DE2505295A1 - Koordinatenwahl-schaltmatrix - Google Patents

Description

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310-23.762P(23.7ö3H)

7. 2. 1975

METALIMPHY, ■ Paris (Frankreich)

Koordinatenwahl-Schaltmatrix

Die Erfindung betrifft eine Koordinatenwahl-Kreuzschienen-Schaltmatrix, kurz Koordinatenwahl-Schaltmatrix genannt, zum elektrischen Schalten, Koppeln oder Verbinden von Leitern und insbesondere z. B. für Sprachnetzmatrizen oder -netzwerke einer Weltraum- bzw. Satelli—· ten-Fernsprechvermittlungsstelle. .

Kreuzungspunkt- bzw. Koppelpunktmatrizen bei Koordinatenwählern, deren Kreuzungspunkt-Kontakte bzw. Schalter mit Magnet-Federstreifen in verschlossenem oder vergossenem Gehäuse (Schutzfohrkontakte) sind, werden bereits verwendet; derartige Systeme verwenden an den Kreu-

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2 zungspunkten zwei bis vier Steuerspulen, und zwar für jeden der η Kreuzungspunkte für ein Verbindungs- oder Vermittlungsnetz oder Koppelvielfäch¹. mit zweimal η Leitern oder Koppelreihen.

Auch Crossbar- oder Kreuzschienenwähler-Fernsprechver-mittlungssysteme mit elektromechanischer Steuerung sind entwickelt worden, die zum Durchschalten der Kreuzungspunkte eine Spule pro vertikale Schiene oder Brücke und eine Spule pro horizontale Schiene oder Stange verwenden, d. h. 2η Spulen für das Netz oder Vielfach.

Schließlich wird eine Einrichtung verwendet, die die Güte und die Schalt-Geschwindigkeit des ersten Systems mit den Vorteilen der geringen Spulenzahl des zweiten Systems verbindet. Bei dieser Einrichtung dient die gleiche Magnetmetall-Schiene zum Übermitteln oder Weitergeben sowohl des (elektrischen) Steuerstroms als auch des Stroms der geschalteten Netze oder Vielfachs (vgl. die auf die Anmeldung Nr. 72/24 835 in Frankreich vom 3. 7. 1972 zurückgehende FR-OS).

Bei der letzteren Einrichtung ist die Anzahl der Kreuzungspunkte, die bei einer Matrix realisierbar sind, jedoch infolge der magnetischen Streuverluste begrenzt.

Darüber hinaus erfordert ihr Bau hohe Präzision, um parasitäre Verbindungen oder Schaltungen zu vermeiden, und ist nur sehr wenig für Konferenzschaltung genannte Zwischenverbindungs-Schemas geeignet, bei denen der gleiche Leiter eines Netzes gleichzeitig mit mehreren anderen Leitern des anderen Netzes verbunden werden soll..

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Es ist Aufgabe der Erfindung, unter Vermeiden dieser Nachteile eine Koordinatenwahl-Schaltmatrix mit elektromagnetisch gesteuerten Kreuzungspunkten zu entwickeln mit geringem Raumbedarf und geringen Herstellungskosten, durch Erreichen einer Koordinatenwahl-Steuerung, die keine Steuerspulen mehr benötigt und eine Simultanverbindung mehrerer Punkte am gleichen Leiter erlaubt.

Die Aufgabe wird bei einer Koordinatenwahl-Schaltmatrix mit elektromagnetischer Steuerung zur selektiven paarweisen Verbindung elektrischer Leiter, die in zwei Leiter-Gruppen angeordnet sind, mit einem ersten Satz dünner Hauptstreifen aus Magnetmetall, die jeweils ■ parallel auf einer ersten Isolier-Tragplatte befestigt sind, jeweils mit einem der Leiter der ersten Gruppe verbunden sind und jeweils senkrechte Seiten-Zungen aufweisen, deren Enden auf der Tragplatte freibeweglich sind, mit einem zweiten Satz dünner Hauptstreifen in den Zungen jedes Hauptstreifens des ersten Satzes gleicher Zahl, die jeweils ebenfalls parallel auf einer zweiten Isolier-Tragplatte befestigt sind, jeweils mit einem der Leiter der zweiten Gruppe verbunden sind und jeweils ebenfalls Seiten-Zungen aufweisen, mit freien Enden und in den Hauptstreifen des ersten Satzes gleicher Zahl, wobei die beiden Tragplatten mit den die Hauptstreifen tragenden Flächen derart gegeneinander angeordnet sind, daß die beiden Hauptstreifen-Sätze zueinander senkrecht sind und die freien Enden der Zungen jeweils jedes Satzes sich gegenüberliegen und auf diese Weise mit einem Abschnitt jedes Hauptstreifens eine geschlossene Schleife bilden, mit einer elektrisch isolierenden dünnen Zwischen-Schicht in den Kreuzungsbereichen der Hauptstreifen jedes Satzes, wobei die Enden der Zungen ohne Isolierstoff bleiben und wobei die elektromagnetischen Steuerkreise von elektrischen Leitern gebildet sind, die jeweils jedem der Hauptstreifen

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der beiden Sätze zugeordnet sind, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jeder elektrische Steuerleiter selbst durch einen dünnen Steuerstreifen gebildet ist, der aufeinanderfolgend jede der Schleifen durchquert, die von den Zungen der zugehörigen Hauptstreifen gebildet sind und der entweder den Abschnitt der Zunge oder des Hauptstreifens von oben zum Eintritt in die Schleife überlagert und dann von unten zum Austritt aus ihr, oder umgekehrt, mit einer Zwischenisolierschicht an den Kreuzungsstellen mit den Hauptstreifen bzw. den Zungen.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist es vorteilhaft, daß jeder Steuerleiter aus den dünnen Steuerstreifen auf der gleichen Isolier-Tragplatte wie die zugehörigen Hauptstreifen parallel zu diesen und auf der Seite der Zungen , diese überlagernd, befestigt ist, mit einer Zwischen-Isolierschicht an den Kreuzungsstellen mit den Zungen.

Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 perspektivisch ein Matrixelement mit vier Kreuzungspunkten, wobei die die Matrix bildenden beiden Platten in Offenstellung wiedergegeben sind,

Fig. 2 schematisch die relativen Stellungen der Hauptstreifen der geschalteten Kreise und der Steuerstreifen.

Gemäß Fig. 1 verwendet eine Matrix mit vier Kreuzungspunkten

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zwei Isolier-Tragplatten 1, 2, auf denen jeweils eine Reihe von Leitern befestigt ist; beim Betrieb sind die beiden Tragplatten 1 und 2 gemäß den Pfeilen in Strichpunktlinien aufeinandergeklappt, um eine Gesamtplatte zu bilden.

Die Matrix ist bestimmt zum selektiven paarweisen Verbinden oder Schalten, sowohl gemeinsam als auch voneinander isoliert, von einem der Leiter 4, 5 einer ersten Gruppe mit einem der Leiter 6, 7 einer zweiten Gruppe. Der Leiter 6 ist mit einem dünnen Hauptstreifen 60 aus Magnetmetall (elektrisch) verbunden und an der Isolier-Tragplatte 2 fest angebracht. Der Hauptstreifen 60 ist mit Seiten-Zungen 64, 65 versehen, die ebenfalls mit der Platte 2 neben ihrem Anschluß an den Hauptstreifen 60 verhaftet sind, deren Enden jedoch frei bzw. frei beweglich sind und sich deshalb von der Platte 2 weg- oder abheben können. Ein Metall-Steuerstreifen 61 ist parallel zum Hauptstreifen 60 angeordnet und auf der Tragplatte 2· angeklebt, wobei er über die Zungen 64, 65 tritt. Ein Isolierlack oder dgl. elektrischer Isolierstoff ist zwischen dem Steuerstreifen 61 und den Zungen 64, in den Bereichen angebracht, in denen sie sich berühren. In gleicher Weise ist der Leiter 7 mit einem mit Zungen 74, 75 versehenen Hauptstreifen 70 angeschlossen und ein Steuerstreifen.71 angeordnet.

In gleicher Weise enthält die Isolier-Tragplatte 1 relativ zu jedem Leiter 4, 5, jeweils einen Hauptstreifen 40, 50, deren jeder mit · Seitenzungen 46, 47 bzw. 56, 57 versehen ist, und einen Steuerstreifen 41 bzw. 51. Die Streifen und Zungen der von der einen Tragplatte 2 getragenen ersten Gruppe sind senkrecht zu den Streifen und Zungen der von der anderen Tragplatte 1 getragenen zweiten Gruppe. Die ReIa-

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tivanordnung der verschiedenen Bänder bzw. Streifen und Zungen ist so, daß bei aufeinandergeklappten beiden Platten 1, 2 die freien Enden der Zungen sich gegenüberliegen, wodurch der Anlageplan der in Fig. 2 gezeigten Gesamtanordnung erreicht ist.

Eine elektrische Zwischen-Isolierschicht ist zwischen den sich gegenüberliegenden Streifen angeordnet, wenn die beiden Platten 1, 2 zusammengeklappt sind, und zwar mindestens in den Kreuzungsbereichen, die in Fig. 1 schraffiert dargestellt sind. Im Gegensatz dazu sind die Enden der Zungen frei von Isolierstoffen. Insbesondere in Fig. 2 ist deutlich zu erkennen, daß zwischen den beiden Tragplatten 1 und 2 nie mehr als zwei Streifendicken vorhanden sind, d. h., wenn einmal die beiden Platten aufeinander liegen, sie dann um einen Abstand beabstandet sind, der der doppelten Dicke der Streifen entspricht, zuzüglich der Dicke der sie trennenden Zwischen-Isolierschicht. Im Gegensatz dazu besteht zwischen den Enden der Zungen ein geringer Eisen- bzw. Luftspalt, dessen Größe gleich der Dicke der Zwischen-Isolierschicht ist, der die¹ beiden Schienen oder Streifen im übrigen trennt.

Aus Fig. 2 ergibt sich, daß bei jeder Kreuzungsstelle eines Hauptstreifens, der mit einem Leiter des ersten Satzes verbunden ist, mit einem Hauptstreifen, der mit einem Leiter des zweiten Satzes verbunden ist, z. B. bei der Kreuzung bzw. Kreuzungsstelle der Hauptstreifen-50 und 60, die Hauptstreifen und die zugehörigen Zungen einen geschlossenen Kreis oder eine geschlossene Schleife bilden, die im Beispiel gebildet ist durch einen Teil des Hauptstreifens 50, die Zunge 56, die Zunge 65 und einen Teil des Hauptstreifens 60. Dieser geschlossene Kreis bildet einen Magnetkreis mit zwei Luftspalten, den einen durch die Zwi-

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schen-Isolierschicht gebildeten an der Kreuzung s stelle der Hauptstreifen 50 und 60 und den anderen durch das Spiel bzw. den Abstand zwischen den Enden der Zungen 56 und 65.

Im übrigen überquert oder überlagert die Steuerleitung bzw. der Steuer streifen 51 die so gebildete Schleife so, daß bei Führen eines elektrischen Stroms durch den Steuerstreifen 51 in der in Fig. 2 wiedergegebenen Pfeilrichtung, das durch diesen Strom erzeugte Magnetfeld in der Schleife einen Magnet- oder Induktionsfluß induziert, der in der mit dem Pfeil 3 angegebenen Richtung umläuft; das gleiche erfolgt, wenn durch den Steuer streif en 61 ein elektrischer Strom in der Pfeilrichtung fließt, nämlich ein Erzeugen eines in der Schleife in der gleichen Pfeilrichtung 3 umlaufenden Induktionsflusses. Die Steuerstromstärken in den Steuerstreifen 51 oder 61 sind so bestimmt, daß der von einem einzigen Strom induzierte Fluß nicht ausreicht, um die Annäherung der freien Enden der Zungen hervorzurufen und um den Magnetkreis zu schließen. Im Gegensatz dazu erhöhen sich die induzierten Flüsse, wenn gleichzeitig ein Steuerstrom durch die beiden Steuerleiter bzw. Steuerstreifen 51 und 61 geschickt wird und rufen die Annäherung der Enden der Zungen hervor und deren Berührung, was eine elektrische Verbindung, Kopplung oder Schaltung zwischen den. Hauptstreifen 50 und 60<erzeugt, d. h. zwischen den Leitern 5 und 6.

Der Steuer leiter oder Steuerstreifen 51 durchläuft auch die Magnetschleife bzw. den Magnetkreis, der der Berührung bzw. dem Kontakt der Hauptstreifen 50, 70 entspricht, so daß dann, wenn der Steuerstreifen 71 nicht stromführend ist, kein Kontakt zwischen den Streifen 50 und 70 erfolgt, während ein ausreichender Kontakt bei gleichzeitigem Kontakt der Streifen 50 und 60 lediglich durch Versorgen des Steuerstreifens 71 erreicht wird.

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Bei der im folgenden erläuterten Anordnung sind die von den Strömen induzierten Induktionsflüsse genau auf die Schleife begrenzt, die dem Kontakt entspricht, der erreicht werden soll, so daß es dort keine parasitären magnetischen Streuverluste gibt, und daß mit den gleichen Hauptstreifen das Schließen mehrerer Kontakte dort erreichbar ist, wo gleichzeitig die Steuerkreise der gekreuzten Leiter bzw. Streifen versorgt werden, mit denen eine Verbindung erreicht werden soll.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf eine Matrix mit vier Verbindungsstellen oder Koppelpunkten beschränkt, wie das in den Figuren dargestellt und erläutert worden ist, sondern es kann vielmehr leicht eine Matrix mit einer beliebigen Anzahl von Leitern bei der einen oder der anderen Leiter-Gruppe verwendet werden, da das induzierte Feld in jeder Schleife gleich ist, die von jedem Steuerleiter oder Steuer streifen durchquert ist. Auf diese Weise ist eine Verbindungs- oder Schaltanordnung mit Koordinatenwahl mit insbesondere verringerter Dicke erreicht, wobei die aktive Dicke durch die Dicke der Metallstreifen, erhöht um den Eisenspalt zwischen den Enden der Zungen, wiedergegeben ist. Eine derartige Schaltanordnung weist einen weiteren Vorteil auf, da sie vollständig durch Schneiden von dünnen Metallstreifen erreichbar ist, ohne weiteren Zusatz außer dem Auftrag einer Schutzschicht in den elektrisch zu isolierenden Überdeckungszonen bzw. Überschneidungsbereichen.

Diese besonders flache Schaltanordnung kann noch verbessert werden durch gleichzeitiges Anwenden von dünnen Magnet streifen hoher Permeabilität und von dünnen Streifen aus einem Magnetwerkstoff sehr

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großer Koerzitivkraft und mit Rechteck-Hystereseschleife. Die Kombination dieser beiden Werkstoffarten erlaubt eine Steuerung mit Impulsen geringer Amplitude mit Halten der Kontakte und mit einer genau bestimmten Ausschalt- oder Abfallschwelle der Kontakte.

Es sind noch weitere Ausführungsbeispiele möglich, z.B. ist es nicht notwendig, daß die Steuer streifen, in denen die (elektrischen) Steuerströme geführt werden, genau parallel zu den Hauptstreifender geschalteten Kreise sind; es genügt, daß die Steuerstreifen aufeinanderfolgend die verschiedenen von den Zungen des Hauptstreifens, den der jeweilige Steuerstreifen steuert, und den entsprechenden Zungen der dazugehörigen Leiter gebildeten Schleifen durchquert. Ebenso können Steuerstreifen mit Zickzack-Form verwendet werden, vorausgesetzt, sie dringen oder treten in eine Schleife z. B. von oben ein und daraus unten aus bei einem Hauptstreifen oder einer Zunge, oder umgekehrt. * ·

Es ist auch möglich, daß die Streifen und die Zungen in Fugen oder Nuten der Tragplatten derart eingepaßt oder eingelassen sind, daß die Platten sich direkt berühren, wobei auch vertiefte oder hohle Eindrücke bzw. eingedrückte Vertiefungen in jeder Platte gegenüber den Bereichen der anderen Platte vorgesehen sind, in denen ein Steuerstreifen und eine Zunge sich überlagern. Unter diesen Bedingungen sind die Luftspalte nicht mehr von der Dicke des Isolierstoffs bestimmt, die relativ schwierig konstantzuhalten ist, sondern von der Dicke der Nuten des Einlassens, die durch Formen mit großer Präzision erhaltbar sind.

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Claims (4)

1. - ιυ -

   Ansprüche

   fly Koordinatenwahl-Schaltmatrix mit elektromagnetischer Steuerung zur selektiven paarweisen Verbindung elektrischer Leiter, die in zwei Leiter-Gruppen angeordnet sind,

   mit einem ersten Satz dünner Hauptstreifen aus Magnetmetall, die jeweils parallel auf einer ersten Isolier-Tragplatte befestigt sind, jeweils mit einem der Leiter der ersten. Gruppe verbunden sind und jeweils senkrechte Seiten-Zungen aufweisen, deren Enden auf der Tragplatte frei beweglich sind,

   mit einem zweiten Satz dünner Hauptstreifen in den Zungen jedes Hauptstreifens des ersten Satzes gleicher Zahl, die jeweils ebenfalls parallel auf einer zweiten Isolier-Tragplatte befestigt sind, jeweils mit einem der Leiter der zweiten Gruppe verbunden sind und jeweils ebenfalls Seiten-Zungen aufweisen mit freien Enden und in den HauptstreifeDL des ersten Satzes gleicher Zahl,

   wobei die beiden Tragplatten mit den die Hauptstreifen tragenden Flächen derart gegeneinander angeordnet sind, daß die beiden Hauptstreifen-Sätze zueinander senkrecht sind und die freien Enden der Zungen jeweils jedes Satzes sich gegenüberliegen und auf diese Weise mit einem Abschnitt jedes Hauptstreifens eine geschlossene Schleife bilden, mit einer elektrisch isolierenden dünnen Zwischen-Schicht in den Kreuzungsbereichen der Hauptstreifen jedes Satzes, wobei die Enden der Zungen ohne Isolierstoff bleiben und

   wobei die elektromagnetischen Steuerkreise von elektrischen Leitern

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   gebildet sind, die jeweils jedem der Hauptstreifen der beiden Sätze zugeordnet sind,

   dadurch gekennzeichnet,

   daß jeder elektrische Steuerleiter selbst durch einen dünnen Steuerstreifen (41, 51, 61, 7l) gebildet ist, der aufeinanderfolgend jede der Schleifen durchquert, die von den Zungen (46, 47, 56, 57, 64, 65, 74, 75) der zugehörigen Hauptstrdfen (40, 50, 60, 70) gebildet sind, und der entweder den Abschnitt der Zunge (46, 47, 56, 57, 64, 65, 74, 75) oder des Hauptstreifens (40, 50, 60, 70) von oben zum Eintritt in die Schleife überlagert, und dann von unten zum Austritt aus ihr, oder umgekehrt, mit einer Zwischen-Isolierschicht an den Kreuzungsstellen mit den Hauptstreifen (40, 50, 60, 70) bzw. den Zungen (46, 47, 56, 57, 64, 65, 74, 75).
2. 2. Schaltmatrix nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Steuer leiter aus den dünnen Steuer streif en (41, 51, 61, 71) auf der gleichen Isolier-Tragplatte (l, 2) wie die zugehörigen Hauptstreifen (40, 50, 60, 70) parallel zu diesen und auf der Seite der Zungen, (46, 47, 56, 57, 64, 65, 74, 75), diese überlagernd, mit einer Zwischen-Isolierschicht an den Kreuzungsstellen mit den Zungen (46, 47, 56, 57, 64, 65, 74, 75).
3. 3. Schaltmatrix nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Streifen (40, 50, 60, 70? 41, 51, 61, 71) und die Zungen (46, 47, 56, 57, 64, 65, 74, 75) in ihren jeweiligen Tragplatten (l, 2) in Nuten mit einer Tiefe eingelassen sind, die gleich der Streifendicke ist,

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   wobei auch eingedrückte Vertiefungen an jeder Tragplatte (l, 2) gegenüber den Zonen der anderen Platte (2, l) vorgesehen sind, in denen
   sich ein Steuerstreifen (41, 51, 61, 71) und eine Zunge (46, 47, 56, .47, 64, 65, 74, 75) überlagern.
4. 4. Schaltmatrix nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch Magnetwerkstoff-Streifen hoher Permeabilität und durch dünne Streifen aus Magnetwerkstoff hoher Koerzitivkraft und rechteckiger Hystereseschleife.

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