DE2146939A1 - Coordinate selector switch - Google Patents
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Description
Dipl.-lng. G. Schliebs 61 Darmstadt Ludwig-Büchner-Straße 14 Dipl.-Ing. G. Schliebs 61 Darmstadt Ludwig-Büchner-Strasse 14
Patentanwalt ' Telefon (06151) 62928Patent attorney 'phone (06151) 62928
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Patentanmeldung'Patent application '
Anmelder: Pierre Lucas, ISSY-Ies-MOULINEAUX, Auguste Saut el, BOrINEUIL-sur-MARNE, Jacques Chauvin, YEREIERES-Ie-BUISSON, Daniel Serezac, BRETIGNY-sur-ORGE, Jack Gibert, CRETEIL (Frankreich)Applicant: Pierre Lucas, ISSY-Ies-MOULINEAUX, Auguste Saut el, BOrINEUIL-sur-MARNE, Jacques Chauvin, YEREIERES-Ie-BUISSON, Daniel Serezac, BRETIGNY-sur-ORGE, Jack Gibert, CRETEIL (France)
Die Erfindung bezieht sich auf einen Koordinatenwähl- oder Kreuzschienenschalter mit magnetisch betätigten Kreuzpunktkontakten, bei denen Quecksilber zum Einsatz kommt. Aus der deutschen Offenlegungsschrift 19 37 785 &st ein Koordinatenwählschalter bekannt mit Kreuzpunktkontakten, an denen Quecksilbertropfen in Aussparungen beweglicher Kolben gefangen sind, die durch eine mechanische Steuervorrichtung bewegt werden, und zwar zwischen einer Ruhestellung, in welcher die Quecksilbertropfen mit einer Schiene der matrizenartigen orthogonalen Kontaktschienenanordnung in Kontakt sind, und einer Arbeitsstellung, in welcher die Quecksilbertropfen mit zwei sich kreuzenden Kontaktschienen des Schalters in Kontakt sind. Derartige Kreuzschienenschalter oder Koordinatenwählschalter arbeiten zufriedenstellend, aber es müssen Maßnahmen ergriffen werden, um die Oxidation und den Verlust von Quecksilber zu vermeiden. Hierzu gehört, daß die Kolben und die diese aufnehmenden Bohrungen mit hoher Präzision bearbeitet werden müssen, was zu relativ hohen Gestehungskosten für einen derartigen Koordinatenwählschalter J führt. The invention relates to a coordinate selector or crossbar switch with magnetically operated cross point contacts in which mercury is used. From the German Offenlegungsschrift 19 37 785 & st a coordinate selector switch is known with cross-point contacts on which drops of mercury are caught in recesses in movable pistons that are moved by a mechanical control device, namely between a rest position in which the drops of mercury with a rail of the matrix-like orthogonal contact rail arrangement in Contact are, and a working position in which the mercury drops are in contact with two crossing contact rails of the switch. Such crossbar switches or coordinate selector switches work satisfactorily, but measures must be taken to avoid the oxidation and loss of mercury. This includes that the pistons and the bores receiving them must be machined with high precision, which leads to relatively high production costs for a coordinate selector switch J of this type .
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PatentanwaltPatent attorney
Die Erfindung setzt sich demgegenüber einen Koordinatenwählschalter zum Ziel, bei dem keine Oxidation und Icein Verlust von Quecksilber auftreten kann und doch die Vorteile der Quecksilberschalter, wie sicheres Schalten und hohes »Schaltverhältnis, gewährleistet sind. Auch soll die erforderliche Bearbeitungsgenauigkeit der Einzelteile des Schalters nicht extrem hoch sein.The invention uses a coordinate selector switch aim at which no oxidation and icein loss of mercury can occur and yet take advantage of the Mercury switches, such as safe switching and high »switching ratio, are guaranteed. Also seeks the required Machining accuracy of the individual parts of the switch cannot be extremely high.
Hierzu geht die Erfindung aus von einem Koordinatenwählschalter mit zwei Vielfachen metallischer Kontaktschienen, wobei beide Vielfache aus in äquidistanten Ebenen angeordneten Reihen von Kontaktschienen bestehen, die Ebenen des ersten Vielfachs zwischen die Ebenen des zv/eiten Vielfachs eingeschoben sind und die Kontaktschienen des ersten Vielfache untereinander parallel und quer zu den untereinander parallelen Kontaktschienen des zweiten Vielfachs verlaufen. Der Koordinatenwählschalter ist ferner versehen mit einem die Kontaktschienenvielfache aufnehmenden Schalterkörper aus Kunststoff, dessen Stirnseiten parallel zu den Kontaktschienenebenen verlaufen, weiterhin mit zylindrischen Bohrungen, die an den Kreuzpunkten der Kontaktschienen diese selbst und den Schalterkörper durchsetzen und Schaltkolben aufnehmen, welche Kontaktringe aufweisen, ferner mit Abschlüssen, welche die Bohrungen dicht abschließen und schließlich mit zwei Reihen verschieblicher Steuerschienen, von denen die eine Reihe auf der einen Stirnseite und die andere Reihe quer dazu auf der anderen Stirnseite des Schaltkörpers angeordnet ist. Erfindungsgemäß bestehen die Schaltkolben aus magnetischem Werkstoff, die äußere Ringfläche der Kontaktringe und die Schnittflächen der Kontaktschienen in den Bohrungen sind mit Quecksilber benetzt, die die Schaltkolben aufnehmenden Bohrungen sind mit Schutzgas gefüllt, und in den Steuerschienen sind im Abstand der Kreuzpunkte Magnete untergebracht. For this purpose, the invention is based on a coordinate selector switch with two multiples of metallic contact rails, both multiples consisting of rows of contact rails arranged in equidistant planes, the planes of the first multiple being inserted between the planes of the second multiple and the contact rails of the first multiple being parallel to one another and run transversely to the mutually parallel contact rails of the second multiple. The coordinate selector switch is also provided with a switch body made of plastic that accommodates the contact bar multiples, the end faces of which run parallel to the contact bar planes, further with cylindrical bores that penetrate the contact bars themselves and the switch body at the intersections of the contact bars and accommodate switching pistons which have contact rings, and also with closures which seal the bores tightly and finally with two rows of displaceable control rails, of which one row is arranged on one end face and the other row is arranged transversely thereto on the other end face of the switch body. According to the invention, the switching pistons are made of magnetic material, the outer annular surface of the contact rings and the cut surfaces of the contact rails in the bores are wetted with mercury, the bores receiving the switching pistons are filled with inert gas, and magnets are housed in the control rails at the distance between the crosspoints.
20981 A/0970
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BAD QRlGiNAC
PatentanwaltPatent attorney
Der die gekreuzt in Matrixform angeordneten Kontaktschienen enthaltende Schalterkörper, die Bohrungen an den Kreuzpunkten und die Schaltkolben bilden eine dicht abgeschlossene, unter Schutzgas stehende Einheit. Der Schalterkörper läßt sich zusammen mit den Kontaktschienen in vorteilhafter Wei- -se als Kunststoffumspritzteil herstellen. Die Steuerung der Schaltkolben erfolgt nicht mehr mechanisch, sondern magnetisch, und die Schaltkolben selbst bestehen aus magnetischem Werkstoff. Anstatt Ouecksilbertropfen zur Kontaktbildung zwischen zwei Kontaktschienen einzusetzen, erfolgt der Kontakt zwischen den mit Quecksilber benetzten metallischen Teilen der Schaltkolben und den ebenfalls mit Quecksilber benetzten Teilen der Kontaktschienen, wo diese durch die Bohrungen geschnitten werden, in welchen die Schaltkolben laufen. Obwohl das Quecksilber keine Tropfen bildet, ist es für die Arbeitsweise des Koordinatenwählschalters unerläßlich, denn die Erfahrung hat gezeigt, daß der Kontakt zwischen einem Schaltkolben, der durch Isolierzonen getrennte Metallzonen besitzt, und einer 73ohrung, die als Zylinder für diesen Kolben dient und ebenfalls durch Isolierabschnitte getrennte Hetallabschnitre besitzt, nicht ausreichend ist, um einen guten Stromübergang zwischen den Metallteilen des Kolbens und der Bohrung sicherzustellen, wenn die an diesem Übergang beteiligten Metallteile nicht mit Quecksilber benetzt sind.The contact bars arranged crossed in a matrix form containing switch bodies, the bores at the cross points and the switching piston form a tightly sealed, unit under inert gas. The switch body can be combined with the contact rails in an advantageous manner -se as a plastic overmolded part. Controlling the Switching piston is no longer mechanical, but magnetic, and the switching piston itself consists of magnetic Material. Instead of mercury drops to form contact between If two contact bars are used, contact is made between the metallic parts wetted with mercury the switching piston and the parts of the contact rails also wetted with mercury, where they cut through the bores in which the switching pistons run. Although the mercury does not form droplets, it is essential to the way it works of the coordinate selector switch is essential, because experience has shown that the contact between a switching piston, which has metal zones separated by insulating zones, and a tube that serves as a cylinder for this piston and also metal sections separated by insulating sections is not sufficient to ensure good current transfer between the metal parts of the piston and the Ensure drilling if the metal parts involved in this transition are not wetted with mercury.
Gemäß v/eiterer Erfindung besitzt der Koordinatenwählschalter Schaltkolben mit einem Kern aus magnetischem Werkstoff, der eine elektrisch isolierende Hülle trägt und auf dieser metallische Kontaktringe in einem der Staffelung der Kontaktschienenebenen angepaßten Abstand. Hierdurch ergibt sich ein einfach aufgebauter Schaltkolben, der sich gut für eine Massenfertigung als Kunststoffumspritzteil eignet.According to a further invention, the coordinate selector switch has switching pistons with a core made of magnetic material, the carries an electrically insulating sheath and on this metallic contact rings at a spacing adapted to the staggering of the contact rail planes. This results in a simply constructed switching piston, which is well suited for mass production as a plastic overmolded part.
2098U/0970 QRiQfNAL2098U / 0970 QRiQfNAL
2H69392H6939
PatentanwaltPatent attorney
Gemäß weiterer Erfindung bestehen die Abschlüsse, welche die Bohrungen abschließen, aus zwei an den beiden Stirnseiten des Schalterkörpers befestigten Stirnplatten, welche an ihren Außenflächen Reihen von'Nuten besitzen, in denen die Steuerschienen laufen. Hierdurch.ergibt sich ein einfacher und hermetisch dichter Abschluß der mit Schutzgas gefüllten Kreuzpunkte, welcher gleichseitig die Führungsfunktion für die Steuer schienen übernimmt-, was zu einem besonders kompakten Aufbau des Koordinatenwählschalters führt.According to a further invention, the terminations which close the bores consist of two on the two end faces of the switch body attached end plates, which have rows of'Nuten on their outer surfaces in which the Control rails run. This results in a simple and hermetically tight seal for those filled with protective gas Crosspoints, which at the same time takes on the guiding function for the control rails - which makes it a particularly compact one Structure of the coordinate selector switch leads.
V/eitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnung. In dieser zeigen:Further details and advantages of the invention result from the following description based on the drawing. In this show:
Fig. 1 den Koordinatenwählschalter in Explosionsdarstellung; 1 shows the coordinate selector switch in an exploded view;
Fig. 2 ausschnittsweise den Koordinatenwählschalter im ^ Querschnitt durch die Achse eines Kolbens und zwar in Fig. 2 in Ruhestellung des Kolbens und in Fig. Ύ) in Arbeitsstellung des Kolbens;FIG. 2 shows the detail of the Koordinatenwählschalter ^ cross section through the axis of a piston and that in Figure 2 is in the rest position of the piston and in Fig Ύ) in the working position of the piston..;
Fig. 4 in Explosionsdarstellung und in größerem Haßstab ψ die Elektromagneten des Koordinatenwühlschalters;4 in an exploded view and in a larger hatred ψ the electromagnets of the coordinate dial switch;
Fig. $a Schnitte durch die Achse eines Kolbens zur Er-Fig. A Sections through the axis of a piston to
"öi s Sc"öi s Sc
^ klärung der Funktion des Schalters.^ clarification of the function of the switch.
und 6a
bis 6gand 6a
up to 6g
Der Koordinatenwählschalter (Fig, 1) besitzt einen Schalterkörper 1 aus elektrisch isolierendem Kunststoff. Im Schalterkörper sind zwei Vielfache von Metallstreifen oder Kontaktschienen 2 und 3 angeordnet. Jedes Vielfache besteht aus in äquidistanten Ebenen angeordneten Reihen vonThe coordinate selector switch (Fig, 1) has a switch body 1 made of electrically insulating plastic. In the switch body two multiples of metal strips or contact rails 2 and 3 are arranged. Every multiple consists from rows of
20981 4/0970 BAD20981 4/0970 BATH
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IfIf
Kontaktschienen. Alle Kontaktschienen eines Vielfachs verlaufen quer zu allen Kontaktschienen des anderen Vielfachs, und die einzelnen Reihen sind ineinander verschränkt angeordnet. Alle Kontaktschienen eines Vielfachs sind zueinander parallel. Die Kontaktschienen sind in Fig. 1 als waagrecht verlaufend dargestellt, und der Schalterkörper 1 und die Kontaktschienen selbst sind mit einem rasterförmigen Vielfach von senkrechten Bohrungen 4 mit Kreuzpunktachsen 3 angebracht, welche KancJLe zur Aufnahme längsverschieblicher Schaltkolben 6 bilden.Contact bars. All contact rails of a multiple run transversely to all contact rails of the other multiple, and the individual rows are interlaced with one another. All contact bars of a multiple are parallel to each other. The contact rails are shown in Fig. 1 as running horizontally, and the switch body 1 and the contact rails themselves are attached with a grid-shaped multiple of vertical bores 4 with intersection axes 3 , which form KancJLe for receiving longitudinally displaceable switching piston 6.
Ein Schaltkolben 6 besteht aus einem Kern 7 in Form einer Rundstange aus magnetischem Werkstoff, welche mit einer Isolierhülle S bekleidet ist, auf v/elcher konzentrische Kontaktringe 9 befestigt sind, die aus dem gleichen Werkstoff v/ie die Kreuzschienen 2 und 3 bestehen. Die Kontaktringe sind also gegenüber dem Kern 7 elektrisch isoliert. Der Kolben läßt sich als Kunststoffumspritzteil herstellen.A switching piston 6 consists of a core 7 in the form of a Round rod made of magnetic material, which is covered with an insulating sleeve S, on v / elcher concentric contact rings 9, which are made of the same material as the cross bars 2 and 3 are made. The contact rings are thus electrically isolated from the core 7. The piston can be manufactured as a plastic injection-molded part.
Stirnplatten 10 und 11 sind, beispielsweise durch Klebung, an der oberen und der unteren Stirnfläche des Schalterkörpers 1 angebracht. Die Stirnplatten besitzen an ihrer Außenseite parallele Nutenreihen 12 und 13» die quer zueinander verlaufen und in der Verlängerung der Kontaktschienen angeordnet sind. Die Stirnplatten 10 und 11 gewährleisten ein sicheres Abschließen des Schalterkörpers und damit aller Kreuzpunktkontakte. Die Stirnplatten werden angebracht, nachdem die Schaltkolben 6 unter Schutzgasatmosphäre in die Bohrungen 4 eingebracht worden sind. End plates 10 and 11 are attached to the upper and lower end faces of the switch body 1, for example by gluing. On their outside, the end plates have parallel rows of grooves 12 and 13 'which run transversely to one another and are arranged in the extension of the contact rails. The end plates 10 and 11 ensure a secure closure of the switch body and thus all cross-point contacts. The end plates are attached after the switching pistons 6 have been introduced into the bores 4 under a protective gas atmosphere.
In den Nuten 12 und 13 laufen Steuerschienen 14 und 15 aus Isolierwerkstoff· In den Steuerschienen sind Magnete 16 bzw. 16' angeordnet, und zwar in gleicher Anzahl und in gleichem Abstand wie die Kontaktschienen im Schalterkörper. AlleControl rails 14 and 15 made of insulating material run in the grooves 12 and 13. 16 'arranged in the same number and at the same distance as the contact rails in the switch body. All
209814/0970 SAD209814/0970 SAD
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Magnete sind·in gleicher Richtung gepolt, und das magnetische Feld verläuft jeweils senkrecht zur Achse der zugehörigen Schaltkolben. Magnets are · polarized in the same direction, and the magnetic one Field runs perpendicular to the axis of the associated switching piston.
In rechteckigen Durchbrüchen 18 des Schalterkörpers 1 sind gebogene Blattfedern 17 untergebracht, deren eines Ende 19 über den Durchbruch hinausragt und jeweils in ein Fenster am Ende jeder Steuerschiene eingreift. Die Steuerschienen werden durch Elektromagnete 21 und 22 betätigt, deren Tauchkerne 23 an die Steuerschienen 14· und 15 angekuppelt sind. Die Außenflächen der Schaltringe 9 und die Schnittflächen der P Bohrungen in den Kreuz schienen 2 und 3 (Fipr. 2 und 3) sind mit einer Quecksilber schicht 24· bedeckt, die wesentlich für das Arbeiten des Schalters ist. Die Elektromagnete 21 bzw. 22 (Fig. 4) sind von jeweils zwei Leisten 25 und 26 gehalten, die halbkreisförmige Aussparungen 27 und 28 aufweisen und durch Schrauben 29 an den Stirnplatten 10 bzw. 11 befestigt sind. Eine Abdeckleiste 30 ist durch Schrauben 31 und 32 an den Leisten 25 und 26 befestigt.In rectangular openings 18 of the switch body 1 curved leaf springs 17 are housed, one end 19 protrudes beyond the opening and engages in a window at the end of each control rail. The control rails are actuated by electromagnets 21 and 22, the plunger cores 23 of which are coupled to the control rails 14 and 15. The outer surfaces of the switching rings 9 and the cut surfaces of the P holes in the cross rails 2 and 3 (Fipr. 2 and 3) are with a mercury layer 24 · covered, which is essential for the work of the switch. The electromagnets 21 resp. 22 (Fig. 4) are held by two strips 25 and 26 each, which have semicircular recesses 27 and 28 and are fastened by screws 29 to the end plates 10 and 11, respectively. A cover strip 30 is attached by screws 31 and 32 the strips 25 and 26 attached.
Die Funktion des Koordinatenwählschalters läßt sich anhand der Fig. 5a bis 5c und 6a bis 6g erklären. In Fig. 5a zieht der Magnet 16 der Steuerschiene 14- den Schaltkolben 6 nicht | an, und dieser verbleibt in seiner Ruhestellung, in der er durch den Magneten 16* der Steuerschiene 15 gehalten wird. In Fig. 5b zieht der Magnet 16 den Kolben 6 an. In Fig. 5c zieht der Magnet 16 den Kolben 6 nicht an, der vom Magneten 16' festgehalten wird.The function of the coordinate selector switch can be explained with reference to FIGS. 5a to 5c and 6a to 6g. In Fig. 5a pulls the magnet 16 of the control rail 14- not the switching piston 6 | on, and this remains in its rest position in which it is held by the magnet 16 * of the control rail 15. In FIG. 5b, the magnet 16 attracts the piston 6. In Fig. 5c the magnet 16 does not attract the piston 6, which is held by the magnet 16 '.
In Fig. 6a bis 6g sind die aufeinanderfolgenden Phasen des Verbindungsaufbaus, der Verbindung und der Trennung der Verbindung durch einen Schaltkolben gezeigt. Zur deutlicheren Darstellung wird vorausgesetzt, daß die beiden Steuerschienen 14- und 15t welche sich auf diesen Schaltkolben beziehen,6a to 6g are the successive phases of connection establishment, connection and disconnection shown by a switching piston. For a clearer illustration it is assumed that the two control rails 14- and 15t which refer to this piston,
2098U/0970 BAD* i2098U / 0970 BATHROOM * i
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in der gleichen senkrechten Ebene liefen.ran in the same vertical plane.
Fip:. 6a: der Kolben ist in Ruhestellung, es ist keine Verbindung vorhanden.Fip: 6a: the piston is in the rest position, there is no connection available.
FiC· Sb: Die Steuerschiene 15 ist nach links gezogen, der Kolben bleibt in Ruhestellung (und das gleiche gilt für alle -Kolben, die unter Steuerung der Steuerschiene 15 stehen). Fig. Sc: Die Steuerschiene 14 ist nach links gezogen, der Magnet 16 sieht den Kolben 6 an; dieses Anziehen erfolgt beim Übergang des Magneten in die Stellung in Fig. 5b. Die Verbindung ist hergestellt, aber alle anderen Kolben unter der Steuexmng der Steuerschiene 14 wurden nicht angezogen. Fig. 6d: Die Steuerschiene 15 ist zurückgelaufen, der Kolben bleibt in Arbeitsstellung (Fall in Fig. 5c). Fig. 6e: Die Steuerschiene 14 ist zurückgelaufen, der Kolben bleibt in Arbeitsstellung (Fall von Fig. 5a)· Fig. Gf: Die Steuerschiene 15 ist nach links gezogen, der Kolben gelangt in Ruhestellung zurück,, was die Trennung der Verbindung bewirkt.FiC · Sb: The control rail 15 is pulled to the left, the piston remains in the rest position (and the same applies to all pistons which are under the control of the control rail 15). Fig. Sc: The control rail 14 is pulled to the left, the magnet 16 looks at the piston 6; this attraction takes place when the magnet moves into the position in FIG. 5b. The connection is established, but all other pistons under the control of the control rail 14 have not been tightened. Fig. 6d: The control rail 15 has run back, the piston remains in the working position (case in Fig. 5c). Fig. 6e: The control rail 14 has run back, the piston remains in the working position (case of Fig. 5a). Fig. Gf : The control rail 15 is pulled to the left, the piston returns to the rest position, which causes the connection to be separated.
Fig. 6g: Die Steuerschiene 15 ist zurückgelaufen, der Schaltkolben verbleibt in Ruhestellung.Fig. 6g: The control rail 15 has run back, the switching piston remains in rest position.
20981 4/097020981 4/0970
Claims (3)
BAD ORIQINAt20981 U / 0970
BAD ORIQINAt
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FR7034389 | 1970-09-23 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
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