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Magnetischer Kreuzschienenschalter Die bekannten Kreuzschienenschalter
erfordern eine Vielzahl von Haltemagneten und Auswahlmagneten, die teilweise durch
elektronische Anordnungen ersetzt sein können, wie z. B. Gasentladungsröhren, Transistoren
und PNPN-Dioden, je nach den jeweiligen Anforderungen des Aufwandes und der
Form von herkömmlichen Kreuzschienenschaltern. Während diese elektronischen Anordnungen
Vorteile in bezug auf die Schaltgeschwindigkeit aufweisen, so zeichnen sie sich
aber vor allem durch Nachteile im Hinblick auf ihre Zuverlässigkeit, Wirtschaftlichkeit,
Unterhaltung und übertragungseigenschaften aus. Ein Grund für dies ist, daß der
Betrag des Nebensprechens oder der Dämpfung abhängig ist von dem Kontaktwiderstand
und der Größe des Isolationswertes eines Kontaktes von dem anderen. In elektronischen
Stromkreisen kann die genannte Dämpfung zwar ausgeglichen werden durch Verstärkung,
aber solch eine Verstärkung wird wiederum den Pegel des Nebensprechens vergrößern,
und dies wiederum hat zur Folge, daß elektronische Anordnungen beschränkt anwendbar
sind.
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Es sind Kreuzschienenschalter bekannt, deren vertikale und horizontale
Schienen aus magnetisierbarem Material bestehen und deren Schienen zwecks elektromagnetischer
Erregung mit einer oder mehreren Spulen versehen sind. In den Luftspalten zwischen
jeweils sich kreuzenden Schienen sind bewegliche Anker angeordnet, welche anziehen,
sobald die dem jeweiligen Kreuzungspunkt zugeordnete vertikale und horizontale Schiene
erregt wird.
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Weiter sind Kreuzschienenschalter bekannt, bei denen aus ferromagnetischem
Material bestehende, in zwei parallelen Ebenen koordinatenmäßig angeordnete und
je eine Zeilen- bzw. Spaltenspule tragende Zeilen- und Spaltenflußbügel durch
einen gemeinsamen rahmenartigen und ferromagnetischen Rückflußbügel magnetisch leitend
verbunden sind und bei denen an jedem Kreuzungspunkt zwischen Zeilen- und Spaltenflußbügel
auf dem Zeilenflußbügel je ein Schaltanker verschwenkbar angebracht ist,
der bei koinzidenter Erregung der beiden zugehörigen Flußbügel Durchschaltkontakte
zwischen sich koordinatenmäßig kreuzenden Leitungen, beispielsweise über einen Betätigungssteg
mechanisch gekoppelte Kontaktfedern, betätigt. Der Haltevorgang wird an den Koppelpunkten
durch individuell zugeordnete kleine Dauermagnete aufrechterhalten.
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Ferner sind Kreuzschienenschalter bekannt, bei denen gruppenindividuelle
Erregerspulen vorgesehen sind, durch die die feststehenden Pole jeweils einer Gruppe
oder Spalte von Schaltpunkten nach Beendigung des Wählvorganges gleichnamig polarisiert
werden, so daß die ausgelenkten Anker in ihrer Stellung gehalten, die nicht ausgelenkten
Anker am Verschwenken gehindert werden.
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Andere Kreuzschienenschalter sind aus einander rechtwinklig kreuzenden,
aus ferromagnetischem Werkstoff bestehenden Blechstreifen aufgebaut, die durch Isolierstreifen
voneinander elektrisch getrennt sind und bei denen die parallel zueinander angeordneten
Blechstreifen der einen Schar als an Eingänge, z.B.Teilnehmerleitungen, anschließbare
Teilnehmerschienen den einzelnen Eingängen zugeordnet sind, während die einzelnen
Blechstreifen der anderen Schar als Verbindungsschienen mit den Teilnehmerschienen
und mit einer oder zwei weiteren, parallel zu diesen Teilnehmerschienen angeordneten
Anschalteschienen wahlweise elektrisch leitend verbunden sind.
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Allen genannten Kreuzschienenschaltern herkömmlicher Bauart haftet
der Nachteil an, daß ihre Betätigung nur durch Hinzufügen von Zeilen- und Spaltenspulen
möglich ist. Dadurch wird das Bauvolumen unnötig groß, die Herstellung verteuert
und Montage und Reparatur erheblich erschwert.
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Ferner sind magnetische Kreuzschienenschalter bekannt, bei denen parallel
zu den nebeneinander angeordneten Kontaktvielfachschienen der Zeilen und Spalten
von diesen abstandhaltend jeweils Stromführungsschienen so angeordnet sind, daß
sie sich mit Abstand kreuzend gegenüberstehen und zwischen den Kontaktvielfachschienen
liegen, wodurch das Magnetfeld, das nur am ausgewählten Kreuzpunkt die als Anker
und Einzelkontakt wirkenden Teile in Kontakt bringt, durch den Strom erzeugt
wird,
der in den beiden sich kreuzenden Stromführungsschienen fließt * - Nachteilig
wirkt sich die Bewegung der elastischen Kontaktvielfachschienen zum Zweck der Kontaktgabe
aus, wozu relativ starke magnetische Kräfte notwendig sind.
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Die Erfindung hat die Aufgabe, eine Verstärkung des magnetischen Feldes
und damit größere Sicherheit für die Kontaktgabe zu erzielen sowie die zu bewegenden
Massen zu verringern.
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Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß mit jeder Stromführungsschiene
je eine parallel zu ihr verlaufende Stromrückführungsschiene so zu einer
Schleife verbunden ist, daß der Schleifenstrom i#in ver's-tärktes- Magnetfeld erzeugt,
das senkrecht aus der zwischen den beiden Schienen liegenden Schleifenebeire heraustritt,
in der die als Anker und als Kontakt wirkenden Teile in Form von verschwenkbaren
oderkippbarenKontaktstücken liegen, die an jeder Kreuzungsstelle von je zwei
sich gegenseitig rechtwinklig durchdringenden Schleifen umfaßt werden, deren eine
aus der Stromführungsschiene und der Stromrückführungsschiene der betreffenden Zeile
besteht, während die andere Schleife aus der Stromführungsschiene und der Stromrückführungsschiene
der betreffenden Spalte besteht.
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Gemäß einer Ausbildung der Erfindung liegen die Stromführungsschienen
aller Zeilen in einer einz . igen zwischen den Ebenen der Kontaktvielfachschienen
liegenden Ebene, während die Schleifenebene der Stromführungsschienen jeder Spalte
senkrecht dazu und um 901 gedreht steht.
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Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung sind die Kontaktstücke
an der Kreuzungsstelle der beiden magnetischen Felder zwischen den Stromführungsschienen
und ihren Stromrückführungsschienen vorgesehen.
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Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung stellen die Kontaktstücke
in einer bestimmten gekippten Stellung auf Grund eines Isolierteiles keinen Kontakt
zwischen den entsprechenden Kontaktvielfachschienen her.
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Die Ausbildung des Kreuzschienenschalters nach der Erfliidung weist
verschiedene Vorteile auf. Dadurch, daß die Stromführungsschienen mit parallelen
Stromrückführungsschienen versehen sind, wird eine Verstärkung des magnetischen
Feldes erreicht, das die Kontaktstücke betätigt und dadurch die Zuverlässigkeit
des Betriebes verbessert. Da die magnetischen Felder bei einer stromdurchflossenen
Stromführungsschiene, z. B. 5, 15 in F i g. 2, gegenseitig
verschiedene Richtungen aufweisen, liegen die Kontaktstücke im resultierenden,
d. h. addierten Feld.
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Die Erfindung wird an Hand einer Zeichnung beschrieben.
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F i g. 1 zeigt einen Teil des magnetischen Kreuzschienenschalters
im Grundriß; F i g. 2 und 3 zeigen zwei zueinander senkrecht stehende
Schnitte durch diesen Teil.
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Die Stromführun.-sschienen 5, 6, 7, 8, 9 sind mit getrennten
Stromruckführungsschienen 15, 16, 17,
18, 19 versehen, die so
angeordnet sind, daß bei einer gleichzeitigen Magnetisierung sich gegenseitig kreuzender
Stromführungsschienen die Einzelkontakte oder Kontaktstücke 3, 4 einer Kippbewegung
unterworfen werden, so daß die Kontaktstücke an einer Kreuzungsstelle gleichzeitig
den Kontakt der zwei sich kreuzenden Kontaktvielfachschienen 1
und 2 herstellen.
Die Kipp- oder Drehbewegung der Kontaktstücke erfolgt auf Grund eines Polarisierungseffektes.
Die eine Stromführungsschiene 5 und ihre Stromrückführungsschiene
15 magnetisieren die Kontaktstücke 3, 4 in Längsrichtung zur gleichen
Zeit, in der die kreuzende Stromführungsschiene 7 und ihre Stromrückführungsschiene
17 ein magnetisches Feld erzeugen, das im Hinblick auf die Richtung der Magnetisierung
der Kontaktstücke quer orientiert ist. Die Erregungsströme kurzer Dauer werden vorzugsweise
durch Transistoren TI, T3, T4 gesteuert.
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Die Kontaktvielfachschienen 1, 2, 10, 11, 20 und
die Kontaktstücke 3, 4, 13, 14, 23, 24 sind in bekannter
Weise aus magnetisierbarem Material hergestellt und auf ihrer Oberfläche mit einer
kontaktgebenden Edelmetallschicht versehen.
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Dadurch, daß die Stromführungsschienen 5, 6, 7,
8, 9
mit getrennten Stromrückführungsschienen 15,
16, 17, 18, 19
versehen sind, die zu den entsprechenden Stromführungsschienen parallel angeordnet
sind, wird eine Verstärkung des magnetischen Feldes erreicht, das die Kontaktstücke
3, 4, 13, 14, 23, 24 betätigt und dadurch die Zuverlässigkeit
der Anordnung verbessert.
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Da die magnetischen Felder während des Betriebes kraft der Anordnung
der Stromrückführungsschienen 15, 16, 17, 18, 19 bezüglich ihrer entsprechenden
Stromführungsschienen 5, 6, 7, 8, 9 - " egenseiti- verschiedene Richtungen
aufweisen, wird ein größerer Sicherbeitsfaktor für die Anziehung erreicht, weil
die Kontaktstücke 3, 4, 13, 14, 23, 24 dem resultierenden magnetischen
Feld folgen.
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Dadurch, daß die Kontaktstücke 3, 4 an einer Kreuzungsstelle
zweier magnetischerFelder angeordnet sind, wird eine größere magnetische Kraft während
des Betriebes erreicht.
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Wenn wäh7rend des Betriebes nur das durch die eine Stromführungsschiene
7 und ihre Stromrückführungsschiene 17 erzeugte magnetische Feld auf
ein Paar von Kontaktstücken 13 wirkt, so bleiben die letzteren unbetätigt,
da in der kontaktgebenden Richtung keine Drehbewegung erzielt wird.
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Falls auf Grund der magnetischen Eigenschaften des Materials in den
Kontaktstücken 13 Remanenz vorhanden ist, können die Kontaktstücke
13 mechanisch dadurch bewegt werden, daß nur die Stromführungsschiene
7 in Verbindung mit ihrer Stromrückführungsschiene 17 ein magnetisches
Feld erzeugt. Aber da die Kontaktstücke in ihrer Ruhelage durch die Stromrückführungsschiene
19 in der entgegengesetzten Richtung magnetisiert worden sind, veranlaßt
diese Bewegung keinen Kontakt, da ein Isolierteil 22 die Berührung des Kontaktstückes
13
und der Kontaktvielfachschiene 1 in der Stellung verhindert, die
durch eine Kippbewegung des Kontaktstückes 13 in der entgegengesetzten Richtung
erreicht wird. Da die Kontaktstücke eine gewisse Remanenz aufweisen müssen, damit
ein ständiger elektrischer Kontakt ohne Energieverbrauch hergestellt wird, müssen
die mechanisch nicht betätigten Teile, die während des Betriebes durch die Stromführungsschiene
8 und ihre Stromrückführungsschiene 18 magnetisiert worden sind, nach
jedem Schließen eines Kontaktes entmagnetisiert werden, um während des folgenden
Betriebes unerwünschte Kontaktschlüsse zu verhüten.
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Dies wird dadurch erreicht, daß dem gerade betätigten Kontaktstück
14 durch die Stromführungsschiene
7 und ihre Stromrückführungsschiene
17 eine Magnetisierung erteilt wird, die größer als die entgegengesetzt gerichtete,
durch die Stromrückführungsschiene 18 erzeugte Magnetisierung ist, die eine
Rückbewegung des Kontaktstückes 14 verhütet, während die mechanisch nicht betätigten
Kontaktstücke 23, 24 entmagnetisiert werden.
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Zur Rückbewegung werden die Kontaktstücke 3, 4 durch einen
Strom magnetisiert, der dem Erregungsstrom entgegengesetzt ist und z. B. nur in
der Stromrückführungsschiene 15 durch einen Transistor T2 gesteuert fließt,
wodurch die Kontaktstücke 3, 4 nur von der einen Kontaktvielfachschiene 2
angezogen werden. Um der Stromführungsschiene 5 und ihrer Stromrückführungsschiene
15 eine größtmögliche Querschnittsfläche und daher einen kleinstmöglichen
Widerstand geben zu können, sind sie in Rinnen je
in den Kontaktvielfachschienen
1 und 2 angeordnet.