DE1092708B - Einrichtung zur Speicherung und UEbermittlung von Signalen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Speicherung und Übermittlung von Signalen auf magnetischem Wege. Man kann mit Hilfe bleibender Magnetisierungen be* stimmter Orientierung Informationen speichern und weitergeben. Dabei können ein oder mehrere Dauermagnete, insbesondere eine Gruppe von Dauermagneten vorgesehen sein, deren Orientierung sich jeweils von Fall zu Fall unterschiedlich wählen läßt, um auf diese Weise eine Reihe von Informationen zu bilden, die sich durch die verschiedenen Orientierungen innerhalb der Gruppe von Dauermagneten voneinander unterscheiden.

Im einfachen Falle können zwei Hauptorientierungsrichtungen in Betracht gezogen werden, so daß also bereits mit einem einzigen Dauermagneten allein oder ganz allgemein mit einer Magnetisierung, wie sie beispielsweise auch mit Hilfe eines Magnettonbandes erreicht werden kann, zwei mögliche Kommandos gespeichert und übertragen werden können. Wenn man an Stelle eines einzigen Dauermagneten eine Gruppe von mehreren solchen Magneten verdet, sind zahlreiche Kombinationen möglich, die jedesmal ein anderes Kommando beinhalten. Auf diese Weise kann man eine große Zahl von verschiedenen Signalen voneinander unterscheiden.

Solche Einrichtungen zur Speicherung und Übermittlung von Signalen sind an sich bereits bekannt. Man kann auf diese Weise Meß- und Steuerwerte festhalten, man kann Rechenoperationen durchführen und zahlreiche andere Probleme der Technik lösen. Bei der Automatisierung von Fertigungs vorgängen kann somit eine Unterscheidung der zu bearbeitenden Güter vorgenommen werden, oder bei ein und derselben Bearbeitungsweise der Güter können die einzelnen Bearbeitungsschritte in dieser Weise festgehalten werden. Somit können derartige Einrichtungen im Sinne einer Programmierung verwendet werden. Weitere Möglichkeiten bestehen auch beim Dirigieren bewegter Güter, die von Fall zu Fall auf verschiedene Bewegungsbahnen zu lenken sind. Derartige Aufgaben bestehen beispielsweise in Grubenbetrieben, wo die einzelnen Transportwagen von Fall zu Fall verschiedene Wege einschlagen müssen und bei denen durch bestimmte Kommandos die einzelnen Wege definiert sind und dabei lediglich eine Auswertung der von Fall zu Fall verschiedenen Signale zu erfolgen hat. Grundsätzlich bestehen alle diese Einrichtungen darin, daß zunächst ein Geber vorhanden ist, welcher zur Speicherung der zu übermittelnden Signale dient und dementsprechend mit Magnetisierungen versehen sein muß, die zumindest über einen längeren Zeitraum hinweg sich nach Richtung und Größe der Magnetfelder nicht oder nur unwesentlich ändern. Dem Geber entspricht eine Empfangsanordnung, deren Einrichtung zur Speicherung
und Übermittlung von Signalen

Anmelder:

Siemens-Schuckertwerke

Aktiengesellschaft,

Berlin und Erlangen,

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Dipl.-Phys. Dr. rer. nat. Friedrich Rührt, Nürnberg, ist als Erfinder genannt worden

räumliche Anordnung etwa mit der räumlichen Verteilung der Magnetisierungen im Geberfeld übereinstimmt, insbesondere kongruent aufgebaut ist. Mit Hilfe von geeigneten Empfangsköpfen werden die Magnetisierungen abgenommen und der Auswertungseinrichtung in geeigneter Form zugeleitet.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, bei einer solchen Übermittlung von magnetisch gespeicherten Signalen als Empfänger eine Gruppe von Abnahmeköpfen mit Hallspannungserzeugern zu verwenden. Hallspannungserzeuger weisen gegenüber der Verwendung von Einrichtungen zur Erzeugung von Induktionsspannungen, wie sie sonst vielfach bei der Abnahme magnetischer Signale, z. B. bei Magnettongeräten in Gebrauch sind, den Vorteil auf, daß die gebildete elektrische Größe (Strom oder Spannung), welche der Magnetisierung entspricht, in ihrer Größe unabhängig von der relativen Bewegungsgeschwindigkeit zwischen Geber und Empfänger ist. Im Gegensatz zur induktiven Abnahme erlauben Hallspannungserzeuger auch eine einwandfreie Signalübertragung in unbewegtem Zustand.

Es sei allerdings erwähnt, daß an Stelle von Hallspannungserzeugern auch andere magnetostatisch wirksame Einrichtungen empfängerseitig verwendet werden können. So sind beispielsweise Elektronenröhren bekannt, bei denen in Abhängigkeit von Magnetfeldern eine Ablenkung eines Elektronenbündels erfolgt und bei denen auf diese Weise mit Hilfe von zwei Auffangelektroden eine Stromverteilung des Elektronenstromes vorgenommen werden kann. Weiterhin ist es auch möglich, mit induktiv arbeitenden Abnahmeköpfen zu arbeiten, indem man eine Wechselstromüberlagerung vornimmt und dabei in an sich bekannter Weise die Beeinflussung von Wechselströ-

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men unter dem Einfluß von Magnetfeldern im Sinne einer Vormagnetisierung ausnutzt. Dabei sind allerdings noch besondere Einrichtungen notwendig, die nicht nur das Vorhandensein von Magnetisierungen an sich anzeigen, sonderri auch auf die von Fall zu Fall unterschiedliche Magnetisierungsrichtung in verschiedener Weise ansprechen.

Bei einer vorstehend geschilderten Übermittlung von Sigalen höheren Informationsinhaltes, z. B. Ziffern von 1 bis 100 od. dgl., mit Hilfe einer Gruppe matrizenförmig angeordneter Dauermagnete unterschiedlicher Magnetisierungsrichtung als Geber und einer entsprechenden, insbesondere kongruenten Anordnung von Abnahmeköpfen mit Hallspannungserzeugern als Empfänger besteht häufig die Aufgabe, den Informationsinhalt des Gebers zu ändern. Die Gruppe von Dauermagneten mußte bisher also in dem Sinne beeinflußt werden, daß von den Dauermagneten einer oder mehrere ummagnetisiert werden. Eine solche Ent- und Ummagnetisierung erfordert aber eine Magnetisierungsarbeit, die bestimmte Anforderungen an die hierzu notwendigen Einrichtungen stellt. So ist meist ein unmittelbares Aufsetzen von Ummagnetisierungsmagneten erforderlich. Man benötigt hierzu im allgemeinen eine kongruente Anordnung von Elektromagneten oder Dauermagneten höherer Koerzitivkraft. Weiterhin kann die mit neuen Informationen zu versehene Dauermagnetmatrix bei bewegten Apparaturen nur schwierig oder nicht mit ausreichender Sicherheit ummagnetisiert werden.

Diese Nachteile werden durch die Erfindung beseitigt. Die Erfindung besteht darin, daß bei einer solchen Einrichtung geberseitig die Dauermagneten als in der Weise drehbeweglich gelagerte Körper ausgebildet sind, daß ihre Orientierung berührungslos mit Hilfe von in ihre Nähe zu bringenden Dauermagneten oder Elektromagneten erfolgt. Die neue Orientierung der Dauermagnete wird also durch Umklappen oder Umkippen der drehbar gelagerten Magnetkörper erreicht, wobei es zweckmäßig ist, diese in ihrem Schwerpunkt zu lagern, um mit geringen Kräften ihre Verdrehung vornehmen zu können. Dabei können die Dauermagneten zwei oder mehr Vorzugslagen einnehmen. Mit einem Satz von Elektromagneten oder Dauermagneten kann über eine größere Reichweite die neue Orientierung durchgeführt werden.

Gegenüber den geschilderten Verfahren der Ummagnetisierung bietet die Erfindung den Vorteil, daß die Umorientierung berührungslos vorgenommen werden kann. Weiterhin braucht das mit der neuen Information zu versehene Dauermagnettableau nicht anzuhalten, sondern bekommt seine neue Information während der Vorbeibewegung an einer ruhend aufgestellten »Beschriftungseinrichtung«, die lediglich aus einer Reihe von Elektromagneten oder Dauermagneten in geeigneter Anordnung besteht.

Die Vorzugslagen der drehbaren Dauermagnetkörper können durch mechanische Einrastung festgehalten werden. Mit Hilfe geeigneter Federanordnungen oder auch unter dem Einfluß der Schwerkraft können einzelne oder alle Vorzugslagen im Sinne eines Einschnappens od. dgl. gerastet werden. Dies läßt sich z. B. dadurch erreichen, daß die Dauermagnetkörper außerhalb ihres Schwerpunktes drehbar gelagert sind oder daß unter Verwendung eines geeigneten Mechanismus zwei oder mehr Drehachsen wirksam gemacht werden.

An Stelle einer in diesem Sinne wirksam zu machenden mechanischen Einrastung oder eines ähnlichen Schnappverhaltens kann es in vielen Fällen vorteilhafter sein, zum Erreichen der gewünschten Vorzugslagen magnetische Rückstellkräfte auszunutzen, die auf den Dauermagneten ausgeübt werden, wenn in Richtung der Vorzugslagen Polschuhe aus magnetisch weichem Werkstoff in bezug auf den drehbaren Magnetkörper fest angebracht werden.

Es kann weiterhin vorteilhaft sein, eine Umklappung um einen Winkel von 180° nicht in einem, sondem in zwei Schritten vorzunehmen, nämlich über eine gegenüber den beiden Hauptlagen nur um einen Winkel von 90° verdrehbare Vorzugslage. Diese Lage würde gewissermaßen einer Löschung des entsprechenden Teilsignals gleichkommen. Wenn man die oben geschilderte Methode des Einprägens von Magnetisierungen mit Auf magnetisierung, Entmagnetisierung und Ummagnetisierung betrachtet, so konnte man bei Verwendung zweier beispielsweise entgegengesetzt gerichteter Vorzugslagen drei Magnetisierungsmöglichkeiten voneinander unterscheiden, und zwar einmal die erste, ein andermal die zweite Magnetisierungsrichtung und drittens die Löschung der Magnetisierung überhaupt. Demgegenüber gibt es bei der Anwendung der Erfindung, bei der ja die Maas gnetisierungen an sich erhalten bleiben und bei der lediglich durch eine andere Orientierung drehbeweglich gelagerter Magnetkörper unterschiedliche Magnetisierungsrichtungen gebildet werden, nicht mehr in strengem Sinne die Möglichkeit eines unmagnetischen Verhaltens, da ja bewußt keine Entmagnetisierung der Dauermagnetkörper vorgenommen wird. Um aber trotzdem diesen Zustand nachzubilden, kann eine Lage als Zwischenstellung zwischen den beiden Hauptorientierungsrichtungen hierzu herangezogen werden. Somit kann diese Lage z. B. der im Winkel von 90° einer jeden neuen »Beschriftung« vorausgehenden Löschung der alten Information entsprechen. Die magnetische Rückstellkraft in der Lage mit einer Winkelstellung von 90° kann schwächer ausgebildet werden als die magnetische Rückstellkraft in den beiden Hauptlagen. Während also größere Kräfte aufzubringen sind, um den Magnetkörper aus einer seiner Hauptlagen herauszubewegen, genügen dann geringere Kräfte, um ihn aus seiner »neutralen« Lage in eine der beiden Hauptlagen zu bewegen. Dadurch wird erreicht, daß das Einprägen einer neuen Information auf ein gelöschtes Tableau mit einfacheren Mitteln, die Löschung dagegen nur mit höherem Energieaufwand möglich ist. Dementsprechend kann zur Löschung mit einem stärkeren Elektromagneten und bei der »Beschriftung« mit einem wesentlich schwächeren Dauermagneten gearbeitet werden.

An Hand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. Die Figuren zeigen Ausführungsbeispiele in ihren für die Erfindung wesentlichen Teilen in stark vereinfachter, zum Teil schematischer Darstellung.

Fig. 1 zeigt das Einprägen einer neuen Information auf einen geschilderten Geber, der aus einer Gruppe von drei Dauermagneten besteht. Dabei ist ein Tableau 1 mit drei Dauermagneten 2, 3 und 4 vorgesehen, welches sich in Richtung des Pfeiles 5 zu bewegen vermag. Die einzelnen Dauermagnetkörper 2, 3 und 4 sind an den Stellen 6, 7 und 8 drehbeweglich gehaltert. Um die neue Information aufzuprägen, also gewissermaßen den Geber zu »beschriften«, ist eine entsprechende Gruppe feststehender Dauermagnete mit vorgeschriebener Magnetisierungsrichtung 9, 10 und 11 vorgesehen. Der Abstand zwischen dem Tableau 1 und der Vorrichtung 12 mit den feststehenden

Magneten 9, 10 und 11 kann einige Zentimeter betragen. Die Beschriftung erfolgt berührungslos und ohne daß das zu »beschriftende« Tableau anzuhalten braucht.

Die Abfrageeinrichtung 21 arbeitet mit Abtastköpfen unter Verwendung von Hallspannungserzeugern. Entsprechend der Lage der Dauermagnetkörper 2, 3 und 4 am Geber sind drei Empfängerköpfe 22, 23 und 24 an der Abfrageeinrichtung 21 angebracht. Diese bestehen im wesentlichen aus U-förmig gestalteten magnetisierbaren Jochen 25, 26 und 27, in welchen sich jeweils ein Luftspalt befindet. In diesen Luftspalten liegen Hallspannungserzeuger 28, 29 und 30. An den Stirnkanten der U-förmigen Joche sind Fangbleche 31 bis 36 angeordnet. Je nach Orientierung der an der Abfrageeinrichtung vorbeibewegten Dauermagneten wird eine Hallspannung verschiedener Polarität hervorgerufen. Wenn die Dauermagneten in eine neutrale Lage, also beim dargestellten Ausführungsbeispiel in waagerechte Stellung, gebracht wer- ao den, wird kein oder kein ausreichendes Signal übermittelt.

In Fig. 2 ist ein drehbeweglicher Magnetkörper 13 entsprechend den Magnetkörpern 2, 7 und 8 vergrößert veranschaulicht und dabei die Wirkungsweise der Ausnutzung magnetischer Rückstellkräfte zur Darstellung gebracht. Der Magnetkörper 13 ist um die Achse 14 in Richtung des Pfeiles 15 drehbeweglich angeordnet. Die beiden Polschuhe 16 und 17 bewirken zwei Vorzugslagen beim Umklappen um einen Winkel von 180°.

In Fig. 3 ist eine Anordnung veranschaulicht, bei der zusätzlich zu den beiden Endlagen, wie sie in Fig. 2 versinnbildlicht sind, noch eine dazwischen befindliche Lage möglich ist. Diese im Winkel von 90° ermöglichte Stellung entspricht der einer jeden neuen »Beschriftung« vorausgehenden Löschung der alten Information. Hierzu sind zusätzliche Polschuhe 18 und 19 vorgesehen, deren Abmessungen etwas geringer sind als die der Polschuhe 16 und 17. Dadurch wird erreicht, daß die Einprägung einer neuen Information auf ein gelöschtes Tableau mit einfachen Mitteln, z. B. mit Hilfe von Dauermagneten, die Löschung dagegen nur mit erheblichem Energieaufwand, z. B. Elektromagneten, möglich ist.

Das die Matrix bildende Tableau mit den drehbaren Dauermagneten kann ein flaches, völlig abgeschlossenes Gehäuse aus magnetischem und nichtmagnetisierbarem Werkstoff sein. Durch die beschriebenen Möglichkeiten des Einschnappens und Einrastens in die bevorzugten Lagen kann im Zusammenwirken mit der Wahl des Ortes der Drehachse erreicht werden, daß eine einmal eingestellte Lage der Magnete auch bei starken Beschleunigungskräften, z. B. Stößen, erhalten bleibt. Die Form der einzelnen Magnete beschränkt sich nicht auf Stäbe von rechteckigem Querschnitt, sondern kann in beliebiger Weise gewählt werden. Es ist durchaus möglich, als drehbare Dauermagnetkörper zylinder- oder scheibenförmige Magnetkörper zu verwenden, die in gewünschter Magnetisierungr-rkhtung magnetisiert sind. Die Dauermagnetkörper selbst können gegebenenfalls auch nur als Einlagen in Körpern aus nichtmägnetisierbarem Material oder als in irgendeiner Weise an diesen befestigte oder mit ihnen in Verbindung stehende Körper gebildet werden.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Speicherung und Übermittlung von Signalen, deren Inhalt durch die Orientierung von Dauermagneten zu bestimmen ist und bei der eine Gruppe matrizenförmig oder dergleichen angeordneter Dauermagneten den Geber bildet, während der Empfänger eine entsprechende Anordnung von Abnahmeköpfen mit Hallspannungserzeugern od. dgl. enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauermagnete als in der Weise drehbeweglich gelagerte Körper ausgebildet sind, daß ihre Orientierung berührungslos mit Hilfe von in ihre Nähe zu bringenden Dauermagneten oder Elektromagneten erfolgt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauermagnetkörper in ihrem Schwerpunkt drehbar gelagert sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Einprägen der Information auf den Geber während der Vorbeibewegung desselben an einer ruhend angebrachten »Beschriftungseinrichtung« mit einer Reihe von Elektromagneten und/oder Dauermagneten erfolgt.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorzugslagen der drehbeweglichen Dauermagnetkörper durch mechanische Einrastungen oder ähnliche Schnappvorrichtungen festgehalten sind.

5. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorzugslagen der drehbeweglichen Dauermagnetkörper durch Ausnutzung magnetischer Rückstellkräfte, insbesondere durch Verwendung von weichmagnetischen Polschuhen festgehalten sind.

6. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zwei insbesondere einen Winkel von 180° gegeneinander bildenden Hauptlagen der Dauermagneten eine Zwischenstellung, insbesondere im Winkel von 90°, vorgesehen ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetische Rückstellkraft in der der Zwischenstellung entsprechenden Lage schwächer bemessen ist, z. B. durch kleinere Ausbildung der Polschuhe.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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