DE1058767B - Elektromagnetischer Matrizenspeicher - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektromagnetischen. Matrizenspeicher, bei dem die gespeicherten Informationen durch die mechanische Stellung bzw. durch die Schaltstellung eines oder mehrerer beweglicher Stellstifte dargestellt werden, Der erfindungsgemäße Speicher kann zur vorübergehenden Speicherung vorzugsweise als Registerspeicher in datenverarbeiteniden Maschinen, wie Rechenmaschinen, Buchungsmaschinen u. dgl., Verwendung finden.

Bekannt sind elektromagnetische Speicher in Form von Relaisspeichern. Die eingespeicherten Informationen können aus derartigen Speichern jederzeit als elektrische Größen wieder entnommen werden, ohne daß der Informationsinhalt bei der Entnahme gelöscht wird. Es ist jedoch für die Anwendung in der Technik der Rechenmaschinen von gewissem Nachteil, daß die gespeicherten. Daten nicht auch zugleich mechanisch, mittels Fühlhebeln od. dgl., reproduzierbar sind. Außerdem erfordern Relaisspeicher bei entsprechender Speicherkapazität einen erheblichen Aufwand an Relais. Sie ,sind daher von großen Ausmaßen, und ihre Fertigung ist mit großen Kosten verbunden.

Für die Wählvermittlung der Fernmeldetechnik sind weiterhin die sogenannten Kreuzschienenwähler bekanntgeworden, deren Kontaktsteuerung in. zwei Koordinatenrichtungen erfolgt und bei denen Schienensätze Verwendung finden, die mit Hilfe einer Relaisankerbewegunig gesteuert werden. In der Ausführungsart des Speicherwählers sind sie auch zur Speicherung von Daten geeignet. Ihre Speicherkapazität ist jedoch gering, da sie nur einen Charakter je Dekade aufnehmen können. Das Halten eines durch den Wählvorgang in der Arbeitslage verschwenkten Kontaktsatzes wird entweder durch eine Spreizfeder bewirkt, die jedem Kontaktsatz zugeordnet ist und bei Anheben unter den Kontaktsatz einschwenkt, oder aber bei amerikanischen Konstruktionen durch einen besonderen Haltemagneten erzielt. Zieht man in Erwägung, daß dieser Speicher nach Eingabe eines Charakters infolge der erforderlichen mechanischen oder elektromagnetischen Verriegelung der Kontaktstelle eine weitere Einspeicherung von Informationen nicht mehr zuläßt, dann wird es offensichtlich, daß Aufwand und Ausmaße des bekannten Speicher-Wählers im Vergleich zur erzielten Speicherkapazität unverhältnismäßig groß sind. Als besonderer Nachteil ist jedoch auch hier anzusehen, daß gespeicherte Daten mechanisch nicht zu entnehmen sind.

Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, einen Speicher zu schaffen, der zunächst sowohl eine mechanische als auch eine elektrische Entnahme der gespeicherten Werte zuläßt und damit einen wesenit-Elektromagnetischer Matrizenspeicher

Anmelder:
Olympia Werke A. G., Wilhelmshaven

Dipl.-Ing. Theo Hense, Wilhelmshaven,
ist als Erfinder genannt worden

lichen Nachteil der obengenannten Speichereinrichtungen vermeidet. Ein weiterer Zweck der Erfindung ist die Bereitstellung eines Speichers zur Aufnahme von Informationen, insbesondere auch solcher Daten, die mittels eines Fünferkodes verschlüsselt, beispielsweise in Form einer Impulsfolge, eingegeben werden,

ao wobei in vorteilhafter Weise alle Kodeedemente eines Charakters in einer dem verwendeten Kodesystem angepaßten Matrix gespeichert werden können. Für zu speichernde Wörter ist eine Zusammenfassung mehrerer Matrixeinheiten z. B. durch Überein anderschichten in mehreren Ebenen vorgesehen, so daß sich bei gleicher Speicherkapazität vergleichsweise geringerer Aufwand an feinmechanischen. Bauteilen und kleinere Ausmaße ergeben als bei den bekannten Speicheranordnungen der zuvor erwähnten Art.

Die Erfindung macht sich dabei den Gedanken zunutze, daß jeder ^der Stellstifte als gemeinsamer Anker in einem der sowohl in Richtung der Zeilen als auch der Spalten einer Matrix verlaufenden elektromagnetischen Kreise derart beweglich angeordnet ist, daß er infolge einer Änderung der magnetischen Induktion und/oder im Spaltenkreis in zwei eindeutig definierte stabile Stellungen umschaltbar ist. Entgegen den bekannten Ausführungen ist jeder Stellstift der Matrix zwecks Einspeicherung ansteuerbar.

Die von einem Magneten auf ein Stückchen Weicheisen ausgeübte mechanische Kraft und die bei der Verschiebung geleistete Arbeit wird aus dem Energieinhalt des magnetischen Feldes bestritten. Bei nicht zu großem Luftspalt, also bei einem praktisch homogenen Magnetfeld im Luftspalt, und unter der Voraussetzung, daß im Eisen eine vom Wert 1 wesentlich verschiedene Permeabilität vorhanden ist, ergibt sich die Anziehungskraft, die im Magnetfeld auf ein Stückchen Eisen ausgeübt wird, nach einer

-₀ Jp¹SB²

vereinfachten Rechnung zn P ^ —-— ·

Hierin bedeutet F die Fläche, die von den magnetischen Feldlinien durchsetzt wird, S3 ist die Induktion im Eisen. Demnach wächst die anziehende Kraft

909 529/214-

im Magnetfeld mit dem Quadrat der magnetischen Induktion. Jeder der Stellstifte dient als gemeinsamer Anker in zwei Magnetkreisen, von denen der eine zum Halten der Steälstifta in der Ruhelage dient, während der andere für das Verstellen der Stellstifte in die Arbeitslage vorgesehen ist. Der Anker wird stets von dem Magneten angezogen, dessen Induktion die größere Feldliniendichte am Eintrittsquerschnitt des Ankers hervorruft. Ein besonderes Merkmal der Erfindung besteht darin, daß bei der Eingabe der Information die Induktion der Magnetkreise geändert wird. Während der Magnetkreis, der für das Halten des Stellstiftes in der Ruhestellung verantwortlich ist, dann eine geringere Induktion erhält, wird die Anzahl der Kraftlinien im anderen Magnetkreis, der den Anker in die Arbeitsstellung bringen soll, vergrößert. Infolgedessen steigt die auf den Stellstift ausgeübte Zugkraft so an,' daß er entgegen der Haltekraft in die Arbeitslage gezogen wird. Die Steuerung der Induktion wird bei der Eingabe der Information beispielsweise durch das Kurzschließen bzw. das Einschalten von Widerständen im Erregerkreis der Magnete bewirkt. Sie kann auch mittels elektronischer Schaltmittel wie Röhren und Thyratrons erfolgen.

Die Wirkungsweise des" elektromagnetischen Matrizenspeichers wird an Hand der folgenden Beschreibung und der Figuren noch näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 die vereinfachte, perspektivische Ansicht eines elektromagnetischen Matrizenspeichers mit neun Stellstiften,

■ Fig. 2 den Grundriß eines, elektromagnetischen Matrizenspeichers mit neun Stellstiften,
- ■. Fig. 3 den Aufriß eines elektromagnetischen Matrizenspeichers mit neun Stellstiften,

Fig. 4 den Seitenriß eines elektromagnetischen Matrizenspeichers mit neun Stellstiften,

Fig. 5 den elektrischen Schaltplan des Matrizenspeichers.

Wie in der perspektivischen Darstellung nach Fig. 1 gezeigt wird, ist jeder Stellstift als Magnetanker., z. B. 1 a, in zwei Magnetkreisen, z. B. 10 und 13, wirksam. Nach Fig. 2 sind auf der Oberseite einer Grundplatte 16 mit Hilfe einer Stütze 17 drei Magnetschenkel 10, 11, 12 angebracht, die durch die Wicklungen ihrer zugehörigen Erregerspulen 10 a, 11 α, 12 a magnetisch erregt werden sollen. Eine weitere Stütze 18, jedoch an der Unterseite angeschraubt, trägt ebenfalls drei Magnetschenkel 13,14,15 mit den entsprechenden Erregerspulen 13 a, 14 a, 15 a-. Die Anordnung ist so vorgenommen worden, daß die Längsrichtungen der Magnetschenkel 10,11,12 in einer Spalte senkrecht zu denen der Magnetschenkel 13,14, 15 in einer Zeile stehen. Insgesamt sind im Ausführungsbeispiel zum Einspeichern von neun Informatiönswerten neun Magnetanker 1 α bis 9 α erforderlich, die durch entsprechende Bohrungen so in der Grundplatte 16 geführt werden, wie es in Fig. 3 beispielsweise für den Magnetanker 3 α im Schnitt gezeigt wird. Abgesehen von geringen Luftspalten schließt dieser Magnetanker, wie es die Zeichnung (Fig. 3) zeigt, jeweils über die Grundplatte 16 sowohl den Magnetkreis des Magnetschenkels 10 als auch den des Magnetschenkels 15. Jeder der Magnetanker kann daher bei entsprechend hoher Induktion sowohl von einem Magnetschenkel in Spaltenrichtung als auch von einem Magnetschenkel in Zeilenrichtung angezogen werden. Ausschlaggebend dafür, in welche Richtung der gemeinsame Magnetanker gezogen wird, ist die wirksame Induktion des Spalten- bzw. Zeilenmagneten. Daher kann z. B. der Magnetanker 5 α durch eine zweckmäßige Steuerung der Induktion in den Magnetschenkeln 11 und 14, wie unten weiter erklärt wird, ■ entweder in seiner Ruhestellung vom Magnetschenkel 14 gehalten oder aber bei Überwiegen der Zugkraft das Magnetschenkels 11 in die Arbeitsstellung gebracht werden.

Während alle bisher beschriebenen Teile aus weichem Eisen gefertigt sind, werden die neun Stellstifte 1 bis 9 sowie die Klebeplättchen Ib bis 9b_} Ic bis 9c aus nichtmagnetischem Material, z. B. Messing, hergestellt. Die Klebeplättchen sollen in bekannter Weise das Kleben des Magnetankers infolge der unvermeidbaren Remanenz verhüten. Die elekirische Schaltung der Anordnung zeigt Fig. 5. Zur magnetischen Erregung sämtlicher Magnetschenkel liegen alle Erregerspulen einschließlich der Mittel zur Steuerung ihres Erregerstromes parallel zu einer Spannungsquelle 20. Ein normalerweise geschlossener Schalter 19 dient zur Löschung des Speichers, indem er bei Betätigung die Erregerströme in 10 α, 11 α und

12 α unterbricht und dadurch die Erregerströme in

13 a, 14 a und 15 a allein zur Wirkung kommen läßt. Um. die Haltekraft, die von den Magnetschenkeln auf die Magnetanker 1 α bis 9 α ausgeübt werden soll, ungestört von der Anzugskraft der Magnetschenkel 10, 11,12 einstellen zu können, wird der Schalter 19 zunächst geöffnet. Mit Hilfe der drei Widerstände 13 b, IAb, 15b wird der Erregerstrom dann so· groß gewählt, daß die Magnetanker 13 α, 14α, 15 α- sicher aus der Arbeitsstellung in die Ruhestellung gezogen werden. Nach Schließen des Schalters 19 liegen auch die Erregerspulen 10a, lla·, 12a ani Spannung, und der Strom kann mittels der Widerstände 10b, 11 b, 12& so eingestellt werden, daß die Anker la bis 9a zwar in der Arbeitsstellung von den Magnetschenkeln 10, 11,12 gehalten werden, jedoch nicht aus der Ruhestellung heraus — das ist, wenn sie von den Magnetschenkeln 13·, 14, 15 festgehalten werden. — angezogen werden könneni. Beim öffnen der drei Ausschalter 13 c?, 14 d, 15 d verringert sich der Erregerstrom in 13», 14a, 15a und damit die Haltekraft der Schenkel 13,14,15. Die Einschalter 10 c, 11 c VZc schließen bei Betätigung die parallelliegenden Widerstände kurz, so daß durch diese Maßnahme die Anzugskraft der Magnetschenkel 10,11,12 noch mehr ansteigt.

Zur Speicherung irgendeines Wertes wird z. B. mit dem Drude auf die Taste für die dekadische Ziffer 1 gleichzeitig der Schalter 10 c geschlossen sowie der Schalter 13 d geöffnet. Da der Erregerstrom in der Erregerspule 10 a damit erhöht, in der Erregerspule 13a jedoch geschwächt wird, überwiegt nunmehr die anziehende Kraft des Magnetschenkels 10 gegenüber der verringerten Haltekraft des Magnetschenkels 13 so stark, daß der Magnetanker 1 α in die Arbeitsstellung gezogen wird, wie es in Fig. 3 dargestellt ist. Für die restlichen Magnetanker 2 α und 3 a, auf die wegen des erhöhten Erregerstromes in der Erregerspule 10 a ebenfalls eine größere anziehende Kraft ausgeübt wird, genügt diese jedoch noch nicht zum Verstellen der Anker in die Arbeitsstellung. Wie es zuvor bereits beschrieben ist, werden die Anker 2a und 3 a, für welche die Magnetschenkel 14 und 15 die Haltemagnete sind, weiterhin mit unveränderter Magnetkraft gehalten, so daß auch eine erhöhte Zugkraft durch den Schenkel 10 diese Anker nicht in die Arbeitsstellung bringen kann.

In der beschriebenen Weise ist es möglich, beliebige Stellstifte, eventuell auch mehrere gleichzeitig,

in die Arbeitslage zu bringen. Die derart eingespeicherten Informationen lassen sich wiederum mechanisch dem Speicher entnehmen, z. B. dadurch, daß die Einstellung der Stellstifte von Fühlhebeln abgetastet wird. Eine elektrische Entnahme der eingespeicherten Information ist ebenfalls durchführbar, wenn die Stellstifte hier nicht'besonders dargestellte Kontakte betätigen.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Matrizenspeicher mit Steilstiften zum Speichern elektrischer Signale als eindeutige Stiftstellungen, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Stellstifte als gemeinsamer Anker in einem der sowohl in Richtung der Zeilen als auch der Spalten einer Matrix verlaufenden elektromagnetischen Kreise derart beweglich angeordnet ist, daß er infolge einer Änderung der magnetischen Induktion im Zeilenkreis und/oder im Spaltenkreis in zwei stabile Stellungen umschaltbar ist.

2. Matrizenspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit voneinander mittels mechanischer oder elektronischer Einrichtungen schaltbare Erregerspulen in den Zeilen- und Spaltenkreisen vorgesehen sind.

3. Elektromagnetischer Matrizenspeicher nach ίο den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gespeicherte Information als mechanische Größe z. B. mit Fühlhebeln abtastbar ist.

4. Elektromagnetischer Matrizenspeicher nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gespeicherte Information an durch das Magnetsystem gesteuerten Kontakten als elektrische Größe entnehmbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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