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Kreuzschienenverteiler Die Erfindung betrifft einen Kreuzschienenverteiler
mit Eingang und Ausgangskoordinatenleitungen, an deren Kreuzungspunkten Verteilerkoppelelemente
angeordnet sind, die jeweils aus einer über Anwahlkoordinatenleitungen und Schaltle
itungen angesteuerten Steuereinheit und einem von dieser gesteuerten Schalter für
von Eingangssignal- auf Ausgangssignalkoordinatenleitungen durchzuschaltende Signale
bestehen. Derartige Kreuzschienenverteiler sind aus den Offenlegungsschriften 2
249 139 und 2 301 485 bekannt.
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Für einen beliebigen Ausbau von Kreuzschienenverteilern ist die sogenannte
Modulbauweise zweckmäßig. Die Koordinatenleitungen eines solchen modular aufgebauten
Kreuzschienenverteilers sind ohne Zwischenschaltung von Anpassungsschaltungen durch
viele Baugruppenträger und mehrere Gestelle verlegt. Die diese Koordinatenleitungen
speisenden Ansteuerstufen bringen den Strom für alle an die Koordinatenleitungen
angeschlossenen Koppelelemente auf. Damit ein ausreichender Störabstand auf den
Koordinatenleitungen sichergestellt ist, müssen diese Ansteuerstufen niederohmig
sein, wodurch jedoch die Gefahr einer Störung durch fehlerhafte Koppelelemente,
Unachtsamtkeit beim Stecken von Leitungssteckern und bei Wartungsarbeiten steigt.
Auch können durch Fehlbedienung, defekte Baugruppen, Ziehen urid Stecken von Baugruppen
und Leitungssteckern an einem in Betrieb befindlichen umfangreichen Kreuzschienenverteilersystem
ungewollte Schaltungen verursacht werden.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Fehlschaltungen
in Kreuzschienenverteilern weitgehend zu vermeiden.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Schaltsignale
für die Verteilerkoppelelemente über Sperrglieder geführt sind, die von unzulässige
Betriebszustände auf den Steuerkoordinatenleitungen feststellende Diskriminatoren
gesteuert sind und welche die Schaltbefehle sperren, wenn auf den Steuerkoordinatenleitungen
eines nachgeschalteten Koppelelementes ein unzulässiger Betriebszustand festgestellt
wird. In einer derartigen Schaltung werden die Befehle Setzen und Trennen von Koppelpunkten
nur dann an die einzelnen Koppelelemente weitergeleitet, wenn auf den Anwahlkoordinatenleitungen
Betriebszustände herrschen, die kein Anzeichen für eine fehlerhafte Baugruppe geben,
und wenn ferner das Schaltsignal eindeutig ist, d. h. wenn entweder nur ein Signal
zum Setzen oder ein Signal zum Trennen eines Koppelelementes ansteht.
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Zusätzlich zum Sperren der Schaltsignale kann die Steuerkoordinatenleitung
bei einem anormalen Betriebszustand abgeschaltet werden. Ferner kann das Signal
zum Betätigen des Sperrgliedes und zum Abschalten der Koordinatenleitungen auch
zur Störungsmeldung herangezogen werden.
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Es braucht nicht jedem Koppelelement ein Sperrglied zugeordnet sein;
es genügt, wenn Koppelelemente zu Gruppen zusammengefaßt sind und jeder Gruppe ein
Sperrglied zugeordnet ist. Zweckmäßig bilden jeweils die auf einer Leiterplatte
angeordneten Koppelelemente eine solche Gruppe. Im Falle des Auftretens einer Störung
wird nur die gestörte Gruppe gegen Schaltsignale gesperrt, der Rest des Kreuzschienenverteilers
bleibt betriebsfähig. Die Gruppen können dadurch gebildet werden, daß mehrere 5teuerkoordinatenleitungen
von einem in die unzulässigen Betriebszustände feststellenden Diskriminator überwacht
sind. Die Diskriminatoren bestehen zweckmäßig aus einer Stromüberwachungsanordnung
mit einem daran angeschlossenen Spannungsdiskriminator. Dessen Ausgangssignale sind
den Sperrgliedern zugeführt. Damit der Aufwand gering gehalten wird, kann in jeder
Steuerkoordinatenleitung eine Stromüberwachungsanordnung liegen und mehrere Stromüberwachungsanordnungen
sind einem Spannungsdiskriminator zugeordnet.
Mit dem Diskriminator
kann eine Speicherstufe verbunden sein, die im Falle einer Störung vom Diskriminator
gesetzt wird und das Sperrglied ansteuert. Als Sperrglied kann ein Dezimaldecoder
verwendet sein, der die Eingangssignalkömbination aus Diskriminatorsignalen und
Schaltsignalen als Dezimalzahl interpretiert und an einem seiner zehn Ausgänge ein
Signal abgibt.
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Liegt keine Störung vor, treten die Ausgangssignale an den mit den
Setz- und den Trenneingängen der Koppelelemente verbundenen Ausgängen auf. Im Falle
einer Störung treten die Signale an anderen Ausgängen auf, die nicht mit den Koppelelementen
verbunden sind. Auf den Setz- und Trenneingängen der Koppelelemente erscheint dann
kein Schaltsignal. Eine entsprechende Schaltung läßt sich auch mit sogenannten Sechsfachinvertern
aufbauen.
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Wie schon erwähnt, werden in Kreuzschienenverteilern die Koppelelemente
über Koordinatenleitungen angewählt und dann mit einem Schaltsignal gesetzt oder
getrennt. Die Anwahl erfolgt im allgemeinen in der Weise, daß auf die Anwahlkoordinatenleitungen
"1"-Signal gegeben wird oder daß die Anwahlleitungen hochohmig gemacht werden, damit
das Rückmeldesignal auf den Koordinatenleitungen ausgewertet werden kann. Eine solche
Ansteuertechnik hat aber den Nachteil, daß Koppelelemente auch dann angewählt werden,
wenn die Baugruppe, welche die übergeordnete Ansteuerlogik enthält, aus der Steckverbindung
gezogen wird. Werden dann Schaltsignale für andere Koppelelemente in den Kreuzschienenverteiler
eingegeben, so können Koppelelemente unerwünscht gesetzt oder getrennt werden. Mit
einer Weiterbildung der Erfindung, mit der dies vermieden wird, sind die Koppelelemente,
die Sperrglieder, Diskriminatoren und die Ansteuerschaltungen der Anwahlkoordinatenleitungen
als Baugruppen derart aufgebaut, daß bei nicht angeschlossenen Eingängen die Schaltsignale
gesperrt sind und daß über die Anschlußkontakte der jeweils vorgeschalteten Baugruppe
ein Signal auf die jeweils nachgesohaltete Baugruppe durchgeschleift wird, welche
das Sperren der Schaltsignale aufhebt. Z. B. wird über die übergeordnete Baugruppe
das Signal o Volt der Speisespannung mit Hilfe einer internen Brücke geschleift
und dieses Signal der nachgeschalteten Baugruppe als
Eingangssignal
zugeführt. Fehlt das Eingangssignal 0 Volt an der nachgeschalteten Baugruppe, z.
B. durch Ziehen der übergeordneten Baugruppe, so werden die Schaltbefehle, die in
die nachgeschaltete Baugruppe eingreifen, gesperrt. Mit Hilfe einer solchen Schaltungsanordnung
werden die oben angegebenen Fehlschaltungen verhindert.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
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Es zeigen Figur 1 ein i;bersichtsschaltbild eines Kreuzschienenverteilers,
Figur 2 und 3 Einzelheiten von in der Anordnung nach Figur 1 eingesetzten Diskriminatoren,
die Figuren 4 und 5 Schaltbilder von in der Anordnung nach Figur 1 einsetzbaren
Sperrgliedern und Figuren 6, 7 und 8 die Zusammenschaltung. von mehreren Baugruppen.
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In Figur 1 sind mit X1, X2 ... X6 und Y1,Y2, Y3, Y4 Anwahlkoordinatenleitungen
eines Kreuzschienenverteilers mit Koppelelementen Kt bezeichnet. Die Anwahlleitungen
sind durch Schaltungsanordnungen STX und STY geführt. Diese Einheiten sind Stromüberwachungseinheiten,
die zusammen mit Spannungsdiskriminatoren SIX und SIY jeweils einen Diskriminator
bilden, der feststellt, ob die Stromaufnahme der einzelnen Anwahlleitungen in zulässigen
Grenzen ist oder nicht. Ist die zulässige Stromgrenze überschritten, z. B. infolge
eines defekten Koppelelementes KE, so steuert der diesem Koppelelement zugeordnete
Diskriminator ein eperrglied SPG11, SPG12, SPG2i, SPG22 an. Jedes Sperrglied ist
einer Gruppe von sechs Koppelelementen KE zugeordnet. Zweckmäßig bilden das Sperrglied
unddiediesem zugeordneten Koppelelemente eine Baugruppe, die auf einer Leiterplatte
angeordnet ist. Der Kreuzschienenverteiler des Ausführungsbeispiels nach Figur 1
weist vier Baugruppen zu je sechs Koppelelementen auf. Selbstverständlich ist in
der Praxis die Anzahl der Koppelelemente je Baugruppe und die Anzahl der Baugruppen
wesentlich größer. Beispielsweise
kann eine 3augruppe aus 10 x
5 Koppelelementen und der gesamte Kreuzschienenverteiler aus 40 Baugruppen bestehen.
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Außer den Signalen der Diskriminatoren SIX und SIY werden den Sperrgliedern
SPG!! ... über Leitungen S und T Setz- und Trennsignale zugeführt. Die Sperrglieder
können nun in der Weise aufgebaut sein, daß sie die Setz- und Trennsignale sperren,
wenn aufgrund irgend eines Fehlers diese beiden Signale gleichzeitig auftreten.
Ferner können diese Schaltsignale gesperrt werden, wenn das Sperrglied von beiden
mit ihm verbundenen Diskriminatoren Stormeldesignale erhält. Eine größere Sicherheit
gegen Fehlschaltungen wird jedoch erreicht, wenn das Sperrg2.ied die Schaltsignale
schon dann sperrt, wenn es nur von eine Diskrim-nator eine Störungsmeldung erhält.
Zur Verdeutlichung der Funktion der Schaltungsanordnung nach Figur 1 wird angenommen,
daß das rechts oben dargestellte Koppelelement KE derart defekt ist, daß bei einem
Anwahlsignal auf der Leitung Xl ein unzulässig großer Strom über diese Anwahlleitung
fließt. Es spricht dann die links oben eingezeichnete Stromüberwachungseinheit STX
an, indem sie auf den ihr zugeordneten Spannungsdiskriminator SIX ein Signal gibt,
der aies in der eise weiterverarbeitet, Indem er prüft, ob dieses Signal unzulässig
groß ist, im Falle der überschreitung der zulässigen Grenze einen Speicher setzt,
die Sperrglieder SPG11 und SPG12 ansteuert, so daß diese etwaige über die Leitungen
S und m kommenden Setz- und Trennsignale sperren und indem ein Abschaltsignal auf
die mit ihr verbundenen Stromüberwachungseinheiten STX gibt, die daraufhin die Anwahlleitungen
Xl, X2, X3 von den nicht gezeigten Ansteuerschaltungen trennen. Nach Behebung der
Störung kann mit einer Rücksetztaste RS der im Diskriminator enthaltene Speicher
zurückgesetzt werden, worauf der abgeschaltete Teil des Kreuzschienenverteilers
wieder betriebsfähig ist.
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Figur 2 zeigt ein Schaltungsbelspiel des Diskriminators. Mit ST ist
die Stromüberwachungs- und -abschalteinheit bezeichnet; die Einheit SI enthält den
Spannungsdiskriminator und den Speicher.
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Die Anwahlleitung X bzw. Y ist mit dem einen Eingang eines Koinzidenzglledes
K1
verbunden, an dessen Ausgang über einen Spannungsteiler die Basis eines Transistors
TS3 angeschlossen ist, der mit einem weiteren Transistor TS4 nach Art einer Darlington-Schaltung
zusammenarbeitet. An die Kollektoren der Transistoren TS3 und TS4 ist die innerhalb
des Kreuzschienenverteilers verlaufende Anwahlleitung angeschlossen. Im Emitterkreis
des Transistors TS4 liegt ein Strommeßwiderstand RM. Die an diesem abfallende Spannung
wird über eine Entkopplungsdiode D auf eine Sammelleitung gegeben, die auch an die
anderen Stromüberwachungseinheiten angeschlossen ist. Sie führt auf die Einheit
SI, die einen in Verbindung mit zwei nicht bezeichneten 5Miderständen einen Spannungsdiskriminator
bildenden Transistor TS2 enthält. Uebersteigt die Spannung am Strommeßwiderstand
RM den ert, bei dem der TransistorTS2 durchschaltet, wird eine aus zwei N D-Gliedern
NA1, NA2 gebildete bistabile Kippstufe umgeschaltet, so daß nun am einen Eingang
der Koinzidenzglieder Kl der Stromüberwachungseinheiten ST "0"-Signal liegt und
die Anwahlleitungen des Kreuzschienenverteilers von den Ansteuereinheiten getrennt
sind. Über eine Leitung sp gibt das NAND-Glied NA1 ein Störmeldesignal auf die in
Figur 1 gezeigten Sperrglieder.
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Ferner kann über diese Leitung auch eine Störmeldeeinrichtung angesteuert
werden.
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Figur 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Stromüberwachungs-und
Diskriminatoreinheiten ST und SI. Die Transistoren TS3 und TS4 arbeiten in Emitterschaltung.
Wegen der Phasendrehung im Transistor TS3 ist als Koinzidenzglied ein NAND-Gatter
NA3 eingesetzt, das von der Einheit SI über einen Inverter IN angesteuert wird.
Ansonsten stimmt die Schaltung nach Figur 3 hinsichtlich ihres Aufbaues und ihrer
Betriebsweise mit der nach Figur 2 überein.
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Eine mögliche Ausgestaltung des Sperrgliedes ist im Prinzip in Figur
4 gezeigt. Es besteht im wesentlichen aus einem Dezimaldecoder DEC mit vier Eingängen
A, B, C und D und zehn Ausgängen 0, 1, 2 ... 9. Der Decoder DEC gibt jeweils nur
an einem Ausgang ein Signal ab, wobei der mit einem Signal belegte Ausgang
abhängig
ist von der den Eingängen A, B, C,'D zugeführten Signalkor.ibination. Im Ausführungsbeispiel
ist an den Eingang D ein Diskriminator SIy und an den Eingang C ein Diskriminator
SIx angeschlossen. Dem Eingang D wird das Trennsignal T und dem Eingang 2 das Setzsignal
S zugeführt. Bei ungestörtem Betrieb ergibt sich im Falle der Zufuhr eines Trennsignals
eine solche Signalkombination, daß am Ausgang 2 11111-Signal erscheint, d. h.
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das Trennsignal wird durch den Decoder DEC durchgeschaltet. Entsprechend
wird bei Anlegen eines Setzsignals dieses auf den Ausgang 1 durchgeschaltet. Treten
infolge einer Störung Setz- und Trennsignal gleichzeitig auf, wird keiner der beiden
Ausgänge 1 und 2 mit einem Signal belegt, d. h. der das Sperrglied bildende Decoder
DEC gibt kein Signal an die ihm nachgeschalteten Koppelelemente ab. In gleicher
Weise werden die Setz- und Trennsignale gesperrt, wenn von einem der Diskriminatoren
SIy oder SIx ein Störmeldesignal abgegeben wird.
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Die gleiche Wirkungsweise hat die Schaltungsanordnung nach Figur 5,
die im wesentlichen aus sechs Invertern INV1, INV2 IiCTV6 besteht. Ihp werden die
Setz- und Trennsignale S, T invertiert zugeführt und entnommen.
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Eine weitere Sicherheit gegen Fehlschaltungen, die durch Ziehen von
Baugruppen aus den Steckverbindungen entstehen können, bietet die Anordnung nach
Figur 6. Eine Baugruppe BG1 ist über eine Leitung LE einer zweiten Baugruppe BG2
vorgeschaltet. In der Baugruppe BG1 wird das Signal 0 Volt der Speisespannung mit
Hilfe einer internen Brücke auf die Leitung LE geschleift und dieses Signal der
nachgeschalteten Baugruppe BG2 als Eingangssignal zugeführt. Fehlt das Eingangssignal
0 Volt an der nachgeschalteten Baugruppe BG2, z. B. durch Ziehen der tbergeordneten
Baugruppe, so werden die Schaltbefehle, die in die nachgeschaltete Baugruppe eingreifen,
in den UND-Gattern UNI, UN2, UN3 gesperrt. Mit Hilfe dieser Schaltungsanordnung
werden somit Fehlschaltungen, die durch Ziehen von übergeordneten Baugruppen entstehen
können, verhindert.
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Da sämtliche, der Baugruppe 3G2 zugeführten Schaltsignale 0 Volt sind,
sind den Eingängen der Baugruppe BG2 nicht bezeichnete Inverter nachgeschaltet.
Figur 7 zeigt eine Anordnung, in der die Schaltsignale ebenfalls 0 Volt sind, in
der aber das durchgeschleifte Signal "+" ist. Aus diesem Grunde folgt auf den Eingang
der Baugruppe BG2, dem die in der Baugruppe BG1 durchgeschleifte Spannung zugeführt
wird, kein Inverter, sondern ein nicht invertierender Eingangsverstärker.
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Das in den Figuren 6 und 7 gezeigte Schaltungsprinzip kann auch in
Kaskade angewandt werden. Figur 8 zeigt hierzu ein AusfUhrungsbeispiel. In einer
Baugruppe BG3 wird das 0-Volt-Signal durchgeschleift und über eine Leitung LE2 zu
einer Baugruppe BG4 übertragen, der ferner unmittelbar Schaltsignale 3F1 zugeführt
werden. Diese werden in einem Koinzidenzgatter K2 nur dann wirksam, wenn der Baugruppe
BG4 über die Leitung LE2 0 Volt zugeführt wird, d. h. wenn die Baugruppen BG3 und
BG4 miteinander verbunden sind.
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An die Baugruppe BG4 ist über eine Leitung LE3 eine weitere Baugruppe
BG5 angeschlossen. Auch dieser werden Schaltsignale BF2 zugeführt, die von einem
Koinzidenzgatter K3 nur dann durchgeschaltet werden, wenn die Baugruppe BG5 über
die Leitung LE3 0-Volt-Signal erhält. Dies ist nur dann der Fall, wenn sämtliche
vorgeschalteten Baugruppen einschließlich der Baugruppe BG3 miteinander verbunden
sind. Die nachgeschalteten Baugruppen werden daher mit dem Ziehen eines Kabels oder
eines Spannungsausfalls in einer übergeordneten Baugruppe oder Ziehen einer solchen
gesperrt.
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10 Patentansprüche 8 Figuren