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Wie funktionieren eigentlich die Schattenzeiger
#1
Hallo Kollegen,

Andreas_P stiess bei den Restaurationsarbeiten an einem SIEMENS 56WL Aetherzepp auf folgendes Problem:

Er hatte zwar den Original SIEMENS Schattenanzeiger für dieses Gerät, aber leider hatte die Spule keinen elektrischen Durchgang. Zu blöd - was tun. Andererseits hatte er auch noch einen funktionierenden Schattenanzeiger von einem AEG - Gerät der gleichen Generation. Da sich die Siemens und AEG-Geräte dieser Serie wirklich sehr ähnlich sahen, stellte sich die Frage, ob man das Anzeigesystem vom AEG nicht einfach in die SIEMENS - Einhausung umsetzen könnte.

Die Aufgabe interessierte mich, auch weil ich doch endlich mal verstehen wollte, wie die Schattenanzeiger funktionieren und warum Schattenanzeiger in den Schaltplänen meist mit diesem Symbol gekennzeichnet werden.

   

Was ist die Aufgabe eines Schattenanzeigers?
Er soll auf einen Leuchtschirm (Milchglas oder Zelluloid) einen Lichtbalken projizieren, dessen Länge sich mit der Stärke eines empfangenen Radiosenders ändert.

Wie sind sie aufgebaut?
Andreas hat mir seine beide Modelle (den intakten AEG und den defekten SIEMENS) zugeschickt, und ich werde versuchen zu dokumentieren, was ich daran gelernt habe.

Hier die Frontansicht der beiden Schattenanzeiger-Modelle. Links AEG, rechts SIEMENS.

   

Zunächst ein paar Detailbbilder des funktionierenden AEG-Modells: Links die Außenansicht, rechts die Frontansicht mit abgezogener Frontblende. In dem schrägen Schacht auf der Unterseite steckt eine Glühbirne, die die Mechanik von hinten her beleuchtet.

       

Bei dem rechten Bild sieht man, wie man auf das Schaltbildsymbol gekommen ist: Eine Zunge im hellen Umfeld.

So funktioniert die Geschichte:

Eine dünne, schwach magnetisierte Stahlscheibe (das ist die rostige mit dem diabolo-ähnlichen Fensterausschnitt) ist mit zwei Spitzen drehbar in einer Stahlhülse aufgehängt. Diese dünne Stahlscheibe trägt eine hauchdünne schwarze Aluminiumzunge, die, wenn sich die Stahlscheibe um ihre Achse dreht, den von hinten kommenden Lichstrahl einer Glühbirne mehr oder weniger abblendet. Die Stahlhülse hat 2 gegenüber liegende Lagerkörnungen zur Aufnahme der Drehscheibenpitzen und sitzt stramm in einer geschlitzten Messinghülse, die wiederum durch einen Hufeisen- (oder besser Seegerring-) förmigen Stahlring unter Spannung gehalten wird. Dieser Stahlring ist magnetisch! So wie bei einem Hufeisenmagneten stehen sich an seinen Enden (rechts im Bild) Nord- und Südpol gegenüber. Das Streumagnetfeld zwischen diesen Magnetpolen greift in den Innenraum des Aufbaus und sorgt dafür, daß sich die (schwach magnetisierte) dünne Drehscheibe im Ruhezustand in eine vertikale Postion dreht - gerade so wie eine Kompassnadel im Erdmagnetfeld. So sieht man von vorn auf die Schmalseite der erwähnten Aluminiumzunge. Von hinten kommendes Licht wird demnach maximal durchgelassen und beleuchtet den Leuchschirm aus Zelluloid über die ganze Höhe. Ein schönes Bild davon sieht man übrigens in Andreas_P Beitrag "SIEMENS 56WL Aetherzepp".

Zwischen dem vorderen, also dem Betrachter zugewandten Ende des Messwerks und der Pertinax-Basisplatte trägt die geschlitzte Messinghülse eine körperlose Spule aus 70µm Draht - die Messinghülse ist also der Wickelkörper. Der Widerstand dieser Spule liegt bei ca. 3.7 kOhm... viele Windungen! Wird die Spule von einem Strom durchflossen überlagert sich das dadurch entstehende Magnetfeld dem Streumagnetfeld des "Hufeisenmagneten" und die Drehscheibe wird entsprechend der resultierenden neuen Richtung der magnetischen Feldlinien aus ihrer Ruheposition gedreht. Damit kippt auch die an der Drehscheibe befestigte schwarze Aluminiumzunge aus ihrer Ruhestellung und stellt sich nun mehr oder weniger quer in den Lichtstrahlengang -> der Leuchtschirm wird von dem von hinten kommenden Licht nur noch oben und unten angestrahlt, in der Mitte ist sie dunkel: Eine mechanische EM84.. wie Uli schon ganz richtig bemerkte! So einfach, man muss bloss drauf kommen.

Nun schauen wir uns zum Vergleich den Aufbau des defekten SIEMENS Schattenanzeigers an. Zunächst die Außenansicht mit der Rückenbeleuchtung:

       

Den Zelluloid-Leuchtschirm hatte ich hier schon entfernt.

Nun wieder der zentrale Blick auf die Eingeweide. Zum Vergleich links noch einmal das AEG-Modell

       

Sieht genauso aus wie beim AEG-Modell, oder? Nicht ganz:
(i) Die Alumiumzunge ist nach vorne hin umgebogen. Vielleicht hat sich da jemand dran vergangen, oder man hat beabsichtigt nur die eine Hälfte des Zelluloidschirms zu beleuchten. Die Blende wäre dann nur in zwei Bereichen beleuchtet worden : unten dunkel, oben hell. Wie moderne Pegelmesser mit Leuchtdiodenbändern.
(ii) Auch ist die Halterung der Messinghülse auf der Basisplatte bei AEG und SIEMENS unterschiedlich (sieht man in meinen Bildern nicht).

Tja, nun wurde es ernst: Der Spulenaufbau des defekten SIEMENS Modells wurde zerlegt. So sehen die Einzelteile aus.

        .

Und hier die körperlose Spule in Nahaufnahme, die gleich anfing, sich aufzudröseln - oh welche Freude.

       

Deutlich sieht man die Korrosionsspuren. Ein wenig mit der Stecknadel in den grünen Stellen herumgestochert, und schon fielen mir die ersten Spulenwindungen entgegen. Da verging mir die Lust, dieses elektrische Kleinod zu reparieren.

Aber das gesamte Messswerk des AEG-Models ins SIEMENS Modell umsetzen ist auch nicht so einfach möglich! Warum? Weil die Aufbauplatte ganz anders aussieht. Die passt mechanisch nicht in die SIEMENS - Einhausung. Man kann auch nicht die Spule alleine umsetzen. Wie man an der Demontage des SIEMENS Modells sieht, zerfallen einem nicht fixierte Spulen körperlose Spulen unter den Händen.

Also neu wickeln. Ich habe zwar nur 80 µm Draht auf Spule vorrätig, macht aber nichts, werden es eben ein paar Windungen weniger. Macht den Kohl nicht fett. Im Prinzip hätte ich auch 60 µm und 70 µm Draht, aber nur auf alten Postrelais. Und die kann man nicht so einspannen, dass sich der Draht ruckfrei abwickeln lässt.... UND ES DARF NICHT RUCKEN!

So sieht der Spulenkörper aus, auf den nun viele Windungen CuL kommen. SEUFZ! Immerhin weiss ich jetzt wie die Schattenanzeiger funktionieren.Smiley20

   

Die Messinghülse wird natürlich zunächst mit Isolierfolie 25 µm KAPTON umwickelt, bevor die Drahtwickelei beginnt.
Und wie es weitergeht, berichte ich demnächst.
Grüsse aus Karlsruhe,
Harald
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#2
Hallo Harald, wiedermal sehr sehr Interessant, Danke. Ich warte geduldig wie es weitergeht.
mit freundlichen grüßen aus Dielfen (Siegerland)
Dietmar
Wenn einer dem anderen hilft ohne daraus Profit schlagen zu wollen dann sind wir auf einem guten Weg
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#3
Hallo Harald,

bitte entschuldige meine Unwissenheit (Wikipedia hilft mir auch nicht), aber was ist ein Schattenanzeiger und was tut er?

Gruß
Wilhelm
Niemandes Herr, Niemandes Knecht,
so ist es gut, so ist es recht

von Fallersleben
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#4
Hallo Harald,

ich versinke gerade wieder im Boden, was ich Dir da unfreiwillig für eine Arbeit aufgehalst habe. Wenn ich das gewußt hätte, dann hätte ich die Dinger gar nicht raus geschickt. Aber mal im Ernst: Ich freue mich natürlich sehr, dass Du Dich mal der Sache annimmst. Vielen Dank zunächst mal dafür! Aber das Ganze hat ja sogar noch einen übergeordneten Sinn. Auf diese Weise wird uns mal der Schattenanzeiger näher gebracht. In vielen Radios habe ich ihn und die meisten sind gebrückt. Auch für diesen Bericht ein herzliches Dankeschön.

Noch kurz zu Wilhelm. Wilhelm dieser Anzeiger ist nichts anderes als ein mechanischer Feldstärkenanzeiger. Also, der Vorgänger zum magischen Auge. Das Anzeigeinstrument kannst Du übrigens bei meiner Beschreibung des Siemens 56 WL Aetherzepp nachlesen.
Es grüßt Euch aus Peine
     
     Andreas
Nicht nur die Röhren sollen glühen.
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#5
Hallo Harald,
danke für den schönen Bericht! Jetzt habe ich endlich mal so ein Gerät richtig gesehen. In irgend einer alten Funkschau habe ich schon davon gelesen.

Man müsste nur wissen, ob ein Schattenzeiger günstiger herzustellen ist als ein magisches Auge. Durchgesetzt hat er sich ja nicht. Das MA - eine amerikanische Entwicklung - vielleicht ließ es sich besser verkaufen?

Jedenfalls wäre ein Schattenzeiger reparabel und Leuchtschwächen und -ausfälle könnten leichter behoben werden.

Ein magisches Auge ist immerhin ein Röhrensystem zusätzlich und "frisst" zumindest allerhand Heizstrom.

Eine gute Entwicklung aus deutschem Erfindergeist - der Schattenzeiger. Smiley20

Andreas war schneller als ich.

Man lernt nie aus!  Smiley47 

Freundliche Grüße von Heiner.
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#6
Danke für die Aufklärung, ich werde den thread mit Interesse weiter verfolgen

Gruß
Wilhelm
Niemandes Herr, Niemandes Knecht,
so ist es gut, so ist es recht

von Fallersleben
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#7
Hallo Harald,

vielen Dank für Deine fast schon kriminalistische Arbeit so einen Schattenanzeiger mal auseinanderzunehmen.
Die vielen Details und lhre Wirkungsweise kannte ich auch noch nicht.

Hallo Wilhelm,

HIER kannst Du auch noch etwas über die Schattenanzeige nachlesen.

Herzliche Grüße
Robert
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#8
Hallo Robert,
danke für den interessanten Link.

Man lernt nie aus!  Smiley47 

Freundliche Grüße von Heiner.
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#9
danke Robert, sehr informativ

Gruß
Wilhelm
Niemandes Herr, Niemandes Knecht,
so ist es gut, so ist es recht

von Fallersleben
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#10
Hallo Robert,

Danke für den interessanten Link. Stimmt, das Ding heisst Schattenzeiger. Komisch, in den Schaltbildern habe ich S.A. gelesen - das assoziierte in meinem Kopf, dass es sich bei dem "A" um "Anzeiger" handelt. Falsch assoziiert. Vielleicht kann ja der Admin den Titel des Threads entsprechend ändern? ... Gerade sehe ich, dass es auch beim Jogi mit der Bezeichnung durcheinander geht. Na, Wurst!

Hätte ich gleich in Jogis Röhrenbude nachgeschaut, hätte ich mir vielleicht die viele Arbeit sparen können. Macht nichts! Manchmal gehen einem die Zusammenhänge besser ein, wenn man sie mal selbst aufgeschrieben hat.
Grüsse aus Karlsruhe,
Harald
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#11
Hallo Harald Smile

Vielen Dank für Deinen interessanten Bericht, von einem Schattenzeiger habe ich bisher noch nie etwas gehört
oder gesehen. Find ich gut, daß es auch noch diese Art der Abstimmungs~Anzeige gab / gibt und
sieht auch mMn recht gut aus. Wieder was dazugelernt Thumbs_up

Viele Grüße, von Peter
~~~~~ DE - MV  /  Connected ~~~~~
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#12
Hallo Harald,
vielen Dank für die ausführliche Beschreibung der Funktionsweise von Schattenzeigern.

Wenn man sich vor Augen hält, dass sie prinzipiell nur aus einem gelagerten, magnetisierten Blech, einem Dauermagneten,
einer Spule, einer Glühlampe und einem Leuchtschirm bestehen, dass war schon genial.
Man fragt sich, was denn daran (ausser der Glühlampe) defekt gehen soll / kann?
Selbst die Glühlampe, mit Unterspannung betrieben, sollte doch sehr langlebig sein.

Wie so oft ist es der Zahn der Zeit, der in Form von Korrosion bedingt durch Umwelteinflüsse etc. zu Störungen / Defekten führt.

Ein interessanter Beitrag, gespickt mit Detailfotos.

Ich freue mich auf die Fortsetzung!
Grüße aus Wassenberg,
Norbert.
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#13
Hallo Harald,
das ist ein spannender Bericht . Vielen Dank dafür. Es ist eine Krux, dass diese alten Spulen egal ob in Trafos oder Drosseln so korrossionsanfällig sind. Durch den link angeregt, habe ich in einem W48 Telefon ein bis dato nicht beachtetes Schauglas entdeckt. Bin gespannt, wie sich die Reparatur weiter entwickelt.
Gruss Franz
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#14
Ja Leute,

ich sollte eigentlich meine Koffer packen (meine Frau schaut schon ganz stinkgig aus der Wäsche), aber ich wollte doch den Andreas nicht so lange auf seinen SIEMENS Schattenzeiger warten lassen.

Den Wickelkörper hatte ich ja schon gezeigt und gestern habe ich mich also dran gemacht und nochmal nach Draht gesucht. Das Passendste, was ich in ausreichender Menge verfügbar hatte, war 0,07mm =70µm. Dieser Draht hat eine Lackschicht von 2,5µm, ergibt einen Außendurchmesser von 75µm. Der Originaldraht hatte 70 µm. Das heisst, daß nun weniger Windungen draufpassen werden. Dazu kommt noch der geringere Füllfaktor durch unordentliches wickeln an Stelle von maschinenwickeln.

Also wurden auf die Messinghülse des Wickelkörpers 2 Lagen von 25µm KAPTON Isolierfolie aufgewickelt. Die Isolationsfestigkeit von 25µm KAPTON liegt bei 7,7KV. Vor unkontrollierten Leckströmen braucht man also bestimmt keine Befürchtungenzu haben.

Danach wurde der Wickelkörper randvoll gewickelt und außen wieder mit 2 Lagen KAPTON umwickelt.

Messung des Gleichstromwiderstandes des neuen Wickels ergab 2,5KOhm.

Nun kam der eigentliche schwierige Teil - das Wickeln war nur lästigWink.

Man muss die seitlichen Spitzen der Drehschbeibe in die Körnungen des Lagerrings einsetzen, den letzteren zusammen drücken und ihn in die Messingbuchse hineinschieben. Sitzen die seitlichen Spitzen nicht richtig in den Körnungen, werden die Spitzen und / oder die Drehscheibe verbogen. Dann hat man ein richtiges Problem. Selbst wenn man alles richtig macht, kann man nicht verhindern, daß man den Lagerring beim Einsetzen in die Messingbuchse ein klitzekleines bisschen zu viel zusammendrückt. Schaut man sich hinterher die Drehscheibe an, sieht man, dass sie durchgebogen ist.... bei mir war sie nach hinten durchgebogen. Und nun? Man nimmt eine Haarnadel, schneidet beide Enden gleich lang, biegt die äußersten 3mm an jedem Ende rechtwinklig gegensinnig nach außen um, greift damit durch den zentralen Ausschnitt in der Drehscheibe beidseits der Aluminiumzunge und zieht die Scheibe sachte nach vorn. Wenn sie plan erscheint, zieht man nicht mehr. Nun sitzt sie auch mit weniger Spiel in den Körnungslagern.

Das war schon mal nicht lustig. Aber die Sache ist noch nicht in trockenen Tüchern.

Die räumliche Orientierung der Lagerpunkte der Drehscheibe muss ja horizontal sein. Wie Ihr Euch vielleicht erinnert, war bei dem SIEMENS-Model die Aluminiumzunge nach vorne hin umgebogen. Das hat man wahrscheinlich gemacht, um auf den Leuchtschirm ein unsymmetrisches Bild zu bekommen. Beim Telefunken Modell war das Leuchtbild ja symmetrisch, wie eine EM84. Bei SIEMENS ist im Originalzustand ohne Signal der ganze Leuchtschirm dunkel und wird dann nur auf der oberen Hälfte mit steigender Signalstärke sukzessive hell. Auch ganz nett. Nur dass es mit der umgebogenen Zunge praktisch unmöglich ist, zu beurteilen, wann die Lagerpunkte hirozontal liegen. Ich war also frech, und habe die Zunge flach gebogen. Wie man an den Bildern sieht, kann man so gut beurteilen, wann die Justierung stimmt. Mit abgewinkelte Zunge habe ich das nicht geschafft. Nun muss man nicht denken, man könnte die Zunge nach der Horizontaljustierung wieder umbiegen. NICHT VERSUCHEN! Wenn man das macht, verzieht man die ganze Drehscheibe....das ist alles ganz dünnes Blech!
Hier ein paar Bilder:

           


Nach der Justierung wurde der Schattenzeigerkorpus wieder an die Frontplatte gesetzt und eine neue Birne in die (blöderweise) Bajonetthalterung gelötet. Nun kommts. Das Leuchtbild sollte ja dem des Telefunken-Modells entsprechen - also dunkler Schirm bei 7mA, bei niedrigerem Strom von beiden Seiten symmetriisch aufhellend.

So sieht es bei 0, 3.5, 7, 9 mA aus:

               

Die Umgebungsbeleuchtung war etwas unterschiedlich, also bitte nicht zu genau hinschauen.

Ja, nun ist es ein SIEMENS Schattenzeiger mit Telefunken Leuchtbild. Besser habe ich es nicht hinbekommen. Wer sich traut, kann ja probieren, die Zunge wieder nach unten zu biegen. Hier noch mal zwei Bilder des Gesamtaufbaus.

       

Jetzt werden die Koffer gepackt.
Grüsse aus Karlsruhe,
Harald
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#15
Ein Alptraum an Feinmechanik - ich hätte das gar nicht erst angefasst mit den dicken Fingern. Aber der Harald, der schreckt ja vor nichts zurück und der Erfolg gibt ihm recht Smile
Sensationell!

Viel Spaß in Amiland und kommt gesund zurück!
Gruß,
Uli
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#16
Absolut genial Harald!
Na dann schönen Urlaub.
Gruß aus Bremen

Enno
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#17
Ich schließe mich meinen Vorrednern an, sehr schön!
Viele Grüße, Mark

Radioten aller Länder, vereinigt euch!
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#18
Hallo Harald,

nun hast Du doch noch mit Deiner Frau wegen dem Schattenzeiger Ungemach! Aber ich muss mal wieder sagen, Du hast eine so hervorragende Arbeit für mich und das Radio geleistet. Ich weiss gar nicht, was ich Dir mal gutes dafür tun kann. Ich freue mich natürlich sehr, dass das Radio, in das ich wirklich viel Arbeit und Herzblut investiert habe solch einen schön funktionierenden Schattenzeiger hat. Wie Uli schon schreibt, mit dieser feinen Mechanik muss man klar kommen, sonst macht man eher Schaden. Für meine etwas flattrigen Hände ist solch eine Arbeit gar nichts. Das hätte ich auch nicht gemacht. Harald, nun packe schön. Ich kann im Moment nur noch mal herzlich Danke sagen. Einen schönen Urlaub Dir und Deiner Frau und lass mal aus USA von Dir hören! Ich freue mich sehr. Smiley34
Es grüßt Euch aus Peine
     
     Andreas
Nicht nur die Röhren sollen glühen.
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#19
Hallo Kollegen,

im Zusammenhang mit der Restauration meines 4W77 bin ich gerade dabei alles zu lesen, was mit Abstimmanzeigen zu tun hat.... und da haben viele Leute drüber geschrieben. Sehr schön finde ich die hier in RM.org gefundene Beschreibung des Schattenzeigers in einem italienischen Radio vom Typ "Magnadyne radio model SV13" Die Beschreibung findet man ganz am Ende von Ernst Erb's Abhandlung über die Abstimmanzeigen. Sehr lesenswert!

Leider ist die Ansteuerung der AM2 im 4W77 VIEL komplizierter als die eines Schattenzeigers. Aber bei den Recherchen findet man immer so interessante Sachen - wie eben diesen Thread vom Ernst Erb. Hier bestätigen sich wieder einmal die Worte von Lao Tse: "Der Weg ist das Ziel".

Über die unangenehm komplexe Ansteuerung der AM2 im 4W77 werde ich dann noch berichten.
Grüsse aus Karlsruhe,
Harald
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#20
Da habe ich etwas dazu gelernt! Danke!
Habe zwar irgendwann gelesen dass es so was gab, aber jetzt hier so schön beschrieben und erklärt! Und Respekt für die Mut und für die geleistete Arbeit!
Gruß,
Ivan
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