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Feld Hell (Siemens-Hell-Feldschreiber)

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Bedienungsanleitung "Der Feldfernschreiber" (Feld Hell) vom 01.04.1941

Der Siemens-Hell-Feldschreiber I. Einleitung Die Betriebserfahrungen mit der Helltelegrafie bei zahlreichen Nachrichtendiensten des In- und Auslandes haben gezeigt. dass der Hellschreiber eine sichere Funkverbindung auf Kurz- und Langwellen auch unter schlechten Übertragungsbedingungen ermöglicht. Die Unempfindlichkeit des Hellschreibers gegen atmosphärische Störungen und die einfache Bedienung durch wenig geschultes Personal machen ihn besonders geeignet zum Einsatz. auf Funk- und Drahtverbindungen ortsveränderlicher Stationen. Für derartige, vielfach stark gestörte Verbindungen, auf denen bisher nur Morsehörempfang oder Telefoniebetrieb möglich war, wurde ein tragbarer Schreiber von der Firma Dr.-Ing. R. Hell entwickelt. der von der Siemens & Halske AG. serienmäßig gebaut und unter dem Namen Siemens-Hell-Feldschreiber auf den Markt gebracht wird. Der Siemens - Hell - Feldschreiber, nachstehend kurz als Feldschreiber bezeichnet, entspricht in der grundsätzlichen Wirkungsweise vollkommen dem als Siemens-Hell-Schreiber bekannten kommerziellen Gerät und kann mit diesem ohne weiteres zusammenarbeiten, sofern die Schreibgeschwindigkeit übereinstimmt. In konstruktiver Hinsicht stellt der Feldschreiber jedoch eine völlige Neuentwicklung dar. die unter den speziellen Forderungen für den beweglichen Einsatz entstanden ist.
	Der Geber und der Empfänger sind zu einem einzigen Gerät, dem Schreibgerät, vereinigt mit einer beiden Teilen gemeinsamen Antriebsmaschine. die als Motorgenerator ausgebildet ist und die die Anodenleistung für den Verstärker liefert. Das Schreibgerät ist mit dem zugehörigen Verstärker zusammen in einem Tornisterkasten untergebracht, der als Rückenlast getragen werden kann und in dem die Geräte auch bei Betrieb verbleiben. Abbildung 1 zeigt den Feldschreiber im Tornisterkasten mit abgenommenem Kastendeckel. Die Zeichenabtastung wird geberseitig nicht wie beim Siemens-Hell-Schreiber durch einen Lochstreifen, sondern direkt durch Betätigen einer Schreibmaschinentastatur bewirkt. Dadurch ist zwar die Schreibgeschwindigkeit auf 150 Zeichen/Min. begrenzt — gegenüber 300 Zeichen Min. beim Lochstreifenbetrieb —, aber der apparatelle Aufwand ist dabei denkbar gering, der Betrieb einfach und kurze Telegramme können rascher abgesetzt werden, was besonders hei Gegensprechbetrieb wichtig ist. Auf der Empfangsseite werden die Impulse in bekannter Weise wie beim Siemens-Hell-Schreiber durch eine schraubenartige Schreibspindel linienweise zu Schriftzeichen zusammengesetzt. Die getasteten Zeichen werden am gebenden Gerät stets als Kontrollschrift mitgeschrieben. Im Funkbetrieb kann der Feldschreiber mit jedem für Telegrafiebetrieb geeigneten Funkempfänger oder -sender zusammenarbeiten.
Bei Leitungsbetrieb liefert ein im Verstärker eingebauter Tonsummer eine Trägerfrequenzspannung von 900 Hz. Der Feldschreiber ist unabhängig von allen Netzspannungen und benötigt zum Betrieb nur eine einzige Stromquelle von 12 V Gleichspannung. Die äußeren Abmessungen sind infolge gedrängtester Bauart sehr klein gehalten. Die wenigen Bedienungsgriffe sind übersichtlich angeordnet. Durch weitgehende Anwendung von Leichtmetall als Baustoff wurde ein geringes Gewicht erzielt. Trotzdem ist durch Verwendung von Elektronguss für alle tragenden Konstruktionsteile eine große mechanische Festigkeit und damit Unempfindlichkeit gegen rauhe Behandlung erreicht worden. Eine korrosionssichere Lackierung schützt das Gerät gegen Klimaeinflüsse. Der Feldschreiber ist heute bereits in großem Umfang in Funk- und Drahtbetrieb eingeführt. Die kleinen Abmessungen, das geringe Gewicht und der niedrige Leistungsverbrauch des Gerätes hei völliger Unabhängigkeit von Netzspannung ermöglichen den raschen Einsatz ohne Vorbereitung an jeder Stelle. Durch die einfache Bedienung und die geringen Anforderungen an den Übertragungskanal wird auch bei schlechten Betriebsbedingungen ein brauchbarer Schreibverkehr erzielt. Die Reichweite des Feldschreibers heim Einsatz auf Funkverbindungen liegt wesentlich über derjenigen des Telefoniebetriebes und fällt etwa zusammen mit der Reichweite bei Morse-Hör-Empfang.
	II. Das Schreibgerät Um eine leichte Montage und rasche Auswechselbarkeit der Einzelteile zu erreichen, wurde das Schreibgerät in folgende Aggregate unterteilt: 1. Geber mit Tastenfeld, 2. Schreibsystem. 3. Antriebsmaschine, 4. Unterteil mit Getriebe. Papierkasten und Einrichtung     für Streifentransport und Streifeneinfärbung. Das Unterteil ist das tragende Konstruktionselement des Gerätes. an dem die anderen Aggregate, leicht auswechselbar, auf- und angebaut sind. a) Der Geber. Der Geber ist als Gußrahmen ausgebildet, der die Geberwalze, die Abtastmechanik und das Tastenfeld enthält. Wie beim normalen Siemens - Hell - Schreiber wird jedes Schriftzeichenbild in 7 Linien zu je 7 Bildpunkten zerlegt, wobei 5 Linien für das Zeichen und 2 Linien für den Zeichenabstand verwendet werden. Ein Bildpunkt entspricht dem kürzesten vorkommenden Impuls. Die 7 Bildlinien sind hintereinander gereiht auf dem Umfang der Geberwalze in der Weise aufgebracht, dass den Bildelementen Kontaktsegmente entsprechen, während die Zwischenräume durch Isoliermaterial ausgefüllt sind. Dadurch entstehen den einzelnen Schriftzeichen entsprechende Kontaktreihen, die derart nebeneinander angeordnet sind, dass alle Zeichenanfänge auf der gleichen Höhe liegen. Die Geberwalze ist auf 150 Umdrehungen in der Minute fest eingestellt. Die Schreibgeschwindigkeit beträgt daher 150 Zeichen je Minute oder 2,5 Zeichen je Sekunde und die Telegrafiergeschwindigkeit 2.5 • 7 • 7 = 122.5 Baud. Die Abtastung der Geberwalze durch Schleifkontakte stellte wegen der durch die verhältnismäßig hohe Umfangsgeschwindigkeit der Walze bedingten Schleifwirkung einige werkstofftechnische Probleme.
Alle Anordnungen mit Schmierung der Abtastorgane schieden von vornherein aus wegen der damit zusammenhängenden Forderung nach Wartung und Pflege. Kohleartige Abtastorgane oder Bronzebürsten waren wegen der hohen Abnützung auf den harten Isoliermaterialien und der Gefahr einer stromleitenden Filmbildung auf den Isolierstrecken ungeeignet. Andererseits war ein extrem hartes Material ebenfalls unbrauchbar im Interesse einer langen Lebensdauer der Geberwalze. Weiter durfte das durch die Abtastfeder abgeschliffene Isoliermaterial nicht schmieren. sondern musste sofort als Staubkörnchen abfallen. Dazu kam noch die Forderung nach Korrosionsfreiheit der Kontakte. Auf Grund umfangreicher Materialuntersuchungen und langer Versuchsreihen wurde eine Anordnung gefunden. mit der eine sehr große Betriebssicherheit der Kontaktgabe erreicht wurde. Selbst nach einer Betriebszeit von über 1000 Stunden kann noch keine schädliche Abnützung der Geberwalze oder der Kontaktfedern festgestellt werden. Es ist vom Hell-Schreiber bekannt. dass seine große Betriebssicherheit und Unempfindlichkeit gegen jegliche Störungen auf dem Übertragungswege zu einem wesentlichen Teil in der Vermeidung von Start-Stop-Kupplungen begründet liegt. Deshalb läuft auch beim Feldschreiber die Geberwalze (ebenso auch die Schreibspindel und der Papiervorschub) dauernd um. .

Empfänger des Feldfernschreibers	Geber des Feldfernschreibers		Verstärker- und Anschlusssatz Ansicht der Deckplatte
Der Empfänger	Der  Motorgenerator		Verstärker- und Anschlusssatz Vorderansicht
Daraus und aus der an den Feldschreiber gestellten Forderung nach einfacher Bedienung durch wenig geschultes Personal ergaben sich für die Konstruktion der Abtastmechanik einige bestimmte Gesichtspunkte. Es mussten im einzelnen folgende Bedingungen erfüllt werden: 1. Die Abtastung der Schriftzeichen muss bei der dauernd umlaufenden Walze jeweils am     Zeichenanfang beginnen. 2. Wird die gedrückte Taste vorzeitig losgelassen, so muss die Abtastung selbsttätig bis zum Schluss des        Schriftzeichens fortgeführt werden. 3. Bei beliebig langem Drücken einer Taste darf das zugehörige Schriftzeichen nur ein einziges Mal     abgetastet werden. Um ein Doppelzeichen zu schreiben. muss also die entsprechende Taste auch     zweimal betätigt werden. 4. Wird die gedrückte Taste losgelassen, so muss sie sofort, auch vor Beendigung der Abtastung. in die     Ruhestellung zurückgehen. Die erste Forderung. der zwangsläufige Beginn der Abtastung am Zeichenanfang, wurde durch eine allen Tasten gemeinsame Sperrschiene erfüllt. die durch die dauernd umlaufende Geberwalze gesteuert wird und die bewirkt, dass eine Taste jeweils nur in der Zeit gedrückt werden kann, die den beiden für den Zeichenabstand vorgesehenen Bildlinien entspricht. Während der übrigen Walzenumlaufzeit sind alle Tasten gesperrt. Deshalb ist heim Feldschreiber ein rhythmisches 'fasten erforderlich, um die höchste Schreibgeschwindigkeit von 150 Zeichen je Minute auszunützen. Wird der Tastrhythmus nicht eingehalten, so werden die Schriftzeichen auf dem kontinuierlich durchlaufenden Empfangsstreifen in entsprechenden, mindestens doppelten Abständen aufgezeichnet. Das rhythmische Tasten könnte auf den ersten Blick als wesentlicher Nachteil empfunden werden. Es hat sich jedoch in der Praxis gezeigt, dass schon hei geringen Schreibmaschinenkenntnissen das Schreiben auf dem Feldschreiber keine Schwierigkeiten bereitet und keine große Übung erfordert. Nach den Forderungen 2 bis 4 muss die Zeichenabtastung durch Betätigen einer Taste eingeleitet und ausgelöst, dann aber unabhängig von der Stellung der Taste aufrecht erhalten und selbsttätig beendet werden. Dies wurde durch Einführen eines weiteren Elementes zwischen Taste und Abtastfeder, durch den Zwischenhebel erreicht. Damit sind nun die einzelnen Elemente der Abtastmechanik festgelegt und an Hand von Abbildung 2 soll die Wirkungsweise im einzelnen erläutert werden. Jedem Tastenhebel (a) ist ein Zwischenhebel (d) zugeordnet, der bei Tastendruck die zugehörige Abtastfeder (e) freigibt, so dass sich diese unter dem Zug einer Spiralfeder auf die Walze legen kann (Abb. 2, Stellung 2). Wird die Taste kurz nach dem Niederdrücken wieder freigegeben, so kehrt sie in die Ruhestellung zurück. ohne die Abtastfeder von der Walze abzuheben. Ebenso kehrt der Zwischenhebel (d) in seine Ruhestellung zurück (Stellung 3).  Die Abtastfeder wird erst nach Beendigung einer Umdrehung durch eine isolierte Leiste an der Sperrschiene (b) von der Walze abgehoben und rastet in die Aussparung des Zwischenhebels (Stellung 1) ein. Wird die Taste in Arbeitsstellung gehalten (Stellung 2), so drückt die Sperrschiene den zugehörigen Zughebel (c) nach vorn. Der Zwischenhebel kann in Ruhestellung gehen und die nach einer Walzenumdrehung durch die Sperrschiene wieder abgehobene Abtastfeder in den Zwischenhebel einrasten. Dieser verhindert damit ein weiteres Abtasten. wenn eine Taste länger als eine Walzenumdrehung niedergedrückt wird. Das Tastenfeld enthält in einer der normalen Schreibmaschine entsprechenden Anordnung nur die für den Telegrafiebetrieb unbedingt erforderlichen Buchstaben- und Zeichentasten. Umlaute müssen durch ae usw. ersetzt werden. Außer der Zahlenreihe 1 bis 0 sind noch die Zeichen ?, +, und zwei Leertasten für den Buchstabenabstand vorgesehen. Mit der mit einem grünen Punkt auf dem Tastenknopf gekennzeichneten Strichtaste. durch die ein zur Geberwalze parallel geschalteter Kontaktfedersatz betätigt wird, können langsame (wegen des großen Tastenhubes!) Morsezeichen gegeben werden. Die Pausenzeichentaste wird nach einmaligen, Niederdrücken in dieser Stellung durch eine Sperrschiene gehalten und sendet in zeitlichen Abständen von 4 Schriftzeichen automatisch das Pausenzeichen T aus. Durch Betätigen einer beliebigen anderen Taste wird die Verklinkung der Pausenzeichentaste gelöst, und diese geht in die Ruhestellung zurück. Der Geberrahmen ist mit 3 Schrauben auf dem Unterteil befestigt. Die Tastleitung wird über Kontaktstifte mit dem Unterteil verbunden.
		b) Das Schreibsystem. Das Gehäuse des Schreibsystems enthält einen aus hochpermeablen Blechen aufgebauten Gleichstrommagneten. dessen Anker unter der Wirkung der Empfangsströme mit einer Schneide den Papierstreifen von unten gegen die Schreibspindel drückt. Die Achse der Schreibspindel ist im Gehäuse fest gelagert. Abbildung 3 zeigt das Schreibsystem mit abgenommenem Gehäusedeckel. Die Spindel ist als zweigängige, links steigende Schraube von der Länge einer Ganghöhe ausgebildet. Da die halbe Ganghöhe der Höhe einer Schriftzeile entspricht, werden bei einer halben Umdrehung zwei genau übereinander liegende Bildlinien aufgezeichnet, wodurch die vom Hell-Schreiber bekannte Doppelaufzeichnung in zwei übereinander liegenden Schriftzeilen entsteht.
Die Bildlinien werden, dem Drehsinn der links steigenden Schreibspindel entsprechend, auf dem Papierstreifen von unten nach oben verlaufend aufgezeichnet, und infolge des Streifenvorschubs erhalten dadurch die Schriftzeichen eine dem natürlichen Schreibwinkel entsprechende Rechtsneigung. Bei nicht genau übereinstimmenden, Gleichlauf zwischen Geber und Empfänger verläuft die Schriftzeile auf dem Papierstreifen schräg, und zwar von unten nach oben, wenn der Empfänger schneller als der Geber, oder von oben nach unten, wenn der Empfänger langsamer als der Geber läuft. Das Schreibsystem wird mit zwei Schrauben leicht auswechselbar am Unterteil an der Frontseite des Getriebekastens befestigt. Das auf der Schreibspindelachse sitzende Ritzel kommt dabei in Eingriff mit dem Getriebe. Die Stromzuführung erfolgt über Kontaktstifte. Durch die feste Verbindung des Schreibsystems mit der Geberwalze über das gemeinsame Getriebe wird die Kontrollschrift stets in gerade verlaufenden Schriftzeilen aufgezeichnet. Der Feldschreiber im Betrieb a) Der Funkbetrieb Für den Einsatz des Feldschreibers im praktischen Betrieb ist neben seiner einfachen Bedienung besonders die Anpassungsfähigkeit an alle vorkommenden Betriebsverhältnisse wichtig. Die Betriebsspannung kann um 1 100/, schwanken. ohne dass der Gleichlauf der Antriebsmaschine davon beeinflusst wird. Zum Funkempfang kam, der Feldschreiber an jeden für Telegrafieempfang geeigneten Funkempfänger angeschlossen werden. Bei tonloser Sendung wird ein Überlagerungston von etwa 900 Hz eingestellt, der bei Kurzwellenempfang um einige hundert Herz schwanken kann. Die Eingangsspannung für den Verstärker ist auf übliche Kopfhörerlautstärke einzustellen und liegt dann mit großer Sicherheit innerhalb der zulässigen Grenzen von 0,05 bis 5 Volt. Die Einregelung auf optimale Verstärkung erfolgt automatisch durch die Pegelregelung. die auch bei Kurzwellenempfang alle Fadings ausgleicht. Lediglich bei schwierigen Störungsfällen kann eine grobe Einregulierung der Empfangsverstärkung von Vorteil sein. Die günstigste Empfängereinstellung ist immer unmittelbar an der störungsfreien Aufzeichnung der Schriftzeichen zu erkennen. Diese Tatsache erleichtert ganz wesentlich die Einstellung des Funkempfängers, besonders hei ungeübter Bedienung oder bei starken Raumgeräuschen. Die Störsicherheit, ausgedrückt in dem zulässigen Verhältnis von Störspannung zu Signalspannung.  ist beim Feldschreiber sehr groß. Praktisch kann man sagen, dass die Empfangsgrenze des Feldschreibers mit derjenigen beim Morsehörempfang zusammenfällt. Die Antriebsmaschine ist auf dem gesamten Wellenbereich, von Ultrakurz- bis Langwellen, entstört. Die Sender sind für den Hell-Schreiberbetrieb im allgemeines in Telegrafietastung zu betreiben.  Durch die Schriftzeichenimpulse wird bis zur Oberstrichleistung ausgesteuert, und in den Pausen soll der Träger vollständig unterdrückt sein. Für die Sendertastung durch den Feldschreiber sind verschiedene Möglichkeiten vorgesehen. Eine direkte Tastung des Senders durch die Geberkontakte des Feldschreibers ist nur bei genügend kleiner Tastleistung zulässig. Die Geberkontakte sind dazu an die Zwölffachsteckdose auf der Frontseite des Verstärkers geführt. Durch den Führungsstift des entsprechenden Steckers wird ein Kontakt geöffnet und damit die Geberkontakte von den Stromkreisen des Verstärkers abgetrennt, Größere moderne Sender besitzen meist ein Modulationsgerät zur Tastung durch Tonfrequenzimpulse In diesem Fall werden die Klemmen des Feldschreibers mit dem entsprechenden Tastanschluss des Senders verbunden. der dann durch die vom Feldschreiber gelieferten und im Modulationsgerät verstärkten und gleichgerichteten 900 Hz-Impulse getastet wird. Der Feldschreiber liefert dabei Kontrollschrift. Für mittlere Sender mit Anodenstromtastung wurde ein kleines Tastgerät entwickelt, das zwischen Sender und Feldschreiber geschaltet wird und aus diesem die Betriebsspannung entnimmt. Abbildung 7 zeigt das vereinfachte Schaltbild des Testgerätes mit den dazugehörigen Stromkreisen des  Feldschreibers. Die 900-Hz-Spannung des Röhrensummers wird im Transformator Tr auf 400 Volt heraufgesetzt, in dem Gleichrichterrohr GI gleichgerichtet und nach Glättung durch den Kondensator C über den Widerstand W im Feldschreiber und über R an die Klemmen S geführt. An diese Klemmen ist der Gittergleichstromkreis des Senders derart angeschlossen, dass das Senderohr gesperrt ist. Wird der parallel zu S liegende Geber G des Feldschreibers getastet, so wird die Sperrspannung U, über den Schutzwiderstand R kurzgeschlossen und damit der Sender geöffnet Der dabei auftretende Taststrom erzeugt am Widerstand \V des Feldschreibers eine Spannung. die das Gitter des Endrohres im Rhythmus der getasteten Zeichen öffnet. Damit liefert also das gehende Gerät Kon b) Der Leitungsbetrieb. Die mit den Schriftzeichen modulierte Trägerfrequenz von 900 Hz gelangt von den Klemmen aus über die Leitung zur Gegenstation und gleichzeitig in den eigenen Verstärker. Man erhält also bei Leitungsbetrieb ebenfalls stets Kontrollschrift. Eine Umschaltung von Senden auf Empfang ist nicht erforderlich, das Gerät ist stets sende- und empfangsklar. Grundsätzlich kann der Feldschreiber an jeder Art von Leitung betrieben werden, wobei nur die zu überbrückende Leitungsdämpfung für 900 Hz kleiner als 5 Neper sein muß. Eine Anpassung des Feldverstärkers an den Leitungswiderstand ist nicht erforderlich. Infolge der Pegelregelung ist das Gerät auch unempfindlich gegen Echoimpulse. sofern diese wenigstens um etwa 0,7 Neper gegenüber dem Hauptimpuls gedämpft sind. c) Das Anrufgerät. Beim Betrieb des Feldschreibers auf Leitungen. besonders beim Einsatz an Stelle des Feldfernsprechers, ergab sich die Forderung nach einer Anrufmöglichkeit der Gegenstation. Die Parallelschaltung des Feldfernsprechers zum Feldschreiber wäre eine ungenügende Lösung, da mit dem Feldschreiber größere Entfernungen als mit dem Feld-Fernsprecher überbrückt werden können. Es wurde deshalb ein besonderes Anrufgerät entwickelt, das als kleines Zusatzgerät an der Steckdose des Feldschreibers angeschlossen wird und aus ihr die erforderliche Betriebsspannung entnimmt. Als Anrufspannung stehen 900 Hz Impulse mit einer minimalen Leistung von etwa 10 Watt zur Verfügung. durch die über ein Verstärkerrohr in einer Art Reflexschaltung ein Relais eingeschaltet wird. Bemerkenswert ist, daß dabei als Anodenspannung nur die Betriebsspannung des Feldschreibers von 12 Volt zur Verfügung steht.