DE593628C - Elektrische Sperrvorrichtung in Signalanlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Weiterentwicklung der im Hauptpatent beschriebenen Anordnung zur selbsttätigen Sperrung des einen von zwei LeitungsStromkreisen, wenn in dem anderen Leitungsstromkreis ein Signalstrom fließt, z. B. die Sperrung der einen Übertragungsrichtung einer Fernsprechverbindung, wenn ein Strom in der anderen Übertragungsrichtung fließt. Eine derartige Sperrung wird nach dem Hauptpatent dadurch hervorgerufen, daß der zu sperrende Leitungsstromkreis mit einem normalerweise unterbrochenen Kurzschluß versehen ist, der aus einer oder mehreren Entladungsstrecken mit selbständiger ■ Entladung, z. B. Glimmlampen, besteht, die unter Einwirkung von Signalströmen in dem anderen Stromlireis zur Entladung gebracht und demzufolge kurzgeschlossen werden.

Um die Entstehung von Störungen infolge Veränderungen im Entladungszustande zu vermeiden oder wenigstens zu vermindern, wird die Entladungsstrecke vorzugsweise aus zwei möglichst gleichen Teilentladungsstrekken zusammengesetzt, die in bezug auf den zu sperrenden Leitungs Stromkreis symmetrisch angeordnet sind.· Da es indessen fast unmöglich ist, zwei Glimmlampen oder andere Entladungsstrecken mit genau gleichen Zündspannungen herzustellen, kann es bei der Anordnung nach dem Hauptpatent leicht eintreten, daß nur die eine Lampe (Teilentladungsstrecke) zündet, wodurch der Kurzschluß unvollständig wird oder wenigstens eine gewisse schiefe Belastung entsteht, die Übersprechen oder andere Störungen zur Folge hat.

Nach der vorliegenden Erfindung wird dieser Nachteil dadurch vermieden, daß die beiden Teilentladungsstrecken in einer gemeinsamen Entladungsröhre angeordnet sind. Wenn auch diese beiden gemeinsam eingeschlossenen Entladungsstrecken nicht genau dieselbe Zündspannung besitzen, werden sie trotzdem gleichzeitig zünden, weil die Ionisierung der einen Teilstrecke die Zündung der anderen hervorruft. Geeigneterweise werden die beiden Teilentladungsstrecken zwischen einerseits zwei Hauptelektroden und andererseits einer gemeinsamen Hilfselektrode in der gemeinsamen Glimmlampe gebildet, und die

Hilfselektrode wird an einem Symrnetriepunkt zwischen den Leitungszweigen in dem zu sperrenden Gleichstromkreis angeschlossen. Die Erfindung sei an Hand der schematischen Zeichnungen von Ausführungsbeispielen näher beschrieben.

Fig. ι und 2 zeigen zwei verschiedene Ausführungsformen einer Kurzschlußschaltung; Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform einer ίο Gleichrichteranordnung, und

Fig. 4 zeigt ein Beispiel einer Glimmlampe mit drei Elektroden zur Erzielung des Kurzschlusses.

Fig. S ist ein Schnitt nach der Linie 5 in Fig. 4.

Bei den in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsformen der Erfindung soll eine Leitungsverbindung II !gesperrt werden, sobald ein Strom in einer anderen Leitungsverbindung I fließt. Zwischen den beiden Leitungen ist eine Sperranordnung 5¹ eingeschaltet, die eine durch ein Viereck dargestellte Gleichrichteranordnung D und eine Glimmlampe G mit zwei Hauptelektroden B₁ und E₂ und einer Hilfselektrode H enthält. Die Glimmlampe ist mit den beiden Hauptelektroden an die beiden Leitungszweige der Verbindung II angeschlossen. Bei der in Fig. 1 gezeigten Anordnung sind in der Leitung II zwei Übertrager T₁ und T₂ eingeschaltet, zwischen denen die Hauptelektroden der Glimmlampe an je eine Leitungsader bei den Punkten Ci₁ und d₂ angeschlossen sind. Die Übertrager sind derart bemessen, daß eine Erhöhung der Leitungscharakteristik gegen die Kurzschlußstelle erreicht wird. Die eine der Ausgangsklemmen, V₁, des Gleichrichters D ist an die Hilfselektrode H und die andere, V₂, an die Anzapfung in der Mitte der der Kurzschlußstelle zugekehrten Zweitwicklung des Übertragers T₁ angeschlossen. Diese Wicklung ist in zwei gleiche Teile aufgeteilt und zwischen diesen ein Kondensator C₁ eingeschaltet. Der Anschluß von V₂ an jede Hälfte der Zweitwicklung erfolgt über zwei gleiche nebeneinandergeschaltete Widerstände R₁ die mit je einer Belegung des Kondensators C₁ verbunden sind. Die dem Kurzschluß zugekehrte Wicklung des Übertragers T₂ istgleichfalls in zwei gleiche Teile aufgeteilt, zwischen denen ein Kondensator C₂ eingeschaltet ist.

Wenn die Leitung I z. B. Sprechströme überträgt, entsteht eine Wechselspannung zwischen den Klemmen OS₁ und a₂ der Gleichrichteranordnung D, welche eine Gleichspannung solcher Größe zwischen den Klemmen V₁, v_z hervorruft, daß die Zündspannung zwischen der Hilfselektrode H einerseits und den beiden Hauptelektroden JB₁, E₂ andererseits überschritten wird und ein Entladungsstrom von V₂ über die beiden nebeneinandergeschalteten Zweige, die aus den Widerständen R, je einer Wicklungshälfte des Übertragers T₁ und den beiden Teilentladungsstrecken bestehen, nach der Klemme V₁ des Gleichrichters D fließt. Die beiden Widerständet haben die Aufgabe, die Entladungsströme in den beiden nebeneinandergeschalteten Zweigen im wesentlichen gleichzumachen, wodurch die gleichgerichteten Ströme im ÜbertragerT₁ einander aufheben und eine Gleichstrommagnetisierung desselben vermieden wird. Sobald die Entladung angefangen hat und die Entladungsstrecke ionisiert ist, ist eine leitende Verbindung zwischen den Hauptelektroden hervorgerufen und demnach der gewünschte Kurzschluß zwischen den Punkten CL₁ und d.₂ erzielt worden. Der Kondensator C₁ dient dazu, die Signalströme, die normal über die Leitung II laufen, an den Widerständen R vorüberzuführen, und der Kondensator C₂ hindert den Gleichstrom, vom Gleichrichter D durch die Wicklung des Übertragers T₂ zu fließen. Der Vorteil der Verwendung nur einer Glimmlampe — an Stelle von zwei Glimmlampen wie bei den im Hauptpatent gezeigten Ausführungsformen — besteht im wesentlichen darin, daß die Zündung in den beiden Zweigen durch die Ionisierung in der Lampe etwa gleichzeitig geschieht, wodurch das Gleichgewicht in der Brückenanordnung nicht gestört wird und keine störenden Ströme in der Leitung II entstehen. Ein anderer Vorteil, der in gewissen Fällen auch von großer Bedeutung sein kann, besteht darin, daß die Zündspannung niedriger gewählt werden kann, weil die beiden Teilentladungsstrecken im Ausgangskreis des Gleichrichters nebeneinandergeschaltet sind. Der Anschluß der einen Ausgangsklemme des Gleichrichters D an einen im Verhältnis zu den Zweigen der Leitung II symmetrischen Punkt kann natürlich auch in anderer Weise erreicht werden, beispielsweise durch den Übertrager T₂ oder durch eine zwischen den Zweigen eingeschaltete Drosselspule. Der Anschluß kann auch gleichzeitig über die beiden Übertrager T₁ und T₂ erfolgen.

Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform ist die eine Wicklung eines Über- tragers T zwischen den Zweigen der Leitungll eingeschaltet. An die andere Wicklung des Übertragers sind die beiden Hauptelektroden der Entladungsstrecke angeschlossen. Die Wicklung ist wie bei dem Übertrager T₁ in Fig. ι in zwei gleiche Teile aufgeteilt, die untereinander durch einen Kondensator C verbunden und über zwei gleiche Widerstände R an die eine Ausgangsklemme V₂ des Gleichrichters D angeschlossen sind. Sobald die Entladungsstrecke C- ionisiert wird, wird die angeschlossene Übertragerwicklung kurz-

geschlossen und von - dieser der Kurzschluß nach der Leitung II übertragen.

Die beiden beschriebenen Ausführungsformen enthalten keine Kondensatoren, die bei der Ausbildung der Glimmspannung aufgeladen werden müssen. Dadurch kann weder eine schädliche Trägheit die Sperrung verzögern . noch eine etwaige Wirkung" der Anordnung als Glimmlampengenerator eintreten.

ίο Die Aufgabe der Übertrager in den beiden Ausführungsformen besteht darin, den Kurzschluß in der Entladungsstrecke möglichst wirksam zu machen; deshalb sind die Übertrager derart dimensioniert, daß eine Spannungssteigerung gegen die Entladungsstrecke erreicht wird. Bei der Ausführungsform nach Fig. ι ruft der Nebenschlußstromkreis, welcher durch die Entladungsstrecke gebildet wird, einen effektiven Kurzschluß der Signaiao ströme in der Leitung II hervor. Die beiden Übertrager T₁ undT₂ führen aber eine gewisse Dämpfung in der Leitungsverbindung herbei. Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist bei normaler Übertragung der Ströme in der Leitung II der Zweitstromkreis des Übertragers T unterbrochen, die Leitung II also nur mit der Selbstinduktion der Erstwicklung des Übertragers belastet. Die Einwirkung auf die normalen Signalströme in der Leitung II wird hierdurch viel kleiner als bei der ersten Ausführungsform. Dagegen wird der Kurzschluß nicht ganz so effektiv, da er nach der Lei-, tung II über den Übertrager T mit entsprechendem Widerstand geführt ist.

In Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel der Gleichrichteranordnung D gezeigt, die für Verwendung bei Echosperren für Vierdrahtleitungen bestimmt ist. Die Gleichrichteranordnung umfaßt teils eine Verstärkeranordnung, die aus zwei übertragergekoppelten Dreielektrodenröhren V₁ und V₂ besteht, und teils einen Gleichrichterverstärker, bestehend aus einer Röhre F₃ mit negativer Gittervorspannung solcher Größe, daß kein Anodenstrom fließt, und einem der Röhre vorgeschalteten Glimmlampenstromkreis, der in Reihe mit der Sekundärwicklung eines Übertragers F eine mit Vorspannung versehene Glimmlampe G₂ enthält und dem Gitterkondensator K₁ und der Gitterableitung r der Röhre V₁ parallel geschaltet ist. Die Vorspannung der Glimmlampe G₂ ist etwas niedriger als die Zündspannung der Lampe, so daß diese normal gelöscht ist und erst beim Ankommen von Schwingungen über den Übertrager F gezündet wird. Hierbei wird der Kondensator K₁ je nach der Größe der Amplitude mehr oder weniger geladen, und dies ruft eine entsprechende Gitterverlagerung in der Röhre V₃ hervor, so daß ein Anodenstrom entsteht. Die Amplitude der ankommenden Schwingungen muß eine gewisse untere Grenze überschreiten, damit überhaupt die Gleichrichtervorrichtung anspricht. Der Kondensator K₁ kann durch Zuschalten von Kondensatoren K ₂, K₃, K₁ oder K₅ vergrößert Averden. Die Klemmen a_lt a₂ für den Anschluß an die Leitung I sind über einen Übertrager^ mit der ersten Röhre V₁ verbunden. Zwischen den Röhren V₁ und V₂ und zwischen V₂ und dem Gleichrichterverstärker sind Übertrager B und F eingeschaltet, deren Erstwicklungen durch Kondensatoren überbrückt sind. Diese sind derart bemessen, daß die Verstärkung für Frequenzen um 1000 Hertz herum am größten wird (d. h. für die Frequenzen in der Sprache, welche die größten Amplituden haben), während sie für niedrigere und höhere Frequenzen sehr schnell abnimmt. Durch diese Anordnung wird der Gleichrichter D und dadurch die ganze Echosperranordnung weniger empfindlich für Störungsströme außerhalb des Gebietes um 1000 Hertz. Ein weiterer Schutz gegen Störspannungen bildet eine in die Gleichrichteranordnung eingeschaltete Drosselspule P. Die Zweitwicklung des Übertragers F ist durch eine Glimmlampe G₁ zur Amplitudenbegrenzung überbrückt. Diese Amplitudenbegrenzung bezweckt, die Zeit der Nachwirkung, d. h. die go Zeitdauer zwischen dem Aufhören des Stromes in der Leitung I und der Aufhebung der Sperrung der Leitung II, im wesentlichen von der Amplitude der Sprechströme unabhängig zu machen. Die Lampe G₁ wird beim Überschreiten eines vorbestimmten Amplitudenwertes der ankommenden Schwingungen gezündet, "wodurch die der Vorspannung der Glimmlampe G₂ überlagerte Zusatzspannung auf den Wert der Zündspannung oder Glimmspannung der Lampe G₁ beschränkt wird. Wenn- die Schwingungsamplitude mindestens diesen Wert hat, erhält der Kondensator K₁ unabhängig von der Amplitude immer dieselbe Ladungsspannung, und die Nachwirkungszeit, also die Entladungszeit des Kondensators, wird immer dieselbe.

Eine Spannung zwischen den Eingangsklemmen Ci₁ und a₂ wird im Verstärker selektiv verstärkt und der von der Batterie V^ herrührenden Vorspannung der Glimmlampe G₂ überlagert. G₂ zündet und überträgt die Spannung nach dem Kondensator K₁, welcher aufgeladen wird. Dadurch wird eine positive Spannungsverschiebung auf dem Gitter der Röhre F₃ und ein Anodenstrom in dieser Röhre hervorgerufen. Dieser Anodenstrom zündet die Entladungsstrecke G in der Echosperre, und zwischen den Hauptelektroden E₁ und E₂ entsteht ein Kurzschluß. Sobald die Spannung zwischen den Eingangsklemmen Ci₁ und a₂ aufhört, entlädt sich der Kondensa-

torK₁ über den Widerstand?', und die Gitterspannung in der Röhre V_s sinkt wieder zu dem durch die Gittervorspannungsbatterie V_g bestimmten negativen Wert herab, so daß der Anodenstrom aufhört. Die Zweitwicklung ' des Eingangsübertragers A ist mit verschiedenen Abzapfungen zur 'Empfindlichkeitsregulierung versehen, und die verschieden großen Kondensatoren K₂, K_s, K₄ und K₅ können

to nach Belieben zur Erzielung verschiedener Aufladungszeiten eingeschaltet werden.

In Fig. 4 ist eine Ausführungsforin der Entladungsröhre C- gezeigt. Die beiden untereinander gleichen HauptelektrodenE₁₁E₂ werden durch im wesentlichen flache, langgestreckte Bleche aus einem geeigneten Metall gebildet, die parallel zueinander auf jeder Seite einer durch eine kleinere, flache Blechscheibe gebildeten Hilfselektrode H angebracht sind. Die Fläche zwischen den Hauptelektroden ist groß im Verhältnis zu der Fläche zwischen der Hilfselektrode und jeder der Hauptelektroden. Die Hilfselektrode steht etwas schief ■ im Verhältnis zu den Hauptelektroden, so daß deren eine Außenkante etwas näher an der einen Hauptelektrode und die andere Außenkante näher an der anderen Hauptelektrode liegt (Fig. 5).
Die Hauptbedingung für ein Kurzschließen der Zweige in der Leitung II (in Fig. 1 oder 2), ohne daß Störströme in dieser Leitung entstehen, ist, daß die Zündung zwischen den beiden Hauptelektroden und der Hilfselektrode gleichzeitig geschieht und daß die Ströme in diesen beiden nebeneinandergeschalteten Zweigen im wesentlichen gleich groß sind. Diese Bedingung kann durch die Verwendung der beschriebenen Ausführung der Glimmlampe erfüllt werden. Eine Elektronenubertragung von einer größeren Fläche der Hauptelektrode nach der Hilfselektrode kann nicht zustande kommen, ohne daß eine Entladung auch zwischen der anderen Hauptelektrode und dem nächsten Punkt auf der Hilfselektrode entsteht. Um diese Wirkung noch mehr zu erhöhen, können die Hauptelektroden, wie aus Fig. 4 hervorgeht, gegenüber der Hilfselektrode etwas nach auswärts "gebogen sein.

Claims (7)

1. Patentansprüche:

   i. Elektrische Sperrvorrichtung in Signalanlagen zur selbsttätigen Sperrung des einen von zwei Leitungsstromkreisen, wenn in "dem anderen Leitungsstromkreis ein Signalstrom fließt, mittels einer Entladungsstrecke mit selbständiger Entladung, die aus zwei zu dem zu sperrenden Leitungsstromkreis symmetrisch angeordneten Teilentladungsstrecken besteht, nach Patent 495 106, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Teilentladungsstrecken in einer gemeinsamen Glimmröhre derart angeordnet sind, daß sie gleichzeitig zünden, auch wenn ihre Zündspannungen nicht genau gleich sind.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilentladungsstrecken zwischen zwei an je eine Leitungsader (bei (I₁ bzw. d₂) unmittelbar oder über Transformatoren angeschlossenen Hauptelektroden (E₁, E₂) und einer Hilfselektrode (H) liegen und die Steuerspannungsquelle mit einem Pol (V₁) an die Hilfselektrode, mit dem anderen Pol (v₂) an einen ,bezüglich der Hauptelektroden und der Leitungsadern des zu sperrenden Leitungsstromkreises symmetrischen Punkt angeschlossen ist.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zu sperrende Leitungsstromkreis (II) von dem Kurzschlußkreis durch zwei Übertrager (T₁, T₂) galvanisch getrennt ist, von deren der Kurzschlußstelle zugekehrten Wicklungen eine oder beide in zwei Hälften geteilt sind, zwischen denen ein Kondensator (C₁ bzw C₂) eingeschaltet ist und über welche die Spannung zwischen den Hauptelektroden (E₁ und E₂) und der Hilfselektrode (H) symmetrisch zugeführt wird.
4. 4. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zu sperrende Leitungsstromkreis (II) von der Kurzschlußstelle durch einen mit der einen Wicklung zwischen den Adern dieses Leitungsstromkreises eingeschalteten Übertrager (T) galvanisch getrennt ist, dessen andere mit einer größeren Anzahl Windungen versehene Wicklung in zwei Hälften geteilt ist, zwischen denen ein Kondensator (C) eingeschaltet ist und über welche die Spannung zwischen den H-auptelektroden (E₁ und JS₂) und der Hilfselektrode (H) symmetrisch zugeführt wird.
5. . 5. Anordnung nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in den parallel geschalteten Stromzufuhrungsleitungen de'r Hauptelektroden zwei Widerstände (R) eingeschaltet sind, die derart bemessen sind, daß die beiden Stromzweige im wesentlichen denselben Widerstand aufweisen.
6. 6. Anordnung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Entladung in der Entladungsstrecke (C-) erforderliche Spannung unter Einwirkung von Strömen in dem Steuer-Stromkreis (I) durch eine besondere Gleichrichteranordnung erzeugt wird,

   welche mit einer amplitudenbegrenzenden Anordnung, z. B. einer im Nebenschluß geschalteten Glimmlampe (Gi), versehen ist.
7. 7. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entladungsstrecke (G) aus einer Glimmlampe mit zwei untereinander gleichen, im wesentlichen flachen Hauptelektroden (E₁ und E₂) und einer zu diesen in elektrischer Hinsicht symmetrisch angeordneten Hilfselektrode (H) besteht und die einander zugekehrten Flächenteile der Hauptelektroden groß im Vergleich zu ihren der Hilfselektrode zugewandten Flächenteilen sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen