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Relaissystem für Fernsprechanlagen.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Telephonsystem mit Relaisanordnungen derjenigen Art, bei welcher jede Station mit einer zugehörigen Relaisanordnung versehen ist, welche bei der Betätigung durch die von dem Sender einer Station ausgehenden Sprechströme eine entfernte Empfangsstation von ihrem zugehörigen Relais abschaltet und sie mit der Quelle der verstärkten Ströme, die durch die Relaisanordnung der Sendestation erzeugt werden, verbindet.
Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Ausbildung eines vereinfachten und verbesserten Systems der genannten Art.
Der Erfindung gemäss wird jedes der den Endstationen zugehörigen Relais mit derselben durch einen Schaltarm in Verbindung gesetzt, der seinerseits unter der Einwirkung einer auf elektrischem Wege betätigten Vorrichtung steht ; die von jedem Relais erzeugten verstärkten Sprechströme, welche zur Übertragung auf die entfernte Station dienen, werden ebenfalls zur Betätigung einer Unterbrechervorrichtung (im folgenden Schwingungsvorrichtung genannt) ausgenutzt, die ihrerseits den Stromkreis der früher erwähnten Vorrichtung überwacht. Bei einer abgeänderten Ausführungsform werden die Sprechströme im unverstärkten Zustand dazu verwendet, um die Schwingungsvorrichtung zu betätigen, wobei jedoch die Schwingungsvorrichtung nahe an der Endstation liegt, wo die Sprechströme noch keine merkliche Abschwächung erfahren haben.
In beiden Fällen arbeitet der Schalterarm zwischen Arbeits-und Rückkontakten ; beim Kontakt mit dem letzteren verbindet der Schalterarm das zugehörige Relais mit seiner
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anschaulichen.
In diesen stellt Fig. i schematisch zwei Telephonrelais und ihre Schaltung sowie die mit ihnen der Erfindung gemäss zusammenarbeitenden Apparate dar. Fig. 2 ist eine abgeänderte Ausführungsform des in Fig. i dargestellten Systems. Fig. 3 ist eine Endansicht und Fig. 4 eine
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Fig. 5 ist eine abgeänderte Ausführungsform eines Teiles des in Fig. i dargestellten Systems, Fig. 5 a ein später beschriebenes Konstruktionsdetail. Fig. 6 stellt schematisch ein abgeändertes System dar, in welchem die beiden Relais in einigem Abstand auf der Verbindungslinie zwischen zwei Stationen liegen. Fig. 7 ist eine abgeänderte Ausführungsform des in Fig. i dargestellten Systems, Fig. 8 eine Abänderung des in Fig. 7 dargestellten Systems.
In Fig. i bezeichnet Al das zur Station A gehörige Relais, welches mit der Station A durch die Leitungen a, a1 verbunden ist ; B ist das zur Station B gehörige Relais, welches durch die Leitungen b, bl mit dieser in Verbindung steht. Die Verbindung der Leitung a mit dem Relais erfolgt über den Kondensator A2, die der Leitung al über den Schalterarm A3. In. ganz analoger
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Hilfe der Leitungen a2, a3 mit der Leitung b-bzw. mit dem Kontakt verbundene in analoger Weise sind die sekundären Klemmen des Autotransformators B6 mit Hilfe der Leitungen b2, b3 mit der Leitung a bzw. mit dem Kontakt a verbunden.
Im Lokalstromkreis des Relais Al ist parallel mit der Primärwicklung des Autotransformators A6 die Wicklung eines Elektromagneten A7 in Serie mit einem Kondensator eingeschaltet. Der Elektromagnet A7 besitzt eine federnde Zunge A9 als Anker, auf welcher das eine Ende eines ausbalanzierten Armes 110 ruht. Die Zunge A9 und der ausbalanzierte Arm 410 bilden Teile eines eine Batterie All und die Wicklung eines Elektromagneten A12 enthaltenden Stromkreises. Dieser kann auch im Xehen- schluss hierzu einen Kondensator A13 enthalten. Der Elektromagnet A'2 steht mit dem Schalterarm B3 in der Weise in Verbindung ; dass dieser letztere ihm als Anker dient.
Die Elektromagnete A7 und A12 bilden die früher erwähnten zur Kontrolle der Bewegungen des Schalterarmes dienenden elektrischen Vorrichtungen. Die Verbindung der Teile B7, B", B9, BIO, Bill, B14 und Be ist der früher geschilderten analog und kann aus de-Beschreibung derselben ersehen werden.
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spricht.
Es sei nun angenommen, dass der Beamte in der Station A in seinen Sender spricht. Dadurch wird sofort das Relais A1 betätigt ; die veränderlichen Ströme im Lokalstromkreis bewirken das Schwingen der federnden Zunge A9, wodurch der aus der Batterie kommende Gleichstrom gestört wird ; daraufhin hört der Elektromagnet A12 auf, den Schalterarm B6 gegen den Kontakt b1 zu halten. Der Schalterarm B3 unterbricht hierauf den Li. nienstromkreis über das Relais B1 und legt sich gegen seinen Rückkontakt b" ; dadurch schliesst er den Stromkreis der Station B, welcher die sekundären Klemmen des Transformators AG enthält.
Die primäre Wicklung dieses Transformators ist selbstverständlich von den Lokalströmen des Relais Au gleichzeitig mit dem Durchgang dieser Ströme durch die Wicklung des Elektromagneten A7 durchflossen worden. Wenn der Beamte in der Station A zu sprechen aufhört, so wird der gleichmässig Giessende Strom (Gleichstrom im engeren Sinne) aus der Batterie All, der durch den Elektromagneten. 112 fliesst, wieder hergestellt, der Schalterarm B3 wird wieder angezogen und stellt dadurch den Kontakt mit seinem Arbeitskontakt bx her. Spricht nun der Beamte in der Station B, so findet ein genau gleicher Vorgang statt.
Es soll jedoch eigens darauf hingewiesen werden, dass der Stromkreis einer Station automatisch für den Empfang der Ströme des Relais der anderen Station durch die vom Relais dieser letzteren ausgehenden Ströme vorbereitet wird.
Die in Fig. i dargestellten Vorrichtungen zur Betätigung der Schalterarme A3, B3 sind bloss prinzipiell und nicht mit Rücksicht auf ihre Konstruktion dargestellt. So z. B. ist es nötig, dass die Berührung der Schalterarme mit ihren Kontakten plötzlich stattfindet ohne #Schlagen" oder"Klappern" ; zu diesem Zwecke kann die Kontaktfläche des Schalterarmes durch das freie Ende einer Blattfeder gebildet werden, die an diesem Arm befestigt ist.
Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform dienen die Zungen A9 und B9 und die ausbalanzierten Arme AIO, BIO normal dazu, um die Wicklungen der Elektromagneten A12, B12
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normale Stromstärke des Batteriestromes zu begrenzen. Wenn jedoch eine der beiden Zungen in Schwingungen gerät, wird der zugehörige Stromkreis praktisch zeitweilig geöffnet und der volle Batteriestrom wird den zugehörigen Elektromagneten durchfliessen, wodurch dessen Schalterarm betätigt wird.
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und B7, B9, B19 die Elektromagnetwicklung einer derselben oder beider an die Linienseite des zugehörigen Relais statt an den Lokalstromkreis angeschlossen werden könnte ; jedoch ist die dargestellte Schaltung vorzuziehen, da bei derselben die zur Verfügung stehenden Ströme die verstärkten Relaisströme sind.
Die in Fig. i dargestellte Ausführungsform könnte auch dahin abgeändert werden, dass die Schwingungsvorrichtung weggelassen wird, während die verschiedenen Lokalstromkreise selbst die Wicklungen der Elektromagneten In Serie enthalten, wobei vorausgesetzt ist, dass der Relaisstromkreis in jedem Fall während der Periode der Untätigkeit der Relais genügend stark und gleichmässig ist. Jedoch sind die in Fig. i und 2 dargestellten Ausführungsformen vorteilhafter. Eine Konstruktion der Schwingungsvorrichtung ist in den Fig. 3 und 4 im Detail dargestellt.
Der Kern des Elektromagneten A7 besteht aus der magnetisierten Stahlplatte A7XX, welche an ihren Polen die nach aufwärts gerichteten eigentlichen Polstücke trägt. deren Enden
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unter dem freien Ende der federnden Zunge A9 zusammenlaufen. Die Zunge besteht aus Feder- stahl und besitzt einen ausgeschnittenen Teil. um die Federung zu erzielen ; sie wird durch
Schrauben auf einer Schneide A14 festgehaIten. Die freie Ende der Zunge trägt eine kleine Kohlenscheibe oder-platte ; das aufliegende Ende All'des ausbalanzierten Armes Al ist vorteilhaft aus Gold hergestellt, obwohl auch andere Materialien (z. B. eine Osmium-Iridiumlegierung) geeignet sind.
Der Arm AIO wird von einer Stange oder Platte A16 getragen, die ihrerseits durch Drähte oder Saiten A17 festgehalten wird.
Ein Draht bzw. eine Saite geht über eine Rolle und ist an einer Feder All, befestigt ; der andere Draht bzw. die andere Saite it an der Spitze einer Einstellschraube A19 befestigt, durch welche die Torsion der Drähte oder Saiten und dadurch die Empfindlichkeit des Kontaktes des Armes Alto mit der Kohlenplatte auf der Zunge A9 genau eingestellt werden kann.
Für eine richtige Tätigkeit der Schalterarme, welche die Relaisstromkreise überwachen, ist es wünschenswert, dass diese Arme von ihren Kontakten plötzlich abgehoben werden und langsam und allmählich wieder zurückkehren ; es ist nun klar, dass eine Schwingungsvorrirhtung mit ausbalanziertem Kontakt und der beschriebenen Einrichtung dieses Erfordernis erfüllen wird, da der ausbalanzierte Kontakt sehr rasch auf die Schwingungen ansprechen wird, hingegen beim Zurückfallen in die Ruhestellung einigermassen verzögert arbeiten wird. Diese plötzliche Bewegung der Schalterarme in einer Richtung und ihre allmähliche Bewegung in der entgegengesetzten Richtung kann jedoch auch auf andere Weise erzielt werden.
Die beschriebenen elektromagnetischen Schwingungsvorrichtungen wirken in der Weise, dass der normal durch ihre Zungen und die ausbalanzierten Arme aufrechterhaltene Stromkreis praktisch unterbrochen wird. Ein wirkliches Unterbrechen des Stromkreises (im wörtlichen Sinn) ist jedoch nicht unumgänglich erforderlich und kann sogar in manchen Fällen schädlich sein, da ein lang andauerndes Geräusch oder ein musikalischer Ton in der Linienleitung die Schwingungvorrichtung zum Arbeiten bringen kann.
Eine Ausführungsform der Vorrichtung, welche diesem
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wie in der früher angegebenen Konstruktion ; jedoch trägt die Zunge ein Kontaktstück, das zu einem Mikrophon A20 gehört, weIches den Stromkreis der Batterie All vervollständigt. Im Batteriestromkreis liegt ferner die Spule A12x ; diese ist so eingestellt, dass der Schalterarm B3 sich unter normalen Bedingungen gegen den Kontakt bx legt.
Wird jedoch die Zunge A9. rasch durch Sprechströme bewegt, so wird die mittlere Stärke des das Mikrophon und die Spule durchfliessenden Stromes stark herabgesetzt ; diese Wirkung ist bei den Telephonmikrophonen wohl bekannt, und sie wird hier dazu ausgenutzt, um die Stromstärke in der Spule A12x so stark herabzusetzen, dass die Spule die Zunge B3 mit ihrem Vorderkontakt in Berührung bringt. Der Vorteil dieser mikrophonartigen Einrichtung der Vorrichtung ist der, dass ein durch längere Zeit bestehender Ton oder eine ähnliche Störung in der Linie bloss einen Wechsel in der normal das Mikrophon durchfliessenden Stromstärke hervorbringt und infolgedessen bloss denjenigen Wert ändert, von dem die Stromstärke beim Schwingen der Zunge abfallen soll.
Die Schalterarme, die von den aufgehängten Spulen getragen werden, können vorteilhaft in der Weise getragen werden, dass jede Zunge, z. B. die Zunge B3, drehbar auf der Spule A12x mittels des Zapfens A14x sitzt ; zwischen dem Kopf desselben und dem verdickten Ende der Zunge befindet sich eine Feder A15x, wie dies aus Fig. 5 a ersichtlich ist. Die Feder A15x bewirkt eine genügende Reibung zwischen der Unterseite des verdickten Endes der Zunge B3 und der oberen Fläche der Spule, um die Spule und die Zunge zu einer gemeinsamen Bewegung um ihre gemeinsame Schwingungsachse zu bringen, solange wenigstens der Zunge kein Widerstand geboten wird.
Erleidet jedoch die Zunge einen Widerstand bei ihrer Bewegung, so kann die Spule in derselben Richtung (im Winkel) sich bewegen ; sowie jedoch die Spule in der entgegengesetzten Richtung sich zu bewegen beginnt, bewegt sich die Zunge mit ihr.
Bisher wurde angenommen, dass die beiden Relais und die ihnen zugeordneten Vorrichtungen in einer Relaisstation angeordnet sind, die irgendwo zwischen den beiden Endstationen A und B liegt, und es möge dabei angenommen werden, dass diese Relaisstation ungefähr in der Mitte zwischen den beiden liegt. Unter diesen Umständen würden irgendwelche Geräusche oder Störungen zwischen einer Endstation und dem zugehörigen Relais auf die Sprechströme superponiert werden und dadurch durch das Relais proportional verstärkt werden, bevor sie
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seiner Station verhältnismässig nahe liegt, so würden die Geräusche oder anderen Störungen, die durch dasselbe vergrössert und auf die Sprechströme superponiert werden, nur aus der reduzierten Länge der Linie zwischen dieser Station und ihrem Relais stammen können.
Das heisst, die Geräusche oder Störungen, die aus dem Teil der Linie, der sich zwischen den beiden getrennten Relais befindet, herrühren, würden durch keines der Relais verstärkt werden ; bezüglich der Relais ist also der zwischenliegende Teil der Linie als nicht vorhanden anzusehen. Ein in dieser Weise arbeitendes Relaissystem Ist in Fig. 6 dargestellt. Die gestrichelten horizontalen Linien bezeichnen den zwischen den Relais liegenden Teil der Linie. Die Schaltung kann leicht aus der
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Zeichnung entnommen werden, da sie grösstenteils der der Fig. 2 ganz ähnlich ist.
Es besteht jedoch über die Kondensatoren eine direkte Verbindung von der Leitung a der Station A zur Leitung b der Station B ; ebenso besteht eine direkte Verbindung über Kondensatoren und die
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der sekundären Wicklung eines jeden Autotransformators BG ist mit der Linie verbunden, während das andere Ende mit dem Rückkontakt eines Schalterarmes, wie in Fig. 2, in Verbindung steht ; diese letztere Verbindung wird vorteilhaft mit Hilfe eines zweiten Schalterarmes A8x oder B3x. bewerkstelligt. Parallel zur primären Wicklung des Autotransformators All, welcher einen Teil des Lokalstromkreises des Relais Al bildet, ist ein Stromkreis angeschlossen, der den Kondensator A8 und die Erregerwicklung einer Schwingungsvorrichtung A7x enthält.
Der Lokalstromkreis dieser Schwingungsvorrichtung dient normalerweise als Kurzschluss für eine Lokalbatterie All, wie in der Ausführungsform der Fig. 2. Die Pole der Batterie All sind ebenfalls mit Elektromagneten al3x verbunden, von denen der Elektromagnet al3 mit dem Schalterarm AS und der Elektromagnet a ; mit dem Schalterarm A3x zusammenarbeitet. Die anderen Enden dieser Wicldungen sind, wie dargestellt, in Brücke an die Linie gelegt. Das gleiche gilt auch von
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Indessen bewirkt der Strom aus der Batterie All durch Erregung von b13, b13x über den zwischen den Relais liegenden Teil der Linie die Betätigung der Schalterarme B3, B3x ; ebenso bewirkt der Strom aus der Batterie Bll durch Erregung von a13, a13x die Betätigung der Schalterarme A3, A3x.
Die Wirkungsweise der Anordnung ist die folgende : Wenn der Beamte in der Station A in seinen Apparat spricht, so wird das Relais A1 betätigt und der Lokalstrom von der Batterie A1
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Durch die Bewegung derselben wird die Linie b in einen Stromkreis mit der Sekundärspule des Autotransformators AG geschaltet, während der Autotransformator B6 daran verhindert wird, als Kurszschluss für die Ströme des Autotransformators A6 zu dienen. Dieser letztere gibt demnach die verstärkten Ströme des Relais Al an die entfernte Station B weiter. Selbstverständlich
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ihrer zugehörigen Relais auch von den Linienströmen betätigt werden können. Da selbstverständlich die Linienströme an jedem Punkt der Linie zur Verfügung stehen, so kann eine weitere Abänderung dadurch erfolgen, dass die Schwingungsvorrichtung in einige Entfernung von dem zugehörigen Relais verlegt wird. Sie kann beispielsweise, nahe an die Sendestation verlegt werden und tatsächlich in den Sendestromkreis geschaltet werden.
Eine derartige Einrichtung ist in Fig. 7 dargestellt und soll nunmehr beschrieben werden.
Der Erregungsstromkreis der Schwingungsvorrichtung A7s. ist mit einem Kondensator A8 nahe der Sendestation in Brücke zur Linie gelegt. Der abgezweigte Stromkreis dieser Vorrichtung umfasst die Batterie All und den Elektromagneten C. Dieser Elektromagnet hält normal einen Schalterarm Cs. gegen seinen Kontakt cx, wodurch der Stromkreis einer zweiten Batterie Cl geöffnet bleibt. Wenn jedoch Sprechströme die Schwingungsvorrichung durchfliessen. so wird der Gleichstrom der Batterie All unterbrochen, worauf der Schalterarm Ce mit dem Kontakt cl in Berührung kommt und dadurch das Aussenden eines Gleichstromes von der zweiten Batterie Cl aus bewirkt.
Dieser Gleichstrom, welcher so lange dauert, als Sprechströme die Schwingungs-
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bewirkt das Durchfliessen von aus der Station kommenden Sprechströmen durch die Schwingungvorrichtung B7X das Aufhören der Anziehung des Schalterarmes Dz durch den Elektromagneten D, wodurch ein Gleichstrom aus der Batterie D'über die Linie zum Elektromagneten B12 gesandt wird ; daraufhin wird der Schalterarm A3 gegen seinen Arbeitskontakt ao gezogen, wodurch das Relais A von der Linie abgeschaltet und die entfernte Station A mit der Sekundärspule des Autotransformators B verbunden wird.
Selbstverständlich können mehrere derartige. Apparatsätze, wie sie in der Mitte der Fig. 7 dargestellt sind, zwischen die Endstationen eingeschaltet werden, sobald Vorrichtungen angeordnet sind, welche das Aussenden eines Gleichstromes während des Sprechen zwischen aufeinanderfolgenden Stationen bewirken, ähnlich wie dies von der Batterie Cl oder D'durch Aussenden eines Gleichstromes zur nächsten Relaisstation geschieht. Derartige Vorrichtungen können vorteilhaft aus zungenartigen Vorsprüngen auf den Schalterarmen A3, B3 bestehen, welche mit Hilfskontakten in Berührung kommen, wenn die Schalterarme selbst mit ihren Arbeitskontakten a", bO in Kontakt treten. Jeder dieser Hilfskontakt, ist mit einem Pol einer Lokalbatterie verbunden, deren anderer Pol mit der Linienleitung in Verbindung steht.
Das der in Fig. 7 dargestellten Anordnung zugrunde liegende Prinzip, welches diese Anordnung von der in Fig. i dargestellten unterscheidet, kann noch weiter abgeändert werden, wie dies etwa in Fig. 8 gezeigt ist. Das Wesen dieser Abänderung geht ohneweiters aus der Figur hervor. Das rechte und linke Ende derselben zeigt ähnliche Vorrichtungen und eine ähnliche Schaltung wie die Fig. 7 ; es ist jedoch wichtig, dass die Batterien Cl und DI, welche parallel zu den Sendern bzw. nahe den Sendern in Brücke an der Linie liegen, entgegengesetzt geschaltet sind, so dass die eine Batterie beispielsweise einen Plus-, die andere einen Minusstrom in die Linie sendet.
Die Elektromagnete A12 und B12 in den Relaisstationen sind polarisiert, so dass, obwohl der Strom jeder Batterie C1 und D1 die Wicklungen beider Elektromagnete durchfliesst, nur einer
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aus der Batterie Cl, dass der Elektromagnet A12 den Schalterarm Ba gegen seinen Arbeitskontakt zieht, wohingegen der Elektromagnet B12 seinen Schalterarm unbetätigt lässt. Der in der Mitte der Fig. 8 dargestellte Apparatsatz, der zwischen den gestrichelten Linien angedeutet ist, kann mehrmals in gewissen Intervallen zwischen Endstationen eingeschaltet werden. Eine einzige Schwingungsvorrichtung in jeder Endstation würde die zu den Schalterarmen gehörigen Elektromagnete in allen zwischenliegenden Relaisstationen in derselben Weise mit Strom versorgen, wie den entsprechenden Magnet einer einzigen Relaisstation.
In den beiden früher mit Bezug auf die Fig. 7 und 8 beschriebenen Systemen sind die Linien und Rückleitungen normalerweise stromlos, da die konstante Anwesenheit eines Gleichstromes die Schalterarmelektromagnete konstant erregt halten würde ; ein derartiger Zustand sollte natürlich vermieden werden.
Damit der Beamte einer Station mit dem einer entfernten Station sprechen kann, muss er zuerst die Aufmerksamkeit desselben dadurch erregen, dass er einen Weckstrom zum Betätigen eines Läutwerkes oder zum Einschalten einer Lampe, wie dies in der Telephonie üblich ist, in die Linie sendet. Um einen Signalstrom von einer Station zu einer anderen in dem vereinfachten Relaissystem senden zu können, können die beiden Stationen durch Induktanzspulen, wie z. B. bei E, EI in Fig. 2 oder durch F, pur in Fig. 8 angedeutet verbunden sein.
Ein Gleichstrom könnte dann von einer Station zur anderen gesandt werden ; dieser Strom würde die Relais infolge der Anwesenheit der Kondensatoren nicht betätigen ; ebenso würde auch diese Verbindung zwischen den beiden Stationen keine Wirkung während der wirklichen Übertragung der Sprache haben, da die Induktanzspulen in dieser Verbindung als vollkommenes Hindernis für die Sprechströme wirken.
In den Fig. 7 und 8 können sich ändernde Ströme, wie etwa Sprechströme, daran verhindert werden, die Stromkreise der Batterien Cl und D'zou durchfliessen, und zwar infolge der in diesen Stromkreisen in Serie liegenden Induktanzspulen ; ebenso werden sie daran verhindert, die Wicklungen der Elektromagneten Al2 und B12 infolge der hohen Selbstinduktion dieser Wicklungen zu durchfliessen.
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