DE179640C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JV! 179640 ~~ KLASSE 21«. GRUPPE

ERNST SCHWANZARA in WIEN.

der Anrufströme.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 4. Mai 1906 ab.

16. Juni 1904 anerkannt.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist

ein Wechselstromerzeuger für Signalisierungszwecke, dessen hervorragendster Zweck seine Verwendung in Telephonzentralen mittleren Umfanges ist.

Die an eine Telephonzentrale angeschlossenen Teilnehmerstationen besitzen bekanntlich elektrische Glocken, welche von der Telephonzentrale aus durch Wechselströme in Tätigkeit gesetzt werden können; in kleinen Zentralen wird dieser Wechselstrom mittels kleiner, durch die Hand betriebener magnetelektrischer Maschinen (Magnet- oder Kurbelinduktoren) erzeugt, während der für große Zentralen erforderliche Signalisierungswechselstrom aus dem Netz von Elektrizitätsgesellschaften oder aus eigenen in der Telephonzentrale aufgestellten Generatoren entnommen wird.

In Telephonzentralen mittleren Umfanges wird zum Anrufe der Teilnehmerstationen ein Strom verwendet, der durch periodische An- und Abschaltung oder Polwechslung einer Gleichstromquelle erzeugt wird. Der intermittierende Strom übt zwar auf die Apparatglocken im allgemeinen dieselben Wirkungen aus, wie der Wechselstrom, zeigt aber, insbesondere wenn keine Polwechslung stattfindet, folgende Nächteile:

1. sprechen bei ihm die Apparatglocken nicht so präzise an wie bei Wechselstrom,

2. braucht man zu seiner Erzeugung eine kräftige, in der Regel viel Raum einnehmende Gleichstromquelle, wodurch die Anlage unpraktisch und teuer, der Betrieb aber unökonomisch wird, und

3. wirkt er auch auf Relais, die nur auf Gleichstrom ansprechen sollen, was bei den bekannten Einrichtungen für den Verkehr zweier Zentralen untereinander zuweilen von nachteiligen Folgen sein kann.

Der intermittierende Strom selbst wird mit Hilfe sogenannter Polwechsler erzeugt.

Zum näheren Verständnis der Erfindung soll der Polwechsler in seinen beiden häufigsten Ausführungsarten im folgenden kurz beschrieben werden:

Er besitzt (siehe Fig. 2 und 3 der Zeichnung) einen auf Selbstunterbrechung geschalteten Elektromagneten a, dessen Anker b an einer um die Achse α drehbaren und mit einer verschiebbaren Kugel P versehenen Pendelstange ρ befestigt ist. Liegt die Blattfeder / gegen den rechten Kontakt k, so ist der Lokalstromkreis der Lokalbatterie L₀ über diesen Kontakt, die Pendelstange ρ und die Umwindungen der Elektromagnetkerne geschlossen. Sobald der Anker von den Mag-

netpolen angezogen wird, hört die Verbindung mit dem rechten Kontakt k auf und der Lokalstromkreis wird unterbrochen, wodurch die Stange ρ infolge der Spiralfeder/j wieder an den Kontakt k gelegt wird und das Spiel von neuem beginnt. Die Pendelstange schwingt also hin und her und legt hierbei mittels des gabelförmigen Elfenbeinansatzes i (Fig. 2 im Durchschnitt) bezw.

ίο mittels des Ebonitstückes i (Fig. 3) die Blattfedern g und g_i abwechselnd gegen die Kontakte S₁ und s» bezw. s\ und s\₂, welche mit den Polen der Weckbatterie L,- verbunden sind, wodurch ein bei den Klemmen K₁, K₂ bezw. bei den in denselben eingeschalteten Drähten A^B₁ abnehmbarer intermittierender Strom entsteht. Dort, wo als Weckbatterie Akkumulatoren oder inkonstante Elemente verwendet werden, müssen zur Vermeidung von Kurzschlüssen zu beiden Seiten der Weckbatterie Widerstände ip, W₁ eingeschaltet werden.

Die Erfindung besteht nun darin, daß der durch den Unterbrecher bezw. Polwechsler erzeugte intermittierende Strom mit Hilfe eines zweckmäßigen Transformators, zu dessen Primär- und Sekundärwicklung je eine parallele Selbstinduktion angeordnet ist, in einen für Signalisierungszwecke geeigneten Wechselstrom umgewandelt wird. Im sekundären Kreis kann statt der* parallelen Selbstinduktion auch ein Kondensator verwendet werden.

Wird an die Enden A₂, B₂ der Primärwindung Z₁ des Transformators J (z. B. einer Induktionsspule) der polwechselnde oder wohl auch bloß unterbrochene Strom angeschlossen, so wird in der Sekundärwindung z'₂ ein Wechselstrom induziert. Wenn aber in einem Leiter A₂, Z₁, B₂ (Fig. 1 a) sich die Stromstärke ändert, also auch dann, wenn der Strom entsteht oder verschwindet, so finden auch innerhalb des Leiters Induktionserscheinungen statt; diese von dem Stromkreis auf sich selbst ausgeübte Induktionswirkung wird be~ kanntlich Selbstinduktion genannt. Sie beeinflußt den im Leiter fließenden Strom derart, daß sie beim Anwachsen des Stromes dessen .Stärke schwächt und beim Abnehmen des Stromes seine Stärke erhöht, jedesmal also die Änderung der Stromstärke abschwächt. Der in jedem Augenblick im Leiter wirklich vorhandene Strom resultiert also aus dem Strom, welcher fließen würde, wenn keine Selbstinduktion vorhanden wäre, und einer aus der Wirkung der Selbstinduktion stammenden Stromkomponente, ■ welche Extrastrom genannt wird. Dieser ist dem Hauptstrom entgegengesetzt gerichtet, wenn letzterer in seiner Stärke wächst; er ist dem Hauptstrom gleichgerichtet, wenn die Stärke des letzteren abnimmt. Weiter ist die Stärke des Extrastromes bezw. die Größe der elektromotorischen Kraft der Selbstinduktion proportional der Geschwindigkeit, mit welcher sich die Intensität des Hauptstromes ändert. Könnte in der Primärwicklung beim Schließen des Hauptstromes dieser im Leiter momentan seine volle Stärke erlangen und würde beim Öffnen des Stromkreises der Hauptstrom ebenso rasch aufhören, so würden in der sekundären Wicklung I₂ (Fig. 1 a) gleichmäßige Stromstöße von wechselnder Richtung entstehen (Fig. 1 b). Da aber durch die Selbstinduktion der Primärspule beim Schließen des Hauptstromes dieser im Leiter erst allmählich- zu seiner vollen Stärke anwächst, während beim öffnen der Hauptstrom fast plötzlich auf Null sinkt, wird der sekundäre Induktionsstrom beim Schließen des- Hauptstromes längere Zeit dauern und viel schwächer sein als der beim öffnen entstehende sekundäre Induktionsstrom (Fig. 1 c). Durch Anordnen einer Selbstinduktion S₁ parallel zur Primärwicklung (Fig. 1 d) wirken die in den Wicklungen Z₁ und S₁ entstehenden Schließungsextraströme (siehe die einfachen Pfeile) aufeinander schwächend bezw. bei richtiger Dimensionierung der Spulen einander vernichtend; ebenso wirken auch die Öffnungsextraströme aufeinander (siehe die doppelten Pfeile). Die Wirkung auf die sekundäre Wicklung wird daher eine ähnliche sein, wie sie in Fig. 1 b wiedergegeben ist. Wird in den sekundären Stromkreis parallel zu i.₂ noch ein Kondensator c geschaltet, so ladet sich dieser beim Entstehen jedes Induktionsstromes und entladet sich wieder beim Verschwinden des Induk- ; tionsstromes. Diese Ladungs- und Entladungsströme wirken aber derart regelnd auf den Verlauf der Induktionsstromkurve, daß * diese weder zu rasch anwachsen, noch zu rasch abfallen kann. Die in Fig. ib dargestellten Induktionsströme werden demnach die in Fig. if dargestellte Form annehmen, womit der Zweck der Anordnung, einen möglichst gleichmäßigen Wechselstrom zu erzeugen, erreicht ist.

Noch sicherer läßt sich diese Gleichförmigkeit erreichen, wenn im primären Kreis statt der intermittierenden Ströme polwechselnde Ströme verwendet werden.

Ein Wechselstromgenerator der beschriebenen Art hat nachstehende Vorteile:

1. liefert er einen sehr gleichmäßigen Wechselstrom,

2. kann durch entsprechende Wahl eines genügend hohen Übersetzungsverhältnisses des Transformators erreicht werden, daß trotz Verwendung einer kleineren Weckbatterie die Signalisierungsströme eine höhere Spannung (aber geringere Stromstärke) erhalten, als es

beim Gebrauch von Unterbrechern bezw. Polwendern allein möglich ist, und

3. ist der Energieverlust der höher gespannten Ströme in der Telephon (Signal-) leitung ein bedeutend geringerer, als jener beim intermittierenden Gleichstrom.

Diese Vorteile bedingen, daß die Errichtung und der Betrieb einer derartigen Wechselstromgeneratoranlage äußerst ökonomisch und billig ist. Zu bemerken ist, daß auch in der sekundären Windung Extraströme entstehen, wodurch die sekundäre Stromkurve modifiziert wird. Sollen diese Extraströme vernichtet werden, so ist in den sekundären Stromkreis statt des Kondensators c eine Selbstinduktion S₂ einzuschalten (Fig. 1 g). Die in den Spulen i₂ und S₂ entstehenden Extraströme summieren sich dann und verlaufen derart, daß eine Wirkung auf die Drähte D und E nicht eintritt (siehe die einfachen und die doppelten Pfeile). Es ist selbstverständlich, daß der in die Primärwindung geschickte Gleichstrom nicht bloß durch einen Polwender, sondern auch durch andere Vorrichtungen gewendet bezw. unterbrochen werden kann. Die Fig. 4 und 5 zeigen beispielsweise Unterbrechungsvorrichtungen einfachster Art, während Fig. 6 eine einfache Polwechselscheibe darstellt, bei welcher die Zähne S₁ der metallischen Scheibe mit dem negativen und die untereinander leitend verbundenen Kontaktstücke s₂ mit dem positiven Pol der Weckbatterie verbunden zu denken sind. Durch Drehen der Scheiben (Fig. 4 bis 6), z. B. mittels einer Handkurbel, entstehen die gewünschten Stromunterbrechungen bezw. Stromwen.dungen; bei diesen Vorrichtungen ist vorzusorgen, daß während der Ruhe der Scheiben die Weckbatterie außer Tätigkeit kommt.

Claims (1)

1. Pate nt-An SPRU CH:

   Wechselstromerzeuger, insbesondere für Fernsprechämter zur Erzeugung der Anrufströme, bei welchem in bekannter Weise ein durch die Primärwindungen eines Transformators geschickter intermittierender oder gewendeter Gleichstrom in den Sekundärwindungen einen Wechselstrom erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zur Primärwicklung des Transformators eine Selbstinduktion und parallel zur Sekundärwicklung eine Selbstinduktion oder eine Kapazität zu dem Zwecke geschaltet sind, einen möglichst gleichmäßigen, für Signalisierungszwecke ge- ■ eigneten Wechselstrom zu erzielen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.