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Drahtloses Nachrichtengerät mit einer selbsttätigen Schaltvorrichtung
für den Betrieb an Stromquellen verschiedener Spannungen und Stromarten Bei elektrischen
Geräten, z. B. auch für das Nachrichtenwesen, ist es bereits gebräuchlich, die richtige
Betriebsspannung aus verschiedenartigen Netzen oder sonstigen Stromquellen dadurch
zu gewinnen, daß regelbare Vorschaltwiderstände in Reihe mit den Stromverbrauchern
geschaltet werden. Zur selbsttätigen Umschaltung der Widerstände sollten auch Relais
vorgesehen werden. Es sind ferner zum Schutz von Geräten der Elektrotechnik gegen
Überspannungen sogenannte Überspannungsrelais angewandt worden, die beim Auftreten
solcher Spannungen ansprechen und die Geräte von der Stromquelle abschalten, jedoch
handelt es sich hierbei um weniger empfindliche Apparate, die gewisse Überspannungen
aushalten können. Da häufig zur Bedienung von Geräten des Nachrichtenwesens technisch
ungeschultes Personal herangezogen wird, ist keineswegs die richtige Einstellung
der Vorschaltwiderstände gewährleistet. In Geräten mit empfindlichen Schaltelementen,
wie Entladungsröhren, können die in solchen Fällen durchaus möglichen Überspannungen
Betriebsstörungen z. B. infolge Durchbrennens des Röhrenheizfadens od. dgl. verursachen,
was für betriebswichtige Einrichtungen äußerst unerwünscht ist.
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Die Erfindung hilft die vorbeschriebenen Nachteile zu beseitigen und
besteht bei einem drahtlosen elektrischen Nachrichtengerät mit einer selbsttätigen
Schaltvorrichtung für den Betrieb an Stromquellen verschiedener Spannungen und Stromarten
sowie
regelbaren Vorschaltwiderständen zur Einstellung des vorgesehenen
Betriebszustandes darin, daß die Schalteinrichtung dadurch als Sicherung gegen Überschreitungen
der Betriebsspannung des Gerätes bei fehlerhafter Einstellung der veränderbaren
vorgeschalteten Widerstände wirksam ist, daß eine geringfügig oberhalb der Betriebsspannung
ansprechende Glimmentladungsstrecke als Steuermittel für die das Gerät von der Stromquelle
trennenden Schalteinrichtung vorgesehen ist. Wenn demnach der Vorschaltwiderstand
von seinem Höchstwert bei der Einschaltung des Gerätes über einen je nach der vorliegenden
Spannung zulässigen Mindestbetrag herabgeregelt wird, so spricht die Schalteinrichtung
an und trennt das Gerät zur Vermeidung von Beschädigungen seiner Schaltelemente
von der Stromquelle. Selbst wenn an einem mit einer entsprechenden Markierung versehenen
Voltmeter die Einregelung des vorgesehenen Wertes der Betriebsspannung überwacht
werden kann, so bildet die erfindungsgemäße Anordnung stets eine vorteilhafte zusätzliche
Sicherung gegen nie vermeidbare Bedienungsfehler. Damit nach dem Ansprechen der
Schalteinrichtung bei der in diesem Falle falschen Einstellung des Vorschaltwiderstandes
eine Wiederanschaltung des Gerätes an die Stromquelle unmöglich ist, wird zweckmäßig
die Schalteinrichtung mit der Betätigungsvorrichtung des Vorschaltwiderstandes derart
gekuppelt, daß erst bei der Einstellung des Vorschaltwiderstandes auf seinen Höchstwert
die Schalteinrichtung wieder geschlossen werden kann. Bei entsprechender Ausbildung
läßt sich dazu ein Mitnehmer an der Betätigungswelle des regelbaren Vorschaltwiderstandes
benutzen, der eine von einem Relais gesteuerte Auslöseklinke in ihre Ruhelage bringt,
die den Schalter ausschaltet und zweckmäßig mittels des Relaisankers verriegelt
wird. Die Klinke gibt dann den Schalter zur Betätigung frei, der mittels eines weiteren
Mitnehmers an der Bedienungswelle des Vorschaltwiderstandes nunmehr einschaltbar
ist. Die Relaiswicklung liegt in Reihe mit der bereits erwähnten Glimmentladungsstrecke.
Es ist somit ohne weiteres verständlich, daß beim Ansprechen der Entladungsstrecke
das Relais erregt und die Verriegelung für die Auslöseklinke aufgehoben wird, die
ihrerseits den Schalter öffnet.
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Bei der mechanischen Ausbildung der gesamten Einrichtung ist ein zweckentsprechender
Aufbau des die Auslöseklinke betätigenden Mitnehmers an der Bedienungswelle des
Vorschaltwiderstandes besonders wesentlich, der nämlich nur bei der Bedienung der
Welle von ihrer Ausgangsstellung aus die Auslöseklinke betätigen soll, jedoch nicht
bei der umgekehrten Bewegung. In Verbindung mit dem Ausführungsbeispiel ist der
Aufbau im einzelnen beschrieben.
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Falls in einem Gerät an die Stromverbraucher verschiedene Betriebsspannungen
anzulegen sind, ist es zweckmäßig, zunächst an einem gemeinsamen Verteilungspunkt
eine bestimmte Spannung einzuhalten, von dem beispielsweise die Speisung der Röhrenheizung
über Vorschaltwiderstände vorgenommen =wird, während für die Anoden die volle Spannung
erhalten bleibt. Nach dem vorliegenden Vorschlag werden diese Vorschaltwiderstände
gleichzeitig mit den in den Netzzuleitungen liegenden weiteren Vorschaltwiderständen
verändert und dann erst abgeschaltet, wenn die an dem Verzweigungspunkt an sich
vorgesehene, mittels der Widerstände in der Netzzuleitung einstellbaren Spannung
unter dem vorgesehenen Wert liegt.
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Eine nach der Erfindung ausgebildete Einrichtung wird nachstehend
im Prinzip an Hand der Abbildungen erläutert.
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In der Abb. x ist zunächst das Schaltbild des Stromversorgungsteiles
eines elektrischen Nachrichtengerätes dargestellt, dem bei N von einem elektrischen
Energieverteilungsnetz oder von sonstigen zur Verfügung stehenden Stromquellen Strom
zugeführt wird, während bei E beispielsweise die Anodenspannung für die üblichen
Verstärkerröhren abgenommen wird und zwischen die Leitungen U, V,
W die Heizfäden F der Verstärkerröhren eingeschaltet sind. Der Verzweigungspunkt
für die einzelnen Verbraucherstromkreise des Gerätes ist mit Z bezeichnet und erhält,
wie bereits erwähnt, ein bestimmtes Potential, z. B. +i2o Volt gegenüber dem negativen
Leiter o oder dem allgemeinen Bezugspunkt. Das Potential ist mittels des allmählich
abschaltbaren Vorschaltwiderstandes A einregelbar. Der weitere Vorschaltwiderstand
Bist derart bemessen, daß für das vorgenannte bestimmte Potential (i2o Volt) am
Punkt Z jeweils zwischen den Speiseleitungen U und W die richtige
Spannung für die Röhrenheizungen F eingeregelt ist. Erst wenn, wie bereits erwähnt,
am Punkt Z infolge einer geringeren zur Verfügung stehenden Netzspannung der vorgesehene
Wert nicht aufrechterhalten werden kann, werden vom Widerstand B Teile allmählich
abgeschaltet. Die Widerstände A und B sind dazu derart gemeinsam bedienbar
(durch gestrichelte Linie angedeutet), daß zunächst der Widerstand A vollständig
abschaltbar ist, während anschließend erst die weitere Regelung mittels des Widerstandes
B durchführbar ist.
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Da in allen Fällen die Röhrenheizung stets einen kritischen Stromverbraucher
darstellt, ist es vorteilhaft, die gemäß der Erfindung vorgesehene Überwachungseinrichtung
in den Heizstromkreis einzuschalten, um hier auf jeden Fall Überspannungen anzuzeigen
und unschädlich zu machen. Dazu dient eine Glimmentladungsstrecke G, die hinter
dem Vorschaltwiderstand B parallel zu den Speiseleitungen des Heizstromkreises liegt,
und zwar mit einem Relais R in Reihe. Es ist eine bekannte Erscheinung bei Glimmentladungsstrecken,
daß sie bei einem bestimmten Spannungswert ansprechen, der sich u. a. nach dem Aufbau
der Elektroden richtet, so daß eine solche Entladungsstrecke bequem als Überwachungseinrichtung
verwendbar ist. Spricht die Glimmentladungsstrecke G bei einer bestimmten, hinter
dem Vorschaltwiderstand B herrschenden, sich aus dem Aufbau des sonstigen Heizstromkreises
ergebenden und zweckmäßig geringfügig über dem eigentlichen Betriebswert liegenden
Spannung an, so wird das Relais R erregt und schaltet mittels seiner Kontakte y
den Netzeingang N ab. Infolgedessen ist das Gerät, insbesondere der Heizstromkreis,
gegen jede erhöhte Stromlieferung geschützt. Damit nach dem Ansprechen der als Glimmlampe
ausgebildeten Entladungsstrecke G der
Steuerstrom für das Relais
R nicht erheblich absinkt, wird die Glimmlampe mit einer Hilfsanode C ausgerüstet,
die über einen widerstand an ein höheres Potential, z. B. hinter dem Vorschaltwiderstand
A, an die Speiseleitungen angeschlossen ist. Eine solche Hilfsanode verursacht bekanntlich
eine Vorionisierung der Glimmentladungsstrecke und bewirkt, daß die Zündspannung
nicht wesentlich über der eigentlichen Betriebsspannung liegt. Infolgedessen ist
ein zuverlässiges Ansprechen des Relais R gewährleistet.
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Damit beim kurzzeitigen Überschreiten der Betriebsspannung vor dem
Ansprechen der Glimmentladungsstrecke keine Beschädigung der Schaltelemente, z.
B. der Heizfäden F, verursacht wird, ist in den Heizstromkreis ein temperaturabhängiger
Widerstand D mit negativem Temperaturkoeffizient eingeschaltet, dessen eigentlicher
Betriebswert vor dem Ansprechen der Sicherungseinrichtung unerreicht bleibt. Infolgedessen
bildet er einen Schutz gegen Überlastung der Heizfäden F in dem vorerwähnten Augenblick.
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Da es mitunter erwünscht ist, bei den Geräten der in Betracht kommenden
Art Entladungsröhren zu benutzen, die einen geringen Stromverbrauch aufweisen, damit
das Gerät gegebenenfalls auch aus transportablen Stromquellen, insbesondere Batterien,
gespeist werden kann, können direkt geheizte Röhren vorgesehen sein, die demgemäß
auch im Heizstromkreis mit Gleichstrom gespeist werden müssen. Zu diesem Zweck ist
im Netzteil des Gerätes vor dem gemeinsamen Speisepunkt Z ein Gleichrichter T eingeschaltet,
der als Trockengleichrichter ausgebildet sein kann und mittels eines Kontaktes h
dann kurzschließbar ist, wenn bei N eine Gleichspannungsquelle angeschlossen wird.
In diesem Falle spricht nämlich das parallel zum Eingang liegende Relais H an, dessen
Stromkreis eine Drosselspule S enthält, die beim Anschluß des Gerätes an ein Wechselstromnetz
im wesentlichen den Widerstand des Relaisstromkreises bestimmt, der in diesem Falle
so hoch ist, daß das Relais H nicht anspricht und damit der Trockengleichrichter
T eingeschaltet bleibt. Die sonstigen in der Schaltung noch vorgesehenen Schaltelemente
als Glättungsmittel u. dgl. sind nicht besonders erläutert, da sie nicht unmittelbar
für die Erfindung wichtig sind.
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Wesentlich ist jedoch die mechanische Ausbildung der gemeinsamen Einstelleinrichtung
für die beiden Widerstände A und B sowie für die Wiedereinschaltung der Kontakte
y. Wie bereits erwähnt, ist nur dann ein wirksamer Schutz gegen Überspannungen an
den empfindlichen Schaltelementen der in Betracht kommenden Geräte erzielbar, wenn
eine derartige Abhängigkeit zwischen den regelbaren Widerständen A und
B und der Betätigungsvorrichtung der Kontakte r
hergestellt ist, daß
die Kontakte erst nach voller Wiedereinschaltung der Widerstände A und
B geschlossen werden können. Zu diesem Zweck ist an der gemeinsamen Bedienungswelle
i für die Regelung der Widerstände A und B der in der Abb. 2 teilweise
dargestellten Schalteinrichtung ein Mitnehmer 2 aus einer Art Blattfeder angebracht,
der bei der Verstellung der Welle i von der Anfangsstelle aus in der Pfeilrichtung
eine Auslöseklinke 3 mittels eines Anschlages q anhebt und sich dabei in der gestrichelten
Stellung 26 befindet. Dadurch wird eine Verriegelung der Klinke 3 mittels des verlängerten
Teiles 5 des Relaisankers 6 ermöglicht. Die Wicklung 7 des Relais 8 ist mit dem
in Abb. i mit R bezeichneten Relais identisch.
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Während in der Abb. 2 der Anfangszustand gezeigt wird, ist in der
Abb. 3 die eben geschilderte Stellung der Auslöseklinke 3 dargestellt. Gleichzeitig
mit diesem Vorgang wird mittels eines weiteren, nur angedeuteten Mitnehmers g (vgl.
Abb. 3) an der Welle i der regelbaren Widerstände der Schalthebel io nach oben gestellt
und nimmt dabei den bei den üblichen Kippschaltern vorgesehenen Betätigungsgriff
ii mit. In dieser Stellung wird der Schalthebel io durch die Rastwirkung des Kippschalters
16 gehalten, und sind die Kontakte des Kippschalters geschlossen, die am Eingang
des Gerätes von der Netzseite her eingeschaltet und in der Abb. i mit v bezeichnet
sind. Spricht das Relais 8 infolge einer Überspannung an, so wird sein Anker 6 angezogen
und hebt damit die Verriegelung für die Auslöseklinke 3 auf. Die Auslöseklinke 3
ihrerseits wird mittels der Blattfeder 13 nach unten gedrückt, nimmt über das Kurvenstück
1q. den Schalthebel io mit, der seinerseits den Bedienungsgriff ii in der in Abb.
2 gestrichelt dargestellten Weise nach unten umlegt und demzufolge das Gerät von
der Stromquelle trennt. Eine gewisse Vereinfachung des Aufbaus läßt sich dann erzielen,
wenn das Kurvenstück 1q. genügend groß bemessen wird, um gleichzeitig zum Anheben
der Klinke 3 beim Wiedereinschalten des Gerätes von der Anfangsstellung aus zu dienen.
In diesem Falle genügt ein einziger Mitnehmer g an der Welle i zur Betätigung der
Schalteinrichtung.
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Es sind ohne weiteres Abänderungen der Betätigungseinrichtung für
die Schaltvorrichtung möglich. Allerdings hat es sich für die Verwendung normaler
Schalter 16 mit geradem Bedienungshebel ii als zweckmäßig erwiesen, den besonderen
Schalthebel io vorzusehen. Zu seiner Betätigung kann an der Einstellachse i der
Widerstände auch ein etwas andersartiger Mitnehmer als die Blattfeder z dienen.
Der Mitnehmer kann z. B. aus einem in einem Träger axial und parallel zur Welle
i verstellbaren Stift bestehen, der zwar von der Ausgangsstellung aus den Schalthebel
mittels eines daran sitzenden Anschlages mitnimmt, in der entgegengesetzten Richtung
jedoch z. B. durch Abschrägen des Anschlages ohne Widerstand darüber gleitet und
somit keinen Schaltvorgang verursacht.
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Die Anordnung kann auch so ausgebildet werden, daß beim Einstellen
des Vorschaltwiderstandes mittels der Bedienungswelle eine Feder gespannt wird und
die einzelnen Stellungen mittels eines Sperrades mit Sperrklinke gehalten werden.
Wird diese Klinke vom Überstrom- oder Überspannungsrelais ausgelöst, so wird die
Federkraft wirksam und dreht die Welle so weit in ihre Anfangsstellung zurück, daß
mittels ihres Mitnehmers auch der Netzschalter od. dgl. geöffnet wird. Dadurch ist
eine gute Sicherheit gewährleistet, denn der größte Widerstand wird dabei außerdem
selbsttätig wieder eingeschaltet.
An Stelle der Betätigung des Schalthebels
=o mittels der vom Relais ausgelösten vorgespannten Klinke 3 kann auch am Schalthebel
selbst eine genügend starke Feder angreifen, die beim Wiedereinschalten der Schalteinrichtung
vorgespannt wird. Ein Zurückschnellen des Schalthebels =o und damit Öffnen der Schalteinrichtung
=6 läßt sich jedoch zunächst mittels einer besonderen Sperrklinke verhindern. In
diesem Falle dient die Auslöseklinke 3 zur Aufhebung dieser Sperrung und läßt in
der üblichen Weise den Netzschalter mittels des Schalthebels öffnen. Wenn auch beim
Zurückdrehen der Bedienungswelle in die Ausgangsstellung die Schaltvorrichtung ohne
vorheriges Ansprechen des Relais geöffnet werden soll, so kann dazu ein bei wirksamer
Sperrklinke in die Bahn des Mitnehmers an der Bedienungswelle vorstehender Anschlag
oder Fühlhebel vorgesehen sein, der durch den Mitnehmer zur Seite gedrückt wird
und dabei an Stelle der Auslöseklinke die Sperrklinke betätigt. Der Fühlhebel bildet
zweckmäßig einen Teil der Sperrklinke, die ihrerseits an der Auslöseklinke drehbar
gelagert sein kann.
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Bemerkenswert ist insbesondere die Ausbildung des Mitnehmers 2 für
die Betätigung der Auslöseklinke 3. -- Damit er die Klinke 3 nur in der einen Bewegungsrichtung
der Welle i mittels des Anschlages q. betätigt; ist er, wie insbesondere die Abb.
q. vergrößert erkennen läßt, an seiner Auflaufkante 15 für den Anschlag q. derart
verschränkt, daß er bei der Rückstellung entgegen der in Abb. 2 angedeuteten Pfeilrichtung
seitlich am Anschlag q. vorbeigleitet, indem er infolge seiner Nachgiebigkeit vom
Anschlag q. aus seiner eigentlichen Bewegungsrichtung herausgedrückt wird. Es ist
somit unmöglich, daß bereits bei der Rückstellung der Welle i auf ihre Ausgangsstellung
(vgl. Abb. 2) die Auslöseklinke wieder in ihre verriegelte Lage gebracht und der
Schalter 16 geschlossen werden kann, sondern viehmehr erst in der bereits geschilderten
Anfangsstellung.
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Damit der den Schalthebel =o mitnehmende Anschlag g an der Welle i
an dem einen Gegenanschlag =g des Schalthebels =o nach vollzogener Betätigung vorbeibewegbar
ist, ist eine schwenkbare Anordnung des Anschlages vorgesehen worden. Seine Rückstellung
in die gestrichelt dargestellte Lage 2o erfolgt mittels einer Feder 17, so daß zwar
bei der Betätigung der Welle i in der Pfeilrichtung der Mitnehmer g ohne weiteres
daran anliegt, nicht aber bei der Verstellung in der Gegenrichtung, in der er ähnlich
wie bei einer Sperrklinke am Anschlag =g vorbeibewegbar ist. Infolgedessen läßt
sich mittels des weiteren, 'am Schalthebel =o angebrachten Anschlages 21 das Gerät
auch durch den Mitnehmer g ausschalten, der dann an Stelle der Auslöseklinke 3 völlig
unabhängig davon den Schalthebel nach unten drückt und damit den Schalter 16 in
die Ausschaltstellung bringt. In der Betriebsstellung des Schalthebels =o wird der
Anschlag =g mittels eines seinen hebelartigen Fortsatz berührenden Anschlages 18
am Schaltergestell 29 aus der Bahn des Mitnehmers g bewegt.
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Eine gewisse Vervollständigung der erfindungsgemäßen Einrichtung läßt
sich noch dadurch erzielen, daß mit der eben geschilderten Schalteinrichtung eine
weitere Umschaltung für den Betrieb des Gerätes aus Batterien ausführbar ist. Zu
diesem Zweck ist auf der Rückseite der in den Abb. 2 und 3 dargestellten Einrichtung,
wie die Abb. 5 zu erkennen gibt, an der gemeinsamen Bedienungswelle i ein weiterer
Mitnehmer 22 am Rand einer Scheibe 23 angebracht, der nach Art eines Malteserkreuzgetriebes
den Hebel 24 und damit die Achse 25 eines weiteren, nicht dargestellten Schalters
betätigt. Dieser Schaltvorgang erfolgt zweckmäßig in einer Stellung der gemeinsamen
Bedienungswelle i, die vor der Anfangsstellung für die Regelung der Vorwiderstände
liegt. Aus diesem Grunde ist es vorteilhaft, daß die einzelnen Stellungen der Welle
i mittels einer Rastvorrichtung festlegbar sind. Die Netzleitung N (vgl. Abb. i)
ist also bei der Anschaltung von Batterien an das Gerät auf jedem Fall abgeschaltet.
Die zu einem solchen Batterieschalter gehörigen Kontakte sind in der Abb. i mit
K, L, M, N und P bezeichnet und dienen, wie das Schaltbild ohne weiteres
erkennen läßt, einerseits mit K, M und N zur Anschaltung der nicht näher bezeichneten
Batterien, mit L zur Umschaltung im Schaltungsteil X für die Erzeugung der
bei a und b
abnehmbaren Gittervorspannung sowie mit P am Spannungsmesser
j zur Änderung seines Anschlusses. Der zweckmäßig zurückfedernde Kontakt P hingegen
ermöglicht die Messung der Anodenspannung mittels des Instrumentes J. Das Schaltbild
zeigt den Betriebszustand für Batteriespeisung.