DE2336638B1 - Koordinatenschalter - Google Patents

Description

• Als besonders vorteilhaft erweist sich bei dem erfindungsgemäßen Koordinatenschalter, daß jedes Kontaktelement nur in einer einzigen Richtung bewegt werden muß. Dadurch können Reibungsverluste vermieden werden, wie sie bei Koordinatenschaltern mit einem festen und einem in zwei verschiedenen Richtungen auszulenkenden Kontaktelement immer bei Auslenkung desselben in der zweiten Richtung zwischen Kontaktelement und der dasselbe in erster Richtung auslenkenden Schaltschiene entstehen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß der in Kontaktgabestellung zwischen den Kontaktstellen der jeweiligen Kontaktelemente entstehende Kontaktdruck lediglich durch die Summe der Rückzugkräfte aller mit dem entsprechenden Schaltglied in Wirkverbindung befindlichen Kontaktelemente gebildet wird und über diese Schaltglieder auf das von demselben in Kontaktgabestellung ausgelenkte Kontaktelement übertragen wird. Die durch eine Vorspannung jedes Kontaktelementes erreichte Rückzugkraft muß dabei nur so groß sein, daß das Kontaktelement nach Aufhebung der Kontaktgabestellung sicher in seine Ruhelage zurückkehrt. Dadurch kann eine bei bekannten Koordinatenschaltern für jedes Schaltglied und/oder Koppelglied vorhandene spezielle Rückzugfeder weggelassen werden, was wiederum eine Verkleinerung des magnetischen Kreises zuläßt.
• An Hand der Zeichnungen werden nachfolgend Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Dabei zeigt F i g. 1 eine Kreuzungsstelle in einem Schalterblock mit den zugehörigen Schalt- und Koppelgliedern sowie mit den beiden Kontaktelementen, F i g. 2 ein erstes Beispiel von Kontaktelementen und F i g. 3 ein weiteres Beispiel von Kontaktelementen.
• Ein quaderförmiger Schalterblock 1 aus elektrisch isolierendem Material weist eine der Anzahl Kontaktgabestellen entsprechende Zahl von rasterartig angeordneten Öffnungen 10 auf, deren Achsen parallel zu den durch die Schmalseiten des Schalterblockes 1 gebildeten Kanten verlaufen. Auf der einen, senkrecht zu den Schmalseiten des Schalterblockes 1 verlaufenden Fläche sind eine erste Gruppe von zueinander parallelen Nuten 11 und eine zweite Gruppe von zueinander parallelen, die erste Gruppe Nuten 11 über den Öffnungen 10 rechtwinklig kreuzenden Nuten 12 vorhanden.
• In jeder Nut 11 ist ein Schaltglied 2 und in jeder Nut 12 ein Koppelglied 3 längsverschiebbar gelagert und durch die Seitenwände der Nuten 11, 12 seitlich geführt.
• Die Nuten weisen eine gegenüber den Nuten 12 unterschiedliche Tiefe auf, so daß die Schaltglieder 2 eine erste Ebene und die Koppelglieder 3 eine zur ersten Ebene parallele zweite Ebene bilden. Auf der anderen, senkrecht zu den Schmalseiten und parallel zu der mit Nuten 11, 12 versehenen Fläche des Schaltblockes 1 sind Nuten 13 vorhanden, die zu den Nuten 11 bzw. den Nuten 12 parallel verlaufen und sich über den Öffnungen 10 rechtwinklig kreuzen. Jede Nut 13 nimmt mit den von ihr berührten Öffnungen 10 eine zu einem Kontaktkamm 14 zusammengefaßte, der Anzahl Öffnungen 10 entsprechende Zahl von Kontaktelementen 5 auf, so daß in jede Öffnung 10 je ein freies Ende 6 eines Kontaktelementes 5 von zwei sich in der Öffnung 10 kreuzenden Kontaktkämmen 14 ragt. Jede Nut 13 ist so bemessen, daß der in dieselbe eingesetzte Rücken des Kontaktkammes 14 zwischen den Seitenwänden der Nut 13 festgehalten ist.
• In Fig.2 sind zwei aus federndem Flachband, beispielsweise Neusilber, Federbronze, bestehende Kontaktkämme 14 dargestellt. Diese Ausführungsart hat den Vorteil, daß der Kontaktkamm 14 in einem Arbeitsgang aus Flachband gestanzt werden kann.
• In F i g. 3 sind zwei aus federnden Drahtstücken, beispielsweise vergoldeter Berilliumbronze oder rostfreier Stahldraht mit Edelmetallkontaktstellen, bestehende Kontaktkämme 14 dargestellt. Bei dieser Ausführungsart besteht der Rücken des Kontaktkammes 14 ebenfalls aus Draht oder aus Flachband. Die Kontaktelemente 5 sind auf dem Rücken des Kontaktkammes 14 angelötet oder angeschweißt.
• Da sich bei Kontaktkämmen 14 aus Flachband die einzelnen Kontaktelemente 5 lediglich senkrecht zum Rücken des Kontaktkammes 14 auslenken lassen, sind die von den Schaltgliedern 2 zu betätigenden Kontaktkämme 14 in den parallel zu den Koppelgliedern 3 verlaufenden Nuten 13 und die von den Koppelgliedern 3 zu betätigenden Kontaktkämme 14 in den zu den Schaltgliedern 2 parallelverlaufenden Nuten 13 angeordnet. In diesem Falle bestehen die Schaltglieder 2 und die Koppelglieder 3 aus elektrisch isolierendem Material, beispielsweise aus glasfaserverstärktem Epoxydharz.
• Im Gegensatz dazu lassen sich Kontaktelemente 5 aus federndem Draht bezüglich des Rückens des Kontaktkammes 14 in beliebiger Richtung auslenken. Solche Kontaktkämme 14 können deshalb auch in der Weise im Schalterblock 1 eingesetzt sein, daß die einen Kontaktkämme 14 parallel zu den sie betätigenden Schaltgliedern 2 und die anderen Kontaktkämme 14 parallel zu den sie betätigenden Koppelgliedern 3 verlaufend in den entsprechenden Nuten 13 angeordnet sind. In diesem Falle können die Schaltglieder 2 und die Koppelglieder 3 auch aus Metall bestehen.
• Kontaktkämme 14 aus federndem Draht haben den Vorteil, daß sie infolge kleinerer Abmessungen gegenüber den aus Flachband bestehenden Kontaktkämmen 14 geringere Kapazitäten zwischen den Kontaktelementen 5 aufweisen.
• Die Schaltglieder 2 und die Koppelglieder 3 enthalten an jeder Kreuzungsstelle 4 eine Ausnehmung 9, durch die die jeweiligen Kontaktelemente 5 mit ihren freien Enden 6 hindurchragen. Diese Ausnehmungen 9 sind bei den Schaltgliedern 2 im wesentlichen rechteckförmige Ausschnitte, wobei das vom Schaltglied 2 zu betätigende Kontaktelement 5 auf der angenähert senkrecht zur Bewegungsrichtung der Schaltglieder 2 verlaufenden Kante dieses Ausschnittes aufliegt Dieser Ausschnitt ist derartig bemessen, daß das beim Betätigen des Schaltgliedes 2 von demselben ausgelenkte Kontaktelement 5 in den Wirkungsbereich des vom Koppelglied 3 auszulenkenden Kontaktelementes 5 gebracht und das letztgenannte Kontaktelement 5 bei seiner Auslenkung durch das Koppelglied 3 nicht durch diesen Ausschnitt behindert wird. Jedes im Wirkungsbereich eines Schaltgliedes 2 befindliche Kontaktelement 5, das nicht in Kontaktgabestellung ist, liegt auf Grund der demselben erteilten Vorspannung an der entsprechenden Auflagestelle (9a) der Ausnehmung 9 des jeweiligen Schaltgliedes 2 auf und drückt dasselbe in Richtung Ruhelage. Die Ausnehmungen 9 der Schaltglieder 2 sind ferner so bemessen, daß der der genannten Auflagestelle (9a) gegenüberliegende und senkrecht zur Bewegungsrichtung des Schaltgliedes 2 verlaufende Rand (9b) der Ausnehmung 9 das in Kontaktgabestellung befindliche, schaltgliedbetätigte Kontaktelement 5 mit seiner Kontaktstelle 7 gegen die Kontaktstelle 7 des anderen in Kontaktgabestellung befindlichen, koppelgliedbetätigten Kontaktelementes 5 derselben Kreuzungsstelle 4 drückt.
• Die in den Koppelgliedern 3 vorhandenen Ausnehmungen 9 sind entweder senkrecht zur Bewegungsrichtung der Koppelglieder 3 verlaufende, rechteckförmige Einschnitte, durch die die zu betätigenden Kontaktelemente 5 ragen, oder rechteckförmige Ausschnitte, durch die die koppelbetätigten Kontaktelemente 5 und die schaltgliedbetätigten Kontaktelemente 5 hindurchragen. Die koppelgliedbetätigten Kontaktelemente 5 liegen in Ruhelage auf dem senkrecht zur Bewegungsrichtung des Koppelgliedes 3 verlaufenden Rand (9a) der Ausnehmung 9 auf und werden beim Verschieben des Koppelgliedes 3 in den Wirkungsbereich des schaltgliedbetätigten Kontaktelementes 5 gebracht Die in Kontaktgabestellung befindlichen Kontaktelemente 5 werden von den Koppelgliedern 3 nicht berührt.
• Unabhängig davon, ob die Kontaktelemente 5 aus federndem Draht oder Flachband bestehen, ist das eine Kontaktelement 5 jeder Kreuzungsstelle 4 an seinem freien Ende 6 mit einer V-förmigen Kontaktstelle 7 ausgestattet Ist die V-förmige Kontaktstelle 7 an den schaltgliedbetatigten Kontaktelementen 5 vorhanden, so weisen die geöffneten Schenkel 8 der V-förmigen Kontaktstelle 7 in Richtung Ruhelage der Schaltglieder 2. Sind hingegen die koppelgliedbetätigten Kontaktelemente 5 mit einer V-förmigen Kontaktstelle 7 versehen, so weisen die geöffneten Schenkel 8 derselben in Richtung Arbeitslage der Schaltglieder 2.
• Das andere Kontaktelement 5 jeder Kreuzungsstelle 4 weist eine derartig ausgebildete Kontaktstelle 7 auf, daß diese in Kontaktgabestellung zwischen den Schenkeln 8 der V-förmigen Kontaktstelle 7 des einen Kontaktelementes 5 Platz findet und auf jedem Schenkel 8 an wenigstens einer Stelle aufliegt. Dies kann beispielsweise durch eine zylinderförmige Kontaktstelle 7 erreicht werden, deren Achse senkrecht zu der durch die Schenkel 8 gebildeten Ebene verläuft. Eine solche zylinderförmige Kontaktstelle 7 kann im Falle eines aus federndem Flachband hergestellten Kontaktkammes 14 beispielsweise aus einem auf dem freien Ende 6 des Kontaktelementes 5 angelöteten oder angeschweißten Stück Gold- oder Palladiumdraht bestehen oder direkt aus dem Flachband geformt sein. Im Falle eines aus federndem Draht bestehenden Kontaktelementes 5 ist das freie Ende 6 selbst eine zylindrische Kontaktstelle 7. Die Kontaktstellen 7 sind in jedem Fall, sofern sie nicht selbst aus einem üblichen Kontaktmaterial bestehen, mit einem solchen überzogen, beispielsweise vergoldet oder rhodiniert.
• Zur Aufhebung der Kontaktgabe zwischen den beiden Kontaktelementen 5 einer Kreuzungsstelle 4 wird das entsprechende Schaltglied 2 kurzzeitig in Arbeitsla- ge verschoben. Dadurch wird die zwischen den beiden Schenkeln 8 einer V-förmigen Kontaktstelle 7 gehaltene zylinderförmige Kontaktstelle 7 freigegeben, und die beiden Kontaktelemente 5 bewegen sich auf Grund ihrer eigenen Vorspannung in die Ruhelage zurück.
• An Stelle von Kontaktkämmen 14 können auch aus federndem Draht bestehende Kontaktelemente 5 einseitig in einem den Kreuzungsstellen 4 des Schalterblockes 1 entsprechenden Lochraster einer Leiterplatte eingesetzt und verlötet sein.
• Der Schalterblock 1 ist zum Schutz gegen Verunreinigung auf den von den Öffnungen 10 berührten Seitenflächen mit je einer Deckplatte versehen.
• Auf Grund der kleinen Kapazitäten zwischen den Kontaktelementen 5 und des Fehlens von induktiv wirkenden Schraubenfedern in den Stromdurchflossenen Teilen des Koordinatenschalters kann derselbe mit Vorteil auch zur Durchschaltung von höherfrequenten Strömen, beispielsweise Datenkanälen oder PCM-Kanälen, verwendet werden.
• Eine weitere Verkleinerung der zwischen den Kontaktelementen 5 vorhandenen Kapazitäten läßt sich dadurch erreichen, indem die schaltgliedbetätigten Kontaktelemente 5 von der einen Seite in die Öffnungen 10 eines entsprechend ausgebildeten Schalterblockes 1 und die koppelgliedbetätigten Kontaktelemente 5 von der entgegengesetzten Seite in die Öffnungen 10 dieses Schalterblockes 1 so weit hineinragen, daß eine Kontaktgabe zwischen den beiden gegeneinandergerichteten Kontaktelementen 5 an deren Kontaktstellen 7 ermöglicht wird. Selbstverständlich bewegen sich in diesem Falle die Schaltglieder 2 und die Koppelglieder 3 in zwei Ebenen, die zwischen den durch die Rücken der Kontaktkämme 14 gebildeten Ebenen liegen und parallel zu denselben verlaufen.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Koordinatenschalter mit zwei an jeder Kreuzungsstelle zwischen beweglichen Schaltgliedern und dieselben kreuzenden beweglichen Koppelgliedern zugeordneten federnden Kontaktelementen, bei dem an jeder Kreuzungsstelle das eine Kontaktelement lediglich vom zugehörigen Schaltglied und das andere Kontaktelement lediglich vom zugehörigen Koppelglied betätigt ist, und an jeder Kreuzungsstelle wenigstens die Schaltglieder eine Ausnehmung mit zwei in der jeweiligen Bewegungsrichtung des Schaltgliedes einander gegenüberliegenden Auflagestellen aufweisen, d a du r c h g e -kennzeichnet, daß bei den durch jeweils ein Schaltglied (2) betätigten Kontaktelementen (5), von denen sich wenigstens eines in Kontaktgabestellung befindet, sich jedes der übrigen Kontaktelemente (5) lediglich auf der einen Auflagestelle (9a) der einer Kreuzungstelle zugeordneten Ausnehmung (9) des Schaltgliedes (2) abstützt, um mit der Summe ihrer Federkräfte das Schaltglied (2) in Richtung Ruhelage zu bewegen, und daß sich die diesen einen Auflagestellen (9a) der Schaltglieder (2) gegenüberliegenden Auflagestellen (9b) auf den jeweils in Kontaktgabestellung befindlichen Kontaktelementen (5) abstützen, um dadurch einen Kontaktdruck zu erzeugen.
2. 2. Koordinatenschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich jedes von einem Koppelglied (3) betätigte und nicht in Kontaktgabestellung befindliche Kontaktelement (5) auf der einen Auflagestelle (9a) einer Ausnehmung (9) des zugeordneten Koppelgliedes (3) abstützt und lediglich dadurch dieses Koppelglied (3) in Richtung Ruhelage bewegt.

   Die vorliegende Erfindung betrifft einen Koordinatenschalter mit zwei an jeder Kreuzungsstelle zwischen beweglichen Schaltgliedern und dieselben kreuzenden beweglichen Koppelgliedern zugeordneten federnden Kontaktelementen, bei dem an jeder Kreuzungsstelle das eine Kontaktelement lediglich vom zugehörigen Schaltglied und das andere Kontaktelement lediglich vom zugehörigen Koppelglied betätigt ist, und an jeder Kreuzungsstelle wenigstens die Schaltglieder eine Ausnehmung mit zwei in der jeweiligen Bewegungsrichtung des Schaltgliedes einander gegenüberliegenden Auflagestellen aufweisen.

   Es sind Koordinatenschalter bekannt, die an jeder Kreuzungsstelle ein festes und ein bewegliches Kontaktelement aufweisen und bei denen die Schaltschienen mit Zug- oder Druckfedern gekoppelt sind, die bei nicht aktiviertem Elektromagnet die Schaltschienen ständig in deren Ruhelage halten. Die Kontaktgabe zwischen den Kontaktelementen einer Kreuzungsstelle erfolgt dabei in der Art, daß zunächst die entsprechende Schaltschiene mittels des Elektromagneten in die Arbeitslage gebracht wird und anschließend die Koppelschiene ein bewegliches Kontaktelement in den Bereich einer Ausnehmung der Schaltschiene führt und nach Abschalten des Elektromagneten durch Einwirken der Federkraft die Schaltschiene in ihre Ruhelage zurückgeführt wird. Das feste Kontaktelement, gegen das das bewegliche Kontaktelement dabei angedrückt wird, weist V-förmige Einschnitte auf, in die sich das bewegliche Kontaktteil einfügt, so daß in Richtung der Koppelschiene eine Arretierung des beweglichen Kontaktelementes gewährleistet ist. Die Koppelschiene kann also nach erfolgter Kontaktgabe in ihre Ruhelage zurückkehren und steht anschließend für die Betätigung weiterer ihr zugeordneter beweglicher Kontaktelemente zur Verfügung. Die Schaltschiene dagegen muß durch die Federkraft in ihrer Ruhelage gehalten bleiben, da sonst die Kontaktgabestellung der Kontaktelemente nicht aufrechterhalten werden kann. Da die den Schaltschienen zugeordneten Zug- oder Druckfedern sowohl das Verschieben der Schaltschienen als auch das Andrücken der Kontaktstellen aneinander bewirken müssen, ist, insbesondere im Hinblick auf den anzustrebenden großen Kontaktdruck, für eine ausreichend große Dimensionierung der Zug- oder Druckfeder zu sorgen.

   Da aber die entsprechenden Elektromagnete die Schaltschienen entgegen der Kraft dieser Zug- oder Druckfedern aus deren Ruhelage herausbewegen müssen, bedeutet dies, daß das Magnetsystem trotz Impulsbetrieb der Anordnung entsprechend groß ausgelegt sein muß.

   Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht nun darin, einen bezüglich der Anzahl verwendeter Konstruktionselemente und der fertigungstechnischen Belange optimal gestalteten Koordinatenschalter zu schaffen, bei dem die Schaltglieder und Koppelglieder nach erfolgter Kontaktschließung in ihre Ruhelage zurückkehren, ohne daß dadurch die Kontaktgabe zwischen den Kontaktelementen aufgehoben wird. Ebenso soll sich dieser Koordinatenschalter gegenüber bekannten Ausführungen durch wesentlich kleinere Abmessungen, kürzere Schaltzeiten und kleinere bewegte Massen auszeichnen.

   Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß bei den durch jeweils ein Schaltglied betätigten Kontaktelementen, von denen sich wenigstens eines in Kontaktgabestellung befindet, sich jedes der übrigen Kontaktelemente lediglich auf der einen Auflagestelle der einer Kreuzungsstelle zugeordneten Ausnehmung des Schaltgliedes abstützt um mit der Summe ihrer Federkräfte das Schaltglied in Richtung Ruhelage zu bewegen, und daß sich die diesen einen Auflagestellen der Schaltglieder gegenüberliegenden Auflagestellen auf den jeweils in Kontaktgabestellung befindlichen Kontaktelementen abstützen, um dadurch einen Kontaktdruck zu erzeugen.