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Koordinatenwähler In der deutschen Patentschrift 1023 490 ist
ein Koordinatenwähler für Fernmelde-, insbesondere Fernsprechanlagen zur elektromagnetischen
Betätigung von Kontaktsätzen beschrieben, deren Kontaktfedern den sie betätigenden
Magnetfluß führen und die an den Kreuzungsstellen des Wählers angeordnet sind. Die
Kontaktbetätigung erfolgt bei diesem Wähler mittels Zeilen- und Reihenspulen (Ansprechspulen),
die je aus einer die gesamte Zeile bzw. Reihe umfassenden Spule bestehen. Bei diesem
Wähler handelt es sich darum, aus Gründen der Betriebssicherheit eine einseitige
Erregung, d. h. Erregung über nur eine Ansprechspule, unwirksam zu machen, was mit
Hilfe eines magnetischen Nebenschlusses erzielt wird, welcher im wesentlichen eine
magnetische Verbindung zwischen den feststehenden Kontaktfederenden und den beweglichen
Kontaktfederenden am Arbeitsluftspalt herstellt.
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Die anschließend beschriebene Erfindung zeigt einen anderen Weg, wie
sich bei einem Koordinatenwähler mit entsprechenden Kontakten und je sich über die
gesamte Zeile bzw. Reihe erstreckenden Ansprechspulen der .gleiche Effekt, nämlich
die Ansprechunwirksamkeit einseitiger Erregung, erzielen läßt, wobei sich gegenüber
dem bekannten Koordi= natenwähler insofern ein Vorteil ergibt, als durch eine besondere
Art der Anordnung der Ansprechspulen eine Erleichterung der Montage des Wählers
erzielt wird.
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Der Koordinatenwähler gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
daß die Reihenspulen die Kontakte umfassen, während die Zeilenspulen neben den Kontakten
liegend angeordnet und mit Flußleitblechen versehen sind, welche den Arbeitsluftspalt
der Kontakte überbrücken und den von den Zeilenspulen gelieferten Fluß den Kontaktfedern
beiderseits des Arbeitsluftspaltes zuleiten, und daß die feststehenden Kontaktfederenden
in an sich bekannter Weise durch einen magnetisierbaren Rückschluß verbunden sind.
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Der prinzipielle Aufbau eines derartigen Koordinatenwählers ist in
Fig. 1 dargestellt. Es handelt sich hier um einen vier Kreuzungsstellen enthaltenden
Wähler mit den beiden Zeilenspulen A und B und den beiden Reihenspulen C und D.
An den Kreuzungsstellen sind einkontaktige Kontaktsätze mit den Kontakten 1, 2,
3 und 4 vorgesehen. Als Kontakte werden hier sogenannte Schutzrohr- bzw. Schutzgaskontakte
verwendet, wie ein solcher für sich allein in Fig. 2 dargestellt ist. Bei dieser
Kontaktart führen die Kontaktfedern bekanntlich den sie betätigenden Magnetfluß.
Es sei noch darauf hingewiesen, daß ein derartiger Wähler selbstverständlich mit
mehr Kreuzungsstellen und insbesondere auch mit mehrkontaktigen Kontaktsätzen versehen
werden kann. Der Aufbau gemäß Fig. 1 mit vier Kreuzungsstellen und je einem Kontakt
pro Kreuzungsstelle ist lediglich aus Gründen der Übersichtlichkeit der Darstellung
gewählt.
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Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, umfassen die Reihenspulen C und D
die Kontakte, während die Zeilenspulen A und B neben den Kontakten liegend angeordnet
sind (von den weiterhin dargestellten Spulen H 1 und H2 sei zunächst abgesehen).
Infolgedessen können die Zeilenspulen A und B nachträglich in die
Anordnung eingeschoben werden, ohne daß auf die Kontakte Rücksicht zu nehmen ist.
Um den von den Zeilenspulen A und B gelieferten Fluß auf die Kontakte
zu übertragen, sind Flußleitbleche L 1 und L 2 vorgesehen, welche den von den Zeilenspulen
gelieferten Fluß den Kontaktfedern beiderseits des Arbeitsluftspaltes der Kontakte
zuleiten, was an Hand von Fig. 3 bis 5 näher erläutert wird. Schließlich sind die
Kontakte noch in- bekannter Weise mit magnetisierbaren Rückschlüssen R 1 und R 2
versehen, welche die feststehenden Enden der Kontaktfedern der Kontakte 1 bis 4
verbinden.
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In. Fig. 3 bis 5 ist der prinzipielle Aufbau einer Kreuzungsstelle
des in der Fig. 1 dargestellten Wählers wiedergegeben, wobei die magnetischen Verhältnisse
besonders hervorgehoben sind.
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Dargestellt ist ein Kontakt mit den beiden Kontaktfedern
Fr und Fh, deren feststehende Kon.taktfederenden über den magnetisierbaren
Rückschluß R 1 magnetisch verbunden sind. Dieser magnetische Rückschluß liegt an
den feststehenden Kontaktfederenden unter Wahrung eines die notwendige elektrische
Isolation bewirkenden Luftspaltes Sr an. Dieser Luftspalt hat infolge entsprechender
Ausbildung des Rückschlusses R 1 einen solchen Querschnitt und eine so geringe Höhe,
daß sein magnetischer Widerstand praktisch nicht in Erscheinung tritt. Die feststehenden
Enden
der Kontaktfedern Fr und Ph sind damit über den Rückschluß R 1 magnetisch
praktisch kurzgeschlossen.
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Als weiteres Bauelement ist das Flu_ßleitblech L l. dargestellt, dem
die Zeilenspule A aufgewickelt ist (Fig. 4 und 5). Die beiden- den -Kontaktfedern
Fr und Rh gegenüberstehenden Schenkel des Flußleitbleches L 1 erstrecken
sich so weit über die Kontaktfedern in deren Längsrichtung, daß sich ein großer
Querschnitt für den Übertritt des Flusses ergibt, welcher diesem einen entsprechend
geringen magnetischen Widerstand entgegensetzt. Infolgedessen bildet :das Flußleitblech
L 1 angenähert einen magnetischen Kurzschluß zum Arbeitsluftspalt La der
Kontaktfedern Fr und Fl2.
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Unter Berücksichtigung der vorstehend geschilderten magnetischen Verhältnisse,
hervorgerufen durch den magnetischen Rückschluß R 1 und das Flußleitblech L1, ergibt
sich bei Erregung der Ansprechspulen folgendes Im Falle der Erregung der Reihenspule
C in der Größe O c verläuft der von der Reihenspule C gelieferte Fluß 0 c im- wesentlichen
über das Flußleitblech L 1, da dieses, wie erwähnt, den Arbeitsluftspalt
La praktisch kurzschließt. Der Fluß 0 c schließt sich über den magnetischen
Rückschluß R l. Der Arbeitsluftspalt La bleibt also im wesentlichen flußfrei,
wodurch verhindert ist, daß im Falle alleiniger Erregung einer Reihenspule die betreffenden
Kontakte zum Ansprechen gebracht werden können.
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Im Falle alleiniger Erregung der Zeilenspule A in der Größe
O a (s. Fig. 4) wird der gelieferte Fluß 0 a
praktisch vollständig
über den magnetischen Rückschluß R 1 geleitet, da dieser, wie erwähnt, die feststehenden
Enden der Kontaktfedern Fr und Fh kurzschließt. Infolgedessen bleibt auch
in diesem Fall der Arbeitsluftspalt La praktisch flußfrei, so daß auch eine alleinige
Erregung einer Zeilenspule kein Ansprechen .der betreffenden Kontakte .bewirken
kann.
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Wenn jedoch eine Zeilen- und eine Reihenspule zusammen erregt werden,
so liegen grundsätzlich andere Verhältnisse vor, was an Hand von Fig. 5 erläutert
sei. Die Zeilenspule A und. die Reihenspule C liefern die Erregungen O a
und O c, die dem Betrag nach gleich sind und in den gezeichneten Pfeilrichtungen
einander entgegengesetzt wirken. Bei gleichzeitiger Erregung ergibt sich für diesen
Fall das in Fig. 6 dargestellte Ersatzschaltbild, in dem die beiden Erregungen
0 a und O c sowie der magnetische Widerstand WLa des Arbeitsluftspaltes
La eingezeichnet sind. Gemäß Voraussetzung existieren weiter keine zu berücksichtigenden
Widerstände, was für eine näherungsweise Betrachtung der Anordnung ausreichend ist
und auch, wie sich gezeigt hat, für die Praxis vollkommen genügt. Aus dem Ersatzschaltbild
ist ersichtlich, daß zwei parallel geschaltete (magnetische) Spannungsquellen
O a und 0 c vorliegen, die durch den Widerstand WLa belastet sind.
Diese Spannungsquellen treiben über. den Widerstand einen Strom (magnetischen Fluß),
der sich aus. ,der angelegten Spannung und der Höhe des Widerstandes ergibt. In
Fig. 5 ist dies eingezeichnet. In dem betrachteten Betriebsfall ergibt sich im Arbeitsluftspalt
La ein Fluß 0 o. Dieser Fluß ist nunmehr in der Lage, die Kontaktfedern Fr und Fh
zusammenzuziehen und damit den Kontakt zu betätigen.
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Damit ist gezeigt, daß eine einseitige Erregung, also eine Erregung
über entweder nur eine Zeilenspule oder nur eine Reihenspule die betreffenden Kontakte
nicht betätigen kann, wohl aber die Erregung einer Zeilenspule zusammen. mit einer
Reihenspule zur gewünschten Betätigung des an der betreffenden Kreuzungsstelle liegenden
Kontaktsatzes führt.
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Wenn ein Kontakt betätigt ist, liegen grundsätzlich andere magnetische
Verhältnisse vor. In diesem Falle entfällt der wesentliche magnetische Widerstand
am Atbeitsluftspalt La, so daß die vorstehend zugrunde gelegte näherungsweise
Betrachtung nicht mehr anwendbar ist. Das Verschwinden des magnetischen Widerstandes
am Arbeitsluftspalt La im Falle eines geschlossenen Kontaktes führt dazu,
daß ein geschlossener Kontakt durch die Erregung nur einer Spule gehalten werden
kann. Nach Schließung eines Kontaktes, hervorgerufen durch die Erregung durch die
betreffende Zeilen- und Reihenspule, ist es also möglich, den Kontakt durch Weitererregung
nur einer Ansprechspule, also entweder der Zeilen- oder Reihenspule zu halten. Diese
Betriebsart ist jedoch insofern gaff Nachteil, als sie eine Mehrfachausnutzung des
Koordinatenwählers unmöglich macht. Dies sei an folgendem Beispiel erläutert: Es
sei bei dem in Fig. 1 dargestellten Koordinatenwähler der Kontakt 1 durch Erregung
der Zeilenspüle A und der Reihenspule C geschlossen und danach durch Weitererregung
der Reihenspule C gehalten worden. Soll nun auch noch für eine weitere Verbindung
der Kontakt 4 geschlossen werden, so sind die Zeilenspule B und die Reihenspule
D zu erregen. Dies führt zwar zu der gewünschten Betätigung des Kontaktes
4, jedoch gleichzeitig auch zur Betätigung des Kontaktes 3; da, wie ohne weiteres
ersichtlich ist, dessen zugehörige Ansprechspulen beide erregt sind: Es ergibt sich
also eine unverwünschte Betätigung des Kontaktes 3.
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Um dieser Schwierigkeit aus dem Wege zu gehen, kann man besondere
Haltespulen vorsehen, die nach Erregung der betreffenden Zeilen- und Reihenspule
unter Strom zu setzen sind; um den zugehörigen Kontaktsatz im angesprochenen Zustand
zu halten. Diese Haltespulen führt man zweckmäßig in der Form der Zeilen- oder Reihenspulen
aus. Sie sind in Fig. 1 eingezeichnet und mit H1 und H2 bezeichnet. Die Haltespülen
H1 und H2 umfassen in gleicher Weise wie die Reihenspulen C und D ihre zugehörigen
Kontaktsätze. Sie haben jedoch eine andere Richtung als die Reihenspulen, die Haltespulen
H1 und H2 sind nämlich parallel zu den Zeilenspulen .A und B angeordnet. Dabei liegen
die Reihenspulen C und D und die Haltespulen H 1 und H2 beiderseits des Arbeitsluftspaltes
der Kontakte 1 bis 4. Infolgedessen sind auf die Haltespulen die gleichen Überlegungen
anzuwenden, die für die Reihenspulen gelten.
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Dies sei an Hand von Fig. 3 erläutert. Bei Erregung der Haltespüle
H 1 in der Größe 0 h liefert diese einen Fluß- Oh, der sich
genauso wie im Falle alleiniger Erregung der Reihenspule C bei geöffnetem Kontakt
unter Umgehung des Arbeitsluftspaltes La über den Rückschluß R 1 und das
Flußleitblech L 1 schließt. (Für den Fluß 0 h gelten also in seiner Fortsetzung
die Pfeile 0 c.) Infolgedessen kann die alleinige- Erregung einer Haltespule nicht
zur Betätigung der zugehörigen Kontakte führen, wohl aber einen geschlossenen Kontakt
halten, wie dies auch gemäß den vorhergehenden Erläuterungen mittels nur einer erregten
Ansprechspule möglich ist. Die gleichen Verhältnisse liegen übrigens auch vor, wenn
eine Haltespule und eine Reihenspule gleichzeitig erregt werden. In diesem Falle
ergeben sich in dem an der betreffenden Kreuzungsstelle liegenden Kontaktsatz lediglich
zwei in Reihe geschaltete Erregungen (s. Fig: 3), was praktisch gleichbedeutend
damit ist, daß eine dieser Erregungen
auf den doppelten Wert gesteigert
wird. Auch in diesem Fall bleibt der Arbeitsluftspalt La
praktisch flußfrei,
so daß keine Kontaktbetätigung eintreten kann.
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Diese Tatsache läßt sich ausnutzen, wenn man mit Hilfe der Haltespulen
den in Fig.1 dargestellten Wähler mehrfach ausnutzen will. Wird in diesem beispielsweise
der Kontakt 1 durch die Haltespule H 1 gehalten und soll zusätzlich noch der Kontakt
4 geschlossen werden, so sind die Zeilenspule B und die Reihenspule D zu erregen.
In diesem Falle ergibt sich einerseits die gewünschte zur Kontaktbetätigung führende
Erregung des Kontaktes 4 und andererseits eine Erregung des Kontaktes 2 über die
Reihenspule D und die Haltespule H 1. Diese Erregung des Kontaktes 2 kann jedoch,
wie vorstehend unter Bezugnahme auf Fig. 3 erläutert wurde, nicht zur Betätigung
des Kontaktes 2 führen.
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Bei dieser Anordnung ist allerdings zu berücksichtigen, daß eine Erregung
einer Zeilenspule und der parallel liegenden Haltespule, also beispielsweise der
Zeilenspule A und der Haltespule H 1, zur Betätigung sämtlicher in
der betreffenden Zeile liegenden Kontakte führen würde. Um dies zu vermeiden, ist
dafür Sorge zu tragen, daß nach Betätigung eines Kontaktes infolge Erregung der
zugehörigen Ansprechspulen die zugehörige Haltespule erst dann eingeschaltet wird,
wenn die betreffende Zeilenspule ausgeschaltet worden ist. Eine eventuelle Zwischenzeit
kann durch Weitererregung der zugehörigen Reihenspule ohne weiteres überbrückt werden.
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Es sei noch darauf hingewiesen, daß selbstverständlich die Reihenspulen
und die Zeilenspulen mit den Haltespulen gegeneinander ausgetauscht werden können,
was nichts anderes bedeutet, als daß man den in Fig. 1 dargestellten Wähler um 90°
dreht. An dem Prinzip der Erfindung ändert sich damit nichts.