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Sehaltungsanordnung filr selbsttätige und halbselbsttätige Fernsprechanlagen.
Die Erfindung bezieht sich auf selbsttätige und halbselbsttätige Fernsprechanlagen und betrifft eine Anordnung zum Einstellen der Wähler. Bei den Selbstanschlusssystemen, die in der Praxis Verwendung gefunden haben, erfolgt das Einstellen der Wähler bekanntlieh durch Stromstossreihen, die über die Verbindungsleitung unter Vermittlung von Relais gesendet werden. Die Betriebssicherheit solcher Systeme ist natürlich stark abhängig von der Fähigkeit der Impulsstromkreise, die Stromstösse zuverlässig zu übertragen. Da die Stromstossübertragung mit grosser Schnelligkeit erfolgen muss und da die zum Herstellen der Sprechverbindung erforderliche Anzahl von Stromstössen verhältnismässig gross ist, bildet das Impulsübertragungssystem immer eine Fehler-und Störungsquelle.
Besonders bei Stromstosssendung über lange Fernsprechleitungen mit grosser Impedanz bietet dieser Weg des Einstellen der Wähler grosse praktische Schwierigkeiten.
Die Erfindung will die Betriebssicherheit erhöhen, u. zw. durch Verringerung der Anzahl der über die Verbindungsleitung zu sendenden Stromstösse. Sie besteht im wesentlichen darin, dass die Wähler synchron mit einer impulszählenden Anordnung eingestellt werden, u. zw. durch Stromstösse, die von einem gemeinsamen Stromstosssender oder von mehreren synchron arbeitenden Stromstosssendern über Stromkreise gesendet werden, die von der Verbindungsleitung getrennt sind, wobei das Einleiten und Unterbrechen der Stromstosssendung zum Wähler über die Verbindungsleitung gesteuert wird. Nach den dargestellten Ausführungsformen der Erfindung erfolgt die Steuerung mittels eines einzigen Stromstosses für jeden Wähler, wobei die Dauer des Stromstosses der Anzahl der numerischen Impulse entspricht.
Die Steuerung kann auch mittels zweier Stromstösse für jeden Wähler erfolgen ; diese Stromstösse werden in einem Zeitabstand ausgesendet, welcher der zum Aussenden der numerisehen Impulse erforderlichen Zeit entspricht.
Die Erfindung sei an Hand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt Fig. 1 die Verwendung der Erfindung bei einem Selbstanschlusssystem mit Speichereinrichtung und Fig. 2 eine Abänderung der Anordnung nach Fig. 1, die für lange Fernsprechleitungen verwendet werden kann.
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sind im Beispiel dauernd umlaufende Anrufsucher ohne bestimmte Nullage vorausgesetzt, ferner StrowgerGruppen-und Leitungswähler, deren Kontaktarme beim Einstellen zunächst durch Hubmagneten (HHf bzw. LHM gehoben und dann durch Drehmagneten GVM bzw. LVM gedreht werden. Das Zurückstellen der Wähler bewirken Rückstellmagnete GUM bzw. LUM.
Das Einstellen des Gruppenwählers und des Leitungswählers erfolgt unter dem Einfluss eines Stromstossspeichers REG. Dieser Speicher ist hier mehreren Verbindungsleitungen FL gemeinsam und kann mittels eines Relais DR an eine anrufende Verbindungsleitung angeschlossen werden ; er besteht aus drei Stromstossempfängern EE. ?, EE2, EE3, welche schrittweise durch Elektromagnete EM,
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Antriebsmagnet seinen Anker loslässt. Jeder Empfänger ist mit zwei Kontaktreihen und mit zwei diesen entsprechenden, nicht dargestellten Kontaktarmen versehen, die in der durch den Pfeil PI angegebenen Richtung bewegt werden. Das Einstellen des Speichers durch die vom Teilnehmer ausgesendeten Impulse beherrscht ein Folgeschalter SO 1, der ähnlich den Impulsempfängern gebaut ist.
Er besitzt zwei Kontaktreihen und zwei diesen entsprechende Kontaktarme, welche durch einen Antriebsmagneten SM 1 in der durch den Pfeil P 2 angegebenen Richtung bewegt werden. Während des Einstellens der Wähler wird der Sehaltverlauf im Speicher durch einen Folgeschalter SO 2 gesteuert, der ebenso gebaut ist, wie die Impulsempfänger des Speichers. Dieser Folgeschalter besitzt fünf Kontaktarme, welche in der durch den Pfeil P 3 angegebenen Richtung durch einen Antriebsmagneten SM 2 getrieben werden.
Im Beispiel stellt der Speicher die"impulsrechnende"Anordnung dar, und die Wähler sollen synchron mit dieser arbeiten. Speicher, Gruppenwähler und Leitungswähler sind im Beispiel mit je
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beim Arbeiten dieselbe Anzahl von Stromstössen in der Zeiteinheit aussenden. Ferner ist das Verhältnis zwischen den Stromunterbrechungs- und Stromschlussperioden das gleiche für sämtliche Impulssender. Diese Gleichförmigkeit in der Arbeitsweise wird durch Anwendung eines selbstspeisenden elektrischen Sehwingungskreises mit konstanter Schwingungszahl erreicht.
Der Kontakt SE im Impulsstromkreis wird mittels eines polarisierten Relais PR 1 unterbrochen und geschlossen, welches zwischen einem vom Relais abhängigen Stromspeisekontakt BK und dem negativen Pol der Batterie über einen Kondensator K eingeschaltet ist. Parallel zum Relais und zum Kondensator ist ein Widerstand M angeordnet. Der Kontakt BK ist normalerweise geschlossen. Beim Anlegen einer positiven Batteriespannung an diesen Kontakt wird der Kondensator K durch einen durch die Relaiswieklung fliessenden Strom geladen, der den
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Kontakt. RE gescl) lossen zu halten sucht.
Infolge der Induktanz in der Relaiswicklung erhält jedoch der Kondensator It am Ende der Ladeperiode eine Spannung, welche höher ist als die Batteriespannung, was zur Folge hat, dass der Kondensator unter Umkehrung der Stromrichtung in der Relaiswicklung sich durch den Widerstand M entladet, wobei der Anker betätigt, der Kontakt BK unterbrochen und der Kontakt SK geschlossen wird.
Infolge der Stromumkehr wird der Kondensator K jetzt umgekehrt geladen, wobei die Kondensatorspannung allmählich auf einen Wert steigt, der grösser ist als die BatterieSpannung, worauf der Kondensator sich in entgegengesetzter Richtung unter Umkehrung des Stromes in der Relaiswieklung entladet, was zur Folge hat, dass der Kontakt SK unterbrochen und der Kontakt BK geschlossen, dem Schwingungskreis neue Energie zugeführt und der genannte Verlauf wiederholt wird.
Durch passende Bemessung des Sehwingungskreises kann eine beliebige gewünschte Schwingungszahl erhalten werden und durch gleichmässige Bemessung sämtlicher Impulssender können diese veranlasst werden, gleichförmig und untereinander synchron zu arbeiten.
Das Einleiten und das Unterbrechen der Impulsaussendung erfolgt mittels eines unter der Kontrolle des Impulsempfängers des Speichers arbeitenden Kontrollrelais KR, welches den Impulssender am Gruppenwähler bzw. am Leitungswähler überwacht, u. zw. mittels eines über die Verbindungsleitung verlaufenden Stromkreises und eines an sie angeschlossenen Relais MR bzw. NR in solcher Weise, dass der Stromkreis während einer Zeit geschlossen gehalten wird, die der Zeit für die Aussendung der ge- wünschten Impulszahl entspricht.
Die Wirkungsweise ist folgende : Bei einem Anruf vom Teilnehmerapparat 1 wird zuerst in gewöhn. licher Weise ein Linienstromkreis 1 durch das Linienrelais AR des Teilnehmers geschlossen, das am Kon-
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findet, wird ein Prüfstromkreis 3 durch das Trennrelais BR des Teilnehmers geschlossen. Das Relais schaltet sich in einem Haltestromkreis über seinen Kontakt 4 ein, bringt den Anrufsucher in bekannter Weise zum Stillstand und schaltet das Linienrelais AR ab.
Ein im Stromkreis 3 liegendes Prüfrelais CR kennzeichnet in bekannter Weise die Teilnehmerleitung dadurch als besetzt, dass es über seinen Kontakt 5 einen Teil seiner Wicklung kurzschliesst. Der Prüfstromkreis enthält ferner das Relais DR, welches nun seinen Anker anzieht und den Stromstossspeicher einschaltet. Ferner wird ein im Prüfstromkreis liegendes Relais ER erregt, das an seinem Kontakt 6 ein Verzögerungsrelais. FR einschaltet, welches einen Kontakt 7 im Prülstromkreis unterbricht. Die Relais ER und FR ziehen langsam an, so dass der Stromkreis am Kontakt 7 erst unterbrochen wird, nachdem das Relais DR einen Haltestrom über einen eigenen Kontakt 8 und einen Kontakt 9 an einem Verzögerungsrelais HR erhalten hat.
Das Relais HR wird über einen Kontakt 10 an einem Impulsrelais IR eingeschaltet, welches über die Teilnehmerleitung stromführend wurde, als die Relais CR und DR ansprachen.
Das Relais IR wird nun durch die vom Teilnehmer ausgesendeten Impulse beeinflusst. Das Verzögerungsrelais HR hält jedoch seinen Anker angezogen. Beim Abfall des Relais IR wird ein Stromkreis 11 durch ein Verzögerungsrelais GRgesehlossen, das an seinem Kontakt 12 den Antriebsmagneten SM1
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der Kontaktarme zu veranlassen. Wenn das Impulsrelais IR wieder anzieht, wird der Antriebsmagnet RIZ stromlos, und die Kontaktarme des Impulsempfängers RE. 1 gehen in die zweite Lage. Der Folgeschalter SO 1 bleibt jedoch in seiner ersten Lage stehen, weil das Relais GR während der Aussendung jeder Reihe von Stromstössen seinen Anker angezogen hält.
Die darauffolgenden Stromunterbrechungen im Linienstromkreis veranlassen eine schrittweise Weiterbewegung des Impulsempfängers RE 1 in eine der Stromstosszahl entsprechende Lage.
Am Ende der ersten Stromstossreihe wird das Relais GR aberregt, der Antriebsmagnet SM 1 des Folgesehalters SO 1 wird stromlos und die Kontaktarme gehen in die zweite Lage. Die folgende Impulsreihe wird daher die Einstellung des zweiten Stromstossempfängers RE 2 veranlassen, dessen Antriebsmagnet über den Stromkreis 14 gesteuert wird. Nach beendeter Aussendung der zweiten Impulsreihe wird der Folgeschalter SO 1 in seine dritte Lage eingestellt. Die dritte Impulsreihe wird demnach den dritten Impulsempfänger RE 3 einstellen, dessen Antriebsmagnet über einen Stromkreis 15 betätigt wird. Am Ende der dritten Impulsreihe geht der Folgeschalter SO 1 in seine vierte Lage.
Schon unmittelbar nach der Einstellung des ersten Impulsempfängers RE. 1 wurde ein Stromkreis 16 durch das Relais KR über die zweite Kontaktreihe des Folgeschalters SO 2 und über die Kontaktschienen in der oberen Kontaktreihe am Impulsempfänger RE1 geschlossen. Wenn KR infolgedessen anspricht, schaltet es sich über einen Kontakt in der dritten Kontaktreihe am Folgeschalter SO 2 in einen Haltestromkreis 17 ein, wodurch der Relaisstromkreis unabhängig vom Relais GR gemacht wird, welches beim Aussenden der folgenden Impulsreihe den Kontakt 18 im Stromkreis 16 unterbricht.
Das Relais KR schliesst an seinem Kontakt 19 den Stromkreis für ein Verzögerungsrelais LR, welches seinerseits an seinem Kontakt 20 den Antriebsmagneten SM 2 des Folgeschalters SO 2 einschaltet, der anspricht, ohne jedoch die Kontaktarme zu bewegen. Das Relais KR schliesst ausserdem den Pluspol der Batterie über einen Kontakt 20'an den Jmpulssender SD 1 des Speichers. Gleichzeitig wird ein Stromkreis 21 über
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gestellt wird.
Nachdem das Relais R9 aberregt worden ist, kann es nicht wieder durch die folgenden vom Relais R5 ausgesendeten Stromstösse erregt werden, weil diese so schnell aufeinanderfolgen, dass das Relais R 10 seinen Anker in den Stosspausen angezogen hält.
Bei den beschriebenen Ausführungsformen werden für jede Wählereinstellung zwei voneinander unabhängige, synchron arbeitende Impulssender verwendet. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausführungsform beschränkt. Solange die Impulsübertragung innerhalb desselben Amtes stattfindet, ist es möglich, eine und dieselbe Impulsstromquelle zum Aussenden von Impulsen sowohl zum Stromstossspeicher wie zu den Wählern zu verwenden. Dabei sollte vorgesorgt werden, dass die Impulsstromkreise des Speichers und des Wählers innerhalb eines und desselben Zeitzwischenraumes zwischen zwei aufeinanderfolgenden Stromstössen geschlossen werden.
Es ist klar, dass das vorliegende System zum Einstellen von Wählern grosse Anforderungen an die gleichförmige und genaue Wirkungsweise der Stromstosssender stellt. Stromstosssender der oben be- schriebenen Art arbeiten, wie die Erfahrung gezeigt hat, mit sehr grosser Genauigkeit. Dieselben sind praktisch genommen unabhängig von etwaigen Spannungsschwankungen der Stromquelle. Wegen der grossen Bedeutung der genannten Elemente wird die Wirkungsweise derselben nun an Hand der Fig. 3 näher beschrieben. Die Ausführung des Stromstosssenders nach dieser Figur unterscheidet sich von der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform im wesentlichen dadurch, dass ein besonderer Sehwingungskreis vorgesehen ist, welcher mit dem Relais und den Speisestromkreisen induktiv gekoppelt ist.
Die in der genannten Fig. 3 dargestellte Anordnung arbeitet in folgender Weise. Wird der Schalter B geschlossen, so fliesst ein Strom durch die Primärwieldung Pl des Transformators M. Die hiedurehin der sekundären Wicklung 81 erzeugte EMK. erzeugt einen Strom im Schwingungskreis 81, P2, L und C. Der letztgenannte Strom induziert in der Sekundärwicklung 82 des Transformators T2 eine EMK., welche Strom durch die Wicklung des Relais PR 4 sendet. Das Relais ist so polarisiert, dass es bei dieser Stromrichtung den Anker K nicht betätigt.
Der Strom im Schwingungskreis ladet jedoch den Kondensator C bis zu einer gewissen Spannung, deren maximale Grösse von der EMK. der Batterie und ferner von sämtlichen in den Stromkreisen enthaltenen Eigeninduktanzen und gegenseitigen Induktanzen und Widerständen sowie von der Kapazität des Kondensators C abhängt. Nachdem der Kondensator bis zur genannten Maximalspannung geladen worden ist, fängt er an, sich zu entladen. In diesem Augenblick wird also der Strom im Schwingungskreis umgekehrt, der Differentialquotient desselben im bezug auf die Zeit erreicht sein Maximum und hiedurch erreicht auch die in der Sekundärwicklung 82 des Transformators T2 erzeugte EMK. ihren Höchstwert.
Da der Strom im Schwingungskreis jedoch dieses Mal die umgekehrte Richtung hat im Verhältnis zum Ladungsstrom, ist die jetzt wirksame EMK. entgegengesetzt gerichtet, wodurch der Anker K vom Kontakt 71 zum Kontakt 72 gewechselt wird und folglich der Strom durch die Wicklung H unterbrochen wird. Bei der durch die Stromunterbrechung entstehenden Änderung des Stromzustandes in der Wicklung PI wird eine EMK. in erzeugt, die entgegengesetzte Richtung hat im Verhältnis zur Stromrichtung bei dem Stromsehluss. Der Entladungsstrom des Kondensators wird also nun durch den von der EMK. in 81 erzeugten Strom verstärkt.
Der verstärkte Strom ladet den Konden- sator bis zu einer gewissen Höchstspannung, die der vorher genannten Ladespannung entgegengesetzt ist, und der Kondensator ist nun bestrebt, sich zu entladen. Während der Entladung nimmt der Strom von einem gewissen Höchstwert auf Null ab und ändert dann seine Richtung. Inzwischen hat die EMK. in 82 ihre Richtung geändert und erreicht ihren Höchstwert, wenn der Strom in P2 umgekehrt wird.
Schon vorher ist der Anker K gegen den Kontakt M gelegt worden, und der Vorgang wiederholt sich. Vom Kontakt 72 können offenbar Stromstösse vom Pluspol der Batterie zu dem oben genannten Zweck entnommen werden.
Die Frequenz dieser Stromstösse ist nun teils von der gesamten Impedanz und Kapazität und von dem resultierenden Widerstand im Schwingungskreis und teils von dem zum Umlegen des Ankers J vom Kontakt 71 zum Kontakt 12 und umgekehrt erforderlichen Strom abhängig. Je grösser der hiezu erforderliche Strom ist, um so später ändert der Anker in jedem oben beschriebenen Stromverlauf seine Lage und um so mehr wird also die Vollendung dieser Stromvorgänge verspätet. Umgekehrt wird die Verspätung um so geringer, je schwächer derjenige Strom ist, der zum Umstellen des Ankers J erforderlich ist.
Mit andern Worten : je geringer die zum Umstellen des Relais erforderliche Energie ist im Verhältnis zur schwingenden elektrischen Energie, um so mehr wird die Periodenzahl von den elektrischen Eigenschaften des Schwingungskreises bestimmt.
Hieraus folgt, dass die Periodenzahl der Anordnung, praktisch genommen, unabhängig ist von der Batteriespannung zwischen einer unteren Grenze, die von der Empfindlichkeit des Relais bestimmt ist, und einer oberen Grenze, die von der zunehmenden Sättigung in den Eisenkernen der in den Kreisen enthaltenen Transformatoren und Induktionsspulen bestimmt ist.
In dem eben beschriebenen Stromstosssender ist der mit dem Schwingungskreis gekoppelte Gleichstromkreis nur während der einen Halbperiode wirksam ; dagegen wird keine Energie dem Schwingungkreis während der andern Halbperiode zugeführt. Es ist klar, dass hiedurch Schwierigkeiten für das Aufrechterhalten der Schwingungen entstehen werden, wenn die Dämpfung des Stromstossgenerators
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die an je eine der beiden Wicklungen eines polarisierten Relais angekoppelt sind. Ein solcher Stromstosssender ist in Fig. 4 dargestellt.
Gemäss dieser Figur besteht der eine Schwingungskreis aus einem Widerstand 1'1'der einen Wicklung PR5 eines polarisierten Relais und dem Kondensator Ci, während der andere Schwingungskreis aus dem Widerstand r2, der andern Wicklung PR6 des polarisierten Relais und dem Kondensator C2 besteht.
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können Impulse in verschiedenartiger Weise entnommen werden, u. zw. beispielsweise von zwei entsprechenden Punkten in den beiden Schwingungskreisen. Gemäss der Figur werden die Impulse an Punkten 77. 78 entnommen, die an den Kontakten 73 und 74 angeordnet sind.
Der entnommene Wechselstrom wird zweckmässig der Wicklung eines andern Relais PR7 zugeführt, welches periodisch einen
Kontakt 75 76. schliesst, der einem von einer besonderen Stromquelle aus gespeisten Impulsstromkreis angehört.
Um ein noch besseres Zusammenwirken zwischen den beiden Wicklungen P R5 und P R6 zu erhalten, können nach Fig. 5 die genannten Wicklungen mittels Transformatoren T'2 und'1'''2 an die Schwingungkreise angeschlossen werden, wobei die Sekundärwicklungen) S"2, 6'"2 untereinander parallelgeschaltet sind in der Weise, dass die entstehenden elektromotorischen Kräfte Ströme in den Relaiswicklungen PR5 und PR6 erzeugen, die zum Umstellen des Ankers. K zusammenwirken. Es kann zweckmässig sein, einen
Gleichrichter Q in den Stromkreis des Relais PR7 einzusehalten, wodurch das Relais nur einmal für jede Halbperiode erregt wird.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Schaltungsanordnung'für selbsttätige und halbselbsttätige Fernspreehanlagen, in denen die numerischen Wähler abhängig von einem Impulszähler eingestellt werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Wähler und der Abgreifer synchron durch numerische Stromstösse eingestellt werden, die über von der Verbindungsleitung getrennte Stromkreise fliessen, und dass das Einleiten und Unterbrechen der Stromstosssendung zum Wähler über die Verbindungsleitung gesteuert wird.