DE1512889A1 - Elektromagnetische Schaltvorrichtung in Koordinatenanordnung - Google Patents

Description

PATENTINGENIEURE F. W. HEMMERICH -GERD MÖLLER· D. GROSSE 21 DÜSSELDORF 10 · HOMBERGER STRASSE 5

25.4.1967

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NIPPON TELEGRAPH AND TELEPHONE PUBLIC CORPORATION, TOKYO, JAPAN

NIPPON ELECTRIC COMPANY LTD.„TOKYO, JAPAN

Elektromagnetische Schaltvorrichtung in Koordinatenanorünung

Diese Erfindung befaftt sich mit einer elektromagnetischen Schaltvorrichtung in Koordinatenanordnung, sie befaßt sich insbesondere aber mit einer elektromagnetischen Schaltvorrichtung in Koordinatenanordnung, bei der die Wicklungen besser angeordnet sind und bei' der die magnetischen Nebenschlüsse, die zur Bildung geschlossener Magnetkreise erforderlich sind, vermieden werden.

Im Vergleich zu der gesamten elektronischen Vermittlung ist in einem elektronischen Schaltsystem der von den Sprechkanalvorrichtung in Anspruch genommene Teil zu groß geworden, das gleiche gilt für die Kosten, welche für die Sprechkanalvorrichtungen aufgewendet werden müssen. Dementsprechend ist eine Verkleinerung dieser Sprechkanalvorrichtung und die Vereinfachung ihrer Konstruktion sehr zu wünschen, damit Kosten gespart werden können, der Leistungsverbrauch herabgesetzt werden kann und ein schnelleres Arbeiten erreicht werden kann.

Die herkömmlichen elektronischen Schaltvorrichtungen der zuvor erwähnten Art bestehen aus einem magnetischen Haltemechanismus, welcher eine Reihe von hereinkommenden Leitungen mit einer Reihe von abgehenden Leitung in auswählender Weise miteinander verbindet und mittels einer magnetischen

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Vorrichtung auch deren eingeschalteten Zustand für eine vorbestimmte Zeitdauer aufrechterhält.

Bei den bekannten elektromagnetischen Sehaltvorrichtungen sind, wie dies im Bell System Technical Journal, Vol. XLIII, September "196H, No. 5 beschrieben wurde, sogenannte Ferreed-Schalter (Zungenschalter) verwendet worden. Die an jedem Kreuzungspunkt vorhandenen Bauelemente sind wie folgt konstruiert: zwei oder mehr mittelharte Magnetkerne sind mit einem Zungenschalter oder mit mehreren Zungenschaltern parallelgeschaltet; die Kontakte der Zungenschalter werden durch Umkehrung der Magnetisierungsrichtung in den vorgenannten Magnetkernen - dies geschieht durch die um die Magnetkerne gewickelten Erregerwicklungen - geöffnet und geschlossen. Eine Reihe dieser Kreuzungspunkt-Bauelemente sind in einer Matrix angeordnet. Die Erregerspulen in den Richtungen der Leitungen und der Säulen oder Gruppen der Matrix sind in Reihe geschaltet, damit sie eine Differential-Erregung durchführen können. Eine Anschlußklemme eines jeden Schutzgas-Kontaktes (Zungenschalters) ist mit mehrdrähtigen Leitern verbunden, welche sich in Richtung der Leitungen hin erstrecken, die andere Anschlußklemme eines jeden Schutzgas-Kontaktes (Zungenschalters) ist mit mehrdrähtigen Leitern verbunden, welche sich in Richtung der Säulen oder Gruppen der Matrix erstrecken, wobei eine V/ahlvorrichtung vorgesehen ist.

Weil nun der Magnetkreis des Kreuzungspunktelementes eines jeden Schutzgaskontaktes so konstruiert ist, daß ein Magnetkern an der Außenseite des Schutzgaskontakt-Glasbehälters angeordnet ist, ist die magnetische Verbindung zwischen dem

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Schutzgaskontakt (dem Zungenschalter) und dem Kern nicht genügend nahe, der Streufluß ist deshalb groß. Dementsprechend muß auch der zur Betätigung des Schutzgaskontaktes (des Zungenschalters) und zu dessen Halten erforderliche Restmagnetismus des Magnetkernes groß sein. Damit aber muß die Spule eine größere magnetomotorische Kraft aufbringen, welche zur Umkehrung der Magnetisierunqsrichtung im Magnetkern erforderlich ist. Auch die Spulenkonstante ist klein, weil auch der Schutzgaskontakt (der Zungenschalter) in den Magnetkreis der Erregerspule geschaltet ist, desgleichen auch wegen seiner mittleren peripheren Länge. Aus diesen Gründen ist eine große Leistung und damit auch ein hoher Erregerstrom notwendig, um den Schutzgaskontakt (den Zungenschalter) zu betätigen. Damit aber ist es unmöglich, aus solchen schnellansprechenden Schaltelementen wie Halbleiter-Bauteilen, Zungenrelais oder ähnlichen Bauelementen einen Stromkreis für die Auswahl der Anschlüsse der Erregerwicklungen aufzubauen, man ist also gezwungen, für diesen Zweck große und träge elektromagnetische Relais zu verwenden. Es ist somit schwer, die Zeitintervalle zwischen der Aufnahme eines Steuerungsimpulses von einer elektronischen Schaltvorrichtung und dem Schließen der Kontakte im Sprechstromkreis zu verringern. Darüber hinaus müssen die Magnetkerne jeweils einzeln und unabhängig voneinancer mit je eineir Schutzkontakt (Zungenschalter) versehen werden, so daß für jeden Magnetkern eine Reihe von Fertigungsstufen erforderlich sind. V/eil selbständige und mehrdrähtige Verbindunpsleitungen installiert werden müssen, und zwar für jeden Schutzgaskontakt (Zungenschalter) unabhängig vom geschlossenen Magnetkreis, sind die Kosten für Konstruktion und Herstellung gestiegen.

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Ziel dieser Erfindung ist die Schaffung einer verbesserten elektromagnetischen Schaltvorrichtung in Koordinatenanordnung, der Konstruktion einfach ist und deren Abmessungen klein sind und bei der die vorgenannten Mißstände oder Fehler vermieden werden.

Gemäß einer in den Rahmen der hier vorliegenden Erfindung fallenden Ausführung bestehen die in Leitungen und Gruppen oder Säulen einer Matrix aus einem elektrisch leitendem Material, welches auch als Teile des geschlossenen Magnetkreises einschließlich der Schutzgaskontakte (Zungenschalter) Verwendung findet. An jedem der Punkte, wo sich die Linien und Gruppen oder Säulen der Matrix kreuzen, ist ein Magnetjochpaar angebracht, welches im Hinblick auf die Ebene der Matrix im wesentlichen rechtwinklig hervorsteht; über das Magnetjochpaar sind die Kreuzungspunkt-Wahlspulen für die Linien und Gruppen oder Säulen gewickelt. Zwischen den freien Enden des vorgenannten Magnetjochpaares und parellel zur Ebene der Matrix ist ein Schutzgaskontakt (Zungenschalter) eingesetzt, wobei eine gute und stabile Betätigung der Kontakte des Zungenschalters ohne Verwendung von Nebenschlußblechen möglich ist. Die an jedem Kreuzungspunkt befindliche Erregerspule besteht aus einer ersten Wicklung, welche zum Beispiel in Richtung der Gruppen oder Säulen gewickelt ist. Eine derartige Wicklungsanordnung erlaubt eine leichte und schnelle Wickeloperation und läßt auch eine Verkleinerung der Schaltvorrichtung zu. Wenn bei dieser Konstruktion die Mehrfach-Verbindungsleitungen, welche den Leitungen oder Linien und den Gruppen oder Säulen zugeordnet sind, unter Verwendung eines mittelharten magnetischen Werkstoffes hergestellt werden, desgleichen auch die an jedem Kreuzungspunkt anzuordnenden Magnetjoche, dann würde es

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möglich sein, die Anzahl der Bauteile und auch die Herstellungskosten zu verringern.

In Obereinstimmung mit einer in den Rahmen der hier vorliegenden Erfindung fallenden veränderten oder modifizierten Ausführung ist an jedem Kreuzungspunkt zwischen Leitung oder Linie und Gruppe oder Säule einer Matrix eine erste Erregerwicklung kontinuierlich um einen elektrisch leitenden Streifen, welcher eine Leitung oder Linie sowie eine Gruppe oder Säule der Matrix darstellt und sowohl als Magnetkern als auch als elektrischer Leiter Verwendung findet. Eine zweite Erregerwicklung ist über mehrere der ersten Wicklungen gewickelt, und zwar in einer Richtung, welche senkrecht zu der Richtung der bereits erwähnten elektrisch leitenden und magnetischen Streifen liegt. Auch diese veränderte Ausführung läßt ein leichtes und schnelles Wickeln zu und erlaubt auch eine Verkleinerung der Schaltvorrichtung.

Weil die magnetische Verbindung zwischen einem Schutzgaskontakt (Zungenschalters) erforderliche magnetomotorische Kraft verringert werden. Weil weiterhin auch die Erregerwicklungen nur auf die Magnetkerne gewickelt sind, kann auch eine hohe Spulenkonstante vorgesehen werden. Damit kann aber konsequenterweise auch die zur Betätigung der elektromagnetischen Schaltvorrichtung erforderliche elektrische Leistung kleiner gehalten werden. Da weiterhin die Mehrfach-Verbindungsleitungen ein Teil des Magnetkreises sind, kann auch die notwendige Anzahl der Bauteile herabgesetzt werden, wobei dann die elektromagnetische Koordinanten-Schaltvorrichtung in großen Serien und bei geringeren Kosten hergestellt werden kann.

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Zum besseren Verständnis der hier vorliegenden Erfindung sei die nachstehende ausführliche Beschreibung samt den dazugehörigen Zeichnungen gegeben. Im einzelnen ist:

Figur la und Figur Ib sind schematische Stromlaufpläne einer elektromagnetischen Schaltvorrichtung in Koordinatenanordnung, die mit der hier vorliegenden Erfindung übereinstimmen und für die Erklärung des dieser Erfindung zugrundeliegenden Prinzips nützlich sind.

Figur 2 ist eine schematische Darstellung der verschiedenen Bauelemente, welche zu einem Kreuzungspunkt gehören. Auch diese Darstellung ist nützlich für die Erklärung des Prinzips, welches dieser Erfindung zugrunde liegt.

Figur 3 ist eine perspektivische und schematische Darstellung der verschiedenen Bauelemente, welche zu einem Kreuzungspunkt gehören.

Figur 4 gibt einen schematischen Querschnitt der verschiedenen zu einem Kreuzungspunkt gehörigen Bauelemente wieder.

Figur 5 ist eine Schnittansicht längs der Linie IV-IV in Figur 4-,

Figur 6 ist eine teilweise durchbrochene Draufsicht auf eine Ausführung des Erfindungsgegenstandes.

Figur 7 ist eine teilweise durchbrochene Seitenansicht der mit Figur 6 wiedergegebenen Ausführung des Erfindunpsgegenstandes.

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Figur 8 ist eine teilweise längsgeschnittene Draufsicht eines Schutzgaskontaktes (Zungenschalters), der im Zusammenhang mit der hier vorliegenden Erfindung Verwendung findet.

Figur 9 ist eine Seitenansicht des mit Figur 8 dargestellten Schutzkontaktes (Zungenschalters).

Figur 10 ist eine auseinandergezogene Darstellung der zu einem Kreuzungspunkt einer in den Rahmen der hier vorliegenden Erfindung fallenden veränderten Ausführung gehörigen verschiedenen Bauelemente.

Figur llaist eine schematische Darstellung, mit der die Koordinatenanordnung der verschiedenen Schaltelemente einer in den Rahmen der hier vorliegenden Erfindung fallenden Ausführung wiedergegeben wird.

Figur 11b ist ein Stromlaufplan-, welcher auch die Erregerwicklungen der mit Figur 11a wiedergegebenen Ausführung wiedergibt.

Figur 12 ist eine Teilansicht, mittels der ein im Rahmen der hier vorliegenden Erfindung verwendetes Kreuzpunktelement erklärt werden soll.

Figur 13 ist eine perspektivische Darstellung, welche die Anordnung oder den Zusammenbau, der gemäß der hier vorliegenden Erfindung konstruierten Kreuzpunktbauelemente wiedergibt.

Figur 14 ist eine teilweise durchbrochene Seitenansicht, mittels der die verschiedenen Herstellungsstufen einer

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elektromagnetischen Koordinaten-Schaltvorrichtung gemäß eier hier vorliegenden Erfindung dargestellt werden soll.

Figur 15 stellt die Rückansicht der mit Figur 14 wiedergegebenen Konstruktion dar.

Figur 16 ist eine Seitenansicht der mit Figur 14 dargestellten Konstruktion, und zwar in Blickrichtung des Pfeiles A.

Figur 17 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht der mit Figur 14 gezeigten Bauelemente, und zwar in Blickrichtung des Pfeiles B.

Figur 18 ist eine auseinandergezogene Darstellung der Bauelemente, die mit Figur 17 an der mit dem Pfeil C gekennzeichneten Stelle wiedergegeben werden.

Wenn auch elektromagnetische Schaltvorrichtungen, welche in Koordinatenausführung angeordnet sind, für <lie verschiedensten Anwendungsfälle Verwendung finden können, so sei nachstehend der Erklärung halber deren Einsatz in einer elektronischen Telefonvermittlung der Raumunterteilungsausführung beschrieben.

In der mit Figur la wiedergegebenen Anordnung werden eine Reihe von Mehrfach-Verbindungsleitungen, hereinkommende Leitungen und abgehende Leitungen für den Fall einer Zweidrahtschaltung gezeigt. Die Mehrfachstreifen I₁ , I₁, 1_? , l_2b» .Ij₁₁₃S l_mb stellen die Leitungen oder Linien dar,

die Mehrfachstreifen 2_la, 2_lb, 2_2a, 2_2fc 2^ ₂

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die Gruppen oder Säulen der Matrix. Beide sind voneinander elektrisch getrennt oder isoliert. Die vorgenannten Mehrf.achstreifen der Leitungen oder Linien und der Gruppen oder Säulen liegen an jedem Kreuzungspunkt dicht beieinander und sind - wie dies noch später beschrieben wird - magnetisch in enger Verbindung miteinander. Der Mehrfachstreifen.besteht aus einem elektrisch leitenden und magnetischen Material.

Gemäß der schematischen Darstellung in Figur Ib sind an den jeweiligen und entsprechenden Kreuzungspunkten eine Reihe von Magnetkernen, welche aus elektrisch leutendem und magnetischem Material bestehen, I₁₁J ^12 > ^l ' ^21'

1 1·11 1 · 9 9 9 · 9

^Χ22 ^X2n^s ml» m2 * ran' ^ll» ^12 *^zln» ^Z21^J

2₂₂,,...2₂ j und 2 ^, 2m„ 2 vorgesehen. Diese stehen

von den jeweiligen Mehrfachstreifen der Leitungen oder Linien und der Gruppen oder Säulen aus hervor. Die vorgenannten Magnetkerne sind mit den bereits erwähnten Mehrfachstreifen elektrisch und-magnetisch verbunden. Eine Reihe von Schutzgaskontakten (Zungenschaltern) 5.., 5.-...5 , bis zu einer Gesamtzahl von m χ η Schutzgaskontakten (Zungenschaltern) sind elektrisch und magnetisch zwischen die jeweils zu bestimmten Kreuzungspunkten gehörigen Magnetkernpaaren geschaltet.

Ein jeder der Magnetkerne ist mit Erregerwicklungen versehen. Die Erregerwicklungsgruppen für die Leitungen oder Linien und für die Gruppen oder Säulen der Matrix sind durch die

Leiter 3., 3_O....3 und 4„ , 4„....4 in Reihe geschaltet. Iz m 12 η

Dann ist ein Ende der in Reihe geschalteten Erregerwicklungen mit der Anschlußklemme eines Leitungswahlschalters 6 und mit einem Gruppenwahlschalter 7 verbunden, mit dem anderen Ende aber sind die in Reihe geschalteten Erregerwicklungen auf

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einen gemeinsamen Leiter 8 geschaltet. Wie später noch ausführlich beschrieben wird, sind die bereits erwähnten Erregerwicklungen nach Art der gut bekannten Differentialerregung geschaltet, um dadurch die Wahl und die Verbindung mit jedem gewünschten Kreuzungspunkt zuzulassen.

Die Anordnung der" Differentialerregung der zu einem Kreuzungspunkt der mit Figur Ib wiedergegebenen Vorrichtung gehörigen V/icklungen wird jetzt unter Hinweis auf Figur 2 besprochen. Eine mit einem Leiter verbundene Erregerwicklung, beispielsweise die mit dem zu einer Leitung oder Linie gehörigen Leiter 3. verbundene Erregerwicklung, besteht deshalb aus zwei Teilwicklungen, welche gegensinnig jeweils um die Magnetkerne I₁₁ und 2.. gewickelt sind und ein Wicklungsverhältnis von 2 : 1 aufweisen. In gleicher Weise besteht eine mit einem zu einer Gruppe oder Säule gehörigen Leiter, z.B. den Leiter ^₁, verbundene Erregerwicklung auch aus zwei Teilwicklungen, welche gegensinnig jeweils um die Magnetkerne 1.. und 2_1:L gewickelt sind und ein Wicklungsverhältnis von ungefähr 1 : 2 aufweisen.

Ist, wie dies mit Figur 2 durch einen vollausgezogenen Pfeil dargestellt wird, die remanente Mangetisierung gleichgerichtet oder in gleicher Weise gepolt, dann baut sich über den Magnetkern I₁₁J den Schutzgaskontakt 5^ (den Zungenschalter) , den Magnetkern 2^₁ und über den magnetischen Streifen 1 ein geschlossener Magnetkreis auf; in diesem Fall ist auch der Schutzgaskontakt (der Zungenschalter) geschlossen. Ist aber auf der anderen Seite die remanente Magnetisierung in den Kernen I₁₁ und 2₁₁ einander entgegengesetzt gepolt oder nicht gleichgerichtet, wie dies durch den gestrichelten Pfeil in Figur 2 wiedergegeben wird, dann wird in der Nähe

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des Anschlußkontaktes für den Schutzgaskontakt (den Zungenschalter) der magnetische Fluß fast null und der Schutzgaskontakt (Zungenschalter) öffnet sich.

Nimmt man nun wieder Figur Ib zu Hilfe, dann wird nach dem Schließen eines mit einem Kreuzungspunkt verbundenen Schutzgaskontaktes (Zungenschalters), z.B. nach dem Schließen des Schutzgaskontaktes (Zungenschalters) 5^ am Kreuzungspunkt der Leitung oder Linie I₁ und der Gruppe oder Säule 2., zwischen dem Leiter 3. und dem Leiter U. eine Spannung aufgedrückt oder aufgeschaltet. In diesem Falle ist der Schutzgaskontakt (Zungenschalter) 5,.,. geschlossen, während die anderen mit der Leitung oder der Linie I₁ verbundenen Schutzgaskontakte (Zungenschalter) S₁₂, 5₁-.......5₁ sowie die mit der Gruppe oder Säule verbundenen Schutzgaskontakte

(Zungenschalter) S₂₁.. 5 ₁ durch den vom Erregerstrom

in differentialer Erregung hervorgerufene remanente Magnetisierung der Magnetkerne geöffnet sind; durch diesen Vorgang wird eine Verbindung zwischen der hereinkommenden Leitung I₁ und der abgehenden Leitung 2₁ hergestellt.

Nachstehend wird ein Konstruktionsbeispiel für einen Kreuzungspunkt unter Bezugnahme auf die Figuren 3 bis 5 beschrieben. Wie mit Figur 3 gezeigt wird, setzt sich jede der Leitungen oder Linien aus den übereinander geschichteten und aus elektrisch leitendem Material bestehenden Streifen la und Ib zusammen, welche als Mehrfachstreifen Verwendung finden und sich in Richtung der Leitung oder der Linie erstrecken. In gleicher Weise setzt sich auch jede Gruppe oder Säule aus den übereinandergeschichteten und aus elektrisch leitendem magnetischem Material bestehenden Streifen 2a und

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2b zusammen, welche als Mehrfachstreifen Verwendung finden und sich in Richtung der Gruppe oder Säule erstrecken. Die aus mittelhartem magnetischen Material gefertigten Magnetkerne 11a, 11b sowie 12a, 12b sind jeweils mit den ubereinandergeschichteten Streifen la und Ib sowie, mit den ubereinandergeschichteten Streifen 2a, 2b an jedem Kreuzungspunkt der Matrix - und zwar senkrecht zur Ebene der Matrix - verbunden. Auf die oberen Enden der vorgenannten Magnetkerne 11a, 11b und 12a, 12b sind die Anschlußklemmen der Schutzgaskontakte (Zungenschalter) 5a und 5b jeweils in elektrisch und magnetisch leitender Weise geschaltet.

Die beiden ubereinandergeschichteten Magnetstreifen la und Ib, desgleichen auch die beiden ubereinandergeschichteten Magnetstreifen 2a und 2b sind durch die Isolierstreifen und 17 voneinander elektrisch getrennt. Auch die beiden Schichtstreifen Ib und 2b sind durch Zwischenlegen einer Isolierung 18 voneinander elektrisch getrennt. Wie aus den Figuren 4 und 5 klar hervorgeht, sind die beiden Erregerwicklungen gemeinsam für die beiden Schutzgaskontakte (Zungenschalter) 5a und 5b vorgesehen.

Nachstehend wird nun eine praktisch ausführbare Verwirklichung einer elektromagnetischen Schaltvorrichtung in Koordinatenanordnung, welche gemäß den zuvor gemachten Ausführungen und in Obereinstimmung mit dem in den Rahmen der hier vorliegenden Erfindung fallenden Prinzip konstruiert ist, beschrieben.

Wie aus Figur 6, Teil B und Figur 7, Teil C, hervorgeht, ist ein Mehrfachstreifenpaar la und Ib samt den zwischen

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ihnen befindlichen Isolierstreifen 16 und den mit ihnen verbundenen Magnetkernen 12a und 12b sind derart auf eine .Grundplatte 20 montiert, daß sie sich in Richtung der Leitungen oder Linien erstrecken. Auch die übereinandergeschichteten Mehrfachstreifen 2a und 2b sind über eine Isolierplatte 18 so mit der Grundplatte 20 verbunden., daß sie sich in Richtung der Gruppen oder Säulen erstrecken. Wie mit Figur 6, Teil D und Figur 7, Teil C, gezeigt wird, sind die Magnetkerne 11a, 11b und 12a, 12b durch die Grundplatte 20 bis zu deren Rückseite durchgeführt und erstrecken sich dort auch noch weiterhin durch die auf der gleichen Seite befindlichen und aus Kunstharz bestehenden Spulenkörper 21a und 21b; die äußersten Enden der vorgenannten Magnetkerne sind, wie dies mit 22a und 22b gezeigt wird, angebogen.

Wie aus Figur 6, Teil E und Figur 7, Teil C, hervorgeht, sind die beiden Teilwicklungen der Erregerwicklung 3, welche zur Auswahl eines Kreuzungspunktes auf einer Leitung oder einer Linie dienen, so um die Spulenkörper 21a und 21b gewickelt, daß eine Differentialerregung stattfinden kann, und ein Wicklungsverhältnis von beispielsweise 2 : 1 vorhanden ist. Laut Darstellung in Figur 6, Teil E, sind die Teile der Erregerwicklung 3 entlang einer Leitung oder einer Linie derart gewickelt, daß sie in Reihe geschaltet sind, wobei dann eine Anschlußklemme dieser Erregerwicklung mit der Anschlußklemme des Leitungswahlschalters 6, aus Figur Ib, in Verbindung steht, während die andere Anschlußklemme der Erregerwicklung mit einem gemeinsamen Leiter 8 verbunden ist, welcher mit Figur 6, Teil F. gezeigt wird.

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Wie aus Figur 6, Teil G und Figur 7, Teil H, hervorgeht, ist eine Erregerwicklung H, welche sich in Richtung der Gruppen oder Säulen erstreckt, um eine Reihe der sich in Richtung der Leitungen oder Linien erstreckenden Erregerwicklungen 3 gewickelt. Ein Anschlußstück der Erregerwicklung 4 ist dabei mit einer Anschlußklemme des mit Figur Ib dargestellten Gruppenwahlschalters 7 verbunden, mit dem anderen Ende aber steht die Erregerwicklung mit dem gemeinsamen Leiter 8 in Verbindung.

Nach der Beendigung der Wicklungsarbeiten werden die Anschlußklemmen 13a, 13b und 14a, 14b der Schutzgaskontakte (Zungenschalter) 5a und 5b mit den gebogenen Teilen 22a und 2 2b verbunden, wie dies aus Figur 7, Teil C, hervorgeht. Die gebogenen Teile gehören zu den Magnetkernen 11a, 11b sowie 12a, 12b, Mit dieser Verbindung soll eine Anordnung erreicht werden, welche mit der Darstellung in Figur 7, Teil I, übereinstimmt. Ein paar der wie zuvor erwähnt konstruierten Vorrichtungen wird unter Verwendung einer Klemmvorrichtung 25, Figur 7, zusammengeklemmt, worauf dann zur Vervollständigung des in den Rahmen der hier vorliegenden Erfindung fallenden elektromagnetischen Schaltvorrichtung eine Deckplatte 26 aufgesetzt wird.

Der im Rahmen der hier vorliegenden Erfindung verwendete Schutzgaskontakt (Zungenschalter) kann in Übereinstimmung mit der Darstellung in den Figuren 9 und 10 konstruiert sein. Ähnlich wie ein konventioneller Schutzgaskontakt (Zungenschalter) besteht er aus einem Blattkontaktpaar 31 und 32, welches in einem Glasröhrchen 3 3 hermetisch eingeschlossen ist. Das Querschnittsverhältnis wird vorzugsweise nahe den

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Außenenden der Blattkontakte 31 und 32 eingestellt, und zwar so, daß an den inneren Enden oder an den Kontaktstellen ein Verhältnis von ungefähr 1 : 2 vorhanden ist. Die vorgenannten Blattkontakte werden von (nicht dargestellten) PoI-schuhen aus magnetisiert, die mit den Anschlußklemmen in Verbindung stehen. Der Schutzgaskontakt (Zungenschalter) ist weiterhin so konstruiert, daß kein Teil der Blattkontakte magnetisch gesättigt wird, wenn der Schutzgaskontakt (Zungenschalter) betätigt wird, daß nach dem Schließen der Kontakte die Teile der Blattkontakte an den Stellen, wo sie angeschlossen werden, magnetisch gesättigt werden, um eine konstante Kontaktkraft zu erhalten.

Wenn auch in der obigen Ausführung ein Paar getrennt hergestellter Magnetkerne mit dem aus elektrisch leitendem und magnetischem Material bestehenden Mehrfachstreifen verbunden wurde, so ist es auch möglich, daß die Magnetkerne 42^, 42₂, ¹^₁ und 43₂ gleichzeitig mit den Mehrfachstreifen 4O₁, HO₂ und 4I₁ und 41. in einem Stück hergestellt werden, wobei - wie mit Figur 10 gezeigt wird - die Mehrfachstreifen aus mittelhartem Magnetmaterial bestehen und sich entweder in Richtung der Leitungen bzw. Linien oder in Richtung der Gruppen bzw. Säulen erstrecken. Durch diese Konstruktion werden die Bauelemente noch weniger und die Kosten noch geringer. Bei dieser Konstruktion besteht die Grundplatte 50 aus weichem magnetischen Material, welches durch Isolierung von den Mehrfachstreifen 4O₁, 4O₂ sowie 4I₁ und 4I₂ elektrisch getrennt ist. Diese Grundplatte wirkt wie ein Magnetjoch zwischen den hervorstehenden Teilen ¹^₁, 42„ sowie 43., , 43₂ der Mehrfachstreifen und weiterhin auch als eine magnetische Abschirmplatte gegen das durch die Induktion an

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den Mehrfachstreifen entstehende Brummen. Aus diesem Grunde braucht bei dieser Konstruktion nicht - wie mit Figur 3 gezeigt - überexnandergeschichtet zu werden. Andere Teile dieser Ausführung werden - wie bereits beschrieben konstruiert, so daß sich eine ausführliche Beschreibung erübrigt.

Die hier vorliegende Erfindung soll nun noch anhand einer weiteren Ausführung des Erfindungsgegenstandes beschrieben werden.

Wie aus Abbildung 11a hervorgeht, ist an den entsprechenden Kreuzungspunkten zwischen den jeweils als Leitungen bzw. Linien oder Gruppen bzw. Säulen der Matrix angeordneten Mehrfachstreifen 5_llf, 5^-f.......5. ^.......·5 ~ eine Reihe von magnetischen Schutzgaskontakten (Zungenschaltern) angeordnet. Eine Klemme eines jeden Schutzgaskontaktes (Zungenschalters) ist mit einem eine Leitung oder Linie bildenden und einer hereinkommenden Leitung entsprechenden Mehrfachstreifen elektrisch verbunden, während der andere Kontakt des Schutzgaskontaktes (Zungerischalters) mit einem anderen die Gruppe oder die Säule bildenden Mehrfachstreifen verbunden ist, was einer abgehenden Leitung entspricht. Die vorgenannten Schutzgaskontakte (Zungenschalter) und die Mehrfachstreifen arbeiten beim Aufbau der elektrischen und magnetischen Stromkreise zusammen.

Mit Figur 11b wird die Konstruktion der Erregerwicklungen für die entsprechenden und gemäß Figur 11a in einer Matrix angeordneten Schutzgaskontakte (Zungenschalter) wiedergegeben. So besteht zum Beispiel an den entsprechenden

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Kreuzungspunkten jede über die entsprechenden Leiter 3_lf, 3„f······3 - mit der Anschlußklemme eines Leitungswahlschalters 6~ verbundene erste Wicklung aus zwei Teilwicklungen, welche um die beiden Teile einer magnetischen Nebenschlußvorrichtung gewickelt sind, wobei die magnetische Nebenschlußvorrichtung zwischen dem Luftspalt eines Schutzgaskontaktes (Zungenschalters) und eines elektrisch leitenden und magnetischen Streifens - wie dies mit Figur 12 gezeigt wird - angeordnet ist. Jede zweite Wicklung ist

über die Leiter H_lf., k~f 4 _f mit einem Gruppenwahl-

schalter 7_f verbunden und besteht auch aus zwei Teilwicklungen. Die vorerwähnten ersten und zweiten Wicklungen stehen ihrerseits auch wiederum mit dem gemeinsamen Leiter in Verbindung. Die so ausgeführte Wicklung bildet die bereits bekannte Differentialwicklung.

Wie diese Erfindung arbeitet, das soll nun anhand der Figuren 11a, 11b und 12 beschrieben werden. Wie aus Figur 12 hervorgeht, stehen zwei Joche 9 _f und 9, _f aus dem Mehrfachstreifen, welcher aus einem mittelharten magnetischen Material besteht und auch den Magnetkern bildet, hervor. Eine Anschlußklemme des Schutzgaskontaktes (Zungenschalters) 11^. ist über das Joch 9 ^ elektrisch und magnetisch auf den Mehrfachstreifen geschaltet, während dessen andere Anschlußklemmen mit dem Mehrfachstreifen ICU über das Joch 9,^ nur magnetisch verbunden ist, weil der Schutzgaskontakt (Zungenschalter) und der Mehrfachstreifen durch Zwischenlegen eines Isolierstückes elektrisch voneinander getrennt sind. Zwischen dem Luftspalt des Schutzgaskontaktes (Zungenschalters) 11, und den Mehrfachstreifen 10_f ist eine magnetische Nebenschlußvorrichtung 12_f geschaltet. Die mit einem Leitungswahl-

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schalter 6_f verbundene Erregerwicklung 13_f ist in einem Wicklungsverhältnis von ungefähr 2 : 1 in die beiden von der magnetischen Nebenschlußvorrxchtung 12_f unterteilten Teile des Mehrfachstreifens 10^. gewickelt. Um zu der vorerwähnten Dxfferentialerregung zu kommen, ist die andere Erregerwicklung 14- über die bereits erwähnte Wicklung 13 gewickelt. Wenn durch den durch die Differentialwicklung fließenden Erregerstrom, wie dies mit Figur 12 durch einen Vollinienpfeil gekennzeichnet ist, in den beiden Teilwicklüngen ein remanenter Magnetismus von gleicher Richtung oder gleicher Polung hervorgerufen worden ist, dann baut sich über den Magnetstreifen 10,., über das Joch 9 _f) über den Luftspalt des Schutzgaskontaktes (Zungenschalters) und das Joch 9, _ ein geschlossener Magnetkreis auf, und die Kontakte des Schutzgaskontaktes (Zungenschalters) schließen sich. Wenn aber andererseits in den beiden Teilen der remanente Magnetismus entgegengesetzt dem anderen gerichtet ist, wie dies in Figur 12 durch den gestrichelten Pfeil kenntlich gemacht i,st, dann werden zwei magnetisch geschlossene Kreise aufgebaut; der eine Kreis wird geschlossen über den Magnetstreifen 10_f, die Nebenschlußplatte 12_f, über den Schutzgaskontakt (Zungenschalter) ll_f und über das Joch 9 _f, während sich der andere geschlossene Magnetkreis aufbaut über den Magnetstreifen 10_f, über die Nebenschlußplatte 12_f, über den Schutzgaskontakt ll_f sowie über das Joch 9, _f. Wegen dieser Schaltung wird dann der Magnetfluß in den Kontakten nahe bei null liegen.

Eine erneute Betrachtung von Figur 11b zeigt, daß nach dem Schließen der Kontakte des Zungenschalters (Schutzgaskontaktes) , z.B. des Schutzgaskontaktes (Zungenschalters) 5 ~,

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zwischen den Klemmen E ~ des Leitungswahlschalters 6_f und den Klemmen E _f des Gruppenwahlschalters 7^ eine Spannung ansteht und aufgedrückt wird. Nach diesem Beispiel wird der Schutzkontakt (Zungenschalter) 5 _f geschlossen sein, während die mit der Leitung bzw. Linie 1. _f verbundenen

Schutzgaskontakte (Zungenschalter) 5 _lfr, S ~f 5

(n -Df- sowie die mit der Gruppe oder Säule 2* - verbundenen

Schutzgaskontakte (Zungenschalter) 5^ _, ⁵? f ⁵( Df

durch den Einfluß des durch den Erregerstrom in Differentialschaltung hervorgerufenen remanenten Magnetismus in den Streifen geöffnet sind, wobei dann eine Verbindung zwischen der Leitung bzw. Linie 1. ~ und der Gruppe bzw. Säule 2. „ zustandekommt.

Die Konstruktion einer in den Rahmen dieser Erfindung fallenden Ausführung des Erfindungsgegenstandes soll nun nachstehend anhand von Figur 13 beschrieben werden. Figur 13 steht für den Fall einer Zweidrahtschaltung und die Abmessung von 2x2 Reihen. Wie aus Figur 13 hervorgeht, ist jeder Satz von Mehrfachstreifen 10^, welche aus einem mittelharten magnetischen Material gefertigt und an jedem Kreuzungspunkt mit einer Klemme des Schutzgaskontaktes (Zungenschalters) über das Joch 9 _f verbunden ist, ist mit der gegenüberliegenden Anschlußklemme über aas Joch 9, ^ nur magnetisch verbunden. Zwischen dem Luftspalt des Schutzgaskontaktes (Zungenschalters) undöem Magnetstreifen 10^ ist rechtwinklig zum Magnetstreifen 1Or. eine magnetische Nebenschlußvorrichtung 12 angeordnet. Um die gegenseitige magnetische Beeinflussung herabzusetzen, die zwischen zwei benachbarten Kreuzungspunkten aufkommen könnte, ist im Magnetstreifen lOj. eine Aussparung 15,. eingearbeitet. Die Primär-

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wicklung 13^. ist nacheinander um eine Reihe von parallel geführten Magnetstreifen - und dies bei jedem Kreuzungspunkt - so gewickelt, daß das Wicklungsverhältnis der beiden Teilwicklungen der Primärwicklung 9_f ungefähr 2 : ausmacht.

Die Sekundärwicklung ist um zwei einander benachbarte Sätze des Verbindungsleiters 10,. gewickelt. Wie schon bereits in Verbindung mit den Figuren 11b und 12 erwähnt worden ist, sind die Erregerwicklungen 13χ· und 14,. so gewickelt, daß eine Differentialerregung zustande kommt.

Es ist schon erwähnt worden, daß der Schutzgaskontakt (Zungenschalter) durch den remanenten Magnetismus in dem aus einem mittelharten magnetischen Material bestehenden Magnetstreifen geschlossen und geöffnet wird; das bedeutet, daß die Schaltvorrichtung selbsthaltend ist. Im Rahmen dieser Erfindung ist eine magnetisch verriegelnde Schaltvorrichtung auch dann möglich, wenn die Magnetstreifen durch ein weiches magnetisches Material ersetzt werden.

Die Figuren 14 bis 18 geben die praktisch durchführbare Konstruktion der Ausführung des Erfindungsgegenstandes gemäß Abbildung 13 für eine Zweidrahtschaltung wieder. Figur 14 ist eine teilweise durchbrochene Draufsicht auf eine Schaltvorrichtung. Eine Reihe von Bauelementen 50_f, die durch Einpressen der Magnetstreifen und der Joche 53af und 53bf in eine Kunstharzmasse entstanden sind und um die eine erste Wicklung 51 ~ gewickelt ist, sind - wie gezeigt - zusammengestellt und werden an den beiden Enden von den Halteelementen 58_f und 59_f zusammengehalten. Um diese fertigenBauelemente

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25.4.1967 bh.bi - G 16 -

herum ist die zweite Wicklung 52_f gewickelt. An jedem Kreuzungspunkt werden von den ersten Wicklungen und von den zweiten Wicklungen Differentialwicklungen gebildet. Nach dem Einsetzen der magnetischen Nebenschlußvorrichtung 7_f in die Aussparungen 54 - diese gemeinsam für die entsprechenden Kreuzungspunkte in Richtung der Leitung oder Linie - werden die Schutzgaskontakte (Zungenschalter) 55_f zwischen die Joche 53 _f und 53, _f geschaltet. Die entsprechenden Anschlußklemmen der Klemmengruppe 56_f werden mit dem entsprechenden Mehrfachstreifen 6_f der Leitungen bzw. Linien und der Gruppen bzw. Säulen verbunden, desgleichen auch an die entsprechenden Enden der ersten und zweiten Wicklungen. Die anderen Enden dieser Wicklungen stehen mit dem gemeinsamen Leiter 57_f in Verbindung.

Figur 15 stellt die Rückansicht der mit Figur 14 gezeigten Konstruktion dar. Die mit Figur 14 identischen Teile sind auch mit den gleichen Nummern gekennzeichnet, so daß sich eine weitere Beschreibung dieser Teile erübrigt. Durch die Hinweiszahl 60_f werden in dieser Abbildung die Mehrfachstreifen gekennzeichnet, die sich in Richtung einer jeden Leitung oder Linie erstrecken.

Figur 16 ist eine Seitenansicht der mit Figur 14 gezeigten Konstruktion, Blickrichtung in Richtung des Pfeiles A in Abbildung 14. Mit dieser Seitenansicht wird die Anordnung der Schutzkontakte (Zungenschalter) 8_f dargestellt.

Figur 17 stellt einen Querschnitt der Konstruktion dar, welche mit Figur 14 gezeigt wird. Blickrichtung in Richtung des Pfeiles B.

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Il

25.U.1967 bh.bi - G 17 -

Figur 18 ist eine auseinandergezogene Darstellung der in Teil C, von Figur 17 montierten Bauelemente. Wie aus Figur 18 hervorgeht, ist ein Joch 53 _f, welches mit der Anschlußklemme des Schutzgaskontaktes verbunden ist, auf einen Satz des elektrisch leitenden Magnetstreifens 10^ unter Zwischenlegung eines Isolierstückes 20 ~ montiert. Ein anderes Joch 53_bf, welches mit dem Joch 53 _f nicht verbunden ist, ist auf dem elektrisch leitenden Magnetstreifen 10 _f befestigt und mit diesem elektrisch leitend verbunden. Bei dieser Ausführung ist der elektrisch leitende Magnetstreifen 10 -r unter Zwischenlegung eines Isolierstreifens, welcher die beiden Magnetstreifen elektrisch voneinander trennt, auf einen anderen elektrisch leitenden Magnetstreifen geschichtet. Um dadurch das durch die Induktionsbrummen im Sprechkanal zu verringern. Das Joch 53 _f ist über ein Isolierstück 24_f mit dem elektrisch leitenden Magnetstreifen 10, _f magnetisch verbunden, während das Joch 5 3,^ mit dem Magnetstreifen 10, _f in elektrischer und magnetischer Verbindung steht. Die Hinweiszahl 2 7^ steht für eine Aussparung, die zur Verringerung einer gegenseitigen magnetischen Störung bei benachbarten Kreuzungspunkten dient.

-Al-

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Claims (6)

1. 25.4.1967 bh.bi

   -Al-

   NIPPON TELEGRAPH AND TELEPHONE PUBLIC CORPORATION, TOKYO, JAPAN

   NIPPON ELECTRIC COMPANY LTD., TOKYO« JAPAN

   Patentansprüche

   Eine elektromagnetische Schaltvorrichtung in Koordinatenanordnung, bei der ein als Schaltelement dienender Schutzgaskontakt (Zungenschalter) bei jedem der Kreuzungspunkte der in Form einer Matrix angeordneten Signalübertragungskreise Verwendung findet; dadurch gekennzeichnet, daß jeder der vorgenannten Signalübertragungskreise aus einer Reihe von mehreren parallelen Leitern besteht; sich die parallelen Leiter zumindestens in einer Richtung erstrecken und als elektrisch leitende Magnetstreifen ausgeführt sind; die einzelnen Sätze der parallelen Leiter dicht beieinander liegen und elektrisch voneinander getrennt sind; bei jedem der bereits erwähnten Kreuzungspunkte ein Magnetjochpaar senkrecht zur Ebene der vorgenannten Matrix in einem bestimmten Abstand angeordnet sind; daß ein Schutzgaskontakt (Zungenschalter) zwischen jedes Paar der zuvor erwähnten Magnetjoche geschaltet wird, wobei für jeden Schutzgaskontakt (Zungenschalter) ein magnetischer Kreis aufgebaut wird, zu dem dann auch die vorgenannten Magnetjoche und der vorgenannte elektrisch leitende Magnetstreifen gehören.

   - A 2 909828/0834

   bh.bi - A 2 -
2. 2) Eine elektromagnetische Schaltvorrichtung in Koordinatenanordnung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Reihe von Mehrfachstreifen aufweist, welche aus einem elektrisch leitenden und magnetischen Material bestehen; die vorgenannten Sätze der Mehrfachstreifen dicht beieinander liegen und voneinander elektrisch getrennt in einer Matrix angeordnet sind; an jedem Kreuzungspunkt der Matrix ein aus elektrisch leitendem und magnetischem Material hergestelltes Magnetkernpaar für die bereits erwähnten Mehrfachstreifen, welche sich in Richtung der Leitungen bzw. Linien oder der Gruppen bzw. Säulen erstrecken, vorgesehen ist, wobei die Magnetkerne senkrecht zur Ebene der Matrix angeordnet sind; eine Reihe von Schutzgaskontakten (Zungenschaltern) vorgesehen ist, wobei jeder der Schutzgaskontakte (Zungenschalter) zwei Klemmen besitzt, welche elektrisch und magnetisch auf die freien Enden der vorerwähnten Magnetkerne geschaltet werden; Erregerwicklungen um die jeweiligen Magnetkerne gewickelt sind, um eine stabile Magnetisierung der Schutzgaskontakte (Zungenschalter) regeln zu können, wobei dann die Kontakte der vorgenannten Zungenschalter selektiv betätigt werden.
3. 3) Eine elektromagnetische Schaltvorrichtung gemäß Anspruch 2,

   dadurch gekennzeichnet, daß vorgenannte Magnetkerne zusammen mit den bereits genannten Mehrfachstreifen in einem Stück hergestellt werden·

   - A 3 909828/0834

   Il Xb ö

   25.4.1967 bh.bi - A 3 -
4. 4) Eine elektromagnetische Schaltvorrichtung gemäß Anspruch 2,

   dadurch gekennzeichnet, daß die bereits erwähnten Erregerwicklungen aus einer an jedem Kreuzungspunkt um die entsprechenden Magnetkerne gewickelten ersten Wicklung zur Auswahl entweder der Leitungen bzw. Linien oder der Gruppen bzw. Säulen ⁱ der erwähnten Matrix sowie aus einer zweiten Erregerwicklung bestehen, die über eine Reihe der vorgenannten ersten Wicklungen gewickelt ist und entweder zur Auswahl der Gruppe bzw. Säule oder der Leitung bzw. der Jk Linie bei vorgenannter Matrix dient.
5. 5) Eine elektromagnetische Schaltvorrichtung gemäß Anspruch 1,

   dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Reihe von in Kunstharz gebetteten elektrisch leitenden Magnetstreifen aufweist, welche im wesentlichen parallel zu einer Koordinatenachse angeordnet sind; einem Magnetkernpaar, welches an jedem Kreuzungspunkt des Koordinatensystems senkrecht zu den in Längsrichtung verlaufenden elektrisch leitenden Magnetstreifen montiert ist; zwischen einem jeden Paar der vorgenannten Magnetjoche ein Schutzgaskontakt φ

   (Zungenschalter) im wesentlichen parallel zu der Längsrichtung der vorgenannten elektrisch leitenden Magnetstreifen angeordnet ist; eine Anschlußklemme des vorgenannten Schutzgaskontaktes (Zungenschalters) über eins der vorgenannten Magnetjoche mit einem der bereits erwähnten elektrisch leitenden Magnetstreifen elektrisch und magnetisch verbunden ist, mit der anderen

   - A 4 -909828/08 34

   21 163

   25.H.1967 bh.bi

   -AI-

   Anschlußklemme aber über das andere Joch der vorerwähnten Magnetjoche mit dem Magnetstreifen magnetisch verbunden ist; daß zwischen dem Luftspalt der bereits erwähnten Schutzgaskontakte (Zungenschalter) und einem Satz der bereits genannten elektrisch leitenden Magnetstreifeji eine magnetische Nebenschlußvorrichtung - und zwar senkrecht zur Längsrichtung der Magnetstreifen - angeordnet ist; daß an den jeweiligen Kreuzungspunkten eine erste Erregerwicklung in Längsrichtung der Magnetstreifen um den in Kunstharz eingebetteten Satz von elektrisch leitenden Magnetstreifen gewickelt ist; daß eine zweite Erregerwicklung um mehrere Einheiten der in Kunstharz eingebetteten elektrisch leitenden Magnetstreifen gewickelt ist, und zwar in einer Richtung, die quer zu deren Längsrichtung liegt.
6. 6) Eine elektromagnetische Schaltvorrichtung gemäß Anspruch 5;

   dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Sätze von elektrisch leitenden Magnetstreifen zusammen in Kunstharz eingebettet sind.

   - Ende -

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   Leerseite