DE1244871B - Koppelfeldmatrix mit Speicherschaltern in den Ansteuerleitungen der Koppelelemente - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

HOIh

H04q
Deutsche KL: 21 a3 - 22/10

Nummer: 1244 871

Aktenzeichen: St 24369 VIII a/21 a3

Anmeldetag: 8. September 1965

Auslegetag: 20. Juli 1967

Die Erfindung betrifft Koppelfeldmatrizen mit elektromechanischen Koppelelementen, die durch elektronische Steuereinrichtungen gesteuert werden sollen.

Bei einer solchen Koppelfeldmatrix tritt das Problem auf, daß eine zentrale elektronische Steuereinrichtung bei wirtschaftlichem Betrieb nur sehr kurze Steuerimpulse abgeben kann, daß aber die elektromechanischen Koppelelemente relativ große Ansprechzeiten haben.

Es wurde in der deutschen Auslegeschrift 1 227 071 bereits vorgeschlagen, und es ist aus der deutschen Auslegeschrift 1166 285 bereits bekannt, dieses Problem durch in die Ansteuerleitungen eingefügte Speicherschalter zu lösen. Diese Lösung läßt sich sowohl für Koppelfeldmatrizen mit Koppelelementen mit bistabilem Verhalten, z. B. mit den unter der Bezeichnung »Ferreed« bekanntgewordenen Koppelelementen, als auch für Koppelfeldmatrizen mit Koppelelementen mit monostabilem Verhalten verwenden. Dabei tritt jedoch eine erhebliche Unsicherheit auf, weil infolge der bei Relais unvermeidlichen Induktivität der Stromanstieg so verlangsamt ist, daß der in Reihe geschaltete Speicherschalter nach dem Abklingen des Steuerimpulses bereits wieder sperren kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Unsicherheit im Ansprechen bei einer Koppelfeldmatrix mit Speicherschaltern in den Ansteuerleitungen der Koppelelemente zu beseitigen. Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß die Koppelelemente durch Widerstände überbrückt sind, in denen bei Markiening eines Koppelelementes Ströme fließen, die die Speicherschalter während der Dauer der Ansprechzeit der Koppelelemente im leitenden Zustand halten.

Mit der Erfindung ist der die Technik sprunghaft bereichernde Fortschritt verbunden, daß jeder noch so kurze Steuerimpuls sogar bei einem fehlerhaft langsam ansprechenden Koppelpunkt mit Sicherheit zum Durchschalten bzw. Öffnen des entsprechenden Koppelpunktes führt. Es braucht nicht die Abschaltung des Markierimpulses von der Durchschaltung des Koppelpunktes abhängig gemacht zu werden.

Aus der deutschen Auslegeschrift 1103 396 ist es bekannt, die einen hohen induktiven Widerstand darstellende Haltewicklung im Sprechstromkreis einer Fernsprechverbindung durch einen Kondensator zu überbrücken. Diese Maßnahme richtet sich aber nur gegen die Dämpfung der Sprechströme, die ohne den Kondensator ständig fortbestehen würde. Dieser Kondensator ließe sich nicht durch einen Koppelfeldmatrix mit Speicherschaltern in den
Ansteuerleitungen der Koppelelemente

Anmelder:

Standard Elektrik Lorenz Aktiengesellschaft,

Stuttgart-Zuffenhausen, Hellmuth-Hirth-Str. 42

Als Erfinder benannt:

Dipl.-Ing. Wolfgang Grobe, Ludwigsburg

ohmschen Widerstand ersetzen, weil ein solcher einerseits die Dämpfung nicht genügend herabsetzen würde, andererseits die Wirkung der Haltewicklung stören würde. Ebenso ließe sich bei der Schaltung nach der Erfindung nicht der Widerstand durch einen Kondensator allein ersetzen, ein solcher würde das Ansprechen des Koppelelementes noch verzögern bzw. den für den Speicherschalter erforderlichen Strom nicht lange genug aufrechterhalten.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können den Koppelelementen auch Zeitschaltglieder aus einem Kondensator und einem parallelgeschalteten ohmschen Widerstand oder aus einem Kaltleiter parallel geschaltet sein.
Der ohmsche Widerstand bzw. der Widerstand im warmen Zustand muß so bemessen sein, daß der für das Aufrechterhalten des durchgeschalteten Zustandes des Speicherschalters erforderliche Strom nicht unterschritten wird, während der Kondensator bzw. der Widerstand im kalten Zustand dazu dient, den Speicherschalter mit Sicherheit durchzuschallen.

Bei einer Koppelfeldmatrix, bei der an den Koppelpunkten Koppelelemente mit monostabilem Verhalten angeordnet sind, deren Schaltzustand durch das Fließen oder Nichtfließen eines Stromes in der Ansteuerleitung bestimmt wird, ist es erforderlich, daß für alle Zeilen und/oder Spalten eigene Abwurfkontakte vorgesehen sind.

Bei einer Koppelfeldmatrix, bei der an den Koppelpunkten Koppelelemente mit bistabilem Verhalten angeordnet sind, deren Schaltzustand durch Wechsel des Durchflußsinnes des Stromes in der zugeordneten Zeilen- oder Spaltenspule umsteuerbar ist, genügt es, daß nur ein Abschaltekontakt für das ganze Koppelfeld vorgesehen ist.

Die Ferreed-Koppelelemente brauchen nur wenige Mikrosekunden lang erregt bzw. markiert zu werden, jedoch muß der Erregerstrom um so größer sein, je

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kürzer die Erregerzeit sein soll. Werden aber hohe vStromstärken verwendet, so treten bei mechanischer Kontaktgabe zur Auswahl der jeweils anzuschaltenden Zeilen und Spalten einer aus derartigen Schaltelementen aufgebauten Matrix Schwierigkeiten auf, wenn der Kontakt-Ubergangswiderstand nicht mit Sicherheit auf seinem Sollwert gehalten werden kann. Dies ist bisher nur mit quecksilberbenetzten Kontakten möglich.

Als Speicherschalter können z. B. steuerbare Gleichrichter, Vierschichtdioden oder Kaltkathoden-Thyratrone angeordnet sein. Diese Speicherschalter sprechen auf sehr kurze Steuerimpulse an und verharren dann bis zur Abschaltung des Stromes in diesem Zustand.

Außer der Speicherung der Markierung bis zum Abschalten des gesteuerten Stromes läßt sich noch eine sehr wertvolle Schaltleistungsübersetzung erzielen; als Steuersignale für die Speicherschalter können nämlich schwache Signale einer relativ hochohmigen Spannungsquelle, z. B. auch Lesesignale eines Speichers verwendet werden, während die Leistung zum Schalten der Koppelelemente einer niederohmigen Spannungsquelle entnommen werden kann.

Der Einsatz von steuerbaren Gleichrichtern in einer Matrix aus an den Kreuzungsstellen von Zeilen- und Spaltenleitungen angeordneten Koppelelementen stellt gegenüber einer Matrix mit Ferreed-Schaltern an den Koppelpunkten keinen vergrößerten Aufwand dar, denn in einer solchen Matrix werden zur Anschaltung der Zeilen und Spalten infolge der zur Markierung benötigten hohen Stromstärken ohnehin ebensoviel Halbleiterschalter benötigt als Zeilen und Spalten in der Matrix vorgesehen sind. Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von F i g. 1 und 2 beschrieben.

F i g. 1 zeigt die Anordnung gemäß der Erfindung in einer Koppelfeldmatrix mit Koppelelementen mit monostabilem Verhalten, und

F i g. 2 zeigt die Anordnung gemäß der Erfindung in einer Koppelfeldmatrix mit Koppelelementen mit bistabilem Verhalten.

Für die Zeilen- und Spaltensteuerung sind in Fig. 1 steuerbare Gleichrichter GZl, GZ2 usw. sowie GYl, GY 2 usw. angedeutet. Als Abschaltekontakte axl, ax2 usw. bzw. ayl, ayl usw. werden metallische Kontakte verwendet. Das jeweils zwischen Zeilen und Spalten einschaltbare Koppelelement K ist erfindungsgemäß mit einem Widerstand R überbrückt. Ein Gleichrichter EG dient in bekannter Weise zur gegenseitigen Entkopplung der Zeilen und Spalten.

Zur Umsteuerung der Gleichrichter in den leitenden Schaltzustand genügen nur dann Stromimpulse von kurzer Dauer und niedriger Intensität, wenn der Strom in der Spule des Koppelelementes K schon während dieser kurzen Dauer des Markierimpulses über den Wert des Gleichrichter-Haltestromes angestiegen ist. Da dies aber wegen der Induktivität des Koppelelementes K nicht der Fall sein wird, ist erflndungsgemäß der Widerstand R eingesetzt. Der Strom in diesem Widerstand steigt nach Aufsteuerung der Gleichrichter wesentlich schneller an als der Strom in der Spule des Koppelelementes K und bleibt, solange die Gleichrichter geöffnet sind, mindestens auf einem Wert, der durch den Widerstand festgelegt ist. Durch den Widerstand fließt also ein Hilfsstrom derart, daß durch ihn der gesteuerte Gleichrichter nach dem Verschwinden des Markierimpulses in leitendem Zustand gehalten wird, so daß also bis zum Aufbau des Feldes in der Spule, d. h. bis zur vollen Erregung des Koppelelementes, genügend Zeit zur Verfügung steht. Durch diesen Widerstand erhält die Kombination Anschaltegleichrichter—Relais Haftcharakter, obwohl das Relais an sich monostabil ist, also keine Hafteigenschaft aufweist.

Da die Markierung die Durchschaltung des Koppelelementes nach Ablauf von dessen Ansprechzeitspanne mit im Vergleich zu den bekannten Ferreed-Schaltelementen niedrigeren Stromstärken bewirkt, können als Abschaltekontakte axl, ax2 usw., ayl, ay2 usw. metallische Kontakte verwendet werden.

An Stelle des zu dem Koppelelement parallelgeschalteten Widerstandes R kann auch ein aus einem ohmschen Widerstand und einem Kondensator zusammengesetztes Zeitschaltglied oder ein Kaltleiter verwendet werden, ohne daß damit der Rahmen der Erfindung überschritten wäre. Die Vorteile dieser Zeitschaltglieder sind eingangs bereits erwähnt.

In F i g. 2 ist ein Koppelfeld mit Zeilenspulen ZS und Spaltenspulen SS gezeigt, von denen jeweils nur eine Spule dargestellt ist. Diese Anordnung läßt sich für Koppelelemente mit bistabilem Verhalten verwenden. In der gezeichneten Stellung der Umschaltekontakte ul, u2 bewirkt eine Markierung der Zeile und Spalte die Schließung des entsprechenden Koppelpunktes, in ihrer anderen Stellung führt eine Markierung durch Umkehr der Stromrichtung in der Spaltenspule SS zur öffnung des Koppelpunktes.

Die Funktion der Speicherschalter ist mit der der Speicherschalter nach Fig. 1 identisch, jedoch ist nur ein Abschaltekontakt α erforderlich, da bei jeder Markierung nach Anschaltung bzw. Abschaltung des Koppelelementes sofort der Strom über die Speicherschalter abgeschaltet werden kann, während bei F i g. 1 beim Fehlen einer Haltewicklung der Strom so lange aufrechtzuerhalten ist, wie der Koppelpunkt geöffnet bzw. geschlossen sein soll.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Koppelfeldmatrix mit Speicherschaltern in den Ansteuerleitungen der Koppelelemente, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelelemente (K) durch Widerstände (R) überbrückt sind, in denen bei' Markierung eines Koppelelementes Ströme fließen, die die Speicherschalter (GZl, GYl. GY2) während der Dauer der Ansprechzeit der Koppelelemente im leitenden Zustand halten.

2. Koppelfeldmatrix nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den Koppelelementen (K) Zeitschaltglieder aus einem Kondensator und einem ohmschen Widerstand oder aus einem Kaltleiter parallel geschaltet sind.

3. Koppelfeldmatrix nach Anspruch 1 oder 2, bei der an den Koppelpunkten Koppelelemente (K) mit monostabilem Verhalten angeordnet sind, deren Schaltzustand durch das Fließen oder Nichtfließen eines Stromes in der Ansteuerleitung bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß für alle Zeilen und/oder Spalten eigene Abwurfkontakte (axl, ax2 . .., ayl, ay2 ...) vorgesehen sind.

4. Koppelfeldmatrix nach Anspruch 1 oder 2, bei der an den Koppelpunkten Koppelelemente

(K) mit bistabilem Verhalten angeordnet sind, deren Schaltzustand durch Wechsel des Durchflußsinnes des Stromes in der zugeordneten Zeilen- oder Spaltenspule umsteuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß nur ein Abschaltekontakt (a) für das ganze Koppelfeld vorgesehen ist.

In Betracht gezogene Druckschnften: Deutsche Auslegeschriften Nr. 1103 396, 1166 285.

In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 1227 071.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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