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Sprechverbindungseinrichtung für Atemmasken tragende Gruben-
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wehrleute Die Erfindung bezieht sich auf eine Sprechverbindungseinrichtung
für mehrere im Grubenfeldeinsatz befindliche, Atemmasken tragende Grubenwehrleute,
deren Atemmasken mit akusto-elektrischen und elektro-akustischen Wandlern ausgestattet
und zu einem Gegensprechsystem koppelbar sind.
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Für einen Grubenwehrtrupp bestand im Grubenfeldeinsatz bisher nur
die Möglichkeit des Sprechverkehrs untereinander, z. B.
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vom Truppführer zum letzten Mann,über das den Atemmasken zugeordnete
Gegensprechsystem. Die Grubenwehrleute in dem Trupp können sich, soweit sie die
mit den Wandlern ausgestatteten Atemmasken tragen, als Teilnehmer in das Gegensprechsystem
einschalten. Es war dagegen bisher nicht möglich, beispielsweise bei einem Grubenbrand
vom Unglücksort eine Sprechverbindung nach und von Ubertage herzustellen und gegebenenfalls
Hilfe anzufordern. Diese fehlende Nachrichtenverbindung zwischen den im Grubeneinsatz
befindlichen Grubenwehrleuten und einer Ubertagestation war in.der Vergangenheit
Ursache dafür, daß die
notwendigen Maßnahmen zur Rettung verunglückter
Grubenwehrleute nicht mehr rechtzeitig getroffen werden konnten.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine zuverlässige
Sprechverbindung bei großem Aktionsradius im Grubenfeld zwischen Atemmasken tragenden
Grubenwehrleuten und Übertage herzustellen.
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Ausgehend von der Sprechverbindungseinrichtung der eingangs genannten
Art, schlägt die Erfindung zur Lösung dieser Aufgabe vor, daß das Maskensprechsystem
über eine Adapteranordnung an eine über eineiSeilkreis mit der Übertagestation in
Verbindung stehende Korbtelefonieanlage anschaltbar ist. Die auf dem Korb fahrende
Grubenwehr ist damit in der Lage, über die Atemmasken direkt und ständig mit dem
Fördermaschinisten oder der dort befindlichen Einsatzleitung in Sprechverbindung
zu bleiben. Bei Erkundungsgängen kann der Grubenwehrtrupp von dem auf der Sohle
stehenden Korb aus bis etwa 5 km ins Grubenfeld vorgehen und dabei über eine in
der Regel zweiadrige Sprechleitung die Wechselsprechverbindung zur Fördermaschine
aufrechterhalten.
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Bei der Adapteranordnung handelt es sich um ein der herkömmlichen
Korbtelefonieanlage räumlich, elektrisch und mechanisch zugeordnetes Zusatzgerät,
an das die Verbindungsleitung zum Maskensprechsystem vorzugsweise über eine Steckkupplung
anschließbar ist. Die Verbindungsleitung ist durch ein oder mehrere in Kabelkartuschen
bevorratete Kabel gebildet, die einerseits mit der Sprechleitung des Maskensprechsystems
und andererseits mit der Adapteranordnung über lösbare Stecker elektrisch und mechanisch
gekuppelt sind. Zur Verlängerung der Verbindungsleitung werden jeweils zusätzliche
Kabelkartuschen zwischengeschaltet.
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Bei der üblicherweise verwendeten zweiadrigen Verbindungsleitung
werden
sowohl die Sprechsignale in den Lautsprecherverstärker der Korbtelefonieanlage als
auch die Hörsignale über den Eingangsiibertrager des Sprechverstärkers eingekoppelt
und können zu unerwünschten und die Verständigung stark beeinflussenden Rückkopplungen
vor allem über den Korblautsprecher führen. In Weiterbildung der Erfindung ist daher
die Adapteranordnung zur Aufrechterhaltung eines störungsfreien Wechselsprechbetriebs
mit wenigstens zwei Entkopplungsschaltungen versehen, von denen eine erste durch
ein im Sprech- und Signalverstärker der Korbtelefonieanlage verarbeitetes Sprechsignal
ansteuerbar ist und ein den Empfängerteil bzw. Signalkreis zum Korblautsprecher
unterbrechendes erstes Sperrsignal erzeugt und von denen die zweite durch ein im
Empfängerteil des Korblautsprechers und/oder im Hörverstärker verarbeitetes Signal
ansteuerbar ist und ein den Sprech- und Signalverstärker unterbrechendes zweites
Sperrsignal erzeugt.
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Die beiden Entkopplungsschaltungen sorgen trotz der bei zweiadrigen
Verbindungsleitungen unvermeidbaren Einkopplungen von Sprechsignalen in den Empfängerteil
und von Hörsignalen in den Sprechverstärker für einen störungsfreien Wechselsprechbetrieb
und für das Sperren von Gegensprechsignalen von der jeweils anderen Teilnehmerstation.
Bei Verwendung einer vieradrigen Verbindungsleitung zur Korbtelefonieanlage können
die Sprech- und Hörkanäle der Korbtelefonieanlage und der Adapteranordnung elektrisch
und akustisch voneinander entkoppelt werden, so daß die besonderen Entkopplungsschaltungen
zumindest vereinfacht werden oder sogar ganz entfallen können.
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Vorzugsweise sind die Lntkopplunqsschaltungen jeweils mit einem Zeitglied
versehen, das die Freigabe des jeweils gesperrten Teils (Empfänger- oder Sendeteil)
der Korbtelefonieanlage über eine vorgegebene Sprechpause von ca. 1 bis 3 Sekunden
verzögert.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung des
Anschlusses eines Maskensprechsystems an eine einer Korbtelefonieanlage zugeordnete
Adapteranordnung unter Verwendung eines in einer Kabelkartusche bevorrateten Verbindungskabels;
und Fig. 2 ein Blockschaltbild eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen
Sprechverbindungseinrichtung für den Wechselsprechbetrieb zwischen einem Maskensprechsystem
und einer Übertagestation unter Verwendung einer Korbtelefonieanlage bekannter Ausführung.
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In Figur 1 ist der grundsätzliche Aufbau der Wechselsprecheinrichtung
von einem Maskensprechsystem zu einer Übertagestation veranschaulicht. Das Maskensprechsystem
1 besteht aus einer mit einem Stecker 11 abgeschlossenen zweiadrigen Leitung 12,
an die die Signalkreise der Atemmasken der Leute des Grubenwehrtrupps über nicht
dargestellte Steckschalter elektrisch ankuppelbar sind. Der Signalkreis der Drägermasken,
die in Fig. 1 als gestrichelte Blöcke 13a und 13b schematisch dargestellt sind,
enthält ein dynamisches Mikrophon 14a bzw. 14b und einen mit diesem in Reihe liegenden
Kopfhörer 15a bzw. 15b. Dieses für sich im Gegensprechverkehr betreibbare Maskensprechsystem
1 ist bekannt und bereits bisher im Einsatz.
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Zur Herstellung der gewünschten Wechselsprechverbindung zur Übertagestation
wird die zweiadrige Leitung 12 des Maskensprechsystems 1 über eine Verbindungsleitung
2 geeigneter Länge mit einer Adapteranordnung 3 verbunden, die örtlich, mechanisch
und elektrisch der üblichen Korbtelefonieanlage 4 zugeordnet ist. Von der Korbtelefonieanlage
4
geht die Sprechverbindung über den Seilkreis 5 zur Fördermaschinenstation.
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Die Verbindungsleitung 2 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel
durch ein in einer Kabelkartusche 23 bevorratetes zweiadriges Kabel 22 gebildet,
das an dem dem Maskensprechsystem 1 entgegengesetzten Ende durch einen Stecker 21
entsprechend dem Stecker 11 des Maskensprechsystems 1 abgeschlossen ist. Die Stecker
11 bzw. 21 werden in passende Stecksockel 23a bzw. 3a in der Kabelkartusche 23 bzw.
in der Adapteranordnung 3 zum Schließen der Leitungsverbindung eingesteckt. Zur
Verlängerung der Leitung 2 werden mehrere Kabelkartuschen 23 in Reihe geschaltet;
eine Leitungsverbindung bis zu einer Länge von ca. 5 km ist auf diese Weise problemlos
und ohne Verwendung von Leitungsverstärkern möglich.
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In Fig. 2 ist der grundsätzliche Schaltungsaufbau der herkömmlichen
Korbtelefoniestation 4 und der zum Anschluß des Maskensprechsystems 1 an die Korbtelefonieanlage
4 zusätzlich notwendige Adapteranordnung 3 in Form eines Blockschaltbildes dargestellt.
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Die Korbtelefonieanlage 4 weist einen Sprech- und Signalverstärker
41, im folgenden auch Sendeteil genannt, einen akusto-elektrischen Wandler (Mikrophon)
42, das an eine Primärwicklung eines Eingangsübertragers 43 des Sendeteils 41 angeschaltet
ist, ferner einen Lautsprecherverstärker 44, im folgenden auch Empfängerteil genannt,
einen vom Verstärker 44 erregten elektro-akustischen Wandler bzw. Lautsprecher 45,
eine durch eine 6 V Batterie gebildete Betriebsspannungsquelle 46, eine Übertrageranordnung
47 zur Ankopplung des Seilkreises 5 an den Sendeteil 41 bzw. den Empfängerteil 44
und einen Signalgeber 48 auf. Der genaue Schaltungsaufbau der Korbtelefoniestation
und deren Funktionsweise bleiben
bei der Erfindung erhalten und
bedürfen daher keiner näheren Beschreibung.
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Die Adapteranordnung 3 dient, wie oben gesagt, dem Zweck, das über
die zweiadrige Leitung 2 angeschlossene Maskensprechsystem 1 elektrisch an die Sende-
und Empfängerteile 41, 45 der Korbtelefonieanlage 4 anzukoppeln und damit die Wechselsprechverbindung
über den Seilkreis 5 zur Ubertagestation zu schließen und andererseits Beeinträchtigungen
des Sprechverkehrs infolge Rückkopplungen von dem Sprechkreis in den Hörkreis und
umgekehrt zu verhindern.
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Die Adapteranordnung 3 weist erste, zweite und dritte Entkopplungsschaltungen
31, 32 und 33, einen Hörverstärker 34, einen dessen Ausgang bildenden Ausgangsübertrager
35 zum Einkoppeln eines Hörsignals in die zweiadrige Verbindungsleitung 2 zum Maskensprechsystem
1 und ein besonderes Netzgerät 36 auf, das den Komponenten der Adapteranordnung
3 als Betriebsspannungsquelle dient. Das Netzgerät 36 weist eine eigene Batterie
360 auf, die mit der Batterie 46 der Korbtelefonieanlage 4 in Reihe geschaltet ist.
Die Summenspannung der Batterien 46 und 360 liegt an einem Spannungsregler 361,
der am Ausgang 362 eine stabilisierte Betriebsspannung entwickelt, die im beschriebenen
Ausführungsbeispiel 7,8 V beträgt.
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Wegen des vorgesehenen Anschlusses des Masken sprech systems 1 über
eine zweiadrige Leitung 2 an die Korbtelefonieanlage 4 muß die Sprechverbindungseinrichtung
zwischen den Teilnehmern über und untertage im Wechselsprechverkehr betrieben werden.
Die Primärwicklung des Eingangsübertragers 43 und die Sekundärwicklung des Ausgangsübertragers
35 sind über das Maskensprechsystem 1 in Reihe geschaltet. Ein Sprechsignal vom
Maskensprechsystem 1 wird über den Eingangsübertrager 43 in den Sprech- und Signalverstärker
41 eingegeben und über die Übertrageranordnung 47 in den
Seilkreis
5 zur Feirderstation gekoppelt. Die erste Entkopplungc:haitung 31, die über die
Leitung 50 von dem im Sprech- und Signalverstärker 41 verarbeiteten Sprechsignal
angesteuert wird, entwickelt über die gesamte Sprechdauer und eine vorgegebene zusätzliche
Sprechpausenzeit ein Dauersignal auf der Leitung 51, mit welchem der Empfängerteil
44, d.h. der Übertragungszug zum Korblautsprecher 45 und zum Hörverstärker 34 zuverlässig
unterbrochen wird. Ein weiteres Sperrsignal wird über die Leitung 52 an die zweiten
und dritten Entkopplungsstufen 32 und 33 angelegt, das deren Ausgänge sperrt und
dadurch ein Sperren des Sprech- und Signalverstärkers 41 verhindert und Störgeräusche
aus diesen Entkopplungsstufen verhindert. Der Hörverstärker 34 ist mit einer integrierten
Schaltung versehen, die eine Rückwärtsübertragung von Sprechsignalen über den Ausgangsverstärker
35 sperrt. Solange das Sprechsignal am Eingang des Sprech- und Signalverstärkers
41 ansteht (und über eine gewisse Sprechpause darüber hinaus) ist der Empfängerteil
44 gesperrt, so daß ein Sprechsignal von der Übertagestation über den Seilkreis
5 nicht verarbeitet und übertragen werden kann.
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Eine vorgegebene Zeit von beispielsweise 1 bis 3 Sekunden nach dem
Sprechen vom Maskensprechsystem 1 werden die Sperrsignale an den Ausgängen der ersten
Entkopplungsstufe 31 unterbrochen, wodurch sowohl der Sendeteil 41 als auch der
Empfänger teil 44 der Korbtelefonieanlage 4 freigegeben werden. Ein in dieser Freigabestelle
einlaufendes Sprechsignal von Übertage wird im Empfängerteii 44 verstärkt und an
den Korblautsprecher 45 sowie über einen Eingangsübertrager 37 zum Hörverstärker
34 und über dessen Ausgangsübertrager 35, die Verbindungsleitung 2 zum Maskensprechsystem
1 übertragen. Gleichzeitig wird vom Empfängerteil 44 über eine Leitung 53 die zweite
Entkopplungsschaltung 32 und über eine Leitung
54 die dritte Entkopplungsschaltung
33 angesteuert.
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Die zweite Entkopplungsschaltung 32 entwickelt über eine Leitung 55
ein Dauersignal zum Sperren des Sprech- und Signalverstärkers 41, wodurch eine Rückkopplung
über dessen Eingangsübertrager 43 verhindert wird. Gleichzeitig sperrt das Ausgangssignal
der Entkopplungsschaltung 32 über eine Leitung 56 den Ausgang der ersten Entkopplungsschaltung
31 und verhindert dadurch zuverlässig ein Sperren des im Betrieb befindlichen Empfängerteils
44.
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Die dritte Entkopplungsschaltung 33 schließt über eine Leitung 57
den Betriebsstromkreis für den Hörverstärker 34 und sorgt dafür, daß das im Empfängerteil
44 einlaufende Sprechsignal von Übertage verstärkt zum Ausgangsübertrager 35 und
zum Maskensprechsystem 1 übertragen wird. Die Funktion der dritten Entkopplungsstufe
33 kann gegebenenfalls durch einen Optokoppler gefüllt werden, der am Ausgang der
zweiten Entkopplungsstufe 32 angeordnet ist.
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Die drei Entkopplungsstufen 31, 32 und 33 können auf verschiedenen
Platinen bei prinzipiell gleichem Aufbau angeordnet sein. Ein Ausführungsbeispiel
einer Entkopplungsschaltung wird anhand der Blockdarstellung der Entkopplungsschaltung
31 im folgenden erläutert.
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Die Eingangsstufe der Entkopplungsschaltung wird durch einen Impulsverstärker
310 gebildet. Diesem ist ein als Rechteckgenerator wirkender Schmitt-Trigger 311
nachgeschaltet, der die Sprechsignalwellen in Recheckimpulse relativ kurzer Dauer
umsetzt. In einem Flipflop 312 werden die am Ausgang des Schmitt-Triggers 311 entwickelten
Impulse um den Faktor 2 verlängert. Die Ausgangsimpulse des Flipflops 312 werden
an eine ein Zeitglied enthaltende Ausgangsstufe 313 angelegt und außerdem über eine
Rückkopplungsleitung 314 und einen Vorwiderstand 315 zum Eingang des Impulsverstärkers
310 rückgekoppelt. Dadurch wird
das Eingangssignal (Sprechsignal)
des Impulsverstärkers 310 periodisch zurückgesetzt und die periodischen Zustandsänderungen
des Flipflops 312 über die Gesamtsprechdauer aufrechterhalten. Die Ausgangsstufe
313 entwickelt ein Dauersignal, das als negatives Signal einerseits zum Sperren
des Empfängerteils 44 und andererseits zum ausgangsseitigen Sperren der anderen
beiden Entkopplungsschaltungen 32 und 33 dient. Die Zeitkonstante des in der Ausgangsstufe
313 enthaltenen Zeitgliedes ist so gewählt, daß das Ausgangssignal der Ausgangsstufe
noch über eine kurze Zeit nach Ende eines Sprechsignals aufrechterhalten wird, um
einerseits den Empfängerteil 44 und andererseits die Entkopplungsschaltung 32 und
33 im Rahmen üblicher Sprechpausen gesperrt zu halten.
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Die beiden anderen Entkopplungsschaltungen 32 und 33 haben jeweils
ebenfalls einen Impulsverstärker, eine Triggerstufe, ein Flipflop und eine mit Zeitglied
versehene Ausgangsstufe, die in der für die erste Entkopplungsstufe 31 beschriebenen
Weise angeordnet sind. Sie sind beim Sprechen von dem Maskensprechsystem 1 aus aufgrund
des Sperrsignals über die Leitung 52 gesperrt und werden nur dann angesteuert, wenn
der Empfängerteil 44 der Korbtelefoniesation 4 wirksam ist. In diesem Falle ist
die erste Entkopplungsschaltung 31 aufgrund des von der Entkopplungsschaltung 32
über die Leitung 56 abgegebenen Sperrsignals gesperrt.
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Die beschriebene Einrichtung zur Herstellung einer Sprechverbindung
im Wechselsprechverkehr vom Grubenfeld nach Übertage kann natürlich auch einer geeigneten
anderen, im Grubenfeld befindlichen Telefonanlage zugeordnet werden.
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Die Adapteranordnung 3 wird in diesem Falle bei gegebenenfalls identischer
Ausbildung dieser anderen Telefonanlage örtlich, elektrisch und mechanisch zugeordnet.
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