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Einrichtung zur Erzeugung von Gleichstrom mit darüber gelagertem Wechselstrom
für Signalzwecke bei elektrischen Anlagen. Die Erfindung bezieht sich auf elektrische
Signalanlagen, im besonderen auf solche Anlagen, in denen der Betrieb der wahlweise
zum Ansprechen gebrachten Signalapparate, z. B. Wecker, durch einen Wechselstrom
erfolgt, der einem Gleichstrom übergelagert ist. Vorzugsweise ist die Erfindung
auf Fernsprechanlagen, die für einen sogenannten Gesellschaftsbetrieb eingerichtet
und mit besonders ausgestalteten Weckern ausgerüstet sind, anwendbar; jedoch kann
sie auch -mit Vorteil bei anderen Anlagen verwendet werden, in denen es notwendig
oder zweckmäßig ist, einen ständig wechselnden Strom zu- benutzen, der sich aber
von einem gewöhnlichen Wechselstrom dadurch unterscheidet, daß die beiden Teile
einer Stromwelle eine verschiedene maximalelektromotorische Kraft besitzen oder
daß die elektromotorische Kraft ihr Zeichen nicht wechselt.
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Um einen derartigen Strom zu erzeugen, hat man bisher eine Batterie
bzw. Batterien und in Verbindung damit eine Wechselstrommaschine bzw. Wechselstrommaschinen
zur Verwendung gebracht. Die Wechselstrommaschine wird dabei mit der die geeignete
Spannung und Kapazität besitzenden Batterie in Reihe geschaltet derart, daß im wesentlichen
ein Dreileitersystem gebildet wird. Die Polarität der Haupthalbwelle des Stromes
wird dann durch den Pol der Batterie bestimmt, der mit der Leitung einer anzurufenden
Station verbunden ist. Die Erfindung bezweckt die Lösung der gleichen Aufgabe auf
einem wesentlich einfacheren Wege durch die Vereinigung eines Gleichstrom und- Wechselstrom
liefernden Generators, dessen Gleichstromseite mit nur einem Pol an die Signalleitung
angeschlossen ist, während von der Wechselstromseite die zweite nach dem Empfänger
führende Leitung unter Zwischenschaltung eines Transformators ausgeht. Hierdurch
werden die bekannten komplizierten Einrichtungen vermieden und besonders die Anwendung
von Batterien überflüssig gemacht.
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Auf der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in zwei Ausführungsbeispielen
dargestellt, und zwar zeigt Fig. r schematisch Wicklungen und Teile- des-. Generators
und eines damit zusammengeschalteten Transformators, Fig. z eine ähnliche Einrichtung
untei Verwendung eines einspuligen oder sogenannten Autotransformators, Fig. 3 die
Verbindungsweise der neuen Einrichtung mit den zu den Signalstationen führenden
Leitungen.
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In den Figuren bezeichnet 2 die Wicklung des Maschinenankers, der,
wie üblich, aus einem zwischen den Magnetpolen 3 und q. sich drehenden Eisenkern
besteht. Auf der Zeichnung ist eine zweipolige Maschine gezeigt, jedoch kann auch
eine mehrpolige Maschine benutzt werden, ohne daß dadurch an dem Wesen der Erfindung
etwas geändert wird. Die Magnete werden durch eine Nebenschlußwicklung 5 erregt,
jedoch kann zu diesem
Zwecke auch irgendeine der anderen bekannten
Erregungsarten angewendet werden. Die Ankerwicklung 2 ist in Abständen mit den Kollektor;
egmenten 6 durch geeignete Leiter.? verbunden, so daß an den Bürsten 8 des Kollektors
ein Gleichstrom abgenommen werden kann. An elektrisch entgegengesetzten Stellen
ist die Ankerwicklung z ferner durch. Leiter g mit Schleifringen io und ii verbunden,
so daß von den auf diesen Ringen schleifenden Bürsten iz und 13 ein Wechselstrom
abgenommen werden kann. Die Bürsten 12 und 13 sind über die Leitungen 14 und 15
mit den Klemmen der Primärwicklung 16 eines geeigneten Transformators verbunden,
dessen Sekundärwicklung 17 (Fig, 3) mit der Primärwicklung 16 in elektrischer Verbindung
steht.
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Durch diese Einrichtung wird nun der Gleichstrom mit übergelagertem
Wechselstrom erzeugt. Der Wechselstrom wird durch die gleiche Wicklung 2 erzeugt,
die auch den Gleichstrom liefert, und dieser Wechselstrom wird über die Bürsten
i2 und 13' zu der Primärwicklung 16 des Transformators geleitet. Die Mitte der Windung
ist stets neutral mit Rückscht auf die wechselnden Potentiale an den Bürsten 12
und i3 und ist ebenfalls neutral mit Rücksicht auf die Gleichstrompotentiale an
den Bürsten B. Es besteht somit an der unteren Bürste 8 ein konstantes positives
Potential und an der -oberen Bürste 8 . ein positives Potential gegenüber der Mitte
der Windung 16. Beide Potentiale sind gleich und entgegengesetzten Vorzeichens.
Die Sekundärwicklung 17 des Transformators ist die Wechselstromquelle. Wenn der
Stromkreis durch den Leiter 18 geerdet wird, lagert sich der von der Sekundärwicklung
17 erzeugte Wechselstrom auf den Gleichstrom von der Mitte der Wicklung 16 zu der
oberen Bürste B. Ebenso lagert sich, wenn der Leiter ig geerdet wird, der gleiche
Wechselstrom auf den in diesem Leiter fließenden Gleichstrom.
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Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. z ist die eine Klemme der Sekundärwicklung
17 an die Mitte der Primärwicklung 16 angeschlossen, während die andere Klemme an
Erde gelegt ist.
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Die abgehenden Speiseleitungen 18 und ig sind an die Bürsten 8 angeschlossen
und erhalten von den Kollektorsegmenten 6 Strom entgegengesetzter Polarität. Dieser
Strom wird (Fig. 3) an geeignete Schalter 20-z1, 22-23, 24-25, 26-z7 geführt, die
durch Leitungen 3o, 31, 32, 33 mit den Zweigen 28 und 29 der Gesellschaftsleitung
verbunden sind. Die Signale oder Wecker 34, 35, 36, 37 der verschiedenen an der
Gesellschaftsleitung liegenden Stationen sind zwischen die Zweige 28 und 29 und
Erde geschaltet und in bekannter Weise so eingerichtet, daß die beiden an dem einen
Leitungszweige, z. B. dem Zweig 28, liegenden Wecker auf Ströme ansprechen, deren
Maximal EMK eine entgegengesetzte Polarität besitzen. Wenn z. B. der Wecker 34 in
Tätigkeit gesetzt werden soll, so werden die Schalterkontakte 22, 23 geschlossen,
so daß die positive Bürste 8 mit dem Leitungszweig 28 verbunden wird. Alsdann fließt
Strom von der positiven Bürste 8 über die Leitung ig, die Kontakte 22, 23, die Leitungen
33 und 28, den Wecker 34 nach Erde. Über Erde verläuft der Strom weiter durch die
Sekundärwicklung 17 des Transformators, die beiden Hälften der Primärwicklung 16
dieses Transformators, die Leitungen 14 und 15, die Bürsten 12 und 13, die Schleifringe
io und ii und die Leiter g zu der Ankerwicklung 2.. Es ist leicht einzusehen, daß
auf diese Weise dem von der positiven Bürste 8 kommenden Gleichstrom der von dem
Transformator kommende Wechselstrom übergelagert ist. Da nun' der Wecker 34 so eingerichtet
ist, daß er nur auf positiven Strom anspricht, so hat die Schließung der Kontakte
z2-23 das Ansprechen dieses Weckers zur Folge. In ähnlicher Weise werden die Wecker
35, 36, 37 in Gang gesetzt, wenn die Kontakte 2o-21 bzw. 2q.-25, 26-27 geschlossen
werden.
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Bei dem in der Fig.2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Generator
genau so eingerichtet und geschaltet, wie der in Fig. i gezeigte Generator. Die
Leitungen 14 und 15 sind jedoch an die Wicklung 40 eines einspoligen oder Autotransformators,
dessen eine Klemme geerdet ist, angeschlossen. Die Spannung des Wechselstromes,
der dem von den Bürsten 8 kommenden Gleichstrom übergelagert ist, kann durch geeignete
Wahl des Anschlusses der Leitung 14 an die geerdete Seite der Wicklung 4o nach Wunsch
geregelt werden.