Ein Nummernschalter dient bei Telefonen zum Wählen einer Rufnummer nach dem Impulswahlverfahren. Sichtbares Bedienelement des Nummernschalters ist die Wählscheibe (auch Nummernscheibe, amtliche Bezeichnung Fingerlochscheibe).
Tastentelefone arbeiten in der Regel mit dem Mehrfrequenzwahlverfahren und haben keinen mechanischen Nummernschalter. Viele Tastentelefone können ihn elektronisch nachbilden und somit dennoch an einer Vermittlung betrieben werden, die ausschließlich das Impulswahlverfahren unterstützt.
mini|hochkant=1.3|Wählscheibe auf einem Fernsprechtischapparat. Spritzgussteil aus transparentem Thermoplast, mittige Befestigungsschraube durch Kartonscheibe, bedruckt mit Notrufnummern und beschriftet mit Teilnehmernummer, und eingeklipster Kappe abgedeckt.
Geschichte In den Anfangszeiten der Fernsprechtechnik war es dem Benutzer eines Telefones nicht möglich, eine bestimmte Telefonverbindung zu einem anderen beliebigen Anschluss im Fernsprechnetz selbst aufzubauen. Um eine Verbindung zu bekommen, musste man die Vermittlungskraft im Fernsprechamt (umgangssprachlich das „Fräulein vom Amt“) „wecken“ (das war tatsächlich der offizielle Ausdruck für diesen Vorgang). Das geschah mittels Kurbelinduktor, teilweise auch durch Betätigen einer Ruftaste. Dem Vermittlungspersonal teilte man dann mündlich seinen Verbindungswunsch mit, worauf dieses mittels Klappenschränken die Verbindung aufbaute. Da an einer solchen Handvermittlung meist aufeinanderfolgend mehrere Personen beteiligt waren, dauerte der Verbindungsaufbau lange und war durch die mündliche Weitergabe des gewünschten Ziels fehleranfällig.
Erst das von Almon Strowger 1889 erfundene Vermittlungssystem (Automatic Telephone Exchange – US patent No. 447,918) ermöglichte dem Telefonnutzer eine selbstständige Wahl. Das Strowger-System hatte für jede Stelle der zu wählenden Rufnummer eine Taste, die der Ziffer entsprechend oft gedrückt werden musste. Um beispielsweise die Rufnummer 432 zu wählen, betätigt der Anrufer viermal die 100er-Taste, dreimal die 10er-Taste und zweimal die 1er-Taste. Die Bedienung war entsprechend umständlich und fehleranfällig. Ebenso war der Installationsaufwand hoch, da zusätzlich zu den bestehenden zwei Leitungsadern für die Sprechverbindung jede dieser Tasten über eine weitere Ader mit der Vermittlungsstelle verbunden war.
Am 20. August 1896 meldeten A. E. Keith und die Brüder John and Charles J. Erickson, die Mitarbeiter der „Strowger Automatic Telephone Exchange Company“ waren, ein anwenderfreundlicheres System zum Patent an. Für dieses System wurde am 11. Januar 1898 das US-Patent Nr. 597.062 erteilt. Die Tasten wurden durch eine Wählscheibe, den Strowger finger-wheel sub station dial ersetzt. Diese zeigte an, ob die Hunderter-, Zehner- oder Einerstelle gewählt wurde. Zwei Leitungsadern dienten der Übertragung der Wahlimpulse zur Vermittlungsstelle und waren dort mit jeweils einem Elektromagneten verbunden. Die Hunderter- und Einerstelle wurden über die eine Leitung übertragen und die Zehnerstelle über die andere. Diese Einrichtung benötigte zum Betrieb eine lokale Batterie (Ortsbatterie), was einen hohen Wartungsaufwand mit sich brachte, da sie regelmäßig erneuert werden musste.
In Deutschland wurden im Jahre 1908 von der Reichstelegraphenverwaltung in den Fernsprechapparaten vom Typ OB/SA (genannt „Hildesheim“) Nummernschalter eingesetzt.
Der eigentliche, bis heute verwendete Nummernschalter, der ohne lokale Batterie auskommt und zudem die Leitungsadern für die Sprechverbindung zur Übertragung der gewählten Nummer nutzt, wurde von Siemens & Halske entwickelt und am 29. April 1913 als Patent angemeldet. Verschiedene Quellen nennen den Franzosen Antoine Barnay als Erfinder, dieser hatte jedoch ein komplettes Wählsystem und nicht den Nummernschalter an sich erfunden. Dieses Patent meldete er am 18. Mai 1923 an.
mini|SABA-Nummernschalter mit Fingermuldenscheibe (1946) In der Vergangenheit wurden auch andere Bedienelemente für den Nummernschalter verwendet, so gab es beispielsweise Geradezug-Nummernschalter und Trommelwählschalter, die sich aber nicht durchgesetzt haben. Auch der von der Firma SABA kurz nach dem Zweiten Weltkrieg konstruierte Nummernschalter mit „Fingermuldenscheibe“ (siehe Foto) konnte sich nicht durchsetzen. Seine Bakelit-Wählscheibe hatte statt der üblichen Löcher halbkugelförmige Vertiefungen.
In Münzfernsprechern wie beispielsweise dem Tln Mü 55b wurden spezielle Sperrnummernschalter (Sperrnummernschalter 50 und 55) eingesetzt, um bestimmte Rufnummern (z. B. Vorwahlen für Fern- und Auslandsgespräche, Ansagedienste etc.) zu blockieren. Diese wiesen eine sehr aufwändige mechanische Konstruktion auf. Beim Wählen wurde ein dreiarmiges Hebel- und Kontaktwerk in Gang gesetzt, das nacheinander die ersten drei Ziffern überprüfte. Drehbewegung und Kontaktführung der drei Arme ähnelten der eines Wählers. Durch Umlöten von bestimmten Kontaktverbindungen konnte man die Sperrnummernschalter quasi auf die gesperrten Rufnummern „programmieren“.
Nummernschalter waren Verschleißteile, die nach einer längeren Betriebszeit ausgetauscht oder überholt werden mussten. Vom Verschleiß betroffen waren insbesondere der Fliehkraftregler, dessen Lager und der Kontaktsatz. Die Firma Krone in Berlin entwickelte Anfang der 1970er-Jahre einen wartungsfreien, besonders langlebigen Typ (Nummernschalter 61f). Bei diesem wurde der Fliehkraftregler am Ende des Ablaufs nicht abrupt abgebremst, er lief langsam aus. Die Steuerung der nsi-Kontakte erfolgte durch Metallkugeln in einer Kunststoffkulisse, ebenso wurde durch diese Konstruktion das „Spatium“ zwischen den Wahlvorgängen ohne zusätzliche Wählimpulse erzeugt, sodass kein nsr-Kontakt wie bei herkömmlichen Nummernschaltern notwendig war. Der Ablauf war sehr geräuscharm und geschah insgesamt etwas langsamer als bei herkömmlichen Typen (ca. 1,4 Sekunden beim Wählen einer Null). Durch die relativ hohen Fertigungskosten konnte sich dieses Modell für die Apparate der Deutschen Bundespost jedoch nicht durchsetzen. Im Laufe der Zeit wurden die Getriebe zunehmend aus Kunststoff gefertigt.
In Deutschland ging die Ära der mechanischen Nummernschalter in den 1980er-Jahren zu Ende; sie wurden durch elektronische Bauteile ersetzt, die deren Funktion nachbildeten. So wurde im Bereich der vorhandenen Vermittlungsstellen eine Tastenwahl ermöglicht. Eine solche Baugruppe wird als Tastenwahlblock (TWB) bezeichnet.
Mittlerweile sind Nachbildungen alter Telefone erhältlich, die zwar über eine Wählscheibe bedient werden, aber elektronisch arbeiten und am Festnetz das MehrfrequenzwahlverfahrenHandbuch für das Modell 60s cable, abgerufen am 31. August 2020. anbieten oder als MobiltelefonHandbuch für das Modell 60s Mobile, abgerufen am 31. August 2020. arbeiten.
Aufbau und Funktionsweise mini|Klangbeispiel
Ein Nummernschalter besitzt eine Fingerlochscheibe mit zehn Löchern; jeder Ziffer von 1 bis 9 sowie der 0 ist je ein Loch zugeordnet. Eine Ziffer wird gewählt, indem der Benutzer den Zeigefinger in das entsprechende Loch der Fingerlochscheibe steckt und ihn durch Rechtsdrehung bis zum Anschlag (Fingeranschlag) bewegt. Im Innern wird dadurch eine Rückdrehfeder gespannt (technische Bezeichnung Aufziehen). Dann wird der Finger herausgezogen, worauf die Rückdrehfeder die Fingerlochscheibe mit einer durch den Fliehkraftregler definierten Geschwindigkeit in ihre Ursprungslage zurückdreht (technische Bezeichnung Ablauf). Bei diesem Ablauf (dem Zurückbewegen der Fingerwählscheibe in ihre Ursprungslage) wird durch den Nummernschalter eine der gewählten Ziffer entsprechende Anzahl von Unterbrechungen (Impulse) der Telefonleitung (der 0 entsprechen zehn Impulse) mit einer durch den Fliehkraftregler definierten Periodendauer erzeugt und so die Ziffer der Vermittlungsstelle signalisiert.
Bestandteile mini|Nummernschalter (Innenansicht) Bauart NrS 38 M von der Fa. Merk Telefonbau aus dem Jahre 1959
Ein Nummernschalter besteht im Wesentlichen aus Fingerlochscheibe, Fingeranschlag, Zifferblatt (Zahlenkranz), Rückdrehfeder, Fliehkraftregler, Nockenscheibe, Stromstoßrad (auch Impulsscheibe genannt) sowie drei elektrischen Kontakten.
Je nach Bauart des Nummernschalters können zur Übertragung der Drehbewegung noch diverse Zahnräder und Rutschkupplungen dazu kommen.
Der Fliehkraftregler Eine normgerechte Dauer der Impulse wird durch den Fliehkraftregler sichergestellt. Dieser hält die Drehzahl der Wähl- und Nockenscheibe (auf etwa 43 min−1, bei älteren Nummernschaltern 50 min−1) und des Stromstoßrads konstant.
Je nach Bauart ist er mit einem Schnecken- oder ein Stirnradgetriebe an die Impulsscheibe gekoppelt. Im Fliehkraftregler werden zwei rotierende, durch eine Feder vorgespannte Bremsbacken durch die Fliehkraft gegen eine feststehende Bremstrommel gedrückt. Durch Ändern der Federvorspannung lässt sich die Drehzahl des Reglers und somit die Ablaufzeit des Nummernschalters kalibrieren.
Die Kontakte Sowohl beim Aufziehen als auch beim Ablauf des Nummernschalters werden drei Kontakte über ein so genanntes Stromstoßrad und eine Nockenscheibe betätigt.
Die Bezeichnungen dieser drei Kontakte lauten nsa = Nummern-Schalter-Arbeits- (oder Abschalte-)Kontakt nsi = Nummern-Schalter-Impuls-Kontakt nsr = Nummern-Schalter-Reduzier- (Rücklauf, oder Ruhe-)Kontakt
mini|Die Nummernschalterkontakte (nsa, nsi) in einem FeAp 611
nsa-Kontakt Der nsa wird beim Aufziehen des Nummernschalters durch die Nockenscheibe geschlossen und bleibt das auch bis zum Ende des Ablaufs. Er überbrückt die ‚innere‘ Telefonschaltung (Sprechkreis). Dadurch wird erreicht, dass keine Impulsverzerrungen auftreten und die Wählimpulse (Knacken) nicht in den Handapparat (Telefonhörer) gelangen. Durch dieses Kurzschließen sinkt die am Telefon messbare Spannung, je nach Endgerätetyp, von etwa 8–12 Volt auf 0 Volt.
nsi-Kontakt Durch den in Reihe mit nsa und Sprechkreis liegenden nsi werden die Wahlimpulse erzeugt, indem das Stromstoßrad diesen Kontakt unterbricht. Die gewünschte Nummer entsteht durch eine gleichmäßige rhythmische Unterbrechung der Leitungsschleife (Telefonleitung). Dadurch liegt für einen kurzen Moment die Leerlaufspannung (ca. 60 Volt) am Telefon. Zu beachten ist, dass der nsi immer zwei zusätzliche Impulse, die so genannten Leerlaufimpulse erzeugt. Wird beispielsweise die Ziffer 5 gewählt, produziert der nsi 5 + 2 = 7 Impulse.
nsr-Kontakt