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Anschluss

Die Technik im Inneren

Im folgenden Abschnitt soll die Technik in einem analogen Telefon in ihren wesentlichen Grundzügen erläutert werden. Dabei richtet sich diese Darstellung an Leser ohne besondere Kenntnisse der Elektrotechnik, weshalb mancher Zusammenhang vielleicht besonders ausführlich, anderes hingegen nur vereinfacht dargestellt wird. Ziel soll es sein, die Schaltung eines Apparates wie W28, W48 oder FeTAp 61 zumindest im Großen und Ganzen nachvollziehbar zu machen.

Das Hören und Sprechen

Grundlegende Schaltung
Grundlegende Schaltung

Das einfachste Telefon besteht lediglich aus einem Mikrofon und einem Lautsprecher. Diese Bauteile werden üblicherweise als Sprechkapsel (S) und Hörkapsel (H) bezeichnet. Schaltet man die beiden Kapseln hintereinander, hat man bereits einen funktionstüchtigen Apparat. Idealerweise fügt man noch einen Schalter ein, um das Gespräch beginnen und beenden zu können. Beim Telefon übernimmt die Gabel diese Funktion.

Legt man nun an die beiden Leitungen a und b eine Gleichspannung an, erzeugt die Sprechkapsel beim Hineinsprechen eine Wechselspannung, wodurch in der Hörkapsel die gesprochenen Worte zu verstehen sind. Das Ganze kann man problemlos mit entsprechenden Kapseln sowie einer an a und b angeschlossenen 9-Volt-Batterie ausprobieren: Man hört sich selbst, das ist ja schon mal ein Anfang...

Rückhördämpfung

Schaltung mit Rückhördämpfung
Schaltung mit Rückhördämpfung

Im Prinzip funktioniert das Ganze genauso, wenn man zwei derartige aus Hör- und Sprechkapsel bestehende „Apparate“ in einem gemeinsamen Gleichstromkreis unterbringt. Dann können zwei Personen sprechen und auch hören, allerdings mit dem unangenehmen Nebeneffekt, dass jeder seine eigene Stimme genauso laut hört wie die des Gesprächspartners. Um dies zu vermeiden, wird zur "Rückhördämpfung" zunächst die Hörkapsel vom eigentlichen Stromkreis getrennt und nur durch einen Übertrager eingebunden.

Die Idee besteht nun darin, die Sprechkapsel mittig in die Spule des Übertragers einzubinden. Dadurch entsteht der Effekt, dass sich die Ströme aus den beiden Hälften der Spule in ihrer Wirkung gegenseitig aufheben.

Der hier nur mit L gekennzeichnete Baustein wird „Leitungsnachbildung“ genannt. Um es vorwegzunehmen: Für das Grundverständnis der Schaltung ist dieser Baustein nicht bedeutsam. Er wird nur der Vollständigkeit halber erwähnt, da man ihn vielleicht in dem einen oder anderen Schaltplan wiederfindet. Er besteht in der Regel aus einem Widerstand und einem Kondensator, und in aller Kürze sei gesagt, dass er Effekte ausgleicht, die durch Widerstände und Kapazitäten in der Anschlussleitung entstehen.

Der Wecker

Schaltung mit Wecker
Schaltung mit Wecker

Natürlich soll so ein Apparat auch klingeln. Die Klingel wurde üblicherweise als "Wecker" bezeichnet (und alle erdenklichen Witze, warum ausgerechnet die Post diesen Begriff verwendet hat, dürften bereits gemacht worden sein). Der Wecker wird durch Wechselstrom betrieben und in Reihe mit einem Kondensator zwischen die Anschlussleitungen a und b geschaltet.

Der Kondensator verhindert dabei, dass der Wecker innerhalb des Gleichstromkreises liegt. Der Gleichstrom wird, wie oben beschrieben, nur für das Hören und Sprechen benötigt.

Das Rufsignal kommt von der Vermittlungsstelle in Form eines Wechselstroms. Der Kondensator stellt für den Wechselstrom kein unüberwindbares Hindernis dar. Daraufhin fängt der Wecker an zu klingeln.

Das Wählen

Schaltung mit Wählorgan
Schaltung mit Wählorgan

Eigentlich ist das Telefon in der obigen Schaltung schon fertig. Befindet sich das Telefon im aufgelegten Zustand, so ist der Stromkreis zur Vermittlungsstelle innerhalb des Telefons durch den Gabelumschalter unterbrochen. Wird der Hörer abgenommen, schließt der Gabelumschalter den Stromkreis. Dies wird von der Technik in der Vermittlungsstelle erkannt, und der Wählton („Freizeichen“) wird zum Apparat geschickt. Der Wählvorgang besteht nun in genau definierten kurzen Unterbrechungen innerhalb dieses Stromkreises (ca. 63 Millisekunden) sowie genau definierten Zeitabständen zwischen diesen Unterbrechungen (ca. 37 Millisekunden). Diese sogenannten Impulse kann die Vermittlungsstelle zählen und die Verbindung zur gewählten Rufnummer herstellen.

Es ist sogar tatsächlich möglich, den eigentlich als „Gabel“ eingebauten Schalter zum Wählen zu verwenden. Dazu muss man die oben genannten Zeiten einigermaßen genau treffen, aber mit etwas Übung funktioniert es. Aus diesem Grund hatten viele damalige Münzfernsprecher mechanische Verzögerungen in der Gabel, um dies zu verhindern. In den meisten Münzfernsprechern war die Wahl bestimmter Nummern (zum Beispiel die der Auslandsvorwahl 00) durch einen komplizierten Mechanismus im Nummernschalter gesperrt, und es sollte vermieden werden, dass diese Sperre durch das „Wählen“ mit der Gabel umgangen wird.

Im Mechanismus des Nummernschalters wird im folgenden Abschnitt ausführlicher erläutert. Grundsätzlich geschieht das Öffnen und Schließen der Leitung durch einen beweglichen Kontakt. Da dieser Schalter ist beim schnellen Öffnen und Schließen des Stromkreises winzigen überspringenden Funken ausgesetzt ist, sind die Abnutzungserscheinungen am Impulsschalter einigermaßen groß. Zur Verhinderung dieser Funkenbildung kann man einen Kondensator parallel zum Impulsschalter einbauen. Da der bereits vorhandene Wecker-Kondensator beim Wählen nicht benötigt wird, ist man dazu übergegangen, kurzerhand diesen dafür zu verwenden.

Der Nummernschalter


Nummernschalter (Draufsicht) Nummernschalter (Seitenansicht)
Beispiel eines Nummernschalters (Draufsicht und Seitenansicht)
Der Nummernschalter ist die mechanische Einheit, die die Wählimpulse bei der Bedienung der Wählscheibe erzeugt. Dabei gibt der Nummernschalter je nach gewählter Ziffer eine fest definierte Anzahl von Leitungsunterbrechungen, den sogenannten Impulsen, ab. Diese kurzzeitigen Unterbrechungen sowie die Pausen dazwischen müssen eine festgelegte Dauer haben, damit die Vermittlungsstelle (bzw. der Telefonanlage, an die der Apparat angeschlossen ist) diese auswerten nd somit die gewählte Ziffer erkennen kann.

In Deutschland stellt sich die Situation so dar, dass bei der Wahl der Ziffer 1 ein Impuls übertragen wird, bei einer gewählten 2 zwei Impulse und so weiter. Bei der Ziffer 0 werden zehn Impulse übertragen, daher wird sie im Folgenden technisch wie eine Zehn behandelt. Die eigentlichen Impulse werden nicht beim Aufziehen des Nummernschalters abgegeben, sondern beim Zurücklaufen. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die Geschwindigkeit, mit der der Anrufende wählt, keinen Einfluss auf die Länge der Impulse hat.

Das normale Verhältnis von Impuls (= Leitungsunterbrechung) zu Pause soll 1,6 : 1 betragen, dabei soll sich die Gesamtdauer von Impuls und Pause auf 100 Millisekunden belaufen. Folglich soll ein Inpuls 61,54 ms und eine Pause 38,46 ms dauern. Die Wahl von zehn Impulsen (Ziffer 0) dauert folglich genau eine Sekunde. Hierbei ist allerdings zu beachten, dass die Wählscheibe bei der Wahl einer 0 länger als eine Sekunde ablaufen wird, da sich zwischen der Ziffer 1 und dem Fingeranschlag etwas Platz (das „Spatium“) befindet, und diesem Bereich ohne Ziffern sind natürlich auch keine Impulse zugeordnet. Die im vorigen Absatz genannten Werte für die Impuls- und Pausendauer sind selbstverständlich rechnerischer Natur, deren Genauigkeit mechanische Teile im praktischen Betrieb nicht genügen können. Damit die gewählte Nummer von der Vermittlungsstelle bzw. der auswertenden Telefonanlage korrekt erkannt wird, müssen die Dauer von Impuls und Pause jedoch innerhalb bestimmter Toleranzen liegen, und zwar in einem Verhältnis zwischen 1,3 : 1 und 1,9 : 1 sowie einer Gesamtdauer eines Impulses mit nachfolgender Pause zwischen 90 und 110 Millisekunden. Dies entspricht der im Diagramm gezeigten gepunkteten Fläche.
Nummernschalter (Seitenansicht)
Zulässige Impuls- und Pausenzeiten (gepunktete Fläche)
Im anderen Ländern können andere Impuls-Pause-Verhältnisse oder -zeiten gelten. Daher ist die Verwendung ausländischer Apparate im deutschen Netz nicht immer unproblematisch.

Wählscheibe
Wählscheibe beim Wählen der Ziffer 5
Für die technische Betrachtung des Wählvorgangs sollte man sich zunächst das Aussehen einer gängigen Wählscheibe vergegenwärtigen. Teilt man die Wählscheibe wie eine Torte in gleich große Sektoren auf, so dass jedes dieser „Tortenstücke“ genau eine Ziffer trägt, so erhält man insgesamt 14 Tortenstücke (zumindest bei den Modellen, die seit Mitte der 40er-Jahre üblich sind). Man kann dies sehr gut beim Wählen der Ziffer 5 erkennen: der Abstand zwischen der Ziffer 1 und der Ziffer 0 macht vier solcher Sektoren aus – drei liegen vor und ein weiterer hinter dem Fingeranschlag.

Diese 14 Sektoren haben einen Innenwinkel von 360° geteilt durch 14, also etwa 25,7°. Beim Betrachten der Abbildung lässt sich dieser Effekt erkennen: Beim Wählen einer 1 bewegt sich der Finger drei Sektoren, also rund 77,1° weiter. Beim Wählen einer 2 sind dies vier Sektoren (102,8°). Allgemein wird deutlich, dass der Winkel der Drehbewegung zwischen gewähltem Fingerloch und Fingeranschlag insgesamt immer um zwei Sektoren größer ist als der Wert der gewählten Ziffer (wenn die Null, wie eingangs erwähnt, technisch einer Zehn entspricht).

Beim Zurücklaufen des Nummernschalters sorgen nun insgesamt zwei kleine Schalter für die notwendige Anzahl der Leitungsunterbrechungen. Der Schalter, der die eigentlichen Unterbrechungen erzeugt, nennt sich nsi. Diese Abkürzung steht für „Nummernschalter-Impulskontakt“. Vor ca. 1966 findet man für den nsi die Bezeichnung „Nummernscheiben-Impulskontakt“, hier hat sich aber nur der Begriff geändert, für die technische Bedeutung ergab sich kein Unterschied. Der nsi wird durch eine rotierende Scheibe geöffnet und geschlossen. Diese läuft schneller als die Wählscheibe selbst. Für jeden Sektor der Wählscheibe von 25,7° gibt der nsi einen Impuls ab. Aufgrund der zuvor dargestellten Einflüsse des Spatiums erzeugt der nsi immer zwei Impulse mehr, als es dem Wert der gewählten Ziffer entspricht. Da (auch aus technischen Gründen in der Vermittlungsstelle) die Anzahl der übertragenen Impulse aber genau der gewählten Ziffer entsprechen soll, wird deutlich, dass der nsi zwei Impulse zu viel erzeugt.

Um diese beiden letzten Impulse zu unterdrücken wird ein zweiter Schalter, der nsr (Nummernschalter-Reduzierkontakt), parallel zum nsi geschaltet. Der nsr schließt die Leitung, bevor der nsi die Leitung für letzten zwei Impulse unterbricht. Da nsi und nsr parallel geschaltet sind bleibt die Leitung in dieser Phase trotz Öffnung des nsi geschlossen.
Funktionsprinzip eines Nummernschalters
Nummernschalter-Prinzipdarstellung (Ansicht von hinten)

Ein dritter Schalter ist der Nummernschalter-Arbeitskontakt (nsa). Er hat mit den eigentlichen Wählimpulsen nichts zu tun, sondern bleibt die ganze Zeit geschlossen, während die Wählimpulse übertragen werden. Seite Aufgabe ist es, während des Wählvorgangs (durch Kurzschließen des Sprechkreises) den Hörer abzuschalten, damit die wählende Person die Leitungsunterbrechungen nicht als Knackgeräusche hören kann und damit auch keine Verzerrungen auftreten.



  1. Bösterling 2008, Seite 126
  2. Kabatt 1966, Seite 466
  3. Plate 1995, Seite 96
  4. Kabatt 1957, Seite 12, Kabatt 1966, Seite 182, Kabatt 1989, Seite 10,


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