DE2125767C3 - Vorrichtung für Funksprecheinrichtungen, insbesondere des Untertagebetriebes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für Funksprecheinrichtungen, insbesondere des Untertagebetriebes, bei denen eine gegebenenfalls mit einer Zentralstation versehene, eigensichere Kopplungsschleife und mehrere mit modulierter Hochfrequenz arbeitende, tragbare Sende- und Empfangsgeräte mit Stabantennen vorgesehen sind.

Der Einsatz von Funksprecheinrichtungen im Untertagebergbau ist an verschiedenen Stellen des Untertagebetriebs nützlich. Als Einsatzbeispiele kommen Vorrichtungs-, Raub- und Abbaubetriebe in Betracht, in denen ausgedehnte Bandanlagen mit einem zahlenmäßig geringen Bedienungspersonal überwacht werden müssen; aber auch der Einsatz der Grubenwehr kann durch die Verwendung von Funksprechanlagen beträchtlich verbessert werden.

Die Forderung nach Eigensicherheit ergibt sich im Untertagebetrieb aus dem dadurch möglichen Schutz von Schlagwetter- und Kohlenstaubexplosionen.

Bekanntlich ist wegen der ungünstigen Ausbrsitungsbedinguagen elektromagnetischer Wellen (Dämpfung und Reflexionen an Ausbauten, Kohle und Gebirge) unter Tage eine dahtlose Funkverbindung je nach verwendeter Fiequenz nur über mehr oder weniger kurze Entfernungen möglich. Es wird deshalb rar Nachrichtenübermittlung unter Tage leitungsgebundene Hochfrequenz verwendet. Leiterschleifen für diesen Zweck sind häufig in Form der für den Sprechverkehr zwischen den Lokomotiven benutzten Kopplungsschleifen bereits vorhanden; sie können anderenfalls verhältnismäßig leicht mit einadrigen Leitungen verwirklich werden, die an ihren Enden geerdet sind.

Es sind bereits Funksprecheinrichtungen für den Untertagebergbau bekannt, bei denen in die Leitungsschleife eine Zentralstation eingebaut sein muß. Sie dient als Relaisstation, die ein von einem der tragbaren Geräte ausgesendetes Frequenzband empfängt, verstärkt und aui ein anderes Frequenzband umsetzt. Dieses Frequenzband wird der Leitungsschleife von der Zentralstation aufgegeben und von einem anderen der tragbaren Geräte empfangen. Die tragbaren Geräte können bei der bekannten Funksprecheinrichtung daher nur über die Zentralstation miteinander in Verbindung treten.

Dazu sind die tragbaren Geräte mit Stabantennen versehen, mit denen sie induktiv an die Kopplungsschkife angekoppelt werden. Hierbei ergibt sich schon bei verhältnismäßig geringer Entfernung einer Stabantenne von der Kopplungsschleife ein verhältnismäßig schlechter Einkopplungswirkungsgrad.

Dieser muß durch entsprechend große Hochfrequenzleistungen in den Geräten soweit als möglich ausgeglichen werden. Das ist verständlicherweise nur im geringen Umfang möglich. Deshalb ist die Verständigungsmöglichkeit bei großen Übertragungswegen im allgemeinen schlecht. Die Verständigungsschwierigkeiten wachsen außerdem beträchtlich an. sobald der Träger eines Gerätes sich von der Leitungsschleife entfernen muß. Das ist jedoch im Untertagebergbau aus den verschiedensten Gründen häufig nicht zu vermeiden.

Die Zentralstaion muß wegen der Umsetzung und Verstärkung des gesendeten Frequenzbandes stets vorhanden sein. Das ist aus verschiedenen Gründen nachteilig. Denn eine Zentralstation dieser Art verursacht einen verhältnismäßig großen technischen Aufwand, der auch bei geringen Ubertragungswegen getrieben wt-rden muß, und bewirkt bei ihrem Ausfall außerdem den Zusammenbruch des gesamten Funksprechverkehrs.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zur Vermeidung solcher Nachteile den Wirkungsgrad der Einkopplung der tragbaren Geräte in die Kopplungsschleife mit dem Ziel einer Vereinfachung der gesamten Anlage und einer Verbesserung ihrer Verständigungsmöglichkeit bei großen Übertragungslängen zu verbessern.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch einen an jedem Gerät angebrachten, gekrümmten Stab aus HF-Eisen, der den Kern einer Antennenspule des Empfängers und einer Senderauskopplungswicklung bildet und der zur Ankopplung des Geräts mit seinen beiden Enden über die Leitung der Kopplungsschleife zu führen ist, bis er die Leitung wenigstens teilweise umgibt, und durch eine flexible Leitung, die den gekrümmten Stab mit dem Gerät verbindet.

Bei sprechbereiten tragbaren Geräten verläuft das elektromagnetische Feld des Senders bzw. Empfängers durch den gekrümmten Stab, der die Leitung der Kopplungsschleife mit einem verhältnismäßig kleinen, jedoch annähernd konstanten Luftspalt umgibt Dadurch wird die gewünschte Verbesserung des Kopplungswirkungsgrades erzielt Sie ermöglicht den Verzicht auf einen Verstärker in einer Zentralstation, die daher auch ganz entfallen kann, wenn nämTch nur die tragbaren Geräte miteinander in Funksprechverkehr treter, sollen. Die Stabantennen brauchen an sich nur zum Empfang des Ruftones vorgesehen werden, welcher den Träger eines Gerätes veranlaßt, sich unter Verwendung des gekrümmten Stabes an die Kopplungsschleife anzukoppeln.

Es hat sich gezeigt, daß eine derart ausgebildete Funksprechanlage ohne Zentralstation über beträchtliche Wege eine einwandfreie Verständigungsmöglichkeit zwischen den tragbaren Geräten ergibt. Die Er probung der beschriebenen Geräte erfolgt im Dauer betrieb an vorhandenen Lokomoüvfunkkoppelschleifen mit Längen von 14 und 20 km. Diese Längen wurden immer einwandfrei überbrückt. Die neuen tragbaren Geräte ermöglichen also — auch ohne Zentralstation — auch über größere Schleifenlängen eine sichere Sprechverbindung. Wird eine Zentralstation vorgesehen, dann wird die Sprechverbindung noch sicherer und die überbrückbare Schleitenlänge noch größer. Außerdem bietet die Zentralstation zusätzlich die Möglichkeit einer laufenden automatischen Leitungsüberwachung.

Das Verbinden des Geiäts mit dem gekrümmten Stab über eine flexible Leitung erlaubt es dem Träger eines Geräts, sich innerhalb des durch die Länge der Verbindungsleitung gegebenen Radius frei zu bewegen, ohne daß sich der Einkopplungswirkungsgrad des Geräts ändert. Die Verständigung leidet daher nicht mehr, wenn einer der am Funksprechverkehr Beteiligten sich von der Kopplungsschkife entfernen muß.

Bildet man die erfindungsgemäße Kopplungsvorrichtung nach dem an sich bekannten Prinzip einer Stromzange aus, bei der der Stab durch ein Gelenk unterbrochen werden muß und seine beiden Enden b eingekoppeltem Gerät aufeinander lieeen, so ergctien sich Schwierigkeiten aus den Verur Einigungen der die Verbindung zwischen den Teilen des Stabes herstellenden Flächen. Diese Schwierigkeiten bestehen vor allem in der mangelnden Reproduzierbarkeit der elektrischen Verhältnisse. D.-her empfiehlt es sich, den Stab kontinuierlich nach einem Kreisbogenabschnitt zu krümmen, so daß seine Enden einen unveränderlichen Spalt begrenzen, dessen Weite größer als der Außendurchniesser der die Kopplungsschleife bildenden Leitung ist. Ein derart unveränderlicher Spalt gewährleistet reproduzierbare elektrische Verhältnisse, unabhängig von der Verschmutzung der Flächen des Stabes.

Eine weitere Verbesserung wird erfindungsgemäß durch Einbauen des Stabes in einen Körper erzielt, dessen eines Ende als Haken ausgebildet ist, dessen Hakenmaul von dem Spalt zwischen den Stabenden gebildet wird und dessen anderes Ende die Anschlüsse für die Verbindungsleitung und zum Gerät aufnimmt. Wenn nämlich der Schwerpunkt des den Stab aufnehmenden Körpers unterhalb der die Leitung der Kopplungsschleife aufnehmenden Hakenausnehmung liegt, und das Hakenmaul bei auf die Kopplungsschleife aufgehängtem Haken von außen schräg nach oben geneigt ia die Hakenausnehmung verläuft, ergibt sich eine sehr einfache Bedienung. Der Träger des Geräts braucht nämlich nur noch den Haken auf die Leitung der Kopplungsschkife zu

hängen. Der Haken kann dann nicht mehl von der Kopplungsschleife herunterfallen und sich außerdem längs der Kopplungsschleife bewegen.

Die außer dem in dem Hakenkörper untergebrachten Stab aus HF-Eisen an jedem der tragbaren Geräte

ίο vorgesehene Stabantenne sollte so ausgebildet sein, daß sie außer dem Empfang eines Rufsignals auch bei Entfernungen von einigen Metern von der Kopplungsschleife den Empfang und das Senden eines gesprochenen Wortes ermöglicht Sie soll z. B. es ge- statten, mit einem Verunglückten in Funksprechverkehr treten zu kennen, der nicht die Möglichkeit hat, sich mit dem Haken anzukoppeln, aber hinreichend nahe an der Kopplungsschleife liegt. Auch der Einsatz der Funksprechanlage für die Verständigung mit den Rettungstrupps der Grubenwehr wird hierdurch verbessert.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand von Ausführungsbeispielen mit Hilfe der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 schematisch die Darstellung einer Funksprecheinrichtung,

F i g. 2 schematisch eine Ausführungsform der Kopplungsvorrichtung und
F i g. 3 schematisch und im Schnitt eine praktische Ausführungsform der Vorrichtung nach F i g. 2.

Die in F i g. 1 wiedergegebene Anlage besteht aus einer Zentralstation 1 und beliebig vielen tragbaren Geräten, von denen zwei bei 3 und 4 wiedergegeben sind. Die Geräte überschreiten die Abmessungen nicht, welche ihre Unterbringung in einer Anzugtasche ermöglichen. Die Zentralstation 1 ist in eine Kopplungsleitung 5 eingeschaltet, weiche schleifenförmig ausgebildet ist. Bei det Leitung S kann es sich z. B. um eine Lokfunkschleife unter Tage handeln.

Die Zentralstation ist galvanisch fest mit der Leitungsschleife 5 verbunden, d. h., die Ankopplungswicklung ihres Senders Hegt mit der Leitungsschleife in R :ihe. Dadurch ist eine Sendeleistung möglich, die höher als bei den Taschengeräten 3 bzw. 4 ist.

Die Ankopplung der Taschengeräte 3 bzw. 4 erfolgt induktiv mit Hilfe eines jedem Gerät beigegebenen gekrümmten Stabes 6 aus HF-Eisen.

Im Normalfall wird zwischen den Taschengeräten 3 bzw. 4 und der stärkeren Zentralstation 1 gesprochen.

Es ist aber auch möglich, sich mit den Taschengeräten 3 und 4 ohne die Zentralstation über eine bestimmte Entfernung zu verständigen. Die gewünschte Sprechverbindung wird durch Aussenden eines Ruftones angekündigt, der bei der Gegenstation ein

akustisches Signal auslöst, das durch ein optisches Signal ergänzt werden kann. Sämtliche Geräte arbeiten auf der gleichen Frequenz. Dadurch ist ein Ringverkehr möglich. Unterschiedliche Ruftonfrequenzen ermöglichen einen Selektivruf.

Der Träger eines Taschengeräts kann auch dann gcufen werden, wenn er nicht mit dem gekrümmten Stab 6 an die Leitungsschleife 5 angekoppelt ist. Zu diesem Zweck besitzen die Geräte 3 bzw. 4 nicht dargestellte Stabantennen.

Die Zentralstation 1 und die Taschengeräte 3 bzw. 4 stehen ständig auf Empfang. Durch eine nicht dargestellte Taste wird auf Senden (Rufen und Sprechen) umgeschaltet.

Der gekrümmte Stab 6 jedes Gerätes 3 bzw. 4 bildet den Kern einer Antennenspule 8 des Empfängers und einer Senderauskopplungswicklung 9. Seine beiden Enden 10 bzw. 11 lassen sich über die Leitung der Kopplungsschleife 5 führen^ bis der gekrümmte Stab die schematisch ir; F i g. 1 wiedergegebene Stellung einnimmt, bei der er die Leitung der Kopplungsschleife 5 teilweise umgibt,

Der gekrümmte Stab 6 ist über eine flexible Leitung 12 mit dem betreffenden Gerät 3 bzw. 4 verbunden.

Nach Fig.3 befindet sich der Stab in einem beispielsweise aus Hart-PVC bestehenden Gehäuse 14, in das er mit Hilfe einer Vergußmasse IS eingebettet ist. Der Stab ist in diesem Fall kontinuierlich nach einem Kreisbogenabschnitt gekrümmt, also also die Gestalt eines einseitig offenen Ringes. Seine beiden Enden 10 bzw. 11 begrenzen einen unveränderlichen Spalt 16, dessen Weite größer als der Außendurchmesser der in F i g. 3 nicht wiedergegebenen Leitung der Kopplungsschleife ist.

Das Gehäuse 14 gehört zu einem Körper, dessen eines Ende als Haken ausgebildet ist. Das Hakerimaul wird von dem Spalt 16 zwischen den beiden Enden 11 und 10 des Ringes 6 gebildet und hat eine Hakenausnehmung 17, deren Begrenzung nach einem Kreisbogenabschnitt gekrümmt ist. Das andere Ende des Körpers, den das Gehäuse 14 bildet, ist in F i g. 3 mit 19 bezeichnet und trägt eine Anschlußplatte 20 für die Verbindungsleitung 12 zu dem betreffenden Gerät. Bei 21 sind in F i g. 3 die Auskopplungsspule des Senders und die Antennenspule des Empfängers zu erkennen.

Der Schwerpunkt des den Stab aufnehmenden Körpers 14 liegt unterhalb der die Leitung der Kopplungsschleife aufnehmenden Hakenausnehmung 17, das Hakenmaul 16 verläuft bei auf die Kopplungsschleife aufgehängtem Haken von außen schräg nach oben geneigt in die Hakenausnehmung 17.

Dadurch bleibt der Haken auf der Kopplungsschleife hängen, sobald er mit seiner Ausnehmung 16 über den Leitungsdraht geführt worden ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung für Fonlsprecheinricbtangen, insbesondere des Untertagsbetriebes, bei denen eine gegebenenfalls mit einer Zentralstation versehene, eigensichere Kopphingssddeife und mehrere mit modulierter hochfrequenz arbeitende, tragbare Seade- und Empfangsgeräte mit Stabantennen vorgesehen sind, gekennzeichnet durch einen an jedem Gerät(3,4) zusätzlich zur Stabantenne angebrachten, gekrümmten Stab (6) aus HF-Eisen, der den Kern einer Antennenspule (8) des Empfängers und einer Senderauskopplungswicklung (9) bildet und der zur Ankopplung des Geräts mit seinen beiden Enden (10,11) über die Leitung der Kopplungsschleife (5) zu führen ist, bis er diese Leitung wenigstens teilweise umgibt, und durch eine flexible Leitung (12), die den gekrümmten Stab mit dem Gerät verbindet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stab (6) kontinuierlich nach einem Kreisbogenabschnitt gekrümmt ist und seine Enden einen unveränderlichen Spalt »₅ (16) begrenzen, dessen Weite größer als der Außendurchmesser der die Kopplungsschleife bildenden Leitung ist.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stab (6) in einen Körper (14) eingebaut ist, dessen eines Ende als Haken ausgebildet ist, dessen Hakenmaul (16) von dem Spalt zwischen den Stabenden gebildet wird und dessen anderes Ende (19) die Anschlüsse für die Verbindungslettung zum Gerät aufnimmt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwerpunkt des den Stab aufnehmenden Körpers unterhalb der die Leitung der Kopplungsschleife aufnehmenden Hakenausnehmung (17) liegt und das Hakenmaul (16) bei auf die Kopplungsschleife aufgehängtem Haken von außen schräg nach oben geneigt in die Hakenausnehmung \ erläuft.

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