DE1906061U

DE1906061U - Schalteinrichtung, insbesondere koppelfeld in fernsprechanlagen.

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Publication number: DE1906061U
Application number: DE1963S0046528
Authority: DE
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1963-09-27
Filing date: 1963-09-27
Publication date: 1964-12-10

Description

Siemens & Halske München, den 2 7. SEP1963

Akteingesellschaft

_ΡΛ 63/2858

Die Erfindung "bezieht sich auf Schalteinrichtungen mit einer Mehrzahl von elektromagnetischen Relais, die jeweils einen die Magnetisierungswicklung trägenden vorzugsweise stiftartigen Magnetkern besitzen, der an einen Ende zusammen mit einen magnetisierbaren Kontaktanker den Eelaiskontakt bildet und der an seinen anderen Ende mit einer magnetisierbaren Jochplatte leitend verbunden ist, zur kocrdinatenmäßigen Durchschaltung von-mit kapazitiver Hebensprechkopplung behafteten ankommenden und abgehenden Doppelleitungen in Fernmeldeanlagen, insbesondere Koppelfeld in Fernsprechanlagen.

Eei Schalteinrichtungen der vorgenannten Art macht sich mit steigender 'Anzahl der je Köordinatenschaltpunkt vorhandenen Relais in zunehmenden Maße auch ein unerwünschtes Nebensprechen bemerkbar, das

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durch induktive und kapazitive Kopplungen zwischen ungeschirr.iten, symmetrisch betriebenen Doppelleitungen verursacht wird, die über die vorliegende Schalteinrichtung durchgeschaltet werden. Dabei herrscht eine der "beiden Kopplungsarten vor, wenn die im allgemeinen mit Z bezeichneten betriebsmäßigen Abschlußwiderstände der Leitungen nicht deren Wellenwiderstand Z~ entsprechen, wobei für den Fall, daß Z kleiner Z~ ist, die induktive Kopplung und für den !Fall, daß Z> Z^ ist, die kapazitive Kopplung vorherrscht.

Im Anwendungsbereich der der Neuerung zugrundeliegenden Schalteinrichtung liegen nun die Verhältnisse so, daß der-Wellenwiderstand der zu schaltenden Doppelleitungen, vorausgesetzt etwa gleiche Größenordnung von Leiterabstand und Leiterdurchisesser, etwa Z =200 Ohm beträgt. Der betriebsmäßige Abschlußwiderstand der Doppelleitungen liegt dagegen bei einen für Niederfrequenzsprechkreise üblichen Wert von Z=£00 Ohm, so daß in vorliegenden Fall das Nebensprechen zwischen zwei Doppelleitungen, von denen eine als Störer wirkt und die andere als gestört zu betrachten ist, im wesentlichen durch kapazitive Kopplung bestimmt wird.

Die Größe der kapazitiven Nebensprechkopplung ist dabei abhängig vom Verhältnis der Teilkapazitäten zwischen den Leitern, wobei die Kapazitäten zwischen den beiden zu ein und derselben Doppelleitung gehörenden Adern vernachlässigbar sind, weil die eine parallel zum Generator der störenden leitung, die andere hingegen parallel zu den Abschlußwiderständen 7/£ der. gestörten Doppelleitung liegt.

Was die V/lrkung der Nebensprechkopplung betrifft, so kann diese bei-

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spielsweise te in Betrieb von Signaleinrichtungen, insbesondere von Sicherheitseinrichtungen in Fernmeldeanlagen zu Fehlsignalisierungen führen. In Fernsprechanlagen dagegen macht sie sich in Form eines jedenfalls lästigen Nebensprechen "bemerkbar, das" unter Umständen sogar zu einer die Geheimhaltung verletzenden Stärke anwächst, so daß Maßnahmen zur Dämpfung der Nebenspreinkopplung erforderlich sind.

Hierzu ist es "bereits bekannt, die Leitungen in der Weise zu schirmen, daß eine Ader der Doppelleitungen über Kopplungselemente, z.B. Kondensatoren nach Erde abgeleitet wird, was beispielsweise durch Verbinden mit den Kabelmantel oder einem anderen geeigneten Potentiallezugspunkt .geschehen kann. Auch ist es ferner bekannt, jeweils beide Adern einer Doppelleitung unter sich über Querkondensatoren zu verbinden, deren Kapazität etwa von der Größenordnung der koppelfeldeigenen Leitungskapazitäten zwischen den beiden Adern der Doppelleitungen ist. Is ist darüberhinaus bekannt, das koppelnde System-durch Einfügen zusätzlicher Kopplungselemente, z.B. zusätzlicher Kondensatoren in der Yfeise zu symmetrieren, daß jeweils zwei nicht zu ein und derselben Doppelleitung gehörende Adern zweier miteinander gekoppelter Doppelleitungen über zusätzliche Kopplungselemente verbunden werden.

Diese bekannten Maßnahmen erschöpfen sich jedoch in der Angabe rein schaltungstechnischer Hinweise, der.en das Problem einer praktischen Verwirklichung mit konstruktiv einfachem und im Zusammenhang mit der gedrängten Bauweise· von Schalteinrichtungen der vorliegenden Art vor allen raumsparenden Aufbau gegenübersteht.

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Die Neuerung bringt nun eine lösung zur praktischen Verwirklichung der durch die "bekannten Schaltungsanordnungen aufgezeigten Schaltungsrcaßnahrcen, die'eine Dämpfung der kapazitiven Nebensprechkopplung "bei Schalteinrichtungen der eingangs genannten Art in der Vfeise erreicht, daß an jeden Relais ein Entkopplungskondensator gebildet ist, dessen einer Eelag aus der genannten Jochplatte und dessen Gegenbelag aus eir.er unter Zwischenfügung einer Isolierschicht auf die Jochplatte aufgelegten leitenden Polie "besteht, und daß jeweils zwei Relais, vcn denen ein erstes Relais die elektrische Verbindung zwischen den ersten Adern und ein zweites Relais die Verbindung zwischen den zweiten Adern einer ankommenden und einer abgehenden Doppelleitung bewirkt, kapazitiv derart miteinander verbunden sind, daß der Gegenbelag des ersten Relais mit dem Kontaktanker des zweiten Relais und der Cegenbelag des zweiten Relais mit dem Kontaktanker des ersten Relais elektrisch leitend verbunden ist.

lurch diese die Neuerung kennzeichnenden Maßnahmen wird ein Aufbau erzielt, der trotz,der Zuordnung eines zusätzlichen,Entkopplungskondensators zu jedem an einem Koordinatenschaltpunkt vorhandeh'en Schaltrelais praktisch überhaupt keine Vergrößerung des Raumbedarfes der Schalteinrichtung mit sich bringt, was bei der beispielsweise in einem Koppelfeld in Fernsprechanlagen auf wünschenswert engstem Raum vorzusehenden Vielzahl von Schaltrelais von äußerstem Vorteil ist.

Ein weiterer beachtenswerter Vorteil besteht darin., daß der Aufbau sehr einfach gehalten wird, da für den gemäß der !Teuerung gebildeten l'ntkopplungskondensator keinerlei besondere Befestigungsmittel erforderlich sind, wie sie für eine etwaigen Einbau separater, für sich

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kompletter Kondensatoren handelsüblicher Bauart notwendig v/ären.

Darüberhinaus werden auch die Herstellkosten für die gemäß der Neuerung ausgebildete Schalteinrichtung denkbar niedrig gehalten, weil zur Bildung der Entkopplungskondensatoren günstigerweise ein ohnehin bereits· vorhandenes Teil der Relais, nämlich deren magnetisierbar Jochplatte, als der eine Belag des Entkopplungskondensators benutzt wird und der Gegentelag aus einer billigen'handelsüblichen Folie be^ stehen kann, die zudem mit geringein Montageaufwand unter Zwischenfügung einer Isolierschicht einfach auf die Jochplatte aufgelegt wird.

Auch läßt sich bei der durch die Neuerung gegebenen Ausbildung der Schalteinrichtung die Verdrahtung der Entkopplungskondensatoren in einer Weise einfach und übersichtlich gestalten, wie sie bei einer Anordnung von Kondensatoren üblicher Bauart an einer zentralen Stelle der Schalteinrichtung, beispielsweise an Rande der Zeilen und Reihen des Koppelfeldes nicht möglich wäre.

Eine bestmögliche Entkopplung der über die Schalteinrichtung durchzuschaltenden Doppelleitungen wird dann erzielt, wenn gemäß einer Fortbildung der Neuerung der Entkopplungskondensator so dimensioniert ist, daß sein Kapazitätswert etwa gleich der zwischen Eingang und Ausgang des Relais herrschenden Eigenkapazität ist. Auf diese Weise wird nämlich der Abgleich einer in bekannter Weise durch die Kopplung der Doppelleitungen gebildeten Brückenschaltung erreicht, deren einer Erückenzweig aus den zwischen den ersten Adern einerseits, und den zweiten Adern zweier gekoppelter Doppelleitungen-andererseits

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herrseilenden Eigenkapazität besteht und deren anderer Zweig aus zwei ger.äß der Neuerung gebildeten Entkopplungskondensatoren "besteht. Bezeichnet man nun die Eigenkapazitäten mit Caa bzw. Cbb und die EntkopplungskapazitUten mit Ca"b und Cba, so ist die Brücke dann abgeglichen, wenn nach der bekannten Brückengleichung das Verhältnis Caa:Cba=Cab:Cbb ist. Dies bedeutet, daß durch die obengenannte Maßnahme ein Höchstwert an Nebensprechdämpfung erreicht wird, weil Cat^Cbb bzw, Cba=Caa ist.

Eine weitere vorteilhafte Vereinfachung der Fertigung und auch der Verdrahtung einer Schalteinrichtung der eingangs genannten Art, deren Relais zu einer Mehrzahl von Relaisstreifen vereinigt sind, wird nach einer Vfeiterbildung der feuerung dadurch erreicht, daß an jeden Eelaisstreifen ein für seine sämtlichen Relais geraeinsamer Entkopplungskcndensator gebildet ist, dessen Gegenbelag durch eine die Jochplatte durchgehend überdeckende, an aen Durchtrittsstellen der ICagnetkerne mit lochungen versehene Eolie gebildet wird. Die Vorteile dieser Maßnahme liegen auf der Hand.

Eine vorteilhafte Yiirkung des in vorgenannter Yfeise für alle Relais eines Relaisstreifens gemeinsamen Entkopplungskondensators wird in sinngemäß gleicher Y/eise wie schon bei einem einzelnen Entkopplungskcndensator wiederum, dann erreicht, wenn er nach einer !Fortbildung der !Teuerung derart dimensioniert ist, daß sein Kapazitätswert otv/a gleich der Summe der zwischen Eingang und Ausgang sämtlicher Relais des Relaisstreifens herrschenden Eigenkapazitäten ist, so daß auch hier ein Abgleich der durch kapazitiv gekoppelte Doppelleitungen gebildeten Erückenschaltung vorliegt.

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In folgenden wird die Neuerung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Datei zeigen Fig. 1 ein Prinzipschaltbild zur Veranschaulichung der kapazitiven Nebensprechkopplung zweier Doppelleitungen

Fig. 2 ein- Ersatzschaltbild zu Pig. 1 in Form einer Brückenschaltung Fig. 3 die Lage der in den Pig. 1 und 2 gezeigten Kapazitäten innerhalb eines.schematisch dargestellten Koppelfeldes

Pig. 4 zwei der Neuerung zugrundeliegende Einzelrelais teilweise in Schnitt und schematisiert, zur Yeranschaulichung. der. auftretenden Kopplungskapazitäten
Pig. 5 einen gemäß der Neuerung ausgebildeten Relaisstreifen in

schematischer Darstellung bei Vorderansicht Fig. 6 die seitliche Ansicht zur Anordnung nach Pig. 5

In Pig. 1 sind mit a und b die beiden Adern einer von einem Generator Uab gespeisten und mit einem Yfiderstand Z abgeschlossenen Doppelleitung bezeichnet. Dieser Doppelleitung liegt eine zweite Doppelleitung parallel, deren Adern mit a' und -b' bezeichnet sind und ITi die über Y/iderstände Z/2 abgeschlossen ist. Die beiden Doppelleitungen sind nun über die mit Caa, Cbb, Cba und Gab bezeichneten Teilkapazitäten miteinander gekoppelt, welche das Pließen eines Verschiebungsstrcir.es zwischen den Doppelleitungen a/b und a'/b' bewirken. Hierbei werden die ferner zwischen den beiden Adern a und b bzw. a' und b' ein und derselben Doppelleitung liegenden Kapazitäten C und C außer Eetracht gelassen, weil C parallel zun Generator Uab der als Störer wirkenden Doppelleitung ab, die Kapazität C hingegen parallel zu den Abschlußwiderständen Z/2 liegt.

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München, den 13. Oktober 1964 Pfa/Stl

' S 46 528/21a Gbm PA 63/2858

Einfügung auf Seite 7 zwischen Fig. 4 und Pig. 5

Die vorgenannten Pig. 1 "bis 4 dienen lediglich der Veranschaulichung, in welcher Weise "beim Anmeldungsgegenstand unerwünschte lebensprechkopplungen zustande kommen und beseitigbar sind, wozu diese Piguren des besseren Verständnisses wegen in Porm elektrischer Schaltbilder dargestellt sind.

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Die vorgensnnteii Kapazitäten Caa, Cbb, Cba und Cab wirken, wie anhand=des in der Pig. 2 dargestellten Ersatzschaltbildes gezeigt wird, als Erückenschaltung. Y/enn in dieser Brücke Caa:Cba=Cab:Cbb ist, dann ist die Brücke symmetriert und damit die Nebensprechdämpfung auf eine Höchstwert gesteigert. Diese Bedingung kann nun bekanntlich durch Parallelschalten von Abgleichskapazitäten erfüllt werden, was bei einer der vorliegenden Neuerung zugrundeliegenden Schalteinrichtung mittels der Entkopplungskondensatoren geschieht.

Aus der Pig. 3 ist zu ersehen, wie die in den Pig. 1 und 2 gezeigten Kapazitäten innerhalb eines den Gegenstand der Neuerung entsprechenden Koppelfeldes einer Pernsprechanlage liegen. Dabei sind mit ai/b1, a2/b2, a3/bj usw. jeweils zwei Sprechadern dreier ankommender Doppel-'leitungen bezeichnet, die an den die Koordinatenschaltpunkte des Koppelfeldeo darstellenden Kreuzungspunkten mittels der Kontakte nicht gezejdmeter Relais mit den Adern al '/b1 · , a2'/^2' und a3'/"b3' usw. abgehender" Doppelleitungen in bekannter V/eise verbunden werden kennen. Es sei darauf hingewiesen, daß die nur an den beiden Koordinatenschaltpunkten ai/a2^!/b2' und bi/a2'b2' eingezeieneten Kapazitäten selbstverständlich in gleicher V/eise an allen Koordinatenschaltpunkten vorhanden und lediglich nicht eingezeichnet sind.

In der Pig. 4 sind von den teilweise in Schnitt dargestellteii zwei Eelais mit S1 und S2 die beiden stiftartigen Magnetkerne bezeichnet, welche in bekannter Druckglaseinschmelztechnik mittels Glasperlen G in einer metallischen Platte L1 und L2 gadicht eingesetzt sind. Den diese Platten durchdringenden Enden der Magnetkerne steht jeweils ein magnetisierbarer Kontaktanker A1 und A2 gegenüber, der mit dem vorge-

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nannten Kernende den Kontakt dec Relais bildet. Hierzu dient sowohl der.Magnetkern als auch der Kontaktanker jeweils gleichzeitig auch als elektrischer leiter, wobei der elektrische Anschluß der Kerne über deren freies Ende und der-Anschluß der Kontaktanker in der V/eise erfolgt, daß diese, beispielsweise über nichteingezeichnete Ankerrückstellfedern mit einen auf die Platten L1 und L2 gasdicht aufgesetzten Gehäuse D1 bzw. D2 in leitender Verbindung stehen. Die abgebrochen gezeichneten Enden der Magnetkerne S1 und S2 tragen jeweils nicht gezeichnete Erregerwicklungen und sind an ihren anderen Ende in einer aus den Pig. 5 und 6 erkennbaren Weise mittels nicht gezeichneter lefestigungsmittel, beispielsweise mittels aiif den Kern aufgeschobener Springringe in einer magnetisierbaren Grundplatte E befestigt, wobei sie elektrisch gegen diese isoliert sind. Un diese ziir galvanischen Trennung der einzelnen Relais notwendige Isolierung der Magnetkerne gegen die Grundplatte hinsichtlich der magnetischen Kopplung zwischen diesen beiden Teilen zu verbessern, ist in einer gleichfalls aus den Fig. 5 und 6 ersichtlichen V/eise gegenüber der Grundplatte E jeweils eine magnetisierbar Jochplatte Sch aufgeschoben, die mit den Magnetkern elektrisch leitend verbunden ist, gegen die Grundplatte E dagegen isoliert ist und die durch Überlappung der nit Ö bezeichneten Durchtrittsöffnungen eine gute magnetische Kopplung zwischen Grundplatte E und Magnetkern S herbteilt. In der Pig. 4 soll über das nit R1 bezeichnete Relais die Durchverbindung der beiden ersten Adern und über das mit R2 bezeichnete Relais die Durchschaltung der beiden zweiten Adern einer ankommenden und einer abgehenden, nicht gezeichneten Doppelleitung bewerkstelligt werden können, wozu beispielsweise die erste Ader der ankommenden Doppelleitung an Magnetkern S1 und die zweite Ader der gleichen Doppelleitung an Kern S2

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anliegt, die zweite Ader der ankommenden Doppelleitung hingegen am Anker Ά1 und die zweite Ader der gleichen Doppelleitung am Anker A2 bzw. jeweils an ö.en mit den Ankern verbundenen Gehäusen D1 und D2 anliegt. Dabei besitzen beide Relais zwischen Eingang und Ausgang eine Eigenkapazität, die sich zusammensetzt aus C1+C2. Diese im Schaltbild nach Pig. 2 der Kapazität Caa bzw. Cbb entsprechende Eigenkapazität hängt im wesentlichen von der Kontaktöffnung zwischen den Magnetkernen und dem zugehörigen Anker sowie von der -.'1^ielektrizitätskonstsnte der Glasperlen G ab, womit Caa bzw. Cbb konstruktiv vorgegeben und wenig beeinflußbar sind.

Die in der Pig. 4 weiterhin eingezeichneten Teilkapazitäten Cab bzw. Cba hängen von aev geometrischen Lage der beiden Relais R1 und R2 zueinander ab und sind wesentlich kleiner als Caa bzw. Cbb. Um dies auszugleichen, ist der \7ert der Kapazitäten Cab und Cba in der Weise korrigiert, daß gemäß der Neuerung an den Relais Entkopplungskondensatoren gebildet sind und über diese die beiden Relais R1 und R2 in der gezeichneten Weise miteinander gekoppelt sind.

Aus der Pig. 5 ist in schematischer Darstellung ersichtlich, wie der Zntkopplungskondensator Cab bzw. Cba am Relais gebildet wird und zwar sind mit S1 und S2 wiederum die Magnetkerne zweier Relais R1 und R2, mit L deren Platten, mit D deren Gehäuse, mit E deren Grundplatten und schließlich mit Sch deren Jochplatten bezeichnet. Den Jochplatten Sch gegenüber ist jeweils eine Polie P aufgelegt, die durch Zwischenfügen einer nicht dargestellten Isolierschicht gegen Sch elektrisch isoliert ist. Die Jochplatten Sch bilden nun den eine Belag und die Polien P den anderen Belag zweier Entkopplungskondensatoren, welche

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die "beiden Relais R1 und R2 in gezeichneter Weise kapazitiv miteinander koppeln.

In der Pig. 6 schließlich ist zu sehen, v;ie bei einen Relaisstreifen in einfacher Weise ein für sämtliche Relais des Streifens gemeinsamer Entkopplungskondensator Cab oder Gba gebildet wird, in dem der
Gegenhelag des Entkopplungskondensators als eine die Jochplatten
durchgehend überdeckende., an den Durchtrittsstellen Ö der Magnetkerne S mit lochungen versehene Folie ("ausgebildet ist.

4 Schutzansprüche
6 Figuren

Claims

!euer Schutzanspruch 1 (Tritt anstelle des "bisherigen Anspruchs 1)

Schalteinrichtung mit einer Mehrzahl von elektromagnetischen Relais, die jeweils einen die Magnetisierungswicklung tragenden vorzugsweise stiftartigen Magnetkern besitzen, der an einem Ende zusammen mit einem magnetisierbaren Kontaktanker den Relaiskontakt "bildet und der an seinem anderen Ende mit einer magndbisierbaren Jochplatte leitend verbunden ist, zur koordinatenmässigen Durchschaltung von mit kapazitiver Uebensprechkopplung behafteten ankommenden und abgehenden Doppelleitungen in Fernmeldeanlagen, insbesondere Koppelfeld in Fernsprechanlagen, dadurch gekennzeichnet, dass an jedem Relais ein Entkopplungskondensator (Gab, Cba) gebildet ist, dessen einer Belag aus der genanten Jochplatte (Sch) und dessen Gegenbelag aus einer unter Zwischenfügung einer Isolierschicht auf die Jochplatte aufgelegten elektrisch leitfähigen Folie (F) besteht und dass die Schalteinrichtung mit derart ausgebildeten und angeordneten elektrischen Leitern (V) ausgerüstet ist, dass jeweils der Gegenbelag (F) des dem einen Relais oder der einen Relaisgruppe eines die Durchschaltung der Doppelleitungen bewirkenden Relaispaares oder einer Relaispaargruppe zugehörigen Entkopplungs-Kondensators mit dem Anker oder einem mit diesem magnetisch leitend verbundenen Teil des anderen Relais.:oder der anderen Relaisgruppe elektrisch leitend verbunden ist (z.B. Cab von R1 mit A2/D2/L2 von R2 in den Fig. 4 und 5).

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2. Schalteinrichtung"nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Entkopplungskondensator (Cab, Cba) so dimensioniert ist, daß sein Kapazitätswert etwa gleich der zwischen Eingang (S) und Ausgang (A/D) des Relais (R1, R2) herrschenden Eigenkapazität

(CI+02) ist. (I¹Ig. 4) - ^ '
3. Schalteinrichtung nach fi.nspruch 1, deren Relais zu einer Mehrzahl von Relaisstreifen vereinigt, sind, dadurch gekennzeichnet, daß an jeden Relaisstreifen ein für seine sämtlichen Relais gemeinsamer Entkopplungskondensator (Ca"b, Cba...) gebildet ist, dessen Gegentelag durch eine die Jochplatten (Sch) durchgehend "überdeckende, an den Durehtrittsstellen, (0)Her Ilagnetkerne (S) mit lochungen verseheneltPolie (P) gebildet "wird. (Pig. 6)
4. Schalteinrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadiirch gekennzeichnet, daß der gemeinsame Entkopplungskondensator (Cab, Cba...) derart dimensioniert ist, daß sein Kapazitätswert etwa gleich der Summe der zwischen Eingang (S) und,Ausgang (A/D) sämtlicher Relais des Relaisstreifens herrschenden Eigenkapazitäten (n · Caa, η · Cbb,. oder η · (C1+C2) ist.