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Elektrische Steuereinrichtung Das Patent 861 268 betrifft eine elektrische
Steuereinrichtung mit an den Enden einer Steuerleitung vorgesehenem Sender und Empfänger,
die beide eine Schalteinrichtung mit mehreren Stellungen besitzen. Diese elektrische
Steuereinrichtung ist derart ausgebildet, daß jede Schalteinrichtung je nach ihrer
Einstellung eine von einer Reihe verschiedener Gleichstromspannungen an das ihr
zugeordnete Ende der Steuerleitung anlegt und daß die Steuerung des Empfängers in
der Weise erfolgt, daß die Empfängerschalteinrichtung in Abhängigkeit von der Einstellung
der Senderschalteinrichtung so lange fortgeschaltet wird, bis zwischen den Enden
der Steuerleitung eine vorbestimmte Gleichspannungsdifferenz vorbestimmter Polarität
auftritt, auf welche eine in der Steuerleitung angeordnete Detektoreinrichtung anspricht.
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Die vorliegende Erfindung bezweckt, den Steuerstromkreis einer solchen
elektrischen Steuereinrichtung so auszubilden, daß er auf ein gewünschtes Potential
oder Ordnungen von Potentialen augenblicklich anspricht, um z. B. die Bewegung von
Betätigungsmechanismern, wie Wahlschalter od, dgl., schnell zu unterbrechen. Erfindungsgemäß
wird dies dadurch erreicht, daß zur Einstellung der Empfängerschalteinrichtung Gleichstrompotentiale
sich ändernden Wertes von der Empfängerschalteinrichtung und von der Senderschalteinrichtung
an eine Entladeeinrichtung gelegt werden und die Einstellung der
Empfängerschalteinrichtung
beendet ist, wenn die an die Entladeeinrichtung angelegten Potentiale ein vorbestimmtes
gegenseitiges Verhältnis aufweisen. Die Erfindung wird an Hand der in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispiele, die vorteilhafte und zweckmäßige Ausbildungen
des Steuerstromkreises bzw. Spannungsvergleichsstromkreises zeigen, erläutert.
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Fig. i zeigt die Anwendung der Erfindung zur wahlweisen Steuerung
eines Betätigungsmechanismus, Fig. 2 die Ausbildung des Steuerkreises mit drei gasgefüllten
Elektrodenröhren, Fig. 3 eine teilweise andere Ausführung der Fig. i und Fig. 4
eine Röhrencharakteristik, Fig. 5 einen Steuerstromkreis für die wahlweise Betätigung
einer oder einer Anzahl von Steuerungen, Fig.6 die Anwendung der Erfindung bei Wahlschaltern
in Fernmeldeanlagen, Fig. 7 und 8 mehrere Anwendungsmöglichkeiten, Fig.9 bis 13
die Ausbildung von Steuerstromkreisen zur Steuerung numerischer Wahlvorgänge, wie
sie in automatischen Fernsprechämtern angewendet werden.
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Es folgt nunmehr die Erläuterung der verschiedenen Ausführungs- und
Anwendungsbeispiele.
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Fig. i zeigt einen Steuerstromkreis nach der Erfindung, welcher aus
einer doppelten Vakuumtriode V und der gasgefüllten Kaltkathodenröhre GV besteht,
welche zwei Steuerelektroden CE i und CE 2 aufweist, die einen Hilfsentladeraum
bilden, sowie zwei Hauptentladeraumelektroden G und H. Die positive Klemme einer
Hochspannungsbatterie HTB ist über einem Schalter.SW2 und über die Ladewiderstände
Ri und R2 an eine der Hauptentladeraumelektroden H der Röhre GV bzw. an die Anoden
A i und A 2 der Röhre V verbunden. Die oberen Enden der Widerstände Ri und
R2 sind an die Hilfsentladeraumsteuerelektroden CEi bzw. CE2 der gasgefüllten Röhre
GV verbunden. Die Widerstände R i und R 2 sind alle in der Größenordnung von 50
ooo bis iooooo Ohm und abhängig von der Hochspannung; welche in den Charakteristiken
der Röhre V Verwendung finden. Es ist ersichtlich, daß die positiven Spannungen
an den Steuerelektroden CE i und CE 2
normalerweise dieselben sind und deshalb
die RÖhreGh nicht bestrebt ist, sich zu ionisieren. Der Zweck der Erfindung ist
es, die Möglichkeit zu schaffen, daß eine Anzahl von Potentialpaaren an den Steuergittern
G i bzw. G2 der Röhre V so angeschlossen werden kann, daß für jedes Paar von Potentialen
ein kritisches Potential besteht, das, wenn es verwirklicht wird, einen bedeutend
größeren Stromfluß durch den Widerstand Ri als durch den Widerstand R2 oder umgekehrt
veranlaßt. Dabei wird die Spannung von CE i in bezug auf diejenige von CE
2 auf die Zündspannung des Steuerraumes erniedrigt, die in bestimmten, heute
gebräuchlichen gasgefüllten Röhren sich um 7o Volt bewegt. Wenn irgendein anderes
positives oder negatives Potential, welches vom kritischen Potential sich um mehr
als ein durch die Röhrencharakteristik bestimmtes Minimum unterscheidet, an die
Kathode G gelegt wird, verbleiben die Ströme durch die Widerstände einander nahe
genug, um die Entwicklung eines Zündpotentials durch den Hilfsraum CE i, CE 2 der
gasgefüllten Röhre zu verhüten.
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In Fig. i sind schematisch Mittel gezeigt, um verschiedene gewählte
Potentiale von der Batterie B i über die betreffenden Widerstände R4 und R5 an das
Steuergitter Gi bzw. G2 zu legen. Desgleichen können ebenfalls Potentiometer oder
Anzapfpunkte zwischen den Speicherzellen verwendet werden. Die Kathode C der Röhre
V ist an eine Bürste B geschlossen, welche dazu befähigt ist, durch einen Betätigungsmechanismus
0M gesteuert über die Kontakte i bis io zu streichen. Die Kontakte i bis io 'stellen
eine. Anzahl von Wahlvorgängen oder Steuerungen irgendeiner gewünschten Art dar.
Sie können beispielsweise auch verschiedene Vorgänge, von denen gewünscht wird,
daß sie z. B. von einem entfernten Punkt gesteuert werden, darstellen, so z. B.
die Steuerung von Wahlvorgängen, von Rechenmaschinen, von Zetteldruckern von industriellen
Arbeitsvorgängen usw. Eine ausgeprägte Spannung, welche von einem Potentiometer,
welches über die Batterie B 2 geschaltet ist, oder direkt von der Batterie abgezapft
wird, ist an jede der Klemmen i bis io gelegt. Dabei weisen die Potentiale eine
steigende Stufung von beispielsweise 4 Volt auf. Es ist jedoch nicht nötig, daß
die Potentiale der Klemmen gleichmäßig ansteigender Ordnung sind. Für B i und B
2 kann dieselbe Batterie oder es können andere Potentialquellen verwendet werden.
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Ein Steuerrelais oder eine Kontakteinrichtung REL ist an die Elektrode
G der Hauptentladestrecke angeschlossen und daher in den Hauptentladestromkreis
gelegt. Der Anker des Relais REL öffnet in betätigtem Zustand den Arbeitsmechanismus
0M.
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Der Schalter SW i ist vorgesehen, um den Stromkreis des Arbeitsmechanismus
0M zu schließen, während die Aufgabe des Schalters SW2 darin besteht, den Hauptentladestromkreis
zu öffnen und die gasgefüllte Röhre GV, nachdem eine gewünschte Wahl ausgeführt
worden ist, zu entionisieren. Der Schalter SW2 kann automatisch beispielsweise durch
ein anderes Relais, das selbst durch Relais REL gesteuert wird, betätigt werden.
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Die gezeigte Anordnung weist eine Röhre V auf, deren Charakteristik
so gewählt ist, daß nur; wenn das angenäherte Potential von G i in bezug auf die
Kathode C -:z Volt beträgt und das angenäherte Potential von G 2 in bezug auf C
- 4 Volt erreicht, die Differenz zwischen den Anodenströmen der beiden Entladungsstrecken
genügt, um eine Spannung zwischen den Steuerelektroden GE i und
GE 2 der gasgefüllten Röhre GV zu entwickeln, die diese ionisiert. Wenn die
Gitter Gi und G2 negativer werden, genügt die Differenz zwischen den betreffenden
Anodenströmen nicht, um eine Zündspannung zwischen CE i und CEZ hervorzurufen, und
wenn beide Gitter sehr negativ sind, fließt durch keine der Röhren Anodenstrom.
Wenn beide Gitter Gi und G2 in bezug auf die Kathode gleich positiv sind, fließt
angenähert derselbe Strom durch die beiden Entladungsstrecken, da die Gitterwiderstände
R4 und R5, welche von der Größe von iooooo Ohm sind, von der Batteriespannung
und
der Röhrencharakteristik abhängen und beide Gitter im wesentlichen auf dem Nullpotential
halten. Dies ist eine Folge der Wirkung des Gitterstromes, welcher auftritt, sobald
die Gitter bestrebt sind, positiv zu werden.
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Es werde beispielsweise angenommen, daß es erwünscht sei, durch das
Anhalten der Bürste B am Kontakt 5, welcher an - i¢ Volt geschlossen ist, einen
Wahlvorgang auszuführen. Dabei ist das Gitter G i willkürlich an eine --i6-Volt-Anzapfung
der Batterie Bi und das Gitter G2 an eine solche von -i8 Volt derselben Batterie
geschlossen. Der Schalter S W i wird von Hand oder automatisch geschlossen, um den
Stromkreis des Betätigungsmechanismus 0M zu vervollständigen, welcher die Bürsten
B über die Kontakte i bis io vorwärts bewegt. Der SchalterSW2 wird ebenfalls geschlossen
und verbindet die Hochspannungsbatterie HTD mit der Elektrode H der Hauptentladestrecke.
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Wenn die Bürste B den Kontakt i berührt, welcher an -2 Volt geschlossen
ist, beträgt das Potential am Gitter G i -1q Volt und dasjenige von G 2 -i6 Volt
in bezug auf die Kathode C. Wie eben erklärt wurde, fließt im wesentlichen kein
Strom über die beiden Entladestrecken, und die gasgefüllte Röhre GV zündet nicht.
In der zweiten Lage wird an Kontakt 2 ein Nullpotential an die Kathode C gelegt.
Es wird angenommen, daß diese Position unwirksam sei. Daher ist das Potential an
G i -i6 Volt und dasjenige an G 2 -i8 Volt, und es fließt wiederum kein Strom über
die beiden Entladewege. Am Kontakt 3 betragen die betreffenden Potentiale von G
i und G 2 in bezug auf die Kathode +io bzw. +8 Volt. Am Kontakt q. betragen sie
- io und - 12 Volt, und keine dieser Lagen vermag die gasgefüllte Röhre GV zu zünden.
In der Position 5 ist das Potential an G i -i Volt und dasjenige an G 2 -q. Volt.
Dies sind nur die kritischen Spannungen, welche, wie vorhin angedeutet, veranlassen,
daß ein beträchtlicher Strom durch E i, aber nicht durch E 2 fließen kann, wobei
durch die Hilfsentladestrecke CE i, CE 2 eine Zündspannung erzeugt wird und
die gasgefüllte Röhre GV zündet. Wenn die Hilfs- oder Steuerentladestrecke ionisiert
wird, geschieht dasselbe auch augenblicklich mit der Hauptentladestrecke, und das
Relais REL wird betätigt und öffnet seine Ruhekontakte, wobei der Stromkreis, welcher
den Betätigungsmechanismus 0M unterhält, geöffnet wird.
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Es ist zu beachten, daß jede Doppelröhre, welche angemessene Charakteristiken
aufweist, für die Röhre V verwendet werden kann. Deswegen können doppelte Tetroden
oder doppelte Pentoden an Stelle von doppelten Trioden gebraucht werden. Auch können
getrennte Einzelröhren an Stelle der dargestellten Döppelröhre eingebaut sein.
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Es ist ersichtlich, daß der Strom im Stromkreis der Hauptentladestrecke
der gasgefüllten Röhre GV in irgendeiner geeigneten Weise verwendet werden kann,
um den Betätigungsmechanismus zu steuern. Ein Potential, das durch den Ladewiderstand
erzeugt wird, kann beispielsweise als Anlaufspannung für das Tyratron gebraucht
werden, welches zur Steuerung des Betätigungsmechanismus verwendet wird. Der Betätigungsmechanismus
0M kann eingerichtet sein, um ein Gleitelement über das Potentiometer, das an der
Batterie B 2 liegt, zu bewegen, so daß, wenn ein Potential, welches mit den Potentialen
der Gitter G i und G 2 übereinstimmt, gefunden ist, die gasgefüllte Röhre zündet
und den Betätigungsmechanismus anhält.
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Die Charakteristik der Röhre kann so gewählt werden, daß sie irgendeinen
gewünschten Grad von Toleranz bezüglich der kritischen Spannungen aufweist, welche
zwischen den betreffenden Steuergittern und der Kathode dieser Röhre vorhanden sein
müssen, um die gasgefüllte Röhre zur Zündung zu veranlassen. Wenn beispielsweise
Speicherbatterien als Spannungsquellen verwendet werden, kann die Anordnung so getroffen
werden, daß die gasgefüllte Röhre zündet, wenn die Spannung des Gitters G i in bezug
auf diejenige der Kathode sich zwischen -i,8 und -2,3 Volt bewegt, und daß diejenige
des Gitters G 2 in bezug auf diejenige der Kathode zwischen -3,6 und -q.,6 Volt
liegt. In anderen Anwendungsbeispielen kann indessen die erforderliche kritische
Spannung in engeren oder weiteren Grenzen gehalten werden.
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Fig. 2 zeigt eine Abwandlung der Fig. i, in welcher die doppelte Triode
der Fig. i durch zwei Pentoden V i und V 2 und die vier Elektroden besitzende gasgefüllte
Röhre GV durch eine drei Elektroden aufweisende gasgefüllte Röhre GV i ersetzt ist.
In dieser Anordnung ist es notwendig, eine getrennte Hochspannungsbatterie HTB i
für die Hauptentladungsstrecke C-H der gasgefüllten Röhre GV i zu verwenden. Wie
im Stromkreis nach Fig. i fließen, wenn dort die kritischen Potentiale, welche mit
dem Potential der Bürste B übereinstimmen, an die Steuergitter der Röhren V i und
V 2 oder umgekehrt gelegt werden, Ströme genügend verschiedener Größe in den Anodenstromkreisen
der Röhren V i und V 2, um eine Spannungsdifferenz an den oberen Enden der Ladewiderstände
R i und R 2 zu entwickeln, die veranlaßt, daß die Hilfsentladestrecke C-G zündet.
Die Röhre GV i wird dadurch ionisiert, die Hauptstrecke C-H geht in den leitenden
Zustand über, und das Relais REL spricht an.
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An Stelle der Anwendung einer Doppelröhre V, deren beide Hälften wie
in Fig. i gleiche Charakteristiken aufweisen, oder der Anwendung zweier getrennter
Röhren V i und V 2 wie in Fig. 2, die ebenfalls gleiche Charakteristiken besitzen,
können zusammen mit Mitteln zur Anlegung vorbestimmter kritischer Potentiale an
die betreffenden Steuerelektroden zwei Röhren V i, V 2, wie in Fig. 3 gezeigt, verwendet
werden, die verschiedene Charakteristiken aufweisen. Oder es können abwechselnd
zwei gleiche Röhren mit angepaßter Vorspannung Verwendung finden, die an verschiedenen
Punkten ihrer Charakteristiken arbeiten. In dieser Anordnung ist es notwendig, dasselbe
kritische Potential an beide Steuergitter zu legen.
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Fig. q. zeigt in einer vollausgezogenen Kurve die Gitterspannung-Anodenstrom-Charakteristik
einer geeigneten Röhre, welche verwendet werden kann, wenn beide Röhren V i und
V 2 der Fig. 3 dieselbe Charakteristik
aufweisen sollen. Wenn der
Schalter S sich in seiner unteren Lage befindet, ist die Röhre V i nicht vorgespannt,
während das Gitter von V 2 beispielsweise an einer negativen Vorspannung von 2 Volt
der kleinen Batterie C liegt. Es ist zu beachten, daß, wenn das Potential, das von
Batterie B i an beiden Gittern liegt, angenähert 2 Volt negativer ist als das Potential,
das über die Bürste B an die beiden Kathoden gelegt ist, ein starker Anodenstrom
durch die Röhre V i und ein sehr kleiner Anodenstrom durch die Röhre V 2 fließt.
Die Differenz a des Anodenstromes ist groß genug, um ein Zündpotential durch die
Hilfsentladestrecke der gasgefüllten Röhre zu geben. Aus dem Studium der Kurve ist
jedoch ersichtlich, daß für alle anderen Spannungsdifferenzen zwischen der Bürste
B und der Anzapfung der Batterie B i die Differenz der betreffenden Anodenströme
im wesentlichen gering ist und daß die Anordnung so getroffen werden kann, daß die
Röhre GY in Beantwortung einer Potentialdifferenz, welche durch solche Ströme entwickelt
wird, nicht zündet.
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An Stelle verschiedener Vorspannung der betreffenden Röhren Tt i und
V 2 können Röhren verschiedener Charakteristik ausgewählt werden. So kann beispielsweise
die eine Röhre mit einer Charakteristik der vollausgezogenen Kurve der Fig. q. und
die andere Röhre mit einer verschiedenen Charakteristik, wie sie in der punktierten
Linie gezeigt ist, angewendet werden. Aus einer Untersuchung dieser Kurve ist zu
entnehmen, daß, nur wenn ein Potential von angenähert -2 Volt in bezug auf die Kathoden
an die beiden. Gitter gelegt wird, eine wesentliche Differenz zwischen den Anodenströmen
der beiden Röhren besteht. In dieser Abwandlung wird die Gittervorspannungsbatterie
C durch den Schalter S abgeschaltet.
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Es ist zu beachten, daß an Stelle der Anlegung zweier verschiedener
vorbestimmter Potentiale an die betreffenden Steuerelektroden zweier Entladungsstrecken
von einer Potentialquelle B i aus sowie des Anlegens eines gemeinschaftlichen Potentials
an die beiden Kathoden (Fig. 2) oder an eine gemeinschaftliche Kathode (Fig. i)
über die Bürste B das gemeinschaftliche Potential parallel an die beiden Steuerelektroden
und die beiden verschiedenen Spannungen an die betreffenden zwei getrennten Kathoden
geschlossen werden kann.
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In jeder der beschriebenen Ausführungsformen kann ein elektromagnetisches
Relais an Stelle der gasgefüllten Röhre G V verwendet werden. In diesem Falle wird
die Wicklung des Relais quer über das obere Ende der Widerstände R i und R 2 gelegt,
so daß das Relais auf die Potentialdifferenz, welche zwischen diesenbeiden Punkten
entsteht, anspricht. Als Alternative kann ein Relais vorgesehen werden, welches
Differentialwicklungen aufweist, welche die Widerstände R i und R 2 ersetzen oder
mit ihnen in Reihe liegen. In diesem Falle würde das Relais nur ansprechen, wenn
eine beträchtliche Stromdifferenz in den beiden Wicklungen vorhanden wäre, was dem
Fälle entsprechen würde, wenn die Spannungsabfälle durch die Widerstände R i und
R 2 genügen würden, um die gasgefüllte Röhre GV der Fig. i oder GV i der
Fig. 2 zu zünden. Wie in Fig. 5 gezeigt, kann die Erfindung auch dazu verwendet
werden, augenblicklich eine oder mehrere einer Anzahl von Steuerungen auszuführen,
welche auf das Anlegen eines vorbestimmten Potentials an einen einzelnen Steuerleiter
erfolgen. Ein einzelner Steuerstromkreis, der eine doppelte thermionische Emissionsröhre
V i . . . Vn enthält und eine Gasröhre GV i ... GVn, die derjenigen
des Stromkreises der Fig. i V-VG gleich ist, ist dann für jeden Steuerstromkreis
vorzusehen. Dabei sind gewählte Potentialpaare EX ... EY
i ..... EXn ... EYy in irgendeiner geeigneten Weise an die
betreffenden Gitterelektroden G z, G 2 jeder Doppelröhre V
i ... Vn gelegt, und die Kathoden C i ... Cn aller Röhren
V i . . . Vn sind in Vielfachschaltung an einen Leiter X verbunden. Die Relais
M i ... Mn oder andere auf Strom oder Spannung ansprechende Einrichtungen
sind in die Stromkreise der Hauptentladestrecken der gasgefüllten Röhren GV z...GVn
geschlossen.
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Es ist zu beachten, daß, wenn ein Potential G :r ... Gn in
irgendeiner gewünschten Weise an den SteuerdrahtX gelegt ist und somit am gemeinschaftlichen
Kathodenstromkreis liegt, nur diej enige thermionische Emissionsröhre oder diej
enigenEmissionsröhren, deren betreffende Gitterpotentiale EX-EY mit diesen gewählten
Potentialen übereinstimmen, einen Anodenstrom führt oder führen, der in seiner Größe
verschieden und stark genug ist, um eine Spannungsdifferenz über der Hilfsentladestrecke
der zugeordneten gasgefülltenRöhreGVi ... GVn zu erzeugen, welche die Röhre
zu zünden vermag und die Betätigung der Steuerrelais M i ... Mn herbeiführt.
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Der Steuerstromkreis der Erfindung ist ausgesprochen zur Steuerung
von Wählern hoher Geschwindigkeit, die in Fernmeldeanlagen verwendet werden, geeignet.
Die Fig. 6 zeigt eine Anwendungsart, wie die Steuerung von Wahlschaltern in automatischen
Fernsprechämtern vor sich geht. Die Bestandteile der Fig. 6, die denen der Fig.
i entsprechen, sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Um verschiedene Gleichstrompotentiale zu erhalten, können Batteriespeicherzellen
oder Potentiometer angewendet werden. Der Gebrauch von Speicherzellen von 24 und
48 Volt, wie sie in Ämtern im allgemeinen Verwendung finden, wird aber vorgezogen.
Ein Vorschlag geht beispielsweise dahin, mit einer Spannung EX von angenähert
-q. am Gitter G i zu beginnen, d. h. mit der mittleren Spannung der zweiten Zelle
der Amtsspeicherbatterie. Der positive Pol dieser Batterie ist geerdet. Der Wert
der Spannung EX kann sich während der Vorgänge im Amt von einem Minimum von
3,6 auf ein Maximum von 4,6 Volt ändern. An das Gitter G 2 wird eine negative
Spannung EY gelegt, welche immer um die Spannung einer Zelle höher ist. Daher liegt
ihr Mittelwert um 6 Volt oder an einem Minimum von 5,4 bzw. einem Maximum von 6,9
Volt. Diese Werte bilden somit das erste Potentialpaar. Die restlichen Spannungen
bis zu 1q. Volt steigen in Stufungen von je q. Volt. Sollte der Teilnehmer bei der
Anwendung einer normalen Registeranordnung die Ziffer q. wählen, dreht die Bürste
RB i, gesteuert durch den Kupplungsmagneten PR, auf den vierten Kontakt und legt
ein Potential EX
von angenähert -i6 Volt an das Gitter, und die
Bürste
RB 2 verbindet das Potential EY von angenähert -18 Volt an das Gitter G 2.
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Wenn das Register oder eine andere Steuereinrichtung ein Einzelpaar
von Spannungen an die Gitter G i und G 2 gelegt hat (im obenerwähnten Falle -16
Volt an G i und -18 Volt an G 2), wird am Kontakt X auf irgendeine bekannte Weise
der Wählerstromkreis geschlossen, beispielsweise durch ein Relais, welches nach
dem Beginn der Wahl einer Ziffer anspricht und damit den Antriebsstromkreis des
Wählers über die Batterie am Ruhekontakt von Relais GYR im Register, über Relais
AR des Wählers nach Erde und über den Arbeitskontakt von Relais AR, den Wählermagneten
PS nach Erde schließt. Die Bürste T des Wählers bewegt sich. Ihr erster Prüfkontakt
i liegt an einer mittleren Spannung X von -2 Volt. Darauf prüft sie die Kontakte
2 und 3, welche eine mittlere Spannung von -6 bzw. -io Volt aufweisen. In diesen
drei Fällen sind die Gitter G i und G 2 in bezug auf die Kathode negativ genug,
um irgendeinen merklichen Stromfluß durch R i und R 2 zu verhüten, so daß auch keine
Zündspannung in der Steuerstrecke von GV sich entwickeln kann. Wenn die BürsteT
den Kontakt q. erreicht, ist eine mittlere Spannung E von -1q. Volt an die Kathode
C geschlossen. Die Charakteristik der Röhre Y ist derart, daß, wenn die Kathode
C an dieser Spannung und das Gitter G i an -16 Volt und das Gitter G 2 an -18 Volt
liegen, ein beträchtlicher Stromfluß durch R i, aber nicht durch R 2 einsetzt. Auf
diese Weise wird eine Zündspannung entwickelt, welche die Röhre GV zündet. Wenn
die Steuerstrecke ionisiert ist, wird auch die Hauptstrecke augenblicklich ionisiert,
welche das Relais GVR betätigt, das einerseits seinen Ruhekontakt öffnet und das
Relais AR sowie den Wählermagneten zum Abfallen veranlaßt, wobei die Bürste T auf
dem Kontakt q, anhält.
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Ist der Kontakt q. besetzt und das Potential E nicht vorhanden sowie
der Kontaktstromkreis beispielsweise durch ein Relais in einem andern Wähler, welcher
einen Ausgang belegt hat, geerdet oder geöffnet, sind in beiden Fällen die Gitter
G i und G 2 in bezug auf C negativ genug, daß kein bemerkenswerter Strom durch R
i oder R 2 fließt und die gasgefüllte Röhre GV nicht zündet. Ist die Anlage für
kontinuierliches Suchen durch eine Wahlgruppe vorgesehen, streicht der Gruppenwähler
für den Fall, daß alle Ausgänge besetzt sind, über die Gruppe und prüft auf die
nebenliegenden Gruppen, um dann wieder zum Prüfen anzulaufen und wiederum über alle
zu streichen. Wenn die T-Bürste den nebenliegenden Kontakt anläuft (in diesem Falle
Kontakt g), findet sie ein mittleres Potential von -18 Volt am Kontakt. Dieses macht
das Gitter G i in bezug auf C um 2 Volt positiver, während das Gitter G 2 dieselbe
Spannung wie C führt. Die Charakteristik von Y und ihrer zugeordneten Stromkreise
ist derart, daß unter diesen Bedingungen angenähert die gleichen Ströme durch R
i und R 2 fließen und somit keine Zündspannung in GV entwickelt wird. Wenn T auf
Kontakte prüft, die negativer sind, fließen angenähert dieselben Ströme in R i und
R 2 weiter, und daher wird keine Zündspannung an GV entwickelt. Es ist angenommen
worden, daß die erwünschte Spannungsdifferenz zwischen E und EX angenähert
2 Volt beträgt. Aber es ist als wünschenswert befunden worden, diese Differenz zu
erniedrigen oder zu erhöhen, um von den Charakteristiken der Röhre den besten Gebrauch
zu machen, damit eine maximale Stromdifferenz durch R i und R 2 erhalten wird, wenn
die Kathoden das kritische Potential finden.
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Die Betätigung der Röhren V und GV geschieht praktisch augenblicklich.
Auf diese Weise kommen als Steuerfaktoren der Suchgeschwindigkeit die Geschwindigkeiten
in Betracht, mit welcher das Relais GYR seinen Ruhekontakt zu öffnen und mit welcher
PS abzufallen und den Sucher anzuhalten vermag. Es ist bekannt, daß Geschwindigkeiten
in der Höhe von i2o Kontakten pro Sekunde erreicht werden können, ohne. daß der
Kontakt beim Prüfen überlaufen wird, und daß praktisch 8o Schritte pro Sekunde mit
Sicherheit erreicht werden können. Unter einer solchen Sicherheit ist zu verstehen,
daß die Geschwindigkeit, mit welcher die Bürsten mit den ansprechenden Kontakten
in Verbindung treten, eine breite Grenze offenläßt, so daß die Möglichkeit, daß
eine oder mehrere Bürsten nicht auf den entsprechenden Kontakten stehen, ausgeschlossen
ist.
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In Fig. 6 werden das Relais A R und der Kupplungsmagnet PS miteinander
betätigt. Daher fließt ein relativ großer Strom über den a-Draht zum Ruhekontakt
von Relais GVR. Diese Schaltung erreicht eine maximale Geschwindigkeit der Auslösung
bzw. des Unterbruches.
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Es kann jedoch eine genügend schnelle Unterbrechung erreicht werden,
wenn nur das Relais A R an den Ruhekontakt des Relais GYR geschlossen ist und der
Auslösemagnet PS über einen Arbeitskontakt von AR gesteuert wird, dessen Armatur
an die Batterie geschlossen ist. In dieser Lösung muß das Relais A R seinen Arbeitskontakt
unterbrechen, bevor der Kupplungsmagnet abfallen kann. Dabei fließt in dieser Anordnung
ein relativ kleiner Strom über die Wählerkontakte und den Ruhekontakt von Relais
GYE.
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In einer weiteren Abwandlung, die in der Fig.7 gezeigt wird, ist die
Hochspannungsbatterie HTB über zwei differential geschaltete Wicklungen eines Transformators
TR an die betreffenden Anoden der Röhre Y geführt. Eine dritte Wicklung des Transformators
TR ist an einem Ende geerdet, während das andere Ende zu einer Hilfselektrode einer
drei Elektroden enthaltenden gasgefüllten Röhre CV und über einen Kondensator C
an Erde geschlossen ist.
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Wenn das Potential, das über die Prüfbürste T an die Kathode gelegt
ist, mit den Potentialen übereinstimmt, welche an den Gittern der Röhre Y liegen,
wird ein starker Stromimpuls in der dritten Wicklung des Transformators TR erzeugt,
der die Hilfsstrecke GG der gasgefüllten Röhre GV zündet, welche die Hauptstrecke
ionisiert und ebenfalls zündet, wobei das Relais betätigt wird.
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Die Fig. 8 zeigt einen der Fig. 7 ähnlichen Stromkreis. Nur ist der
Transformator TR i in der Fig. 8 mit einer einzelnen primären Wicklung versehen,
welche entweder direkt oder durch einen Kondensator
über zwei Widerstände
R i und R 2, welche dazu dienen, einen differentialen Spannungsabfall zu erzeugen,
wie in Verbindung mit Fig. i beschrieben wurde, verbunden ist, wo die kritische
Prüfspannung, die an T gelegt ist, eine Stromdifferenz durch die Widerstände R i
und R 2 erzeugt, welche in der primären Wicklung des Transformators TR i einen Spannungsabfall
hervorruft, der ausreicht, die gasgefüllte Röhre GV zu zünden.
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Es werden nunmehr Fig. 9 bis 13 näher erläutert. In automatischen
Fernsprechanlagen können die Sprechstellen i und 2 (Fig. 9) eines anrufenden und
eines gerufenen Teilnehmers mittels einer Anzahl Wahlschalter 3 und q. miteinander
verbunden werden.
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Üblicherweise werden die numerischen Vorgänge an Wählern durch Impulssender
(Nummernschalter) oder andere Nummern anzeigende Einrichtungen unter Mithilfe eines
im Amt vorgesehenen Registers gesteuert. Die anrufende Teilnehmerstelle i ist durch
nicht numerische Schalter an die Bürsten des Wählers3 und an einen Verbindungsstromkreis
6 geschlossen, und das Register ist durch Schaltmittel 5 mit dem Verbindungsstromkreis
6 verbunden.
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Die Wahlschalter sind von gebräuchlicher Art und weisen eine Kontaktbank
auf, mit der eine Anzahl von Bürsten zusammenarbeitet. In der Zeichnung ist der
Wähler 3 mit drei Bürsten dargestellt, trotzdem er eine größere Anzahl von Bürsten
aufweisen kann. Die Bürsten des Wählers werden über die Kontakte bewegt, während
ein Magnet P erregt, und auf einem Kontaktsatz angehalten, wenn dieser Magnet aberregt
wird.
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Das Register weist eine Reihe von Schaltern auf, die nacheinander
betätigbar durch die anrufende Einrichtung in Übereinstimmung mit den aufeinanderfolgenden
Ziffern der angerufenen Nummer gesteuert werden. In Fig. 9 ist ein Kontaktsatz eines
dieser Registerschalter dargestellt. Der dargestellte Registerschalter ist für die
Ziffer bestimmt, die dem Wähler 3 zusteht. Wenn die Bürste RB in der Richtung eines
der zehn Kontakte (von denen nur vier dargestellt sind) in Übereinstimmung mit der
Betätigung der anrufenden Einrichtung an der Sprechstelle i vorwärts geschaltet
wird, schließt sich ein Stromkreis, da das Anlaufrelais RSR des Registers in üblicher
Weise erregt worden ist. Dieser Stromkreis verläuft von Erde über den Ruhekontakt
von Relais GVR im Register, den Arbeitskontakt von Relais RSR im Register, die Kontakte
der vorangehenden Wähler, die Wicklung eines Wählerrelais A R zur geerdeten Batterie.
Das Relais AR spricht an und schließt einen parallelen Erregungsstromkreis für den
Wählermagneten P. An seinem Ruhekontakt entfernt das Relais A R die normale Erde
von der Wählerbürste T.
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Der Magnet P läßt die Bürsten des Wählers 3 anlaufen und über die
Kontakte streichen, bis GVR anspricht.
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Die Erregung von Relais GVR wird durch eine gasgefüllte Röhre GV gesteuert,
welche eine Kathode C, eine Anode A und eine Steuerelektrode CE aufweist.
Die Steuerelektrode CE wird über einen 2oooooo-Ohm-Widerstand R 5 und einen 50oooo-Ohm-Widerstand
R 3 mit der Hochspannungsbatterie HTB verbunden. Die Anode A der gasgefüllten Röhre
ist über einen iooo-Ohm-Widerstand R 6 und die Wicklung von Relais GVR an die Batterie
geschlossen. Da die Kathode C geerdet ist, spricht das Relais GVR an, wenn die gasgefüllte
Röhre ionisiert wird. Dieser Vorgang wird seinerseits durch zwei Vakuumröhren V
i und V 2 gesteuert. Die Vakuumröhren V i und V 2 sind Elektroden, in welchen das
Schirmgitter mit der Kathode verbunden ist. Es könnten auch Trioden angepaßter Charakteristik
verwendet werden, doch ermöglicht die Anwendung von Tetroden in der beschriebenen
Weise, daß kleinere Spannungsstufen verwendet werden können. Die verwendeten Tetroden
befähigen die Anlage dazu, befriedigend zu arbeiten, wenn die Heizdrähte auf ungefähr
der halben zulässigen Spannung betrieben werden. Die beiden Röhren können in derselben
oder in getrennten Umhüllungen untergebracht sein. Die gasgefüllte Röhre CV kann
irgendeiner beliebigen Art sein. Die im vorliegenden Beispiel angewendete Röhre
ist eine übliche Dreielektrodenröhre mit kalter Kathode.
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Über die Registerbürste RB und die Wählerbürste T können verschiedene
Spannungen an die Elektroden V i und V 2 gelegt werden. Die Spannungen, welche über
die Registerbürste RB an das Gitter der ersten Röhre V i und an die Kathode der
zweiten Röhre gelegt werden, welche über die Wählerbürste T und die Spannungen an
die Kathode der ersten Bürste V i und das Steuergitter der zweiten Röhre V 2 geführt
werden, sind in Fig. io dargestellt. Die Spannungen an den Wählern werden über Widerstände
R 7 von 6oo Ohm und diejenigen im Register über Widerstände R 8 von ioo Ohm angelegt.
Die Steuergitter sind über die Widerstände R i und R 2 verbunden. Zur Kennzeichnung
der zehn Ziffern der Nummern einer Leitung und von drei Betriebsbedingungen sind
dreizehn verschiedene negative Gleichstrompotentiale, die sich j e um 2 Volt unterscheiden,
vorgesehen. Drei von ihnen kennzeichnen beispielsweise die Besetztbedingung einer
Leitung, die anrufende Bedingung einer Leitung und die fehlerhafte oder langsame
Betätigung der anrufenden Nummernscheibe.
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Wenn die Potentiale, die über Wähler und Registerbürsten an die Elektroden
der beiden Röhren V i und V ,_q gelegt werden, nicht dieselben sind, fließt ein
Strom im Anodenstromkreis der einen Röhre oder andern Röhre über den gemeinschaftlichen
Zweig dieses Anodenstromkreises, welcher zur Hochspannungsbatterie RTB führt. Die
Steuerelektrode CE der gasgefüllten Röhre C V, die mit dem gemeinschaftlichen Zweig
verbunden ist, wird unter die Ionisationsspannung der Gasröhre vorgespannt. Wenn
jedoch beide Steuergitter dieselbe Spannung an ihren betreffenden Kathoden aufweisen,
fließt ein Strom im gemeinschaftlichen Zweig der Plattenstromkreise, der unbedeutend
ist, und das Potential der Steuerelektrode CE steigt auf den vollen Wert der Hochspannungsbatterie
und veranlaßt die gasgefüllte Röhre GV, sich zu ionisieren und das Relais GVR zu
betätigen.
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Wenn das Relais GVR anspricht, öffnet es an seinem Ruhekontakt den
Erregerstromkreis des Wählerschaltmagneten P und hält damit den Wähler auf dem
Prüfkontakt
derjenigen Leitung an, die dasselbe negative Potential aufweist wie der Kontakt,
auf dem die Registerbürste RB steht.
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Der Aufbau der vollständigen Verbindung vollzieht sich in derselben
Weise.
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Die Bürste RB verbleibt mit einem Kontakt in Verbindung, wenn
sie vorerst den nächsten Kontakt berührt und so einen Augenblick zwei Kontakte überbrückt,
womit die Öffnung der Verbindung zur Kathode der Röhre I' 2 und zum Gitter der Röhre
V i verhindert wird. Die Wählerbürste T kann nicht zur Überbrückung zweier Kontakte
herangezogen werden, da die Wählerkontakte vielfach geschaltet sind. Der Stromkreis,
der zu dieser Bürste führt, wird über einen Widerstand R 4 von i Megohm geerdet,
um eine fälschliche Betätigung der Röhren V i und V 2 zu verhindern, wenn die Bürste
T einen Kontakt verläßt.
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In Fig. il ist eine Anlage dargestellt, in welcher das Register nur
zwei Trioden aufweist und die gasgefüllten Röhren weggelassen sind. An Stelle der
Unterscheidung der Kontakte, die durch eine Wählerbürste angelaufen sind, mit Hilfe
von nur Spannungsdifferenzen, wird die Unterscheidung in diesem Falle durch Unterschiede
der Spannung und solche der Polarität ausgeführt. Auf diese Weise können die ersten
fünf Kontakte beider, des Registers sowie des Wählers, an die Spannungsanzapfungenvon
6, 12, 18,24 und 3o Volt der negativen Batterie und die zweite Gruppe von fünf Kontakten
an gleiche Anzapfungen der positiven Batterie verbunden werden. Die anliegenden
Kontakte können durch andere Stufungen als sechs Voltschritte unterteilt sein.
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Wenn die Wählerbürste T über die Prüfkontakte streicht, deren Potential
negativer ist als dasjenige, welches an den Kontakt gelegt ist, auf welchem die
Bürste RB steht, wird das Steuergitter der Röhre V i, welches über den Widerstand
R 3 mit der Bürste T verbunden ist, negativer als die Kathode dieser Röhre, welche
über den Widerstand R 2 mit der Bürste RB verbunden ist. Das Gitter der Röhre V
2, welches über die Bürste RB und mit dem Gitter von V i über den Widerstand R ii
verbunden ist, ist deshalb positiv in bezug auf die Kathode dieser Röhre, welche
an die Bürste T des Wählers geschlossen ist. Solange diese Bedingungen vorherrschen,
ist der Anodenstrom der Röhre V i im wesentlichen gleich Null, und der Anodenstrom
der Röhre V 2 bewegt sich auf seinem Sättigungswert und veranlaßt den Aufbau eines
Erregungsstromkreises für das Relais VR 2 über die Hochspannungsbatterie und den
Arbeitskontakt von Relais X im Register, das zu dieser Zeit betätigt ist, zur Erde.
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Sollten die Bedingungen betreffend die ralativen Polaritäten der Kontakte,
mit welchen die beiden Bürsten in Berührung stehen, umgekehrt sein, wird das Relais
VR i erregt, und das Relais VR 2 verbleibt im Ruhezustand.
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Solange eines oder beide dieser zwei Relais im Ruhezustand verbleiben,
wird der Stromkreis des Schaltmagneten P des Wählers, welcher im vorangehenden Falle
über die Arbeitskontakte der Relais AR und RSR verlief, über den Ruhekontakt eines
der beiden Relais VR i oder VR 2 an Erde verbunden bleiben. Nach der Umkehrurig
der' Potentiale, welche an die Kontrollgitter gelegt sind, und wenn die Wähler-
une Registerbürsten den ersten Kontakt anlaufen, der an positiver Batterie liegt,
fällt das Relais VR 2 ab, während VR i anspricht. Sollte während dieser kurzen Übertragungszeit
der Wählermagnet P abfallen, bevor VR 2 seine Halteerde über seinen Ruhekontakt
legt, kann der Kondensator C zwischen den Trennfedern der Relais VR i und VR 2 und
Erde gebraucht werden. Der wechselnde Strom, der durch diesen Kondensator fließt,
erhält den Magneten P des Wählers in betätigtem Zustand, bis die Erde an einen der
Relaiskontakte zurückgeführt wird.
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Wenn die Bürste T des Wählers mit einem Kontakt in Verbindung steht,
welcher dasselbe Potential und dieselbe Polarität des Kontaktes aufweist, auf welchem
die Registerbürste steht, stehen die Gitter der beiden Röhren V i und V 2 am selben
Potential wie ihre entsprechenden Kathoden, beispielsweise auf der Spannung o. Es
fließt kein Strom über R i. Der Anodenstromkreis jeder Röhre findet den Sättigungspunkt,
und beide Relais VR i und VR 2 werden gleichzeitig betätigt. Dieser Vorgang entfernt
die Erde vom Stromkreis des Schaltmagneten P, und der Wähler wird mit seinen auf
dem gewählten Kontakt stehenden Bürsten b angehalten.
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Nach dem Ansprechen der Relais VR i und VR 2
wird ein Kurzschluß
über die inneren Arbeitskontakte dieser Relais über den Widerstand R i geschlossen,
um die Gitter der beiden Röhren auf ihre betreffenden Potentiale zu bringen, wenn
die Bürste T des Wählers für eine Besetztverbindung momentan geerdet ist.
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Der Widerstand R i kann einen Wert von z Megohm oder mehr besitzen,
damit irgendwelche Induktionsstörungen, welche beim Suchen der Wählerbürsten T über
ihre Kontakte entstehen, eliminiert werden. Die Widerstände R 2 und R 3, welche
in Reihe mit diesen Wählerbürsten verbunden sind, können iooo bis 2000 Ohm betragen,
um während der kurzen Zeit, da eine Besetzterde über den Ruhekontakt von Relais
A R an die Bürste T verbunden ist, den Strom unter 0,2o Ampere zu drücken. HTB ist
eine Hochspannungsbatterie von angenähert ioo Volt.
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Wie in Fig. 9 ist hier der Prüfleiter über den Widerstand R 4 geerdet,
der im Register oder im Wähler vorgesehen werden kann.
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In der Anordnung nach Fig. 12 werden zwei Vakuumröhren V i und V 2
in Verbindung mit einer vier Gleichrichter aufweisenden Brücke, ein schnell abfallendes
Relais VR mit einer Wicklung oder, wie in der Fig. 13 gezeigt wird, ein mit zwei
Wicklungen versehenes Relais VR und zwei Gleichrichter ,S i und S 2 verwendet.
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Die beiden Röhren V i und V 2 haben die Eigenschaft, daß der Anodenstrom
mehr oder weniger proportional zur Gitterspannung und Polarität ist. Nur wenn die
Gitter der beiden Röhren an derselben Spannung liegen und dieselbe Polarität aufweisen,
werden die Anodenströme und die Anodenspannungen der beiden Röhren gleich.
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Wenn die Anodenspannungen gleich sind, fließt Strom von der Hochspannungsbatterie
HTB über einen Arbeitskontakt des Relais RSR im Register
(dieser
Kontakt ist zum Zwecke der Übersichtlichkeit mechanisch vom Relais getrennt dargestellt)
und des weiteren durch die Widerstände R i und R 2 zu den Anoden der beiden Vakuumröhren.
Durch die Wicklung des Relais VR in der Gleichrichterbrücke fließt kein Strom. Wenn
daher die Spannung eines der Gitter, beispielsweise von V i, größer als diejenige
des andern ist, fließt Strom nicht nur durch R i, sondern auch durch R 2, Gleichrichter
S 3, die Wicklung von Relais VR und den Gleichrichter S 4. Deshalb arbeitet das
Relais VR, wenn immer die Anodenspannungen ungleich sind. Die Gleichrichterbrücke
ist so eingerichtet, daß der Strcm immer in derselben Richtung fließt, so daß eine
Verschiebung der Steuerspannung von V i auf V 2 oder umgekehrt VR nicht zum Abfallen
veranlaßt.
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Wenn RB auf einen Kontakt vorgeschoben und das Relais RSR betätigt
ist, fließt ein ungleicher Strom, da das Gitter der Röhre V 2 eine über den Ruhekontakt
des Wählerrelais AR angelegte Erde findet. Wenn AR erregt wird, wird über den Widerstand
R 4 Erde an dieses Gitter gelegt. Es ist zu beachten, daß die durch den Ruhekontakt
von Relais AR angelegte Erde die Registerbürsten RB nur durch die sehr hohen Widerstände
R 3 und R 4 findet.
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Wenn die Prüfbürste den Kontakt anläuft, der dieselbe Polarität aufweist
wie der Kontakt, auf welchem RB steht, fließt kein Strom durch das Relais VR. Dieses
Relais fällt ab und öffnet die Erregungsstromkreise von Relais A R und des Magneten
P, womit der Wähler angehalten wird.
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Der während der Wahl über den Prüfdraht fließende Strom ist so gering,
daß er kein Nebensprechen erzeugen kann. Die Anordnung der Batterieverbindungen
zum Wähler und den Registerkontakten ist dieselbe wie in Fig. ii.
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Diese Anordnung gestattet die Anwendung direkt geheizter Kathoden,
wobei der Stromkreis des Heizdrahtes offen sein kann, wenn das Register frei ist,
ohne die Gefahr einer Verzögerung, wenn anschließend das Register aufgegriffen und
der Heizdrahtstromkreis wieder geschlossen ist. Direkt geheizte Heizdrähte gehen
nachher unmittelbar in den emittierenden Zustand über, nachdem der Stromkreis des
Heizdrahtes geschlossen wird.