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Fernmeldesystem, insbesondere zentralisiertes Verkehrssteuerungssystem
Die Erfindung bezieht sich auf ein Fernmeldesystem bzw. ein zentralisiertes Verkehrssteuerungssystem
für Eisenbahnen und betrifft insbesondere eine elektronische Stromversorgungseinrichtung
und einen elektronischen Impulsdetektor zur Verwendung in' den Einrichtungen der
Zentrale eines zentralisierten Verkehrssteuerungssystems.
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In zentralisierten Verkehrssteuerungssystemen wird die Betätigung
bzw. Regelung von Schaltern, Signalen und anderen Einrichtungen in entfernten Unterstationen
von einer Zentrale aus vorgenommen, indem in bestimmter Weise verschlüsselte (kodifizierte)
elektrische Ströme über ein Paar von Leitungen zu den Unterstationen geleitet werden.
Nachrichten, welche die jeweiligen Betriebszustände der verschiedenen Einrichtungen
in jeder Unterstation anzeigen, werden im allgemeinen über dieselben Leitungen geführt,
weiche auch die Steuersignale überträgt. Diese Nachrichten werden auch im allgemeinen
durch in bestimmter Weise verschlüsselte (kodifizierte) elektrische Ströme übermittelt.
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In einem solchen Typ eines zentralisierten Verkehrssteuerungssystems
(CTC = »centraliced traffic control«) ist ein durchgehendes Linienleitungspaar von
der Zentrale zu den verschiedenen Unterstationen gezogen. In der Zentrale ist eine
Stromquelle, im allgemeinen eine Batterie, welche die Leitungen mit Strom versorgt.
Zugleich sind Einrichtungen vorgesehen, welche die Spannung in
der
Leitung in bestimmter Weise zur Übertragung der Steuer- bzw. Regelsignale verschlüsseln.
In jeder Unterstation ist ein Linienrelais mit den beiden Leitungsdrähten verbunden,
und dieses Linienrelais spricht auf die unterschiedlich verschlüsselten Ströme an,
welche in der Zentrale in die Leitungen gesandt werden. Weiter ist in jeder Unterstation
eine Vorrichtung vorgesehen, welche intermittierend zu den normalerweise spannungführenden
Leitungen derart parallel geschaltet wird, daß sich eine in bestimmter Art kodifizierte
Nachricht ergibt, welche zurück zur Zentrale geleitet werden soll. Jede Parallelschaltung
zu den Leitungen in der Unterstation führt zu einer Erhöhung des Leitungsstromes
zwischen der Zentrale und der Signale abgebenden Unterstation, und es ist in der
Zentrale eine Vorrichtung angeordnet, welche diese Stromänderungen aufnimmt, so
daß die von der Unterstation ankommenden Nachrichten gut empfangen werden können.
Ein Nebenschlußsystem (shunt-type-System) dieser Art ist in der USA.-Patentschrift
a 399-734 dargestellt und beschrieben.
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Bei einem solchen Stromversorgungssystem mit einer Batterie, welche
normalerweise in diesen mit Nebenschluß betriebenen zentralisierten Verkehrssteuerungssystemen
verwendet wird, ist es unter bestimmten Umständen schwierig, Nachrichten von weit
entfernten Unterstationen zu erhalten. Diese Schwierigkeit tritt vor allem dadurch
auf, daß ein Strombegrenzungswiderstand in der Zentrale mit der Batterie in Reihe
geschaltet sein muß. Der Widerstand begrenzt den Leitungsstrom auf einen solchen
Wert, daß eine Beschädigung der Relaiskontakte vermieden wird, wenn ein Nebenschluß
an die Linienleitungen in oder nahe der Zentrale angeschlossen wird; unter diesenUmständen
würde der niedrige Leitungswiderstand zwischen einer Batterie und dem Nebenschluß
sonst einen extrem hohen Betrag des Stromes ergeben.
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Die Verwendung eines Strombegrenzungswiderstandes in Reihe mit der
Linienbätterie verursacht jedoch eine Spannungsminderung in den Linienleitungen,
wenn an die Leitungen in einer Unterstation ein Nebenschluß geschaltet wird. In
anderen Worten, der verminderte Widerstand, welcher in den Leitungsdrähten auftritt,
wenn ein Nebenschluß angeschlossen wird, erhöht den von der Batterie abgegebenen
Strom. Der erhöhte Spannungsabfall, welcher dann über dem Strombegrenzung'swiderstand
und ebenfalls über dem inneren Widerstand der Batterie abfällt; führt zu einem Abfallen
der Leitungsspannung, mit dem Ergebnis, daß nur eine -geringe Stromerhöhung durch
den Nebenschluß der Unterstation auftritt. Infolgedessen wird bei weit entfernten
Unterstationen, bei denen zusätzlich ein beträchtlicher Spannungsabfall in den Linienleitungen
auftritt, wenn ein Nebenschluß angeschlossen wird, die Stromdifferenz in der Zentrale
so klein, daß die Anzeige schwierig ist.
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Ein- -weiterer Nachteil eines solchen Stromversorgungssystems mit
einer Batterie und in Reihe geschaltetem Strombegrenzungswiderstand ist, daß die
Linienspannung sich beträchtlich mit der Größe des Ableitungswiderstandes ändert,
so daß ein exaktes Arbeiten des Systems in Frage gestellt ist.
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Wenn ein hoher Ableitungsstrom auftritt, z. B. bei feuchtem Wetter,
wird die Spannung in den Leitungen absinken. Aber auch ohne dieses Absinken der
Leitungsspannung wird eine hohe Ableitung den Steuerstrom für -die Linienrelais
entfernter Unterstationen herabsetzen. Noch schlimmer wird es, wenn dann ein Absinken
der Leitungsspannung auftritt, wodurch der Strom zur Betätigung der Relais noch
weiter herabgesetzt wird.
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Um diese Nachteile zu vermeiden, die bei Verwendung einer Batterie
zur Versorgung der Linienleitungen-eines zentralisierten Verkehrssteuerungssystems
auftreten, wird- gemäß der Erfindung vorgeschlagen, eine eleletronisch gesteuerte
Stromversorgung vorzusehen, welche bei einem Anwachsen des Stromes aus der Stromversorgung
eine höhere Spannung in die Leitungen einführt. Dadurch verursacht nun die Einschaltung
eines Nebenschlusses durch eine Unterstation, daß die Leitungsspannung als Folge
des durch den Nebenschluß erhöhten Leitungsstromes änwächst, und die Spannung wird
wieder herabgesetzt, wenn der Nebenschluß abgeschaltet wird und der Leitungsstrom
sinkt. Im Endergebnis wird eine stärkere Leitungsstromdifferenz auftreten, so daß
die Anzeige von Nebenschlüssen der Unterstationen in der Zentrale erleichtert wird.
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Ein weiterer Vorteil, welcher durch das elektronisch gesteuerte Stromversorgungssystem
gemäß der Erfindung erreicht wird, ist, ' daß ein solches Stromversorgungssystem
die Leitungsspannung automatisch erhöht, wenn eine höhere Ableitung auftritt, und
erniedrigt, wenn nur eine geringe Ableitung vorhanden ist, so daß eine automatische
Kompensation bei verschiedenen Betriebsbedingungen erreicht ist. Um auch einen Strombegrenzungswiderstand
überflüssig zu machen, ist die elektronisch gesteuerte Stromversorgung so ausgelegt,
daß jede Stromerhöhung über einen bestimmten Wert zu einem verhältnismäßig scharfen
Absinken der Leitungsspannung führt, so daß der Höchstwert des Leitungsstromes begrenzt
wird. Dieses Merkmal der Begrenzung des Stromes erlaubt auch die Verwendung einer
höheren Leitungsspannung, da in jedem Augenblick ein Erreichen eines hohen Wertes:
des Stromes verhindert wird.
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Die Einrichtungen, welche in den bisher verwendeten" zentralisierten
Verkehrssteuerungssystemen zur Anzeige des Nebenschließens der Unterstationen in
der Zentrale verwendet wurden, enthielten gewöhnlich einen Impulstransformator.
Dieser Transformator hat eine Primärwicklung, welche mit der Stromquelle der Leitung
in Reihe geschaltet ist, und die Sekundärwicklung des Transformators ist mit der
Wicklung eines polarisierten Relais verbunden, welches den kodifizierten Schwankungen
des Stromes folgt. Wenn der Leitungsstrom bei Einschaltung eines Nebenschlusses
einer Unterstation ansteigt und anschließend wieder fällt, wenn
der
Nebenschluß abgeschaltet wird, erscheinen nacheinander Spannungsimpulse der einen
und dann der anderen Polarität über der Sekundärwicklung und verursachen eine Betätigung
des Relais entsprechend seinen beiden Schaltmöglichkeiten.
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Bei der Verwendung eines Impulstransformators tritt der Nachteil auf,
daß eine verhältnismäßig starke Änderung des Linienstromes zur Betätigung des den
Schlüsselzeichen folgenden Relais notwendig ist. Auf Grund dieser Tatsache mußten
früher oft starke Leitungsquerschnitte verwendet werden, um den Leitungsspannungsabfall
zu überwinden, und es wurde dadurch die maximal erreichbare Entfernung zwischen
der Zentrale und der am weitesten entfernten Unterstation begrenzt. Gemäß der Erfindung
wird daher auch vorgeschlagen, eine elektronische Einrichtung zur Anzeige von Impulsen
in der Zentrale zu verwenden, welche auf Parallelschaltungen von Unterstationen
anspricht, die nur kleine Stromdifferenzen in der Zentrale verursachen.
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In einem zentralisierten Verkehrssteuerungssy stem ist es oft erwünscht,
eine Verbindung nicht nur mit den Unterstationen zu erhalten, welche an die Hauptleitung
des zentralisierten Verkehrssteuerungssystems angeschlossen sind, sondern auch mit
Unterstationen, welche an eine Zweigleitung angeschlossen sind, die mit der Hauptleitung
in Verbindung steht. Solch eine Zweigleitung kann mit der Leitung in der Zentrale
verbunden sein, oder meistens ist sie an einem von der Zentrale weiter entfernten
Punkt angeschlossen.
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Unter diesen Umständen kann oft nicht mit Sicherheit erreicht werden,
daß das Anlegen eines Nebenschlusses durch eine Unterstation an die Hauptleitung
über .der Verbindungsstelle zu einem Abfallen der Linienrelais auf der Zweigleitung
führt, oder umgekehrt. Wie in dem bereits erwähnten USA.-Patent beschrieben ist,
ist ein solches Abfallen der Linienrelais erforderlich, um eine bestimmte Rangordnung
zwischen den Stationen zu erhalten, falls zwei oder mehr Stationen zugleich mit
der Aussendung von Nachrichten an die Zentrale beginnen. Daher sind auch gemäß der
Erfindung Einrichtungen vorgesehen, welche die elektronische Stromversorgung und
`den elektronischen Impulsdetektor gemäß der Erfindung erforderlichenfalls derart
koordinieren, daß bei der Nachrichtenübertragung über eine Zweigleitung die Anzeige
des Nebenschlusses eine Unterstation durch den Impulsdetektor zu einem plötzlichen
Absinken der Linienspannung während der Dauer eines solchen Nebenschlusses führt,
wobei alle Linienrelais abfallen. Dabei ist zu berücksichtigen, daß die Spannungserhöhung
mit der ansteigenden Charakteristik des Stromes der Stromversorgung noch wirksam
ist, so daß sowohl die Anzeige eines Nebenschlusses als auch die Abschaltung eines
Nebenschlusses durch eine Unterstation erleichtert ist. Wenn einmal das Vorhandensein
des Nebenschlusses festgestellt ist, ist vorgesehen, daß die Stromversorgung die
Linienspannung auf einen solchen Betrag absenkt, daß das Abfallen aller Linienrelais
der Unterstationen gesichert ist, jedoch gleichzeitig hoch genug ist, um die Anzeige
des Abschaltens eines Nebenschlusses an der Stelle der sendenden Unterstation anzuzeigen.
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Die Erfindung bezweckt daher auch eine elektronisch gesteuerte Stromversorgung
für ein zentralisiertes Verkehrssteuerungssystem, welche so ausgelegt ist, daß sie
eine ansteigende Spannung bei ansteigender Stromcharakteristik aufweist, um die
Anzeige entfernter Leitungsnebenschlüsse zu erleichtern und Änderungen in den Betriebsbedingungen
der Leitung zu kompensieren.
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Zweck der Erfindung ist weiter eine elektronisch gesteuerte Stromversorgung,
in der eine steigende Spannung mit steigendem Strom auftritt und welche außerdem
so wirkt, daß der- Maximalstrom begrenzt wird, welcher fließen kann, wenn ein Nebenschluß
in oder nahe der Zentrale eingeschaltet wird.
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Die Erfindung bezweckt auch, einen elektronischen Impulsdetektor zu
schaffen, welcher empfindliche Einrichtungen zur Feststellung von Nebenschlüssen
der Unterstationen enthält.
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Zweck der Erfindung ist weiter eine elektronisch gesteuerte Stromversorgung
und ein elektronischer Impulsdetektor für ein zentralisiertes Verkehrssteuerungssystem,
welche derart zusammenarbeiten, daß das Abfallen der Linienrelais untergeordneter
Unterstationen als Folge der Einschaltung eines Liniennebenschlusses durch eine
gleichzeitig Nachricht gebende übergeordnete Unterstation ermöglicht wird.
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Weiter bezweckt die Erfindung eine elektronisch gesteuerte Stromversorgung
und einen elektronischen Impulsdetektor für ein zentralisiertes Verkehrssteuerungssystem
zu schaffen, bei dem die Feststellung eines Nebenschlusses einer Unterstation durch
den Impulsdetektor ein Absenken der Leitungsspannung durch die Stromversorgung während
der Dauer eines solchen Nebenschlusses bewirkt und dabei sicherstellt, daß die Linienrelais
anderer Unterstationen abfallen, welche mit den genannten Linienleitungen verbunden
sind.
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Andere zweckmäßige Ausführungsformen und Merkmale der Erfindung können
entweder den Zeichnungen entnommen werden oder werden im Verlauf der Beschreibung
der Zeichnungen noch näher erläutert.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden an Hand der Zeichnungen
näher beschrieben, in denen gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen Abbildungen
für gleiche entsprechende Teile verwendet werden.
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Abb. i zeigt einen Teil eines zentralisierten Verkehrssteuerungssystems
mit einer Einrichtung für die Zentrale, welche die elektronisch gesteuerte Stromversorgung
und einen elektronischen Impulsdetektor gemäß der Erfindung enthält; Abb. 2 zeigt
eine Einrichtung für die Zentrale, welche an Stelle der entsprechenden Einrichtung
nach Abb. i verwendet werden kann, und die elektronisch gesteuerte Stromversorgung
gemäß der
Erfindung sowie einen Impulstransformator zur Feststellung
von Nebenschlüssen in den Unterstationen.
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Abb. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Einrichtung der Zentrale,
welche an Stelle der entsprechenden Einrichtung in dem System der Abb. i verwendet
werden kann und welche eine Batterie als Spannungsquelle für den Leitungsstrom und
den elektronischen Impulsdetektor gemäß der Erfindung enthält; Abb. q. zeigt ein
Schaltbild der elektronisch gesteuerten Stromversorgung sowie des elektronischen
Impulsdetektors gemäß der Erfindung; Abb. 5 zeigt ein Diagramm der Ausgangscharakteristik
der elektronisch gesteuerten Stromversorgung gemäß der Erfindung.
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Um die: Darstellung zu vereinfachen und die Erklärung der Erfindung
zu erleichtern, sind die verschiedenen Teile und Stromkreise schematisch dargestellt
und übliche Zeichen für die Schaltbilder verwendet. Die Zeichnungen sind so ausgeführt,
daß vor allem die Erklärung des Prinzips und der Wirkungsweise erleichtert ist,
während die Darstellung der Konstruktion im einzelnen und die in der Praxis vorzusehende
Anordnung der einzelnen Teile im wesentlichen vernachlässigt wird. Die verschiedenen
Relais und ihre Kontakte sind z. B. in einer gebräuchlichen Art dargestellt.
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Kurz zusammengefaßt enthält die Erfindung eine Stromversorgung, welche-
elektronisch derart geregelt wird, daß bestimmte Charakteristiken hinsichtlich der
Art auftreten, in der sich ihre Ausgangsspannung mit dem Ausgangsstrom und bei Schwankungen
der Eingangsspannung ändert. Diese Stromversorgung ist besonders geeignet zur Versorgung
der Linienleitungen eines zentralisierten Verkehrssteuerungssystems. Die Stromkreise
sind so ausgelegt, daß die Ausgangsspannung der Stromversorgung im wesentlichen
unbeeinflüßt ist von Änderungen der Eingangsspannung, sich jedoch mit dem Ausgangsstrom
derart ändert, daß die Spannung erhöht wird, wenn der Ausgangsstrom steigt, und
erniedrigt wird, wenn der Ausgangsstrom sinkt. Weiter ist die Stromversorgung derart
geregelt, daß ein Anwachsen der Last, welches zu einer Erhöhung des Ausgangsstromes
der Stromversorgung über einen bestimmten vorgegebenen Maximalwert führt, eine schnelle
Absenkung der Ausgangsspannung bewirkt, um . dadurch den Maximalwert des Stromes,
welcher aus der Stromversorgung entnommen werden kann, wirksam zu begrenzen.
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Die Erfindung betrifft auch einen elektronischen Impulsdetektor, welcher
auf Spannungsänderungen an einem Widerstand anspricht, über den die Stromversorgung
der Linienleitungen erfolgt. Wenn Liniennebenschlüsse in den verschiedenen Unterstationen
an- und abgeschaltet werden, wächst und sinkt die Spannung über .diesem Widerstand
dementsprechend. Diese Spannung wird' in dem Impulsdetektor verstärkt und betätigt
einen elektronischen Kippkreis, welcher zwischen zwei entgegengesetzten Schaltmöglichkeiten
derart hin und her geschaltet wird, daß ein angeschlossenes Relais ebenfalls hin
und her geschaltet wird.
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Abb. i zeigt schematisch den Linien-Stromkreis für ein zentralisiertes
Verkehrssteuerungssystem, welches zusammen mit der Einrichtung gemäß der Erfindung
verwendet werden kann. Ein zentralisiertes Nebenschluß-Verkehrssteuerungssystem
der genannten Art ist in der bereits erwähnten USA.-Patentschrift dargestellt. Der
Linien-Stromkreis der Abb. i ist eine Modifikation der in Abb. i dieser Patentschrift
dargestellten Einrichtungen, aber die verschiedenen Relais der Zentrale, welche
im vorliegenden Fall so dargestellt sind, daß sie durch geeignete Relais-Steuerkreise
RCC gesteuert werden, werden alle in der Art gesteuert, die in dieser USA.-Patentschrift
dargestellt und beschrieben ist.
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In der Zentrale CO (Control Office) werden Steuersignale in die Linienleitungen
io und ii eingeführt und zu einer Anzahl von Unterstationen FS übertragen, deren
jede entlang der Eisenbahnlinie an einer Stelle angeordnet ist, in der Schalter,
Signale oder andere Einrichtungen gesteuert werden sollen. Jede Unterstation enthält
Einrichtungen, welche auf ein Steuersignal ansprechen, das für diese Unterstation
bestimmt ist, und diese Einrichtungen können die empfangenen Signale derart entschlüsseln,
daß die Einrichtung in der Unterstation in der gewünschten Weise selektiv gesteuert
werden kann.
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Jede Unterstation enthält auch Einrichtungen zum selektiven Einschalten
und Abschalten von Nebenschlüssen der Linienleitungen. Da die Linien-Leitungen normalerweise
durch die Stromversorgung in der Zentrale unter Spannung gehalten werden, werden
durch das Zu- und Abschalten von Nebenschlüssen der Linienleitungen in der Unterstation
Schlüsselimpulse des Stromes auf den Linienleitungen erscheinen. Auf diese Weise
werden Anzeigesignale, welche die Betriebszustände der einzelnen Einrichtungen der
Unterstationen angeben, zur Zentrale zurückgeleitet.
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Aus Abb. i, in der im Blockschaltbild eine Vorrichtung gemäß der Erfindung
dargestellt ist, geht hervor, daß die Linienleitung i i normalerweise über einen
Ruhekontakt 12 eines Relais CF an den negativen Pol der elektronisch gesteuerten
Stromversorgung !d angeschlossen ist. Die andere Linienleitung io ist über einen
Ruhekontakt 14 des Relais CF an den positiven Pol der Stromversorgungseinrichtung
angeschlossen. Wenn das System in Ruhe ist, ist daher die Stromversorgung mit den
Linienleitungenderart verbunden, daß die Linienleitungen normalerweise unter Spannung
sind, wobei die Leitung io gegenüber der Leitung i i eine positive Polarität aufweist.
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In jeder Unterstation ist ein Relais L0 vorhanden, das während der
Ruheperiode nicht angezogen ist. Die Linienleitung zo wird dadurch über den Ruhekontakt
17 des Relais ZO, die obere Wicklung des Relais 2F, Widerstand i$ und Ruhekontakt
i9 des Relais L0 mit der Linienleitung ii verbunden. Das Relais 2F in jeder Unterstation
ist ein unter Vorspannung gehaltenes polarisiertes Relais mit
zwei
Endstellungen. Wenn der Stromfluß während einer Ruheperiode durch die obere Wicklung
des Relais 2F von links nach rechts fließt, nimmt der Anker dieses Relais die rechte
Lage ein. Wenn die Polarität des durch die Wicklungen des Relais 2 F fließenden
Stromes entweder unterbrochen oder umgekehrt wird, bewegt sich der Anker des Relais
2F in die linke Stellung.
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In der Zentrale sind Einrichtungen vorgesehen, welche dafür sorgen,
daß die Linienleitungen io und i i während eines Steuerzyklus über kurze oder lange
Perioden abwechselnd erregt und entregt werden, wodurch sich bestimmte Schlüsselsignale
ergeben. Das Ansprechen des Relais C beim Beginn eines Steuerzyklus bewirkt, daß
die Linienleitung io über den Ruhekontakt 15 des Relais E und Arbeitskontakt 16
des Relais C an die Linienleitung ii geschaltet wird. Dieser Nebenschlußkr.eis bewirkt,
daß die Linienleitungen io und ii stromlos gemacht werden bzw. entregt werden, so
daß die Linienrelais in den verschiedenen Unterstationen alle abfallen. Dadurch
wird den verschiedenen Unterstationen die Nachricht gegeben, daß die Zentrale mit
der Übertragung eines Steuerzyklus beginnt. Dieser Nebenschlußkreis schließt auch
die Ausgangsklemmen der elektronisch geregelten Stromversorgungseinrichtung kurz.
Der Ausgangsstrom der Stromversorgungseinrichtung wächst dadurch an; wie jedoch
noch näher erläutert wird, wird der Maximalstrom, der aus dem Stromerzeuger entnommen
werden kann, dann auf einen bestimmten festen Wert begrenzt.
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Während der Dauer des Steuerzyklus bleibt das Relais C angezogen,
aber das Relais E wird abwechselnd betätigt in Übereinstimmung mit dem Schlüsselsignal,
welches übertragen werden soll. Wenn der Ruhekontakt 15 des Relais E geöffnet
ist, ist der Nebenschlußkreis offen, und die Linienleitungen io und i i werden dann
durch die elektronisch geregelte Stromversorgungseinrichtung unter Spannung gesetzt.
Zur gleichen Zeit sinkt der Strom, der aus der Stromversorgungseinrichtung fließt.
Wenn das Relais E abfällt und der Ruhekontakt 15 geschlossen wird, werden
die Linienleitungen io und i i wiederum durch einen Nebenschluß verbunden, und der
Ausgangsstrom der Stromversorgung wird erhöht. Durch diese abwechselnde Erregung
und Entregung der Linienleitungen io und ii wird das Linienrelais 2F in jeder Unterstation
nacheinander zwischen seinen beiden Schaltstellungen hin und her bewegt.
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Wenn der Nebenschluß der Stromversorgungseinrichtung intermittierend
geöffnet und geschlossen wird, ändert sich gleichzeitig der Strom in den Linienleitungen
und verursacht entsprechende Änderungen der Spannung über einem Widerstand in der
elektronisch geregelten Stromversorgungseinrichtung. Durch den elektronischen Impulsdetektor
B sorgt diese Spannung dafür, daß das Relais F zwischen seinen beiden Endstellungen
hin und her bewegt wird. Dieses Relais F ist ein polhrisiertes Relais mit zwei Betriebsstellungen.
Sein Anker wird durch eine bestimmte Polung der Erregung in die eine Lage und durch
die entgegengesetzte Polung in die andere Lage bewegt.
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Während der Abschlußperiode am Ende eines Steuerzyklus fällt Relais
C ab. Obgleich die Linienleitungen während einer solchen Abschlußperiode mit einem
Nebenschluß versehen sein sollten, wenn das Relais E abgefallen ist, bewirkt die
Öffnung des Arbeitskontakts 16 beim Abfallen des Relais C normalerweise, daß der
Nebenschluß geöffnet wird. Diese Öffnung des Nebenschlusses wird jedoch in diesem
Augenblick durch einen Nebenschlußkreis verhindert, welcher durch den Ruhekontakt
23 des Relais E und den Ruhekontakt 24 des Relais 0R gebildet wird.
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Das abwechselnde Zu- und Abschalten eines Nebenschlusses an die Linienleitungen
in der Zentrale während eines Steuerzyklus bewirkt, daß das Linienrelais 2F in jeder
Unterstation zwischen seinen Endstellungen hin und her bewegt wird. Diese Wirkung
des Relais 2 F wirkt auf eine Entschlüsselungseinrichtung, welche die gewünschte
Station wählt und die Einrichtung an -der Station entsprechend dem empfangenen Schlüsselsignal
steuert.
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Beim Beginn eines Anzeigezyklus wird das Relais CF in der Zentrale
angezogen infolge der Einschaltung des Nebenschlusses an die Linienleitungen in
der Nachricht gebenden Unterstation. Leitung io ist daher durch den Arbeitskontakt
i2 des Relais CF an die negative Klemme der Stromversorgungseinrichtung angeschlossen,
während die Leitung i i über den Arbeitskontakt 1q. des Relais CF direkt an die
positive Klemme der Stromversorgungseinrichtung angeschlossen ist. Diese Umkehrung
der Polarität der Leitungsdrähte erfolgt bei Betätigung des Relais 2F in jeder Unterstation,
so daß das Relais ZO in der Nachricht gebenden Unterstation derart angezogen wird,
wie in der bereits erwähnten USA.-Patentschrift beschrieben ist. Das Anziehen des
Relais ZO in irgendeiner Unterstation kennzeichnet die Unterstation als diejenige,
welche ein Anzeigesignal an die Zentrale aussendet.
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Wenn das Relais L0 in einer Unterstation angezogen ist, wird durch
die anschließende intermittierende Betätigung des Relais E0 ein Nebenschl.uß zu
den Leitungen io und ii eingeschaltet. Dieser Nebenschlußkreis verläuft von der
Leitung io aus über Arbeitskontakt i9 des Relais ZO, Arbeitskontakt 2o des Relais
E0 und Ruhekontakt 2 1 des Relais EE zur Linienleitung i i. Gleichzeitig fällt das
Relais 2F bei .der Nachricht gebenden Unterstation ab, da der Nebenschluß an dieser
Stelle eingeschaltet ist und ebenfalls weil der Ruhekontakt 22 des Relais E0 geöffnet
ist, welche in dem Haltekreis des Relais 2F liegt, wenn das Relais L0 angezogen
ist.
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Jede Schlüsselziffer, welche durch die Einschaltung eines Nebenschlusses
zu den Linienleitungen dargestellt wird, wird beendet durch das Anziehen des Relais
EE. Das Anziehen des Relais EE bewirkt, daß sein Ruhekontakt 2i geöffnet wird, so
daß der soeben beschriebene Nebenschlußweg nicht i länger wirksam ist. Gleichzeitig
werden durch
Öffnung des Arbeitskontakts 2i des Relais EE die Linienleitungen
über die Wicklungen des Linienrelais 2F verbunden. Dieser Kreis für die Erregung
des Relais 2F verläuft von der jetzt positiven Leitung ii über Arbeitskontakt 2
1 des Relais EE, Arbeitskontakt 17 des Relais ZO, die Wicklungen des Relais 2F,
Widerstand 18 und Arbeitskontakt i9 des Relais LO zur negativen Leitung io. Auf
diese Weise wird durch den Nebenschluß zu den Linienleitungen in der Unterstation
das Abfallen des angeschlossenen Linienrelais bewirkt; wenn aber der Nebenschluß
geöffnet wird, werden die unter Spannung befindlichen Leitungen das Linienrelais
an dieser Stelle wieder öffnen. Auf diese Weise folgt das Linienrelais den von der
Unterstation übertragenen Signalen.
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In der Zentrale verursacht jede Stromänderung in den Linienleitungen,
welche als Folge der auf die Linienleitungen in einer Unterstation aufgebrachten
verschlüsselten Nachricht auftritt, eine entsprechende Spannungsänderung an einem
Widerstand, welcher sich in der elektronisch geregelten Stromversorgungseinrichtung
befindet. Diese Spannung bewirkt durch den elektronischen Impulsdetektor, däß das
Relais F zwischen seinen beiden Endstellungen hin und her bewegt wird.
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Arbeitskontakt 52 eines Relais SD und Ruhekontakt 53 eines Relais
LET liegen parallel zu dem Erregerstromkreis für die untere Wicklung des Relais
F. Der Zweck dieser Kontakte ist, ein unbeabsichtigtes Ansprechen des Relais F zu
verhindern, wenn die Linienleitungen beim Beginn eines Anzeigezyklus durch das Anziehen
des Relais CF umgepolt werden. Wenn eine Nachricht gebende Unterstation zunächst
einen Nebenschluß bei Beginn eines Anzeigezyklus einschaltet, wird die Gasentladungsröhre
ioq. (Abb. q.) gezündet, so daß die obere Wicklung des Relais F erregt wird, wie
im folgenden noch näher beschrieben wird. In dem anschließenden Intervall vor dem
Abschalten des Nebenschlusses der Unterstation wird das Relais CF in der Zentrale
angezogen, so daß die Polarität der Spannung für die Linienleitungen io und ii umgekehrt
wird. Diese Umkehrung der Polarität in den Linienleitungen führt zu Stromänderungen,
welche normalerweise die Tendenz haben würden, die Gasentladungsröhre io2 (Abb.
q.) leitend zu machen, so daß die Gasentladungsröhre ioq. gelöscht und die untere
Wicklung des Relais F stärker als die obere Wicklung erregt würde. In diesem Intervall
ist jedoch das Relais SD abgefallen iznd Relais LET angezogen. Dadurch wird der
Kreis für die untere Wicklung des Relais F geöffnet, ebenso wie der Anoden-Kathoden-Kreis
der Röhre io2, so daß er nicht auf den störenden Eingangsimpuls ansprechen kann,
den er empfängt, wenn die Polarität der Linienleitungen geändert wird. Obwohl die
Röhre 10q. während dieser Änderung der Polarität also einen falschenEingangsimpüls
an ihrem Steuergitter erhält, kann ein solcher Eingangsimpuls das Verhalten dieser
Röhre nicht ändern, da sie schon leitend ist und im Anschluß daran diese Leitfähig-.
keit nicht durch einen solchen Gitterimpuls verlieren kann. Dadurch wird die jeweilige
Leitfähigkeit und Nichtleitfähigkeit der Röhren 104 und io2 während dieses Intervall
aufrechterhalten, und das Relais F spricht nicht an.
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Während der Abschlußperiode, welche am Ende eines Anzeigezyklus auftritt,
wird ein Nebenschluß bei der Stromversorgungseinrichtung aufrechterhalten, nachdem
Relais SA abgefallen ist. Der Kreis verläuft über Ruhekontakt 7 des Relais C, Arbeitskontakt
8 des Relais SC und Ruhekontakt 9 des Relais SA. Dieser Nebenschlußkreis verhindert
das Auftreten einer momentanen Änderung in der Stromversorgung, wenn das Relais
CF abfällt und der Anker dieses Relais sich in die Abfallstellung bewegt. Solch
eine Stromänderung würde zu einem unerwünschten Eingangssignal im Impulsdetektor
führen, wie im folgenden noch zu beschreiben ist. Nachdem Relais CF abfällt, wird
der Nebenschluß durch Ruhekontakt 23 des Relais E und Ruhekontakt 2q. des Relais
0R aufrechterhalten, bis Relais 0R wieder anzieht, um die Periode der Ruhe einzuleiten.
Dieser Nebenschlußkreis ist nicht wirksam während des Anzeigezyklus, wenn Relais
CF angezogen ist. Wenn Relais LV am Ende eines Anzeigezyklus anzieht, wird ein Nebenschluß
für die Linienleitungen durchdessenArbeitskontakt58 und Arbeitskontakt i2 des Relais
CF hergestellt, und es wird dadurch mit Sicherheit erreicht, daß die Nachricht gebende
Unterstation stillgesetzt wird.
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Wenn das System in Ruhe ist, enthält die Belastung für die Stromversorgungseinrichtung
in der Zentrale hauptsächlich den Reihenwiderstand der Leitungsdrähte, den Ableitwiderstand
und die verschiedenen Linienrelais, welche Nebenschlüsse für die Linienleitung bilden
und von denen eines in jeder Unterstation angeordnet ist.
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Wenn ein Nebenschluß in der Nähe der Zentrale auftritt, wird der totale
Widerstand der Linienleitung in bezug auf die Zentrale sehr niedrig'sein, so daß
der Strom, der aus der Stromversorgungseinrichtung entnommen wird, stark anwächst.
Es müssen daher Einrichtungen vorgesehen werden, welche den maximalen Strom, der
aus der Stromversorgungseinrichtung entnommen werden kann, begrenzen, um dadurch
eine Beschädigung der Relaiskontakte in der Zentrale zu vermeiden.
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Wenn dagegen der Nebenschluß an einer Stelle eingeschaltet wird, welche
von der Zentrale weit entfernt ist, so ist die Verminderung des Widerstandes der
Linienleitungen in bezug auf die Zentrale sehr gering, weil in diesem Fall zwischen
der Zentrale und der Stelle des Nebenschlusses noch ein beträchtlicher Linienwiderstand
und Ableitungen zusätzlich zu einer Vielzahl von Linienrelais in den verschiedenen
Unterstationen vorhanden sind. - Daher wird ein Nebenschluß in einer entfernten
Stelle eine wesentlich geringere Stromdifferenz erzeugen als ein Nebenschluß in
der Nähe der Zentrale. Aus diesem Grunde ist die elektronisch gesteuerte Stromversorgungseinrichtung
gemäß der Erfindung so ausgelegt; daß eine höhere Spannung an die Linienleitungen
angelegt wird, wenn der Linienstrom infolge
des Anschaltens eines
Nebenschlusses einer Unterstation anwächst. Auf diese Weise wird zwischen den Verhältnissen
des ein- oder abgeschalteten Nebenschlusses eine erhöhte Stromdifferenz in der Zentrale
auftreten und den Empfang der Anzeigesignale erleichtern.
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Elektronisch gesteuerte Stromversorgungseinrichtung Die elektronisch
gesteuerte Einrichtung, die in Abb. 4 dargestellt ist, enthält einen Leistungstransformator
25, dessen Primärwicklung 26 mit einer Wechselspannungsquelle verbunden ist. Es
ist eine Sekundärwicklung 27 für hohe Spannung vorhanden, und der gleichgerichtete
Ausgang dieser Wicklung versorgt die Linienleitungen des Systems mit Spannung. Eine
Sekundärwicklung 28 für eine niedrigere Spannung versorgt einen Erzeuger für negative
Vorspannung.
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Ein Doppelweg-Gleichrichter für die Spannung, die an den Klemmen der
Sekundärwicklung 27 liegt, wird durch die Trioden 29 und 30 gebildet, deren
Anoden mit den Außenklemmen der Wicklung 27 und deren Kathoden über Filterkreise
mit dem Mittelabgriff der Wicklung 27 verbunden sind. Die Gitter der Röhren 29 und
30 sind mit der Anode der Röhre 61 verbunden und liegen über Widerstand 39
am Abgriff des Potentiometers 38, welcher zwischen Leitungen 37 und 49 angeordnet
ist. Dieser Spannungsteiler- bewirkt, daß eine Spannung an die Gitter der Röhren
29 und 3o angelegt wird, welche negativ gegenüber der Kathodenspannung dieser Röhren
ist. Die Röhre 61 ist normalerweise im wesentlichen gesperrt, so daß kein Spannungsabfall
an dem Widerstand 78 auftritt; welcher durch den Anodenstrom der Röhre 61 erzeugt
werden könnte. Unter diesen Umständen bilden Widerstand 78 und Potentiometer 38
einen Spannungsteiler, durch den die gewünschte negative Gitter-Kathoden-Spannung
für die Röhren 29 und 3b erzeugt wird, wobei die Größe dieser Vorspannung durch
die Einstellung des Potentiometers 38 bestimmt ist. Es ist eine Einrichtung zur
automatischen Änderung der Vorspannung der Regelgitter dieser Röhren 29 und
30 vorgesehen, welche hinsichtlich der Kathodenspannung so arbeitet, daß
sie die Höhe der gleichgerichteten Spannung dieser Röhren in noch zu beschreibender
Weise ändert.
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Kapazitäten 31, 32 und 33 und Induktivitäten 34 und 35 besorgen
die gewünschte Filterung des gleichgerichteten Ausgangs der Röhren 29 und 30, derart,
daß zwischen den Leitungen 36 und 37 eine Gleichspannung erscheint, deren Höhe von
der Gitter-Kathoden-Vorspannung abhängt, welche für die Gleichrichterröhren 29 und
30 vorgesehen ist, und deren Polarität bewirkt, daß die Leitung 36 positiv
gegenüber der Leitung 37 ist.
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Die Doppelweg-Gleichrichtung der Spannung der Transformatorwicklung
28 wird durch Gleichrichter 40 und 41 vorgenommen, deren Typ beliebig sein kann,
z. B. Kupferoxydul-, Selen- oder Röhren-Gleichrichter. Die Filterung der gleichgerichteten
Ausgangsspannung geschieht durch Widerstände 42 und 43, Induktivitäten 44 und 45
und Kapazitäten 46, 47 und 48.
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Die Polarität der Gleichrichter 40 und 41 ist so gewählt, daß die
Leitung 49 gegenüber der Leitung 37 negative Polarität hat. Die Spannungsregelröhre
5o, welche zwischen den beiden genannten Leitungen eingeschaltet ist, hat die Tendenz,
diese negative Vorspannung auf gleichbleibender Höhe zu halten.
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Leitung 37 ist mit Ausgangsleitung 57 der Stromversorgungseinrichtung
über einen Widerstand 59 verbunden. Die positive Leitung 36 ist andererseits über
den Anoden-Kathoden-Kreis der Röhre 6o mit der anderen Ausgangsleitung 56 verbunden.
Der Widerstand 59 hat einen ziemlich niedrigen Wert, so daß der Spannungsabfall
an diesem Widerstand durch den ihn durchfließenden Leitungsstrom verhältnismäßig
klein ist. Der Widerstand, den der Anoden-Kathoden-Kreis der Röhre 6o dem Strom
entgegensetzt, ist jedoch erheblich höher. Die effektive Höhe dieses Anoden-Kathoden-Widerstandes
kann durch Änderung der Gitter-Kathoden-Vorspannung der Röhre geregelt werden, und
auf diese Weise wird die Ausgangsspannung der Stromversorgungseinrichtung, welche
zwischen den Leitungen 56 und 57 auftritt, in der gewünschten Weise geändert.
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Allgemein arbeitet die Vorrichtung in der Weise, daß Röhren 61, 62
und 63 zusammen auf Änderungen der Belastung der Linienleitungen ansprechen, auf
Änderungen der Eingangsspannung und auf die Höhe des Stromes, welcher zu der Belastung
hinfließt, wobei diese Röhren dann sowohl die Gitter-Kathoden-Vorspannung der Gleichrichterröhren
29 und 3o als auch die Gitter-Kathoden-Vorspannung der Röhre 6o derart regeln, daß
die gewünschten Eigenschaften der Stromversorgungseinrichtung gemäß der Erfindung
auftreten.
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Der Gitter-Kathoden-Kreis der Röhre 63 enthält einen Teil des Potentiometers
64, welcher durch die Stellung des Abgriffes dieses Potentiometers bestimmt ist,
die Spannungsregelröhre 50, welche zu dem Vorspannungserzeuger parallel geschaltet
ist, und den veränderlichen Widerstand 59, welcher in Leitung 57 eingeschleift ist
und dadurch den ganzen zu der Linienleitung fließenden Strom führt.
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Wie bereits beschrieben, ist die Ausgangscharakteristik der Stromversorgungseinrichtung
gemäß der Erfindung so beschaffen, daß die Ausgangsspannung wächst, wenn der- in
die Linienleitungen fließende Strom wächst. Dementsprechend tritt die minimale,
an die Leitungen angelegte Spannung auf, wenn der Linienstrom sein vorbestimmtes
Minimum erreicht. Aus diesem Grunde wird der Abgriff des Potentiometers 64 eingestellt,
wenn der Ausgangsstrom seinen minimalen Wert erreicht hat, um so die gewünschte
minimale Spannung an den Leitungsdrähten zu erhalten. Dann gleicht der Teil der
positiven Ausgangsspannung, welcher durch die Stellung des Abgriffes des Potentiometers
64 bestimmt wird, fast die negative feste Spannung aus, welche über der Spannungsregelröhre
5o liegt, zusätzlich der verhältnismäßig kleinen Spannung,
welche
dann über dem Widerstand 59 liegt. Die Einstellung des Potentiometers in dieser
Art führt zu einer Gitter-Kathoden-Spannung für Röhre 60, welche einen geringen
negativen Wert hat und die gewünschte Betriebsvorspannung für diese Röhre darstellt.
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Röhre 63 ist vorzugsweise eine Pentode. Ihr Bremsgitter ist mit der
Kathode verbunden, und ihr Schirmgitter liegt an der Verbindung der Widerstände
65 und 66, welche in Reihe zwischen den Leitungen 36 und 57 liegen, um die gewünschte
Sehirmgitterspannung für die Röhre zu liefern. Die Anode der Röhre 63 ist über den
Belastungswiderstand 67 an die Leitung 36 angeschlossen. Die Anodenspannung dieser
Röhre 63 ist direkt an das Steuergitter der Röhre 6o angelegt.
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Der Stromfluß des Anodenstromes für Röhre 63 durch denBelastungswiderstand
67 bei der normalen Vorspannung, welche sich bei der Einstellung des Potentiometers
6,4 ergibt, setzt die Anodenspannung auf einen Betrag herab, welcher eine geringe
negative Gitter-Kathoden-Spannung für Röhre 6o ergibt. Dieser Wert der Gitter-Kathoden-Spannung
der Röhre 6o führt zu einem entsprechenden Wert des -Anoden-Kathoden-Widerstandes,
welcher den Spannungsabfall bestimmt, der über dem Anoden-Kathoden-Kreis erscheint.
Es wird damit eine Stabilisierung erreicht, wobei der Ausgangswert der Spannung
an den Leitungen 56 und 57 die Höhe der Leitfähigkeit der Röhre 63 bestimmt, welche
die Gittervorspannung der Röhre 6o regelt. Die Röhre 6o regelt ihrerseits den Spannungsabfall
über dieser Röhre und dadurch die Ausgangsspannung der Stromversorgungseinrichtung.
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Wenn die Ausgangsspannung sich irgendwie ändert, z. B. durch Änderung
der Amplitude der Eingangsspannung der Stromversorgungseinrichtung, wird die Gitter-Kathoden-Vorspannung
der Röhre 63 derart geändert, daß diese Änderung der Eingangsspannung kompensiert
wird und die Ausgangsspannung die Tendenz hat, ungefähr auf dem vorherigen Wert
zu bleiben. Wenn z. B. die Ausgangsspannung wächst, so wird die Spannung an dem
Gitter der Röhre 63 steigen, und diese wird stärkeren Anodenstrom führen. Ihre Anodenspannung
sinkt dadurch ab, und die dadurch verstärkte negative Vorspannung an Röhre 6o verstärkt
den effektiven Anoden-Kathoden-Widerstand dieser Röhre. Infolgedessen tritt ein
größerer Spannungsabfall in dieser Röhre, auf, und die Spannung zwischen den Leitungen
56 und 57 sinkt, so daß diese Spannung auf ihren Anfangswert zurückgeführt wird.
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Wenn der Belastungsstrom, der einer bestimmten Last auf den Leitungen
57 und 56 durch die Stromversorgungseinrichtung zugeführt wird, steigt, so wird
auch der Spannungsabfall an dem veränderlichen Reihenwiderstand 59 ansteigen. Die
Polarität dieses Spannungsabfalles ist in Abb. q. eingezeichnet. Sie ist so gerichtet,
daß sie die Tendenz hat, das Steuergitter der Röhre 63 gegenüber ihrer Kathode negativer
zu machen. Je größer also die Amplitude des der Belastung zufließenden Stromes ist,
um so größer ist der Betrag, um den das Steuergitter der Röhre 63 gegenüber der
Kathode negativ gemacht wird. Wenn das Gitter der Röhre 63 negativer gegenüber der
Kathode wird, so führt diese Röhre weniger Anodenstrom. Der verminderte Spannungsabfall
an dem Anodenwiderstand 67 führt zu einer Höhung der Spannung an dem Gitter der
Röhre 6o. Der Anoden-Kathoden-Widerstand dieser Röhre 6o wird dadurch wirksam herabgesetzt,
so daß ein geringerer Spannungsabfall an dieser Röhre auftritt 'und die Ausgangsspannung
erhöht wird. Der Betrag, um den die Gitterspannung der Röhre 6o erhöht wird, wenn
der Ausgangsstrom der Stromversorgungseinrichtung anwächst, hängt von der Höhe des
regelbaren Reihenwiderstandes 59 ab, so daß die Höhe dieses Widerstandes 59 den
Betrag bestimmt, um den die Ausgangsspannung mit erhöhtem Ausgangsstrom anwächst.
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Das Anwachsen der Ausgangsspannung mit der Erhöhung des Ausgangsstromes
muß notwendigerweise auf einen solchen Wert begrenzt bleiben, daß der beschriebene
Vorgang sich nicht aufschaukeln kann. Das Anwachsen der Spannung muß proportional
geringer sein als das ursächliche Anwachsen des Stromes, denn sonst würde die Spannungserhöhung
eine weitere Erhöhung des Stromes verursachen, wodurch der Strom noch mehr erhöht
würde usw.
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Die Röhren 61 und 62 sprechen beide auf die Höhe des Linienstromes
an und wirken derart; daß die Linienspannung herabgesetzt wird, wenn der Linienstrom
einen vorbestimmten Maximalwert überschreitet.
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Der Gitter-Kathoden-Strom beider Röhren 61 und 62 enthält den Linienwiderstand
59. Im einzelnen verläuft der Gitter-Kathoden-Kreis dieser Röhren von der Verbindung
der Widerstände 75 und 76 über Widerstand 75, durch den veränderlichen Linienwiderstand
5.9 und über einen Teil des Potentiometers 77 zur Kathode dieser Röhren. Wenn der
Linienstrom unter dem bestimmten Maximalwert liegt, werden die Röhren 61 und 62
durch die Gitter-Kathoden-Spannung des beschriebenen Kreises im wesentlichen gesperrt.
Wenn der Linienstrom jedoch einen hohen Wert erreicht, wird der erhöhte Spannungsabfall
an dem Linienwiderstand 59 zu einem Anwachsen der Gitterspannung beider Röhren 61
und 62 führen, so däß diese Röhren nun Anodenstrom führen. Der erhöhte Spannungsabfall,
der dann an dem Widerstand 67 auftritt, setzt die Gitter-Kathoden-Spannung der Röhre
6o herab. Dadurch wird der Anoden-Kathoden-Widerstand der Röhre 6o derart verstärkt,
daß die an die Linienleitungen 56 und 57 angelegte Spannung herabgesetzt wird.
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Gleichzeitig führt die erhöhte Leitfähigkeit der Röhre 6 1
zu einem Abfallen der Anodenspannung, da ein erhöhter Spannungsabfall an dem Anodenwiderstand
78 auftritt. Dementsprechend wird die Spannung, die an die Steuergitter der Röhren
29 und 3o angelegt ist, herabgesetzt. Bei diesen Röhren wird dadurch der Anoden-Kathoden-Widerstand
erhöht
und dadurch der Anodenstrom vermindert, der als Folge der Wechselspannung fließt,
welche zwischen der Kathode und Anode der Röhren angelegt ist. Die Ausgangsspannung,
welche zwischen den Leitungen 36 und 37 auftritt, wird herabgesetzt. Auf diese Weise
wird durch ein Absinken der Gitterspannung der Gleichrichterröhren 29 und
30 und auch durch ein Absinken der Gitterspannung der Röhre 6o der wirksame
Widerstand dieser Röhren verstärkt, so daß die Ausgangsspannung, welche an den Leitungen
56 und 57 liegt, herabgesetzt ist.
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Der ungefähre Verlauf der Änderung der AusgangsspannungE der Stromversorgungseinrichtung
in Abhängigkeit von der Änderung des Stromes T, welcher in die Linienleitungen fließt,
ist graphisch in Abb. 5 dargestellt. Man erkennt, daß die Ausgangsspannung etwa
linear mit dem Ausgangsstrom bis zu einem bestimmten hohen Wert des Stromes ansteigt,
welcher mit A bezeichnet ist. Wenn der Ausgangsstrom über diesen Wert anwächst,
nimmt der Ausgangswert sehr schnell ab und begrenzt so den Höchstwert des dem Stromerzeuger
entnommenen Stromes. Der normale Betriebsbereich ist mit N bezeichnet.
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Elektronischer Impulsdetektor Der elektronische Impulsdetektor spricht
auf die Änderungen der Spannung an dem Reihenwiderstand 59 an. Diese Spannungsänderungen
werden in einem Verstärker verstärkt, und die Ausgangsspannung dieses Verstärkers
bewirkt, daß das Relais F zwischen seinen beiden Endstellungen hin und her bewegt
wird.
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Die positive Klemme des Widerstandes 59 ist über Kapazität 85 mit
dem Gitter der Röhre 86 verbunden. Die andere Klemme des Reihenwiderstandes 59 ist
über eine entsprechende Kapazität 87 mit dem Steuergitter der Röhre 88 verbunden.
Die Widerstände 89 und 9o sind in Reihe geschaltet und liegen parallel zum Linienwiderstand
59. Die Verbindungsstelle dieser beiden Widerstände ist geerdet. Die Steuergitter
jeder der Röhren 86 und 88 sind ebenfalls über Gitter-Ableitwiderstände 9i und 92
geerdet. Die Kathoden der Röhren 86 und 88 sind über einen gemeinsamen Kathodenwiderstand
93 geerdet, wobei dieser Kathodenwiderstand die erforderliche Vorspannung erzeugt.
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Wenn beim Einschalten eines Nebenschlusses durch eine Unterstation
der Strom in den Linienleitungen anwächst, wächst der Spannungsabfall am Widerstand
59, so daß die rechte Klemme dieses `'Widerstandes gegenüber der linken Klemme positiver
wird. Infolgedessen wird eine höhere Spannung gegen Erde an das Steuergitter der
Röhre 86 gelegt, und zugleich erfolgt eine Spannungsabsenkung am Steuergitter derRöhre88.
Die Röhre 86 führt momentan einen verstärkten Anodenstrom, so daß ihre Anodenspannung
herabgesetzt wird, weil der Spannungsabfall über seinem Anoden-Belastungswiderstand
95 anwächst. Eine positiv gerichtete Spannungsänderung wird daher an das Steuergitter
der Röhre 96 durch die Kapazität 97 angelegt. Der verminderte Spannungsabfall an
dem Anoden-Belastungswiderstand98 der Röhre 88, welcher durch den negativen Eingangsimpuls
erzeugt wird, bewirkt ein Anwachsen der Spannung, welche über Kapazität 99 an das
Steuergitter der Röhre ioo angelegt ist.
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Die Röhren 96 und ioo sind im wesentlichen in derselben Weise zusammengeschaltet
wie die Röhren 86 und 88. Das Absinken der Spannung an dem Gitter der Röhre 96 infolge
der Einschaltung des Nebenschlusses einer Unterstation bewirkt ein Anwachsen der
Anodenspannung dieser Röhre. In gleicher Weise bewirkt die in positiver Richtung
verlaufende Spannungsänderung an dem Gitter der Röhre ioo, daß die Anodenspannung
dieser Röhre herabgesetzt wird. Die durch Kapazität ioi wirksame Spannungsherabsetzung
an dem Steuergitter der Gasentladungsröhre io2 wirkt sich nicht auf die Leitfähigkeit
dieser Röhre aus. Die positive Spannungsänderung, welche durch die Kapazität 103
an das Steuergitter der Gasentladungsröhre 104 angelegt wird, bewirkt jedoch die
Zündung dieser Röhre; dann wird ein Anoden-Kathoden-Strom der Röhre io4 durch den
Widerstand io5, die obere Wicklung des Relais F, den Widerstand io6 zur Erde fließen.
Diese Erregung der oberen Wicklung des Relais F bewirkt, daß der Anker dieses Relais
im Uhrzeigersinn bewegt wird, wie auch der Pfeil zeigt, welcher bei der Wicklung
eingetragen ist.
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Bei der Öffnung eines Nebenschlusses einer Unterstation wird der Spannungsabfall
an dem Linienwiderstand 59 herabgesetzt. Entsprechend der vorangegangenen Beschreibung
führt diese Spannungsherabsetzung zu einer in negativer Richtung verlaufenden Spannungsänderung
an dem Steuergitter der Gasentladungsröhre io4 und zu einer positiv verlaufenden
Spannungsänderung an dem Steuergitter der Gasentladungsröhre zog. Wenn die Röhre
104 nun den Strom durchläßt, tritt ein Spannungsabfall an Widerstand io6 auf, welcher
das Kathodenpotential der Röhre 104 so weit hebt, daß eine negative Gitter-Kathoden-Vorspannung
erzeugt wird. Diese Vorspannung hält die Röhre zog normalerweise gesperrt. In ähnlicher
Weise wird die Rühre 104 durch den Spannungsabfall über diesem Widerstand io6 in
dem nichtleitenden Zustand gehalten, wenn die andere Gasentladungsröhre io2 in Durchlaßstellung
geschaltet ist.
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Die Änderung der Spannung, welche an dem Steuergitter der Röhre io2
auftritt, wenn eine Unterstation ausgeschaltet wird, bewirkt, daß die negative Vorspannung
an dieser Röhre so beeinflußt wird, daß die Röhre zündet, und es ergibt sich ein
Stromfluß durch den Widerstand io7, die untere Wicklung des Relais F, den Widerstand
io6 zur Erde, so daß die untere Wicklung des Relais F erregt wird. Gleichzeitig
tritt ein momentanes Anwachsen des Stromes durch den Anoden-Kathoden-Kreis der Röhre
io2 über Kapazität io8, Widerstand io5, die obere Wicklung des Relais F, Widerstand
io6 zur Erde auf.
Dieser momentane Ladestromfluß für die Kapazität
io8 bewirkt, daß die Kathodenspannung der Röhre 104 etwas angehoben wird. Der Ladestrom
der Kapazität io8, welcher zu dem bereits fließenden Strom durch Röhre io4 und die
obereWicklung des Relais F hinzugefügt wird, verursacht also ein solches Anwachsen
der Spannung an der Kathode der Röhre io4, daß die Anoden-Kathoden-Spannung dieser
Röhre momentan unter den Wert herabgesetzt wird, welcher nötig ist, um diese Röhre
im leitenden Zustand zu halten. Dadurch bewirkt das Zünden der Röhre io2, daß die
andere Gasentladungsröhre 104 gelöscht wird. Da die untere Wicklung es Relais F
nun erregt und die obere Wicklung entregt ist, wird der Anker des Relais F entgegen
dem Uhrzeigersinn bewegt, wie durch den Pfeil im untren Teil der Wicklung angedeutet
ist.
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Jeder Anschluß eines Nebenschlusseseiner Unterstation bewirkt nun,
daß die Röhre 104 zündet und die obere Wicklung des Relais F erregt wird, macht
die Gasentladungsröhre io2 nichtleitend und entregt dadurch die untere Wicklung
dieses Relais. Wie durch den Pfeil an der oberen Wicklung des Relais F dargestellt,
wird infolgedessen der Anker im Uhrzeigersinn bewegt.
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In ähnlicher Weise bewirkt das Abschalten eines Nebenschlusses einer
Unterstation, daß die Röhre io2 leitend wird und so die untere Wicklung des Relais-F
erregt. Gleichzeitig wird dadurch die Röhre 104 nichtleitend, so daß die Erregung
der oberen Wicklung aufhört. Der Anker bewegt sich dann entgegen dem Uhrzeigersinn.
In diesem Zustand befinden sich die Röhren io2 und 104 und auch das Relais F, wenn
das System in Ruhe ist.
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Die Zeitkonstante zum Laden der Kapazität io8 ist so klein bemessen,
daß am Ende der kürzesten Schlüsselziffer die Kapazität io8 im wesentlichen auf
ihren neuen Dauerwert aufgeladen ist. Dadurch wird ermöglicht, daß die Kathode der
soeben gelöschten Röhre rechtzeitig wieder den normalen Vorspannungswert erhält,
so däß sie wieder leitend werden kann, wenn dies erforderlich ist. Die Zeitkonstante
ist jedoch lang genug zu bemessen, daß die Kathode der soeben gelöschten Röhre für
eine kurze Zeit über ihrer normalen Vorspannung gehalten wird, so daß diese Röhre
nicht beim Auftreten irgendwelcher fremder oder unerwünschter Eingänge leitend werden
kann, welche nicht direkt im Zusammenhang stehen mit dem Einschalten oder Ausschalten
von Nebenschlüssen einer Unterstation, wie im folgenden noch zu beschreiben ist.
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Wenn die elektronisch gesteuerte Stromversorgungseinrichtung die Linienspannung
bei der Anzeige eines Nebenschlusses einer Unterstation aus den bereits aufgeführten
Gründen herabsetzen soll, wird eine Verbindung zwischen dem elektronischen Impulsdetektor
und der Stromversorgungseinrichtung durch das Schließen eines Druckknopfkontaktes
i i5 hergestellt. Das Schließen dieses Kontaktes stellt eine Verbindung her zwischen
der Kathode der Gasentladungsröhre io2 und den Steuergittern der Gleichrichterröhren
29 und 3o. Die Rückleitung geht durch die Stromversorgungseinrichtung zu der Leitung
37, von dort zum Impulsdetektor und durch Widerstand 9o zur Erde des Impulsdetektors.
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Wenn kein Nebenschluß an die Linienleitungen angelegt ist, ist die
Gasentladungsrö@re io2 leitend, so daß ihre Kathode auf positivem Potential gegenüber
Erde liegt. Wenn die Verbindung zwischen der Stromerzeugungseinrichtung und dem
Impulsdetektor verwendet werden soll, wird das Potentiometer 38 zunächst so eingestellt,
daß bei leitender Röhre io2 .die gewünschte negative Vorspannung an die Röhren 29
und 3o angelegt wird.
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Beim Ansprechen auf das Anschalten eines Nebenschlusses einer Unterstation
wird die Gasentladungsröhre 104 leitend, und zugleich wird die Gasentladungsröhre
io2 nichtleitend. Mit dem Aufhören des Anodenstromflusses der Röhre io? steigt der
Wert der Spannung an der Kathode dieser Röhre plötzlich an. Infolgedessen wird die
Spannung an der einen Klemme des Spannungsteilers geändert, welcher die Gitterspannung
für die Röhren 29 und 30 liefert. Die Gitter-Kathoden-Spannung dieser Röhren wird
dadurch herabgesetzt, so daß ihre Gleichrichterwirkung weniger stark ist und die
Ausgangsspannung absinkt.
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Bei Beendigung der Nebenschlußperiode wird die Gasentladungsröhre
io2 wieder leitend; ihre Kathodenspannung steigt an. Die Gitter-Kathoden-Spannung
der Röhren 29 und 30 wird gehoben, so daß die Ausgangsspannung der Stromversorgungseinrichtung
auf ihrenvorherigenWertgebrachtwird. Die Ausgangsspannung der Stromversorgungseinrichtung
wird daher nur in der Zeit herabgesetzt, in der eine Unterstation parallel geschaltet
ist; dadurch ist das Abfallen der Linienrelais gesichert, welche mit den Unterstationen
an Zweiglinien zusammenarbeiten.
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Wie bereits ausgeführt, soll der Impulsdetektor auf das Ansteigen
und Abfallen des Stromes in den Linienleitungen ansprechen, wenn Schlüsselimpulse
selektiv an- und abgeschaltet werden. Wenn die oben beschriebene Verbindung zwischen
dem Impulsdetektor und der Stromversorgungseinrichtung eingeschaltet wird, treten
sekundäre Stromänderungen infolge der Spannungsänderung in den Linienleitungen auf;
welche normalerweise zu einem ungenauen Arbeiten des Impulsdetektors führen würden.
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So wird z. B. ein Ansteigen des Stromes in den Linienleitungen als
Folge des Einschaltens eines Nebenschlusses einer Unterstation durch den Im- j pulsdetektor
festgestellt und dadurch die Gasentladungsröhre 104 gezündet. Das Abfallen der Linienspannung
beim Ansprechen des Impulsdetektors auf das Einschalten eines Nebenschlusses wird
bewirken, daß der Linienstrom plötzlich geringer wird.. Diese Stromabsenkung erzeugt
eine Eingangsspannung am Impulsdetektor von solcher Polarität, daß normalerweise
die Röhre io2 leitend würde und die Röhre 104 sperrt. Wie jedoch bereits erwähnt,
hebt das Zünden der Röhre 104 die Kathode der Röhre io2 über einen solchen Zeitraum
an,
daß diese Röhre nicht sofort auf einen solchen unerwünschten Eingangsimpuls ansprechen
kann. Diese beschriebene Einrichtung wirkt auch derart, daß der Impulsdetektor nicht
ansprechen kann, wenn die Linienspannung bei der Anzeige des Ausschaltens des Nebenschlusses
einer Unterstation steigt und zu einem Anwachsen des Linienstromes führt.
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Der Spannungsabfall am Ausgang der Stromversorgungseinrichtung muß
hoch genug sein, um das Abfallen der Linienrelais auf parallelen Linien sicherzustellen,
aber er darf nicht so groß sein, daß er die Anzeige des Abschaltens eines Nebenschlusses
unmöglich macht. Speziell wird das Abschalten eines Nebenschlusses durch eine Unterstation
durch die Feststellung des Absenkens des Linienstromes angezeigt. Daher muß die
Stromversorgungseinrichtung geeignet sein, die Linienleitungen während einer Nebenschlußperiode
so unter Spannung zu halten, daß eine Stromdifferenz bei der Abschaltung eines Nebenschlusses
in einer Unterstation auftritt und es dadurch möglich ist, die Abschaltung des Nebenschlusses
in der Zentrale festzustellen.
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Ausführungsbeispiel der Abb.2: Wie im Zusammenhang mit Abb. 1 beschrieben,
enthält die Einrichtung der Zentrale die elektronisch gesteuerte Stromversorgungseinrichtung
und den elektronischen Impulsdetektor, welche beide im einzelnen in Abb. 4. dargestellt
sind. Diese können wahlweise so zusammengeschaltet sein, daß bei dem Schließen eines
Druckknopfkontaktes 115 die Linienspannung während der Zeit eines Nebenschlusses
einer Unterstation herabgesetzt wird.
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Es kann jedoch, wie in Abb. 2 dargestellt ist, die elektronisch gesteuerte
Stromversorgungseinrichtung gemäß der Erfindung auch als Ersatz für die gewöhnliche,
mit Batterie betriebene Stromversorgung verwendet werden, wobei jedoch der übliche
Impulstransformator verwendet wird, um die Anzeige der Zeichen der Unterstationen
zu ermöglichen. Eines der Merkmale der elektronisch gesteuerten Stromversorgungseinrichtung
ist dabei, daß in gewünschter Weise ein Steigen der Spannung mit einem Ansteigen
des Linienstromes zu einer größeren Stromdifferenz durch die Primärwicklung des
Impultsransformators 116 führt, so daß das Relais i F, welches mit der Sekundärwicklung
verbunden ist, auf eine geringere Änderung der Belastung der Linienleitungen anspricht,
als dies bei Verwendung einer Batterie möglich ist. Bei dieser Vorrichtung ist ein
Ruhekontakt 5q. eines Relais SD mit einem Arbeitskontakt 55 eines Relais LET in
Reihe geschaltet, und diese beiden sind zu den Wicklungen des Relais 1 F parallel
geschaltet. Auf diese Weise wird wie bei den Ausführungsbeispielen der Abb. 1 und
3 das Relais 1 F daran gehindert, während der Zeit anzusprechen, in der das Relais
SD abgefallen ist und das Relais LET zugleich angezogen ist, weil dieser Nebenschluß
parallel zu den Wicklungen 1 F liegt. Die Anordnung des Relaiskreises der Zentrale
in Abb.2 ist im übrigen dieselbe wie in Abb. 1. Ausführungsbeispiel nach Abb. 3:
Wie in Abb. 3 dargestellt ist, kann der elektronische Impulsdetektor, wenn erforderlich,
an Stelle der elektronisch gesteuerten Stromversorgungseinrichtung auch mit einer
Batterie 117 als Spannungsquelle für die Versorgung der Linienleitungen verwendet
werden. Der Strom-Begrenzungswiderstand 118, welcher mit der Batterie in Reihe geschaltet
ist, begrenzt den aus der Batterie entnommenen Strom, wenn ein Nebenschluß an die
Linienleitungen in der Nähe der Zentrale gelegt wird. Wenn die Nebenschlüsse bei
verschiedenen Unterstationen angelegt und entfernt -werden, steigt und fällt die
Spannung am Widerstand 118 und hier werden die Eingangssignale für den elektronischen
Impulsdetektor entnommen, wie im einzelnen in Abb. q. dargestellt ist. Der Impulsdetektor
steuert dann das Linienrelais F über die Regelkontakte, wie bereits beschrieben.
Die Schaltung des Relaiskreises, welche in Abb. 3 dargestellt ist, kann auch dieselbe
sein, wie für die Zentrale nach Abb. 1 dargestellt ist.
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Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele
beschränkt, welche nur spezielle Ausführungen des Erfindungsgedankens darstellen.
Es sind die verschiedensten Änderungen und Anwendungen im Rahmen der Erfindung möglich.