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Schaltvorrichtung für selbsttätige Fernsprechsysteme oder ähnliche
Systeme Die Erfindung hezieht sich auf eine Schaltvorrichtung für selbsttätige Fernsprechsysteme
oder ähnliche Systeme, die derart eingerichtet sind, daß die von der Vorrichtung
vollführten Schaltungen durch Austausch eines definierten Einzelteiles nach Bedarf
veränderbar sind. Die Vorrichtung eignet sich infolgedessen gut für verschiedene
Zwecke. Sie kann z. B. dazu dienen, ein in einer Zwischenstation empfangenes, aus
Reihen von Stromstößen bestehendes Anrufsignal in Reihen von Stromstößen mit anderen
Anzahlen oder in kennzeichnende Kombinationen elektrischer Größen umzuwandeln. Dies
wird weiter unten als Übersetzung gewählter Nummern bezeichnet. Diese Übersetzung
ermöglicht es, Verbindungen auf ganz verschiedenen Wegen einem bestimmt-en Punkt
zuzuführen.
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Es können auch unter Zuhilfenahme eines Schaltgeräts nach der Erfindung
bestimmte Angaben gegeben werden, die sich z. B. auf die Fernzone belziehen, welche
die begehrte Verbindung umfaßt.
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Die Vorrichtung kann weiter dazu dienen, eine Anrufnummer zur weiteren
Aussendung zeitweilig aufzuzeichnen.
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Durch die Verwendung von Schaltvorrichtungen
nach
der Erfindung gewinnt ein Fernsprechamt an Übersichtlichkeit, und seine Anlage wird
wegen Ersparnis vieler Relais einfacher.
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Die Schaltvorrichtung nach der. Erfindung hat tnit Wählerschaltern
üblicher ,Bauart gemein, da.B sie einen als Ganzes beweglichen Teil (Wagen) enthält,
der mit einem oder mehreren Bürstenarmen versehen ist, die mit einer Kontaktbank
zusammenwirken.
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Bei vielen bekannten Wählern finden sich Kontaktbürsten vor, die einen
Teil des Organismus bilden, der den Wagen in die erwünschte Lage bringt, und andere,
die Verbindungen herstellen, über welche Sprechströme laufen. Kontaktbürsten letzterer
Art können bei der Schaltvorrichtung nach der Erfindung wohl auftreten, werden aber
im allgemeinen bei diesem Gerät nicht erforderlich sein, ebensowenig wie derjenige
Teil der Kontaktbank, mit dem bei bekannten Wählern die Leitungsdrähte verbunden
sind. An die Stelle der Sprechstrombürsten tritt bei dem Wagen der Schaltvorrichtung
nach der Erfindung ein Satz austauschbarer Organe. Diese sind jeweils anders profiliert;
siesind infolgedessen mit Schlüsseln vergleichbar und werden daher auch weiter als
solche bezeichnet werden.
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Die Schlüssel sind derart angeordnet, daB, wenn der Wagen eine beliebige
Arbeitslage einnimmt, stets einer derselben eine bestimmte Lage hat, in der er mit
einer Schaltvorrichtung zusammenwirken kann. Dieser Schlüssel wird, weil er in die
erwähnte Lage durch die Wahl einer Nummer gebracht worden ist, als der gewählte
Schlüssel bezeichnet.
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Vorzugsweise werden die Schlüssel in Form flacher Streifen ausgebildet
und derart angeordnet, daß, wenn der Wagen sich bewegt, sie sich senkrecht zu ihrer
Ebene verschieben. Dies ermöglicht einen gedrängten Zusammenbau. Bei einem umlaufenden
Wagen sind solche Streifen auf ähnliche Weise angeordnet wie@die Kollektorlamellen
eines Elektromotors, Bei einem eine geradlinige Bewegung vollführenden Wagen sitzen
sie nebeneinander in einer Reihe in der Bewegungsrichtung des Schlittens.
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Die Schaltvorrichtung enthält eine Anzahl von Schaltern, die durch
bewegliche Zungen betätigt werden. Ob ein bestimmter Schalter beim Einrücken der
zugehörigen Zunge umgelegt wird oder nicht, hängt von dem gewählten Schlüssel ab.
Die Betätigungszungen sind in einer Reihe angeordnet. Werden sie aus ihrer Ruhelage
bewegt, so suchen sie Berührung mit dem gewählten Schlüssel. Die gegenüber einer
Vertiefung in der Oberfläche des gewählten Schlüssels angeordneten Zungen bewegen
sich weiter als die anderen, die von einem höher liegenden Teil der Schlüsseloberfläche
angehalten werden.
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Ein Teil der Zungen fällt also tiefer als der restliche Teil, und
die Schalter sind nun derart mit ihren Betätigungszungen gekuppelt, daB nur die
einem dieser Teile angehörigen Schalter infolge der Bewegung der Zungen umgelegt
werden. Infolge .der sich jeweils ändernden Profilierung der Schlüssel ergeben sich
jeweils ändere Kombinationen umgelegter und nichtumgelegter Schalter. Wenn der Zungensatz
z. B. fünffach ist und wenn die Oberfläche eines jeden Schlüssels zwei Einkerbungen
aufweist, können sich zehn verschiedene Kombinationen ergeben. Erweiterung der 'Zungenzahl
ermöglicht mehr Kombinationen.
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Diese Kombinationen können j e für sich zum Erteilen eines bestimmten
Auftrags oder einer bestimmten Anzeige verwendet werden. Sie können beispielsweise
zur Steuerung eines vielpoligen Schalters verwendet werden, welcher der Aussendung
einer Reihe von Stromimpulsen dient, die den weiteren Verlauf der Verbindung bedingen.
Die Art der Übersetzung eines Eingangssignals unter Zuhilfenahme der Schaltvorrichtung
nach. der Erfindung kann stets durch Anordnung eines anderen Schlüssels in dem Wagen
<geändert werden.
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Nach dieser Darlegung der Grundsätze erfolgt die Erwähnung einiger
baulicher Einzelheiten. Hierbei wird auf die schematisch gehaltene Zeichnung Rücksicht
genommen. Es ,zeigt Fig. i ein Ausführungsbeispiel einer Schaltvorrichtung nach
der Erfindung mit umlaufenden Wagen in einem durch die Wagenachse geführten Querschnitt,
Fig. a dieselbe Vorrichtung in der Achs'enrichtung gesehen, wobei einige Einzelteile
teilweise weggebrochen sind, damit die hinter ihnen liegenden Einzelteile sichtbar
werden, und Fig.3 und q. Einzeldarstellungen der Vorrichtung in anderen Lagen; Fig.
5 bezieht sich auf eine geänderte Ausführungsform der Schaltvorrichtung.
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Bei dem feststehenden Teil sind hauptsächlich das Rahmenwerk i, die
Kontakte z und eine näher zu beschreibende Schaltvorrichtung ersichtlich. Der Wagen
hat eine Welle 3, die im Rahmenwerk i gelagert ist. Diese Welle trägt eine beschränkte
Anzahl von Bürstenarmen 4, deren nicht dargestellte Kontaktbürsten über die Kontaktbank
streichen, wenn sich der Wagen dreht. Diese Bürsten sind zur Herstellung interner
Verbindungen verwendbar und werden im allgemeinen nicht zur Führung von Sprechströmen
erforderlich sein. Weiter sitzen auf der Welle zwei Trommeln 5 und 6, die je eine
Anzahl von Streifen 7 tragen: Diese Streifen bilden die Schlüssel.
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Das Gerät könnte auch nur eine Schlüsseltrommel enthalten, aber,für
gewisse Zwecke ist es erwünscht, zwei oder mehr Trommeln vorzusehen.
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Im Außenrand der Schlüssel sind Ausnehmun gen 8 vorgesehen. Bei dem
einen Schlüssel sind diese an anderen Stellen angeordnet als bei dem anderen, und
auch die Zahl der Ausnehmungen kann verschieden sein.
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Die Schlüssel können oben und unten in Schlitze an den Flanschen der
Trommeln eingreifen .und werden von einer Feder 9 gehalten. Sie können leicht entfernt
und durch andere ersetzt werden.
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Die Art des Antriebs des Wagens ist als nichrt zur Erfindung gehörend
unwesentlich. Es sind
Wähler für selbsttätige Fernsprechsysteme
bekannt, die von einer dauernd umlaufenden Welle bewegt werden, mit der sie zeitweilig
gekuppelt werden. Andere werden mittels eines Magneten mit Selbstunterbrechung schrittweise
vorbewegt. Weiter gibt es den Vorschub mittels einer elektrischen oder mechanischen
Hemmung. Alle diese Vorschubarten, auch Kombinationen derselben, sind bei der Schaltvorrichtung
nach der Erfindung verwendbar. In der Zeichnung sind die Vorschubmittel weggelassen.
F:s wird angenommen, daß der Vorschub durch eine dauernd umlaufende Welle erfolgt.
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Das Sperrad io, das fest auf der Welle sitzt, soll den Wagen anhalten.
Es wirkt mit einer elektromagnetisch beweglichen Sperrklinke zusammen, von der ein
Teil i i dargestellt ist.
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Die im feststehenden Teil enthaltene Schaltvorrichtung enthält eine
Anzahl in Richtung des. Pfeils 13 in Fig. 2 beweglicher Zungen 12. Wie groß diese
Anzahl sein soll, hängt von der begehrten Verwendung der Vorrichtung ab. Bei dem
gewählten Beispiel sind dreißig Zungen in fünf Gruppen von je sechs Zungen vorgesehen;
sie liegen in der Achsenrichtung untereinander, so daß ihre Projektionen in Fig.
2 sich decken.
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Der mit ;° bezeichnete Schlüssel liegt gegenüber der Reihe von Zungen
12. Wenn die Zahnteilung des Rades io dem Winkelabstand zwischen den Mitten der
Schlüssel entspricht, wird jeweils, wenn durch <las Einschnappen der Sperrklinke
i i der Wagen angehalten wird, einer der Schlüssel (der g , wählte Schlüssel)
diese Lage einnehmen. Es ist e
auch möglich, ein Sperrad zu verwenden, dessen
Winkelabstand zwischen den Zähnen die Hälfte desjenigen zwischen den Mitten der
Schlüssel ist. Die Schaltvorrichtung wird dabei doppelt aus->'bildet, und die Zungenreihen
werden derart angeordnet, daß abwechselnd die eine: und die andere mit einem der
Schlüssel zusammenwirkt. Gegebenenfalls werden hierbei die Schlüssel in zwei einzelnen
Trommeln untergebracht. Die Schaltung zur Betätigung der Vorrichtung wird daher
so eingerichtet, daß jeweils nur die gerade einem Schltissel gegenüberliegende Zungenreihe
eingerückt wird.
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Gegenüber jeder "Lunge kann der gewählte Schlüssel eine Aussparung
haben. Der Schlüssel 7a hat Aussparungen gegenüber der vierundzwanzigsten und der
dreißigsten Zunge von oben (Fig. i) und ist gegenüber den anderen Zungen blank.
Durch gestrichelte Linien sind die Stellen bezeichnet, an denen die zwischenliegenden
Zungen eine Aussparung in anderen Schlüsseln finden können. Der in Fig. i links
von der Welle ersichtliche Schlüssel hat Aussparungen gegenüber der siebzehnten,
der neunzehnten und der zwanzigsten Zunge: Die Zungen sind an einem Hebel 14 befestigt,
der am Anker T.5 eines Elektromagneten 16 befestigt ist und an der Stelle 17 einen
Drehpunkt hat. Wird der Magnet erregt; so bewegen sich die Zungen nach dein gewählten
Schlüssel, indem der Hebel 14 sich um den Punkt 17 in rechtem Sinne dreht. Fine
Zunge. gegenüber welcher der Rand
des gewähltere Schlüssels keine .Aussparung
hat, stößt, wenn der Magnet 16 erregt wird; an diesen Rand an. Eine Zunge, gegenüber
welcher der gewählte Schlüssel jedoch eine Aussparung hat, drückt sich, wenn der
Magnet 16 erregt wird, in diese Aussparung und nimmt die in Fig.3 dargestellte Lage
ein.
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Jeder Zunge 12 ist ein Schalter i8 in Form eines Kontaktfedersatzes
zugeordnet. Bei jeder Gruppe von sechs Zungen liegen die sechs Schalter, in Fig.
2 gesehen, nebeneinander. Es liegen fünf solcher Gruppen übereinander. In Fig. i
sind diese fünf Gruppen durch strichlierte Rechtecke i9 bezeichnet. jede Gruppe
enthält fünf einfache Schalter und einen Schalter mit Wechselkontakt.
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Die Schalter werden von einem Mitnehmer 20 betätigt. Dieser hat ein
Fähnchen 21, an der eine der Kontaktfedern anliegt. Bei jeder Gruppe von 6 sind
die Fähnchen so weit nach hinten oder nach vorn gebogen, daß ihre Enden in Flucht
liegen.
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jeder Mitnehmer ist mit einem hakenförmigen Arm 22 der beweglichen
Zunge 12 gekuppelt: Dieser Arm hat einen freien,Hub d (Fig. 2), dessen, Größe durch
die Strecke s .bedingt ist, welche die Zunge aus ihrer Ruhelage zurücklegen mußu
um den Rand des gewählten Schlüssels zu erreichen. Erst wenn die Zunge in eine Aussparung
im Rande des gewählten Schlüssels eintritt, kommt der Arm 22 in Berührung mit dem
Mitnehmer 20, und dieser wird in Richtung des Pfeils 13 mitgezogen. Der Schalter
18 wird infolgedessen umgelegt. Dann entsteht die aus Fig. 3 ersichtliche Lage.
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Im Ausführungsbeispiel istdie Schaltvorrichtung durch Befestigung
der Zungen 12 an einem gemeinsamen Ankerhebel 14 vereinfacht. Infolgedessen ist
nur ein einziger Elektromagnet 16 erforderlich. Die Schwierigkeit, daß Zungen, die
keiner Aussparurig gegenüberliegen, sobald sie anstoßen; den Flebel 14 und infolgedessen
auch die anderen Zungen anhalten würden; kann beseitigt werden; indem sie nachgiebig
gemacht werden: Bei dem Ausführungsbeispiel sind sie drehbar im Punkt 23 befestigt,
und sie werden durch eine Feder 24 angedrückt. Wenn eine Zunge anstößt, kann
ihr Drehpunkt 23 sich weiter nach links verschieben. Dann dreht sich die Zunge um
diesen Punkt, und die Feder 24 wird stärker gespannt. Schließlich nimmt die Zunge
die Lage ein, in der sie in Fig. 4 dargestellt ist.
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Wie dies weiter aus Fig. 4 ersichtlich ist, wird infolge der Drehung
der Zunge auch der Arm 22 vom Mitnehmer gelockert. Infolgedessen bleibt dieser an
seiner Stelle, trotz der Weiterbewegung des Hebels 14.
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ludern die Schaltvorrichtung geändert wird, wie dies in Fig. 5 dargestellt
ist, wird sie übersichtlicher gemacht. Bei der Schaltvorrichtung nach Fig. 3 ist
der Arm 22 in der Bewegungsrichtung des Punktes 23 angeordnet. Infolgedessen
sind die Arme 22 und die Federn 24 in einem mehr oder weniger verschlossenen Raum
zwischen dem Magneten, der Schaltergruppe, dem Hebel und den
Mitnehmern
angeordnet. Es ist dabei nicht so einfach, die richtige Wirkungsweise zu überwachen
oder eine der Federn 24 auszutauschen oder zu korrigieren. Bei der Vorrichtung nach
Fig. 5 sind die verschiedenen Einzelteile besser zugänglich. Bei dieser Bauart werden
nicht die den tiefer einfallenden Zungen angehörigen Schalter, sondern die dem anderen
Teil zugeordneten Sehalter umgelegt.
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Diese Änderung bringt es mit sich,, daß der Rand eines Schlüssels
der Vorrichtung nach der Erfindung an denjenigen Stellen Aussparungen haben muß,
an denen ein der Vorrichtung nach Fig. 3 zugehöriger Schlüssel, der für die gleiche
Kombination von Schalterlagen bestimmt ist, keine Aussparungen aufweist.
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Der Arm 22, der die Bewegung der Bedienungszunge 12 auf den Mitnehmer
2o überträgt, bildet bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 ein gerades Ganzes
mit der Zunge selbst. Die Herstellung einer in Form eines geraden Hebels ausgebildeten
Kombination von Zunge und Arm, d. h. einer für die Vorrichtung nach Fig.3 nicht
so gut geeigneten Form, ist einfacher und vorteilhafter als die eines Winkelhebels.
Dies ist ein zweiter Grund, weshalb in gewissen Fällen die Vorrichtung nach Fig.5
bevorzugt werden wird. Trotzdem kann der Arm auch hier einen Winkel mit der Zunge
einschließen, wenn dies mit Rücksicht aul eine bessere Anordnung der Einzelteile
erwünscht ist.
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Die Wirkungsweise der gemäß Fig. 5 ausgebildeten Schaltvorrichtung
ist folgende: Wenn der Magnet 16 erregt wird, zieht er den Anker 15 an, wodurch
der Hebel 14 um den Punkt 17 gedreht wird. Die an diesem Hebel drehbar und nachgiebig
befestigten Zungen 12 werden nach der Schlüsseltrommel 5 bewegt. Befindet sich,
wie dies in der Figur dargestellt ist, eine Zunge gegenüber einer Stelle, an welcher
der gewählte Schlüssel7° eine Aussparung hat, so (bleibt dieLageder Zunge gegenüber
denn Hebel 14 ungeändert, und das Ende des Armes 22 bleibt außer Berührung mit dem
Mitnehmen 2o. Der Arm 22 wird dann von der Feder 24 gegen einen Anschlag 27 gedrückt.
Befindet sich dahingegen eine Zunge gegenüber einer Stelle, an welcher der gewählte
Schlüssel eine Erhöhung hat, so stößt die Zunge während der Bewegung des Hebels
14 an den Schlüssel an und wird um den Punkt 23, entgegen der Kraft der Feder 24,
gegenüber dem Hebel 14 gedreht. Das Ende des Armes 22 stößt dann an den Mitnehmen
2o an und treibt diesen vorwärts, so daß der Schalter 18 umgelegt wird.
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Auf den Mitnehmen wirkt, entgegen der von der Zunge 12 übertragenen
Bewegungskraft, die Federkraft der Kontaktfedern und gegebenenfalls noch eine gesonderte,
nicht dargestellte Feder. Die umgelegten Schalter müssen einige Zeit in der erhaltenen
Lage verbleiben. Zu diesem Zweck `könnte der Magnet 16 während dieser Zeit erregt
gehalten werden; dies ist jedoch nicht erforderlich, da eine nachgiebige Sperrklinke
25 vorgesehen ist, die nach der Verschiebung des Mitnehmers hinter eine vorstehende
Kante (Fig. 3) oder hinter das Ende des' Mitnehmers (Fig.5) greift und verhütet,
daß die vorerwähnte Federkraft den Mitnehmer zurückbewegt, wenn die Erregung des
Magneten aufhört und die Zungen in ihre Ruhelage zurückkehren. Infolgedessen verringert
sich die Belastung der Mfatwicklung, und der Wagen kann sich weiter bewegen, ohne
daß zunächst die umgelegten Schalter zurückgestellt werden. Es ist ein für die
30 Mitnehmer gemeinsamer, elektromagnetisch oder mechanisch betätigter Sperrklinkenheber
26 vorgesehen, der bewirken kann, daß alle gezogenen Mitnehmer gleichzeitig zurückschnellen.
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Es ist nicht erforderlich, daß, wie dies bei den Ausführungsbeispielen
der Fall ist, die Zungen und Mitnehmer durch einen Elektromagneten bewegt werden.
Die zu diesem Zweck erforderliche Kraft könnte auch anderen Organen entnommen w&den,
z. B. der V orschubwelle, welche den Wagen antreibt.
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Wähler für selbsttätige Fernsprechsysteme müssen die Anforderung erfüllen,
daß der Wagen in recht kurzer Zeit angehalten werden kann. Das Bestreben geht daher
dahin, die sich bewegende Masse solcher Wähler weitestgehend klein zu machen. In
dieser Hinsicht erscheint die Bauart der Schaltvorrichtung pach der Erfindung nicht
vorteilhaft. Die Trommeln samt Schlüsseln beherbergen eine verhältnismäßig große
Masse, dieVeranlassung zum Auftreten einer heftigen Erschütterung geben könnte,
wenn der Wagen von der Sperrklinke 5 in seinem Lauf gehemmt wird.
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Dieser Nachteil xann,durehAnbringungeinerrnach'-giebigen Kupplung
zwischen dem Teil des Wagens, auf dem die Konitaktbürsten sitzen, und dem die Schlüssel
tragenden Teil leicht behoben werden. Die Vorrichtung, die den Wagen anhält, muß
auf den zuerst genannten Teil wirken, weil dieser nahezu keine Bremsstrecke zurücklegen
darf. Es ist jedoch ohne Bedenken, daß der zweite Teil sich bis etwa jenseits der
gewählten Stellung bewegt, dem infolgedessen werden keime Verbindungen unterbrochen,
die eine Funktion zum Anhalten des Wagens erfüllen. Die nachgiebige Kupplung fängt
die Erschütterung auf .und führt darauf den schwerere Teil des Wagens zurück in
die richtige Lage. Dank dieser Kupplung braucht die Einrichtung zum Anhalten des
Wagens nicht so stark zu sein wie sonst und kann beweglicher sein und schneller
betätigt werden.
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Die Vorrichtung nach Fig. i hat zwei Schlüsseltrommeln 5 und 6. Es
können auch mehr als zwei solcher Trommeln mit zugehörigem Zungensystem und Schaltersystem
vorhanden sein. Für verschiedene Zwecke kann es erwünscht sein, daß die Vorrichtung
mehr als eine Schlüsseltrommel hat. Es wurde bereits der Fall erwähnt, daß in aufeinanderfolgenden
Arbeitslagen des Wagens zwei Schaltvorrichtungen abwechselnd in Gang kommen. Weiter
ermöglicht d?.s Vorhandensein zweier oder mehrerer Schlüsseltrommeln es, eine größere
Anzahl von Kombinationen von Schaltlagen zu bewerkstelligen, da alle Kombinationen.,
welche die
eine Schlüsseltrommel ergibt, mit den Kombinationen der
zweiten Trommel kombiniert werden können.
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Die Kontaktbank kann Bauch in eine Anzahl von Sektoren gleich der
Anzahl von Schlüsseltrommeln geteilt werden, und jeder dieser Sektoren 'kann zur
Auswahl einer Ziffer verwendet werden.
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In den letzteren zwei Fällen ist es möglich, die Zungensysteme mit
einem gemeinsamen Vorschubmagneten zu versehen. Die Schlüssel werden dabei nur im
wirksamen Sektor jeder Trommel angebracht, und die übrigen Sektoren werden mit Streifen
ohne Aussparungen oder mit massiven Stücken ausgefüllt. Die Trommeln brauchen nicht
stets auf derselben Welle zu sitzen. Aus Raumersparnisgründen kann es erwünscht
sein, sie auf zwei oder mehr Wellen anzubringen, die durch Zahnräder gekuppelt sind.
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Bei Netzen, bei denen eine Verbindung entweder unmittelbar mit dem
angerufenen Teilnehmer oder mit einer Zwischenstation 'hergestellt wird, indem zwei
Ziffern gewählt werden, kann eine Schaltvorrichtung nach der Erfindung, deren Wagen
sowohl für ununterbrochenen als auch für schrittweisen Vorlauf eingerichtet ist,
vorteilhafte Verwendung finden. Dabei werden die elektrischen Verbindungen derart
angeordnet, daß das Auftreten der ersten Reihe von Stromimpulsen zur Folge hat,
claß der mit der Drehwelle gekuppelte Wagen schnell eine durch diese Reihe bedingte
Ruhelage aufsucht und die zweite Reihe von Stromimpulsen den Wagen schrittweise
bis in die Arbeitslage vorschiebt, die zur Herstellung der durch die Kombination
der zwei gewählten Ziffern bedingten Verbindung erforderlich ist. Zu diesem Zweck
kann die Kontaktbank in zehn Sektoren geteilt werden, die je mindestens zehn Arbeitslagen
umfassen.
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Es kann vorkommen, <laß nicht nur die Kombination der ersten zwei
Ziffern, sondern auch noch eine dritte Ziffer, welche die Verbindung mit einem nächstfolgenden
Knotenpunkt zustandebringt, durch die Vorrichtung nach der Erfindung übersetzt werden
soll, und zwar auf eine Weise, die von der vorangehenden Zifferkombination abhängig
ist. Indem- ein Schlüssel mit dem richtigen Profil auf der Trommel angebracht wird,
kann stets die erwiicischte Vhersetzungsart eingeführt werden.