DE596827C - Zwischen- oder Enduebertragung fuer Simplex-Doppelstrom-Telegraphenanlagen mit wechselseitigem Verkehr - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
12. MAI 1934

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

JV* 596827 KLASSE 21a¹ GRUPPE

Siemens & Halske Akt.-Ges. in Berlin-Siemensstadt*)

mit wechselseitigem Verkehr

Patentiert im Deutschen Reiche vom 16. Dezembei' 1931 ab

Die Erfindung bezieht sich auf Relaisübertragungen, wie sie in Doppelstromtelegraphenanlagen als Umsetzer- oder Übertragungsschaltungen beim Teilnehmer wie auch in Zwischenämtern Verwendung finden.

Um einen Gegenverkehr in solchen Telegraphenanlagen zu ermöglichen, müssen entweder Duplexschaltungen mit doppelten Leitungsstromkreisen bzw. mit Leitungsnachbildüngen benutzt werden, die jedoch einen verhältnismäßig hohen Kostenaufwand und im letztgenannten Falle außerdem häufige Kontrolle erfordern, oder aber Simplexschaltungen in Verbindung mit Umschaltvorrichtungen, die entsprechend der jeweiligen Verkehrsrichtung betätigt werden. Die Erfindung hat eine Verbesserung derartiger Umschalteinrichtungen zum Gegenstand.

Bisher hat man zur Umschaltung vom Empfangszustand auf den Sendezustand in der Regel neutrale, stark verzögerte Umschaltrelais verwendet, die in Reihe mit dem Telegraphenrelais der empfangenden Leitung geschaltet werden und vermöge ihrer Ver-

²S zögerung, die meist durch mechanische Mittel erzielt wird, den bei der Zeichenimpulsübertragung auftretenden Stromdurchgang durch Null überbrücken sollen. Die Verwendung solcher verzögert arbeitenden Umschaltvorrichtungen hat jedoch den prinzipiellen Nachteil, daß bei den heute gebräuchlichen Telegraphiergeschwindigkeiten eine Verstümmelung der ersten Impulse eines Zeichens unvermeidbar ist, da mit der schaltungstechnisch erforderlichen Abfallverzögerung eine gewisse Ansprechverzögerung zwangsläufig verknüpft ist. Außerdem tritt in Telegraphenanlagen, die nach dem Start-Stop-Prinzip bzw. mit Baudotkotnbinationen arbeiten, die Schwierigkeit auf, daß bei ungünstigen Kornbinationen ein sicheres Arbeiten der Umschaltrelais in Frage gestellt ist.

Bei einer anderen bekannten Schaltung werden die ankommenden Doppelstromimpulse über eine Gleichrichteranordnung einem Hilfsrelais zugeführt, welches seinerseits das die Umschaltung der Verkehrsrichtung bewirkende Umschaltrelais steuert. Der Schwierigkeit, die sich auch hier aus der Ansprechverzögerung ergibt, hat man bei dieser Schaltung dadurch zu begegnen versucht, daß man einen Vorimpuls genügender Länge verwendet, an den sich die eigentliche zu übertragende Impulskombination anschließt. Der grundsätzliche Nachteil dieser Schaltung aber ist der, daß man zur Herbeiführung der Um-

*) Von dem Patentsucher, ist als der Erfinder angegeben worden:

Otto Römer in B erlin-Siemens Stadt.

schaltung besondere Vorkehrungen treffen und von dem üblichen Telegraphierverfahren abweichen muß.

Alle diese Mangel der bekannten Schaltungen werden gemäß der Erfindung dadurch beseitigt, daß in Reihe mit dem polarisierten Telegraphenrelais ein neutrales Umschaltrelais mit mindestens zwei magnetischen Kreisen angeordnet ist, deren von den Stromänderungen im Telegraphierstromkreise. abhängige Flußänderungen gegeneinander phasenverschoben sind.

Die Verwendung solcher Phasenrelais ist insbesondere für die Zwecke des Empfanges von Wechselstromimpulsen bekannt, aber auch für mit Gleichstrom betriebene Telegraphenanlagen ist ihre Verwendung bereits vorgeschlagen worden, und zwar als Steuerrelais in den Teilnehmerstationen von mit Doppelstrom betriebenen Telegraphenanlagen, um • eine Sendestation von der Empfangsstation aus unterbrechen und auf Empfang umschalten zu können. Bei dieser Schaltung kommt es darauf an, daß das Phasenrelais dauernd in der Leitung liegt und während des Betriebszustandes in Reihe mit dem Sender von Zeichen- bzw. Trennstrom durchflossen ist, so daß durch Unterbrechen der Leitung eine Beeinflussung von der Empfangsstation aus bewirkt werden kann. Für die Übertragungsschaltung gemäß der Erfindung ist es dagegen wesentlich, daß das Umschaltrelais in Reihe mit dem die ankommenden Impulse aufnehmenden und weitergebenden ' 35 Telegraphenrelais liegt, da es dann auf der abgehenden Seite der Übertragung zugleich mit dem Telegraphenrelais durch das auf der ankommenden Seite zum Ansprechen gebrachte Umschaltrelais abgeschaltet wird. An sich wäre es auch möglich, statt der Reihenschaltung eine Parallelschaltung anzuwenden, indem das Phasenrelais dem Telegraphenrelais parallel geschaltet wird; jedoch kommt aus praktischen Gründen im allgemeinen nur die Reihenschaltung in Frage, so daß in der Beschreibung und in den Ansprüchen die Parallelschaltung nicht besonders erwähnt ist.

Für die Schaltung der von dem Umschaltrelais bzw. Telegraphenrelais gesteuerten Kontakte gibt es verschiedene Möglichkeiten. Legt man den von dem einen Umschaltrelais gesteuerten Kontakt so, daß er entweder das andere LTmschaltrelais und das mit diesem in Reihe liegende Telegraphenrelais oder den Sendekontakt mit der Leitung verbindet, so kann gemäß der Erfindung vorteilhaft ein Umschaltrelais verwendet werden, dessen Ansprechgeschwindigkeit angenähert gleich der öo des polarisierten Telegraphenrelais ist. Die bei den bekannten Schaltungen auftretenden Schwierigkeiten liegen hier nicht vor, da die Überbrückung der Stromunterbrechungen beim Durchgang durch Null nicht durch verzögerten Abfall des Umschaltrelais erzielt wird und somit auch eine Ansprechverzögerung vermeidbar ist. Es läßt sich jedoch auch eine Schaltung verwenden, die bereits in einem anderen Zusammenhange für Übertragungen in Vorschlag gebracht worden ist, nämlich derart, daß die Weitergabe des ersten Impulses einer Impulsreihe unabhängig vom Umschaltrelais unmittelbar durch das TeIegraphenrelais erfolgt. Das Umschaltrelais hat dann während des ersten Impulses Zeit, die Umschaltbewegung zu vollenden, so daß eine Verstümmelung der auf den ersten Impuls folgenden Zeichen ebenfalls vermieden ist. Es ergibt sich in diesem Falle vorzugsweise eine Schaltung, bei der der Empfangs-Stromkreis über Rühekontakte des Umschaltrelais und Telegraphenrelais der entgegengesetzten Verkehrsrichtung verläuft. Diese Schaltung läßt sich insbesondere für Telegraphenanlagen nach dem Start-Stop-Prinzip mit 85 · Vorteil verwenden, da bei diesen Anlagen jede Impulsreihe mit einem Impuls bestimmter Richtung beginnt und mit einem Impuls entgegengesetzter Richtung schließt.

Das Umschaltrelais selbst kann in verschiedener Weise ausgebildet sein. Es können z. B. in bekannter Weise zwei getrennte Wicklungen verwendet werden, deren eine unmittelbar in der Leitung liegt, während die andere über einen Kondensator der ersten Wicklung parallel geschaltet ist. Wird nun z. B. eine Impulskombination übertragen, so wird durch den ersten Impuls das Relais über die unmittelbar in der Leitung liegende Wicklung erregt und auch während der Dauer des Impulses über diese Wicklung gehalten. Das Relais spricht auf den Impuls unverzögert an, da es nicht mit besonderen Verzögerungsmitteln belastet ist. Bei dem nächsten Stromwechsel wird bei Durchgang des Stromes durch Null das Feld der in der Leitung liegenden Hauptwicklung zusammenfallen und sich durch den einsetzenden Strom entgegengesetzter Richtung im anderen Sinne wieder aufbauen. Während dieser Feldänderung erreicht jedoch das um etwa 90⁰ in der Phase nacheilende Feld des zweiten magnetischen Kreises, das durch die auf die zweite Wicklung (mit Kondensator) einwirkende Stromänderung erzeugt wird, ihr Maximum, so daß der Anker während des Stromdurchganges durch Null sicher gehalten wird.

Da jedoch diese Anordnung eine gewisse Frequenzabhängigkeit besitzt, die sich insbesondere bei Fünferimpulskombinationen oder sonstigen Impulsen verschiedener Polarität und verschiedener Länge störend bemerkbar

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macht, empfiehlt es sich, gerade im Hinblick auf den vorliegenden Zweck, eine andere Methode zur Erzeugung des Flusses im magnetischen Hilfskreis zu verwenden, nämlich derart, daß der Fluß des einen magnetischen Kreises als Hauptfluß unmittelbar durch den Telegraphierstrom und der Fluß des anderen magnetischen Kreises als Hilfsfluß mittelbar durch Änderung des Hauptflusses erzeugt wird. Dies kann insbesondere dadurch erreicht werden, daß zur Erzeugung des Hilfsflusses eine Kurzschlußwicklung z. B. in Gestalt eines Kupferringes vorgesehen ist, die einen abgezweigten Teil des Hauptfiusses umschließt. Die Frequenzabhängigkeit macht sich bei dieser Anordnung erheblich weniger bemerkbar.

Die Zeichnung zeigt verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung. In Fig. 1 und 2 sind Zwischenamtsübertragungen und in Fig. 3 eine Endübertragung dargestellt, während Fig. 4 eine für solche Schaltungen besonders geeignete Ausführungsform eines neutralen Relais mit Hilfsphase zeigt.

In Fig. ι sind die durch die Relaisübertragung zu verbindenden Leitungsabschnitte mit L₁ und L₂ bezeichnet. Es ist angenommen, daß der Betrieb über eine Leitung und Erde durchgeführt wird, jedoch ist es selbstverständlich auch möglich, an Stelle der Erde eine zweite Leitung zu verwenden. Die Relaisübertragung enthält zwei polarisierte Telegraphenrelais R₁ und R₂ sowie zwei neutrale Umschaltrelais mit Hilfsphase U₁ und U₂.

Diese Umschaltrelais sind in dieser Figur wie auch in den Fig. 2 und 3 als Phasenrelais mit zwei parallelen Wicklungen und einem Kondensator in Reihe mit der einen Wicklung dargestellt, jedoch wurde diese Darstellung nur ihrer Deutlichkeit wegen gewählt und soll ein Sinnbild für jede beliebige Art von Phasenrelais sein, insbesondere also auch für eine Ausführung nach Fig. 4.

Kommt beispielsweise über die Leitung L₁ eine Impulsxeihe an, so werden durch den ersten Impuls gleichzeitig das polarisierte Telegraphenrelais R₁ und das neutrale Umschaltrelais U₁ erregt. Das Umschaltrelais legt seinen Kontakt M₁ um, so daß die Leitung L₂, die bisher mit dem Telegr.aphenrelais R₂ und dem Umschaltrelais U₂ der entgegengesetzten Verkehrsrichtung verbunden war, an den Drehpunkt des Relaisankers Y₁ gelegt wird, der seinerseits je nach seiner Lage den Pluspol oder den Minuspol der Doppelstrombatterie B anschaltet. Die Doppelstrombatterie ist als eine im Mittelpunkt geerdete Batterie gezeichnet; es ist jedoch ldar, daß an ihrer Stelle auch eine andere Gleichstromquelle verwendet werden kann.

Während der ganzen Impulsreihe wird der Kontakt U₁ in der Arbeitsstellung festgehalten, da durch die Hilfsphase des Umschaltrelais U₁ ein kontinuierliches Anzugsmoment gesichert ist. Erst nach Beendigung des letzten Impulses werden die Relais R₁ und C₁ stromlos, so daß eine Rückstellung des Kontaktes U₁ und gegebenenfalls auch des Kontaktes T₁ stattfindet. Die Übertragung ist jetzt wieder für beide Verkehrsrichtungen empfangsbereit.

Eine Übertragung in der umgekehrten Richtung, d. h. von der Leitung L₂ zur Leitung L₁, vollzieht sich in entsprechender Weise, indem das Umschaltrelais U₂ die Anschaltung der Leitung L₁ an den Kontakt r ₂ des Telegraphenrelais R₂ und dieser die Aussendung der zu übertragenden Telegraphierimpulse bewirkt.

Für die richtige Wirkungsweise der Schaltung ist es erforderlich, daß die Umschaltrelais mit etwa der gleichen Geschwindigkeit ansprechen wie die Telegraphenrelais, jedoch läßt sich dies, wie bereits ausgeführt worden ist, ohne Schwierigkeit erreichen.

Fig. 2 zeigt eine ähnliche Schaltung, bei der jedoch die letzterwähnte Forderung nach einer der Telegraphenrelais entsprechenden Ansprechgeschwindigkeit der Umschaltrelais nicht erfüllt zu sein braucht. Diese Schaltung zeichnet sich dadurch aus, daß der erste Impuls einer zu übertragenden Impulsreihe unabhängig vom Kontakt des Umschaltrelais durch einen vom Telegraphenrelais gesteuerten Kontakt weitergegeben wird. Dies setzt allerdings voraus, daß der erste Impuls der Impulsreihe umgekehrte Polarität wie der letzte Impuls besitzt, wie es z. B. bei den Impulskombinationen des Start-Stop-Betriebes der Fall ist. Ist diese Bedingung nicht erfüllt, so läßt sich die Schaltung zwar ebenfalls verwenden, jedoch muß dann wie bei dem Schaltbild nach Fig. 1 für eine genügend große Ansprechgeschwindigkeit der Umschaltrelais Sorge getragen sein.

Zur Erläuterung des Schaltbildes sei angenommen, daß eine Impulskombination übertragen werden soll, wie sie zum Betrieb von Start-Stop-Apparaten gebräuchlich ist. Der no über die Leitung L₁ ankommende Startimpuls durchfließt gleichzeitig das polarisierte Telegraphenrelais R₁ und das mit zwei magnetischen Kreisen versehene Umschaltrelais U₁. Der Impuls ist so gerichtet, daß der Anker T₁ des polarisierten Relais umgesteuert und so,-mit die weiterführende Leitung L₂, die bisher an dem die Relais R₂ und U₂ enthaltenden Stromzweig lag, mit dem oberen Batteriepol verbunden wird. Es geht also abhängig von dem Telegraphenrelais R₁ und unabhängig vom Umschaltrelais U₁ ein Impuls in die Lei-

tungL_ä, der von den nachfolgenden Übertragungen bzw. Stationen als Startimpuls empfangen wird.

Während der Übertragung des Startimpul-5 ses ist das Umschaltrelais U₁ zum Ansprechen gekommen und hat den Anker U₁ in- die Arbeitslage umgelegt, so daß auch alle weiteren Impulse unverzögert übertragen werden. Der magnetische Hilfskreis des Umschaltrelais U₁ ίο sorgt dann in der bereits beschriebenen Weise dafür, daß der Kontakt U₁ auch bei den Richtungswechseln des ankommenden Telegraphierstromes kontinuierlich angezogen bleibt. Der letzte Impuls, der als Stopimpuls dem ersten Impuls (Startimpuls) entgegengesetzt gerichtet ist, bringt den Relaisanker V₁ in die dargestellte Ruhelage, so daß nach Beendigung des Stopimpulses und entsprechender Aberregung des Umschaltrelais U₁ die Leitung L₂ wieder in Reihe über die Ruhekontakte T₁ und Zi₁ und die Relais R₂ und U₂ empfangsbereit an Erde gelegt ist.

Die Übertragung von Impulsen in der entgegengesetzten Verkehrsrichtung erfolgt in entsprechender Weise, so daß sich eine Wiederholung der Beschreibung erübrigt.

Fig. 3 zeigt eine Umsetzerschaltung zum Übergang von einer mit getrennten Stromkreisen arbeitenden Duplexschaltung auf eine Simplexschaltung gemäß den vorhergehenden Beispielen. Eine solche Schaltung kann als Endübertragung Verwendung finden oder auch innerhalb einer Teilnehmerstation zur Anschaltung der getrennten Sende- und Empfangsstromkreise an die gemeinsame Übertragungsleitung angeordnet werden.

Das Rechteck T bezeichnet einen Teilnehmerapparat, z. B. eine mit Stromwechseln arbeitende elektrische Fernschreibmaschine, deren Sendeleitung Lb mit dem Telegraphenrelais R₁ und dem Umschaltrelais U₁ in Reihe geschaltet ist, während in der Empfangsleitung La der Kontakt r₂ des polarisierten Relais R₂ und die Batterie B liegen. Die eindrähtige Übertragungsleitung L₂ ist im Ruhezustand über die Ruhekontakte r_x und W₁ mit dem polarisierten Telegraphenrelais R₂ verbunden. Ein Umschaltrelais braucht hierbei nicht vorgesehen zu sein, da auf der gegenüberliegenden, dem Teilnehmer T zugewandten Seite der Übertragung eine Duplexschaltung Verwendung findet.

Die vom Teilnehmer T ausgehenden Sendeimpulse gelangen über die Leitung Lb zum Senderelais R₁ und Umschaltrelais U₁, so daß durch den ersten Impuls die Kontakte T₁ und U₁ in die Arbeitslage umgelegt werden. Die Übertragung der Zeichenimpulse erfolgt wie vorher durch Hinundherbewegung des Kontaktes r_lt während der Kontakt U₁ durch die Wirkung der Hilfsphase des Relais U₁ in der Arbeitsstellung festgehalten wird. Nach Beendigung der ausgesendeten Impulsreihe werden die Kontakte T₁ und U₁ wieder in die dargestellte Ruhelage gebracht.

Die über die Leitung L₂ ankommenden Impulse werden von dem Empfangsrelais R₂ aufgenommen und zur entsprechenden Steuerung des Kontaktes r₂ verwendet, der über die Leitung La die Empfangseinrichtung des Teilnehmerapparates T betätigt.

Auch bei dieser Schaltung ist eine besondere Anforderung an die Ansprechgeschwindigkeit des Umschaltrelais U₂ zu stellen, sofern Impulsreihen übertragen werden, bei denen der erste Impuls dem letzten Impuls entgegengesetzt ist. Im anderen Falle muß die Ansprechgeschwindigkeit etwa gleich der des"Telegraphenrelais R₁ sein. Bei Verwendung eines solchen schnell ansprechenden Umschaltrelais kann auch die in Fig. 1 wiedergegebene Schaltung sinngemäß für eine Umsetzerschaltung nach Fig. 3 Anwendung finden.

Fig. 4 zeigt eine für den vorliegenden Zweck besonders günstige Ausbildungsform eines neutralen Umschaltrelais mit Hilfsphase, jedoch ist es selbstverständlich, daß dieses Relais mit Erfolg auch in anderen Schaltungen mit ähnlichen Voraussetzungen benutzt werden kann.

Der U"förmig gebogene Eisenkern 1 trägt zwei Spulen 2 und 3, die beispielsweise gleichsinnig hintereinander geschaltet werden können. Der linke Schenkel des U-fÖrmigen Eisenkernes 1, der die Spule 2 trägt, ist an seinem Ende mit einem geschlitzten Polschuh 4 versehen, während der die Spule 3 tragende rechte Schenkel einen gleichartig ausgebildeten Polschuh 5 besitzt. Zwischen den Polschuhen bewegt sich der beispielsweise aus zwei Blechstücken zusammengesetzte Anker 6, der um die Achse 7 drehbar gelagert ist. Im Ruhezustand wird der Anker durch eine Feder 8 gegen die Kontaktschraube 9 gedrückt, während er bei Erregung des Relais im Sinne des Uhrzeigers gedreht wird, bis er die Kontaktschraube 10 berührt. Zur Erzielung einer Hilfsphase ist der den Kern ι und die Polschuhe 4 und 5 sowie einen Teil des Ankers 6 durchsetzende Fluß an zwei Stellen in zwei Teilflüsse aufgeteilt, von denen jedesmal einer von einer als Kupferring ausgebildeten Kurzschlußwicklung umfaßt wird. Zu diesem Zweck sind, wie bereits erwähnt, die Polschuhe 4 und 5 an ihren dem Anker gegenüberliegenden Enden geschlitzt und jeweils der eine Teil mit einem Kupferring 11 bzw. 12 umgeben. Die Wirkung dieses Kupferringes ist die, daß bei einer Änderung des den Kern, die Polschuhe und den Anker durchsetzenden

Hauptflusses ein in seiner Phase verschobener Hilfsfluß erzeugt wird, der sich in der durch eine gestrichelte Linie angedeuteten Weise jeweils auf die beiden Teile jedes PoI-schuhes und den gegenüberliegenden Teil des Ankers beschränkt. Dieser Hilfsfluß sorgt dafür, daß während einer durch Null gehenden Änderung des Hauptflusses trotzdem ein kontinuierliches Anzugsmoment bestehen ίο bleibt.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Zwischen- oder Endübertragung für Simplex-Doppelstrom-Telegraphenanlagen mit wechselseitigem Verkehr, bei der in dem das polarisierte Telegraphenrelais enthaltenden Stromzweig, der bei Impulsempfang über die angeschlossene Leitung wirksam und bei Impulsübertragung in der entgegengesetzten Richtung unwirksam ist, in Reihe mit dem polarisierten Telegraphenrelais ein die Verkehrsrichtung steuerndes Umschaltrelais angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das

»5 Umschaltrelais aus einem neutralen Relais mit mindestens zwei magnetischen Kreisen besteht, deren von den Stromänderungen im Telegraphierstromkreis abhängige Flußänderungen gegeneinander phasenverschoben sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansprechgeschwindigkeit des neutralen Umschaltrelais (U) angenähert gleich der des polarisierten Telegraphenrelais (R) ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1, insbesondere für Telegraphenanlagen nach dem Start-Stop-Prinzip, dadurch gekennzeichnet, daß die Weitergabe des ersten Impulses einer zu übertragenden Impulsreihe unabhängig vom Umschaltrelais (U) unmittelbar durch das Telegraphenrelais (R) erfolgt.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfangs-Stromkreis über Ruhekontakte des Umschaltrelais (U) und Telegraphenrelais (R) der entgegengesetzten Verkehrsrichtung verläuft.

5. Umschaltrelais nach Anspruch 1 für Telegraphiersysteme mit Impulsen ver-' schiedener Polarität und verschiedener Länge, insbesondere mit Fünferimpulskombinationen, dadurch gekennzeichnet, daß der Fluß des einen magnetischen Kreises als Hauptfluß unmittelbar durch den Telegraphierstrom und der Fluß des anderen magnetischen Kreises als Hilfsfluß mittelbar durch Änderung des Hauptflusses erzeugt wird.

6. Umschaltrelais nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des Hilfsflusses eine Kurzschlußwicklung z. B. in Gestalt eines Kupferringes (11, 12) vorgesehen ist, die einen abgezweigten Teil des Hauptflusses umschließt:

7. Umschaltrelais nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurzschlußwicklung (11, 12) auf einem Teil des geschlitzten Polschuhes (4, 5) angeordnet ist.

8. Umschaltrelais nach Anspruch 6 mit zwei Polschuhen, die in gleichem Wirkungssinn zu beiden Seiten des drehbaren Ankers angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der beiden Polschuhe (4, 5) geschlitzt und auf einem Teil des Polschuhes eine Kurzschluß wicklung (11, 12) angeordnet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

. GEDRÜCKT IN DEH