DE26835C - Automatischer Umschalter hebst Stromlauf zur Verbindung mehrerer Fernsprechleitungen unter einander - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

unter einander.

i. Der Umschalter U hat den Zweck, eine gemeinsame Leitung L durch elektrische Einwirkung von der entfernten Endstelle A aus mit mehreren bei U zusammentreffenden Zweigleitungen I₁ /₂ 1% u· s. w. willkürlich zu verbinden und ebenso mehrere oder alle Zweigleitungen unter einander in Verbindung zu bringen. In der erstbezeichneten Verbindung (Z mit I₁ u. s. w.) kann die Stelle A (das Amt) die Leitung L in der gewöhnlichen Weise mit einer beliebigen anderen Leitung (z. B. L₁) verbinden.

Die Einrichtung kann ebenfalls zur Verbindung von Telegraphenleitungen in der angegebenen Weise benutzt werden.

-ο Β

-o C

, Der Umschalter U wird lediglich von der Hauptstelle A aus mittelst eines Stromes von bestimmter Richtung und Stärke eingestellt; die Zweigstellen können die Stellung des Umschalters nicht beeinflussen.

In der Ruhestellung des Umschalters mufs jede Zweigstelle die Hauptstelle A rufen können, ohne dafs gleichzeitig eine der anderen Zweigstellen gerufen wird; während irgend einer Verbindung einer oder mehrerer Zweigstellen müssen die nicht betheiligten Zweigstellen isolirt sein.

Endlich mufs die Hauptstelle A sich bei der nach jeder Verbindung vorzunehmenden Wiedereinstellung des Umschalters U auf die Ruhestellung von der richtigen Stellung des letzteren durch ein Rücksignal Ueberzeugung verschaffen können.

2. In der nachfolgenden Beschreibung des Umschalters ist der Einfachheit wegen ein Modell zu drei Zweigleitungen zu Grunde gelegt. , Zu -o D

der ganzen Umschaltevorrichtung gehören folgende Theile:

I. bei der Stelle U:

a) der eigentliche Umschalter mit Elektromagnet,

b) ein polarisirtes Relais,

c) drei gewöhnliche Relais (für jede Zweigleitung eins),

d) ein künstlicher Widerstand,

e) eine Batterie;
II. bei der Stelle A:

a) ein Zeichengeber,

b) eine Batterie,

c) ein Galvanoskop.

Zu Ia. Der Umschalter, Fig. 1 und 2, besteht aus einem um die Achse α drehbaren Cylinder u von isolirendem Material, an dessen einem Ende sich das Steigrad s (hier mit 32 Zähnen) befindet. In das Steigrad greifen die Triebfedern / und t_x ein, welche sich an dem . Ende des Ankerhebels h des Elektro-

magnetes ni befinden. Jede Anziehung des Ankers legt den Hebel gegen r und schiebt das Steigrad ί um einen halben Zahn vorwärts; nach dem Aufhören des. Stromes geht der Hebel vermöge der Einwirkung der Abreifsfeder ζ bis zum Ruhepunkt r_x zurück und schiebt das Steigrad wieder um einen halben Zahn vorwärts, so dafs jede einmalige Hin- und Herbewegung des Ankers die Verschiebung des Cylinders um die Breite eines Zahnes zur Folge hat.

In die Mantelfläche des Cylinders sind Metallstifte b_% b_b u. s. w. eingesetzt, welche unter einander in leitender Verbindung stehen. Diese Stifte sind so gestellt, dafs die zu einer bestimmten Stellung erforderlichen Stifte in einer mit der Achse des Cylinders parallelen Ebene liegen, andererseits jeder Stift immer nur mit ein und derselben Schleiffeder in Berührung tritt, deren im vorliegenden Falle acht (J₁ bis/₈) vorhanden sind. Die Federn sind von einander isolirt, an einem Ende auf einem Holzklotz k festgeschraubt und mit Klemmschrauben zum Anlegen von Leitungsdrähten versehen, die anderen, freien Enden der Federn schleifen mit schwachem Druck auf der Cylinderfläche.

Der Umschalter enthält 8 Stellungen, welche, da das Steigrad 3 2 Zähne hat, gleichmäfsig so vertheilt sind, dafs je von 4 zu 4 Zähnen eine Stellung erreicht wird. (Es ist selbstverständlich, dafs die Contactstifte für die Stellungen 1 bis 8 auch so angeordnet werden können, dafs nach je einer Stromgebung eine andere Stellung erreicht wird, und dafs ebenso die Zahl der Zähne willkürlich ist.) Die Verbindungen, welche die Contactfedern und Stifte unter einander herstellen, sind in nachstehendem Tableau angegeben, wobei ein · einen Contactstift bedeutet:

	A	A	/3	A	/5	/.	A	A	Verbunden mit ein ander sind:
Ruhestellung			•		•		•	•	/3, /5, /7 und /8.
4. Strom	•		•				β		/1. Λ, Λ und/T.
8. Strom	O								/Ί und/a.
12. Strom	•			•					Z1 und /4.
16. Strom	•					•			/1 und /6.
20. Strom	•		O		•				/1, /3 und /5.
24. Strom	β		β				•		/,,/3 und /T.
28. Strom	•				β		•		fu /5 und f7.
32. Strom	zurück in	die Ruhestellung.

Einem besonderen Zwecke dient die mit der Feder/j leitend verbundene Feder fa, Fig. 1 und 3. Diese Feder hat in dem Augenblick, in welchem der Umschalter (d. h. der Cylinder) wieder in die Ruhestellung geht, einen kurzen Strom in die mit der Feder/Ί verbundene Leitung zu senden. Am Ende des Cylinders und mit dem Steigrade s metallisch verbunden, befindet sich ein kleines Metallprisma p, welches, nach der Bewegungsrichtung des Steigrades bezeichnet, zwischen der zweiten Hälfte des 32. Zahnes und dem Anfange des 1. Zahnes so angebracht ist, dafs das abwärts gebogene Ende der Feder/« dieses Prisma bei der Bewegung des Steigrades vom 32. zum 1. Zahn vorübergehend berührt.

Diese Berührung darf erst eintreten, nachdem der 32. Strom aufgehört hat, und mufs aufhören, bevor die Ruhestellung erreicht wird. Das Steigrad ist, wie später in dem Stromlauf gezeigt werden wird, mit einer Batterie in Verbindung, welche mit einem Pol an Erde liegt.

Es sei nur noch bemerkt, dafs der Umschalter selbstverständlich in jeder anderen, bei schrittweise einzustellenden elektrischen Telegraphen gebräuchlichen Weise (durch Linien- und Localstrom, durch auf elektrischem Wege auszulösendes Uhrwerk u. s. w.) eingestellt werden kann, und dafs die Zahl der Zweigstellen willkürlich ist.

Der Umschalter kann bei einer der Zweig-

stellen oder an einer anderen, für die Verzweigung passenden Stelle aufgestellt werden.

Zu I b. Das polarisirte Relais bedarf keiner besonderen Beschreibung. Es dient, wie der Stromlauf zeigen wird, dazu, dem von der Stelle A zu gebenden Umschaltungsstrom einen Weg zur Erde zu geben, um die Einwirkung dieses Stromes auf die Zweigstellen zu verhindern. Es darf nur auf diesen Strom, der die doppelte Stärke des Betriebsstromes hat, ansprechen. Bei genügender Verschiedenheit beider Ströme kann auch ein gewöhnliches Relais angewendet werden.

Das Relais kann übrigens dadurch ersetzt werden, dafs der Elektromagnet des Umschalters U einen zweiten Anker erhält, dessen Hebel die betreffende Function übertragen wird.

Bedingung in beiden Fällen ist leichte Beweglichkeit des Ankers, um (aus später ersichtlichen Gründen) den gewünschten Erdschlufs möglichst schnell zu erzielen.

Zu I c. Drei gewöhnliche Relais bedürfen keiner Beschreibung. Bei wenigen Zweigleitungen, wie hier, genügt auch ein einziges Relais mit drei getrennten Umwindungen, da die Körper, Hebel und Arbeitscontacte der Relais mit einander durch Drähte verbunden werden und so für die Leitung des Stromes ein Ganzes bilden. Statt der Relais ■ kann auch ein anderer Uebertragungsapparat mit geringem Widerstand in die an der Feder f$ liegende Erdleitung eingeschaltet werden, wodurch der Stromlauf entsprechend geändert wird.

Zu I d. Der künstliche Widerstand dient dazu, eine permanente Nebenschliefsung von bestimmter Gröfse (etwa gleich dem Widerstände zweier Hauptleitungen und einer Zweigleitung) zu bilden.

Zu II a. Der Zeichengeber der Stelle A ist zweckmäfsig demjenigen der Br e"guet' sehen Zeigertelegraphen gleich: eine Kurbel, welche bei der Umdrehung so viele Stromimpulse giebt, als der Empfangsapparat Zähne hat (hier 32).

In der Stromlaufskizze wird der Zeichengeber durch eine Morse-Taste angedeutet werden.

Zu lic. Das Galvanoskop mufs im Stande sein, Ströme von kurzer Dauer anzuzeigen.

3. Der Stromlauf ist in Fig 4 bis 6 dargestellt. L ist die gemeinsame Leitung, an deren Ende zwei Batterien, die Betriebsbatterie Bb (Z an Leitung) und die Umschaltebatterie Bu von der doppelten Stärke (K an Leitung) liegen. Letztere Batterie bringt allein den Anker des polarisirten Relais R des Umschalters zur Anziehung.

Im Umschalter ist U der Elektromagnet des Umschalters, R das polarisirte Relais, welches so eingestellt ist, dafs nach dem Aufhören des Stromes der Hebel h stets zum Ruhecontact r zurückkehrt, R₁ R₂ R₃ sind die Relais der Zweigleitungen, deren Hebel h, Ruhecontacte r und Arbeitscontacte α mit einander verbunden sind. Die Relais bilden einseitige Uebertragungen in der Richtung I-L und treten lediglich bei einem Ruf von den Zweigleitungen in der Ruhestellung in Thätigkeit. W ist der künstliche Widerstand, fa und ι bis 8 sind die auf der Corrtactwalze U schleifenden Federn.

Vom Umschalter verzweigen sich die Leitungen I₁ bis /₃, welche mit den gewöhnlichen Fernsprechapparaten (auf Wecker im Ruhezustande) geschaltet sind. Die Zweigstellen erhalten aufser den bezeichneten Apparaten nur ein Galvanoskop, um im Fall der Isolation (bei Verbindung einer anderen Leitung) ersehen zu können, dafs die Leitung besetzt (stromlos) ist.

Von den Stromverbindungen mögen die folgenden erläutert werden:

Stellung 1. Ruhestellung (die gewöhnliche Stellung). Die Federn /₃ /₅ /₇ und /₈ sind mit einander verbunden, /₈ liegt an Erde.

B ruft A. Der Strom geht von K₁ durch I₁, jRu "n/n/i, E₃. Das Relais R₁ wird angezogen, der Strom von Ku geht über a_lt Zi₁, g, n, R, U, L nach A. U und R bleiben unbeweglich, einmal, weil der Strom nur die Hälfte der zur Bewegung erforderlichen Stärke hat, R überdies, wenn polarisirt, nur durch einen Strom entgegengesetzter Richtung angezogen wird.

Wohl geht ein Theil des von Ku ausgehenden Stromes über r₂, r₃ durch Z ZUf₁, welche an der Contactwalze isolirt ist, aber durch E₂ und W mit der Erde in Verbindung steht. Da aber W mehr als den doppelten Widerstandswerth von L hat, so behält der in L eintretende Strom genügende Stärke.

Die Zweigleitungen /₂ und I₃ empfangen keinen Strom.

Stellung 2. A will antworten und sendet vier Ströme K aus der Batterie Bu, um zunächst die Stellung 2, »Fragestellung«, einzunehmen. Diese Stellung, welche auf jeden Ruf zuerst zu nehmen ist, dient dazu, um festzustellen, von wem der Ruf ausgegangen ist. (Es würde dies zu vermeiden sein, wenn jede Zweigstelle ein besonderes Rufzeichen erhielte, indessen ist Gewicht darauf gelegt worden, dafs in dem gebräuchlichen Ruf von den Zweigstellen aus [einfacher Tastendruck] nichts geändert wird.)

Der Strom Bu geht zuerst durch L, U, R, n, g, A₁ h₂ A₃, T₁ r₂ r₃, z, E₂, W zur Erde, Rh legt sich an α und der Strom geht demnächst durch B₁ zur Erde; der Anker des Umschalters U wird angezogen, U macht einen halben Schritt, der nach dem Aufhören des Stromes vollendet wird.

Ist nach der vierten Stromgebung die Stellung 2 erreicht {fxfzfhfi sind unter einander verbunden), so nimmt A in der gewöhnlichen Weise den Fernsprecher zur Hand zu der Meldung »Hier Amt«, setzt aber hinzu »Wer da?«

I₁ antwortet in der gewöhnlichen Weise mittelst Fernsprechers und giebt zu erkennen, mit wem eine Verbindung gewünscht wird. (Bei diesem Gespräch sind nun allerdings Nebenschliefsungen über JV, I₂ und I₁ zur Erde, welche aber den Sprechverkehr durchaus nicht beeinträchtigen.)

Beiläufig können alle vier Stellen in dieser Stellung auch zusammen verkehren. Je nachdem B nun mit Theilnehmem einer anderen Hauptlinie (Z₁, Skizze) oder mit C oder D sprechen will, hat A den Umschalter demnächst einzustellen.

B will z. B. mit A selbst sprechen oder mit Z₁ verbunden sein. A stellt den Umschalter durch vier weitere Ströme auf

Stellung 3: ^nUtZ₁. Der erste dieser vier Ströme findet, da die Federn /i /₃ /₅ β mit einander verbunden waren, auch einen Weg in alle Zweigleitungen. Die Wirkung dieses Stromes auf die Wecker wird dadurch verhindert, dafs im polarisirten Relais R alsbald über n, h, a, E₁ ein directer Weg zur Erde gegeben wird, wobei die Voraussetzung die ist, dafs die Hebel der Weckerelektromagnete träger schwingen als der Ankerhebel von R; die Zweigstellen empfangen einen kurzen Strom, der aber die Klingel nicht in Bewegung setzt.

Die folgenden drei Ströme nehmen den unter 2. angegebenen Weg. Ist die Stellung 3 erreicht, so sind L und I₁ durch die Federn /] und f₂ bezw. die betreffenden Contactstifte mit einander verbunden. Der Strom von I₁ geht mit Umgehung des Relais R₁ über H₁, f₂, f_lt z, ^r\ ^ri r_s, Ji₁ A₂ h_%, g, n, £, U, L nach A bezw. in die dort anderweitig verbundene Leitung Z₁. Ueber E₂ ^V besteht zwar ein Nebenschlufs von grofsem Widerstände, der aber den Verkehr nicht stört. (Der Anker des Relais R wird aus zwei Gründen nicht angezogen: einmal ist die Stromrichtung nicht die entsprechende, zum anderen ist die Stromstärke ['/₃ der Umschaltebatterie B u] nicht genügend.) 4 und /₃ sind isolirt.

Stellung 4 und 5. Ging der Aufruf nicht von I₁, sondern von I₂ oder /₃ aus, so hatte A von Hause aus die betreffenden Stellungen einzunehmen. Die Stellen, an deren Contacten der Umschalter vorübergehen mufste, werden durch den Umschaltestrom aus dem unter 3. angegebenen Grunde nicht geweckt.

Stellung 6. B will C sprechen oder umgekehrt. A stellt, nachdem in Stellung 2 dieser Wunsch empfangen, auf »6«, wie angegeben. · Der Weckstrom von B geht durch I₁, R₁, O₁, /3; fs> °2> R$! h ^zu C. Nebenschliefsungen sind von f₃ nach J₁ und von da einmal über E₂ W zur Erde, aufserdem von f_x durch z, r_x r₂ r₃, Zi₁ h₂ h_z, g, n, R, U, L nach A; beide, gröfser im Widerstände als die kürzeren Zweigleitungen, stören den Verkehr in keiner Weise.

Abweichend von Stellung 3, 4 und 5 sind die Relais R₁ und R₂ beide eingeschaltet, lediglich aus dem Grunde, damit der von der Batterie .Sf₁ ausgehende bezw. bei C in diesem Falle ankommende Strom bei dem angenommenen geringen Widerstände der kurzen Zweigleitungen nicht erheblich stärker ausfalle, als in der gewöhnlichen Verbindung über A in eine andere, längere Leitung.

Die Relais sprechen in diesem Falle nicht an, da _der von der Batterie der Zweigstelle zu überwindende Widerstand mehr als doppelt so grofs ist als in der Ruhestellung.

Stellung 7 und 8. Diese Stellungen sind in gleicher Weise durch Stromgebung von A herzustellen.

Es bleibt noch die Ueberführung des Umschalters in die Ruhestellung zu erwähnen. Die Ruhestellung wird in jedem Falle selbstverständlich alsbald hergestellt, nachdem die betreffende Verbindung ihren Zweck erfüllt und A das betreffende Schlufszeichen auf dem angedeuteten Wege erhalten hatte. A. hat so viele Ströme zu geben, bis der Umschalter die begonnene einmalige Drehung vollendet hat.

Nach dem Aufhören des 32. Stromes kommt das Prisma p in kurze Berührung mit der Feder/«, und die mit dem Achsenlager des Cylinders bezw. mit p verbundene Batterie Ku sendet einen kurzen Strom über fafi zum Theil durch E₂ W zur Erde, zum gröfseren Theil aber über z, T₁ r₂ r_%, H₁ A₂ Zz₃, g, n, R, U; L zu A, woselbst die Galvanoskopnadel ausschlägt, und zwar entgegen dem durch den vorhergegangenen Umschaltestrom hervorgerufenen Ausschlage. Die Stelle A ist sicher, dafs der Umschalter wirklich in die Ruhelage zurückgegangen ist.

Claims (1)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Die Construction des durch Zeichnung und Beschreibung erläuterten Umschalters für den Fernsprechverkehr, der auf elektrischem Wege von einer entfernten Centralstelle eingestellt wird, eine Anzahl von feststehenden Schleiffedern enthält, welche mittelst einer an einem drehbaren Theil befindlichen Anzahl von Contacten in bestimmter Weise unter einander in Verbindung gebracht werden können und an dem sich aufserdem ein mit einer Batterie zu verbindendes Metall-

   stück/ befindet, welches während der Fortbewegung des Umschalters bei einer gewissen Stellung desselben die Schleiffeder fa vorübergehend berührt und dadurch ein Rücksignal zu der entfernten Centralstelle sendet. Eine Combination von Leitungsdrähten in Verbindung mit dem Umschalter (Anspruch ι.) und mehreren bekannten Apparaten zu einer Umschaltevorrichtung für Fernsprechleitungen,, welche dazu benutzt werden kann, mehrere am Umschalter zusammenlaufende und mit den Schleiffedern desselben verbundene Fernsprechleitungen in der Weise zum Verkehr unter einander zu verbinden, wie es durch Zeichnung und Beschreibung erläutert worden ist.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.