DE198297C

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Publication number: DE198297C
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Description

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- Λ£ 198297-' KLASSE 21 α. GRUPPE

SIEMENS & HALSKE, AKT-GES. in BERLIN.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 24. Februar 1907 ab.

Die Unabhängigkeit der Schlußzeichen zweier verbundener Teilnehmer bei Fernsprechvermittlungsämtern wird meistens durch Verwendung von besonderen Relais erreicht, die jedem Stöpsel (Abfrage- und Verbindungs-) zugeordnet sind. Seitdem versucht worden ist, die Teilnehmerleitung während eines Gespräches an das Anruf relais ungeändert angeschlossen zu halten, sind Einrichtungen und

ίο Schaltungen bekannt geworden, die eine Erübrigung solcher Schlußrelais durch Verwendung von Kombinationen zwischen Signalzeichen und Widerständen bezwecken.

Alle derartigen Anordnungen stimmen in der durch Stöpseln bewirkten Parallelschaltung des Anruf- und Schlußzeichens (meist Lampen) überein und unterscheiden sich nur in der Kombination von Widerständen.

Die benutzten Signale, wie Lampen u. dgl., können im allgemeinen als wirkungslos betrachtet werden, wenn sie nur ungefähr von der Hälfte des normalen Stromes durchflossen werden.

Bei all diesen Anordnungen sind im allgemeinen .zwei Forderungen zu beachten, nämlich: I. Erzielung geringen Stromverbrauchs während eines Gespräches und 2. Anwendung einer geringen Anzahl von Hilfsmitteln, wie Widerständen und Relaiskontakten. Diese Forderungen ließen sich bei den bisher bekannten Systemen vereint nicht verwirklichen.

Ein weiterer Nachteil dieser Anordnungen ist der große Einfluß der Spannungsschwankungen der Batterie auf die Sichtbarkeit der Signale, denn eine Spannungserhöhung von etwa 10 bis 15 Prozent kann die Signallampen schon so weit zum Leuchten bringen, daß sie nur schwer von einer voll brennenden Lampe bei 10 bis 15 Prozent niedrigerer Spannung zu unterscheiden sind; andererseits würde eine Ausgleichung dieses Einflusses mit einem Mehrverbrauch an Strom verbunden sein.

. Die vorliegende Erfindung bietet nun ein Mittel, die Stromstärke in den Signalzeichen zwecks Nichtansprechens mit Sicherheit auf das erforderliche Maß herabzumindern und, sowohl normal als auch herabgemindert, bei ungefähr 10 bis 15 prozentigen Spannungsschwankungen der Lampenbatterie .unbedingt konstant zu halten und dabei den bei diesen Anordnungen denkbar kleinsten Stromverbrauch während eines Gespräches zu erreichen, ohne anderer Hilfsmittel, wie Relais oder mehrerer Kontakte u. dgl., zu bedürfen.

Dies wird dadurch erreicht, daß in den den Anruf- und Schlußzeichensignalen gemeinsamen Leitungszweig ein Widerstand gelegt wird, der die bekannte Eigenschaft besitzt, innerhalb bestimmter Grenzen der Spannungsänderungen, welche sich durch die Parallelschaltung der Signalzeichen ergeben, seinen Wert erheblich zu vergrößern. Hierbei kann die Vergrößerung des Widerstandes

eine derartige sein, daß die Stromstärke innerhalb der Spannungsgrenzen konstant erhalten wird, wie es beispielsweise bei Eisenwiderständen der Fall ist. Verwendet man z. B. einen solchen Eisenwiderstand, so wird man ihn natürlich derart dimensionieren, daß der innerhalb der bestimmten Spannuhgsgrenzen konstante Strom dem gewünschten Minimalstrom während des Gespräches ent-

spricht. . . .

Die Vergrößerung des Widerstandes kann aber auch von einer bestimmten Spannungsgrenze ab in so hohem Maße erfolgen, daß die Stromstärke mit zunehmender Spannung sinkt. Hierdurch läßt sich der Vorteil erzielen, daß der Stromverbrauch während des Gespräches noch bedeutend unter den im ersten Fall auftretenden Betrag herabgedrückt wird.

Wie erheblich' die Vorteile dieser neuen Anordnung gegenüber den schon bekannten sind, kann an Hand der Fig. 2 leicht ziffermäßig nachgewiesen werden. Die Fig. 1 stellt unter Fortlassung aller die Erfindung nicht betreffenden Teile die Schaltung eines Anruf- und Schlußzeichens während eines Gespräches dar; B ist die Batterie, AR das Anrufrelais, A die Anruf- und S die Schlußzeichenlampe, b die Buchse der Abfrage- oder Verbindungsklinke, s der Anruf- oder Abfragestöpsel und W ein Widerstand, der mit der Anruflampe stets in Serie liegt. Allen Berechnungen liegt die Annahme zugrunde, daß die Spannung der Lampenbatterie E = 24 Volt und der Verbrauch jeder Lampe e>i'= ι Watt beträgt (e = Lampenspannung, i = Strom).

Wird der Widerstand der Anruflampe A mit

und derjenige des ihr- parallelgeschalteten Teiles einschließlich Schlußlampe S mit L bezeichnet, so findet man den während eines Gespräches benötigten Strom nach den Gesetzen der Stromverteilung zu

P
J — —

W +

l'L

Von diesem Strom fließt aber nur der der

Größe

entsprechende Betrag, durch die

Anruflampe A und soll derselbe deshalb nur die Hälfte des normalen Lampenstromes betragen. Beachtet man nun ferner, daß andererseits die Lampenspannung der Bedingung

e
Ύ

genügt, und daß diese Gleichung (während des Gespräches) im Falle des Dunkelbrennens annäherungsweise durch

e l'L

W-

l'L

I 4-W

zu ersetzen ist, so hat man damit alle zur wirtschaftlich günstigsten Lösung dieses Problems in Frage kommenden Forderungen formelmäßig dargestellt.

Durch Differenzierung der zweiten Gleichung, in welche die partiellen Differentiale der übrigen Gleichungen sachgemäß einzusetzen sind, findet man für jede Anordnung diejenigen Bedingungen, z. B. passendste Lampenspannung e u. dgl., unter denen das Minimum an Stromverbrauch während eines Gespräches eintritt, was ja für die wirtschaftliche Seite des Betriebes von größter Wichtigkeit ist.

Die Wirkungsweise der dargestellten An-Ordnung ist nun folgende: Beim Anruf brennt die Lampe A; durch Einführen des Stöpsels wird die Schlußlampe S zu A parallel gelegt, wobei nun. eigentlich A und S so wenig (im_ allgemeinen ungefähr die Hälfte als normal) Strom erhalten sollten als erforderlich ist, damit sie dunkel genug brennen, um als erloschen zu gelten. Der Schlußruf schaltet A aus, und S brennt.

Es ist ohne weiteres einzusehen, daß, .sobald W wie bei bekannten Anordnungen ein gewöhnlicher Widerstand ist, die Lampenspannung nahezu gleich Null oder der Widerstand W gegenüber dem Lampenwiderstande sehr groß gewählt, werden müßte, um annähernd die im allgemeinen angenommene Halbierung des Normallampenstromes zu erzielen; der Stromverbrauch während eines Gespräches würde hierbei größtenteils nutzlos und unzulässig groß sein. Um sich nun dem theoretischen Minimum des Stromverbrauches von 0,0833 Amp. einigermaßen zu nähern, müßte man die Lampenspannung zu etwa 12 Volt annehmen; dann beträgt jedoch die Stromschwächung nur ²/_g der normalen und der Stromverbrauch 0,1 u Amp., also das ⁴/₃ fache des theoretischen Minimums. Da die Anruf- und Schlußzeichenlampe bei ²/₃ ihres normalen Stromes noch verhältnismäßig hell brennt, so wäre diese Anordnung für den oben gekennzeichneten Zweck nicht brauchbar.

Bei anderen bekannten Anordnungen wird deshalb zur Schlußlampe noch ein Widerstand parallel gelegt, wodurch zwar die Anruf- und Schlußlampe während des Gespräches völlig dunkel zu halten sind, aber die Schlußlampe

infolgedessen nur mit niederer Spannung zum Brenneri gelangt. Der Stromverbrauch muß natürlich noch größer als im vorigen Falle sein, da doch in dem zugeschalteten Widerstände eine Verbrauchsstelle eingeführt worden ist.

Den bei dieser Anordnung empfundenen Ubelstand des schlechten Brennens der Schlußlampe beim Schlußruf hat man durch

ίο Kurzschließen von W infolge des zurückfallenden Anrufrelaisankers beim Schlußruf zu beheben gesucht. Die Schlußlampe wurde dann hochohmig, der zu ihr parallele Widerstand entsprechend niedrigohmig gewählt. Die günstigsten Verhältnisse in bezug auf minimalen Stromverbrauch treten hier bei einer Lampenspannung von 14 Volt ein; der zu 5 parallel liegende Widerstand müßte dann etwa 90 bis 100 Ohm betragen, um die Lampe A auf halbe Stromstärke zu bringen. Der Stromverbrauch würde sich dann auf 0,122 Amp. während des Gespräches und auf 0,26 Amp. beim Schlußruf beziffern, also gegenüber dem theoretischen Minimum immer noch 50 Prozent mehr.

Zur Herabsetzung des Stromverbrauchs beim Schlußruf hat man den zu S parallel gelegten Widerstand auch aus Eisen hergestellt und dessen Eigenschaft benutzt, den Eigenwiderstand bei steigendem Strom schnell zu erhöhen. Infolgedessen erniedrigt sich der Strom beim Schlußruf, im günstigsten Falle auf 0,08 Amp., während der hohe Stromver-

' brauch während des Gespräches bestehen bleibt.

Alle diese schon bekannten Anordnungen benötigen neben einer Mehrzahl von Hilfsapparaten noch verhältnismäßig viel Strom, um die Lampe nicht aufleuchten zu lassen. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird nun der in Fig. 1 durch W bezeichnete Widerstand, wie erwähnt, durch einen solchen ersetzt, der innerhalb bestimmter Grenzen der beim Parallelschalten des Schlußzeichens zum Anrufzeichen sich ergebenden Spannungsänderungen bedeutend an seinem Werte zunimmt. Verwendet man einen Eisenwiderstand, so schließt man ihn zweckmäßig in eine Glasröhre ein und wählt seine Beanspruchung und die übrigen Verhältnisse derart, daß er bei nur ganz minimaler Steigerung des Stromes (etwa 2 Prozent) seinen Spannungsverbrauch auf das Dreifache steigert. Wählt man also unter der eingangs erwähnten Annahme einer Batteriespannung von 24 Volt die Lampenspannung zu 18 Volt, so würde im Falle des Parallelschaltens jede Lampe die Hälfte des normalen Stromes erhalten und sich der Stromverbrauch auf nur 0,055 Amp. belaufen (also auf nur ²/₃ desjenigen Betrages, der mittels gewöhnlicher Widerstände zu erzielen ist).

Durch Erniedrigung der Lampenspannung auf 12 Volt läßt sich eine Regelungsmöglichkeit erzielen, bei der die Betriebsspannung um etwa '-f- 3 oder — 3 Volt schwanken kann, ohne daß der Lampenstrom sich ändert, und ohne daß der Strom die Minimalgrenze von 0,083 Amp. übersteigt.

Es sei nochmals hervorgehoben, daß sich durch die geeignete Wahl und Abmessung des Widerstandes W, wenn erwünscht, eine vollständige Halbierung des Stromes, die dadurch ermöglichte Benutzung des Anrufrelais zur Schlußzeichengabe, der denkbar geringste Stromverbrauch, die selbsttätige Spannungs- bzw. Stromregelung mit einem einzigen Apparat erreichen und irgendwelche Hilfskontakte oder andere Widerstände ersparen lassen.

Das Prüfen einer Leitung auf Besetztsein geschieht -in üblicher Weise durch Berühren deren Buchse mit der Stöpselspitze.

Die während des Anrufes, Gespräches und Schlußrufes- sich einstellende Strom- und Spannungsverteilung ist aus den in Fig. 2 dargestellten Schaulinien ersichtlich. Die Ordinaten der Linien I und II stellen den Stromverbrauch von einer bzw. von zwei parallelgeschalteten Lampen in Abhängigkeit von der Lampenspannung· dar, und zwar 90 unter der Annahme, daß beim Parallelschalten der Lampenstrom auf die Hälfte des normalen gebracht werden soll. Desgleichen stellt jede Ordinate der Linie III denjenigen Strom dar, den ein Widerstand aus Eisen bei den zügehörigen, auf der Abszissenachse vermerkten Spannungen durchläßt. Beim Brennen einer einzigen Lampe, wie beim Anruf und Schlußruf, wird das zwischen Lampe und Widerstand sich einstellende Gleichgewicht in der Figur durch den Schnittpunkt A der beiden Linien I und III veranschaulicht sein. Durch das Parallelschalten der einen Lampe zur anderen, wie dies beim Stöpseln geschieht, würde einfach aus Linie I jetzt Linie II, aus A nunmehr B. Die Eigenschaft des genau bemessenen Eisenwiderstandes, schon bei minimaler Stromsteigerung den Spannungsverbrauch außergewöhnlich zu erhöhen, was durch den nahezu horizontalen Verlauf des Linienstückes A' A B B' ersichtlich ist,, vermag also in der Tat den Strom in. jeder Lampe bei gleichzeitigem Einschalten beider auf die Hälfte herabzudrücken. Man überzeugt sich ferner unschwer von der spannungsregelnden Eigenschaft des Eisenwiderstandes, denn durch eine Spannungsabnahme der Batterie um 3 Volt würde Punkt A nach A', durch Zunahme um 3 Volt Punkt B nach B' (stets auf die Kurve III bezogen) rücken, also noch innerhalb des Regelungsgebietes des Eisenwiderstandes bleiben. Aus

der nahezu horizontalen Lage des Linienzuges A' A B B' ist auch zu erkennen, daß der zum Aufleuchten der Lampen benötigte Strom während des Anrufes, des Gespräches und der Schlußzeichenabgabe auch bei Spannungsschwankungen der Batterie unbedingt konstant bleibt, was übrigens insofern wertvoll ist, als durch die Gleichmäßigkeit des Stromverbrauches bei Bedienung eines Teilnehmers die Ausgleichung der Strombedürfnisse bei mehreren gleichzeitig bedienten Teilnehmern um so eher gewährleistet ist.

Die strichpunktiert eingezeichnete Linie zeigt die Verhältnisse eines Leiters, bei dem von einer gewissen Spannungsgrenze A" ab bei zunehmender Spannung an den Endpunkten des Leiters die Stromstärke nach B" hin sinkt. Aus der Fig. 2 ist ohne weiteres ersichtlich, daß sich bei Anwendung eines derartigen Widerstandes der Stromverbrauch während des Gespräches noch günstiger als im ersten Falle stellt, und daß somit das Erlöschen der Lampen beim Parallelschalten mit noch größerer Sicherheit erzielt wird.

Claims

Pate nt-An Sprüche:

i. Schaltung für Fernsprechämter, bei welchen das dauernd an die Teilnehmerleitung angeschlossene Anrufrelais zur Schlußzeichengabe dient, dadurch gekennzeichnet, daß in dem dem Anruf- und Schlußzeichensignal (A und S) bei hergestellter Verbindung gemeinsamen Leitungszweig ein solcher Widerstand (W) liegt, der die bekannte Eigenschaft besitzt, innerhalb bestimmter Grenzen der Spannungsänderungen, welche sich durch die Parallelschaltung der Signalzeichen ergeben, seinen Wert erheblich zu vergrößern, so daß das Ansprechen des Anruf- und Schlußzeichens bei gemeinsamer Einschaltung verhindert, dagegen bei Einzelerregung ermöglicht wird.
2. Schaltung für Fernsprechämter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der bei hergestellter Verbindung in dem gemeinsamen Leituhgszweig des Anruf- und Schlußzeichensignals (A und S) liegende Widerstand (W) so reguliert, daß der Strom innerhalb bestimmter Grenzen trotz Verminderung des Leitungswiderstandes beim Einschalten beider Signale annähernd gleichbleibt oder abnimmt.
3. Eine Ausführungsform der Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch den aus Eisen oder einem ähnlich wirkenden Leiter bestehende Widerstand (W) die Stromstärke innerhalb der für das Aufleuchten der Lampen in Betracht kommenden Spannungsgrenzen (A-B') konstant gehalten wird, so daß infolge der Erwärmung die Stromstärke sowohl im Anruf- wie im Schlußzeichen (A und S) während der Verbindung gewünschten Falles bis auf die Hälfte des Normalstromes sinkt und Spannungsschwankungen der Batterie (B) unschädlich gemacht werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.