DE2602630A1 - Koppelanordnung mit bistabilen relais, insbesondere fuer fernmeldevermittlungsanlagen - Google Patents

Description

Patentanwalt
Dipl.-Phys. Leo Thul
Stuttgart

E.M.A.Jammes-J.L.M.H.Bordier 3-1

INTERNATIONAL STANDARD ELECTRIC CORPORATION, NEW YORK

Koppelanordnung mit bistabilen Relais, insbesondere für Pernmeldevermittlungsanlagen

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Koppelanordnung, deren Koppelpunkte aus Relais gebildet sind und deren Kontaktpaare mindestens einadrige Zubringer- und Abnehmerleitungen miteinander verbinden können, wobei jedes Relais zur Erzielung einer ersten und einer zweiten stabilen Schaltlage mit mindestens einem Magneten und von Einstelleinheiten erregbaren Wicklungen versehen ist, insbesondere für Pernmeldevermittlungsanlagen.

Eine derartige Koppelanordnung ist aus der französischen Patentschrift 1 316 290 bekannt. Die bekannte Anordnung enthält Relais mit zwei Wicklungen um einen Glaskolben, in den zwei Kontaktzungen eingeschlossen sind. Nachteilig bei dieser Koppelanordnung ist es, daß vor jeder Neueinstellung der Relais ein zusätzlicher Arbeitsschritt ausge-

21.1.1976
Sa/Mr

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führt werden muß: die an der vorangehenden Verbindung beteiligten Relais müssen abgeworfen werden.

Aus der DT-PS 1 295 667 ist eine Koppelanordnung mit zwei Paaren von Steuerwicklungen je Relais bekannt, die ohne den obengenannten zusätzlichen Arbeitsschritt auskommt. Dies wird dadurch erreicht, daß die zur Neueinstellung erforderliche Relaisansprecherregung gleichzeitig als Abwurferregung für an der vorangehenden Verbindung beteiligten Relais verwendet wird. Nachteilig ist jedoch der größere Aufwand an den Relais, die zusätzliche Wicklungen benötigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Koppelanordnung der eingangs genannten Art anzugeben, die ohne den obengenannten zusätzlichen Arbeitsschritt auskommt und die Relais mit nur zwei Wicklungen benötigt.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß jede der Einstelleinheiten mindestens zwei aufeinanderfolgende Stromimpulse mit aufeinanderfolgend wechselnder Polarität erzeugt, wobei die Polarität der Impulse aus der einen Einstelleinheit in mindestens einem Zeitabschnitt zur Polarität der Impusle aus der anderen Einstelleinheit entgegengesetzt ist und in mindestens einen anderen Zeitabschnitt gleich ist, und daß die Wicklungen derart angeordnet sind, daß die von den Stromimpulsen erzeugten magnetischen Felder in den einen Zeitabschnitten Relais in die erste stabile Schaltlage und in den anderen Zeitabschnitten in die zweite stabile Schaltlage bringen.

Dadurch ergibt sich der Vorteil, daß die Koppelanordnung besonders einfach aufzubauen ist und betriebssicher arbeitet,

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Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung wird anhand des in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig.l eine Koppelanordnung gemäß der Erfindung,

Fig.2 ein Relais aus der Koppelanordnung gemäß Pig.l,

Pig.3a-3c Verläufe von Impulsen aus den Einstelleinheiten,

Fig.4 öffnungs- und Schließkennlinie der verwendeten Relais,

Fig.5a-5c ein zweites Beispiel geeigneter Impulsverläufe zur Steuerung der Koppelanordnung,

-Fig.6a-6c ein drittes Beispiel geeigneter Impulsverläufe zur Steuerung der Koppelanordnung,

Pig.7a-7c ein viertes Beispiel geeigneter Impulsverlaufe zur Steuerung der Koppelanordnung und

Fig.8 einen anderen Relaistyp für die Koppelanordnung.

Zur Vereinfachung der Beschreibung enthält die in Fig.l dargestellte Koppelanordnung nur sieben einadrige Übertragungsleitungen. Drei dieser Leitungen mit den Bezugszeichen xl, x2 und x3 sind parallel zueinander angeordnet,

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wodurch sie eine erste Adernebene bilden, während die ebenfalls parallel zueinander angeordneten Leitungen yl, y2, y3 und y4 senkrecht zu den Leitungen xl, x2 und x3 stehen und eine zweite Ebene bilden. Ziwschen diesen beiden Ebenen sind Relais Rl₃I, Rl,2, Rl,3, R2,l, R2,2, R2,3_SR3,1, H3,2, R3,3, R4,1,r4,2, und R4,3 in einem zwei-Koordinaten-Muster angeordnet, um eine Leitung der einen Ebene mit einer Leitung der anderen Ebene zu verbinden. So kann z.B. Relais R3,2 die Leitung y3 mit der Leitung x2 verbinden.

Fig.2 zeigt ein Beispiel eines geeigneten Relais mit einem Glaskolben, der zwei Zungen 2 und 2¹ aus magnetisierbar em Material einschließt. Um den Glaskolben sind zwei windungsgleiche Spulen Bx und By übereinander gewickelt. Die eine Wicklung hat die Anschlüsse bx und b'x und die andere Wicklung die Anschlüsse by und b^fy. Die verschiedenen Relais werden von Einstelleinheiten 3 und 4 erregt und freigegeben. Die Einstelleinheiten 3 und 4 enthalten Impulsgeneratoren 5 und 6, die über spannungsgesteuerte Schalter mit den Relais verbunden werden. Die Wicklungen BX der Relais Rl, 1, R2,l, R3,l und R*»,l sind hintereinandergeschaltet und über den spannungsgesteuerten Schalter ICl mit dem Generator 5 verbunden. Die Wicklungen BX der Relais Rl,2, R2,2, R3,2 und R4,2 sind mit demselben Generator über Schalter IC2 verbunden, während die Wicklungen der Relais Rl,3, R2,3, R3>3 und R4,3 mit Schalter IC3 verbunden sind. Die Wicklungen By der Relais R2,l, R2,2 und R2,3 sind mit Schalter IR2 verbunden,während die Wicklungen By der Relais R3,l, R3,2 und R3,3 mit Schalter IR3 und die Wicklungen By der Relais R4,l, R4_a2 und R4,3 mit Schalter IR¹I verbunden sind.

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Die Einstelleinheiten 3 und 4 enthalten die Generatoren 5 und 6, die mindestens zwei aufeinanderfolgende Entmagnetisierungsimpulse erzeugen, deren Verläufe in den Figuren 3a und 3b beispielhaft dargestellt sind. Die den Relais zugeführten Impulsströme entmagentisieren die Zungen, wodurch die Relais in ihren ersten stabilen Zustand versetzt werden. Die in Fig.2 dargestellten Erregerwicklungen Bx und By bewirken, daß die von den Generatoren 5 und 6 erzeugten Stromimpulse magnetische Felder aufbauen, die sich überlagern d.h. addieren. Fig.3c zeigt die Überlagerung der in den Fig.3a und 3b dargestellten Impulse.

Die überlagerung bewirkt, daß eine Impulsamplitude entsteht, die das Relais in einen zweiten stabilen Zustand versetzt.

Im folgenden wird die erfindungsgemäße Koppelanordnung detailliert beschrieben.

Erinnert sei, daß zum Schließen des in Fig.2 dargestellten Relais eine magnetische Feldstärke erforderlich ist, die zum Anziehen ausreicht. Hierzu wird das Material, aus dem die Zungen 2 und 2¹ bestehen, von einem Stromimpuls durch die Wicklungen BX oder BY magnetisiert. Dieser Stromimpuls sollte in der Lage sein, ein Feld H um die Zungen herum zu erzeugen, das die Stärke von I_fin Fig.4 übersteigt.

Zum öffnen des Relais müssen die Zungen entmagnetisiert werden. Hierzu wird ein Stromimpuls erzeugt, dessen Richtung dem Schließstrom entgegengesetzt ist, und der eine Feldstärke H aufbaut, die kleiner als -Io aber größer als -I-p ist. Andernfalls würde das Relais wieder schließen.

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In der Praxis gibt es keine Relais, deren Werte I_f und I genau übereinstimmen, da diese Werte innerhalb eines Toleranzbereichs streuen; sie liegen innerhalb der Intervalls I_f bzw. I , wobei das erste Intervall durch 1^₁ und I„p und das zweite durch -I₀₁ und -!„? festgelegt wird. Dieselben Intervalle sind symmetrisch zur O-Linie auf der anderen Seite zu finden.

Im genannten Beispiel werden die Relais durch einen positiven Impuls geschlossen.

Zum Schließen aller Relais muß die Erregungsfeldstärke I größer als I„_n sein, d.h.

P Ic

i_p > i_f2 (D

Die Erregungsfeldstärke I_p wird aus der überlagerung von I^und ΙΛ. von den Wicklungen Bx und BY aufgebracht, die von den Stromimpulsen aus den Generatoren 4 und 5 erregt werden. Unter der Annahme, daß die Feldstärken I und I^ ' gleich sind, gilt:

l_p = I<+> ♦ iW . 2I<⁺> (2)

Die Stromimpulse aus den Generatoren 5 und 6 sollten alle Relais abwerfen, an denen keine überlagerung auftritt. Das Abwerfen wird durch negative Werte I und I erzielt, die auch als einander gleich angenommen werden. Die Werte I^~' und Iy sollten im folgenden Bereich liegen:

-I_fl<4-)<I_o2 (3)

Wenn I^~^-I „ ist, dann reicht die Impuls amplitude nicht zur Entmagnetisierung der Zungen aus und das Relais wirft

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nicht ab. Wenn I Zl^₁ ist, dann ist die Amplitude zu groß und bewirkt eine Aufmagnetisierung in der anderen Richtung, so daß das Relais anzieht.

Es wird davon ausgegangen, daß die in Fig.l dargestellten Leitungen y2 und x3 miteinander verbunden werden sollen. Die Zentraleinheit 7 schließt die Schalter IR2 und IC3, während die anderen offen bleiben. Die Relais R2,l und R2,2 werden mit einem Strom, dessen Verlauf in Fig.3b dargestellt ist, erregt. Diese Relais werden unabhängig von ihrer Ausgangsstellung zum Abwerten veranlaßt. Dasselbe geschieht mit den Relais Rl,3, R3,3 und R4,3. Nur im Relais R2,3 überlagern sich diese Felder; es schließt und die Leitungen y2 und x3 sind miteinander verbunden.

Es gibt auch andere Impulsverläufe zur Ausführung der obengenannten Funktionen.

Mit den in den Figuren 5a, 5b und 5c dargestellten Impulsverläufen ist es möglich, das öffnen der Relais zu erreichen, bevor dasjenige Relais schließt, in dem die überlagerung erfolgt.

In den Figuren 6a, 6b und 6c haben die Impulse ausgehend von einem Wert, der die Erregungen I^ und I hervor-

X Jx.

ruft, im Verlauf abfallende Werte, wodurch eine vollkommenere Entmagnetisierung erzielt wird.

Aufgrund unterschiedlicher Zeiten, die zum Aufbau der magnetischen Felder erforderlich, sind können sich die Felder nur ungenau überlagern, wobei diese Felder dann in falscher Richtung auftreten, so daß das öffnen der Relais inkorrekt

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erfolgt. Aus diesem Grunde werden die Impusle, die die Felder I und I erzeugen, breiter gemacht als die

y (_) (_) Impulse, die die Felder I und.I erzeugen (vgl.Fig.7a und 7b). Die Überlagerung dieser Felder erzeugt ein Gesamtfeld, dessen Verlauf in Fig.7c dargestellt ist. Man sieht, daß zusätzliche Impulse erzeugt werden, die aber von gleicher Polarität sind und von denen wenigstens einer ein Erregungsfeld I„ erzeugt. Die Arbeitsweise wird damit nicht verändert und eine Zeitverschiebung der in den Fig.7a und 7b dargestellten Impulse verändert den in Fig.7c dargestellten Impuls kaum in seiner Breite.

Angemerkt sei, daß das in Fig.2 dargestellte Relais mit einem Wickelkörper ausgerüstet werden kann, der außen die Wicklungen trägt und der über das Glasrohr 1 geschoben wird. Desgleichen ist es auch möglich, die beiden Wicklungen in einem Wickelvorgang herzustellen, indem gleichzeitig zwei Drähte gewickelt werden.

Es ist auch möglich, ein Relais des in des Fig.8 dargestellten Typs zu verwenden.

In diesem Fall wird ein nicht-remanentes Material für die Kontaktzungen 10 und 11 verwendet, die in ein Glasrohr eingeschlossen werden. Die Wicklungen BX^f und BY¹ werden um einen Stabmagneten 30 gewickelt, dessen Nord-Südpol-Richtung parallel zu den Zungen 10 und 11 liegt.

Angemerkt sei, daß die in Fig.4 dargestellten Ansprechcharakteristiken der Relais als Funktion der Impulsbreite verändert werden können, wodurch ein größerer Spielraum bei der Wahl der sowohl positiven als auch der negativen Amplitude erzielt wird.

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Claims (7)

1. 2602B30

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   Patentansprüche >

   (JLy Koppelanordnung, deren Koppelpunkte aus Relais gebildet sind und deren Kontaktpaare mindestens einadrige Zubringerund Abnehmerleitungen miteinander verbinden können, wobei jedes Relais zur Erzielung einer ersten und einer zweiten stabilen Schaltlage mit mindestens einem Magneten und von Einstelleinheiten erregbare Wicklungen versehen ist, insbesondere für Fernmeldevermittüungsanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Einstelleinheiten (3,4) mindestens zwei aufeinanderfolgende Stromimpulse (I ,1 ) mit aufeinanderfolgend wechselnder Polarität erzeugt, wobei die Polarität der Impulse (I ) aus der einen Einstelleinheit (3) in mindestens einem Zeitabschnitt zur Polarität der Impulse (I) aus der anderen Einstelleinheit (4) entgegengesetzt ist und in mindestens einem anderen Zeitabschnitt gleich ist, und daß die Wicklungen (BX, BY) derart angeordnet sind, daß die von den Stromimpulsen erzeugten magnetischen Felder in den einen Zeitabschnitten Relais (R) in die erste stabile Schaltlage und in den anderen Zeitabschnitten in die zweite stabile Schaltlage bringen.
2. 2. Koppelanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Relais (R) zwei Wicklungen (BX, BY) trägt, von denen alle ersten Wick lungen (Bx) der mit derselben Zubringerleitung (z.B.xl) verbundenen Relais (Rl,1 bis R4,l) hindereinandergeschaltet sind und von denen alle zweiten Wicklungen (By) der mit derselben Abnehmerleitung (z.B.yl) verbundenen Relais (Rl₃I bis R13) hinderteinandergeschaltet sind und daß eine der Einstelleinheiten (3,4) Impulse (I_x) für die ersten Wicklungen liefert, während die andere der Einstelleinheiten Impulse (I_y) für die zweiten Wicklungen liefert.

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3. 3. Koppelanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Einstelleinheit (z.B.4) einen Impuls (I) erzeugt, der langer als der von der anderen Einstelleinheit (3) erzeugte ist und daß während des Auftretens des längeren Impulses die Ansprecherregung (1™) erreicht wird.
4. 4. Koppelanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitude der Stromimpulse (1,1) aus jeder Einstelleinheit (3₃4) nicht größer als die halbe zur Ansprecherregung (Ip) erforderliche ist.
5. 5. Koppelanordnung nach Anspruch H₃ dadurch gekennzeichnet, daß die Amplituden abfallend verlaufen.
6. 6. Koppelanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktpaare (2₃2^f) der Relais (R) aus magnetisierbarem Material bestehen und in Glaskolben (1) eingeschlossen sind, um die die Wicklungen (BX, BY) gewickelt sind, wobei die Kontaktpaare durch Federkraft in der ersten Schaltlage gehalten werden und bei Erreichen der Ansprecherregung (Ip), die die Kontaktpaare zur Magneten macht, die zweite Schaltlage einnehmen, in der sie nach Abklingen der Ansprecherregung (Ip) solange verharren, bis ein Entmagnetisierungsimpuls (Ιλ ) kommt.
7. 7. Koppelanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktpaare (10,11) des Relais (R) aus nichtremanentem Material bestehen und in Glaskolben (20) eingeschlossen sind und daß ein Permanentmagnet (3o) vorgesehen ist, der die Wicklungen (Bx, By) trägt und der zusammen mit den Kontaktpaaren einen magnetischen Kreis bildet.

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