"Radio - Brain", die Drucktastenabstimmung des EKCO PB510

 

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1     Einleitung

In den dreißiger Jahre wurden zunehmend Radios angeboten, die über Drucktasten verfügten, mit denen man zuvor "programmierte" Sender anwählen konnte. Das erscheint uns heutzutage nicht mehr besonders spektakulär, stellte damals aber schon eine größere Herausforderung für die Entwickler dar. Schließlich hatte man ja noch keine Kapazitätsdioden, die man  per Tastendruck einfach mit unterschiedlichen Spannungen beaufschlagen und so die Resonanzfrequenzen von Schwingkreise beeinflussen konnte. Bedingt durch den hohen technischen Aufwand lagen diese Geräte auch durchgehend im oberen Preissegment, wurden daher nicht gerade in Massen verkauft, und gehören heute zu den seltenen und begehrten Sammlerobjekten. 

Prinzipiell gab es für die drucktastengesteuerte Anwahl von Sendern zwei unterschiedliche technische Ansätze:

• Die Drucktasten ändern die Resonanzfrequenz des frequenzbestimmenden  Schwingkreises.

Hierbei gab es wiederum 2 unterschiedlich Konzepte: Man veränderte per Tastendruck entweder den Kreiskapazität oder die Kreisinduktivität.

Umschaltung Kreiskapazität

Eine Vorreiterrolle bei diesen Geräten spielte die Firma KRAMOLIN, die bereits in der Saison 1928/29 den Druckknopf-Automat 53 herausbrachte. Neben kontinuierlicher Trommelabstimmung mit Drehko war dieses Modell mit 20 Stationstasten ausgestattet. Bei Drucktastenabstimmung wurde die gleiche Kreisinduktivität verwendet wie bei der Drehkoabstimmung, aber anstelle des Drehkos verschiedene, ab Werk voreingestellte Festkondensatoren eingeschaltet. Dieser frühe Überlagerungsempfänger verwendete einen LW-MW Bandpass im Eingang vor der Mischröhre, damit musste nur noch der Oszillator abstimmbar ausgeführt werden. Die für damalige Verhältnisse sehr hoch gewählte Zwischenfrequenz von 650 m (462 KHz) sollte Spiegelempfang verhindern.

Anstelle einer Umschaltung der Kreiskondensatoren griff PHILIPS zu einer mechanischen Lösung zur Änderung der Kreiskapazitäten.  Man verwendete den PHILIPS Luft-Trimmern ähnelnde, so-genannte Schiebekondensatoren, deren Eintauchtiefe per Tastendruck geändert wurde (Blitztasten-Abstimmung). Ein Beispiel hierfür sieht man beim PHILIPS 855X (1939/49).

Eine Sonderposition nimmt hier der HAGENUK Nordmark Super W (1935/36) ein, bei dem die Änderung der Kreiskapazität nicht über Drucktasten sondern über eine Wählscheibe erfolgte.

Umschaltung Kreisinduktivität

Beispiele für Geräte bei denen die Drucktasten die Kreisinduktivität verstellten, sind der Körting Dominus 40WK (1939/40), und der TELEFUNKEN D860WK über den ich kürzlich an dieser Stelle berichtete.

Eine Sonderstellung in dieser Guppe der Drucktastengeräte nimmt der SACHSENWERK Olympia 405W (1939/40) ein, der über keine Möglichkeit zur kontinuierlichen Abstimmung verfügte, sondern über 8 vorabgestimmte Stationstasten. So wurde vermieden, dass die Radiohörer bei Durchstimmen ihrer Radios versehentlich auf dem Empfang von Feindsendern verharrten. Siehe hierzu auch den Forumsartikel zum Olympia 405W!

Kombinierte Umschaltung Kreiskapazität / Kreisinduktivität

Ein Beispiel für die kombinierte Umschaltung findet sich z.B. beim Mende SUPER MS-240WDK (1939/40). Hier wurde bei den Vorkreisen die Kreiskapazität, bei den Oszillatorkreisen hingegen die Kreisinduktivität umgeschaltet.

• Die Drucktasten steuern einen Abstimmmotor

Diese Geräte verwendeten einen Motor um den sowieso in jedem Gerät vorhandenen Abstimmdrehko auf die gewünschte Position zu drehen.

Zu den deutschen Drucktastengeräten mit Motorsteuerung gehörten der BLAUPUNKT 11W78 (1938/39) und 11W79 (1939/40), die Körting Modelle Transmare 38 SB7440W (1937/38), Transmare 39W (1938/39), Transmare 40WK (1939/40) und der NORA Dux II W89 (1939/40). 

Diese Auflistung der Drucktastengeräte ist natürlich nicht vollständig - das war auch nicht das Ziel dieses Artikels. Weiterführende Informationen zu Drucktastengeräten findet man unter den folgenden Forumsbeiträgen:

Die Abstimmautomatik der Industrieempfänger bis ca. 1941,

Frühe Druckknopfabstimmung bei Radios

Interessant ist in diesem Zusammenhang auch zu erwähnen, dass auch in den USA bereits Ende der zwanziger Jahre die Firma Zenith erste Drucktastenradios anbot, wie z.B. das Modell 35AP (1928), bei dem man auf der rechten Frontseite die Tasten erkennen kann. Siehe dazu auch den Beitrag "Lazy Man Tuning"

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Leider befindet sich in meiner Sammlung keines der oben genannten Geräte, sodass ich über deren technische Details nicht viel sagen kann. Dafür aber ein in Deutschland weniger bekanntes Drucktastengerät, den 1939 erschienenen  PB510 (PB für Push Button, also Druckknopf) des Britischen Herstellers EKCO, der eine ganz ähnliche Motorsteuerung verwendete wie der BLAUPUNKT 11W78. Über dieses, durch seine komplexe Mechanik bestechendes Beispiel britischer Ingenieurkunst möchte ich hier berichten.

Die Firma EKCO wurde in den dreißiger Jahren auf dem internationalen Markt übrigens insbesondere durch seine Empfänger in avantgardistischen runden Bakelitgehäusen bekannt. Hier die Kopie eines Artikels im Wireless Magazine vom Januar 1936 (leider nicht sehr gut zu lesen) sowie 2 Bilder des bekannten 5-Röhren Reflexempfängers mit vertikalem Chassis AC76 von 1935 der sich ebenfalls in meiner Sammlung befindet:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

So innovativ wie sich EKCO bei der Gestaltung seiner runden Radiogehäuse zeigte, so einfallsreich zeigten sich seine Entwickler bei der Schaltungstechnik seiner Geräte. Für die Bandfilter-Eingangsschaltung des PB510 mit integrierter Spiegelfrequenzfalle erhielt EKCO im Jahr 1933 das Patent GB 393081, für den Antrieb des Wellenbereichsschalters im Dezember 1938 das Patent GB497774. Die Patentnummern sind auch auf die Rückwand des PB510 aufgedruckt.

Hier die Kurzfassungen der beiden Patente, auf deren Inhalt ich noch bei der Schaltungsbeschreibung zurückkommen werde:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Um dem Leser zunächst einen Eindruck zu vermitteln, wie zum PB510 vergleichbare deutsche Geräte konzipiert waren, werde ich etwas näher auf den  BLAUPUNKT 11W78 eingehen. Wie man sehen wird, verwendet  der 11W78 eine ganz ähnliche Steuerung für die Drucktasten-Senderwahl wie der PB510:

Wie aus den zum Modell 11W78 hochgeladenen technischen Unterlagen ersichtlich ist, erfolgt die Motorsteuerung bei Drucktastenbetrieb über einen Satz von 6 Sektorscheiben aus Isoliermaterial, jede ausgerüstet mit 2 elektrisch voneinander getrennten Schleifbahnen, die mit den Motorwickeln für Links - und Rechtslauf verbunden waren. Über den Scheiben sitzende Kontaktschleifer berühren je nach Winkelstellung der Scheiben die eine oder andere Schleifbahn. Über die Drucktasten wurde einer der 6 Kontaktscheifer an die Motor-Versorgungsspannung gelegt und der Motor begann zu laufen, bis der angewählte Schleifer auf dem Isolierstück zwischen den Schleifbahnen liegt und der Motorstromkreis unterbrochen wurde.

Der Trick lag nun darin, dass die Isolierscheiben mit der Motor-/Drehkoachse über eine Rutschkupplung gekoppelt waren. Mit Hilfe eines Arretierstiftes konnte man die Scheiben auf der Achse gegeneinander verdrehen, sodass der Motorstromkreis bei unterschiedlichen Drehwinkeln   unterbrochen wurde. Einmal eingestellt, drehte der Motor bei Drücken einer Drucktaste die Drehkoachse immer in die gleiche Winkelposition. Die Winkeleinstellung der Isolierscheiben und damit die Drucktasten - Sendervorwahl konnte ohne Öffnen des Gerätes von der Geräterückseite her erfolgen (siehe Bild 10) 

Hier zwei Bilder aus der Funktionsbeschreibung des 11W78, aus der die mechanischen Details hervorgehen:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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Wie man später sehen wird, verwendet der PB510 für die Motoransteuerung bei Drucktastenbetrieb   ebenfalls eine Sektorscheibe mit zwei voneinander isolierten Schleifbahnen ganz ähnlich dem 11W78, jedoch wird nun nur noch eine Sektorscheibe benötigt und derselbe Motorantrieb, der diese Mechnaik antreibt, wird auch für die Umschaltung des Wellenbereichs verwendet.

E. K. Cole vermarktete diese Idee damals werbewirksam als das "Radio - Brain"

Als ich meinen PB510 vor vielen Jahren geschenkt bekam, machte ich die enttäuschende Entdeckung, dass die Drucktasten keine Funktion  mehr hatten. Wie mir der ehemalige Besitzer dann erzählte, hatte sein Vater dieses "Wunderradio" 1939 gekauft, aber schon nach kurzer Betriebszeit stieg eine Rauchwolke aus dem Radio. Ein Wickel des Abstimmmotors war durchgebrannt und die Londoner Reparaturwerkstatt hatte in Ermanglung eines Ersatzmotors damals die gesamte Abstimmautomatik stillgelegt. Die Sendereinstellung konnte seitdem nur noch manuell erfolgen, und der Wellenbereich war fest auf MW eingestellt.

Leider waren bei der damaligen Aktion auch einige mechanische Komponenten entfernt worden und die Situation erschien zuhächst ziemlich hoffnungslos. Nur Dank der tatkräftigen Mithilfe des "Radioman" Philip Knighton in Wellington / Somerset und unter Zuhilfenahme des im August 1944 als Beilage zur Fachzeitschrift "The Wireless & Electrical Trader" erschienenen "Trader Service Sheet 684", gelang es die verschwundenen Teile zu rekonstruieren.

Die Automatik funktioniert nun wieder - allerdings mit einem anderen Motor und einigen zusätzlichen elektronischen Komponenten, da das Original nicht aufzufinden war. Immerhin hatte die Reparatur den Nutzeffekt, dass ich den Funktionsablauf der Drucktasten - Automatik verinnerlicht habe und nun darüber berichten kann.

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2     Äußeres und Bedienung

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Bedienelemente Front

1. Links: Tonblende
2. Mitte: Lautstärke
3. Rechts: manuelle Senderabstimmung
4. Druckknöpfe links und rechts des Sender - Abstimmknopfes ("Cruise-Buttons"): motorisierte Senderabstimmung.

Es existierten somit 3 Optionen der Senderabstimmung: (i) Rein manuell, d.h. normale Abstimmung mit Abstimmknopf, (ii) motorisiert mit den Druckknöpfen um einen auf der Skala weit entfernt liegenden Sender schneller einzustellen und (iii) motorisiert mit Hilfe der Stations-Drucktasten:

 

 

 

 

 

 

 

 

Das Drucktastenaggregat verfügte über 12 Tasten: 

Über die Taste ganz links wird das Gerät ausgeschaltet. Drücken einer beliebigen anderen Taste schaltet das Gerät ein. Über die Tasten LW₁ und LW₂ können zwei vorprammierte LW - Sender angewählt werden, über die Tasten MW₁ - MW₆ sechs vorprogrammierte MW - Sender.

Die Tasten ganz rechts wählen einen Wellenbereich aus, ohne eine vorprogrammierte Station anzufahren.  Es existierte keine Möglichkeit, den gewünschten Wellenbereich manuell anzuwählen. Das bedeutet, dass bei defektem Abstimmmotor Sender zwar noch manuell abgestimmt werden konnten, ein Wellenbereichswechsel aber nicht mehr möglich war.

Bedienelemente Rückseite

In der Rückwand befindet sich ein Klappe, die nach Öffnen Zugriff auf die Kontaktreiter der Sektorscheibe und damit auf die Drucktasten-Senderprogrammierung gewährt.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Programmierung der Drucktasten

Will man erreichen, dass sich der PB510 bei Drücken einer der 8 Feststationstasten auf einen gewünschten Sender einstellt, geht man folgendermaßen vor:

1. Man drückt die entsprechende Wellenbereichstaste LW oder MW (KW - Sender können nicht programmiert werden.
2. Nun stellt man mit der normalen manuellen Abstimmung den zu programmierenden Sender ein.
3. Danach steckt man den kleinen Bananenstecker auf der Chassis-Rückseite (siehe Bild oben), der bei normalem Betrieb in der Buchse "N" steckt, auf die Buchse "S" um.
4. Man drückt die Taste des entsprechenden Wellenbereichs, mit der man später den Sender anwählen will. Die über der Sektorscheibe sitzenden Kontaktreiter tragen die eingeprägten Nummern 1 - 8, entsprechend der Nummerierung der Drucktasten: Reiter 1 und 2 für LW, Reiter 3 - 8 für MW). Falls der zu der gedrückten Taste gehörende Kontaktreiter nicht zufällig auf der isolierten Stelle zwischen den beiden Schleifbahnen sitzt, leuchtet jetzt die kleinen Glühbirne schräg oberhalb des Bananensteckers auf.
5. Nun verschiebt man den zu der Taste gehörenden Kontaktreiter solange auf seinem Trägerbügel, bis er über der isolierten Stelle zwischen den Schleifbahnen sitzt. Die Glühlampe erlischt. Die Programmierung ist abgeschlossen.
6. Abschließend wird der Bananstecker wieder in die Position "N" zurückgesteckt.

Die Senderprogrammierung ist also wirklich viel einfacher als ich beim Telefunken D860WK beschrieben hatte. 

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3     Die Schaltung des PB510

3.1     Der Radioteil

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Bei dem PB510 handelt es sich um einen Superhetempfänger mit der Röhrenbestückung ECH3 als Mischer/Oszillator, EF9 als ZF - Verstärker, EBC3 als Demodulator/NF-Vorverstärker, EL3 als NF-Endverstärker, und AZ1 zur Anodenspannungerzeugung. Als Zwischenfrequenz wurde ein sehr niedriger Wert von 126,5 KHz gewählt. 

Als Richtlinie für den folgenden Text habe ich das "Trader Service Sheet 684" verwendet, das im August 1944 als Beilage zur Fachzeitschrift "The Wireless & Electrical Trader" erschien. Alle hier gezeigten Schaltbilder stammen ebenfalls aus dieser Quelle.

Zwecks Verbesserung der Spiegelfrequenzunterdrückung (niedrige ZF!) verwendete der PB510 einen Bandfiltereingang. Bei MW wird der Antenneingang kapazitiv über C1 auf eine Anzapfung des Primärkreises des Eingangsbandfilter gekoppelt, bei LW induktiv über L1. Primär- und Sekundärseite des Bandfilters werden mit Hilfe des gekoppelten Drehkos C39 / C43 abgestimmt.

Auf KW hat man wegen der bekannten Gleichlaufprobleme, insbesondere bei Verwendung unterschiedlicher Antennen, auf einen Bandfiltereingang verzichtet und koppelt die Antenne induktiv über L4 auf einfachen Eingangskreis L5/C40/C43.

Zur Verbesserung der Spiegelfrequenzunterdrückung auf MW verwendet der PB510 eine mit dem Patent GB393081 geschützte Kunstschaltung: Hierbei wird das Antennensignal zusätzlich zur induktiven Kopplung des Bandfilters über einen Kondensator C36 kapazitiv auf das Gitter der Mischröhre ECH3 gekoppelt. Eine genaue Ausführung der in der Patentschrift gemachten Aussagen zu der Wirkungsweise dieser Schaltung würde aber den Rahmen dieses Berichts sprengen.

Die Oszillatorsektion der ECH3 verwendet die mit dem Drehkondensator C44 abgestimmten Kreisinduktivitäten L8 (KW), L9 (MW und L10 (LW). Feinabgleich erfolgt über die Trimmkondensatoren C45 (KW), C46 (MW), und C47/C12 (LW). C9 und C10 fungieren als Paddingkondensatoren für MW und LW.

Das in der Mischstufe erzeugte ZF-Signal wird in der Regelpentode EF9 verstärkt.

Regelspanungserzeugung und NF - Demodulation erfolgen mit Hilfe der Diodenstrecken der EBC3, die NF - Vorverstärkung in deren Triodensystem. Die NF - Endverstärkung erfolgt in der Lautsprecherpentode EL3 mit 4,5W Sprechleistung.

 

3.2     Der Drucktastenteil

Hier zunächst ein Übersichtsbild der Drucktastenautomatik

 

 

 

 

 

Neben den üblichen Sekundärwickeln für die Heizungs- und Anodenspannungsversorgung trägt der  Netztransformator (T2 rechts im Bild) eine ausschließlich zur Stromversorgung des Abstimmmotors ("TUNING MOTOR") und der durch einen Elektromagnet ("WAVEBAND SELECTOR CLUTCH MAGNET") aktivierten Klauenkupplung dienende vierte Sekundärwicklung. Deren unteres Ende ist im Normalbetrieb über den Bananstecker auf der Rückseite des Gerätes ("STATION SETTING PLUG“) und die dazugehörige Buchse „N“ mit Masse (Chassis / Ground) verbunden ist. Die Masseschiene liegt oben im Schaltbild und wurde fett gezeichnet.

Die beiden Wicklungen des Abstimmmotors sind über den Anschluss Z mit dem oberen Ende dieser Transformatorwicklung verbunden. Je nachdem, welches der beiden Motor – Wicklungsenden X oder Z mit Masse verbunden wird, läuft der Motor im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn. In diese Verbindungsleitungen zwischen Motorwickel und Masse sind die Schaltungseinheiten für die Drucktasten – Senderwahl und die Wellenbereichswahl eingefügt.

Schaltung der Drucktasten - Stationswahl

Wie man in der Schaltung sieht, sind alle Drucktasten - Kontakte einseitig mit der gemeinsamen Masseschiene verbunden. Wird eine der Tasten gedrückt, so wird eine der beiden, voneinander isolierten  Schleifbahnen auf der Stationswahlscheibe ("STATION SELECTOR DISC") mit der Masseschiene verbunden. Wurde z.B. Taste 5 gedrückt, so schließen die Schaltkontakte S31 und S32, und der blaue Draht von S32 führt an den ebenfalls mit 5 bezeichneten Kontaktreiter, der die linke Schleifbahn kontaktiert. Dieselbe Schleifbahn wird auch von dem nicht nummerierten Kontaktreiter kontaktiert, der nach links von der Stationswahlscheibe wegführt. Dessen Anschluss führt über den Widerstand R32 und den geschlossenen Schalter S45 auf den Anschluss Y der unteren Motorwicklung. Der Stromkreis ist geschlossen und der Motor beginnt sich zu drehen.

Zum besseren Verständnis hier einige Detailbilder der Stationswahlscheibe:

Zunächst eine Ansicht bei der die nummerierten Kontaktreiter abgenommen wurden. Man erkennt die isolierte Partie zwischen den beiden leitenden Schleifbahnen, die von 2 kleinen Rollen eingrahmt wird.

Die folgenden Bilder zeigen einen Kontaktreiter in Nahaufnahme und eine Gruppe nahe beieinander stehender Reiter. Liegen die auf den Drucktasten zu programmierenden Sender auf unterschiedlichen Wellenbereichen, aber zufällig sehr dicht beieinander, oder sogar bei der gleichen Winkelposition des Drehkondensators, so kann man die Reiter abwechselnd auf dem inneren und dem äußeren Trägerbügel verteilen, so wie hier im Bild die Reiter 1 und 3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Hier die Stationswahlscheibe mit aufgesetzten Kontaktreitern. Der zur Drucktaste 5 gehörende Reiter und der nicht nummerierte Reiter links unten an der Scheibe wurden mit roten Pfeilen markiert.

Die starr auf der Drehkoachse sitzende Stationswahlscheibe ist mechanisch über einen Friktionstrieb, eine 1 : 5 Schubstangen - Untersetzung ("condenser drive"), eine Zahnraduntersetzung und eine Klauenkupplung mit dem Abstimmmotor gekoppelt. Die elektrischen Verbindungen zwischen den Schleifbahnen und den Motorwicklen sind so gewählt, dass sich die isolierte Stelle  zwischen den beiden Schleifbahnen nun in Richtung des Kontaktreiters 5 bewegt – in unserem Beispiel also entgegen dem Uhrzeigersinn.  Erreicht die isolierte Stelle den Kontaktreiter 5, so wird der Stromfluss momentan unterbrochen. Infolge der Massenträgheit läuft der Motor aber noch ein wenig weiter.

Hierzu muss man anmerken, dass der Rotor des Abstimmmotors im PB510 mit einer Masse von etwa  42 g sehr viel schwergewichtiger war, als die aus Aluminium gefertigten Hohlrotoren in den Abstimmmotoren der SABA Automatic Modellreihe: 12 g. Links der Rotor des Abstimmmotors des EKCO PB510, rechts der eines SABA:

 

 

 

 

 

 

 

Infolgedessen berührt der Kontaktreiter 5 nun die entgegengesetzte Schleifbahn der Stationswahlscheibe. Der Stromfluss erfolgt nun über den rechten nicht nummerierten Kontaktreiter, den Widerstand R31, den geschlossenen Schalter S44 zum Anschluss X der oberen Motorwicklung. Die Motordrehrichtung dreht sich um und die isolierte Stelle nähert sich erneut dem Kontaktreiter 5. Dieser Zyklus würde sich ständig wiederholen, wenn EKCO hier nicht zu einer sehr geschickten mechanischen Lösung gegriffen hätte. Bei jeder Drehrichtungumkehr des Abstimmmotors spricht nämlich die Schubstangen - Untersetzung an, sodass sich die Stationswahlscheibe über einen gewissen Drehwinkel zunächst nur noch mit 1/5 der normalen Geschwindigkeit dreht. Dies reicht aus, um die Scheibe an der richtigen Stelle zu stoppen. Der Stromfluss wird unterbrochen und der Sender ist korrekt eingestellt. In Abschnitt 4 werde ich noch Bilder der Schubstangen - Untersetzung zeigen.

Hier noch einmal der Stromkreis bei gedrückter Stationstaste 5:

 

 

 

 

 

Stummschalter und Klauenkupplung

Die Welle des Abstimmmotors hat absichtlich ein gewisses Axialspiel. Im Ruhezustand wird die Welle unter Federwirkung gegen eine definierte Endposition gedrückt, bei der der Anker einseitig  etwas aus dem Stator herausragt. Läuft der Motor an, so wird der Anker durch Magnetkraft in den Motor hineingezogen, woraufhin die Welle auf der einen Seite ausreichend weit aus dem Motorgehäuse heraustritt, um die Kontakte des Schalters S46 zu schließen, der die NF – Leitung nach Masse kurzschließt ("Pick Up Mute").

Das andere Ende der Motorwelle trägt eine Klauenkupplung ("dog-clutch"), die nur bei laufendem Motor in das Untersetzungsgetriebe zum Antrieb der Stationswahlscheibe eingreift. Stoppt der Motor, so löst sich die Kupplung und die Antriebswelle kann sich frei drehen, ohne über die Übersetzung den Motor mitzudrehen.

Schaltung bei der Sender Programmierung

Wie bereits in Abschnitt 2 erwähnt, wird eine der beiden Wellenbereichstasten LW oder MW gedrückt, der gewünschte Sender manuell mit dem Abstimmknopf eingestellt, die zu programmierende Taste gedrückt und der Stecker auf der Rückseite des Gerätes von der bei normalem Betrieb verwendeten Buchse N auf die Buchse S umgesteckt. Dadurch wird nur noch ein kleiner Teil der Sekundärwicklung des Netztransformators verwendet (Anschluss N ist offen) und die „Station Setting Lamp“ liegt in Reihe zwischen Masse, dem Transformatorwickel und dem Anschluss Z der Motorwicklungen.

Wird nun eine Stationstaste gedrückt, die normalerweise den Motor anlaufen lassen würde, leuchtet die Lampe auf. Der Motor liegt zwar immer noch im Stromkreis, läuft aber wegen der niedrigen Spannung nicht an.

 

Wellenbereichsschalter

Der PB510 verfügt über keinen rein manuellen oder mechanischen Wellenschalter. Für die Bereichsumschaltung sind die 3 Tasten im Schaltbild links außen vorgesehen, die die Schaltkontakte S22, S23 und S24 betätigen.

Wie man am Schaltbild leicht erkennt, ähnelt die Funktionsweise  des Wellenbereichswählers ("WAVEBAND SELECTOR DISC") der des Stationswählers. Zusätzlich zu einer mit 2 von einander isolierten Schleifbahnen ausgerüsteten Sektorscheibe (roter Rahmen) wird aber noch eine elektromagnetisch aktivierte Klauenkupplung ("WAVEBAND SELECTOR CLUTCH MAGNET") eingesetzt (blaue Rahmen)

Wenn das Gerät z.B. so wie im Schaltbild gezeigt gerade auf MW betreiben wird, und dann die LW – Taste gedrückt würde, läuft folgender Prozess ab:

Schaltkontakt S24 stellt Masseverbindung mit der rechten Schleifbahn des Wellenbereichswählers her. Der rechte, nicht bezeichnete Reiter führt über die Spule L22 des Elektromagneten an Punkt Y der unteren Motorwicklung und der Motor beginnt zu laufen.

L21 und L22 repräsentieren 2 identische Erregerspulen eines Elektromagneten, dessen Anker bei Stromfluss zwei Aktionen durchführt: (i) er öffnet über zwei isolierte Stößel die Kontakte S44 und S45 und trennt damit die Verdrahtung der Stationswählscheibe von der Motorsteuerung, und (ii) er wirft ein Ritzel mit Klauenkupplung in das auf der Welle des Wellenbereichsschalters sitzende Zahnrad. Der Motor  dreht nun den Wellenbereichsschalter solange,  bis der Kontakt des ausgewählten Wellenbereichs über dem isolierten Punkt in der Sektorscheibe steht. Also im Prinzip eine ganz ähnlich Vorgehensweise wie bei der Stationsumschaltung. Ist die korrekte Position erreicht, wird der Motorstromkreis unterbrochen, das Relais fällt ab, die Klauenkupplung mit dem Antriebsritzel wird aus dem Zahnrad des Wellenbereichsschalters ausgeworfen, die Kontakte S44 und S45 schließen wieder und die Steuerung ist für die Stationswahl bereit.

Die gesamte Steuerung wird in der Patentschrift GB497774 detailliert beschrieben. 

Wichtig zu erwähnen ist in diesem Zusammenhang die Funktion der Serienwiderstände R31 und R32 im Stromkreis der Cruising Buttons und der Stationswahlscheibe. Die Spannung des Transformatorwickels liegt höher als die zulässige Betriebsspannung des Motors. Im Fall der Wellenbereichsumschaltung liegt der eine oder andere Erregerwickel des Elektromagneten (L21 oder L22) mit jeweils ca. 5,5 Ohm im Motorstromkreis und reduziert dessen Betriebsspannung auf den zulässigen Maximalwert.

 

Im Fall der Stationsanwahl über die Cruising Buttons oder die Drucktasten liegen die Erregerwickel der Elektromagneten aber nicht im Stromkreis und der Motor würde überlastet werden. Um den Motor auch in diesem Betriebsmodus vor Überlastung zu schützen, wurden die Schutzwiderstände R31 und R32 mit ebenfalls jeweils ca. 5 Ohm in den Stromkreis eingefügt.

 Kombinierte Steuerung

Falls der Empfänger gerade einen Sender auf MW empfängt, als nächstes aber die auf Taste 2 (LW) programmierte Station empfangen soll, so nimmt die Steuerung zunächst de Wellenbereichsumschaltung vor und danach die Stationseinstellung.

Die sechs für die Programmierung von MW – Stationen und die zwei für die LW - Stationen bestimmten Drucktasten betätigen jeweils zwei Schaltkontakte: einen der wie oben beschrieben auf den zugehörigen Kontaktreiter auf  der Stationswahlscheibe führt, und einen zweiten der parallel zu S23 bei MW und S24 bei LW auf dem Wellenbereichswähler liegt.

   

Wenn also die Taste  2 gedrückt wird, so werden die Kontakte S37 und S38 geschlossen. S37 sorgt dafür, dass die Wellenbereichs - Wahlscheibe auf den Bereich LW schaltet, S38 dafür, dass die Stationswahlscheibe die unter 2 gespeicherte Station anfährt. Natürlich werden im ersten Moment beide Steuerungen versuchen aktiv zu werden. Da aber bei Stromfluss durch die Wellenbereichs - Wahlscheibe den Elektromagneten sofort anzieht und dadurch die Schalter S44 und S45 unterbricht, wird die Stationswahl zunächst deaktiviert. Erst wenn der Wellenbereich korrekt angewählt ist und der Elektromagnet abfällt, liegt der Stationswähler im Motor – Stromkreis und die Stationswahlscheibe rotiert, um den Sender einzustellen. 

 

4     Der mechanische Aufbau des PB510

4.1     Chassisoberseite

Die folgenden Bilder zeigen die Chassisoberseite aus verschiedenen Blickwinkeln. Abgesehen von dem vertikal auf dem Chassis stehenden Hochlastwiderstand entsprechen die Aufbauten dem Originalzustand.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Hier noch Detailbilder der Übersetzung Dehkoachse → Skalenzeiger über verspannte Zahnräder.und der Stationswahlscheibe von oben

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Hier die entsprechenden Abbildungen aus dem "TraderService Sheet 684", sowie die Spezifikation der Komponenten:

 

 

 

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4.2     Chassisunterseite / Verdrahtung meines Gerätes

Die Verdrahtung und Mechanik der Chassisunterseite weist leider zahlreiche Modifikationen auf. Wie eingangs erwähnt, hatte der Abstimmmotor in meinem Gerät durchgebrannte Wickel, deren Werte ich nicht rekostruieren konnte. Ich habe daher einen anderen Motor eingesetzt, dessen Laufrichtung zwar wie beim Original umgedreht werden kann, der aber eine viel geringere Stromaufnahme hatte: 24V 0,1A. Die genauen Daten des Originalmotors sind mir nicht bekannt.

Um den Strombedarf des in Serie zu den Motorwickeln liegenden Elektromagneten (L21, L22) für die Wellenbereichsumschaltung zu decken, wurde ein zusätzlicher Shunt - Widerstand benötigt (der auf der Chassisoberseite). Der Originalmotor aktivierte bei Stromfluß durch seine axiale Rotorverschiebung sowohl die Klauenkupplung dür die Hauptantriebswelle, als auch den Stummschalter. Da diese Funktionen durch den Motorersatz nicht mehr gegeben sind, musst die Klauenkupplung durch einen zusätzlichen Elektromagneten aktiviert werden und die Stummschaltung durch ein zusätzliches Relais. 

Hier zunächst ein Bild vom jetzigen Zustand der Verdrahtung. Im 2. Bild sind die neu eingefügten Komponenten mit roten Kreisen umrahmt.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.3     Komponenten der Drucktastensteuerung

Zunächst ein Bild der Hauptantriebsachse, die quer durch das Chassis verläuft und hier mit einem roten Strich markiert ist (rechts ist die Chassis - Vorderseite).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Auf der linken Seite sieht man einen blau umrahmten, an ein Uhrwerk erinnernden Käfig, in dem die Hauptantriebsachse unterbrochen ist. Hier befindet sich ein starr auf der Antriebsachse befestigtes NOVOTEX - Zahnrad, in welches das Ritzel des Abstimmmotors eingreift und links daneben die Schubstangen - Untersetzung ("condenser drive"), deren Arbeitsweise nun erklärt werden soll.

Auf dem vom Motor angetrieben NOVOTEX - Zahnrad sitzt auf einem federnd aufgehängten Bügel ein Mitnehmerdorn, der in eine um ihren exzentrischen Aufhängepunkt schwenkbare Spange eingreift. Dreht sich das Zahnrad, so dreht sich auch der Dorn und kippt die Spange zwischen 2 Extrempositionen hin und her. Die Extrempositionen sind dann erreicht, wenn der Dorn an das innere Ende der Spange anstösst. Von diesem Moment an schiebt die Spange den mit dem weiterführenden Teil der Antriebsachse starr verbundenen Bügel (Ausgangsbügel) an der linken Seitenwand des "Uhrwerks" weiter, sodass sich linker - und rechter Teil der Antriebsachse synchron miteinander bewegen, als wäre die Schubstangen-Untersetzung gar nicht vorhanden. Dieser Moment ist im nebenstehenden Bild festgehalten. Der grüne Pfeil zeigt die Richtung der Kraftübertragung vom Mitnehmerdorn des NOVOTEX - Zahnrades zum Außenbügel an.

 

 

 

Die interessante Frage ist aber folgende: Was passiert zwischen den beiden Anschlagpunkten des Mitnehmerdorns in der Spange?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Wie man sieht, ist an der Spange eine Messungbuchse mit einer Eindrehung befestigt. Links von der Eindrehung schließt sich ein abgeflachter Bund an, der in einen Friktionstrieb eingreift. Zwischen den beiden Anschlagpunkten lässt der Mitnehmerdorn über die Spange diesen abgeflachten Bund zwischen den Friktionsscheiben rotieren. Der linke Teil der Antriebsachse wird also solange über eine 1/5 Friktionsübesetzung angetrieben, bis der Mitnehmerdorn wieder an seinem Anschlag in der Spange angekommen ist und von diesem Moment an die Achse wieder direkt antreibt. Dreht sich die Antriebsachse von irgeneinem Zeitpunkt an wieder in der Gegenrichtung, so spricht wieder zunächst diese Friktionsuntersetzung an. Das linke der beiden oberen Bilder zeigt die Situation in der der Friktionsantrieb aktiv ist → die beiden Friktionsscheiben sind minimal gespreizt. Im rechten Bild liegt jedoch der abgeflachte Teil des Bunds zwischen den Friktionsscheiben → der Friktionsantrieb ist nicht aktiv → die Scheiben sind nicht gespreizt.

Der Bund an der Messingrolle ist abgeflacht, damit der Friktionstrieb genau in dem Moment aussetzt, wenn der Mitnehmerdorn seinen Anschlagpunkt erreicht hat und die  Achse direkt antreibt. Würde der Bund nun immer noch in die Friktions-Andruckscheiben eingreifen, so würde er dort schleifend durchdrehen, was unnötig viel Abrieb zur Folge hätte.

Flüchtig betrachtet sieht diese ganze Mechanik in Aktion aus wie die Schubstange eines Kompressors - daher vermutlich die englische Bezeichnung "condensor drive".

 

Eine andere Lösung zur Senderabstimmung mit intermediärer Untersetzung wurde übrigens kürzlich von D. Rudolph in seinem Bericht zum Airmac Super AE536 gezeigt. Dieser koaxiale Feintrieb (Planetenantrieb) ist von seiner Konstruktion her sehr viel einfacher aufgebaut als der des PB510 und man fragt sich, warum man bei letzterem einen so komplexen Aufbau gewählt hatte. Die Antwort dürfte darin liegen, dass der ganze Antrieb extrem leichtgängig sein musste, um den recht zierlichen Motor des PB510 nicht zu überlasten.

 

 

Der Ausgang der Schubstangen - Untersetzung treibt über einen weiteren Friktionstrieb (roter Pfeil) die Stationwahlscheibe, die starr auf der Drehkoachse sitzt. Somit ist die Kraftübertragung vom Drehknopf bis zum Drehkondensator vollständig.

 

 

 

 

 

 

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4.4     Der Wellenbereichsschalter

Wie bereits eingangs erwähnt, wird auch der Wellenbereichsschalter über Tasten betätigt. Die dazu verwendete Mechanik hat sich EKCO 1938 in der Patentschrift GB497774 schützen lassen. Die mechanischen Details sehen folgendermassen aus:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

In der Nähe der Chassisvorderseite befindet sich auf der Antriebsachse eine starr mit ihr verbundene Hälfte einer Klauenkupplung. Das Gegenstück zu dieser Klauenkupplung ist mit einem Ritzel verbunden, das auf der Antriebsachse frei beweglich ist. Im normalen Betrieb wird das Ritzel vom Anker eines Elektromagneten in eine Postion bewegt in der die Klauenkupplung nicht greift, so wie hier in den Bildern. 

Ändert man aber den Wellenbereich oder drückt man eine, einem anderen Wellenbereich zugeordnete Stationstaste, so wird der Elektromagnet mit Strom versorgt und der Anker zeiht an, wodurch die Klauenkupplung geschlossen wird.

Synchron mit diesem Vorgang wird der Abstimmotor mit Strom versorgt, dreht die Antriebsachse und über die Klauenkupplung und das Ritzel das NOVOTEX - Zahnrad des Wellenschalters solange bis der angeforderte Wellenbereich eingestellt ist. Danach stoppt der Motor, der Elektromagnet fällt ab und die Klauenkupplung wird ausgeklinkt. Damit ist der neue Wellenbereich eingestellt und die Antriebsachse kann wieder frei bewegt werden. 

Übrigens dreht der Skalenzeiger bei der Umstellung des Wellebereichs ebenfalls (was einen ja zunächst etwas verwundert), da er ja über die Schubstangen- Untersetzung, den Friktionstrieb und die Zahnradübersetzung zwischen Stationswahlscheibe und Zeigerachse ständig mit der Antriebsachse verbunden ist. 

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5     Schlussbemerkung

Ich habe mich in diesem Bericht stellenweise eng an das im RM zum Modell hochgeladene "Trader Service Sheet 684" angelehnt, in dem das Gerät sehr detailliert beschrieben wurde. Dieses Dokument wurde  von englischsprachigen Fachleuten für ebensolche Radiotechniker geschrieben. Es wurde also vorausgesetzt, dass der Leser mit dem englischen Fachjargon vertraut ist, was man vermutlich bei einigen Lesern dieses Forums nicht voraussetzen kann.

Um die wirklich erstaunlich ausgefeilte Technik dieses Gerätes auch denjenigen deutschsprachigen Lesern nahezubringen, die bei der Lektüre des "Trader Service Sheets 684" Verständnisschwierigkeiten hätten, habe ich diesen Bericht auf deutsch verfasst und hoffe, damit etwas zum allgemeinen Verständnis der frühen Drucktastengeräte beigetragen zu haben

Abschließend möchte ich mich bei den Kollegen Dietmar Rudolph und Bernhard Nagel für Ihre Unterstützung beim Verfassen dieses Beitrags bedanken!

Harald Giese

Harald Giese, 20.Jul.21

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