SE468693B - Galvanisk kopplingsanordning - Google Patents

Description

y4es 695 2 10 15 20 25 30 de system, exempelvis som i figur 1. Som framgår av figuren uppstår vid länkkopplingen problem, såsom stora mängder kabel för länkarna, vridning av länkarna mellan de olika stegen och olika manöveranordningar för de olika väljarmodulerna. För korskopp- lingar vill man ej heller skilja på In och Ut som i figur 1.

Detta kan uppnås 'genom att il kopplas ihop med ul, iz med uz, osv. Då erhålls ett s.k. vikt väljarnät som kan se ut som i figur 2. Problemen enligt ovan kvarstår dock.

För att lösa de ovan nämnda problemen kan en väljare i form av en kub utformas. I kuben har flera väljarsteg sammanbyggts på sådant sätt att de tidigare nämnda länkarna finns inne i kubväljaren, dvs ingen kabling av länkar behövs. Vridningen av länkarna har åstadkommits genom att utnyttja både x-, y- och z-riktningarna, d.v.s. ett tredimensionellt kopplingsfält med kontakter i tre dimensioner erhålls. För manövrering utnyttjas ett val i tre dimensioner gemensamt för samtliga väljarsteg i kuben.

För att erhålla den länkkopplade strukturen och flera väljare i samma enhet så har x-, y- och z-planen använts. Figur 2 visar länkkopplingsstrukturen. Denna skulle kunna ritas som i figur 3 och genom att flytta in mittstegen mellan kontakterna i det första väljarsteget erhålls en konfiguration enligt figur 4.

Varje korspunkt kan bestå av en eller flera ledare med en kontaktfunktion, exempelvis som hos kulväljaren eller någon annan manövrerbar kontaktfunktion. Länkarna y och z behöver ej accessas utifrån, varför all anslutning till kopplingsfälten sker från en sida. Kontaktfunktionen skall var mekaniskt bistabil.

Väljare av ovan angivet slag är förut kända. Nackdelen med dessa välj are är emellertid att manövreringen av en vald korspunkt, dvs valet av x-, y- och z-koordinater, sker medelst individuella manöverorgan för de respektive olika koordinaterna. Antalet manöverorgan blir därvid stort och hela väljaren onödigt dyr och utrymmeskrävande. Ãterställning eller reset av väljaren kan inte ske snabbt och enkelt utan kräver individuell manövrering av samtliga korspunkter, och tar därmed lång tid. 10 15 20 25 30 468 693 Redogörelse för uppfinningen Ändamålet med föreliggande uppfinning är att undanröja de nackdelar som finns hos kända väljare av ovan angivet slag, och att tillhandahålla en galvanisk väljare som är enkel till sin uppbyggnad, snabb och tillförlitlig till sin funktion och som är billig och inte kräver stort utrymme. Detta åstadkommes med en väljare som uppvisar de kännetecken som framgår av de bifogade patentkraven.

Manövrering av korspunkterna i kuben skall ske individuellt. För att peka ut och manövrera en korspunkt i x-, y- och z-planet så väljs ett kontaktelement, ex-vis en kula, ut genom tre rörelser i x-, y- och z-planen. I figur 5 visas principen för valet. En första valfunktion flyttar alla kontaktelement i ett plan, ex-vis i x-riktningen. Vid förflyttningen intar kontaktelementen ett läge där en förflyttning av ett plan i y-riktningen endast förflyttar de kontaktelement vilka utgör skärningar mellan x-y- planet och y-z-planet. Vid förflyttningen, av' ett plan i y- riktningen så intar de kontaktelement vilka utgör skärningar mellan x-y och y-z-planet ett sådant läge att de kan påverkas av ett plan i z-riktningen. Vi får således en punkt utpekad i rymden i skärningsplanen mellan x-y-planet, x-z-planet och y-z-planet.

Rörelsen i z-planet kan med fördel utnyttjas för till/från-slag av en kontaktfunktion.

Rörelserna av planen erhålls lämpligen med elektromagneter eller hydrauliska anordningar placerade på kubväljarens sidor. De olika planen byggs upp av manöverelement, exempelvis i form av kammar där kontaktelementen placeras så att de kan förflyttas i x-, y- och z-riktningen enligt figur 5. Planen erhålls genom att dessa kammar sammanfogas i ytterkanterna så att de manövreras till- sammans i ett plan enligt ovan.

Kubväljaren byggs upp genom att sammansätta den ovan beskrivna kontaktfunktionen med den likaledes ovan beskrivna manöverfunk- tionen till en enhet, en kubväljare. 468 693 4 10 15 * 20 25 Uppfinningen kommer nu att beskrivas närmare med hjälp av ett föredraget utföringsexempel och med hänvisning till bifogade ritningar.

Figurbeskrivning Figur 1 - 4 visar principen för hur ett väljarnät kan uppbyggas till en tredimensionell korskopplingsmodul.

Figur 5 visar principen för manöverfunktionen i en korspunkt hos en galvanisk korskopplingsanordning enligt föreliggande upp- finning.

Figur 6 visar principen för till/från-slagsfunktionen i kors- punkten.

Figur 7 visar kontaktfunktionen mellan kontaktledningar och första länkar med sluten respektive bruten kontakt i två korspunkter.

Figur 8 visar kontaktfunktionen mellan kontaktledningar och andra länkar med sluten respektive bruten kontakt i två korspunkter.

Figur 9 visar manöverelementen och deras inbördes förhållande i den tredimensionella kopplingsmatrisen.

Föredragen utföringsform I figur 5 visas principen för hur manövreringen av en korspunkt i väljaren sker. Tre olika slags manöverelement, vart och ett innefattande flera kammar, utnyttjas för att förflytta ett i närheten av den utvalda korspunkten befintligt kontaktelement.

Kontaktelementen utgörs av sfäriska.kopplingselement e1ler'kulor, av vilka hälften är elektriskt ledande medan de övriga är isolerande, för att åstadkomma slutning eller brytning av korspunkten. För åskådlighets skull har endast en kam i varje manöverelement utritats, och av samma skäl visas ej heller några kontaktledningar eller länkar i denna figur. En i ett första 10 15 20 25 30 35 468 693 manöverelement 11 ingående kam lla, här kallad x-kam, är därvid förskjutbar från ett neutralläge, visat med streckade linjer, till ett aktiverat läge i x-riktningen enligt figuren. Ett kontaktelement 10, som från början befinner sig utanför men i närheten av korspunkten i en lucka i kammen i position 1, förflyttas därvid av kammen 11a till position 2 och införs i en lucka i en i ett andra manöverelement 12 ingående kam 12a, y-kam, vilken är förskjutbar vinkelrätt mot kammen lla i y-riktningen.

Kammen 12a förskjuts därefter från sitt neutralläge, visat med streckade linjer i. figuren, till ett aktiverat läge, varvid kontaktelementet 10 förflyttas till position 3 och införs i en lucka i en i ett tredje manöverelement 13 ingående kam l3a, z- kam. Kammen l3a är förskjutbar, såsom antyds med streckade linjer, vinkelrätt mot såväl kammen lla som kammen 12a i z- riktningen, och utnyttjas som till/från-slagsfunktion för att förflytta kontaktelementet 10 till position 4, såsom kommer att förklaras närmare nedan.

I korspunkterna befinner sig kultåg, vart och ett innefattande tre kontaktelement 10. Vid väljarens utgångsläge, d.v.s. då ingen korspunkt är aktiverad, innefattar kultåget två isolerande kulor 14 och en mellanliggande ledande kula 15. De isolerande kulorna är belägna mellan kontaktledningar och kontakttungor i kontakt- länkar, vilka kommer att beskrivas nedan. Figur 6 visar nederst kultågets position i kammen l3a i neutralläget, medan den övre delen av figuren visar aktiverat eller tillslaget läge. Såsom framgår av denna figur har kulluckan i kammen l3a en bredd som motsvarar fem kuldiametrar. I neutralläget intar kammen l3a ett läge där kultåget befinner sig mitt i luckan med ett utrymme motsvarande en kula 10 på var sida. Vid manövreringen av kors- punkten medelst manöverelementen 11 och 12 inkommer den kula som från början befinner sig utanför men i närheten av korspunkten, position 1 i figur 5, in i kammens l3a lucka antingen ovanför eller nedanför kultåget, position 3. Det skall här påpekas att det för varje korspunkt finns två x-kammar 11a och två y-kammar 12a, av vilka endast ett par utritats i figurerna för åskådlig- hets skull. Det ej utritade paret x- och y-kammar är anordnade vid det på motstående sida om kultåget befintliga utrymmet i z- 10 15 20 25 30 35 468 693 6 kammens lucka. Manövrering av' z-kammen 13a nedåt i figuren innebär att kontaktelementet 10 i position 3 förskjuter kultåget nedåt, varvid en isolerande kula 14 ersätts av en ledande kula 15 och vice versa. Nedre delen av figur 4 visar läget före manövre- ring och övre delen visar läget efter manövrering. Efter manövreringen kommer det kontaktelement 10 som förskjutits ur kultågets ursprungsposition att inta ett nytt läge, position 4, där kulan införs i en lucka i y-kammen 12a i det andra paret x- och y-kammar. Återföring av y- och x-kammarna, d.v.s. deaktive- ring av manöverelementen 12 och 11 i nämnd ordning, förflyttar kontaktelementet tillbaka till ursprungspositionen 1 utanför men i närheten av korspunkten enligt figur 5, men nu i det andra av paret x- och y-kammar.

Medan huvudsakligen själva manöverfunktionen beskrivits ovan kommer nu kontaktfunktionen att beskrivas närmare med hänvisning till figurerna 7 och 8. Väljaren innefattar kontaktledningar 16, vilka sträcker sig parallellt med manöverelementens 11 x-kammar 11a och till vilka yttre in- och utgående ledningar är anslutna.

För att åstadkomma korskopplingen finns vidare första länkar 17, vilka är parallella med manöverelementens 12 y-kammar 12a, och andra länkar 18, vilka är parallella med manöverelementens 13 z- kammar 13a. Länkarna 17 och 18 används endast för själva korskopplingen inuti väljaren och behöver inte accessas utifrån.

Figur 7 visar två korspunkter med kontaktledningar 16 respektive första länkar 17, varvid den övre delen av figuren visar en sluten eller aktiverad korspunkt med kontakt via de ledande kulorna 14 mellan de respektive ledningarna 16 och länkarna 17, medan den nedre delen av figuren visar en bruten korspunkt. Vid själva kontaktpunkten är de första länkarna 17 utformade med tungor 19. Kontaktledningarna 16 är i det visade exemplet utformade som runda stavar med V-formade spår 20, och tungorna 19 är präglade med fördjupningar eller utformade med hål 21 för att kunna kvarhålla kultåget i position. Figur 8 visar på liknande sätt tvâ korspunkter med kontaktledningar 16 respektive andra länkar 18. Även här visar den övre delen av figuren en aktiverad korspunkt och den nedre delen en bruten korspunkt. Länkarna 18 är liksom länkarna 17 försedda med kontakttungor 19, vilka även 10 15 20 25 30 35 468 693 dessa är präglade eller på annat sätt utformade att kvarhålla kultåget i läge.

Kontakt- och manöverfunktionen i väljaren utgörs således av kulor som i en kulväljare. Sluten respektive bruten kontakt åstadkommes genom att ett kultåg bestående av två isolerande och en ledande kula förflyttas medelst en annan ledande kula, respektive att ett kultåg bestående av en isolerande och två ledande kulor för- flyttas medelst en annan isolerande kula. Kulor och kontakt- ledningar är förlagda i kontaktblock i vilka också manöverkammar- na finns. Till/från-slag åstadkommes genom att kulorna förflyttas medelst en z-kam vars avstånd mellan tapparna är fem kulors diameter. Som framgår av figurerna kommer en kula att befinna sig utanför men i närheten av' korspunkten. Kammarna på de båda sidorna om kontaktblocket är sammanfogade och rörs parvis vid förflyttning i x- och y-led. Efter manövrering av en korspunkt (i den visade utföringsformen innefattande två kontaktledare) så kommer den kula som ligger utanför kultåget in i en lucka i y- ledskammarna. När y-ledskammen förflyttas kommer då denna kula att förflyttas till ett läge som ej är i kultågets position, varvid endast tre kulor finns kvar i z-ledskammen. I detta nya läge kommer kulan in i en lucka i x-ledskammarna, vilka i sin tur förflyttar kulorna till sitt neutral-läge. Vid start av manövre- ring befinner sig samtliga kulor i kuben i sina neutrallägen.

Genom att förbinda samtliga kammar i x-led, såsom visas i figur 9 där x-kammarna 11a i två plan är förbundna med varandra till manöverelement 11, vilka ligger i ett plan x-y kan alla kulor i detta plan förflyttas från sitt neutralläge till mittläget. Dessa kulor i mittläget kan nu förflyttas med y-kammarna 12a vilka är sammanbundna till manöverelement 12 i ett plan y-z vinkelrätt mot x-ledsplanet. Då dessa y-ledskammar förflyttas till manöverläget så följer de kulor med som finns i en rad i skärningen mellan de två planen till manöverläget. Genom att förbinda z-ledskammarna 13a med varandra till manöverelement 13 i ett plan vinkelrätt mot y-z-planet så kommer endast en av kulorna vilka nu befinner sig i manöverläget att förflyttas då z-ledskammen förflyttas. Därvid manövreras endast en korspunkt. Vid manövreringen kommer då en kula att gå in i knltågets position, och motsvarande kula på 10 15 20 25 30 55 4-68 695 8 andra sidan att komma in i den y-ledskam vilken utgör paret för korspunkten. Denna kula återförs till manöverläget enligt tidigare. Genom prägling eller annan formning av kontakttungorna så låses kulorna mellan kontakterna.

Som framgår av tidigare figurer så.utgörs x-kontaktledningarna av raka ledare. Kuben kan byggs upp med ett antal plastplattor i vilka y-länkarna och z-länkarna läggs in. Plastplattorna sätts sedan samman till ett större block (kub). Genom att x-ledarna är raka kan dessa stickas in genom ett spår genom och tvärs mot plattorna. Plattorna är så utformade att även kammarna kan sättas in i den redan sammansatta kuben. Kulorna laddas eller sätts in genom att dessa vid införandet av z-kammen förläggs i dess respektive fack och trycks in i kuben genom att trycka in z- kammen stegvis. Härvid kommer vid laddning av kulorna samtliga kulor att befinna sig i manöverläge, genom att utföra rörelser till/från på samtliga z-kammar så kommer samtliga kontakter ligga i frånläge. När laddningen sker står x- och y-kammar i aktiverat läge varvid samtliga kulor kan föras till sina.utgångslägen genom att först deaktivera alla y-kammar och sedan alla x-kammar. Denna operation kan även användas för att göra "reset", d.v.s. slå ifrån samtliga korspunkter utan att manövrera samtliga kors- punkter individuellt, vilket kan bli nödvändigt om styrande utrustning tappat informationen vilka korspunkter som är uppställda.

Både kammar och kontaktledningar är genomgående. Detta gör att större enheter kan sammansättas genom att stapla flera kuber på, bredvid och bakom varandra. Härvid kan mycket stora enheter byggas med hjälp av en mindre grundmodul.

Manövrering sker med hjälp av exempelvis elektromagneter placerade i manövermoduler på fyra sidor av kuben. Manövermo- dulerna sammanbinder och manövrerar kammarna. De fyra sidorna används för x, y och till/från. X- och y-kammarna hålls deaktive- rade medelst exempelvis fjädrar, likaså hålls till/från eller z- kammen i sitt mittläge då ingen av till- eller från- spolarna opererats. Samtliga ingångar för kabling kan ske på en sida. 'n 10 e 468 693 I den ovan beskrivna och på ritningarna visade utföringsformen innefattar varje korspunkt två ledare. Det skall emellertid förstås att korspunkterna även kan innefatta endast en ledare, varvid kultågen i z-kammarna utgörs av en enda kula och med motsvarande mindre lucka i kammen. Likaså kan korspunkter med fler än två ledare tänkas, varvid kultågen och z-kamluckorna blir motsvarande större. Även utformningen och placeringen av kontaktledningarna och länkarna måste naturligtvis modifieras för att fungera på avsett sätt i dessa fall.

Uppfinningen är naturligtvis inte begränsad till den ovan beskrivna och på ritningen visade utföringsformen, utan kan modifieras inom ramen för de bifogade patentkraven.

Claims (6)

10 15 20 25 30 35 468 695 1° PÄTENTKRÄV

1. Galvanisk kopplingsanordning för att åstadkomma elektrisk slutning eller brytning av en korspunkt bland ett antal kors- punkter i en tredimensionell kopplingsmatris, varvid varje korspunkt kan bestå av en eller flera ledare, innefattande i en första riktning gående kontaktledningar, vinkelrätt mot dessa gående första länkar och vinkelrätt mot såväl kontaktledníngarna som de första länkarna gående andra länkar, varvid varje kontaktledning, första länk och andra länk består av ett motsvarande antal ledare, kontaktelement i varje korspunkt, för att åstadkomma respektive bryta kontakten mellan kontaktled- ningarnas respektive de första eller de andra länkarnas motsva- rande ledare, samt manöverelement för att manövrera kontaktele- menten i korspunkterna, innefattande första manöverelement som är parallella med kontaktledníngarna och kan förflyttas parallellt med dessa, andra manöverelement som är parallella med de första länkarna och kan förflyttas parallellt med dessa, och tredje manöverelement som är parallella med de andra länkarna och kan förflyttas parallellt med dessa, k ä n n e t e c k n a d av att kontaktelementen (10) utgörs av sfäriska kopplingselement (14, 15) som är anordnade i och invid varje korspunkt, att de första manöverelementen (11) är anordnade i första.plan (x-y) parallella med kontaktledníngarna (16) och de första länkarna (17) för att samtidigt förflytta samtliga kopplingselement invid respektive korspunkt i ett valt plan av korspunkter, att de andra manövere- lementen (12) är anordnade i andra plan (y-z) parallella med de första (17) och de andra länkarna (18) för att samtidigt förflytta samtliga av de första manöverelementen (11) förflyttade kopplingselementen i skärningen mellan det första valda planet och det valda andra planet av korspunkter, och att de tredje manöverelementen (13) är anordnade i tredje plan parallella med kontaktledníngarna (16) och. de andra länkarna (18) för' att förflytta de av de första (11) och de andra manöverelementen (12) förflyttade kopplingselementen i skärningen mellan det andra valda planet och det valda tredje planet, vilka kopplingselement (10) vid mekanisk påverkan av respektive manöverelement för- flyttas så att de gör kontakt med kontaktledníngarna (16) och de 10 is 20 25 11 :4ßs 695 första (17) eller de andra länkarna (18) för att i beroende av om kopplingselementet (14, 15) är ledande (15) eller oledande (14) åstadkomma slutning eller brytning av korspunkten, varvid manövrering av de tredje manöverelementen (13) utnyttjas som kopplingsfunktion för att in i korspunkten bringa ett kopp- lingselement av motsatt slag mot det som redan befinner sig i korspunkten.

2. Galvanisk kopplingsanordning enligt patentkravet 1, k ä n- n e t e c k n a d av att manöverelementen (11, 12, 13) innefattar av kammar (11a, 12a, 13a) med luckor för kopplingselementen (14, 15).

3. Galvanisk kopplingsanordning enligt patentkravet 1, k ä n- n e t e c k n a d av att kopplingselementen (14, 15) utgörs av ett i korspunkten befintligt kultåg med alternerande ledande (15) och oledande (14) kulor.

4. Galvanisk kopplingsanordning enligt patentkravet 1, k ä n- n e t e c k n a d av att de första och de andra länkarna (17, 18) innefattar kontakttungor (19), och att kopplingselementen (14, 15) är anordnade mellan kontaktledningarna (16) och länkarnas kontakttungor (19).

5. Galvanisk kopplingsanordning enligt patentkravet 1, k ä n- n e t e c k n a d av att kontakttungorna (19) är präglade eller på annat sätt utformade för att kvarhålla kopplingselementen.

6. Galvanisk kopplingsanordning enligt patentkravet 1, k ä n- n e t e c k n a d av att manöverelementen (11, 12, 13) i den ena riktningen påverkas av elektromagneter, och i den andra rikt- ningen påverkas av returfjädrar.