moment des Abhebens des Stöpsels am Verteilerschrank wird gleichzeitig die betreffende Verbindungsbeamtin in sämtlichen zu ihr führenden Leitungen als besetzt gekennzeichnet, so daß weitere Anrufe an diese Beamtin nicht übertragen werden können. In dem Augenblicke, wo die Abfragebeamtin den Hebel ihres Sprechumschalters in die Ruhelage zurückstellt, wird sie in sämtlichen zu ihr gehörenden Leitungen wieder frei gemeldet. Sie kann an dem doppelten Schlußsignal beobachten, ob die Teilnehmer ihr Gespräch beendet haben und hat dann die Trennung vorzunehmen. Gleichzeitig mit den beiden Schlußsignalen erscheint auch das als Schlußsignal dienende Anrufzeichen im Verteilerschrank, so daß auch hier die Trennung vorgenommen werden kann. Eine besondere Einrichtung, die doppelseitige Besetztkontrolle, verhindert, daß zwei oder mehrere Verteilerbeamtinnen gleichzeitig ein und dieselbe Abfragebeamtin anrufen. Von den Abfrageplätzen führen abgehende Verbindungsleitungen nach allen Abteilungen des Verbindungsamtes, ferner Dienstleitungen für den Verkehr der Beamtinnen miteinander. Jede Beamtin des Verbindungsamtes ist ständig mit ihrem Kopffernhörer und Brustmikrophon in eine Dienstleitung eingeschaltet, die mehrere Abfrageplätze in Vielfachschaltung durchläuft und daselbst auf Taste (statt auf Klinke) liegt. Will die Abfragebeamtin eine vom Teilnehmer gewünschte Verbindung ausführen, so drückt sie die Taste einer Dienstleitung nach der betreffenden Verbindungsabteilung, also der vierten, wenn z.B. Nr. 35670 verlangt ist, da jede Unterabteilung nur bis zu 10000 Leitungen erhält. Die Verbindungsbeamtin wiederholt die ihr mitgeteilte Nummer und fügt die Nummer der zu benutzenden Verbindungsleitung hinzu, indem sie deren Einschnurstöpsel hebt und damit die gewünschte Anschlußleitung auf Besetztsein prüft. Ist die Leitung besetzt, so hat sie dies der Abfragebeamtin mitzuteilen; andernfalls wird der Stöpsel ohne weiteres in die Vielfachklinke eingesteckt, während die Abfragebeamtin gleichzeitig den rufenden Teilnehmer auf die Klinke der Verbindungsleitung stöpselt. Das Anrufen der verlangten Sprechstelle erfolgt am Verbindungsplatz selbsttätig beim Einstecken des Verbindungsstöpsels. Auch nach dem Verbindungsamte werden die Aufträge immer nur an eine gerade unbeschäftigte Beamtin gegeben. Neben den Dienstleitungstasten sind nämlich an den Abfrageplätzen Signallampen angebracht, die jedesmal leuchten, solange die zugehörige Taste niedergedrückt, also die Dienstleitung besetzt ist. Indem die Abfragebeamtin also die Taste neben einer nicht leuchtenden Signallampe niederdrückt, wendet sie sich an eine gerade unbeschäftigte Verbindungsbeamtin, die den Auftrag ohne Zeitverlust ausführen kann. In der hergestellten Verbindung liegen als Brücken entweder die Anrufrelais beider Leitungen oder die Ueberwachungs- und Schlußzeichenrelais im Verbindungsapparat der Abfragestelle. Bei letzterer erscheinen nach Beendigung des Gesprächs die beiden Schlußzeichen, die durch Zurückführen der Stöpsel in die Ruhelage nach der Anruftafel und der Verbindungstafel über Hilfsleitungen selbsttätig weitergegeben werden. Nach diesem System wird zurzeit von den Deutschen Telephonwerken im Auftrage und unter Leitung der Reichstelegraphenverwaltung in Hamburg eine große Fernsprechzentrale mit einer Aufnahmefähigkeit bis zu 80000 Anschlüssen eingerichtet. Die Hamburger Zentrale wird das größte Fernsprechamt der Welt.

4. Automatische Zentralen oder Selbstanschlußämter. Die Handgriffe des Telephonisten bei der Zentrale zur Herstellung und Trennung der Gesprächsverbindungen im Ortsverkehr sind so einfacher Art, daß viele Erfinder sich damit beschäftigt haben, diese Handgriffe durch elektrisch betätigte Mechanismen zu ersetzen. Unter den zahlreichen Vorschlägen zur Lösung dieser Aufgabe hat jedoch nur derjenige des Amerikaners Almon B. Strowger bis jetzt praktische Bedeutung erlangt. Die Sprechstellen eines Selbstanschlußamtes erhalten Fernsprechgehäuse besonderer Bauart. Bei den durch Fig. 67 dargestellten Fernsprechgehäusen des Strowger-Systems befinden sich an der Tür die Mikrophoninduktionsrolle, darüber die Wecktaste, dann folgt der Hakenumschalter und im oberen Teile ein Wechselstromwecker. In die Gehäusetür ist ferner ein Nummernschalter eingesetzt, mittels dessen der Teilnehmer die gewünschten Verbindungen selbst anruft. Will man z.B. die Teilnehmerstelle 73 anrufen, so nimmt man den Fernhörer vom Haken des Ein- und Ausschalters am Fernsprechgehäuse, greift in die Fingeröffnung[502] 7 der Scheibe des Nummernschalters und dreht sie nach unten, bis der Finger den Anschlag trifft Dann wird die Scheibe losgelassen und geht in ihre Ruhelage zurück. Hierauf greift man in die Fingeröffnung 3, dreht die Scheibe wiederum bis zum Anschlag und läßt sie los Nunmehr ist die Verbindung mit Sprechstelle 73 hergestellt; diese wird angerufen und das Gespräch kann beginnen. Die Schaltung der Sprechstellen erfolgt nach Schema Fig. 68 Bei abgenommenem Fernhörer ist die a-Leitung von Klemmen La über die Federn 1/2 des Umschalters U1 und die Wecktaste auf die Mikrophoninduktionsspule s s und den Fernhörer geschaltet, von wo der Stromweg über die Klemme L b zur Rückleitung führt. Der Mikrophonkreis ist über die Federn 4 und 5 von U1, die primäre Rolle p und die Mikrophonbatterie MB geschlossen. Die Federn f a und f b dienen zum Entsenden von Stromimpulsen, wenn der Nummernschalter gedreht wird. Sie sind mit der a- bezw. der b-Leitung verbunden, die beide auf dem Amte an einer mit einem Pole geerdeten Batterie von 50 Volt liegen. Ein Stromimpuls kommt jedesmal zustande, wenn f a oder f b an den Erdkontakt E gedrückt wird. Dreht man die Nummernscheibe, so wird eine Uhrfeder aufgewunden, die den Schalter nach dem Loslassen in die Ruhelage zurückzieht, wobei die Geschwindigkeit des Rücklaufs durch einen Zentrifugalregulator geregelt wird. Beim Rücklauf streifen die Zähne eines auf der Schalterachse sitzenden Rades welche den Fingeröffnungen der Nummerscheibe entsprechen, an der Feder f a vorbei und drücken sie je einen Augenblick an E an, also z.B. siebenmal, wenn die Scheibe von sieben ab gedreht wurde. Zuletzt folgt noch ein besonders geformter Zahn, welcher die Feder f b ebenfalls für einen Augenblick an E legt. Nach Herstellung der Verbindung wird die verlangte Sprechstelle durch Drücken der Wecktaste angerufen. Indem der Tastenhebel die a-Leitung an Erde legt, wird die Amtsbatterie durch ein beim Amte vorhandenes Läuterelais hindurch geschlossen, das Wechselstrom nach der zweiten Sprechstelle sendet. Hängt der Teilnehmer nach Gesprächsschluß den Hörer an den Haken H, so drückt der isoliert an H sitzende Ansatz w2 die Federn a und b des Umschalters U2 für einen Augenblick gegen den Erdkontakt E. Der hierdurch gleichzeitig in der a- und b-Leitung hervorgerufene Strom führt die Schalter des Amtes in die Ruhelage zurück. Der Ansatz w1 von H drückt beim Niedergehen die Feder 3[503] des Umschalters U1 nach links und trennt dadurch den Kontakt der Federn 1, 2 und 4, 5. Die a-Leitung ist dann über 1, 3 auf den Wecker gelegt, von wo der Stromweg über Lb zurückführt. Auf dem Amte endet jede Anschlußdoppelleitung an einem dauernd mit ihr verbundenen elektromagnetischen Schaltwerk oder Wähler. Das Schaltwerk (Fig. 69) enthält bei einem Amte für 100 Teilnehmer im oberen Teile zwei Relais und vier Elektromagnete, im unteren Teil drei Kontaktsätze in Form von Zylindersegmenten. Die beiden unteren Kontaktsätze haben in fünf wagerechten Reihen je zehn flache Doppelstifte, der oberste Satz hat 100 Einzelstifte in zehn Reihen. Mit den Doppelstiften der beiden unteren Kontaktsätze sind die a- und b-Leitungen der 100 Anschlüsse nach dem Schema der Fig. 70 verbunden; an den 100 Stiften des oberen Satzes liegen 100 Sperrleitungen. In dem Amte für 100 Teilnehmer sind 100 derartige Schaltwerke aufgeteilt, deren gleichbezifferte Kontaktstifte alle untereinander durch Drähte verbunden sind. In der Mitte vor den Kontaktsätzen jedes Wählers ist im Apparatgestell eine senkrechte Schallwelle verschiebbar gelagert, die mit ihren drei Kontaktarmen die Stifte der Kontaktsätze bestreichen kann. Um die Welle auf eine bestimmte Nummer einzustellen, wird sie schrittweise gehoben und dann schrittweise nach rechts gedreht. Soll also z.B. die an den beiden unteren Kontaktarmen endigende Teilnehmerleitung mit Nr. 73 verbunden werden, so muß sich die Welle um sieben Schritte heben und darauf um drei Schritte nach rechts drehen; in dieser Stellung umfassen die beiden Bronzefedern des untersten Armes zangenartig den Doppelstift der Leitung 73. Gleichzeitig umfaßt die oberste Doppelfeder den Stift 73 der Sperrleitungen. Die Schrittbewegungen der Schallwelle werden durch Schaltklinken, die am Anker des Hebe- und Drehelektromagnets sitzen, hervorgebracht. Die Klinke des Hebemagnets greift in die Ringnuten am oberen Teile der Welle ein, die Drehklinke in die darunter befindlichen senkrechten Längsnuten. Eine doppelte Sperrklinke hält die Welle in der jeweils eingenommenen Stellung fest. Bei Drehung der Welle wird eine am oberen Ende befindliche Uhrfeder aufgewunden; unter der Einwirkung dieser Feder schnellt die Welle nach links, wenn die Sperrklinke sie nach Gesprächsschluß freigibt; gleichzeitig fällt sie durch ihr eignes Gewicht nach unten in die Ruhelage zurück. Auf dem Amte führt der Stromweg von der a-Leitung durch das Relais Ra (Fig. 71) und den Hebemagnet H M, von der b-Leitung durch das Relais Rb und den Drehmagnet DM zur Batterie B von 50 Volt. Sendet also der Teilnehmer in der a-Leitung mittels des Nummernschalters 7 Stromstöße, so spricht der Hebemagnet siebenmal an und hebt die Welle um sieben Schritte. Sendet er darauf drei Stromstöße in der b-Leitung, dann spricht der Drehmagnet dreimal an und dreht die Welle um drei Schritte. Nunmehr wird, falls die Leitung 73 frei ist, der Umschalter U durch eine mechanische Vorrichtung selbsttätig umgelegt und dadurch die rufende Leitung La/b mit den unteren Kontaktarmen Ra, Rb der Schallwelle verbunden, womit die gewünschte Gesprächsverbindung hergestellt ist. In der Verbindung liegen die Relais Ra, Rb beider Leitungen, ferner als Brücke die Elektromagneten HM und DM der verlangten Leitung, deren Umschalter U links steht. Wenn nach Gesprächsschluß die Hörer eingehängt werden, so fließt ein kurzer Strom aus B in beide Leitungsdrähte, die Relais Ra und Rb sprechen gleichzeitig an und schließen durch ihre Ankerfedern die Batterie B über den Auslösemagneten AM. Letzterer zieht die an seinem Anker sitzende doppelte Sperrklinke aus den Nuten der Schallwelle heraus, so daß diese in die Ruhelage zurückgeht Jeder Anschlußleitung ist im Amte eine Sperrleitung zugeteilt, die im obersten Kontaktsätze jedes Wählers einen Stift hat. Die Sperrleitung ist weiter mit dem obersten Kontaktarm K s p der zugehörigen Schallwelle verbunden und führt von da zur Kurbel 1 des Umschalters U, von wo der Weg entweder durch den Sperrmagnet SM zum +-Pole oder direkt zum –-Pole der Batterie geht. Ist nun die verlangte Leitung 73 besetzt, so fließt nach Einstellung der Schallwelle ein Strom vom +-Pole durch SM zum Arm K s p des rufenden Wählers und weiter durch die Sperrleitung über deren rechtsstehenden Umschalter U zum –-Pole. Der Sperrmagnet SM spricht also an und sein Ankerhaken verhindert die Umlegung des Schalters U und damit die Verbindung mit Nr. 73. Der rufende Teilnehmer vernimmt als Zeichen des Besetztseins den Ton eines Summers, dessen Sekundärspule zwischen H M und D M in der Doppelleitung liegt.

Bei Aemtern mit mehr als 100 Anschlüssen sind die Schaltwerke im Prinzip ebenso eingerichtet, an der Herstellung einer Verbindung haben jedoch zwei oder mehr Schaltwerke mitzuwirken. Bei dem Tausendsystem verbindet der erste Wähler mit einer Leitung nach einem zweiten Schaltwerk, das das gewünschte Hundert beherrscht. Das Zehntausendsystem erfordert bei jeder Verbindung die Mitwirkung von drei Wählern [4]1. Selbstanschlußämter sind hauptsächlich in den Vereinigten Staaten zur Ausführung gekommen, in Europa bestehen solche z.B. in Berlin, Hildesheim, Wien, London, Paris und Kopenhagen.

VI. Mehrfachtelephonie.

Die Bestrebungen zur Einrichtung einer Mehrfachtelephonie haben bis jetzt nur insoweit praktischen Erfolg gehabt, als es gelungen ist, aus zwei doppeldrähtigen Fernsprechverbindungsleitungen zwischen zwei Aemtern eine dritte Sprechverbindung durch Zusammenschalten zu bilden. Beide Zweige der einen Doppelleitung werden dabei als Hinleitung, die Drähte der zweiten Doppelleitung als Rückleitung für die neue Verbindung benutzt. Bedingung für die Wirksamkeit der Schaltung ist, daß die Stromleitungen fast durchweg an demselben Gestänge verlaufen, gut isoliert und möglichst elektrisch gleichwertig sind. Man bezeichnet eine solche Einrichtung als Doppelsprechschaltung. – In die beiden Doppelleitungen I und II (Fig. 72) werden parallel zu den vier Abfragesystemen S ebensoviele Abzweigungsrollen R mit doppelten, an den Klemmen A1 E1 und A2 E2 liegenden Drahtwicklungen in der Weise eingeschaltet, daß die Klemme A1 mit dem einen Draht und die Klemme A2 mit dem andern Drahte der Doppelleitung I oder II Verbindung erhält. Die Klemmen E1 E2 der Abzweigungsrollen sind durch[504] eine übergeschraubte Messingscheibe zu vereinigen und es ist zwischen beide Klemmenpaare ein dritter Apparatsatz einzuschalten. Die Abzweigungsrolle (Fig. 73) besteht aus einem Kerne von seinen Eisendrähten mit vier Spulen, je zwei über- und nebeneinander, welche gleiche Windungszahl haben und über Kreuz miteinander verbunden sind. Die von den Apparatsätzen I und II entsandten Sprech- und Weckströme durchlaufen zum Teil die beiden Drähte a und b der zugehörigen Doppelleitung, zum Teil die beiden Wicklungen der an jedem Leitungsende befindlichen Abzweigungsrolle nacheinander. Da die Rollen dabei wie Drosselspulen oder Induktanzrollen wirken, so lassen sie nur schwache Zweigströme durch und verhüten eine Hörende Schwächung der wirksamen Sprechströme. Die von den Apparaten III ausgehenden Ströme durchfließen die beiden Drähte der einen Doppelleitung gleichgerichtet als Hinleitung und die der andern Doppelleitung ebenso als Rückleitung, ohne sich durch die Sprechapparate dieser Doppelleitungen zu verzweigen. Sie durchlaufen die beiden Wicklungen jeder Abzweigungsrolle gleichzeitig derart, daß die eine Stromhälfte die erste Wicklung, die andre Stromhälfte die zweite Wicklung, aber in entgegengesetzter Richtung durchfließt. Hierbei heben sich die induzierenden Wirkungen beider Stromhälften in jeder Rolle vollständig auf, und es wird also eine Schwächung der Sprechströme verhindert. Die Teilnehmerleitungen werden in gewöhnlicher Weise mittels der Induktionsüberträger in den Apparatsätzen I, II und III an die beiden Doppelleitungen I und II sowie an den Stromkreis III angeschlossen.

VII. Der Bau von Fernsprechanlagen.

Die für den Telegraphenbau geltenden Grundsätze haben bei dem Bau von Fernsprechanlagen sinngemäß Anwendung zu finden; ebenso werden viele Telegraphenbaumaterialien und Konstruktionen auch beim Fernsprechbau benutzt. Die bei der Herstellung von Linien und Leitungen für den Fernsprechverkehr obwaltenden besonderen Verhältnisse sowie auch die eigentümlichen elektrischen Eigenschaften der Fernsprechleitungen bedingen indes anderseits vielfach die Verwendung von Materialien, Konstruktionen und sonstigen Vorkehrungen, die beim Telegraphenbau nicht üblich sind.

1. Baumaterialien.

Es kommen in Betracht:

a) Gestänge. Soweit die Linien mit hölzernen Stangen in den Straßen der Ortschaften oder an Landstraßen und Eisenbahnen anzulegen sind, kommen Telegraphenstangen Nr. I oder II (vgl. S. 457) zur Benutzung. Werden die Leitungen über Dächer geführt, so erfolgt ihre Beteiligung an Rohrständern. Diese bestehen aus schmiedeeisernen Röhren oder aus nahtlos nach dem Mannesmann-Verfahren gewalzten Rohren von Siemens-Martin-Stahl und haben eine Wandstärke von 5 mm. Der Rohrständerunterteil, welcher am Gebäude zu befestigen ist, hat einen Durchmesser von 75 mm, der Oberteil, der zur Aufnahme der Querträger dient, einen solchen von 67 mm. Die Zusammensetzung beider Teile erfolgt in der Weise, daß in das untere Rohrstück ein Muttergewinde mit einer Gangtiefe von 1 mm eingeschnitten und in dieses der mit einem passenden Schraubengewinde versehene Oberteil etwa 10 cm tief eingeschraubt wird. Der Oberteil ist durch eine Kugel aus Zinkblech oder eine Zinkhaube abgeschlossen. Gewöhnlich erhalten die Unterteile eine Länge von 2 oder 3 m und die Oberteile eine solche von 2–5 m.

b) Querträger und Isoliervorrichtungen. Die Querträger werden wie diejenigen für Telegraphenleitungen aus ⊏-förmigem Schmiedeeisen hergestellt. Man unterscheidet Querträger zu 2, 4, 6 und 12 Fernsprechanschlußdoppelleitungen oder die doppelte Zahl von Einzelleitungen für hölzernes oder eisernes Gestänge; ferner Querträger zu 2, 4 und 8 Fernsprechverbindungsdoppelleitungen[505] für hölzernes oder eisernes Gestänge. Fig. 74 stellt einen Querträger zu sechs Teilnehmerdoppelleitungen für Holzgestänge, Fig. 75 einen solchen zu zwölf Doppelleitungen für eisernes Gestänge dar. Die Fig. 7679 sind die Querträgertypen für die Fernverbindungsleitungen. Als Isolatorstützen werden bei Verwendung von Querträgern U-förmige und gerade Stützen benutzt, wie in den Fig. 7479 angegeben ist. Sind nur wenige Leitungen an dem Gestänge zu beteiligen, so kommen J-förmige Stützen aus Schmiedeeisen oder Stahl zur Verwendung. Zur Beteiligung derselben an Holzgestänge (Fig. 80) dient ein Eisenbolzen mit Holzschraubengewinde, an Stangenaufsätzen und eisernen Gestängen (Fig. 81) ein Eisenbolzen mit Schelleisen. Die Stützen werden mit denselben Porzellandoppelglocken ausgerüstet, die im Telegraphenbau Verwendung finden. Vgl. S. 457.

c) Leitungsdraht. Es wird für Fernsprechzwecke allgemein Bronzedraht oder Hartkupferdraht von 1,5, 2, 2,5, 3, 4, 4,5 und 5 mm Stärke benutzt. 1,5-mm-Drähte werden für Teilnehmerleitungen, die übrigen Stärken je nach der Länge der Leitungen für die Fernsprechverbindungsanlagen benutzt. Als Bindedraht dient ausgeglühter Bronzedraht von 1,5–3 mm Stärke. Der Bedarf an Leitungsdraht für 1 km Leitung beträgt.


Telephon [1]

Die absolute Fertigkeit des Drahtes muß je nach der Stärke desselben 70–50 kg auf 1 qmm Querschnitt betragen, und das Leitungsvermögen des 1,5 mm starken Bronzedrahtes muß mindestens 70%, das der übrigen Drahtsorten mindestens 94% von demjenigen des reinen Kupfers sein. Es darf also 1 km 1,5 mm starker Bronzedraht bei 15° C. höchstens einen Widerstand von 14,18 Ohm und 3 mm starker einen solchen von 2,64 Ohm haben.

d) Fernsprecherdkabel, Fernsprechluftkabel und Fernsprechflußkabel (Fig. 82). Sie werden mit Doppeladern hergestellt, die für Hin- und Rückleitung je einen getrennten Leiter enthalten; von den Leitern jedes Paares ist der eine verzinnt, der andre blank. Die Stärke der Leiter ist verschieden, je nachdem diese für Anschluß- oder Verbindungsleitungen bestimmt sind. Während diejenigen für Teilnehmerleitungen aus massiven Kupferdrähten von 0,8 mm Durchmesser bestehen, werden für Verbindungsleitungen entweder massive oder litzenförmige Leiter verwendet, deren Kupferquerschnitt Drähten von 1,5–2 mm Stärke entspricht. Die Leiter werden einzeln mit Papierstreifen unter Bildung eines möglichst großen Hohlraumes umsponnen und danach paarweise verteilt. Die so gebildete Kabelseele wird mit einem Bleimantel umgeben. Bei bewehrten Kabeln erhält der Bleimantel noch eine äußere Schutzhülle. Die Bewehrung wird durch verzinkte Flacheisendrähte von trapezförmigem Querschnitt oder runde Stahldrähte gebildet, auf die noch Asphalt- oder Kompoundschichten mit oder ohne Juteeinlage aufgetragen werden, wenn die Kabel nicht in Röhren eingezogen, sondern in die Erde eingelegt werden. Es sind gebräuchlich Kabel mit 1–500 Aderpaaren.

Als Fernsprechluftkabel kommen gewöhnliche Fernsprechröhrenkabel ohne Bewehrung zur Verwendung. Fernsprechflußkabel unterscheiden sich von den Erdkabeln nur durch die Bewehrung, die, je nachdem die Kabel in den Gewässern Beschädigungen ausgesetzt sind, eine schwere von 7–9 mm starken Rundeisendrähten oder eine leichte von 5 mm starken Rundeisendrähten ist.

e) Fernsprechkabel für weite Entfernungen. Für solche Kabel muß zur Erzielung einer guten Sprechverständigung die Kapazität der Leitung möglichst klein gemacht werden. Dies geschieht am bellen durch Erhöhung der Selbstinduktion des Leiters, absatzweise nach Pupin durch Einschaltung von Selbstinduktionsrollen – Pupinspulen – entsprechender Größe an bestimmten Stellen der Leitung oder mit stetiger Verteilung derselben, indem man den Kupferleiter seiner ganzen Länge nach mit seinem Eisendraht umwickelt.

f) Unterseetelephonkabel. Die Konstruktion ist eine recht verschiedenartige, sie m aber immer darauf berechnet, die Kapazität zu verringern, um eine möglichst weite Sprechverständigung[506] zu erzielen. Das deutsch-dänische Fernsprechkabel Fehmarn-Lolland enthält vier Adern (Fig. 83) deren Leiter je aus einer Litze von sieben 1,35 mm Harken Kupferdrähten bestehen und mit je einem blanken Eisendraht von 0,3 mm Stärke bewickelt sind [5]. Die Isolierung erfolgte durch mehrere fest anliegende Papierbänder bis zu einem Durchmesser von etwa 11 mm. Die vier Adern sind miteinander verseilt, mit Jutefäden getrenst und hierauf mit Papier und Band auf einen äußeren Durchmesser von etwa 32 mm bewickelt. Die so erhaltene Kabelseele ist nach erfolgter Imprägnierung noch mit einem doppelten Bleimantel von je 1,5 mm Wandstärke umpreßt worden. Hierauf folgt eine Schutzhülle von Asphalt und Compound, dann die Flacheisendrahtbewehrung und wieder eine Compoundhülle. Das Küstenkabel (Fig. 84) hat auf 2 km über der Flachdrahtarmatur noch eine zweite Bewehrung von enganschließenden 6 mm starken Profileisendrähten erhalten. Das im August 1906 durch den Bodensee verlegte Kabel mit Pupinrollen aus der Fabrik der A.-G. Siemens & Halske enthält sieben Doppelleitungen, in die in Abständen von etwa 500 m die Selbstinduktionsspulen derart eingebaut sind, daß abwechselnd die Spulen für drei und vier Aderpaare aufeinander folgen, damit die Spulenstellen nicht zu dick wurden. Auf die Kabellänge von rund 12 km wurden 23 Spulenstellen eingebaut. Nach der Pupintheorie [6] vermindert die in die Fernsprechleitungen eingeschaltete Selbstinduktion die durch die Kapazität bedingte Schwächung oder Dämpfung der Sprechströme dann in wirksamer Weise, wenn der Abstand der eingeschalteten Induktionsquellen voneinander einen bestimmten Bruchteil der Wellenlänge der über die Leitung fortzupflanzenden Wechselströme beträgt. Das etwa 100 km lange, zwischen Großbritannien und Irland verlegte Unterseekabel (Fig. 85) hat vier Adern, die so angeordnet sind, daß sie die Kanten eines Prismas von quadratischem Querschnitte bei einem gegenseitigen Abstande der Leitermitten von etwa 5 mm darstellen. Die Guttapercha ist derart um die vier Adern gepreßt, daß sie nur die außenliegenden Flächen der Leiter berührt und der innere Raum hohl bleibt. Der Hohlraum ist in kurzen Entfernungen durch Guttapercha unterbrochen, damit bei einer Beschädigung des Kabels immer nur ein kurzes Stück voll Wasser laufen kann.

g) Zementformstücke. Sie werden zur Herstellung von Kanälen für die unterirdische Führung von Fernsprechkabeln benutzt. Allgemein gebräuchlich sind jetzt 1 m lange prismatische Zementstücke mit zwei, drei oder vier Oeffnungen von 10 cm lichter Weite (Fig. 86a und 86b). Liegen die Kanäle tief im Straßendamm, so werden Formstücke mit gerader Decke verwendet, andernfalls wird die obere Schicht aus Formstücken mit gewölbter Decke hergestellt, die eine größere Druckfestigkeit besitzen. Zur Herstellung der Stoßverbindung erhält jedes Formstück an dem einen Ende einen 1 cm breiten Falz, am andern Ende eine entsprechende muffenartige Aussparung. An den Stirnwänden sämtlicher Stücke sind zwei Vertiefungen angebracht, die beim Auslegen zur Aufnahme eiserner Dorne dienen. Die Hohlräume der Formstücke sind mit einem glatten, zusammenhängenden, säurefreien Teerlacküberzug versehen.

h) Kabelmuffen. Zur Verbindung von Fernsprecherdkabeln und Röhrenkabeln mit Bewehrung dienen in der Regel Muffen aus Gußeisen, wie sie für die Verbindung von Telegraphenkabeln zur Verwendung kommen. Zur Verbindung von Röhrenkabeln ohne Bewehrung werden dagegen allgemein Muffen aus Walzblei verwendet. Letztere Muffen können jedoch auch an Stelle gußeiserner Muffen für Röhrenkabel mit Bewehrung an solchen Stellen mit Vorteil benutzt werden, wo die Kabel bei Hochwasser u.s.w. der Nässe besonders ausgesetzt sind, da sich durch die Verlötung der Muffen mit dem Bleimantel eine wasserdichte Abschließung der Verbindungsstellen am leichtesten erreichen läßt. Die Muffen bestehen aus je zwei Hülsen, deren Durchmesser so berechnet ist, daß die eine in die Oeffnung der andern eingesteckt werden kann. Beide Hülsen werden miteinander und mit dem Bleimantel der Kabel verlötet. Fig. 87 stellt eine Lötmuffe für zwei gleichpaarige Kabel dar, Fig. 88 und 89 kommen als Verteilungsmuffen zur Anwendung, wenn ein vieladriges Kabel in zwei oder drei weniger Adern enthaltende Kabel aufgelöst werden soll.

2. Die Herstellung oberirdischer Leitungen.

a) Hölzernes Gestänge. Die Aufstellung der hölzernen Stangen erfolgt wie beim Telegraphenbau. Die J-förmigen Doppelstützen sind an den Stangen oder Stangenaufsätzen so zu befestigen, daß der die Holzschraube oder die Schelle tragende Teil der Doppelstütze senkrecht zur Längsachse der Stange steht. Die Querträger sind sämtlich an der gleichen Stangenseite anzubringen, ihr Abstand voneinander beträgt in der Regel 40 cm.

b) Eisernes Dachgestänge. Zur Befestigung eines Rohrständers am Dachgebälk oder Mauerwerk dienen zwei schmiedeeiserne Schellen mit starken Unterlegeplatten (Fig. 90). Durch die untere Schelle (den Schuh) und die zugehörige Unterlageplatte greift ein Dorn hindurch. Auf diesen Dorn, der das Durchgleiten des Rohrständers durch die Schelle[507] verhüten soll, wird der an seinem unteren Ende mit einem Schlitze bezw. einer Durchbohrung versehene Rohrständer aufgesetzt. Die Befestigung der Unterlegeplatte am Dachgebälk erfolgt mittels starker Schrauben oder durchgehender Bolzen mit Vorlegescheiben und Muttern, diejenige der Schelle auf der Unterlegeplatte mittels vier Bolzen und Muttern. Vor Aufstellung des Rohrständers muß erforderlichenfalls das Dachgebälk durch Einziehen starker Riegel aus Kantholz hergerichtet und verstärkt werden. Bei Doppelgestängen sind die Rohrständer in Abständen von 1,4 oder 1,7 m von Mitte zu Mitte aufzustellen. Jeder dritte oder vierte Rohrständer ist durch Verwendung einteiliger Rohre sowie durch ausgiebige Verstrebung und Verankerung so zu verstärken, daß er selbst bei einseitiger Belastung umbruchsicher ist. Es soll dadurch verhindert werden, daß beim Ueberweichen eines Gestänges oder beim einseitigen Fortfall des Drahtzuges aus andrer Ursache die nachfolgenden Stützpunkte auf weitere Entfernungen hin zu Fall gebracht werden. Um. das Uebertragen des Tönens der Leitungsdrähte durch die Stützpunkte auf das Gebäude zu verhüten, sind die Rohrständer unten abzuschließen und im Innern mit Asche oder seinem Sand zu füllen. Hilft dies nicht genügend, so sind diejenigen Stellen des Rohrständers, die von den Schellen gefaßt werden, mit Walzblei oder Filz zu belegen. Die Rohrständer dürfen auch nicht bis auf den Fußboden des Dachgeschosses reichen. Jedes Dachgestänge wird mit einer Erdleitung aus vier zu einem Seile vereinigten und starken verzinkten Eisendrähten versehen, das mit dem Rohrständer mittels einer verzinkten Blitzableiterschelle verbunden wird. Diese Blitzableitererdleitungen sind mit den Hausblitzableitern; sowie den Gas- und Wasserleitungen metallisch zu verbinden. In der Nähe des Rohrgestänges wird in das Dach eine Aussteigeluke eingesetzt. Die Querträger, die vorher mit Isolationsvorrichtungen zu versehen sind, werden in Abständen von 30–40 cm voneinander, der oberste Querträger 10 cm vom Rohrständerende am Gestänge befestigt. Jeder dritte oder vierte Rohrständer, außerdem alle Gestänge, die in Winkelpunkten stehen oder sonst auf Fertigkeit besonders beansprucht werden (Abspanngestänge), sind durch Anbringung von Ankern oder Streben gehörig zu verstärken. Es kommen meist Anker und Streben aus Rundeisen, bezw. - oder I-Eisen zur Verwendung.

c) Herstellung der Drahtleitungen. Es sind die Vorschriften für die Herstellung der Telegraphenleitungen sinngemäß zur Anwendung zu bringen. Das Aufbringen des Leitungsdrahtes auf eiserne Dachgestänge erfordert befördere Vorkehrungen. Zunächst zieht man über sämtliche Stützpunkte eines Linienabschnittes von 500–600 m eine Leine, indem man sie von jedem Stützpunkte aus mittels einer andern auf die Straße hinabgeworfenen Leine hochzieht. Der Anfang der Leine wird mit dem auf einer Trommel oder einem Haspel aufgewickelten Leitungsdraht und mit einer zweiten, auf einer Trommel befindlichen Leine verbunden. Durch Aufwickeln der ersten Leine auf eine Trommel wird der Draht nebst der zweiten Leine unter Anwendung von Drahtzugvorrichtungen über die Stützpunkte gezogen. Letztere bestehen aus einem kleinen an jedem Rohrständer zu beteiligenden Rollensystem, das Beschädigungen der Zugleine und des Drahtes durch Reiben an den scharfen Kanten der Querträger verhütet und das Ziehen der Drähte erleichtert. Um die Fortleitung des von dem Schwingen der Drähte verursachten tönenden Geräusches bis in die bewohnten Räume zu verhindern, ist der Leitungsdraht an den betreffenden Punkten möglichst schlaff zu spannen; ferner ist der Leitungsdraht an den Rohrständern, Mauerbügeln u.s.w. in einer Entfernung von 1 bis 1,5 m vom Isolator, erforderlichenfalls zu beiden Seiten, mit einem Gummizylinder zu umgeben. Bei Herstellung der Fernsprechverbindungsleitungen ist auf eine möglichst induktionsfreie Anordnung zu achten. Für zwei an demselben Gestänge geführte Doppelleitungen erhält man die günstigste Anordnung, wenn man die Isolatoren so befestigt, daß sie die Eckpunkte eines Rhombus bilden; es sind je die gegenüberliegenden Drähte zu Schleifen zu verbinden. Der Abstand der senkrecht untereinander liegenden Leitungen hat 50 cm zu betragen. In diesem Falle stehen die Ebenen der beiden Schleifendrähte senkrecht aufeinander und die Drähte der einen Schleife haben von den Drähten der andern Schleife überall gleichen Abstand. Im Drahte a hat der Strom stets die umgekehrte Richtung wie im Drahte b jeder Schleife. Infolgedessen wirken die Drähte a und b der einen Schleife genau gleichstark, aber in entgegengesetztem Sinne induzierend auf jeden Draht der andern Schleife; es kann daher in der andern Schleife kein Induktionsstrom zustande kommen. Sind mehr als zwei Schleifen an einem Gestänge zu befestigen, so werden sie auf J-förmigen Doppelstützen oder Querträgern so gruppiert, daß die beiden Drähte jeder Schleife mit nur 20 cm Abstand nebeneinander laufen und jede Schleife von der nächsten durch einen möglichst großen Abstand getrennt ist. Bei der Anordnung der Fig. 91 sind beide Drähte der Schleife L1 a/b von einem Drahte der Schleife L2 a/b annähernd gleichweit entfernt, und ihre Induktionswirkungen auf einen andern Schleifendraht heben sich zwar nicht völlig, aber doch so weit auf, daß der Rest nicht mehr stört. Ein weiteres Mittel zur Beseitigung der Induktionswirkungen besteht in der Anbringung von Kreuzungen in den Schleifen derart, daß beide Drähte an bestimmten Stangen die Plätze wechseln. Dadurch läßt sich erreichen, daß jeder der beiden Drähte einer Schleife von dem Hörenden Leitungsdraht im Durchschnitt gleichweit entfernt ist. Es werden dann in beiden Drähten genau gleiche elektromotorische Kräfte induziert, die sich aufheben.

3. Die Verlegung von Fernsprechkabeln

erfolgt entweder wie bei Telegraphenkabeln unmittelbar in die Erde oder in Zementkanälen.

a) Zementkanäle. Bei den im Straßendamm herzustellenden Zementkanälen muß die Oberfläche der Formstücke mindestens 60 cm unter der Fahrbahn liegen. Die in den Fußgängersteigen untergebrachten Kanäle können flacher liegen. Die Formstücke werden ohne besondere Unterbettung unmittelbar auf der sorgfältig abgeglichenen Sohle des Baugrabens[508] ausgelegt. Je zwei Kanalstrecken müssen sich nach den dazwischen liegenden Brunnen senken, um den Wasserabfluß zu ermöglichen. In der untersten Schicht sind die Stoßenden der Stücke in eine starke breite Lage von Zementmörtel zu betten. Zur Herstellung sicheren Verbandes zwischen den einzelnen Stücken werden in zwei Aussparungen an den Stoßenden eiserne Dorne von 9 cm Länge mit reinem Zementmörtel eingefügt (Fig. 92). Dann wird der Falz des einen Stoßendes in die übergreifende Umrandung des andern Endes sorgfältig eingepaßt und ebenfalls mit reinem Zementmörtel verstrichen. Der Aufbau der folgenden Schichten erfolgt im Verbände wie bei gewöhnlichem Mauerwerk.

b) Kabelbrunnen. Um das Einziehen der Kabel in die Kanäle zu erleichtern, werden in diese Kabelbrunnen eingebaut. Die Größe der einzelnen Brunnen richtet sich nach den örtlichen Verhältnissen und der Zahl der einzuziehenden Kabel; die Tiefe beträgt gewöhnlich 1,50–1,83 m. Die obersten Schichten des Mauerwerks der Brunnenwände sind halsförmig nach dem Innern des Brunnens so weit einzuziehen, daß dessen Abdeckung überall ein genügendes Auflager findet. Die innere Abdeckung des Deckels besteht aus zwei übereinander greifenden verzinkten Wellblechdeckeln, welche auf den beiden I-Eisen aufliegen, die an den Längswänden des Brunnens die untere Kante der Einsteigeöffnung einfassen. Die im Niveau der Straße liegende obere Kante der Einsteigeöffnung wird mit einem Rahmen aus starkem Bandeisen eingefaßt, welcher die auf der obersten Schicht des Mauerwerks aufzulegende äußere Abdeckung des Brunnens aufzunehmen hat. Brunnen im Fußgängersteige (Fig. 93) werden mit Granitplatten abgedeckt, nach Erfordernis auch mit einem eisernen Kasten mit Mosaik oder Asphaltpflaster. Bei den in der Fahrstraße anzulegenden Brunnen (Fig. 94) ist behufs Erzielung größerer Tragfähigkeit die eigentliche Decke des Brunnens mit einem Granitgeschränke herzustellen, das auf starke eiserne Träger aufgelagert ist, die auf dem Mauerwerke des Brunnens ruhen. Auf dem Granitgeschränke ruht die Zarge der etwa 63 cm weiten Einsteigeöffnung, deren untere Abdeckung aus Wellblechdeckeln und deren obere Abdeckung aus einer Eisenplatte oder einem Eisenrahmen mit Stirnholzeinlage herzustellen ist. Die Platten sind mit einer Vorrichtung zum Aufheben zu versehen. Die in den Kabelbrunnen einzuführenden Rohre u.s.w. enden 30–50 cm vor dem Brunnen, alsdann folgt die trichterförmig erweiterte Oeffnung der Brunnenwand.

c) Das Einziehen der Kabel. Die in die Zementkanäle einzuziehenden Kabel erhalten in der Regel eine Länge von 150–200 m. Die Arbeiten zum Einziehen beginnen damit, daß in die Kabelbrunnen Gleit- und Packrollen eingesetzt werden, welche die Reibungen zwischen dem Zugseil oder dem Kabel und den Rohrkanten fernhalten sollen. Die aus Gußeisen in kräftigen Formen hergestellten Gleitrollen sind mit einer Kehlung versehen, die dem Querschnitt des einzuziehenden Kabels angepaßt ist. Die Art des Einbaus richtet sich nach den örtlichen Verhältnissen; in kleineren Kabelbrunnen kommt die durch Fig. 95 dargestellte Spreize zur Verwendung, in größeren Brunnen sind Winkeleisenkonstruktionen mit Durchbohrungen nach Fig. 96 üblich, die bei der Herstellung des Brunnens an den Seitenwänden neben der Kanalöffnung senkrecht übereinander eingeladen worden sind. Packrollen sind kleinere Rollen aus Holz oder Gußeisen, die auf einer viereckigen Fußplatte angebracht, ohne weitere Beteiligung in die Brunnen und in die trichterförmigen Erweiterungen der Kanalöffnungen gestellt oder an die Seitenwände und Abdeckungen der Brunnen angelegt werden können. In die Einzelröhren des Zementkanals wird zunächst ein Zugseilchen mit Hilfe eines Einführungsgestänges eingebracht. Letzteres besteht aus 1 m langen schwachen Holzstäben, an deren Enden mittels eiserner Zwingen einerseits ein Haken und anderseits eine Oese befestigt ist. Am vorderen Ende des ersten Stabes wird ein nach vorn und hinten zugespitzter Kopf von etwas geringerem Durchmesser als die Rohrweite angebracht, um ermitteln zu können, ob das Rohr frei von Hindernissen ist. Zur Verminderung der Reibung beim nun folgenden Einziehen des Zugseils[509] und später des Kabels wird mittels des Zugseilchens eine mit Mineralfett, z.B. Vaselin, getränkte runde Bürste, an deren andern Ende ebenfalls ein Zugseilchen befestigt ist, in der ganzen Länge des Rohrs mehreremal hin und her gezogen. Zur Verbindung des Zugseils mit dem Kabel dient ein auf das freie Ende des Zugseils angelötetes Verbindungsstück und bei bewehrten Kabeln die bereits in der Kabelfabrik aus den Schutzdrähten gebildete, mit Bindedraht fest umflochtene Zugöse des Kabelendes. Bei unbewehrten Kabeln wird von einem Eisendrahtstrumpf, d.i. einem schlauchförmigen losen Geflecht aus Stahldrahtlitzen (Fig. 97), Gebrauch gemacht. Dieses wird über das Kabelende geschoben und mit einem losen Drahtbund darauf befestigt. Das äußere Ende der Vorrichtung ist zu einer Oese gearbeitet, an der das Zugseil angebracht wird. Bei Ausübung eines Zuges verringert sich die innere Weite des Schlauches, wodurch das Kabel, soweit das Geflecht reicht, kräftig gefaßt wird. Das Einziehen der Kabel in die Rohrstränge erfolgt unter Benutzung einer Kabelwinde zum Anziehen des Zugseils. Sie wird in der Regel hinter demjenigen Brunnen unverrückbar aufgestellt, bis zu welchem das Kabel eingezogen werden soll. Wenn das Kabelende in dem Brunnen bei der Kabelwinde angekommen ist, wird es noch in der als Vorrat für die Lötstelle oder für andre Zwecke erforderlichen Länge aus dem Rohrstränge herausgezogen. In den Brunnen werden die Kabel nach den Seiten gelagert, damit die Mitte möglichst frei bleibt.

d) Lötstellen in Fernsprechkabeln. Das Verbinden der zusammengehörenden Adern erfolgt von der innersten Lage aus durch Würgestellen, nachdem auf die eine Ader ein etwa 5 cm langes Isolierröhrchen aus Papier geschoben und eine Reinigung der Drähte erfolgt ist. Die Drähte werden an der Berührungsstelle rechtwinklig zur Aderrichtung umgebogen und zusammengedreht, sodann wird die Würgestelle durch Abkneifen der Drahtenden auf etwa 3 cm verkürzt, parallel zur Ader umgebogen und durch Ueberschieben des Papierröhrchens isoliert. Die Papierröhrchen werden vor dem Gebrauch über Kohlenfeuer gut getrocknet oder abgedämpft. Vor der Verbindung der Adern sind die beiden Hülsen der Walzbleimuffe auf die Kabelenden aufgesteckt worden. Die Länge der Spleißstelle und der Abstand zwischen den Enden der Bleimäntel beider Kabel sind derart zu bemessen, daß, wenn die Hülsen von beiden Seiten über die Spleißstelle geschoben werden, sie diese völlig bedecken, dabei etwa 3–4 cm ineinander stecken und an beiden Enden den Bleimantel der verspleißten Kabelstücke noch etwa ebensoweit umfassen. Zur Verbindung des Mantels mit den Hülsen und der Hülsen untereinander dient sogenannter Bleimörtel, ein zusammengeschmolzenes Gemenge aus 2 Gewichtsteilen Tarnowitzer Weichblei und 1 Gewichtsteil Australzinn mit einem Zusatze von Schwefel, Kolophonium und Talg.

e) Ueberführungskasten dienen zur Verbindung der Fernsprechkabel mit den oberirdischen Fernsprechleitungen. Der Ueberführungskasten (Fig. 98 und 99) besteht aus einem mit Eisenblech überkleideten Eisengerüst; Vorder- und Rückenwand sind zum Abschrauben eingerichtet; ihre oberen Hälften lassen sich türartig öffnen. Der Kalten, der die Einrichtung besonderer Bodenräume für Kabelaufführungen entbehrlich machen soll, enthält einen Kabelendverschluß, die Blitzableiter und die Sicherungen für die Leitungsadern des Fernsprechkabels.

f) Kabelendverschluß (Fig. 100 und 101). In ihm erfolgt die Verbindung der Leitungsadern der Fernsprechkabel mit den Adern der nach den Betriebsräumen führenden Zimmerleitungskabel. Er besteht aus einem gußeisernen, mehrmals mit Oelfarbe gestrichenen Karten von der Form eines rechtwinkligen, vierseitigen Prismas, dessen Seitenflächen am unteren[510] Ende etwas abgeschrägt sind. Vorder- und Rückwand aus starkem Eisenblech sind zum Abschrauben eingerichtet. Der innere Raum des Kastens ist durch eine in der Diagonale der Seitenwände von vorn nach hinten anzeigende Scheidewand in zwei Kammern geteilt. Die Scheidewand besteht aus einer Stabilitplatte, die auf einen an den Seitenwänden des Kastens angegossenen Rahmen geschraubt und durch Gummistreifen gegen ihn abgedichtet ist. Durch die Stabilitplatte führt für jede Ader des in den Endverschluß eintretenden Kabels ein an beiden Enden mit Druckschrauben versehener, etwa 3 cm langer Messingstift zur Verbindung der Kabeladern mit den Adern der Zimmerleitungskabel. Jeder Endverschluß besitzt am Boden eine mit der hinteren Kammer zusammenhängende, zur Aufnahme des Fernsprechkabels eingerichtete Stopfbüchse. In die vordere Kammer führen von oben bis zu acht Büchsen für die Zimmerleitungskabel. Nach Herstellung der Verbindungen wird der Endverschluß mit Isoliermasse ausgegossen.

4. Die Anlage von Luftkabeln. Für Luftkabellinien kommen Fernsprechkabel ohne Eisendrahtbewehrung zur Verwendung; sie werden an besonderen Tragseilen aufgehängt. Die Tragseile bestehen aus verzinkten Gußstahldrähten; sie werden an hölzernen wie an eisernen Gestängen mittels besonderer durch Fig. 102 dargestellter Vorrichtungen beteiligt und mit etwa 2% Durchhang gespannt. Beim Vorwärtsziehen von einem Stützpunkt zum andern werden an dem Kabel in Abständen von etwa 1 m verzinkte Haken aus Bandeisen mit verzinktem Bindedraht festgebunden. Die freien Enden der Haken werden auf das Tragseil geschoben und gleiten auf ihm entlang (Fig. 103). Sobald ein Haken an einem Stützpunkt ankommt, wird er von einem Arbeiter vom Seil abgehängt und gleich hinter dem Stützpunkt wieder aufgehängt. Die Verbindung zweier Kabelenden muß stets an einem Stützpunkt ausgeführt werden.

5. Die Einführung der Leitungen in die Vermittlungsanstalten und Sprechstellen. Zur Einführung der oberirdischen Fernsprechteilnehmerleitungen in die Vermittlungsanstalten dienen Gummikabel, die auf dem kürzesten Wege von den Rohrständern nach den Blitzableitern bezw. an die vor die Blitzableiter zu schaltenden Grobsicherungen zu führen sind, welche beide unter allen Umständen in dem der Leitungseinführung zunächst belegenen geeigneten Raum untergebracht werden müssen. Zu diesem Zwecke werden die Kabel, sofern sie nicht innerhalb des Gebäudes durch Klemmleisten an den Wänden entlang geführt werden können, in Kanälen aus Eisenblech oder Eisengittern u.s.w. verlegt. Seitenkanäle ähnlicher Bauart führen die Kabel nach den untersten Querträgern der Rohrständer, weiterhin werden die Kabel durch flache Kasten abgedeckt. Die isolierten Adern der Gummikabel werden sodann in dem freien Raum zwischen den Querträgerschienen untergebracht und in der aus Fig. 104 ersichtlichen Weise an die Stütze des nächsten Isolators sowie an den inneren Mantel der Doppelglocke gelegt und möglichst weit in den Hohlraum der Glocke hineingeschoben. Die Bleihütte darf mit dem äußeren Mantel des Isolators nicht in Berührung kommen, anderseits muß sie bis tief in den Innenraum der Doppelglocke, bis zum Punkte a, hineinragen. Die Isolierhülle der Strecke a b c, die vom Bleimantel zu entblößen ist, muß unverletzt bleiben. Das vom Punkte c ab auch von der Isolierschicht zu befreiende Ende des Kabels wird mit dem senkrecht nach unten geführten Ende der blanken Leitung verlötet. An den Stützen wird das Kabel mit weichem Kupferdraht unter Zwischenlage eines Streifens Isolierband festgebunden. Ist nur eine geringe Anzahl von Leitungen in die Vermittlungsanstalt einzuführen, so werden die Gummikabel zweckmäßig in den Rohrständern selbst hochgeführt und diese durch eine Zinkhaube mit angesetzter Kappe nach Fig. 105 abgeschlossen. Die Einführung der Leitungen in die Sprechstellen erfolgt durch Bleirohrkabel, das nach Fig. 104 mit der Außenleitung an einem Einführungsisolator auf hakenförmiger Schraubenstütze verbunden wird. Die Einführung der Fernsprechverbindungsleitungen erfolgt getrennt von den Teilnehmerleitungen mittels besonderer Bleirohrkabel in die Vermittlungsämter. Zur Verbindung dieser Kabel mit den blanken Leitungen dienen Ebonitschutzglocken. Die blanke Leitung wird zu diesem Zwecke an dem letzten Isolator nach Fig. 106 abgespannt, und in gleicher Weise wird der Draht einer Schutzglocke am Isolator befestigt. Die Enden des Leitungs- und Schutzglockendrahtes werden seitlich vom Isolator zu einem flachen Bügel zusammengebogen und verseilt; die Würgestelle wird gut verlötet. Zur Verbindung des notierten Drahtes mit dem Drahte in der Glocke ist deren Mantel abzuschrauben und über den isolierten Draht zu ziehen, hierauf dieser auf einige Zentimeter freizulegen und mit dem zu einer Oese umgebogenen[511] Glockendrahte zu verlöten. Die Einführungskabel werden in den Vermittlungsanstalten zunächst an die Blitzableiter mit Feinsicherungen geführt; vor diese werden noch Grobsicherungen eingeschaltet, wenn es sich um oberirdische Fernsprechleitungen handelt, die durch Starkstromleitungen gefährdet sind. Die Fernsprechverbindungsleitungen werden zunächst an Plattenblitzableiter geführt, denen bei Starkstromgefahr noch Grobsicherungen vorgeschaltet werden und dann an Kohlenblitzableiter gelegt. In den Sprechstellen wird das Einführungskabel nach dem Sicherungskästchen geführt; von hier aus geht die Zimmerleitung nach den Sprechapparaten über Isolierröllchen, die in Abständen von etwa 1 m mittels Holz- oder Stahldübel an den Wänden anzubringen sind. Die Isolierrollen bestehen entweder aus einem Stück in Form einer Glocke oder aus zwei ineinander zu schiebenden Teilen in Form einer Klemmrolle (Fig. 107). Damit die Drähte in den Feldern straff gespannt bleiben, werden sie bei einteiligen Röllchen mit Garn festgebunden, bei zweiteiligen Röllchen aber zwischen die beiden Teile gelegt und beim Anschrauben festgeklemmt.

Die Vermittlungsanstalten erhalten besondere Blitzableitererdleitungen und besondere Betriebserden, erstere entsprechen den Erdleitungen für Telegraphenzwecke; letztere werden gewöhnlich aus 1,5 mm starkem Kupferdraht hergestellt und möglichst mit der Wasserleitung verbunden; es kann dann eine besondere Erdplatte wegfallen. Bei den Sprechstellen genügt als Erdleitung eine Verbindung mit der Wasserleitung durch ein Seilchen aus zwei 1,5 mm starken Kupferdrähten als Blitzableitererde bei Doppelleitungsbetrieb oder gleichzeitig als Betriebserde bei Einzelleitungen. Läßt sich die Wasserleitung nicht benutzen, so genügt eine Erdleitung aus Eisendrahtseil.

6. Die Herstellung vollständig versenkter Fernsprechnetze. Sie empfiehlt sich nur für Städte mit sehr dichtem Fernsprechnetz, wie z.B. Berlin und Hamburg. An Stelle der großen oberirdischen Linienzüge mit 300–400 Anschlußleitungen sind hier die S. 508 beschriebenen Zementkanäle mit einer großen, der Dichte des Fernsprechnetzes entsprechenden Anzahl von Einzelöffnungen getreten, die jeden Häuserblock durch ein vieladriges, bis zu 250 Doppelleitungen enthaltendes Hauptkabel mit dem Fernsprechamte verbinden. In den Verteilungskanälen erfolgt die Verzweigung und Weiterführung der in den einzelnen Häuserblocks in den Hauptverteilern endigenden Hauptkabel mittels wenigadriger Kabel nach den einzelnen Grundstücken. Hier endigen die Verteilungskabel an Einzelverteilern, von denen aus die Schlußzuführung nach den einzelnen Sprechstellen mittels isolierter Drähte hergestellt wird. Der Hauptverteiler besteht im wesentlichen aus einer als Schaltbrett dienenden Hartgummischeibe, die in einem leicht abnehmbaren Schutzkasten untergebracht ist. In den unteren Teil des Schutzkastens werden die Hauptkabel und auch die weiterführenden Verteilungskabel eingeführt; ihre Enden werden, um ein Eindringen von Feuchtigkeit in die Kabel zu verhüten, unter Verwendung von Bleimuffen mit wetterbeständiger Isolation (Gummi) abgeschlossen. In die Hartgummiplatte des Schaltbretts sind Doppelklemmen aus Messing eingelassen, an diesen werden die Adern der Hauptkabel mit denen der Verteilungskabel verbunden. Die Aufstellung der Hauptverteiler erfolgt am zweckmäßigsten in einem trockenen Räume eines Grundstücks; wo das nicht angängig ist, werden sie nach Art der Litfaßsäulen auf der Straße aufgestellt. Die Verteilungskanäle werden dicht an die Grenze der Grundstücke geführt, Raummangels halber müssen sie jedoch auch häufig neben oder auf den Hauptkanälen verlegt werden. In die Verteilungskanäle sind Abzweigkästen eingebaut, von denen die Kabel nach den in den Häusern aufgestellten Einzelverteilern führen. Der Einzelverteiler besteht aus einer zylindrischen Muffel (Fig. 108 und 109) aus Gußeisen und einer auf deren oberen Oeffnung aufgeschraubten Hartgummischeibe B mit eingesetzten Stiftklemmen C für 7 oder für 14 Doppeladern. Das Verteilungskabel wird durch die untere Oeffnung in die Muffe eingeführt und durch Anziehen der Schelle S festgelegt. Nach oben erfolgt der Abschluß der Muffe durch einen auf die Hartgummischeibe luftdicht aufgeschraubten gewölbten eisernen Deckel D. An den oberen Enden der Stiftklemmen werden die Adern des Verteilungskabels, an den unteren die Zuleitungen zu den Sprechstellen beteiligt. Die eiserne Glocke E dient als Schutz gegen Beschädigung und Witterungseinflüsse; sie ist nach unten durch einen Ebonitboden F abgeschlossen, in dem sich die entsprechende Anzahl Durchbohrungen zur Einführung der Anschlußdrähte befinden.

B. Telephonie ohne Draht.

Die Versuche zur Lösung des Problems der Telephonie ohne Drahtleitung lassen sich in vier Gruppen einteilen: 1. die telephonische Uebermittlung durch die Luft, die Erde oder das Wasser unter Benutzung der Induktionswirkungen und der Stromleitung; 2. die Uebertragung von Schallwellen durch den Luftraum mit Hilfe von Lichtstrahlen (Lichttelephonie); 3. die Benutzung des[512] elektrischen Bogenlichtes zur Uebertragung von Gesprächen durch den Luftraum (lichtelektrische Telephonie); 4. die drahtlose Telephonie mittels elektromagnetischer Wellen, auch Radiotelephonie genannt. Bedeutung für die Praxis haben nur die auf der Verwendung der elektromagnetischen Wellen beruhenden Anordnungen erlangt. Für die drahtlose Telephonie der Praxis kommt zurzeit nur der elektrische Bogenlichtsender in der Ausführung von Poulsen, Telefunken oder De Forest in Frage. Mit einer solchen Anordnung können Reichweiten von 300 km erzielt werden. Größere Entfernungen werden überbrückt werden können, sobald die Aufgabe gelöst sein wird, Mikrophone für beträchtlichere Energiemengen zu bauen; vgl. a. [7] und [10].

1. Drahtlose Telephonie mittels Induktion oder Stromleitung. W.H. Preece, der frühere Chefelektriker der englischen Telegraphenverwaltung, spannte zwei Drähte parallel zueinander auf den gegenüberliegenden Ufern eines Sees aus. Die Drähte wurden gut geerdet. Es gelang ihm hiermit eine Verständigung mittels Telephons über den See hinweg auf 4,5 km.

2. Lichttelephonie. Auf der Senderstation werden die Schallwellen auf mechanisch-optischem Wege in Lichtwellen umgesetzt und auf der Empfängerstation diese wieder in Schallwellen unter Benutzung der elektrischen Eigenschaften des Selens (s.d.). Bei geeigneter Anordnung leitet das Selen unter dem Einflusse von Lichtwellen den elektrischen Strom zwei- bis zehnmal besser, als wenn es sich im Dunkeln befindet. Selenzellen mit 50–80 facher Lichtempfindlichkeit konstruieren jetzt Clausen & v. Bronk in Berlin sowie P.J. Kipp & Zonen, J.W. Giltay, Opvolger in Delft. Besondere Verdienste um die Verbesserung der Selenzellen hat sich auch E. Ruhmer in Berlin erworben [8]. In der Selenzelle von Ruhmer (Fig. 110) wird unglasiertes Porzellan in Gestalt eines Zylinders oder Täfelchens verwendet. In dem Porzellankörper sind seine Nuten eingepreßt, in welche die Zuführungsdrähte erwärmt hineingewickelt werden. Das Selen wird in geschmolzenem Zustande aufgetragen und durch Erhitzen in die kristallinisch-metallische Modifikation übergeführt, die den elektrischen Strom leitet. Die Zelle wird in eine Glasbirne eingeschmolzen und diese luftleer gemacht. Um eine bequeme Einschaltung zu ermöglichen, hat die Birne Gewindefassung und Kontakt wie eine Glühlampe erhalten.

Vorbildlich für sämtliche Anordnungen der Lichttelephonie waren die photophonischen Versuche von Graham Bell. Er konzentrierte mittels einer Linse L1 (Fig. 111) ein kräftiges Sonnenstrahlenbündel auf den Diaphragmaspiegel S; nach erfolgter Reflexion wurde das Lichtbündel durch eine zweite Linse L2 wieder in parallele Strahlen zerlegt. Diese wurden nach der Empfangsstation gerichtet und hier von einem parabolischen Reflektor R aufgefangen, in dessen Brennpunkt eine empfindliche Selenzelle Sz aufgestellt ist, die mit einer kleinen Batterie B und einem Telephon T zu einem Stromkreis zusammengeschaltet wird. Ruhmer hat solche photophonischen Apparate für Reichweiten von 2 km hergestellt.

3. Lichtelektrische Telephonie. Sie wurde ermöglicht durch die Entdeckung des »sprechenden elektrischen Flammenbogens« von Simon in Erlangen im Jahre 1897. Simon erzielte eine Uebertragungsweite von 3 km. Um die Ausbildung der Simonschen Erfindung für die Praxis haben sich später W. Duddell und E. Ruhmer verdient gemacht; letzterer hat eine Reichweite von 15 km erzielt. Simon hatte folgendes festgestellt: a) Der elektrische Flammenbogen verwandelt periodische Stromschwankungen, die sich über seinen Hauptstrom lagern, bis in alle Einzelheiten der Klangfarbe in Töne. Er kann somit als Empfänger bei mikrophonischer Uebertragung jeder Art von Klang und Geräusch dienen, b) Der Flammenbogen reagiert auf die kleinsten Dichteschwankungen der umgebenden Luft durch entsprechende Schwankungen seiner Stromstärke und kann somit als Geber bei telephonischer Uebertragung jeder Art von Klang und Geräusch dienen [9]. Simon verwendet im Sender einen Flammenbogen zwischen Quecksilberelektroden im Vakuum wie bei der Arons- oder Cooper-Hewitt-Lampe. Ueber dem Flammenbogen werden nach Fig. 112 die Ströme eines Mikrophonkreises gelagert. Diese erzeugen Intensitätsschwankungen des ausgestrahlten Lichtes. Die Lichtstrahlen werden mittels eines parabolischen Scheinwerfers, in dessen Brennpunkt der Lichtbogen angeordnet ist, nach der Empfangsstation gerichtet und hier mittels einiger Linsen auf eine Selenzelle konzentriert. Man hört alles, was in das Mikrophon der Senderstation hineingesprochen wird, laut und deutlich im Telephon der Empfangsstation wieder.

4. Drahtlose Telephonie mittels elektrischer Wellen. Die Erfindung der drahtlosen Telegraphie mittels elektrischer Wellen gab den Anstoß zu Versuchen, auch diese für eine drahtlose Telephonie nutzbar zu machen. Die gewöhnlichen funkentelegraphischen Sender erwiesen sich aber für die Uebertragung der Sprechwellen nicht geeignet. Sie liefern den einzelnen Funkenentladungen entsprechend Wellenzüge, die von zu langen Pausen unterbrochen sind. Eine für die Praxis brauchbare Lösung fand das Problem erst durch die Benutzung der[513] kontinuierlichen ungedämpften Wellen. – Bei der Funkenerregung beträgt die Dauer der rasch abklingenden Schwingungen etwa 1/1000000 Sekunde. Kommen z.B. 20 Schwingungsweiten zur Ausstrahlung, so herrscht nach 1/50000 Sekunde wieder vollständige Ruhe im System. Findet eine Neuaufladung des Schwingungssystems schon 1/20 Sekunde nach der vorhergegangenen Aufladung statt, so dauert die schwingungslose Pause gegenüber der Schwingung 2500 mal so lang. Diese immerhin nur kurze Unterbrechung in der Aufeinanderfolge der Schwingungen ist hinreichend, eine Uebertragung der Schallwellen der menschlichen Sprache mittels solcher Sender unmöglich zu machen. Die in dieser Hinsicht angestellten Versuche von Fessenden, Mosler u.a., die man unter der Bezeichnung »Funkentelephonie« zusammenfassen kann, haben daher auch keinen Erfolg aufzuweisen gehabt. Der Mißerfolg hat seine Ursache in der eigenartigen Gestaltung der Schallwellen der menschlichen Sprache bei der mikrophonischen Uebertragung. Die Schwingungen einer Mikrophonmembran, in welche die Schallwellen beim Sprechen gegen eine solche umgesetzt werden, sind bezüglich ihrer Amplitude, ihrer Frequenz und sonstigen Gestalt voneinander sehr verschieden. Die sinusförmige Grundschwingung wird durch die den einzelnen Lauten eigentümlichen Obertöne fast unkenntlich gemacht, wie die Fig. 113 der Schwingungskurven der Vokale zeigt. Bei der gewöhnlichen Rede ist die Schwingungsfrequenz, wenigstens bezüglich der Vokale, ziemlich konstant. Sie variiert je nach der Stimmlage des Sprechenden zwischen 1000 beim Sopran und rund 100 beim Baß; die Zeitdauer einer Schwingung beträgt also 1/100-1/1000 Sekunde. Der mittlere Schwingungsbereich, der allen Stimmen gemeinsam ist, bewegt sich um die Zahl 300 herum. Auf eine mittlere Sprachschwingung fällt also eine Zeitdauer von 1/300 Sekunde. Zur Uebertragung solcher Schwingungen bedarf es aber elektrischer Schwingungen von mindestens gleicher Dauer, die nicht von so langen Pausen wie 1/20 Sekunde unterbrochen sind. Hierzu eignen sich vielmehr nur kontinuierliche ungedämpfte Schwingungen, wie sie von dem elektrischen Lichtbogensender (vgl. Telegraphie ohne Draht) oder von Hochfrequenzmaschinen erzeugt werden können. Am 11. Dezember 1906 hat Fessenden zwischen Brant Rock und Plymouth eine drahtlose telephonische Verständigung auf rund 18 km mittels ungedämpfter Wellen erzielt, die durch eine Hochfrequenzmaschine erzeugt wurden. Er hat damit die zeitliche Priorität um einige Tage vor der Deutschen Telefunkengesellschaft erhalten, die zuerst am 20. Dezember 1906 eine drahtlose Telephonie auf 40 km zwischen Berlin und ihrer Großstation Nauen mittels ihres Lichtbogensenders vorführte.

a) System Telefunken. Zur Erzeugung der kontinuierlichen Schwingungen werden mehrere Lichtbogen in Reihe geschaltet und zwar sechs Stück bei 220 Volt Gleichstrom, zwölf Stück bei 240 Volt und 24 Stück bei 880 Volt mit 4–7 Ampere Stromstärke. Das Schwingungssystem wirkt wie der Braunsche Erregerkreis, indem es durch Transformation die Luftleitung zum Mitschwingen bringt. Parallel zu einem Teile der Windungen der in die Luftleitung eingeschalteten Transformatorspule L (Fig. 114) ist ein Starkstrommikrophon M eingeschaltet. Durch die Membranschwingungen wird der elektrische Widerstand des Mikrophons, der als Nebenschluß zur Spule aufzufassen ist, verändert.

Dadurch wird auch der Kopplungsgrad zwischen Erregerkreis und Luftleitung und dementsprechend der Energiebetrag beeinflußt, der von der Luftleitung aufgenommen und ausgestrahlt wird. Der Speisestrom wird den Lichtbogen über ein Amperemeter A1 und zwei kräftige Drosselspulen D zugeführt, die den Uebertritt der Hochfrequenzschwingungen in den Primärkreis verhindern sollen. Parallel zu den Lichtbogen L b liegt der veränderliche Kondensator C und die ebenfalls regelbare Selbstinduktionsspule L sowie das Amperemeter A2. Die Abstimmung der Luftleitung, die sich in Resonanz mit dem Schwingungskreise befinden muß, erfolgt mittels der veränderlichen Selbstinduktionsspule V. In der Erdleitung der Antenne liegt das Amperemeter A3; dieses gestattet eine Kontrolle über die Beeinflussung des Schwingungsstromes durch das Mikrophon. Der Kopplungsgrad zwischen Luftleitung und Hochfrequenzkreis wird klein gehalten, damit der Einfluß der Schwankungen beim Sprechen auf die kontinuierlichen Amplituden der Schwingungsweiten möglichst groß wird. Infolge der Mikrophonänderungen schwankt die Energieaufnahme der Luftleitung sowie deren Eigenwelle im akustischen Rhythmus des Telephons. Die Luftleitung sendet infolgedessen Schwingungen wechselnder Amplitude und Wellenlänge in den Raum. Um diese unverändert aufnehmen zu können, darf der Empfänger im Gegensatz zum Sender nicht schwach gedämpft sein, da sonst die Sprache verzerrt wiedergegeben wird. Der Empfänger verliert infolgedessen allerdings an Abstimmfähigkeit und es müßten daher Nebenstationen mit ganz erheblich verschiedenen Wellen arbeiten, wenn sich die Gespräche nicht verwirren sollten. In den Luftdraht des Empfängers wird deshalb nur ein aus zwei ineinander gefleckten Spulen bestehendes Variometer V1 eingeschaltet, deren gegenseitige Lage durch Drehung der Spulen verändert werden kann. Mit dem Variometer ist ein elektrolytischer Wellenanzeiger von Schlömilch h verbunden, der die aufgenommenen Schwingungen als Sprechlaute im Telephon F hörbar macht.

b) System Poulsen (Fig. 115). Als Schwingungserreger benutzt Poulsen nur einen einzigen in einer Wasserstoffatmosphäre unter Einfluß eines Magnetfeldes NS brennenden Bogen. Dagegen verwendet er sechs bis acht in Reihe in die Luftleitung A geschaltete Mikrophone M,[514] um eine größere Energieschwankung zu erzielen; als Wellenanzeiger benutzt er eine Thermozelle in Verbindung mit einem Telephon. Mit einer solchen Anordnung wurde eine reine und deutliche Verständigung zwischen Esbjerg und Lyngby auf etwa 270 km Entfernung erzielt.

c) System De Forest. Als Schwingungserreger wird ebenfalls der elektrische Lichtbogen benutzt; er brennt in einer Spiritusflamme, d.h. wegen des hohen Wasserstoffgehaltes des Spiritus wie bei Poulsen in einer Atmosphäre von Wasserstoff. Das Mikrophon ist direkt in den Luftdraht und zwar in den Erdungspunkt desselben eingeschaltet. Diesen Punkt hält De Forest für den geeignetsten, weil der von der Luftleitung ausgestrahlte Energiebetrag proportional demjenigen ist, der bei der Erdung in den Boden geht. Als Empfangsapparat benutzt De Forest einen Glühlampenwellenanzeiger, den er »Audion« nennt, in Verbindung mit einem Telephon. Das Audion besteht aus einer Tantallampe, deren Glühfaden zwei Platinplättchen gegenüberstehen, und die in gewöhnlicher Weise an das Beleuchtungsnetz angeschlossen ist. Das eine Platinplättchen ist mit dem geschlossenen Empfangskreise verbunden, auf den die von der Luftleitung aufgenommenen Schwingungen induktiv übertragen werden, das andre steht mit einem Telephon bezw. Mikrophonstromkreis in Verbindung. Die ankommenden Schwingungen verursachen proportional ihren Amplituden Widerstandsschwankungen des durch die Hitze des Glühfadens in der Tantallampe ionisierten Gases. Diese Schwankungen sind auch proportional den Widerstandsschwankungen im Sendermikrophon, und die im Empfänger hierdurch auftretenden Stromschwankungen geben dann im Telephon die gesprochenen Laute wieder. De Forest hat mit seinem System Reichweiten von 40–50 km erzielt; die amerikanische Schlachtflotte ist mit einer größeren Anzahl solcher Systeme ausgerüstet.

d) System Fessenden (Fig. 116). Dieses System bedingt die zurzeit noch recht schwierige Herstellung von Wechselstromgeneratoren außerordentlich hoher Frequenz. Mit Hilfe der nahezu ungedämpften Schwingungen, die von einer Wechselstrommaschine D mit 81700 Wechseln in der Sekunde erzeugt wurden, hat Fessenden eine ausreichende Verständigung auf 300 km zwischen New York und Brant Rock erzielt. Die Maschine wurde direkt in die Luftleitung A eingeschaltet und diese durch richtige Bemessung von Selbstinduktion und Kapazität mit ihr in Resonanz gebracht. Unmittelbar hinter dem Wechselstromgenerator wird das Mikrophon M in die Luftleitung eingeschaltet; als Empfänger dient eine elektrolytische Zelle in Verbindung mit einem Telephon.


Literatur: [1] Heinke, Handbuch der Elektrotechnik, Bd. 12, Telegraphie und Telephonie von Nobels, Schluckebier u. Jentsch, 2. Aufl., Leipzig 1907. – [2] Wietlisbach, Handbuch der Telephonie, Wien 1899. – [3] Miller, Kempster B., American Telephone Practice, New York 1905. – [4] Elektrotechnische Zeitschr. 1903, Heft 36, und 1909 Heft 7. – [5] Ebend. 1904, Heft 11. – [6] Ebend. 1902, Heft 49, und 1907, Heft 27. – [7] Jentsch, Otto, Telegraphie und Telephonie ohne Draht, Berlin 1904. – [8] Ruhmer, E., Das Selen und seine Bedeutung für die Elektrotechnik, Berlin 1902. – [9] Wiedemanns Annalen 1898, Bd. 64, S. 233. – [10] Tissot, C., La téléphonie sans fil, Paris 1909.

Otto Jentsch.

Fig. 1.
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Fig. 2.
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Fig. 3.
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Fig. 4.
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Fig. 5.
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Fig. 6.
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Fig. 7.
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Fig. 8.
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Fig. 9.
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Fig. 10.
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Fig. 11.
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Fig. 12.
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Fig. 13.
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Fig. 14.
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Fig. 15.
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Fig. 16 und 17.
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Fig. 18 und 19.
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Fig. 20 und 21.
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Fig. 22 und 23.
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Fig. 24., Fig. 25.
Fig. 24., Fig. 25.
Fig. 26.
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Fig. 27a und 27b.
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Fig. 28 und 29.
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Fig. 30.
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Fig. 31.
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Fig. 32 und 33.
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Fig. 34.
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Fig. 36.
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Fig. 40., Fig. 41.
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Fig. 42.
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Fig. 43.
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Fig. 45a.
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Fig. 45b.
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Fig. 86a und 86b.
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Fig. 87., Fig. 88., Fig. 89.
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Fig. 102., Fig. 103.
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Fig. 104.
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Fig. 105.
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Fig. 106.
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Fig. 108 und 109.
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Fig. 110., Fig. 111., Fig. 112.
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Fig. 113.
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Fig. 115., Fig. 116.
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http://www.zeno.org/Lueger-1904.

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