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    Das Stillsetzen des Wählers  3 von 15eine Seite zurückeine Seite vor

    Das Stillsetzen des Wählers

    2.3. Das Stillsetzen des Wählers

     

    Das Stillnetzen oder Bremsen des Wählers kann nicht durch das Abschalten des Motors erfolgen, weil dann der Schaltarmsatz irgendwohin unkontrolliert auslaufen würde. Der Anker des Motors muss aber in dem Augenblick gebremst und festgehalten werden, wenn die Schaltarme auf die gewünschte Lamelle aufgelaufen sind.

     

    Als schnell wirksam und elastisch empfiehlt sich die magnetische Bremsung. Die optimale Lösung ergäbe sich, wenn durch den die Bremsung einleitenden Schaltvorgang der Strom in der Spule, die die Schaltarme auf die gewünschte Lamelle gezogen hat, weiterhin aufrechterhalten und gleichzeitig die Umschaltung auf die andere Spule verhindert würde.

     

    Bei diesem als Einsystembremsung bekannten Verfahren bleibt der Hauptpol des Ankers genau vor Kernmitte der Spule stehen, und es bildet sich bei relativ geringer Streuung ein sehr wirksames magnetisches Bremsfeld. Diese Lösung erfordert jedoch ein zusätzliches, die betreffende Spule aussuchendes Organ (z. B. einen zusätzlichen Kollektor beim Vierspulenmotor oder einen zusätzlichen Steuerarm beim Zweispulenmotor). Außerdem hätten zwei Umschaltkontakte des Prüfrelais aufgewendet werden müssen, was bei dem seinerzeit benutzten kleinen Prüfrelais nicht möglich war. Es gab also technische und ökonomische Gründe, die der Einführung der Einsystembremsung entgegenstanden.

     

    Das in der Praxis angewendete Bremsverfahren ist die sogenannte Zweisystembremsung. Sie ist technisch überaus einfach" und beruht darauf, dass durch den die Bremsung einleitenden Schaltvorgang das Steuerglied des Motors (der Kollektor bzw. die Steuerkontakte) kurzgeschlossen wird. Dadurch wird der Strom in der ziehenden Spule aufrechterhalten und die zweite Spule hinzugeschaltet. In dieser baut sich ein magnetisches Feld auf, das den Anker weiterziehen will. Da der Einfluss des Feldes der ersten Spule überwiegt, dreht sich aber der Anker nicht bis vor die zweite Spule weiter, sondern  nimmt „Bremsstellung" ein. In dieser Lage bildet die Mittellinie des Ankerhauptpoles einen Winkel von etwa 15 Grad mit der Mittellinie der Spule (Bild).

     

    Der das Stillsetzen bewirkende Schaltvorgang besteht entweder darin, dass der Steuerschaltarm Md auf eine Rast-Lamelle aufläuft (Stillsetzen über Schaltarm) oder dass der Prüfschaltarm Mc einen freien Ausgang findet, auf dem das Prüfrelais P anspricht und den Stillsetzkontakt p schließt (Stillsetzen über Prüfrelais). Beim Stillsetzen über Schaltarm beginnt der Bremsvorgang, d. h. der Kurzschluss des Steuerorgans des Motors, wenn der Schaltarm Md die vor der Rastlamelle liegende Lamelle verlässt und infolge des Steuerarm-Flachmaules die Rastlamelle berührt (Bild 2). Besteht dabei Überlappung (beide Steuerkontakte geschlossen), so schaltet der Schaltarm die zweite Spule ohne Last hinzu. Bei extremer Lage der Überlappung, die, wie zuvor erwähnt, zur Einstellung der Schrittgeschwindigkeit in einem gewissen Bereich verschoben werden kann, ist es möglich, dass noch keine Überlappung besteht. In diesem Fall schaltet der Schaltarm unter Last. Die zu schaltende Leistung ist aber gering, da der Strom infolge der Induktivität der Spule vom Wert Null langsam ansteigt.

     

    Den Fall, dass der Kurzschluss des Steuerorgans des Motors zeitlich erst nach beendeter Überlappung eintritt, gibt es gemäß den in Bild eingetragenen Toleranzen der Überlappung und des Auflaufes nicht.

     

    Beim Stillsetzen des Wählers durch das Prüfrelais P wird das Steuerorgan des Motors durch einen p-Arbeitskontakt kurzgeschlossen. Der Kurzschlusszeitpunkt liegt also um die Anzugszeit des Prüfrelais zeitlich später als bei dem eben beschriebenen Stillsetzvorgang über den Steuerschaltarm Md. Für das Ansprechen des Prüfrelais P stehen die im Bild2 als Prüfweg angegebenen Werte zur Verfügung. Der Prüfweg beträgt bei 0,1 mm Auflauf 33 Grad, bei 0,4 mm 42 Grad Aus diesen Gradzahlen sind die in der Tabelle 1 angegebenen Zeiten für verschiedene Schrittgeschwindigkeiten (Schritte/sekunde) errechnet.


    Das Stillsetzen des Wählers Details Anzeigen

    Erklärung zum Bild

     

    Zwischen den Bremsstellungen 1 und 2 des Ankers liegen 90 Grad Ankerweg, in dem die Schaltarme einen vollen Schritt von Lamelle zu Lamelle machen.

     

    Das Rückdrehmoment des Motors, entnommen aus der Kurve der statischen Drehmomente, liegt zwischen 3 und 47 Grad. Die Überlappung beträgt nach den Konstruktionsunterlagen 15 ...25 Grad. Sie kann aus der Mittellage zwischen den Rückdrehmomenten (bei 70 Grad) um 10 Grad nach beiden Seiten verschoben werden. Daraus ergeben sich die vier gezeichneten Grenzlagen der Überlappung. Bei der Teilung Lamelle: Lücke = 2: 1 entfallen 60 Grad Ankerweg auf die Lamelle und 30 Grad auf die Lücke.

     

    Der auf Lamelle 1 stehende Steuerschaltarm hat 0,1 mm bzw. 0.4 mm Auflauf. In der Lücke zwischen Lamelle 1 und 2 ist der Steuerschaltarm in der Stellung gezeichnet, in der er die Lamelle I verlässt und schon die Lamelle 2 berührt und der Prüf- und Stillsetzvorgang beginnt.

     

    Tabelle

    Anprechzeiten für das Prüfrelais P bei verschiedenen Schrittgeschwindgkeiten des Wähler

     

    Wähler
    Schritte
    pro
    Sekunde
     

    Zeit (ms)
    für
    1 Schritt
    90 Grad
    Drehung

    Zeit (ms) für
    0,1 mm
    Auflauf
    33 Grad
    Prüfweg

    Zeit (ms) für
    0,1 mm
    Auflauf
    33 Grad
    Prüfweg

    60

    16,7

    6,2

    7,8

    70

    14,3

    5,3

    6,7

    80

    12,5

    4,6

    5,9

    100

    10,0

    3,7

    4,7

    110

    9,1

    3,4

    4,3

    120

    8,4

    3,1

    3,9

    130

    7,7

    2,8

    3,6

    140

    7,2

    2,6

    3,3

    150

    6,7

    2,4

    3,1

    160

    6,2

    2,3

    2,9

           

     

     

    Werden die zur Verfügung stehenden Zeiten von den Prüfrelais voll ausgenutzt, haben die Prüfvorgänge nur 1,0fache Zeitsicherheit. Wegen der möglichen Toleranzen soll die Zeitsicherheit größer als 1,0 sein. Das bedeutet, dass die Anzugszeit des Prüfrelais unter den in der Tabelle für 0,1 mm Auflauf angegebenen Zeiten liegen muss, oder dass bei vorgegebener Anzugszeit (z. B. 2,4 ms für das kleine Prüfrelais) die Schrittgeschwindigkeit des Wählers bei der freien Wahl entsprechend der notwendigen Zeitsicherheit einzustellen ist.

     

    Wird der Auflauf der Schaltarme auf 0,4 mm eingestellt, so vergrößert sich der Prüfweg um 9 Grad. Diese für das Stillsetzen mittels Prüfrelais günstige obere Grenze des Auflaufes kann jedoch nicht für alle Lamellen garantiert werden, wie unter 2.7 (Probleme des Auflaufes der Schaltarme) gezeigt wird. Man muß also mit dem minimalen Auflauf von 0,1 mm und dem sich daraus ergebenden kleineren Prüfweg rechnen und in Anpassung an die Anzugszeit des Prüfrelais die Schrittgeschwindigkeit der Wähler für die freie Wahl etwas herabsetzen. Dies wird beim Motorwähler 58 durch den Kurzschluss von Dämpfungswicklungen getan.

     

    Die Anrufsucher haben eine Schrittgeschwindigkeit von 110 bis 115 Schrite/sekunde, die Gruppenwähler 70 bis 90 Schritte/sekunde. Da für die Bremsung des Wählers mittels Prüfrelais eine breite Überlappung günstig und eine Verdrehung der Überlappung in den negativen Bereich (vom Punkt 70 Grad aus) ungünstig ist, wird bereits in der Wählerfertigung bei der Einstellung der Steuerkontakte der untere Grenzwert der Überlappungsbreite (15 Grad) vermieden und eine Breite von 20 Grad angestrebt. Die Verdrehung der Überlappung in den negativen Bereich um 10 Grad (vom Punkt 70 Grad aus) ist nur in Ausnahmefällen notwendig. Bei den meisten Wählern liegt sie zwischen 70 und 90 Grad. Eine Nachprüfung von Ausnahmefällen ergab Fehler in der mechanischen Einstellung, z. B. zu enges Zahnspiel oder Schleifen des Schaltarmsatzes an der Achse.

     

    Beim Motorwähler 56 mit Vierspulenmotor wird für die freie Wahl die Schrittgeschwindigkeit durch einen zu dem Kollektor parallel geschalteten Widerstand von 800 Ohm, S2 um 15 bis 20 Schritte/sekunde herabgesetzt. Die Breite der Überlappung ist bei diesem Motor durch die Breite der Kohlebürsten konstant mit etwa 24 Grad gegeben. Die Überlappung liegt in der Regel ebenfalls zwischen 70 und 90 Grad.

     

    Die Anzugszeit des Prüfrelais lässt sich noch um etwa ein Drittel verringern, wenn das Relais eine Vorerregung durch eine dritte Wicklung erhält, die - in den Motorstromkreis (Wk-Leitung) geschaltet - vom ansteigenden Bremsstrom durchflossen wird.

     

    Bei der Fabrikationsserie 1960 des Systems 58 ist das Verfahren erstmals angewendet worden. Dadurch war es möglich, das in der Fertigung teure und im Betrieb störanfällige kleine Prüfrelais Typ 51/1 durch das mittlere Rundrelais zu ersetzen. Bei in Betrieb befindlichen VStW, deren Wähler das kleine Prüfrelais aufweisen, lässt sich die dritte Wicklung noch nachträglich aufbringen, wenn anders Schwierigkeiten im Prüfvorgang nicht zu beseitigen sind. So wurden z. B. alle Prüfrelais der II./IV. GW der VStW Eisenhüttenstadt mit der dritten Wicklung versehen und dadurch die bis dahin zahlreichen Prüfstörungen beseitigt.

     

    Es ist noch zu erörtern, wie der Prüfvorgang verläuft, wenn der Stillsetzkontakt p zeitlich nach der Überlappung schließt.

     

    Am Ende der Überlappung wird der Strom in der ziehenden Spule abgeschaltet, und die andere Motorspule bleibt allein eingeschaltet. Unter ihrem Einfluss dreht sich der Anker weiter. Schließt der Stillsetzkontakt noch rechtzeitig, d. h. zu einem Zeitpunkt, in dem das magnetische Feld der ersten (abgeschalteten) Spule noch größer ist als das Feld der zweiten (hinzu geschalteten), gelingt der Bremsvorgang auf der gewünschten Lamelle. Schließt der Stillsetzkontakt etwas später, so erfolgt das Stillsetzen auf der nächsten Lamelle, wenn diese frei ist. Ist sie besetzt, kann es unter Umständen zum Aufschleudern auf die bestehende Verbindung kommen.

     

    Das Auftreten dieses Fehlers erfordert eine Nachprüfung der Schrittgeschwindigkeit bei der Freiwahl, der Einstellung (Justierung) des Prüfrelais und gegebenenfalls das Aufbringen der dritten Wicklung auf das Prüfrelais.

     


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