DE1136405B

DE1136405B - Electrically controllable switch, the switching force of which can be controlled by a blocking winding by means of a magnetic flux that generates a permanent magnet

Info

Publication number: DE1136405B
Application number: DET18607A
Authority: DE
Inventors: Brunhard Rost
Original assignee: Telefonbau und Normalzeit GmbH
Current assignee: Tenovis GmbH and Co KG
Priority date: 1960-07-01
Filing date: 1960-07-01
Publication date: 1962-09-13
Also published as: DE1136405C2

Description

Elektrisch steuerbarer Schalter, dessen die Schaltkraft mittels Dauermagnet erzeugender Magnetfluß durch eine Sperrwicklung steuerbar ist Es sind Koordinatenschalter bekannt, bei denen an den Schaltpunkten auf Kontaktfedersätze einwirkende Anker angeordnet sind, welche über sich kreuzende Magnetkreise ausgewählt werden. Da jeweils für eine Anzahl von Schaltpunkten gemeinsame Magnetkreise vorhanden sind, ist durch die vorhandenen Streuflüsse und dadurch, daß die Stärke des Magnetflusses an den einzelnen Schaltpunkten unterschiedlich ist, die Gefahr von Fehlbetätigungen sehr hoch.Electrically controllable switch, which the switching force by means of a permanent magnet generating magnetic flux can be controlled by a blocking winding. There are crossbar switches known, in which anchors acting on contact spring sets at the switching points are arranged, which are selected via intersecting magnetic circuits. Since each common magnetic circuits are available for a number of switching points is through the existing leakage flux and the fact that the strength of the magnetic flux to the individual switching points is different, the risk of incorrect operation is very high high.

Es sind weiterhin Sperrmagnete bekannt, bei denen der Hauptkraftfluß durch örtliche Sättigung eines Teiles des Eisenkreises durch eine Hilfserregung gesperrt werden kann. Bei einer derartigen Sperrung des Hauptkraftflusses wird ein Magnetanker zu einer Bewegung freigegeben, bei der er beispielsweise einen Schalter betätigen kann.There are also blocking magnets known in which the main flow of force by local saturation of a part of the iron circle by an auxiliary excitation can be blocked. When the main power flow is blocked in this way, a Magnetic armature released to a movement, for example when he turns a switch can operate.

Gegenstand der Erfindung ist ein elektrisch steuerbarer Schalter, dessen die Schaltkraft erzeugender Magnetfluß durch eine Sperrwicklung steuerbar ist und der sich für den Aufbau eines Koordinatenschalters für Fernmeldeanlagen unter Vermeidung der angeführten Nachteile dieser Schalter aber auch besser als beispielsweise Mehrfachrelais für derartige Anlagen eignet.The invention relates to an electrically controllable switch, whose magnetic flux generating the switching force can be controlled by a blocking winding and who is for the construction of a crossbar switch for telecommunication systems while avoiding the disadvantages mentioned, this switch is better than For example, multiple relays are suitable for such systems.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß den Magnetfluß über ein rollbares Kontaktstück leitende Polpaare im Wege des Flusses Bohrungen für die Aufnahme je einer Sperrwicklung enthalten. Bei einer derartigen Ausbildung liegt das rollbare Kontaktstück an einem Polpaar an und wird bei Erregung der zugeordneten Sperrwicklung von diesem Polpaar freigegeben und von dem anderen Polpaar angezogen. Ein unter Verwendung des erfindungsgemäßen elektrisch steuerbaren Schalters aufgebauter Koordinatenschalter besitzt für die Schaltpunkte individuelle Magnetkreise, so daß weitgehend Fehlbetätigungen vermieden werden. Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß der erfindungsgemäße Schalter nur geringe Abmaße besitzt.According to the invention this is achieved in that the magnetic flux over a rollable contact piece conductive pole pairs by way of the flow holes for the Includes one blocking winding each. With such a training is the rollable contact piece to a pair of poles and is assigned when energized Blocking winding released from this pole pair and attracted by the other pole pair. One constructed using the electrically controllable switch according to the invention Coordinate switch has individual magnetic circuits for the switching points, so that To a large extent, incorrect operation can be avoided. Another advantage is that the switch according to the invention has only small dimensions.

Ein besonders vorteilhafter Aufbau eines derartigen Schalters ergibt sich gemäß weiterer Erfindung dadurch, daß die Pole der Polpaare voneinander elektrisch isoliert an den Längsseiten eines stabförmigen Dauermagneten angeordnet sind und die in der Ruhe-bzw. Arbeitslage durch das rollbare Kontaktstück zu verbindenden Kontakte bilden.A particularly advantageous structure of such a switch results according to a further invention in that the poles of the pole pairs are electrically from one another are arranged isolated on the long sides of a rod-shaped permanent magnet and those in the rest or. Working position to be connected by the rollable contact piece Make contacts.

Gemäß weiterer Erfindung sind dem einen, das rollbare Kontaktstück in der Ruhelage haltenden Polpaar zwei, vorzugsweise den Ordinaten eines Schaltpunktes zugeordnete Sperrwicklungen zugeordnet, und diese Wicklungen sind derart bemessen, daß mir bei deren gleichzeitigen Erregung der Dauermagnetfiuß dieses Polpaares so weit geschwächt wird, daß das rollbare Kontaktstück von dem anderen Polpaar angezogen wird.According to a further invention are the one, the rollable contact piece Pole pair holding two in the rest position, preferably the ordinates of a switching point assigned blocking windings assigned, and these windings are dimensioned in such a way that that with their simultaneous excitation the permanent magnetic foot of this pair of poles is so is weakened far so that the rollable contact piece is attracted by the other pole pair will.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der Beschreibung und den Ansprüchen zu entnehmen. Die Erfindung ist in der Zeichnung an Hand von Ausführungsbeispielen dargestellt. Es zeigt Fig. 1 die erfindungsgemäße Steuervorrichtung in perspektivischer Darstellung, Fig. 2 bis 4 einen Teil eines gemäß der Erfindung aufgebauten Koordinatenschalters in der Vorderansicht, Seitenansicht bzw. Draufsicht, Fig. 5 bis 7 einen Teil einer anderen Ausführungsform eines gemäß der Erfindung aufgebauten Koordinatenschalters in der Vorderansicht, Seitenansicht bzw. Draufsicht.Further details of the invention are contained in the description and the claims refer to. The invention is shown in the drawing on the basis of exemplary embodiments shown. 1 shows the control device according to the invention in perspective Representation, FIGS. 2 to 4 show part of a crossbar switch constructed according to the invention in the front view, side view and plan view, FIGS. 5 to 7 show part of a Another embodiment of a crossbar switch constructed according to the invention in the front view, side view and top view.

Die in Fig. 1 dargestellte elektromagnetische Steuervorrichtung besteht aus einem Dauermagneten 1 mit einer Magnetisierung wie der Dauermagnet 21 in Fig. 3, an dem die aus den Polen 2, 3 und 4, 5 bestehenden Polpaare derart befestigt sind, daß die einzelnen aus weichmagnetischem Material bestehenden Pole elektrisch voneinander isoliert sind. Die Pole bilden die durch den walzenförmigen Rollkontakt 6 zu verbindenden Kontaktstücke und tragen zum Anschließen von Leitungen Lötösen 7. Der ebenfalls aus weichmagnetischem Material bestehende Rollkontakt 6 ist auf einer Rollfläche 8 aus Isoliermaterial zwischen den Polpaaren 2, 3 und 4, 5 angeordnet. In den Polen 2 und 4 befinden sich Bohrungen 9 bzw. 10 und die Pole 2 und 3 sind durch diese Bohrungen hindurch mit Erregerwicklungen 11 bzw. 12 versehen. In der Ruhestellung.' der Steuervorrichtung wird der Rollkontakt 6 an den Polen 2, 3 durch den Dauermagnetfluß zurAnlage gebracht, dervomDauermagneten 1 über den Pol 2, den Rollkontakt 6, den Pol 3 zurück zum Dauermagneten 1 verläuft. Ein weiterer Dauermagnetfluß verläuft vom Dauermagneten 1 über den Pol 4, den Rollkontakt 6, den Pol 5 zurück zum Dauermagneten 1. Da dieser jedoch die zwischen den Polen 4 und 5 einerseits und dem Rollkontakt andererseits liegenden Luftspalte überwinden muß, ist die Anziehungskraft des Polpaares 4, 5 auf den Rollkontakt geringer wie die des Polpaares 2, 3, so daß der Rollkontakt sicher in der Ruhelage gehalten bleibt.The electromagnetic control device shown in Fig. 1 consists of a permanent magnet 1 with a magnetization like the permanent magnet 21 in Fig. 3, to which the pole pairs consisting of the poles 2, 3 and 4, 5 are attached in such a way that the individual of soft magnetic material existing poles are electrically isolated from each other. The poles form the contact pieces to be connected by the roller-shaped rolling contact 6 and carry soldering lugs 7 for connecting lines. In the poles 2 and 4 there are bores 9 and 10 and the poles 2 and 3 are provided with excitation windings 11 and 12 through these bores. At rest. ' In the control device, the rolling contact 6 is brought to bear at the poles 2, 3 by the permanent magnetic flux which runs from the permanent magnet 1 via the pole 2, the rolling contact 6, the pole 3 back to the permanent magnet 1. Another permanent magnetic flux runs from the permanent magnet 1 via the pole 4, the rolling contact 6, the pole 5 back to the permanent magnet 1. However, since this has to overcome the air gaps between the poles 4 and 5 on the one hand and the rolling contact on the other hand, the attraction of the pole pair 4 is , 5 on the rolling contact less than that of the pole pair 2, 3, so that the rolling contact remains securely held in the rest position.

Wird jedoch die Wicklung 11 erregt, so bildet sich ein um die Bohrung 9 verlaufender, mit 13 angedeuteter Magnetfluß aus, durch den der Eisenquerschnitt des Poles 2 in der Nähe der Bohrung 9 soweit gesättigt wird, daß der über den Polt und den Rollkontakt 6 verlaufende Dauermagnetfluß weitgehend geschwächt bzw. völlig unterbunden wird. Der Rollkontakt wird daher von dem Polpaar 2, 3 nicht mehr gehalten und von dem Polpaar 4, 5 angezogen. Bei der Anzugsbewegung des Rollkontaktes öffnet dieser die durch die Pole 2, 3 gebildeten Ruhekontakte und schließt die durch die Pole 4, 5 gebildeten Arbeitskontakte.However, if the winding 11 is energized, then a forms around the bore 9 running, indicated by 13 magnetic flux, through which the iron cross-section of the pole 2 in the vicinity of the bore 9 is saturated to such an extent that the over the pole and the rolling contact 6 running permanent magnetic flux largely weakened or completely is prevented. The rolling contact is therefore no longer held by the pole pair 2, 3 and attracted by the pole pair 4, 5. When the rolling contact is tightened, it opens this the normally closed contacts formed by the poles 2, 3 and closes the through the Poles 4, 5 formed working contacts.

Nach Fortfall der Erregung der Einschaltwicklung 11 wird der Rollkontakt durch den Dauermagnetfluß an dem Polpaar 4, 5 weiterhin gehalten. Wird jedoch die zum Ausschalten dienende Wicklung 12 erregt, so bildet sich der Magnetfluß 14 aus, der den Eisenquerschnitt des Poles 4 sättigt, so daß der den Rollkontakt am Polpaar 4, 5 haltende Dauermagnetfluß weitgehend geschwächt wird und der Rollkontakt von dem Polpaar 2, 3 wiederum angezogen wird.After the energization of the switch-on winding 11 has ceased to exist, the rolling contact becomes held by the permanent magnetic flux on the pole pair 4, 5. However, if the Turning off winding 12 is excited, the magnetic flux 14 is formed, which saturates the iron cross-section of the pole 4, so that the rolling contact on the pole pair 4, 5 holding permanent magnetic flux is largely weakened and the rolling contact of the pole pair 2, 3 is again attracted.

Entsprechend der in Fig. 1 dargestellten Steuervorrichtung ist der in Fig. 2 bis 4 ausschnittsweise dargestellte Koordinatenschalter aufgebaut. Er besitzt jedoch zwei Dauermagnete 20 und 21, die für die vier dargestellten Schaltpunkte gemeinsam sind und beiderseits einer Rollfläche 22 aus Isoliermaterial für die jeweils einem Schaltpunkt zugeordneten Rollkontakte 6 angeordnet sind: Die Polpaare 23, 24 und 25, 26 sind elektrisch isoliert an den Dauermagneten befestigt und bilden wiederum die durch die Rollkontakte zu verbindenden Kontakte: Jeder Pol 23 der einzelnen Schaltpunkte ist mit einer Bohrung 27, die eine Zeilenspule 28 aufnimmt und einer Bohrung 29, die eine Spaltenspule 30 aufnimmt, versehen. Jeder Pol 25 besitzt eine Bohrung 31 und 32, in welcher je eine Ausschaltspule 33 angeordnet ist. Der Übersichtlichkeit halber sind die Spulen 28, 30 und 33 nur bei einem Schaltpunkt dargestellt.In accordance with the control device shown in FIG. 1, the crossbar switch shown in detail in FIGS. 2 to 4 is constructed. However, it has two permanent magnets 20 and 21, which are common for the four switching points shown and are arranged on both sides of a rolling surface 22 made of insulating material for the rolling contacts 6 assigned to each switching point: The pole pairs 23, 24 and 25, 26 are electrically isolated on the permanent magnets fastened and in turn form the contacts to be connected by the rolling contacts: Each pole 23 of the individual switching points is provided with a bore 27 that receives a line coil 28 and a bore 29 that receives a column coil 30. Each pole 25 has a bore 31 and 32, in each of which an opening coil 33 is arranged. For the sake of clarity, the coils 28, 30 and 33 are shown only at one switching point.

In der dargestellten Ruhelage werden alle Rollkontakte 6 jeweils an den Polen 23, 24 durch einen Magnetfluß, der vom Nordpol des Dauermagneten 20 über den Pol 24, den Rollkontakt 6, den Pol 23 zum Südpol des Dauermagneten 20 verläuft, und einen zweiten Magnetfluß, der vom Nordpol des Dauermagneten 21 über den Pol 24, den Rollkontakt 6, den Pol 23 zum Südpol des Dauermagneten 21 verläuft, zur Anlage gebracht.In the rest position shown, all rolling contacts 6 are each on the poles 23, 24 by a magnetic flux flowing from the north pole of the permanent magnet 20 over the pole 24, the rolling contact 6, the pole 23 runs to the south pole of the permanent magnet 20, and a second magnetic flux emanating from the north pole of the permanent magnet 21 via the pole 24, the rolling contact 6, the pole 23 runs to the south pole of the permanent magnet 21, for Plant brought.

Wird von einem Schaltpunkt nur eine der Spulen 28 oder 30 erregt, beispielsweise die Spule 28, so wird der auf den Rollkontakt 6 über das Polpaar 23, 24 einwirkende Fluß des Dauermagneten 20 geschwächt, der Rollkontakt 6 wird jedoch noch von dem über den Pol 23 und 24 verlaufenden Fluß des Dauermagneten 21 festgehalten; so daß er nicht vom Polpaar 25, 26 angezogen werden kann. Werden jedoch von einem Schaltpunkt die Zeilenspule 28 und die Spaltenspule 30 gleichzeitig erregt, so wird der Rollkontakt an dem Pol 23, 24 nicht mehr gehalten und kann vom Pol 25, 26 angezogen werden, wo er nach Fortfall der Erregung der Spulen 28, 30 gehalten bleibt.If only one of the coils 28 or 30 is excited by a switching point, for example the coil 28, the flux of the permanent magnet 20 acting on the rolling contact 6 via the pole pair 23, 24 is weakened, but the rolling contact 6 is still affected by that via the pole 23 and 24 fixed flux of permanent magnet 21; so that it cannot be attracted by the pole pair 25, 26. If, however, the line coil 28 and the column coil 30 are excited at the same time by a switching point, the rolling contact is no longer held at the pole 23, 24 and can be attracted by the pole 25, 26, where it is held after the coil 28, 30 has ceased to be excited remain.

Durch Erregung der beiden Ausschaltspulen 33 wird der Rollkontakt 6 von dem Polpaar 25, 26 freigegeben und kann durch das Polpaar 23, 24 angezogen in die Ruhelage zurückkehren. Die Anzugskraft des jeweils nicht zur Anlage dienenden Polpaares beim Erregen der Einschaltspulen 28; 30 oder der Ausschaltspulen 33 kann durch Aufbringen eines Kurzschlußringes 34 auf die Rollkontakte noch verbessert werden. Durch den Kurzschlußring wird beim Erregen der Einschalt- oder Ausschaltwicklungen der durch den über das Anlagepolpaar verlaufenden Magnetfluß erzeugte magnetische Zustand des Rollkontaktes noch für eine kurze Verzögerungszeit aufrechterhalten. Es addiert sich dann für diese Verzögerungszeit das magnetische Feld des Rollkontaktes zu dem magnetischen Feld des zweiten Polpaares, wodurch die Anzugskraft dieses Polpaares erhöht und die Bewegungszeit des Rollkontaktes in seine andere Lage verkürzt wird: In dem in Fig. 5 bis 7 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ebenfalls für die vier gezeichneten Schaltpunkte ein gemeinsamer Dauermagnet 40 vorgesehen, an dem die gleichzeitig die Kontakte bildenden, jeweils aus den Polen 41, 42 bestehenden Polpaare elektrisch isoliert befestigt sind. Die Pole 41 besitzen zwei parallel verlaufende Flußleisten 43 und 44, die je mit einer Bohrung 45 bzw. 46 zum Aufnehmen der Zeilenwicklung 47 bzw. der Spaltenwicklung 48 versehen sind. Die Rollkontakte 6 sind auf einer Leiste 49 aus Isoliermaterial abrollbar angeordnet.The rolling contact is established by the excitation of the two breaking coils 33 6 released by the pole pair 25, 26 and can be attracted by the pole pair 23, 24 return to the rest position. The tightening force of the one not used for the system Pole pair when energizing the closing coils 28; 30 or the opening coils 33 can further improved by applying a short-circuit ring 34 to the rolling contacts will. When energizing the switch-on or switch-off windings, the short-circuit ring the magnetic flux generated by the magnetic flux passing over the contact pole pair Maintain the state of the rolling contact for a short delay time. The magnetic field of the rolling contact is then added for this delay time to the magnetic field of the second pole pair, whereby the attraction force of this pole pair increased and the movement time of the rolling contact to its other position is shortened: In the embodiment shown in Fig. 5 to 7 is also for the four Drawn switching points a common permanent magnet 40 is provided on which the at the same time forming the contacts, each consisting of the poles 41, 42 pole pairs are attached electrically insulated. The poles 41 have two parallel ones Flux bars 43 and 44, each with a bore 45 and 46 for receiving the line winding 47 or the column winding 48 are provided. The rolling contacts 6 are on one Bar 49 made of insulating material can be rolled off.

Im Gegensatz zu den vorher beschriebenen Ausführungen erfolgt die Magnetisierung des aus den Polen 50, 51 bestehenden Polpaares durch eine für mehrere Schaltpunkte gemeinsame Spule 52, die um eine die Pole 50, 51 tragende Leiste aus Isoliermaterial 53 gewickelt ist. Auch bei dieser Ausführungsform wird bei gleichzeitiger Erregung der Zeilenwicklung 47 und der Spaltenwicklung 48 der Rollkontakt 6 von dem zugeordneten Polpaar 41, 42 freigegeben und bei gleichzeitiger Erregung der Spule 52 durch das dem Rollkontakt 6 zugeordnete Polpaar 50, 51 angezogen. Die Spule 52 dient gleichzeitig als Haltespule für den betätigten Rollkontakt nach Fortfall der Erregung der Zeilen- und Spaltenspule. Wird die Spule 52 stromlos, kehrt der betätigte Rollkontakt in seine Ausgangslage zurück.In contrast to the previously described embodiments, the pole pair consisting of the poles 50, 51 is magnetized by a coil 52 common to several switching points, which is wound around a strip of insulating material 53 carrying the poles 50, 51. In this embodiment too, when the row winding 47 and the column winding 48 are excited at the same time, the rolling contact 6 is released from the associated pole pair 41, 42 and, when the coil 52 is excited at the same time, is attracted by the pole pair 50, 51 associated with the rolling contact 6. The coil 52 also serves as a holding coil for the actuated rolling contact after the excitation of the row and column coils has ceased to exist. If the coil 52 is de-energized, the actuated rolling contact returns to its starting position.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Electrically controllable switch whose switching force generating magnetic flux can be controlled by a blocking winding, characterized in that that the magnetic flux via a rollable contact piece (6) conductive pole pairs (2/3, 4/5) in the way of the river bores (9, 10) for the inclusion of a blocking winding (11, 12) included.

2. Switch according to claim 1, characterized in that the poles (2, 3, 4, 5) of the pole pairs electrically isolated from one another on the long sides one Rod-shaped permanent magnets (1) are arranged and in the rest or working position form contacts to be connected by the rollable contact piece (6).

3. Switch according to claim 1, characterized in that the one, the rollable contact piece (6) two pole pairs (23; 24) holding in the rest position, preferably the ordinates blocking windings (28 or 30) assigned to a switching point are assigned and these windings are dimensioned such that only when they are excited at the same time the permanent magnetic flux of this pole pair (23, 24) is weakened so far that the rollable Contact piece of the other pole pair (25, 26) is attracted.

4. Switch according to claim 3, characterized in that the magnetization of the rollable contact piece (6) pair of poles (50, 51) moving into the working position by an excitation coil (52), which simultaneously acts as a holding coil for the actuated contact piece (6) serves.

5. Switch according to claim 1, characterized in that the rollable contact piece (6) is formed in the shape of a cylinder from magnetically soft material and preferably is provided with a short-circuit ring (34). Considered publications: German patent specification No. 881089.