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siemens: Das Wellenlot der SIEMENS Großsuper-Schatullen 540 (G)WLK

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Harald Giese
Harald Giese
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18.Jun.16 18:18
 
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Die SIEMENS Großsuper-Schatullen 540WLK und 540GWLK, deren Vorläufer 54W, 54G, 54WLK und 54GLK, sowie die Telefunken Paralleltypen 564WLK und 564GWLK verwendeten zur Abstimmanzeige einen in die Kathodenleitung (bei der 54er Modellreihe in die Anodenleitung) der ZF-Regelröhre eingeschleiften Strommesser, der in der Gerätedokumentation der beiden Firmen als "Wellenlot" bezeichnet wurde.

Hier im Schaltbild des 540WLK die Pos. Nr. 63 (roter Pfeil).

Wie man sehen wird, handelte es sich bei diesem Wellenlot weder um ein Drehspulinstrument noch um einen Schattenzeiger, wie sie in den dreißiger Jahren häufig eingesetzt wurden, sondern um einen total anderen Typ von Zeigerinstrument mit überraschend einfachem Aufbau.

Da das Wellenlot in meinem Gerät nicht mehr funktionierte habe mich entschlossen, der Sache auf den Grund zu gehen, und hier in Ergänzung des sehr umfassenden Artikels "Entwicklung der Abstimmanzeigen ..."  die Funktion dieses nur während eines sehr kurzen Zeitraums von den Herstellern SIEMENS und TELEFUNKEN eingesetzten und daher wenig bekannten Anzeigeinstrumentes etwas näher zu beschreiben.

Hier zunächst ein Blick auf die Skalenscheibe eines SIEMENS 540WLK. Auf der rechten Seite sieht man in dem geschwungenen Fenster den Zeiger des Wellenlots, der je nach Stärke der empfangenen Station unterschiedlich stark ausschlägt. Ungewöhnlich ist hierbei, dass dieser Ausschlag nach unten erfolgt - im Gegensatz zu modernen Anzeigeinstrumennten, bei denen die optimale Abstimmung auf einen Sender durch den maximalen Ausschlag des Anzeigeinstrumentes signalisiert wird.
 

In Funktion sieht das dann folgendermaßen aus:

Bei ausgeschaltetem Gerät zeigt der Zeiger wie hier in den Bildern der Skalenscheibe schräg nach unten. Schaltet man das Gerät ein, hat aber die Abstimmung an einer Stelle zu stehen, an der kein Sender empfangen wird, so wird noch keine Schwundregelspannung erzeugt und die ZF-Regelröhre wird voll aufgesteuert. Das bedeutet, dass das Instrument den maximalen Ausschlag zeigt: Der Zeiger weist nach schräg oben. Die Beschaltung und die Empfindlichkeit des Messinstrumentes wurden so gewählt, dass bei neuwertigen Röhren gerade Vollausschlag erreicht wird. Bei verbrauchten Röhren bleibt der Zeiger also schon etwas unterhalb der Maximalauslenkung stehen.

Wird nun auf einen Sender abgestimmt, so wird abhängig von dessen Stärke eine Schwundregelspannung erzeugt, die die ZF-Röhre herunterregelt: Der Kathoden- bzw. Anodenstrom fällt und damit schwenkt der Zeiger nach unten. Bei sehr starken einfallenden Sendern unterscheidet sich der Zeigerausschlag kaum noch von dem bei ausgeschaltetem Gerät. Anstelle einer Abstimmung auf Maximum, wie man sie heute verwendet, hatte man es also mit einer Minimumabstimmung zu tun. Das Ganze erinnert an ein Dip-Meter.

 

 

Blickt man nun von hinten durch die "Serviceöffnung" der Skalenscheibenhalterung, so erkennt man sofort, dass es sich bei dem Wellenlot weder um ein Drehspulmesswerk noch um einen Schattenanzeiger handelt. Das Messwerk des Wellenlotes liegt offen, es verfügt über keinerlei Einhausung. Rechts sieht man den Instrumentenzeiger aus einer Spule herausragen.

Auf die Justierschraube wird weiter unten eingegangen.

 

 

Nach Entfernen des Messwerks aus seiner Halterung erkennt man den mechanischen Aufbau:

Eine abgewinkelte Aluminium-Basisplatte trägt einen zangenförmigen Permanentmagneten (rot umrandet), einen darauf aufgenieteten Boomerang-förmigen Feldformer (blau umrandet) und eine Spule (R=1,1 kΩ).

 

Die Distanz zwischen dem Feldformer und dem Permanentmagneten kann einseitig durch eine Messing-Justierschraube verstellt werden, wodurch man eine Veränderung der magnetischen Feldstärke im Spuleninnern und dadurch eine Veränderung des Zeigerausschlags erreicht.

 

 

 

Da die Justierschraube von der Geräterückseite her mit einem langen Schraubenzieher durch die Serviceöffnung in der Skalenscheibenhalterung (siehe oben) erreichbar ist, kann man bei Ersatz der Regelröhre das Instrument ohne jegliche Demontagearbeiten auf Vollausschlag nachstellen. Diese Arbeit blieb natürlich früher den Werkstätten vorbehalten, denn ein Laie konnte kaum wissen, dass man nach Röhrenwechsel mit dieser unscheinbaren Schraube das Instrument nachjustieren konnte.

 

 

Betrachtet man das Instrument von der Rückseite, so sieht man noch einmal das obere Ende des Permanenmagneten, dessen Besfestigungsschrauben auf der Aluminium-Basisplatte und das aus der Spule herausragende Ende der Zeigerhalterung (rechts).

 

 

 

Letztere wird vollständig sichtbar, wenn man den Magneten demontiert und die Spule von der Zunge der Basisplatte zieht:

<= Vorderseite

 Rückseite:

 

 

 

 

 

 

Die Zeigerachse ist also einfach in einer Bohrung in der Basisplatte und einer zweiten gegenüberliegenden Bohrung in einem Haltebügel aus dünnem Aluminiumblech gelagert. Das hintere Ende des Zeigers ist zwecks Grobtarierung gefaltet

 

Die Besonderheit der Konstruktion liegt nun darin, dass auf dem Zeiger, zentriert zu dessen Drehachse, ein kleiner ellipsenförmiger Magnet aufgeklebt ist (rot umrandet). Im Ruhezustand richtet sich dieser so aus, dass seine Längsachse in Richtung der Polschuhe des Permanentmagneten zeigt. Fliesst Strom durch die Spule so überlagt sich das magnetische Feld der Spule mit dem Feld des Permanentmagneten und das resultierende Drehmoment schwenkt den kleinen Zeigermagneten mit dem an ihm befestigten Zeiger in eine neue Winkelposition. Mit zunehmendem Spulenstrom nimmt die Auslenkung sukzessive zu, bis der Zeiger an den unteren Gehäuserand der Spule anschlägt . 

In meinem Gerät hatte sich der Klebpunkt zwischen dem Zeiger und dem Zeigermagneten gelöst, sodaß sich bei einsetzendem Spulenstrom zwar der Magnet drehte, aber den Zeiger nicht mitnahm. 

Der Zeigermagnet wurde nun mit Hilfe eines Tropfens Nagellack in der korrekten Winkelposition am Zeiger fixiert. Ein weiterer Tropfen am Zeigerende sorgt für die korrekte Tarierung. 

Nach montiertem Permanentmagneten (seine Position auf der Rückseite der Basisplatte wurde schwarz markiert) sieht man deutlich, wie sich der Zeigermagnet in Richtung der Polschuhe ausrichtet.

 

Nach erfolgter Montage aller Komponenten wurde ein Funktionstest durchgeführt, bei dem der Zeigerausschlag bei 3 verschiedenen Spannungen (0V, 2V, 4V) getestet wurde.

 0mA                                             2V =>1,8mA                                     4V =>  3,6mA

Schon bei diesem einfachen Funktionstest mit großen Spannungssprüngen hatte sich gezeigt, dass der Zeiger häufig "hing" und sich meist erst nach leichtem Klopfen auf das Instrument ein als realistisch anzusehender Zeigerausschlag einstellte. So entstanden die 3 oben gezeigten Bilder. Wurde der Strom von 0 mA beginnend langsam auf 4 mA gesteigert, so kam es vor, dass sich der Zeiger erst bei Erreichen des Endstromwertes sprungweise nach oben bewegte. Das bedeutet, dass das geringe, auf den Zeigermagneten ausgeübte Drehmomnet im allgemeinen nicht ausreicht, um die Reibungkräfte der schlechten, über die Jahre ausgeschliffenen Lager der Zeigerachse zu überwinden und kontinuierliche und reproduzierbare Zeigerausschläge zu bewirken. Eine mögliche Lösung dieses Problems bestände darin, von einem Uhrmacher präzise Lager in die Alumiumbleche einpressen zu lassen.

Interessant wäre es natürlich gewesen, die Ansprechfunktion des Wellenlots aufzunehmen - also die Zeigerauslenkung in Funktion von der Spulenspannung und diese mit dem Ansprechverhalten anderer Abstimmanzeigen zu vergleichen. Infolge der durch die komplizierte Topologie des Permanentmagneten sehr heterogenen Feldverteilung dürfte diese Funktion beim Wellenlot deutliche Linearitätsabweichungen zeigen - aber das ist bisher nur eine Vermutung.

Vielleicht besitzen ja andere RM-Mitglieder eines der anfangs aufgeführten SIEMENS- oder TELEFUNKEN - Geräte mit intaktem Wellenlot-Instrument und können diese Funktion oder noch besser die Abhängigkeit der Wellenlotanzeige von der Antenneneingangsspannung aufnehmen? Letztere Messung würde dann die Regelcharakteristik der ZF-Regelröhre mit einschließen.

Es stellt sich natürlich die Frage, warum SIEMENS / TELEFUNKEN zu einer so ungewöhnlichen Konstruktion gegriffen haben, obwohl die schlechte Lagerung der Zeigerachse und der offene Aufbau des Instruments von vornherein keine lange Lebesdauer versprachen. Die Antwort dürfte sein, dass ein Drehspulinstrument mit seiner filigranen Spulenlagerung und Rückstellfeder in der Herstellung deutlich teurer war, als das "Wellenlot". Anscheinend erkannte man aber ziemlich schnell die  Schwachstellen des Wellenlots und kehrte trotz höherer Produktionskosten reumütig zu präziseren Instrumenten zurück, bzw, setzte die neu auf dem Markt erschienenen Magischen Augen ein.

 

This article was edited 27.Jun.16 13:12 by Harald Giese .

  
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