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Antrieb für Wähler, insbesondere für Selbstanschluss-Fernsprechanlagen.
Die Erfindung betrifft Wähler mit Einstellung durch Speicherkräfte (Schwerkraft, Federn), die jeweils für eine Verbindungsherstellung ausreichen und bei Rückstellung der Schaltglieder in die Anfangslage, Wähleraufzug"genannt, erneuert werden. Die praktische Verwendung solcher Wähler war bisher dadurch erschwert, dass man für den Wähleraufzug keinen befriedigenden Antrieb kannte.
Für den Wähleraufzug stehen Stossmagnete, Transmissions-und Kolbenantriebe, die sonst für die Wählereinstellung verwendet werden, zur Verfügung. Die beiden erstgenannten Antriebe allein sind bisher für den Wähleraufzug gelegentlich benutzt worden, jedoch begegnen sie im vorliegenden Zusammenhang ähnlichen Einwänden wie bei ihrer Verwendung für die Wählereinstellung. Dasselbe trifft in verstärktem Masse bisher auch für den vereinzelt zum Wähleraufzug vorgeschlagenen, aber noch niemals hiefür praktisch benutzten Druckluftantrieb zu.
Die Erfindung bezweckt eine einwandfreie Lösung des Wähleraufzugs mit Hilfe des Kolbenantriebes, der entgegen der herrschenden Meinung eine hervorragende Eignung für den gedachten Zweck besitzt, wenn er in der erfindungsgemässen Weise vervollkommnet wird. Die vorgesehenen Verbesserungen beziehen sich auf folgende Punkte :
1. Aufzugsvorrichtungen, die als Kolbenmotor, beispielsweise mit Druckluftantrieb, ausgebildet sind, wurden bisher ausser zum Wähleraufzug auch noch zum Abbremsen der Laufgeschwindigkeit der Wähler beim Einstellen benutzt. Zu diesem Zweck wurde der Auslass der Luft aus dem Zylinder gedrosselt.
Von dieser Mitbenutzung des Kolbenmotors zu einem Nebenzweck muss unbedingt Abstand genommen werden, weil der in dem Zylinder geführte und durch die Reibung an der Zylinderwandung beeinflusste Kolben niemals ein genau wirkendes Bremsmittel, wie es für die Wählereinstellung einzig in Frage kommt, abgeben kann, vielmehr durch diese Nebenaufgabe seiner Gebrauchsfähigkeit erheblichen Abbruch tut.
Die Bremswirkung beispielsweise eines Luftkolbens beruht auf der Kompression bzw.
Expansion einer eingeschlossenen Luftmenge, deren Grosse einerseits von den unsichere Dichtungsverhältnissen des Kolbens und anderseits davon abhängt, in welcher Stellung des Schaltgliedes und des damit gekoppelten Kolbens der gewöhnlich unterwegs abgesetzte Wählerablauf beginnt bzw. seinen Fortgang nimmt. Die Bremswirkung des Kolbens ist sehr schwankend, besonders wenn der Einfluss der veränderlichen Reibung mitberücksichtigt wird. Je besser die Dichtung des Kolbens und gegebenenfalls auch der Kolbenstange ist, desto mehr gewinnt auch die Reibung Einfluss auf die Einstellgeschwindigkeit des Wählerschaltgliedes. so dass, im ganzen betrachtet, die Untauglichkeit der bisherigen Kolbenmotoren zum Wähleraufzug wohl verständlich wird.
Auf vorgenannter Erkenntnis aufbauend, wird erfindungsgemäss der Einfluss des Kolbenmotors auf die Schaltglieder auf den Kolbenvorschub beschränkt, bei welchem durch Rückstellung der Schaltglieder in die Ruhelage die verbrauchten Speicherkräfte erneuert werden. Zweckmässig wird deshalb der Kolbenrücklauf von dem einzustellenden Schaltglied ganz unabhängig gemacht und jede feste Kupplung zwischen Kolben und Schaltglied vermieden. Hiedurch wird, abgesehen vom Wegfall jeder Hemmung des Schaltgliedes seitens des Kolbenmotors, der
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nicht zu unterschätzende Vorteil erzielt, den Anschluss des Kolbenmotors an das Zuführungsrohr für das Antriebsmittel getrennt von der Befestigung der Einstellglieder an dem Wählergestell vornehmen zu können.
2. Die Vermeidung elektromagnetisch gesteuerter Ventile ist die nächstwichtige Aufgabe.
Die bereits in dem Patent Nr. 118954 vorgeschlagene mechanische Ventilsteuerung muss vereinfacht werden. Dies geschieht erfindungsgemäss durch eine Vereinheitlichung des Schaltgliedund Kolbenhubes beim Wähleraufzug. Hiedurch wird erreicht, dass die Ventilsteuerung mit dem Kolben in seinen beiden Endlagen in sehr einfacher Weise vollzogen werden kann.
3. Zur Sicherstellung der Ventilwirkung gehört eine zweckmässige Ausbildung der Ventile.
Diesem Erfordernis wird erfindungsgemäss dadurch genügt, dass zwei baulich getrennte Ventile für den Aus-und Einlass in einer bestimmten Abhängigkeit voneinander angeordnet und das Auslassventil gegebenenfalls durch einen kleinen Kolbenschieber ersetzt wird.
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keit des Schaltgliedes beim Aufzug und bei der Einstellung des Wählers. Hiebei kommt es darauf an, Unstetigkeiten sowohl der Kolbenbelastung als auch der Spannung des Betriebsmittels in tunlichst weiten Grenzen auszugleichen. Zu dem Zweck wird erfindungsgemäss für den Wähleraufzug der Einbau einer Drossel in die für Zuführung für das Antriebsmittel jedes Kolbenmotors und für die Wählereinstellung der Gebrauch einer mit dem Schaltglied bei der Einstellung gekuppelten mechanischen Bremse vorgesehen.
In den Zeichnungen zeigt : Fig. l und 2 einen Kolbenmotor in der Seiten-und Vorderansicht ; Fig. 3 bis 5 den unteren Teil des Kolbenmotors im Querschnitt mit den Ventilen ; Fig. 6 und 7 die Einordnung des Kolbenmotors in einem Stangenwähler mit Flachbankvielfach ; Fig. 8 und 9 ein Einstellwerk des Wählers.
Der Kolbenmotor besteht aus einem zylindrischen Rohr 11, einem darin leicht gleitenden, tunlichst luftdicht schliessenden Kolben 12, einem am Fusse des Rohres angeschraubten Ventilgehäuse 13 mit Befestigungsflanschen 14 und einem an der Aussenseite des Rohres und Ventilgehäuses entlanglaufenden beweglichen Winkelstück, dem Ventilheber 15. Der letztere wird am Ventilgehäuse von einer Schraube 16 und am oberen Ende von der Kolbenstange 17, die er umfasst, geführt und gehalten.
Der Kolben liegt infolge seiner eigenen Schwere gewöhnlich auf der tellerförmigen Verlängerung 18 des mit Federkraft aufwärts gedrückten Auspuffventils 19. Dieses Ventil verbindet bei der in Fig. 3 gezeigten Ruhestellung den unteren Zylinderraum durch Öffnung 20, geöffneten Ventilsitz 21 und Öffnung 22 mit der Aussenluft. Gleichzeitig sperrt das andere, daneben befindliche und ebenfalls von einer Feder aufwärts gedrückte Einlassventil 23 den Zylinderraum
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Der Kolbenmotor tritt in Wirksamkeit, wenn die beiden Ventile umgelegt werden. Dies geschieht, wenn der Kolben durch eine auf seine Stange ausgeübte zusätzliche Belastung nieder- gedrückt wird. Hiedurch wird die tellerförmige Verlängerung des Auspuffventils mit diesem zusammen abwärts bewegt und das Ventil geschlossen.
Das tellerförmige Stück, ! 8 nimmt das Einlassventil 23 mit, so dass dieses geöffnet wird (siehe Fig. 4). Es strömt jetzt durch die Öffnung 24 Druckluft in den Zylinderraum ein u. zw. geschieht diese Einströmung langsam wegen einer hinter der Öffnung 24 eingebauten Drossel 25. In dem Mass. wie Druckluft in den Raum unter dem Kolben einströmt, steigt der auf den Kolben ausgeübte Druck langsam an. Der Kolben bleibt jedoch so lange liegen, bis der Druck der zuströmenden Luft die zur Überwindung der Kolbenbelastung erforderliche Höhe erreicht hat. Von diesem Augenblick an setzt sich der Kolben in Bewegung, während weiterhin Luft nachströmt. Der unter dem Kolben herrschende Luftdruck hält zugleich das Auspuff-und Einlassventil während des Kolbenhubes in der Arbeitsstellung der Fig. 4 fest.
Der Kolben stösst am Ende des Zylinderrohres 1 ankommend gegen den Ventilheber 15 und hebt diesen etwas. Hiebei stösst das untere Winkelstück des Hebers 15 gegen die unten aus dem Ventilkörper herausragende Verlängerung 42 des Auspuffventils. Dieses Ventil wird gelüftet und das Einlassventil zur Selbstschliessung freigegeben. Die Druckluftzufuhr ist damit beendet und die unter dem Kolben befindliche Druckluft entweicht durch das Auspuffventil.
Der Kolben selbst gleitet hierauf durch sein Eigengewicht in die Anfangsstellung zurück.
Es soll nun gezeigt werden, dass die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung in weiten Grenzen sowohl von der Kolbenbelastung als auch von der Spannung der zugeführten Druckluft unabhängig ist. Ist die Kolbenbelastung beim Einschalten der Druckluft grösser als angenommen, so verzögert sich hiedurch der Anlauf des Kolbens um eine Wenigkeit, bis der ansteigende Druck unter dem Kolben die zur Überwindung der Last erforderliche Stärke erreicht hat.
Ist umgekehrt die Kolbenbelastung anfangs kleiner als angenommen, so beschleunigt sich der Anlauf des Kolbens um eine Wenigkeit. Ändert sich die Belastung während des Kolbenaufstieges, so verzögert oder beschleunigt sich die Kolbengeschwindigkeit vorübergehend,
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bis wieder das Gleichgewicht zwischen der Kolbenlast und der gleichförmig nachströmenden Luft hergestellt ist. Die gleichförmige Luftzufuhr wird durch die bekannte Eigenschaft einer Drossel, ihren Widerstand im quadratischen Verhältnis mit der Strömungsgeschwindigkeit zu ändern, für den vorliegenden Zweck genügend gewährleistet. Die Drossel wirkt auch bei erheblichen Spannungsschwankungen der Druckluft stark ausgleichend auf die Luftzufuhr und damit auf die Kolbenbewegung und den hiedurch in Aussicht genommenen Wähleraufzug.
Um die durchschnittliche Geschwindigkeit der Bewegung regeln zu können, ist die Drossel als Schraube mit Keilnut ausgebildet, wobei durch eine Drehung der Schraube die gewünschte Geschwindigkeit leicht erzielbar ist.
In Abb. 5 ist durch eine kleine bauliche Änderung das beschriebene Auspuffventil zu einem kleinen Kolbenschieber umgebildet. Der Ventilsitz 21 und die Öffnung 22 der Fig. 3 und. 1 sind fortgenommen. Dafür ist der Stift 42 des bisherigen Auspuffventils an seiner unteren Führung im Ventilgehäuse an zwei einander gegenüberliegenden Stellen derart abgeflacht, dass er in der Ruhelage die Verbindung mit der Aussenluft herstellt, in der Arbeitsstellung dagegen das Führungsloch 43 verstopft.
Diese Anordnung hat gegenüber derjenigen der Fig. 3 und 4 den Vorzug, dass ohne besondere Justierung beim Einschalten der Druckluft der Auspuff bereits geschlossen ist und umgekehrt das Absperren der Druckluft der Öffnung des Auspuffes vorangeht, was für die Wirkungsweise des Kolbenmotors günstig ist.
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(senkrecht) laufende Schienen 27 zusammengehalten und bilden einen Block. Zwischen den
Schienen 27 liegen die Kontaktfelder. 88 der einzelnen Wähler.
Zu jedem Wähler gehört ausser seinem Kontaktfeld ein Bürstenschlitten S, ein Einstellwert tuf und ein Kolbenmotor K. Die Bürstenschlitten bestehen aus einem plattenförmigen Träger mit fünf darauf befestigten Bürsten- sätzen, die durch Aussparungen der Tragplatte auf das dahinterliegende Kontaktfeld über- greifen, sofern sie durch ein nicht dargestelltes Sperrglied in bekannter Weise für die Kontaktschliessung freigegeben sind. Jeder Bürstenschlitten ist für sich in FÜhrungsstücken 29, die auf den Schienen 27 befestigt sind, vor seinem Kontaktfeld auf und ab beweglich. Bei der Abwärtsbewegung, die vom Einstellwerk aus geregelt wird, findet die Kontaktbestreichung statt.
Das in Fig. 8 und 9 gesondert dargestellte Einstellwerk zeigt auf einer Grundplatte 30 mit dem Aufhängebügel 31 nur die Teile, die zur Erklärung der Erfindung von Belang sind, das sind eine in zwei Schlitzen der Grundplatte gleitende Stange 32, ein Auslösemagnet 33 mit einer in Sperrzähne 34 der Stange eingreifenden Sperrklinke 35 und eine in Triebzähne 36 derselben Stange eingreifende Fliehkraftbremse 37. Die Zahnstange 32 ist im Betrieb mit einem Bürstenschlitten S gekuppelt, so dass die Stange gewissermassen eine Verlängerung des Schlittens ist. Die Schlitten besitzen am unteren Ende eine Nase 38 (Fig. 7), mit welcher sie, wenn das Steuerwerk mit seinem Aufhängebügel in den Haltern 39 eingesetzt wird, in eine Nut 40 der Zahnstange eingreifen.
Durch die hiemit bewirkte Kupplung sind Schlitten und Zahnstange so miteinander verbunden, dass sie sich stets zusammen bewegen und der Schlitten auf der Zahnstange lastet. Das Gewicht des Schlittens und der Zahnstange liefert die Antriebkraft bei ihrer Einstellung.
Die Wählereinstellung erfolgt, wenn der Auslösemagnet erregt und die Sperrklinke von der Zahnstange weggezogen wird, durch Herabfallen der Zahnstange und des Schlittens. Die Bewegung dieser Teile wird hiebei nach kurzem Anlauf durch die mitlaufende Bremse 37 auf eine gewisse Höchstgeschwindigkeit begrenzt. Durch kurze oder längere Erregungen des Auslösemagneten können daher Einstellungen von entsprechend kurzen oder längeren Wegstrecken erzielt werden.
Eine Sonderbetrachtung verlangt der Fall, wo schnell aufeinanderfolgende kurze Erregungen des Magneten, wie sie der Nummernwahl eigentümlich sind, vorkommen. Da hiebei die Wählereinstellungen sich nur aus Anlaufbewegungen zusammensetzen, also an sich verlangsamt sind, wäre eine Bremsung der Bewegung schädlich. Glücklicherweise wirkt bei Anlaufbewegungen die Bremse nicht, weil die hiefür massgebliche Geschwindigkeitshöhe nicht erreicht wird. Jedoch bleibt die Gefahr einer Dämpfung der Bewegung durch die Massenträgheit der Bremse bestehen.
Um dieser Gefahr zu begegnen, muss die Bremse ähnlich wie in Wählscheiben bei jedem Anhalten der Einstellglieder frei weiterlaufen. Indem dieser Voraussetzung entsprochen wird, kommt während der Pausen von schnell aufeinanderfolgenden kurzen Bewegungen des Wählers die Bremse selbst nicht zur Ruhe und demzufolge werden, abgesehen vom jeweils ersten Schaltschritt, die Einstellbewegungen auch nicht weiter verzögert.
Um einen eingestellten Wähler in die Anfangslage zurückzubringen, wird sein Bürstenschlitten durch Weiterlauf zunächst in die tiefste Stellung befördert. Dies geschieht durch erneutes Erregen des Auslösemagneten, der Zahnstange und Schlitten freigibt. Der Schlitten
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begegnet beim Erreichen der tiefsten Stellung der Kolbenstange, auf die er sich mit seinem Gewicht legt. Die Kolbenmotoren sind zu dem Zweck gemäss Fig. 6 und 7 in entsprechenden Abständen unter den Schlitten auf einem Träger mit dem Luftzuführungsrohr 41 befestigt. Sobald ein Schlitten die Kolbenstange belastet, steuert der Kolben die Ventile um, worauf der Wähleraufzug durch Emporheben des Schlittens und der Zahnstange erfolgt.
Wenn der Schlitten seine höchste Stellung etwas überschritten hat, ist auch der Kolben oben am Ventilheber 15
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bewegung ist damit beendet und der Kolben gleitet jetzt langsam in seine Anfangslage zurück. Der Schlitten dagegen wird durch die Sperrklinke des Auslösemagneten, dessen Stromkreis durch einen nicht dargestellten Kopfkontakt am Ende der Hubbewegung unterbrochen worden
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Wählers ist hiemit beendet.
Das Wesen der Erfindung erhellt weiter aus folgender allgemeiner Betrachtung. Die Druckluft ist eine zentral (in einem Windkessel und in den Zuführungskanälen zu den Wählern) gespeicherte Kraft. Dieselbe wird durch die Kolbenmotoren der Wähler vorbereitend in individuelle Speicherkräfte umgewandelt. Lässt man der zentralen und individuellen Kraft in einem Wähler freies Spiel (indem z. B. die erwähnte Sperrklinke 35 dauernd von der Zahnstange 32 abgehoben wird), so vollführt der Wähler unter periodischer Ablösung der beiden Kräfte Aufzugs-und Ablaufbewegungen im gleichförmigen Takt einer Maschine. Die hinzukommende Steuerung durch Auslösemagnete dient lediglich dazu, das ganz mechanische Arbeiten der Maschine in einer der Herstellung und Beendigung von Leitungsverbindungen dienlichen Weise einzuleiten und zu unterbrechen.
Der für den Wählerbetrieb in jeder Beziehung vorteilhafte Schaltmechanismus bestätigt die durchgreifende Wirkung der Erfindungsrnassnahmen und die erfolgreiche Lösung der gestellten Aufgabe.
Die Erfindung ist an den als Ausführungsbeispiel angenommenen Stangenwählertyp nicht
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barten Erfindungsgedanken auch auf andere Anordnungen von Wählern und überhaupt von elektromagnetisch gesteuerten Ablaufwerken für Schaltzwecke, wie Steuerschalter, Nummernspeicher usw.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Antrieb für Wähler, insbesondere für Selbstanschluss-Fernsprechanlagen, deren Schaltglieder nach Auslösung mittels eines Elektromagneten durch individuelle Speicherkräfte ein-
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zurückgestellt werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückstellkolben nur während des der Rückstellung des Schaltgliedes dienenden Vorschubes auf das Schaltglied einwirkt, während der Einstellung des Schaltgliedes jedoch keinerlei Einfluss auf das durch die Speicherkräfte bewegte Schaltglied ausübt.