DE1709950U - Streckenfernsprechanlage. - Google Patents

Description

Gebrauehsmusteranmeldung ⁿ Streckenfernspredhanlage ".

Bisher wurden in schlagwettergefährdeten Bergwerken batterielos gespeiste Fernsprecher mit Wechselstrom— ruf verwendet. Die für den Bau solcher Fernsprecher maßgeblichen VDE-VorSchriften 0170/0171 lassen in § 47 die Möglichkeit zu, den Mikrofon-Speisestrom über federnde Kontaktglieder in Bauart "erhöhte Sicherheit¹· zu führen. Ss wird damit praktisch gesagt, dass der Mikrofon-Speisestrom und der Sprechwechselstrom für die Hörkapsel keine zündfähige Energie führen. Der Hufstrom jedoch zündet in jedem Fall. Daher muß der Fernsprecher druckfest gekapselt sein, und das Kabel bedarf eines besonderen Schlagwetterschutzes. Aus diesem Grunde schuf man vor einigen Jahren batterielose Telefonanlagen, insbesondere unter Verwendung von dynamischen Hör-und Sprechkapseln. Hierbei besteht keine Hufmöglichkeit für den einzelnen Teilnehmer, so dass eine Signalisierung vorgesehen werdenmgtußte.

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Allgemein verwendet man dafür die normale Beleuchtung der Grubenstrecke, welche im Morsetakt kurzzeitig aus-» geschaltet wird. Aufgrund verabredeter Morsezeichen tritt der gewünschte Teilnehmer in das Gespräch ein. Neuerdings hat man eine batteriegespeiste kleine Lampe im Bergbau eingeführt, welche über ein Beiais im Morsetakt getastet werden kagn und Blinksignale zum Zweck des Telefonrufes gibt* Im Bergbau gibt es sehr häufig Fälle, in denen man Nachrichtengeräte nicht an einem Standort binden kann. Für solche Zwecke wurde der Punksprechverkehr eingeführt, welcher jedoch auf die geologischen Verhältnisse im Bergbau Rücksicht nehmend, nur mit leitungsgerichteter Hochfrequenz betrieben werden kann. Die Geräte arbeiten mit einer Frequenz von einigen 100 kHz und werden galvanisch oder induktiv an die im Bergbau stets vorhandenen metallischen Leiter angekoppelt. Die hierdurch erzielten Reichweiten sind je nach den geologischen Verhältnissen sehr unterschiedlich. Allgemein wird etwa 1 km mit Sicherheit überbrückt, so dass die Funksprechgeräte in der heute vorliegenden Form für die Betriebsverständigung innerhalb des Strebs oder an der Blasversatzmaschine eingesetzt werden können, keineswegs jedoch für den Lokomotivfunk in einem ausgedehnten Grubenbahnnetz. Die in den USA üblichen Grubenfunksprechgeräte werden galvanisch an den Fahrdraht von der Oberleitungs-

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lokomotive angekoppelt und arbeiten unter den dortigen geologischen Verhältnissen einwandfrei.

Vorstehend beschriebenen Anlagen haften zahlreiche Mängel an, z.B. haben die bisher verwenderen batterielosen Telefone infolge mangelnder Bufmöglichkeit durch Ein-und Ausschalten der allgemeinen Beleuchtung den Rufη zu ersetzen versucht. Hierdurch wird die Unfallgefahr erheblich vergrößert, so dass eine solche Signalisierung nicht verantwortet werden kann» Die zurzeit im Bergbau eingesetzten Funksprechgeräte arbeiten sehr unterschiedlich je nach den geologischen Verhältnissen mit Seichweiten, die nur für eine Verständigung innerhalb eines Betriebspunktes ausreichen, jedoch nicht längere Strecken, wie sie im Bergbau vorkommen, zu überbrücken vermögen. Die in den USA verwendeten Lokomotiv-Funkgeräte, welche an den isoliert aufgehängten Fahrdraht angekpppelt werden, versagen im Tiefbergbau, weil das Grubenwasser des Tiefbergbaus mit Mineralien stark angereichert ist und dadurch den Isolationszustand der Oberleitung so verschlechtert, dass nur unbedeutende Heichweiten erzielt werden können. Der Widerstand einer solchen Oberleitung kann bereits nach 1 Jahr je nach den geologischen Verhältnissen auf einige 100 Q absinken, so dass die aufgedrückte Hochfrequenzspannung abfließt und nur noch Reichweiten von 1 - 2 km möglich werden«.

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Diβ Entwicklungsrichtung des Bergbaus zielt auf ein ausgedehntes Grubennetz mit einer Hauptfördersohle, die mit einer leistungsfähigen Grubenbahn ausgerüstet wird, damit man möglichst viel Fördergut zu einem zentralen Schacht transportiert und durch diesen fördert. Man hat dann die Möglichkeit, au einer zentralen Stelle aufzubereiten, zu verarbeiten oder zu verladen» Daher verlangt der Bergbau Sprechverbindungen über große Entfernungen, d.h. Entfernungen über mehr als 3 km, im Maximum bis zu 15 km. Grubenbahnen, die solche Entfernungen überbrücken, müssen mit Signal— oder Sprechverbindungen ausgerüstet sein, damit ein leistungsfähiger Grubenbahnbetrieb möglich wird. Andererseits ist die Verlegung von Kabeln innerhalb der Grube unerwünscht, so dass man nach Funksnöglichkeiten für den Grubenbahnverkehr sucht. Die Aufgabenstellung ist, von einer Zentrale aus - im allgemeinen dem Stellwerk in der Nähe des Schachtes,-mit den Lokomotiven in eine Sprechverbindung treten zu können, damit der Förderbetrieb zentral gesteuert werden kann· Die Ankopplung der Funkgeräte an vorhandene metallische Leiter ist in solchen Fällen zum Teil nicht möglich, zum Teil auch unerwünscht·

Erfindungsgemäß wird nachstehend eine Streckenfemsprechanlage für Bergwerke beschrieben, wobei durch

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eine kombinierte Verwendung von Funksprechgeräten und batterielosen Telefonen über eine gemeinsame Leitun die Möglichkeit zur Sprechverständigung sowohl von festen Fernsprechern als auch von beweglichen Standorten aus über Funksprechgeräte gegeben ist. Bei dieser Anlage wird eine Schleife verwendet, die aus einfachen isolierten Kupferdraht bestehen kann und so verlegt ist, dass die der Leitung aufgedrückte Hochfrequenzenergie zwischen den an den Begrenzungswänden der Strecke verlegten Leitungsadern ein elektro-magnetisches Feld erzeugt, innerhalb dessen die Rahmenantenne eines vorzugsweise ortsveränderlichen» Funksprechgerätes senden und empfangen kann. Für den Funkverkehr muß die Schleife hochfrequenzmäßig geschlossen sein, damit sich die ortsveränderlichen Funkgeräte mit ihren Rahmenantennen innerhalb dieser Schleife bewegen, weil innerhalb der Schleife eine wesentlich höhere Feldstärke erzielt wird als außerhalb der Schleife. Die an die Leitungsadern parallelgeschalteten battertelosen Fernsprechgeräte sowie die Zentralstation mit der gittergesteuerten Elektronenröhre müssen an ihren Anschlußpunkten mit Hochfrequenzsperren, beispielsweise Drosseln oder Sperrkreisen, welche die Sprachfrequenz und die Gittergleichspannung durchlassen, versehen werden. Um einen Kurzschluß für die Telefonanlage zu verhindern, wird die Schleife, die hochfrequenzmäßig

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geschlossen sein muß,, zweckmäßig an ihren Enden über Kondensatoren hoehfrequenzraäßig verbunden, wollei diese Kondensatoren so bemessen sind» dass sie für die Hochfrequenz einen niedrigen Widerstand, für die Sprachfrequenz jedoch einen hohen Widerstand bilden. Eine gut isolierte Schleife in einwandfreiem Dielektrikum, beispielsweise Luft, hat theoretisch an allen Punkten die gleiche Feldstärke. Das ist im Bergbau nicht der Fall, weil die Schleife innerhalb des Berges verlegt werden muß und ein erheblicher Dämpfungsein— fluß des Berges auf die Schleife wirkt. Man muß daher mit einem unterschiedlichen Verlauf der Feldstärke rechnen, und deshalb wird als neu vorgeschlagen, dass die Drähte der Schleife so zur Rahmenantenne geführt werden, dass an allen Standorten der ortsveränderlichen Funksprechgeräte etwa die gleiche Feldstärke vorhanden ist. Man kann das praktisch so ausführen, dass man in Höhe der Rahmenantennenebene die Drähte an den seitlichen Wänden der Strecke verlegt, jedoch in der Nähe des ortsfesten Kommandogerätes diese Leitungsadern außerhalb der Hahmenebene etwa nach dem Hangenden zu höher verlegt und gegebenenfalls in der Nähe de» Kommandogerätes direkt unter dem Hangenden befestigt. Eingehende Versuche in der Grube Tremonia und der Zeche Walsum haben ergeben, dass man mit einer an den

Seitenwänden der Strecke ausgelegten Schleife fernsprechen

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und funken kann, wobei die erzielten Feldstärken etwa lOraal so hoch sind als bei optimaler Ankopplung an metallische Leiter.

In Abbildung A bezeichnen i und 2 die Leitungen die als Fernsprechadern an den Begrenzungswänden der Strecke verlegt werden, die gleichzeitig als Koppelsciileife für das ortsveränderliche Funkgerät 3 dienen. Das Funkgerät 4 wird über einen Anpassungetransformator 5 an die Leitungen i u. 2 induktiv fest angekoppelt. Der Sondensator 6 verhindert ein Abfließen der Gittergleiehspannung der gittergesteuerten Elektronenröhre 7. Die Elektronenröhre erhält ihre Hilfsspannung aus dem Netztransformator 8, welcher mit den Anschlüssen 9 und 10 an das Wechselstromnetz angeschlossen wird· An der Heizwicklung ist ein Gleichrichter 12 angeordnet, der eine geringe Gleichspannung über die Leitungen 1 und 2 führt. Die Widerstände 13 und 14 sind so bemessen, dass der hoch» ohmige Widerstand 15 kein Ansprechen der Elektronenröhre 7 bzw. bei Verwendung eines Stromtores kein Zünden dieses Stromtores ermöglicht. Hebt beispielsweise ein Teilnehmer den Handapparat 16 ab, dann schaltet der Hakenumschalter 17 hierdurch um und legt die parallelgQschalteten Hör-u«Sprechkapseln für batterielose Telefonie zwischen die Leitungen i+2. Der niederohmige Widerstand der Hör-u.Sprechkapsel

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des Handapparates 16 läßt die sperrende negative Gittervorspannung des Stromtores zünden, und der fließende Anodenstroia erregt das Relais 17, welches mit seinem Schalter 18 einen Alarmstromkreis, der an die Klemmen 19 und 20 angeschlossen wird, einschaltet. Pas Beiais mit seinem Selbsthalteschalter 22 hält hei kurzzeitigem Ansprechen den über den Schalter 23 den über eine Lampe 24, und einen Wecker 25 gegebenen Alarm solange aufrecht, bis die Löschtaste 26 gedrückt wird. Durch Abheben des Handapparates 16 wird also an einer Zentralstelle ein Ruf ausgelöst. Will umgekehrt die Zentralstelle einen Teilnehmer auf der Strecke rufen, so kann durch Betätigen des Kurbel« induktors 26, der bei Betätigung den Schalter 34 27 selbsttätig umlegt und sich damit in die Leitungen 1+2 schaltet, der Teilnehmer über den Kondensator 28 und den Wecker 29 gerufen werden. Die Zentrale kann nun über den Handapparat 16 mit dem Teilnehmer in das Gespräch eintreten. Soll der Teilnehmer in der Strecke nicht gerufen werden können, d.h. man will nur eine Fernsprechverbindung von der Strecke zur Zentrale haben, dann genügt eine Steckdose 30, in welche über flexible Leitungen 31 ein Handapparat 16 eingesteckt werden kann. Die Widerstände 32 und 33 dienen zur Erhöhung der Sicherheit der Leitungen 1+2 für den Fall des Defektwerdens eines Schaltmittels oder eines Kurzschlusses der Elektronenröhre 7. Der Kondensator 34 soll

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soll Störschwingungen unterdrücken. Damit die Gittergleichspannung und Sprachfrequenz durch die zu einer Schleife verlegten Adern i und 2 nicht kurzgeschlossen werden, wird der Endpunkt der Schleife durch einen Kondensator 35 geschlossen. An den Anschlußstellen der Fernsprechadern 1 und 2 sind geeignete Hochfrequenz sperren 36 vorgesehen, welche aus Drosseln oder Sperrkreisen bestehen können und so "bemessen sind, dass sie für die Hochfrequenz einen ausreichend hohen, für die Sprachfrequenz und Gittergleichspannung jedoch einen niedrigen Widerstand bilden.

In Abbildung B ist der Querschnitt durch eine Strecke gezeigt, wobei 37 die Rahmenantenne des Funksprechgerätes darstellt. Diese kann auf eine Lokomotive 38 montiert werden. Dabei werden zweckmäßig die Leitungsadern 1 und 2 an den seitlichen Eegrenzungswänden der Strecke verlegt. Dieselben können auch auf der Sohle und im First unter dem Hangenden verlegt werden, wobei dann die Ebene der Bahmenantenne ebenfalls zu verlegen ist. Es ist auch möglich, nur mit 1 Draht und der Schiene als Rückleitung zu arbeiten. Um in der Nähe des stationär angeordneten Funksprechgerätes 4 die Feldstärke zu reduzieren %7ird vorgeschlagen, die Leitungsadern 1+2 aus der Höhe fit) in die Höhe b) und ganz in der Nähe des Funksprechgerätes 4 in die Höhe c) zu verlegen.

Vorbeschriebene Anordnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Streckenfernsprech- und Funkanlage.

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Claims (2)

FUNKE & HUSTER ELEKTRIZITÄTSGESEUSCHAFT M.B.H. BLATT -10- Schutzansprüche.

1. Streckenfernsprechanlage für Bergwerke, gekennzeichne durch kombinierte Verwendung von Funksprechgeräten und batterielosen Telefonen über eine gemeinsame Leitung, die so verlegt ist, dass die der Leitung aufgedrückte Hochfrequenzenergie zwischen den an

den Begrenzungswänden der Strecke verlegten Leitungsadern ein elektro-magnetisches Feld erzeugt, innerhalb dessen die Rahmenantenne eines vorzugsweise ortsveränderlichen Funksprechgerätes senden und empfangen kann, wobei die Leitungsadern einen hochfrequenzmäßig geschlossenen Kreis bilden. Die an die Leitungsadern parallelgeschalteten batterielosen Fernsprechgeräte sowie die Zentralstation mit der gittergesteuerten Elektronenröhre werden an ihren Anschlußpunkten mit Hochfrequenzsperren, beispielswe·* se Drosseln, welche die Sprachfrequenz und Gittersteuergleichspannung durchlassen, versehen, wobei ein Kurzschluß der Gittersteuergleichspannung sowie der Telefoniesprechfrequenz durch Kondensatoren in den Enden der hochfrequenzmäßig geschlossenen Adern verhindert wird.

2. Streckenfernsprechanlage nach Anspruch i, gekennzeichnet durch ein an einem Ende der Leitungsadern induktiv angekoppeltes Kommandogerät und einer solchen Führung der Leitungsadern zur Rahmenebene, dass an allen Standorten der ortsveränderlichen Funksprechgeräte etwa gleiche Feldstärke herrscht·

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