DE1049914B - Magnetische Einrichtung mit einem mehrere Öffnungen aufweisenden Körper aus magnetisierbarem Material mit annähernd rechtieckförmiiger Hysteresiskeninlimie - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

PATENTSCHRIFT 1 049

ANMELDETAG:

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT:

AUSGABE DER
PATENTSCHRIFT:

DBP 1049914 kl. 21a¹ 36

INTERNAT. KL. H 03 k

31. OKTOBER 1955

5. FEBRUAR 1959 30. JULI 1959

stimmt Oberein mit auslegeschrift

1 049 914 (R 17683 VIII a / 21 a ')

Die Erfindung bezieht sich auf magnetische Einrichtungen, die zur Steuerung, zur Speicherung oder zur Einschaltung von elektrischen Signalen und außerdem noch für andere Zwecke benutzt werden können. Genauer gesagt, bezieht sich die Erfindung auf Verbesserungen von sogenannten Transfluxoren und der zu solchen Transfluxoren gehörigen Schaltungen.

Ein Transfluxor besteht aus einem Körper von magnetisierbarer!! Material mit annähernd rechteckiger Hysteresiskurve. Eine solche Kurve bedeutet, daß ίο das Material eine nennenswerte remanente Sättigung besitzt. In einem Transfluxor sind in dem magnetisierbaren Körper eine Mehrzahl von öffnungen angebracht, so daß die Fluß wege, welche sich innerhalb dieses Körpers ausbilden können, zum Teil räumlich zusammenfallen und zum Teil getrennt verlaufen. WVnn längs eines solchen Weges des magnetischen Flusses· zwei Teile dieses Flußweges im entgegengesetzten Sinne magnetisch gesättigt sind, so wird zwischen zwei Wicklungen, die lediglich mit diesem Flußweg verkettet sind, keine Signalenergie übertragen, weil eine solche Signalübertragung eine Änderung des in dem genannten Flußweg verlaufenden Flusses voraussetzen würde und dieser Flußweg in beiden Richtungen bereits gesättigt ist. Dieser Betriebszustand eines Transfluxors soll im folgenden als Verriegelungszustand bezeichnet werden. Wenn andererseits die beiden obenerwähnten Teile eines Flußweges im gleichen Sinne gesättigt sind oder wenn der eine Teil des Flußweges nicht vollständig gesättigt ist, so kann man zwischen zwei mit dem Flußweg verketteten Wicklungen dadurch Signal energie übertragen, daß man in beiden Teilen gleichzeitig eine Flußänderung hervorruft. Dieser letztere Betriebszustand . eines Transfluxors soll im folgenden als Übertragungszustand bezeichnet werden. In einem Transfluxor kann der Verriegelungszustand oder der Übertragungszustand dadurch eingestellt werden, daß man den Fluß längs eines anderen Fluß weges des Transfluxors, der sich über einen Teil des ersterwähnten Flußweges schließt, beeinflußt. Wenn die beiden Flußwege verschiedene Länge besitzen und/oder wenn die Signale unsymmetrisch sind, lassen sich der- Verriegelungszustand und der Übertragungszustand schärfer unterscheiden.

Andere Eigenschaften eines Transfluxors bestehen darin, daß

1. er ein sogenanntes Erinnerungsvermögen für einen einmal eingestellten Flußzustand oder ein sogenanntes Erinnerungsvermögen für einen kurzzeiti- 5» gen Impuls für eine unbeschränkte Dauer besitzt, ohne einen sogenannten Haltestrom zu erfordern,

2. die Flußeinstellungen zu verschiedenen Zeiten stattfinden können, zwischen denen beliebig lange Magnetische Einrichtung mit einem

mehrere Öffnungen aufweisenden Körper aus magnetisierbarem Material mit annähernd rechteckförmiger

Hysteresiskennlinie

Patentiert für:

Radio Corporation of America, New York, N. Y. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität: V. St. v. Amerika vom 1. November 1954

Jan Aleksander Rajchman, Princeton, N. J. (V. St. Α.), ist als Erfinder genannt worden

Pausen liegen dürfen, und daß nichtsdestoweniger gewünschtenfalls die Flußeinstelluingen gleichzeitig nutzbar gemacht oder ausgewertet werden können, 3. die Einstellung eines Transfluxors bei einer Ablesung der gespeicherten Größe nicht zerstört wird. Gemäß der Erfindung wird eine magnetische Vorrichtung mit einem Körper mit annähernd rechteckiger Hysteresiskurve, beispielsweise ein Transfluxor mit wenigstens drei sogenannten »Eingangsöffnungen«, ausgerüstet, die in der Radialrichtung um eine sogenannte »Ausgangsöffnung« herum vorgesehen werden, wobei die Öffnungen so angeordnet und bemessen werden, daß der kleinste Querschnitt des magnetischen Materials zwischen zwei nebeneinanderliegenden Eingangsöffnungen wenigstens doppelt so groß wie der Materialquerschnitt zwischen jeder der Eingangsöffnungen und der Ausgangsöffnung ist. Vorzugsweise soll dabei der Querschnitt zwischen jeder Eingangsöffnung und dem Rand des magnetischen Körpers ebenso groß sein wie der Querschnitt zwischen jeder Eingangsöffnung und der Ausgangsöffnung. Durch diese Bemessung und Anordnung wird erreicht, daß ein Teil des um jede Eingangsöffnung verlaufenden Fluß weges mit einem Teil des um die Ausgangsöff-

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nung herum verlaufenden Flußweges zusammenfällt und daß die Flußwege, welche den Eingangsöffnungen zugeordnet sind, voneinander getrennt werden.

Andere erstrebenswerte Eigenschaften eines solchen Transfluxors sind

1. daß die Umrandung der Ausgangsöffnung eine geringere Länge hat als die Umrandung jeder Eingangsöffnung, so daß die betreffenden Flußwege der sich um die Eingangsöffnung herum schließenden Flüsse länger sind als der die Ausgangsöffnung umkreisende Fluß,

2. daß alle Öffnungen eine abgerundete Umrandung· besitzen sollen, beispielsweise derart, daß die Ausgangsöffnung kreisförmig gewählt wird und die Eingangsöffnungen entweder kreisförmig oder langgestreckt mit abgerundeten Enden oder auch keilförmig, und

3. daß der magnetische Körper kreisrund gewählt wird.

Diese drei Merkmale erleichtern eine symmetrische Ausführung des Transfluxors, die vorzugsweise, aber nicht notwendig, gewählt werden soll.

Ob drei oder mehr Eingangsöffnungen vorgesehen werden, hängt von der Anordnung ab, in welcher der Transfluxor benutzt werden soll, und insbesondere davon, ob mehrere solche Transfluxoren zusammen arbeiten sollen. Die verschiedenen Eingangsöffnungen brauchen nicht alle die gleiche Funktion zu erfüllen und brauchen in ihrer Größe oder in ihrer Form auch nicht übereinzustimmen. So kann beispielsweise die eine Eingangsöffnung zur Vormagnetisierung des Transfluxors dienen.

Der magnetische Fluß auf einem sich um eine öffnung herum schließenden Wege läßt sich sehr einfach dadurch erzeugen, daß man diese öffnung mit einem elektrischen Leiter oder mit einer Wicklung verkettet, die seitens einer Stromquelle erregt wird, wobei die Natur dieser Stromquelle von der Aufgabe abhängt, welche die betreffende öffnung übernehmen soll. Beispielsweise können die sich um die Eingangsöffnungen herum schließenden Flußwege zur Erzeugung oder Einstellung bestimmter Flußverhältnisse oder zur Speicherung von sogenannten Informationsbits (Stellen von im Binärsystem ausgedrückten Informationswerten) durch elektrische Impulse entweder im positiven oder im negativen Sinne magnetisiert werden. Die Ausgangsöffnungen sind im, allgemeinen mit einer Quelle periodisch veränderlichen Stroms verkettet, der sinusförmig, rechteckförmig oder auch asymmetrisch verlaufen kann oder der auch aus getrennten Impulsen entgegengesetzter Polarität bestehen kann. Mit der Ausgangsöffnung ist ferner eine Anzeigevorrichtung oder ein Verbraucher verkettet. Die sich um die Vormagnetisierungsöffnungen herum schließenden Flußwege können mittels Gleichstrom magnetisiert werden.

Manche öffnungen können mit zusätzlichen elektrischen Leitern oder Wicklungen verkettet werden, und es lassen sich ferner besondere Effekte noch dadurch erzielen, daß man die eine oder andere dieser Wicklungen noch mit einer anderen Zahl von Windungen ausführt als die übrigen Wicklungen. Derartige verschiedene Wiintdungszahlen wird man insbesondere dann vorsehen, wenn mehrere-TTansfluxoren zusammengeschaltet werden, was beispielsweise zur Schaffung eines sogenannten magnetischen Schalters geschehen kann oder zur Schaffung von Verzifferungsschältungen oder Decodierangsschaltungen.

Fig. 1 ist ein Transfluxor mit vier Eingangsöffnungen in der Aufsicht,

Fig. 2 ein Querschnitt längs der Linie 2-2 in Fig. \,

Fig. 3 eine Seitenansicht eines sogenannten magnetischen Schalters mit einer Reihe von Transfluxoren, die in Fig. 3 im Schnitt längs der Ebene 3-3 (Fig. 4) dargestellt sind,

Fig. 4 die Aufsicht auf einen Transfluxor oder auch eine Schnittänsicht längs der Schnittebene 4-4 in der Anordnung nach Fig. 3,

Fig. 5 eine Seitenahsicht des magnetischen Schalxo ters nach Fig. 3, welche gleichzeitig die Wicklungsanordnung in der Ebene 5-5 in Fig. 4 zeigt,

Fig. 6 eine schematische Darstellung eines Transfluxors mit mehreren öffnungen, welche außerdem den Wicklungssinn der Wicklungen zeigt, Fig. 7 eine Darstellung eines magnetischen Schalters mit einer Vormagnetisierungswicklung und

Fig. 8 eine Darstellung eines sogenannten Kombinationsschalters mit zusätzlichen Wicklungen, welche mit einem Teil der Eingangsöffnungen verkettet sind, ao In allen Figuren der Zeichnung sind einander entsprechende Einzelteile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Fig. 1 zeigt einen im ganzen mit 10 bezeichneten Transfluxor, in dessen Scheibe 11 mehrere Öffnungen angebracht sind, von denen die Eingangsöffnungen mit 12, 14, 16 und 18 bezeichnet sind und eine kreisförmige Ausgangsöffnung mit 20 bezeichnet ist. Die Eingangsöffnungen sind langgestreckt und verlaufen längs Radien der Scheibe 11 und sind außerdem syrn-' metrisch um die Ausgangsöffnung herum angeordnet. Jede der Eingangsöffnungen wird von ihrem eigenen Fluß umschlossen. So besteht beispielsweise ein Fluß um die Öffnung 12 herum, der durch eine punktierte Linie 13 angedeutet ist. Auch. um. die anderen Eingangsöffnungen herum besteht ein entsprechender magnetischer Fluß. Der die Ausgangsöffnung 20 umkreisende Fluß ist durch die gestrichelte Linie 21 dargestellt. Es- existiert ferner noch ein längerer Flußweg 23, welcher die Eingangsöffnung 12 und die Ausgangsöffnung 20 umkreist. Jede der Eingangsöffnungen Vl, 14", 16 und 18 ist mit. einer Eingangswicklung 24, 26, 28 bzw. 30 verkettet. Die Ausgangsöffnung ?,Q ist mit einer Wechselstromwicklung 32 und mit einer Ausgangswicklung 34 verkettet. Der Übersichtlichkeit halber sind alle diese Wicklungen nur durch je eine einzige Windung dargestellt, obwohl eine, mehrere oder alle auch mit mehreren Windungen ausgeführt werden können. An die Eingangswicklungen sind die Impulsquellen 36, 37, 38 und 39 angeschlossen. Die Wicklung 32 ist mit einer Wechselstromquelle oder Signalquelle 40 verbunden. Die Wicklung 34 liegt an einem Verbraucher 42 für die in dieser Wicklung induzierten Spannungen.

In Fig. 2 ist die Dicke t des magnetischen Körpers 11 der Einfachheit der Darstellung halber als überall gleich groß veranschaulicht, obwohl bei einem Transfluxor diese Bedingung keineswegs erfüllt sein muß. unter der Annahme einer überall gleichen Dicke ist der kleinste Abstand 43 zwischen dem Rand der Scheibe 11 und der nächstgelegenen Eingangsöffnung 16 etwa gleich dem kleinsten Abstand 44 zwischen der Ausgangsöffnung 20 und der Eingangsöffnung 16. Jede andere Eingangsöffnung ist in der gleichen Weise zwischen der Ausgangsöffnung und dem Rand der Scheibe 11 angebracht.

Die Anordnung nach Fig. 1 arbeitet folgendermaßen:

Die Richtung des positiven Stromes ist durch einen mit einem Pluszeichen versehenen Pfeil an jeder einen solchen Strom oder Stromimpuls führenden Wicklung angedeutet. Die Amplitude dieses Stromes oder Strom-

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impulses muß groß genug sein, um einen Sättigungsfluß auf beispielsweise dem durch einen ausgezogenen Pfeil 33 a markierten Teil des Flußweges 13 hervorzurufen. Dieser Teil des Materials der Scheibe 11 wird sowohl von dem mittels der Eingangsöffnung 12 hervorgerufenen Fluß durchsetzt als auch von dem die Aüsgangsöffnung 20 umkreisenden Fluß, wobei der der Eingangsöffnung zugeordnete Fluß im Uhrzeigersinne verläuft und der der Ausgangsöffnung zugeordnete Fluß im Gegenuhrzeigersinn. Wenn seitens der Impuilsquellen 37, 38 und 39 die Wicklungen 28, 26 und 30 mit gleich großen positiven Impulsen gespeist werden, ist der Fluß der betreffenden Eingangsöffnungei: und insbesondere der Fluß auf denjenigen Teilen der zugehörigen Flußwege, welche mit dem die Ausgangsöffnung umschließenden Flußweg 21 zusammenfallen, ebenfalls im Gegenuhrzeigersinn gerichtet, wie durch die Pfeile 33 b, 33 c und 33 d angedeutet ist. Somit sind alle diese Teile des Ausgangsflußweges, der die Ausgangsöffnung 20 umkreist, im gleichen Sinne gesättigt. Unter diesen Umständen vermag eine positive Stromhalbwelle von ausreichender Amplitude, die der Wicklung 32 seitens der Stromquelle 40 zugeführt wird, den Fluß auf dem ganzen Flußweg 21 vom Gegenuhrzeigersinn in den Uhrzeigersinn umzukehren. Die nächste Halbwelle des Stromes in der Wicklung 32 führt dann wieder eine Flußumkehr auf dem Wege 21 herbei, so daß dann der Fluß auf diesem Wege wieder im ursprünglichen Sinne, d. h. im Gegenuhrzeigersinne verläuft. Jedesmal wenn der Fluß sich längs des Weges 21 umkehrt, wird in der Wicklung 34 eine Ausgangsspannung induziert. Dieser Vorgang kann sich beliebig oft wiederholen, ohne daß dabei der eingestellte Fluß, welcher jede Eingangsöffnung umkreist, gestört werden würde.

Wenn man annimmt, daß der Fluß auf dem Wege 21 wieder in den Gegenuhrzeigersinn verkehrt worden ist, d. h. in der Richtung der Pfeile 33 α bis 33 c? verläuft, wird ein negativer Stromimpuls von ausreichender Amplitude, der seitens der Stromquelle 39 der Eingangswicklung 30 zugeführt wird, denjenigen Teil des magnetischen Körpers, der sowohl von dem der Öffnung 18 zugeordneten Fluß als von dem der öffnung 20 zugeordneten Fluß durchsetzt wird, im Uhrzeigersinn, bezogen auf die öffnung 20, sättigen. Der Fluß in den anderen drei Teilen des Weges 21 verläuft weiterhin im Gegenuhrzeigersinn. Wenn nunmehr seitens der Stromquelle 40 der Wicklung 32 ein Wechselstrom oder ein Signal zugeleitet wird, findet keine Flußumkehr in irgendeinem Teil des Weges 21 statt, weil Teile dieses Weges im umgekehrten Sinne zueinander gesättigt sind und zu einer Flußänderung auf dem ganzen Wege mittels der Windung 32 der Fluß in der einen oder der anderen Richtung zunehmen müßte, was natürlich wegen der bereits erwähnten Sättigung von Teilen dieses Flußweges unmöglich ist. Die gleiche Verriegelung wird durch Zuführung eines negativen Impulses an die Wicklung 24, 26 oder 28 erreicht oder durch die Zuführung eines negativen Impulses an zwei dieser drei Wicklungen. Wenn jedoch ein negativer Impuls jeder der vier Eingangswicklungen 24, 26, 28 und 30 zugeführt wird, werden alle Teile der Flußwege, die mit dem Flußweg 21 zusammenfallen, bezogen auf die öffnung 20, im Uhrzeigersinn gesättigt. Daher kehrt die erste negative Halbwelle des Signals in der Wicklung 32 den Fluß auf dem gesamten Wege 21 in den Gegenuhrzeigersinn um. Die nächste positive Halbwelle des Signals kehrt den Fluß dann wieder in den Uhrzeigersinn um, und die gleiche Umkehr der Fluß richtung findet sodann noch bei einer beliebigen Zahl von negativen und positiven Halbwellen statt. Diese Flußumkehr auf dem Wege 21 findet dabei deshalb statt, weil alle gesättigten Teile dieses Flußweges im gleichen Sinne gesättigt sind. Bei jeder solchen Flußumkehr wird eine Ausgangsspannung in der Wicklung 34 induziert, so daß die Signale von der Quelle 40 an den Verbraucher 42 übertragen werden.

Die Anordnung nach Fig. 1 kann als eine magne-

tische sogenannte Und-Stufe mit vier Eingängen benutzt werden. Diese Stufe wird geöffnet, nachdem vier Eingangsimpulse von gleicher Polarität den betreffenden Eingangswicklungen zugeführt worden sind. Die vier Eingangsimpulse können dabei in beliebiger Reihenfolge und zu verschiedenen Zeiten auftreten. Die Stufe wird verriegelt oder geschlossen, wenn zwei sogenannte gemeinsame Teile des Flußweges 21, d.h. Teile dieses Flußweges, die zugleich Teile der die Eingangsöffnungen umkreisenden Flußwege sind, entgegengesetzt zueinander gesättigt werden.

Ein weiterer Vorteil der Anordnung nach Fig. 1 besteht darin, daß keine besondere Speichereinrichtung notwendig ist, um einen Impuls zu speichern, bis ein

zweiter Impuls auftritt. Ferner besteht ein Vorteil darin, daß der Eingangsimpuls den Ausgangskreis nicht beeinflußt, und zwar deshalb, weil nur einer der Teile des Ausgangsflußweges von einem Eingangsimpuls beeinflußt wird. Ebenso beeinflussen die Wechselstromsignale den Eingangskreis nicht, weil nur der Fluß auf dem Ausgangsflußwege durch diese Signale umgekehrt wird. Die Niederschrift und die Ablesung von Informationen sind daher unabhängig voneinander. Die Impedanz des Eingangskreises braucht daher auch nicht derjenigen des Ausgangskreises angepaßt zu werden. Schließlich besteht noch ein Vorteil darin, daß nach der öffnung der Stufe die Wechselstromsignale beliebig länge zugeführt werden dürfen, ohne die gespeicherten Impulse zu beeinflussen.

Es sind daher keine zusätzlichen Rückstellschaltungen erforderlich, um die Information wieder herzustellen, nachdem ein Ablesesignal zugeführt worden ist.

Die Anordnung nach Fig. 1 kann auch dazu benutzt werden, um zwischen positiven und negativen Eingangsimpulsen zu unterscheiden. Es sei beispielsweise angenommen, daß drei Impulse von untereinander gleicher Polarität den drei Eingangswicklungen und daß abwechselnd positive und negative Impulse der vierten Eingangswicklung- zugeführt werden sollen.

Wenn nunmehr Wechselstromsignale der Wicklung 32 nach jedem zweiten Impuls zugeleitet werden, so werden die Wechselstromsignale an die Ausgangswicklung 34 übertragen bzw. nicht übertragen, je nachdem, ob die Polarität der Impulse mit der Polarität der drei Einstellimpulse übereinstimmt oder entgegengesetzt der Polarität der drei Einstellimpulse ist.

Die Anordnung nach Fig. 1 kann mit nur zwei oder drei Eingangsstellen betrieben werden, um die Übertragung von Wechselstromsignalen zu beeinflussen.

Die übrigen Eingangsstellen sind dann sogenannte Null-Eingangsstellen. Im Gegensatz zu elektronischen und im Gegensatz zu den bisher vorgeschlagenen magnetischen Vorrichtungen ist es jedoch nicht nötig, eine Vorspannung oder die Amplitude der Eingangssignale zu< ändern, wenn nicht alle Eingangsstelleh zur Bewerkstelligung der gewünschten Steuerung gespeist werden. Ein Transfluxor mit mehreren Eingangsstellen ist daher vielseitiger verwendbar. Außerdem kann die erste Halbwelle eines Wechselstromsignals, welches eine Spannung in der Ausgangswick-

lung induziert, auf die Polarität der Eingangsimpulse abgestimmt werden.

Wenn der zur Einstellung dienende Fluß 33 α auf dem Wege 13, der die Öffnung 12 umschließt, der einzige sperrende Fluß ist, so sieht man, daß ein Wechselstrom von übergroßer Amplitude in der Wicklung 32 einen Fluß auf dem Wege 23, der beide Öffnungen 12 und 20 gemäß dem Pfeil 31a umschließt, erzeugen würde und somit den eingestellten Fluß am äußeren Ende der Öffnung 12 umkehren könnte. Dies würde zu einer falschen Anzeige in der Ausgangswicklung 34 führen. Nun ist aber die Länge des Weges 23 ein Mehrfaches der Länge des Weges 21, und der Strom in der Wicklung 32 würde den normalen Strom also im Verhältnis der Weglängen übersteigen müssen, um eine solche falsche Anzeige hervorzurufen. Durch Verlängerung der Öffnung 12 kann dieses Verhältnis beliebig groß gemacht werden, und Entsprechendes gilt für die anderen Eingangsöffnungen 14, 16 und 18. Ein großes Verhältnis erlaubt es auch, den zulässigen Belastungsstrom in der Wicklung 34 in etwa dem gleichen Verhältnis zu erhöhen.

Ein übergroßer Eingangsimpuls in der Wicklung 24 würde offenbar auch einen Fluß auf beiden Wegen 13 und 23 hervorrufen. Dies wird im wesentlichen dadurch verhindert, daß der Querschnitt des magnetischen Materials am äußeren Ende der Öffnung 12 praktisch gleich dem Querschnitt des magnetischen Materials zwischen den Öffnungen 12 und 20 gemacht wird. Durch die Sättigung dieser beiden Querschnitsstellen des kürzeren Weges 13 bleibt praktisch kein Fluß für den längeren Weg 23 übrig, da nämlich der ganze Fluß für beide Wege den Querschnitt zwischen der Öffnung 12 und dem Umfang der Scheibe 11 durchsetzen muß. Entsprechende Querschnittsstellen für die Öffnung 16 sind in Fig. 2 mit 43 und 44 bezeichnet.

Um die Flußwege, welche zwei nebeneinanderliegende Eingangsöffnungen, beispielsweise die Öffnungen 12 und 16, umschließen, voneinander zu trennen, wird der kleinste Querschnitt des magnetischen Materials zwischen diesen beiden Öffnungen wenigstens zweimal so groß gemacht wie der kleinste Querschnitt desjenigen Teiles des magnetischen Materials, der zwischen den Öffnungen 12 oder 16 und der Ausgangsöffnung 20 liegt. Der' letztere Querschnitt ist für die Öffnungen 16 in Fig. 2 mit 44 bezeichnet. In Fig. 1 liegt ein solcher Querschnitt in der Ebene a-a zwischen den Öffnungen 12 und 20. Die erwähnte Bemessung verhindert eine gegenseitige Störung von nebeneinanderliegenden Öffnungen.

Man kann eine große Zahl η von Transfiuxoren der beschriebenen Art zusammen dazu benutzen, einen sogenannten Kombinationsschalter mit η Eingängen und 2" Ausgängen aufzubauen. In Fig. 3 ist eine im ganzen mit 60 bezeichnete Anordnung dargestellt, welche 16 verschiedene Transfiuxoren 11 mit je vier Eingängen bei koaxialer Anordnung der Transfiuxoren enthält. Die 16 Transfiuxoren sind dabei im Querschnitt dargestellt. Die Eingangsöffnung 12 jedes Transfluxors wird von zwei getrennten Eingangswicklungen 62 und 63 durchsetzt und die Eingangsöffnung 14 jedes Transfluxors von zwei anderen getrennten Eingangswicklungen 64 und 65. Die eine Klemme jeder Wicklung 62, 63, 64 und 65 ist an die Anode je einer Steuerröhre 80, 81, 82 und 83 angeschlossen. Die anderen Klemmen 70, 71, 72 und 73 der betreffenden Wicklungen liegen an der Klemme .+ B einer Stromversorgungsquelle: Die Kathoden aller vier Steuerröhren 80 bis 83 sind geerdet. Eine Wechselstromwicklung 32 durchsetzt die Ausgangsöffnung 20 jedes Transfluxors. Außerdem verläuft durch die Ausgangsöffnung jedes Transfluxors noch je eine eigene Ausgangswicklung 34. Alle diese Wicklungen, in zwei Gruppen zu je acht Transfiuxoren unterteilt, sind in Fig. 4 im Querschnitt dargestellt, in Fig. 3 jedoch der Deutlichkeit halber nur durch Linien angedeutet.

ίο Fig. 5 zeigt -die Wicklungen, welche die anderen beiden Eingangsöffnungen 16 und 18 in Fig. 4 durchsetzen. Die Eingangsöffnung 16 jedes Transfluxors Il wird von zwei getrennten Eingangswicklungen 66 und 67 durchsetzt. Die Eingangsöffnung 18 jedes Transfluxors ist mit zwei anderen getrennten Eingangswicklungen 68 und 69 verkettet. Eine Klemme jeder der Wicklungen 66 bis 69 ist an die Anode einer der Steuerröhren 84 bis 87 angeschlossen, und die anderen Klemmen 74 bis 77 dieser Wicklungen sind mit der Klemme + B einer Stromversorgungsquelle verbunden. Die Röhrenkathoden sind alle geerdet.

Um einen gewünschten der 16 Transfiuxoren auszuwählen, werden die Flüsse in allen vier Teilen des Flußweges, der die Ausgangsöffnung 20 dieses gewünschten Transfluxors umkreist, in dieselbe Richtung eingestellt, während der Fluß in einem oder in mehreren der die Ausgangsöffnungen 20 der 15 anderen nicht ausgewählten Transfiuxoren umgebenden Flußwege in der entgegengesetzten Richtung eingestellt wird. Die Transfiuxoren sind durch die Eingangswicklungen 64 und 65 gemäß Fig. 3 in zwei Gruppen zu je acht Transfluxoren unterteilt. Die Transfiuxoren sind ferner durch die Eingangswicklungen 68 und 69 gemäß Fig. 5 in vier Gruppen von je vier Transfluxoren unterteilt, weiterhin durch die Wicklungen 62 und 63 in acht Gruppen von zwei Transfluxoren und schließlich gemäß Fig. 5 abwechselnd mit den Wicklungen 66 und 67 verkettet.
Um einen gewünschten Transfluxor auszuwählen, wird nur je eine Röhre der acht dargestellten Röhren, die zu vier Röhrenpaaren zusammengefaßt werden, in einem bestimmten Zeitpunkt getastet. Die positive Richtung des Stromflusses in den verschiedenen Wicklungen ist durch den jeweils an jeder Wicklung eingezeichneten Pfeil angedeutet. Es sei angenommen, daß die Röhren 80 und 83 in Fig. 3 und die Röhren 84 und 87 in Fig. 5 getastet worden sei'en. In den einzelnen Wicklungen 62, 65, 66 und 69 fließt dann Strom, wenn die betreffenden Röhren Strom führen.

Ein positiver, abwärts gerichteter Strom fließt dabei nur in dem obersten Transfluxor durch alle vier Eingangsöffnungen und erzeugt einen im Gegenuhrzeigersinn verlaufenden Fluß, der die Ausgangsöffnung 20 umkreist. Ferner fließt lediglich in dem untersten Transfluxor durch alle vier Eingangsöffnungen ein positiver Strom in Aufwärtsrichtung und erzeugt einen dessen Ausgangsöffnung 20 im Uhrzeigersinn umkreisenden Fluß. Der positive Stromfluß in der Aufwärtsrichtung und in der Abwärtsrichtung wird in den übrigen Transfluxoren gemischt, so daß diese verriegelt bleiben. Die erste positive Halbwelle oder der erste Impuls in der Wicklung 32 induziert eine Spannung lediglich in der Ausgangswicklung 34 des obersten Transfluxors, während die erste negative Halbwelle oder der erste negative Impuls in der Wicklung 32 eine Spannung von umgekehrter Polarität nur in der Ausgangswicklung des untersten Transfluxors erzeugt. Dieser Unterschied der Polarität kann zur Unterscheidung zwischen dem obersten und dem untersten Transfluxor benutzt werden, obwohl

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aufeinanderfolgende Halbwelten oder Impulse von spannung an eine beliebige Vorrichtung angeschlossen

jeder Polarität Spannungen in beiden Ausgangswick- werden.

lungen induzieren. Diese Unterscheidung kann auch Der Schalter 111 kann im Betrieb kurzzeitig gevermieden werden und eine Ausgangsspannung somit schlossen werden, um einen Stromimpuls in der nur von einem ausgewählten Transfluxor erhalten 5 Wicklung 110 hervorzurufen und einen Fluß in jedem werden, wenn man einen Teil des jede Ausgangs- Transfluxor entsprechend den eingetragenen Kreisen öffnung 20 umschließenden Flußweges permanent im zu erzeugen. Es wird jeweils nur die eine Hälfte einen oder anderen Sinne sättigt. Zu diesem Zweck jeder Röhre 100, 106 und 109 gleichzeitig eingetastet. kann entweder eine der vorhandenen Einlaßöffnungen Es sei angenommen, daß die linke Seite jeder Röhre benutzt werden, oder man kann zu diesem Zweck auch io durch einen ihrem Steuergitter zugeführten Impuls eine besondere Eingangsöffnung vorsehen. eingetastet werden möge. Diese Röhrenströme be-Die Fig. 6 zeigt eine stark vereinfachte Darstellung deuten einen positiven Strom in den Wicklungen 93, eines Transfluxors mit vier Eingängen. An dem 95 und 97, der in der Richtung der an diesen Wick-Schnittpunkt des waagerechten Striches, der die Ein- lungen eingetragenen Pfeile verläuft. Nur bei dem gangsöffnung 12 darstellt, mit der einen der beiden 15 obersten Transfluxor verläuft der Fluß, der die Öffsenkrechten Linien 90 uhd 91, welche die Eingangs- nung20 umschließt, auf allen vier Teilen dieses Flußwicklungen, die diese Öffnung durchsetzen, bedeuten, weges im Uhrzeigersinn. Alle übrigen Transfluxoren ist ein Kreuz eingetragen, welches bedeutet, daß die mit Einschluß des untersten sind verriegelt. Die erste Wicklung 91 durch die Eingangsöffnung 12 so hin- positive Halbwelle eines W'eühselstromsignals in der durchgeführt ist, daß der Fluß am Umfang der Aus- 20 Wicklung 32 kehrt den Fluß, welcher die öffnung 20 gangsöffnung 20 im Uhrzeigersinn verläuft, wenn die des obersten Transfluxors umschließt, in den Gegen-Wicklung 91 mit einem positiven, nach abwärts ge- Uhrzeigersinn um, und die nachfolgend negative richteten Strom gespeist wird. Der Kreis am Schnitt- Halbwelle bewirkt wiederum eine Flußumkehr in den puinkt der Wicklung 90 mit dem Strich 12 bedeutet, Uhrzeigersinn. Jede Flußumkehr induziert eine Spandaß der entsprechende Fluß bei derselben Strom- 25 nung in der Ausgangswicklung 34.
richtung im Gegenuhrzeigersinn verläuft. Der Kreis Durch Veränderung der Impulskombination, welche oberhalb des Kreuzes auf der die Wechselstrom- an den Gittern der Röhren 100, 106 und 109 liegt, wicklung 32 darstellenden Linie in der Ausgangs- kann ein beliebiger der acht Transfluxoren ausöffnung 20 bedeutet, daß ein Wechselstromsignal der gewählt werden. Die Gitterimpulse können in be-Wicklung 32 zugeführt wird, so daß zuerst ein im 30 liebiger Reihenfolge und zu beliebigen Zeiten zu-Gegenuhrzeigersinn die öffnung 20 umkreisender geführt werden, weil Transfluxoren ein sogenanntes Fluß und sodann ein im Uhrzeigersinn die öffnung Erinnerungsvermögen für jeden 'Eingangsimpuls be- 20 umkreisender Fluß erzeugt wird. Das Fehlen eines sitzen, bis ein neuer Eingangsimpuls derselben Wick-Kreuzes oder eines Kreises an den Schnittpunkten lung zugeführt wird.

der Linie 90 und 91 mit den anderen waagerechten 35 Jede Eingangsöffnung läßt sich als eine Und-Stufe Strichen, welche die öffnungen 14, 16 und 18 be- für zeitlich zusammenfallende Ströme verwenden, deuten, zeigt an, daß diese Wicklungen die betreffen- Wenn man eine Mehrzahl von Leitern durch diese den Öffnungen nicht durchsetzen. öffnung hindurchführt. Die Amplitude der Stromin Fig. 7 ist unter Benutzung der Darstellungs- impulse, die diesen Leitern zugeführt werden, wird weise nach Fig. 6 eine aus acht Transfluxoren mit je 40 so gewählt, daß mehrere Eingangsimpulse gleichzeitig vier Eingängen aufgebaute Anordnung veranschau- auftreten müssen, bevor der Sättigungsfluß erreicht licht. Die Eingangsöffnung 12 wird zur Vormagne- werden kann.

tisierung jedes Transfluxors benutzt. Die Fig. 8 zeigt eine Einrichtung, welche die Be-Die Eingangsöffnungen 14, 16 und 18 werden in nutzung je zweier Eingangsöffnungen von Transderselben Weise benutzt, wie oben beschrieben. Die 45 fluxoren mit je drei Eingängen als Stufen für zeitlich Wicklungen 93 und 94, 95 und 96 sowie 97 und 98 zusammenfallende Ströme veranschaulicht. In Fig. 8 sind oben an die Klemme -f B einer Stromversor- sind 16 Transfluxoren 120, von denen jeder drei gungsquelle angeschlossen. Je eine Wicklung jedes Eingangsöffnungen 122* 124 und 126 besitzt, als Komder drei genannten Wicklungspaare durchsetzt die binationsschalter dargestellt. Zwei Paare von Einbetreffenden öffnungen im umgekehrten Sinne wie 50 gangswicklungen 129 und 130 durchsetzen die Öffdie andere Wicklung desselben Wicklungspaares. nungen 122. Zwei weitere Paare 131 und 132 von Weitere Einzelheiten über den Wicklungsverlauf sind Eingangswicklungen durchsetzen die öffnungen 124. durch Kreise und Kreuze entsprechend den an Hand Eine. Wicklung jedes Wicklungspaares ist mit ihrer der Fig. 6 gegebenen Erläuterungen - angedeutet. Die öffnung im entgegengesetzten Sinne verkettet, wie unteren Klemmen der Wicklungen 93 bis 98 sind an 55 die andere Wicklung desselben Wicklungspaares, die Anoden 101, 102; 104, 105 und 107, 108 der drei Zwei Kreuze auf einem waagerechten Strich zeigen Rohren 100, 106 und 1Ö9 angeschlossen. Die Röhren- dabei an, daß die eine Wicklung eines Wicklungskathoden sind wieder alle geerdet. paares mehr Windungen besitzt als die aridere Wick-Eine Vormagnetisierungswicklung 110 ist ebenfalls lung desselben Paares. Die Art und Weise der Durchmit ihref oberen Klemme an die Klemme +B der 60 führung der Wicklungen durch die Öffnungen und die Stromversorgungsquelle angeschlossen und durchsetzt Gruppierung der Wicklungen ist in Fig. 8 wieder die Eingangsöffnung 12 jedes Transfluxors in dem- durch Kreise und Kreuze angedeutet. Die unteren selben Sinne, wie durch die eingetragenen Kreise ah- Enden der Wicklungen 129, 130, 131 und 132 sind an gedeutet. Die untere Klemme der Wicklung 110 ist die Anoden von vier Doppel-DreipölrÖhren 134, 136, über einen Schalter 111 und einen Strombegrenzungs- 65 138 Und 140 angeschlossen. Die Röhrenkathoden sind Widerstand 112 geerdet; Die Wechselstromwicklung wieder alle geerdet. Eine Vormagnetisierungswick- 32 durchsetzt die Ausgangsöffnung 20 jedes Trans- lung 128 verläuft von der Klemme+5, wie durch die fluxOfs, Je eine eigene Ausgangswicklung 34 durch- Kreise angedeutet, durch die Vormägftetisierungssetzt ebenfalls die Ausgaiigsoffnung 20 jedes Trans- öffnung 126 jedes Transfluxors hindurch. Die untere fluxors und kann zur Auswertung der Ausgangs- ?o Klemme der Wicklung 128 ist über einen Schalter

141 und einen Strombegrenzungswiderstand 142 an Erde gelegt. Eine Wechselstromwicklung 144 durchsetzt die Ausgangsöffnung 143 jedes Transfluxors 120. Jede Ausgangsöffnung ist außerdem mit einer besonderen Ausgangswicklung 145 versehen, die an eine beliebige Vorrichtung zur Auswertung der Ausgangsspannung angeschlossen werden kann.

Zum Betrieb der Anordnung nach Fig. 8 wird zunächst der Schalter 141 kurzzeitig geschlossen, so daß ein positiver Stromimpuls die Wicklung 128 durchfließt und, bezogen auf die Ausgangsöffnung 143, ein im Uhrzeigersinn verlaufender Fluß auf dem gemeinsamen Teil des Flußweges, der an die Vormagnetisierungsöffnung 126 angrenzt, erzeugt wird. Den Gittern jeder der Doppel-Dreipolröhren werden Impulse derart zugeführt, daß die eine Dreipolstrecke stromdurchlässig gemacht, d. h. getastet und die andere verriegelt wird. Ein Stromfluß in einer Wicklung, welche mit dem Flußweg in demjenigen Sinne verkettet ist, der durch den Kreis angedeutet ist, ruft eine positive Magnetisierung von der halben Größe hervor, wie sie zur Sättigung des angrenzenden gemeinsamen Teils im Gegenuhrzeigersinn, bezogen auf die Ausgangsöffnung, notwendig ist. Ein Stromfluß in einer Wicklung, welche mit dem Flußweg in dem umgekehrten Sinne verkettet ist, also ein durch zwei Kreuze angedeuteter Strom, ruft eine negative Magnetisierung von ausreichender Größe hervor, um die positive Magnetisierung unwirksam zu machen und einen Sättigungsfluß in dem zugehörigen gemeinsamen Teil im Gegienuferzeigersinn, bezogen auf die Ausgangsöffnamg, hervorzurufen. Es ist beispielsweise angenommen, daß eine solche Kombination von Eingangssignalen den Steuergittern der Doppel-Dreipolröhren zugeführt wird, daß die linke Entladungsstrecke in jeder dieser Röhren getastet wird. In diesem Falle wirken nur auf den obersten Transfluxor 120 zwei im Uhrzeigersinn einen Fluß hervorrufende Stromimpulse an jeder Eingangsöffnung 122 und 124. Somit wird ein im Uhrzeigersinn die Aüsgangsöffnung 143 umkreisender Fluß in allen drei gemeinsamen Teilen des Ausgangsflußweges des obersten Transfluxors 120 hervorgerufen. In den übrigen Transfluxoren tritt ein im Gegenuhrzeigersinn, bezogen auf die Ausgangsöffnung verlaufender Sättigungsfluß, in einem oder in zwei gemeinsamen Teilen auf. Es bestehen drei verschiedene Möglichkeiten des Stromflusses durch jede der öffnungen 122 und 124, bezogen auf die Ausgangsöffnung 143:

1. Beide Ströme rufen einen im Uhrzeigersinn verlaufenden Fluß in den benachbarten Flußwegstrecken hervor, wobei die Größe dieses Flusses von jedem Strom zu +1/2 angenommen werden soll, so daß der Gesamtfluß +1 beträgt.

2. Der eine Strom ruft einen Fluß im Uhrzeigersinn von der Größe +1/2 hervor und der andere einen Fluß im Gegenuhrzeigersinn von der Größe —3/2, so daß der gesamte Fluß — 1 beträgt.

3- Beide Ströme rufen einen im Gegenuhrzeigersinn verlaufenden Fluß von je der Größe —3/2' hervor, so daß der gesamte Fluß —3 beträgt.

Es wird somit für jede Kombination von Eingangssignalen .nur ein Transfluxor ausgewählt, weil jeder andere Transfluxor mindestens auf einer gemeinsamen Flußwegstrecke, bezogen auf seine Ausgangsöffnung, im Gegenuhrzeigersinn gesättigt ist.

Bei Benutzung von 64 Transfluxoren mit je vier Eingängen und bei Benutzung von zwei Paaren von Eingangswicklungen in drei der vier öffnungen sowie einer Vormagnetisierungswicklung in der vierten öffnung kann man also einen der 64 Transfluxoren für jede Phase des Wechselstromsignals bei jeder Kombination von Eingangssignalen in den sechs Paaren von Eingangswicklungen auswählen.
Bei Benutzung von Transfluxoren mit sechs Eingangsöffnungen und bei Benutzung von zwei verschiedenen Paaren von Eingangswicklungen in fünf der sechs Eingangsöffnungen kamr man einen einzigen von 1024 Transfluxoren für jede Kombination

ίο von Eingangssignalen, die den zehn Eingangswicklungen zugeleitet werden, auswählen. Diese Zahlen lassen sich beliebig erhöhen.

Die Schalter nach Fig. 3, 5, 7, 8 können auch zur Verschlüsselung oder Codierung benutzt werden, wobei jeder Schalter eine Umsetzung von einem binären Code auf einen Vieizahl-Einheitscode bewerkstelligt.

Die Schalter können auch so ausgebildet werden,

daß eine Wechselstromeingangswicklung auch die Ausgangsöffnung aller oder ausgewählter Transfluxoren des Schalters durchsetzt. In diesem Falle durchsetzt eine gemeinsame Ausgangswicklung alle Ausgangsöffnungen aller Transfluxoren des Schalters. Für jede Kombination von Eingangssignalen wird ein Ausgarigssignal in der gemeinsamen Ausgangswicklung induziert oder nicht, je nach der Einstellung der gemeinsamen Flußwegstrecken in dem die Ausgangsöffnung des Transfluxors, der durch das Wechselstromsignal erregt ist, umkreisenden Flußweg.

Claims (9)

Patentansprüche.·

1. Magnetische Einrichtung mit einem Körper aus magnetisierbarem Material mit annähernd rechteckförmiger Hysteresiskennlinie, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Körper wenigstens drei Eingangsöffnungen besitzt, die in radial zu einer Ausgangsöffnung verlaufenden Richtungen angeordnet sind, und daß der kleinste Querschnitt des magnetisierbaren Materials zwischen nebeneinanderliegenden Eingangsöffnungen wenigstens doppelt so groß ist wie der kleinste Querschnitt des Materials zwischen jeder der Eingangsöffnungen und der Ausgangsöffnung.

2. Magnetische Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der kleinste Querschnitt des Materials zwischen einer Eingangsöffnung und. dem Rand des magnetischen Körpers etwa gleich dem kleinsten Querschnitt des Materials zwischen der Eingangsöffnung und der Ausgangsöffnung ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Berandungskurve der Ausgangsöffnung erheblich kleiner ist als die B^- randungskurve einer Eingangsöffnung.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsöffnung annähernd kreisförmig ist und däB jede Eingangsöffnung entweder ebenfalls kreisförmig ist oder in der Radialrichtung langer ist als in der Tangentialrichtung.

5. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede öffnung mit einem elektrischen Leiter oder einer Wicklung verkettet ist und daß der jede Eingangsöffnung umkreisende Fluß auf einem Teil dieses Weges gemeinsam mit einem die Ausgangsöffnung umkreisenden Fluß verläuft.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsöffnung mit einem

zusätzlichen elektrischen Leiter oder einer Wicklung verkettet ist;

7. Einrichtung nach Anspruch 5 und 6, gekennzeichnet durch eine Quelle von periodisch veränderlichem elektrischem Strom, die mit einem elektrischen Leiter oder einer Wicklung verbunden ist, welche die Ausgangsöffnung durchsetzt, wobei der zusätzliche mit dieser Ausgangsöffnung verkettete elektrische Leiter oder die zusätzliche mit dieser Ausgangsöffnung verkettete Wicklung an

einen Verbraucher oder an eine Anzeigevorrichtung angeschlossen ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 5, 6 oder 7, gekennzeichnet durch einzelne Quellen von elektrischen Impulsen, welche an die mit den einzelnen Eingangsöffnungen verketteten elektrischen Leiter oder Wicklungen angeschlossen sind.

9. Magnetische Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Anwendung auf magnetische Schalter.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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