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Schnell wirkendes Prüf- und Durchschaltrelais in Fernmeldeanlagen
Die Erfindung bezieht sich auf Relais des bei Fernsprech-- und Telegraphenanlagen
benutzten Typs und betrifft insbesondere einen gleichzeitig als Prüf- und Durchschaltrelais
benutzten Relaistyp. Bekanntlich mußten bisher aus unten näher angegebenen Gründen
bei den verschiedenen Wählerstufen. in voll-oder halbselbsttätigen Fernsprechanlagen
in bestimmten Fällen zwei verschiedene Relais für das Prüfen und für die Durchschaltung
auf eine beim Prüfen ausgewählte Leitung oder Leitungsgruppe vorgesehen werden.
Das Prüfrelais muß, beispielsweise bei einer sögenannten unnumerischen Wählerbewegung
in einem Sucher oder in einem Gruppenwähler, die Wählerbewegung unterbrechen, sobald
die gewünschte Leitung gefunden worden ist. Ein Prüfrelais muß bei den jetzt verwendeten
schnell laufenden Wählern besonders schnell wirken. Beispielsweise ist die für das
Prüfen zur Verfügung stehende Zeit bei einem Wähler, der in z Sekunde unter aoo
Leitungen zu wählen hat, höchstens 5 Millisekunden. In diesem Zeitabschnitt muß
.das Prüfrelais ansprechen und die Wählerbewegung unterbrechen. Es darf demnach
nur wenig Kontakte besitzen, so .daß der Kontaktdruck, den es beim Ansprechen zu
überwinden hat, möglichst klein wird. Man konnte deshalb das Prüfrelais nicht als
Durchschaltrelais verwenden, was sonst zweckmäßig und erwünscht wäre, weil für diese
Arbeit eine verhältnismäßig große Anzahl von Kontakten beeinflußt werden muß, und
man war gezwungen, ein besonderes Durchschaltrelais anzuordnen und für das Prüfrelais
nur die beiden wichtigsten Arbeiten beizubehalten, nämlich die Unterbrechung des
Stromkreises für die Wählerbewegung und das Einschalten des Stromkreises zum Durcl?schaltrelais.
So konnte man sich denn damit begnügen, das Prüfrelais mit nur einem einzigen Wechselkontakt
oder mit nur einem Ruhe- sowie einem Arbeitskontakt auszurüsten.
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Um eine rasche Betätigung des Relais wenigstens beim Unterbrechen
zu begünstigen, ist es bekannt, unmittelbar am Relaisanker eine steife Kontaktwechselfeder
anzubringen, die in der Ruhelage des Relaisankers sich in Kontakt mit einer ebenfalls
steifen und nicht nachfedernden, an der Relaisbrücke angeordneten Kontaktfeder befindet
und beim Anziehen des Relaisankers schon im ersten Teil der Ankerbewegung den Kontakt
unterbricht, in ihrem letzten Teil aber Kontakt mit einer ebenfalls an der Brücke
angeordneten steifen Kontaktschließungsfeder macht. Es hat sich jedoch gezeigt,
daß eine solche Anordnung
durchaus nicht befriedigend arbeitet.
Eine Ersparnis an Relais wird jedenfalls hierdurch nicht erzielt, weil es nicht
möglich wird, weitere Kontaktfedern anzuordnen.
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Es sind: bereits Anordnungen vorgeschlagen worden, bei denen an Stelle
von zwei Relais nur ein Relais mit einem leichten und einem schweren Anker für die
Durchführung des Prüfvorganges und für die Durchschaltung erforderlich ist. Diese
Relaisanordnung wirkt aber mitunter unzuverlässig. Falls der leichte Anker zuerst
angezogen wird, bildet er einen magnetischen Nebenschluß, wodurch der andere Anker
beim Zuschlag unsicher wird.
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Nach der Erfindung erhält man dagegen ein Relais, welches einerseits
auch die höchsten Anforderungen erfüllt, die an ein schnell wirkendes Prüfrelais
zu stellen sind, andererseits zugleich die für ein Durchschaltrelais nötige Umschaltarbeit
leisten kann.
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Das kombinierte Prüf- und Durchschaltrelais gemäß der Erfindung ist
gekennzeichnet durch eine Kontaktfedergruppe bekannter Art (z. B. Kellogg-Typ) und
eine schnell wirkende Unterbrechungskontaktanordnung, die aus einer am Anker selbst
angebrachten steifen Kontaktfeder und einer mit dieser zusammenwirkenden, z. B.
an der Relaisbrücke angebrachten zweiten Kontaktfeder besteht; die schnall wirkende
Unterbrechungskontaktanordnung ist dabei während des Prüfens zur Überwachung des
Antriebsstromkreises eines Wählers in dessen Prüfstromkreis eingeschaltet, während
die bekannte Kontaktfedergruppe zur Durchschaltung auf eine beim Prüfen ausgewählte
Leitung dient.
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Das neue kombinierte Prüf- und Durchschältrelais wirkt wesentlich
wie folgt: Wird der Prüfstromkreis durch die Erregerwicklung des Relais in beliebiger
bekannter Weise geschlossen, so wird der Relaisanker angezogen, dessen erster Bewegungsteil
während des mit Rücksicht auf die Kellogg-Federgruppe oder -gruppen vorgesehenen
toten Ganges, währenddessen er auf diese Federgruppen nicht wirkt, so daß sie auch
auf die Ankerbewegung keine Rückwirkung üben können, den zwischen steifen Kontaktfedern
gebildeten Kontakt unterbricht und daß er erst darauf bei seiner fortgesetzten Bewegung
auf die anderen Köntal-,tfedern wirkt: Versuche mit einem gemäß der Erfindung gestalteten
Relais haben außerordentlich gute Ergebnisse gezeitigt; es hat sich herausgestellt,
daß die Unterbrechungszeit für den Unterbrechungskontakt sehr bedeutend, bis herab
zu i Millisekunde, verringert werden konnte. Das bedeutet, daß bei einer Wählerbewegung
mit Zoo Schaltschritten in der Sekundeeine fünffache Sicherheit gewonnen wird dafür,
daß das Prfifrelais die Wählerbewegung rechtzeitig unterbricht, wonach es dann ebenfalls
innerhalb eines Zeitminimums und ohne irgendein Hilfsrelais die Durchschaltung
be-
werkstelligt.
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Ein nach der Erfindung ausgeführtes Relais ist im folgenden beispielsweise
an Hand der Zeichnung beschrieben, und zwar in Anwendung auf einen Gruppenwähler
bekannter Bauart, bei dem es sowohl die unnumerische Sucherbewegung unterbricht
als auch die Durchschaltung bewirkt. Es zeigen Fig. z bis 3 das neue Prüf- und Durchschaltrelais
in drei verschiedenen Ansichten, während Fig.4 eine vereinfachte Gruppenwählerschaltung
mit dem Prüf- und Durchschaltrelais zeigt.
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Der Relaiskern des Relais M trägt zwei Erregerwicklungen, deren eine,
1111, im Prüfstromkreis des Gruppenwählers liegt, während die andere, M2, eine Haltewicklung
ist. K ist eine Kontaktfedergruppe von sogenanntem Kellogg-Typ, welche durch Pimpel
o. dgl. in bekannter Weise vom Relaisanker i aus während des späteren Teils seiner
Anzugsbewegung, also nach Durchlaufen eines gewissen toten Ganges beeinflußt wird.
Unmittelbar auf dem Anker i ist eine steife Kontaktfeder Bi befestigt, die in der
Ruhelage des Ankers mit einer an der Brücke 2 in üblicher Weise angebrachten zweiten
Kontaktfeder B2 Kontakt macht. Die Federn Bi, B2 bilden also zusammen einen Ruhe-
oder Unterbrecherkontakt. Durch zweckmäßige Bemessung der Längen der beiden Kontaktfedern
Bi, B. kann die Unterbrechungszeit weitergeregelt werden, durch Kürzung der Feder
Bi und Verringerung ihrer Maße sowie der sonstigen Maße, welche im Anfangsteil der
Anzugsbewegung des Ankers in Bewegung gesetzt werden soll, wird sie kleiner; somit
wird das Relais schneller arbeiten. Andererseits wird durch die Federkürzung auch
der Weg ihres Kontaktendes kleiner; es muß deshalb ein zweckmäßiger Mittelwert für
die Federlänge Bi ausgeprobt werden. Die Größe der O_uerschnittsfläche des Elektromagneten
ist von Einfluß; sie soll zweckmäßig so bemessen werden, daß die für das Anziehen
des Relaisankers erforderliche Amperewindungszahl den Eisenkern bis zur Sättigungsgrenze
erregt. Dadurch wird ein schnelles Ansprechen des Relais ebenfalls gefördert.
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In Fig. 4 ist der Wähler selbst als ein Koordinatenwähler KV bekannter
Bauart dargestellt, bei dem die numerische Bewegung mittels eines Stangenmagneten
STM ausgeführt wird, worauf Brückenmagnete BR-1,1 unter Kontrolle des neuen Prüfrelais,
hier mit G4 bezeichnet, die unnumerische Sucherbewegung zum Auswählen einer freien,
abgehenden
Leitung AK ausführen, die in üblicher Weise dadurch
gekennzeichnet ist, daß ihre c-Ader über einen in die Leitung vom nächstfolgenden
Wähler oder sonstigen Glied eingeschalteten Widerstand an Minusspannung angeschlossen
ist.
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Nachdem der Magnet STIU in gewöhnlicher Weise durch Stromstöße von
einer Fingerscheibe oder von einem Speicher aus betätigt worden ist, wird eine unnumerische
Sucherbewegung über die Brückenmagnete BRM eingeleitet und eine freie, abgehende
Leitung AL ausgewählt.
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Der Brückenmagnet BRM, wird erregt über eine Strombahn, die vom geerdeten
Pluspol am Ausgangskontakt i der Vorrichtung U über Kontakt i eines Relais G2 (angezogen),
Kontakt 2 des Magneten BRM3, Kontakt 2 des Magneten BRM2, durch BRIYh zum negativen
Pol verläuft. Der Prüfstromkreis der c-Ader der abgehenden Leitung wird in BRM,
wie folgt geschlossen: vomt positiven Pol über Kontakt i von U, Kontakt i
von Gs, Kontakt i von G2, Ruhekontakt B1,. B2 von G4, seine Wicklung Ml, Kontakt
.2 von G2, Kontakt i von BR M3, Kontakt i vom BRM, und über den c-Kontakt
des erregten Stangenmagneten STM zur c-Ader. Wenn diese abgehende Leitung bzw. der
gegebenenfalls zu ihr gehörende Wähler, z. B. ein Leitungswähler, besetzt ist, so
liegt sie an Erde, und das Prüfrelais G4 erhält keinen Erregerstrom. Gleichzeitig
mit der Prüfung hat jedoch BRM, Erregerstrom erhalten über einen Stromweg vom geerdeten
positiven Pol über Kontakt i von U, Kontakt i von G3, Kontakt i von G2, Kontakte
B2, B1 von G4, Kontakt 3 von BRM, durch BRM, zum negativen Pol. BRM2 ist erregt
worden, wodurch der Strom über BRM, am Kontakt 2 von BRM2 unterbrochen wird und
BRM2 über seinen Kontakt q. unabhängig von den Kontakten B1, B2 des Relais G4 Haltestrom
erhält. Wird eine freie Leitung gefunden, deren c-Ader an der Minusspannung liegt,
so fließt Strom von Erde über Kontakt t von U, Kontakt i von G3, Kontakt i von G2,
Wicklung Ml von G4, Kontakt 2 von G2, Kontakt c2 von STM zum Minuspol der c-Ader.
Das Relais G4 wird erregt und soll nun am Kontakt B1, B2 den Erregerstromkreis von
BRMs unterbrechen, ehe dieser Magnet" erregt worden ist. Dies geschieht dadurch,
daß der Anker i des Relais G4 im ersten kurzen Abschnitt seiner Bewegung, währenddessen
die Federn der Kellogg-Federgruppe I( noch nicht von ihm betätigt, werden, also
auch die Ankerbewegung nöch nicht hindern, durch die Kontaktfeder B1 diesen Stromkreis
unterbricht, was ungefähr i Millisekunde nach der Erregung von BRDU2 geschieht,
bevor BRM, ansprechen konnte. Erst während der weiteren Bewegung des Ankers werden.
darauf die Kontaktfedern der Kellogg-Federgruppe betätigt, wodurch sich G4 einmal
einen Haltestromkreis durch seine Mi-Wicklung und über Kontakt 2 von G2, seinen
eigenen Kontakt und durch seine M2-Wicklung zum Minuspol herstellt, zum zweiten
auch in gewöhnlicher Weise die Durchschaltung der Sprechadern bewerkstelligt.