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Selektive Rufschaltanordnung, insbesondere für Teilnehmerstellen in
Fernsprechanlagen Die Erfindung betrifft allgemein selektive Signal-Systeme bzw.
Rufschaltanordnungen und im besonderen Verbesserungen für selektive Rufsysteme in
Telefonleitungen, mit dem Ziel einen angenehmeren Ruf zu erzeugen.
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Weiterhin bezweckt die Erfindung die Schaffung einer Einrichtung,
durch welche die Zahl von Teilnehmerstationstypen, die in einem bestimmten System
vorgesehen werden müssen, um verschiedene Betriebsbedingungen zu erfüllen bzw. ein
selektives Ansprechen zu ermöglichen, wesentlich vermindert wird. Bei der erfindungsgemäßen
Einrichtung'können einzelne Teile für mehrere verschiedene Aufgaben wahlweise verwendet
werden.
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Zur Erzielung dieser Eigenschaften wird erfindungsgemäß für den Empfang
eines einem Gleichstrom bzw. einer Gleichspannung überlagerten Rufstromes (Wechselstromes)
ein aus einem Kondensator und der Spule einer Rufeinrichtung in Parallelresonanz
auf die Ruffrequenz abgestimmter Kreis vorgesehen, der in Reihe mit einem polarisierenden
Widerstand, z. B. einer Kaltkathodenröhre, einem Gleichrichter od. dgl., derart
geschaltet ist, daß beim Anlegen der kombinierten Gleich- und Wechselspannung an
die erwähnte Reihenschaltung der Schwingkreis anspricht und die Rufeinrichtung betätigt.
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Mit dieser Einrichtung kann z. B. der abgestimmte Kreis in jeder Periode
einmal angestoßen werden, wodurch die Schwingung der Resonanzfrequenz dauernd aufrechterhalten
wird.
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Auf den Schwingungsstrom spricht ein magnetischer Anker mit einem
durch eine Feder vorgespannten Klöppel an, der abwechselnd gegen zwei
Glocken
schlägt, wobei die Impulse dann eintreffen, wenn der Klöppel gegen die Federspannung
wirkt.
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Durch richtige Wahl der Schaltelemente und der Federkraft kann erreicht
werden, daB beide Glocken abwechselnd mit gleicher Kraft und in . gleichen Zeitabständen
angeschlagen werden.
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. Die Polarisation der Empfangseinrichtungen gestattet es, an eine
Leitung zwei verschieden polarisierte Empfangseinrichtungen anzuschließen, die durch
Umpolung der Gleichspannung auf der Sendeseite wahlweise gerufen werden können.
Liegt eine Doppelleitung vor, so lassen sich an deren Einzelleiter je ein paar verschieden
gepolter Empfangseinrichtungen je mit einem Pol anschließen, während die restlichen
Pole an Erde liegen.
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Durch eine besondere Kontakteinrichtung kann ferner erreicht werden,
daß der Resonanzkondensator zeitweise, nämlich für die Ziffernwahl, als Funkenlösehkondensator
parallel zum Ziffernimpulskontakt geschaltet wird, so daß dadurch ein besonderer
Kondensator erspart werden kann, Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen,
die einige Ausführungsbeispiele darstellen, noch näher beschrieben. Es zeigt Fig.
i eine Teilnehmerstationsschaltung, bei welcher die Erfindung Anwendung findet,
Fig. 2 vier verschiedene Ausführungsbeispiele der neuen und verbesserten Rufschaltung
für eine-Vierfachleitung, nämlich A, B, C, D;
Fig.3 zeigt eine graphische
Darstellung der Spannungs- und Stromwellenform, wie sie bei der Benützung der Einrichtung
A durch die neue und verbesserte Rufschaltung erzielt wird.
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In der vorliegenden Einrichtung liegt eine an sich bekannte gasgefüllte
Kaltkathodenröhre in Reihe mit einer vorgespannten Rufeinrichtung mit parallel geschaltetem
Kondensator. Die Spuleninduktivität und die Kapazität .des Kondensators der Rufeinrichtung
sind so bemessen, daß die Kombination auf 2o Hz abgestimmt ist. Der überlagerte
Impulsrufstrom ist für die Selektivität erforderlich und wird in der Zentralstation
erzeugt. Die Stromquelle enthält einen üblichen 2o-Hz-Rufgenerator in Reihe mit
einer Gleichstromquelle, wodurch sich ein Strom ergibt, der als ein Wechselstrom
betrachtet werden kann, dessen neutrale Achse von der Mittellinie der Welle um den
Betrag der Gleichstromspannung verschoben ist. Da die gasgefüllte Kaltkathodenröhre
ein Gleichrichter ist, ruft die richtige Kombination der Wechselstromrufspannung
und der Gleichspannung einen unterbrochenen Stromschluß durch die Röhre hervor.
Der erste Rufimpuls durch die Röhre läßt .den Resonanzkreis anschwingen. Die nachfolgenden
Impulse, die in der Resonanzfrequenz, z. B. 2o Hz, auftreten; ersetzen den Leistungsverlust
in dem abgestimmten Speicherkreis und halten die Schwingungen aufrecht. Die Rufeinrichtung
kann hierbei von dem Typ sein, wie er in der USA.-Patentschrift 2 o82 o95 beschrieben
ist.
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Der Strom in den Rufspulen kehrt seine Richtung zweimal in jeder Periode
um, und demgemäß werden die Anker und der zugAörige Klöppel zum Anschlag jeder Glocke
einmal in der Periode betätigt. Der durch die Röhre hindurchgelassene Impuls wird,
zeitlich gesehen, während der Halbwelle auftreten, in welcher der Klöppel gegen
die Kraft der vorgespannten Feder arbeitet. Die magnetomotorische Kraft der Rufspulen
wird dadurch während dieser Halbwelle verstärkt. Während der anderen Halbwelle,
wenn die Röhre nicht leitend ist und kein Impuls zugeführt wird, unterstützt die
Spannung der Feder die magnetomotrische Kraft, welche durch den natürlichen Schwingungsstrom
verursacht wird, und betätigt den Klöppel zum Anschlag an die andere Glocke. Die
beiden Glocken werden daher anhä'hernd mit gleicher Kraft angeschlagen und geben
dadurch gleiche Tonschwingungen.
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Es sei bemerkt, daß eine gasgefüllte Kaltkathodenröhre, wie sie in.
der vorliegenden Einrichtung benutzt wird, nicht notwendig ist, um die gewünschte
selektive Rufbetätigung zu erhalten. Es gibt andere Anordnungen, welche eine nichtlineare
unsymmetrische Leitfähigkeit besitzen. Verschiedene Gleichrichterarten'können benutzt
werden, wie z. B. ein Trockengleichrichter aus Selen, Kupferoxyd, Kupfersulfit,
Aluminiumoxyd und viele andere, Die Erfindung soll auf keine derselben beschränkt
sein.
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Es soll nun eine Einzelbeschreibung der in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiele der Erfindung gegeben werden.
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Die Teilnehmerstation in Fig. i mit Ausnahme der neuen und verbesserten
Rufschaltung entspricht genau der Teilnehmerstation, die in der USA.-Patentschrift
2 Zig. 259 dargestellt ist. Die Rufschaltung A in Fig. 2 enthält die Teilnehmerstation
in Fig. i und soll daher zunächst betrachtet werden. Bei dieser Einrichtung wird
die Rufeinrichtung Zoo nur dann betätigt, wenn eine negative überlagerte Rufspannung
von der Leitung - L nach Erde angelegt wird. Bei der vorliegenden Erfindung ist
die Gleichspannung ungefähr 5o Volt und die 2o-Hz-Wechselstromrufspannung annähernd
9o Volt Die hierbei verwendete Röhre besitzt drei Elektroden: eine Zündelektrode,
eine Hauptanode und eine Kathode. Die Röhre ist nichtleitend, solange nicht die
Zwischen der Zündelektrode und der Kathode angelegte Spannung etwa 7o Volt erreicht.
Sobald die Röhre einmal durch die geringste erforderliche Spannung zwischen Zündelektrode
und Kathode ionisiert ist, geht der Hauptfluß von Elektronen von der Kathode zur
Hauptanode über. Unter der Annahme einer positiven Spannung an der Hauptanode und
einer negativen Spannung an der Kathode wird die Röhre leitend, wenn die Spannung
75 Volt oder höher ist.
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Der Spannungsabfall an den Elektroden ist praktisch unabhängig vom
Stromfluß. Zwecks besseren Verständnisses der Arbeitsweise dieser Schaltung soll
unter Bezugnahme auf Fig. 3 eine vollständige Periode der Rufeinrichtung betrachtet
werden. Es sei daran erinnert, daß für die Betätigung der Rufeinrichtung Zoo die
go-Volt-Rufspannung von der
Nullinie (Erdpotential) durch eine negative
5o-Volt-Gleichspannung verschoben wird. Da die Spannung von der Hauptstationsbatterie
über die Leitung - L nach Erde nur 5o Volt negativ zu Beginn einer Periode ist,
so ist die Röhre TA nichtleitend. Die negativen 50 Voltkönnen von
der Leitung -L über die Rufeinrichtung Zoo an die Kathode 2o4 angelegt sein. Die
Zündelektrode 2o6 liegt über den Widerstand 2o5 an Erdpotential. Da die Wechselstromrufspannung
der Quelle über die Leitung - L zunehmend negativer wird, wie es aus der Fig. 3
ersichtlich ist, so wird die Gesamtspannung von der Kathode 204 zur Zündelektrode
2o6 natürlich ebenfalls negativer werden. Wenn der Wert der überlagerten Rufspannung
-2o Volt beträgt, so beträgt die Gesamtspannung zwischen der Zündelektrode 2o6 und
der Kathode 204-7o Volt (30i in Fig. 3), und die Röhre TA wird leitend. Die
70 Volt sind, wie vorher ausgeführt, ausreichend, um das Gas zu ionisieren
und eine Stromleitung von der Kathode 204 zur Hauptanode 203 zu gestatten. Wenn
daher die Röhre TA ionisiert ist, wird ein Stromkreis für die Spulen der
Rufeinrichtung Zoo über den folgenden Weg geschlossen: Rufeinrichtung 2o0, Kathode
204, Röhre TA, Hauptanode 203, Erde, Hauptstationsspannungsquelle,
Leitung - L zur Rufeinrichtung 200. Zur gleichen Zeit beginnt der Kondensator toi
parallel zu den Spulen der Rufeinrichtung Zoo und in Reihe mit dem gewöhnlich geschlossenen
Kontakt 2o2 des Hakenumschalters sich aufzuladen. Da die Wechselspannung zunehmend
negativer wird, lädt sich der Kondensator toi weiterhin auf. Der Stromfluß über
die Spulen der Rufeinrichtung 200, welcher gegenüber der Spannung um etwas weniger
als 9o° in bekannter Weise verschoben ist, erreicht den Wert der magnetischen Spannung,
der nötig ist, damit die magnetische Spannung die Vorspannung der Feder überwindet
und bewirkt, daß der Klöppel den ersten Anschlag tut. Die Wechselspannung erreicht
dann den negativen Spitzenwert (3o2) und beginnt wieder anzusteigen. Bei dem Punkt
302 in der Spannungsperiode ist die gesamte Energie im Kondensator gespeichert.
Der Kondensator gor entlädt sich dann über die Spulen der Rufeinrichtung Zoo. Wenn
die Rufwechselspannung auf etwa -2o Volt gestiegen ist, wobei die Gesamtspannung
-7o Volt wird (3o3), hört die Röhre TA auf, leitend zu sein. Sie leitet während
des Restes der Halbwelle oder in der entsprechenden positiven Halbwelle nicht, da
der Gesamtspannungsunterschied zwischen Kathode 2o4 und Hauptanode 203 oder
Zündelektrode 2o6 stets weniger als das erforderliche Minimum beträgt. Der Kondensator
wird natürlich sich über die Rufeinrichtung Zoo vollständig entladen, wodurch die
gespeicherte Energie vom Kondensator toi auf die Spulen der Rufeinrichtung 200 übertragen
wird. Bei dem Punkt 3o4 befindet sich praktisch die gesamte gespeicherte Energie
in den Spulen der Rufeinrichtung Zoo. Die magnetische Energie in den Spulen der
Rufeinrichtung Zoo beginnt den Kondensator toi auf eine entgegengesetzte Polarität
aufzuladen, wie sie vorher beschrieben. wurde (vgl. Fig. 3). Der durch die Spulen
der Rufeinrichtung Zoo fließende Strom besitzt bis zu diesem Punkt, z. B. nahe bei
3o5, die gleiche Richtung, wie aus der Wellenform in Fig. 3 von den Punkten
307 bis 308 ersichtlich ist. Der Kondensator toi wird dann von der
magnetischen Energie der Spulen (Punkt 305 in der Spannungsperiode) voll aufgeladen
und, da die Röhre TA in diesem Augenblick nichtleitend ist, entlädt sich
der Kondensator toi über die Spulen der Rufeinrichtung Zoo in der entgegengesetzten
Richtung. Der verschobene Strom vom Punkt 3o8 bis 309 in der Stromperiode
besitzt nun eine solche Richtung, daß er den Anker und den zugehörigen- Klöppel
bewegt und dadurch die Vorspannungsfeder bei der Rückführung des Klöppels und Anschlagen
der zweiten Glocke unterstützt. Der Kondensator gor wird erneut durch die magnetische
Energie der Spulen der Rufeinrichtung 200 in der entgegengesetzten Richtung aufgeladen
(Punkt 3o6 in der Spannungsperiode) und bewirkt die Einleitung einer neuen Periode.
Wenn jedoch zwei Elemente, wie z. B. die Spulen der Rufeinrichtung 200 und der Kondensator
gor, genau auf 2o Hz abgestimmt sind, erscheint der nächste Impuls in der folgenden
Rufperiode und verstärkt die Spannungswelle, vorausgesetzt, daß eine Kraftquelle
für die in dem Widerstand der Schaltung vernichtete Leistung vorgesehen ist. Diese
Arbeitsweise tritt natürlich in jeder Periode ein und ist unter dem Namen Schwungradeffekt
wohlbekannt. Daher ist ersichtlich, daß die Schwingung bewirkt, daß jede Glocke
mit der gleichen Stärke - wesentlich verschieden von der früheren einseitigen Betätigung,
bei welcher die Federvorspannung die Hauptkraft darstellt, die zum Anschlagen einer
der Glocken . verwendet wurde - angeschlagen wird. Es ist ferner ersichtlich, daß
die Anschläge genau gleiche Zeitabstände besitzen.
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Die Arbeitsweise der Schaltung B in Fig. 2 ist genau die gleiche,
wie sie für A beschrieben wurde, mit der Ausnahme, daß die negative überlagerte
Rufspannung an die Leitung -!- L anstatt auf die Leitung - L übertragen wird.
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Aus der Schaltanordnung C in Fig. 2 ist ersichtlich, daß die Kathode
404 an Erdpotential gelegt ist. Um daher die Röhre TC leitend zu machen, ist eine
Rufwechselspannung, die einer positiven Gleichspannung überlagert ist, an der Zündelektrode
4o6 erforderlich. Die positive Halbwelle steigert dann die Spannung an der Zündelektrode
4o6 bis zum Ionisationspunkt. Daher empfängt bei dieser Einrichtung der abgestimmte
Kreis mit den Spulen der Rufeinrichtung 400 und dem Kondensator 4oi während der
positiven Halbwelle Impulse von der Röhre TC, um die Schwingung aufrechtzuerhalten.
Es sei daran erinnert, daß bei Betätigung der Schaltanordnungen A und
B Impulse während des negativen Teiles der Periode empfangen wurden.
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Die Arbeitsweise der Schaltanordnung D in Fig. 2 ist natürlich die
gleiche wie die vorher für C beschriebene, mit der Ausnahme, daß die positive
überlagerte
Rufspannung an die Leitung -i- L statt an die Leitung -L angelegt wird.
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Die Kreise A, B, C und D sind ferner so eingerichtet,
daß sie in sehr einfacher Weise den Ruf über die Leitungen oder den Ruf über Erde
gestalten. Der Kreis A kann im ersteren Fall abgeändert werden durch Entfernung
des Leiters 2o7 aus der Leitung -Lund Anschluß desselben an die Leitung -I- L.
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Ein Erdruf über die Leitung -L kann erzielt werden durch Entfernung
des Leiters 2o7 und Erdung desselben.
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Demgemäß kann ein geerdeter Ruf über die Leitung -i- L eingerichtet
werden durch Entfernung der beiden Leiter 2o8 und 2o7 unter Verbindung der einen
an Leitung -f- L und der anderen an eine geerdete Stromquelle. In gleicher Weise
können die Kreise B, C und D abgeändert werden. Die Röhren werden in diesem Fall
nicht gebraucht und können wegfallen. Es ist daher ersichtlich, daß eine Teilnehmerstation,
welche diese Rufschaltelemente enthält, für jede Art Betriebsweise eingerichtet
werden kann.
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Aus Fig. i ist ersichtlich, daß der erforderliche Kondensator ioi
für die Erzielung der verbesserten Rufqualität mit einer verschiedenen Kapazität
wirksam ist, sobald der Hakenumschalter abgehoben ist. Die Kontakte iog und 112
werden dann geschlossen und bilden einen Überbrückungskreis für den Ziffernimpulskontakt
i i i. Der Widerstand iio und Kondensator ioi wirken dadurch in bekannter Weise
als Funkenlöschung und zugleich als ein die induktive Spitzenspannung des Leitungsrelais
verringernder Kreis. Diese zusätzliche Wirkung des Kondensators wird u. a. in der
bereits genannten USA.-Patentschrift erläutert.
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Die Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern
kann Abänderungen erfahren, ohne den Rahmen der Erfindung zu überschreiten.