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Impulsempfindliche bistabile Kippstufe mit alternierend wirkendem
Steuereingang unter Verwendung von magnetischen Schaltern nach dem Transfluxorprinzip
Die Erfindung bezieht sich auf :eine impulsempfindliche bistabile Kippstufe mit
alternierend wirkendem Steuereingang unter Verwendung von sogenannten Transfluxoren,
.deren Kerne aus einem Werkstoff mit rechteckförmiger Magnetisierungsschleife bestehen
und mit Übertragungswicklungen und mindestens je einem Übertragungsloch versehen
sind, dessen um-,gebende Flußzonen durch Steuerwicklungen in mindestens zwei Steuerlöchern
für die Übertragung magnetisch einstellbar oder blockierbar sind. Es ist zwar bekannt,
unter Verwendung von zwei Kernen mit je einem solchen Übertragungsloch oder von
einem Kern mit zwei solchen Übertragungslöchern als Wechselschalter oder als ausschließende
Oder-Schalter arbeitende Kippstufen mit getrennten Steuereingängen für die beiden
Stellungen zu verwirklichen. Es besteht aber auch der Wunsch nach impulsempfindlichen
bistabilen Kippstufen, die mit einem alternierend wirkenden Steuereingang und anstatt
mit den bisher üblichen Relais, Röhren oder Transistoren mit einem oder mehreren
Transfluxoren bestückt sind.
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Erfindungsgemäß kann die Aufgabe dadurch gelöst werden"daß von zwei
in: einem gemeinsamen Kern angeordneten Übertragungslöchern jedes mit mindestens
einer Ausgangswicklung versehen ist, deren bei eingestellter Übertragung fließender
Ausgangsstrom nach Gleichrichtung über eine erste Steuerwicklung .im ersten Steuerloch
für dieses Übertragungsloch das Blockieren der Übertragung vorbereitet und über
eine erste Steuerwicklung im zweiten Steuerloch für das andere Übertragungsloch
die Übertragung in .der dieses Loch umgebenden Flußzone blockiert. Durch weitere
durch die Steuerlöcher geführte Wicklungen sowie ein Verzögerungsglied zwischen
der Ausgangswicklung und der das Blockieren vorbereitenden Steuerwicklung kann erreicht
werden, daß ein Steuerimpuls zwar die jeweils blockierte Übertragung einstellt,
.die beim nächsten Impuls herbeizuführende Blockierung aber erst nach Beendigung
des ersten Impulses vorbereitet wird.
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Erfindungsgemäße Kippstufen haben den Vorteil, daß bei Ausfall :der
Speiseströme und Wiedereinschalten dieser Ströme :die Kippstufe stets wieder die
alte Lage einnimmt, da die Magnetisierungsverhältnisse in den die Steuerlöcher umgebenden
Fluß.zonen infolge der Hysterese des Kernmaterials beliebig lange gespeichert bleiben.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt
und nachstehend erläutert.
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In der Zeichnung ist eine bistabile Kippstufe mit zwei gleichartig
ausgebildeten Transfluxoren 1 und 2
und dem alternierend wirkenden
Steuereingang K dargestellt, dem Steuerimpulse) begrenzter Dauert zugeführt werden.
Beide Transfluxoren haben ein Übertragungsloch 10 bzw. 20, durch das
eine von einer Wechselstromquelle W gespeiste Eingangswicklung E 11 bzw E21 sowie
drei Ausgangswicklungen A 11 bis A13 bzw. A21 bis A23 geführt sind. Die jedes Übertragungsloch
umgebenden Flußzonen können durch SteuerwiaklungenS11 bis S15 bzw. S21 -bis S25,
die durch zwei Steuerlöcher 11 und 12 bzw. 21
und 22 geführt
sind:, bis zur Sättigung magnetisiert werden. Die Größe und Rdchtung:der von jeder
Steuerwicklung abhängigen Durchflutung ist durch einen Punkt, ein Kreuz oder ein
umrandetes Kreuz angedeutet. Wicklungen, deren Durchflutung im Uhrzeigersinne magnetisierend
wirkt, sind durch ein Kreuz kenntlich gemacht. Bei im entgegengesetzten Sinne wirkender
Durchflutung ist ein Punkt gezeichnet. Durch ein umrandetes Kreuz ist eine Durchflutung
etwa doppelter Größe, z. B. infolge doppelter Windungszahl der Wicklung, kenntlich
gemacht.
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Bei dem durch gestrichelte Linien angedeuteten Verlauf der Steuerflüsse
ist der Transfluxor 1 eingestellt, .da beide Steuerflüsse im Uhrzeigersinne
um die Steuerlöcher 11 und 12 verlaufen. Der Transfluxor 2 ist blockiert, da nur
der Fluß um das Steuerloch 21
im Uhrzeigersinne, dagegen der Fluß um das Steuerloch
22 im entgegengesetzten Sinne verläuft. In diesem Schaltzustand fließt bei Erregung
der in Reihe geschalteiven. Eingangswiekl@ungen E11 und E21 aus der Wechselstromquelle
W nur ,in den Ausgangswicklungen A 11 bis A 13 ein Strom. Die Ausgangswicklung A
13 speist einen nicht dargestellten Wechselstromverbraucher. Die Ausgangswicklungen
A 11 und A12 speisen über Gleichrichter-G 11 und G12 und eine
Glättungsdrossel D 1 einerseits die Steuerwick-
Jung S24
sowie den in Reihe-fiegenden GleichstromverbraucherL1 und andererseits über das.
Verzögerungsglied V1 die Steuerwicklung S11. Die Wicklungen S12 und S22 sind
in Reihe geschaltet und ständig an die Gleichstromquelle B angeschlossen. Die von
diesen Wicklungen abhängige Durchflutung wirkt im Uhrzeigersimne magnetisierend..
Die hierzu entgegengesetzte gleichgroße Durchflutung der Wicklung S 11 kann allein
wirkend infolge .der Hysterese des verwendeten Kernmaterials eine Änderung des um
edas Steuerloch 11 bestehenden Magnetisierungszustandes nicht bewirken, sondern
nur vorbereiten.
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Wird auf den Steuereingang K ein Impuls T gegeben, so fließt ein Strom.
durch die in Reihe geschalteten Steuerwicklungen S 13 und S 15 des Transfluxors
1 und edie parallel hierzu in Reihe liegenden SteuerwicklungenS23 und S25 des Trans.fluxors2.
Infolge der zu der Durchflutung der Wicklung S 11 hinzukommenden gleichsinnigen
Durchflutung der Wicklung S13. wechselt .die Flußrichtung um das Steuerloch 11.
Hierdurch Wird ,der Transfluxor 1 gesperrt, eda die Flußrichtung um das Steuerloch
12 durch die im Uhrzeigersinne wirkende Durchflutung der Wicklung S15 nicht geändert
wird. Ebenso bleibt der magnetische Zustand -um - das Steuerloch 21 des Transfluxors
2 unverändert,, da die Wicklung S21 bei noch gesperrtem Transfluxor 2 stromlos ist
und die Durchflutung -der Steuerwicklung S23 allein die durch die Steuerwicklung
S22 'eingestellte Flußrichtung nicht umkehren kann. Die Steuerwicklung S25 erzeugt
aber bei edem Impuls eine etwa doppelt so große Durchflutung entgegengesetzter Richtung
wie die zunächst noch vom Transflüxor 1-- gespeiste Steuerwicklung S24. Daher wird
die Flußzone um das Steuerloch 22 im Uhrzeigersinne magnetisiert. Der Transfluxor
2 wird hierdurch eingestellt., Jetzt führen die Ausgangswicklungen A 21 bis A 23
-Wechselstrom. Infolge des Verzögerungsgliedes V2 in der Leitung zur Wicklung ,S`21
wird diese-erst noch -Beendigung des Impulses, d. h. bei wieder stromloser- Wicklung
S23, von einem durch die Gleichrichter G 21 und G22 gleichgerichteten und
durch die Drossel D 2 geglätteten- Strom durchflossen. Dieser Strom'ällein kann
die durch den Strom in der WicklungS22-erzwüngene Flußrichtung um das Stenerloch21
nicht ändern: Er bereitet aber das Blockieren des TransfluXors- beim nächsten Impuls
vor. Außerdem fließt jetzt Gleichstrom durch eden Gleichstromverbraucher L2 -und
die in Reihe liegende Steuerwicklung S 14 des Tränsfluxors 1. Dieser Strom erzeugt
nach Aufhören: des Impulses I um das Steuerloch 12 einen Sättigungsfluß, der .entgegen
dem Uhrzeigersinne verläuft. Fernei wird beim Aufhören des Impulses die Flüßzone
um das Steuerloch 11 wieder im Uhrzeigersinne magnetisiert, da die Steuerwicklung
S 11 bereits durch Blockieren des Transfluxors 1
stromlos geworden
ist und.' daher - allein, die Durchflutung der Steuerwicklung S 12 die Magnetisierungsrichtung
bestimmt. . .
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Wird erneut ein Impuls auf den alternierend wirkenden Steuereingang
K gegeben, so wird in entsprechender Weise der TransfluxorT2 durch den Impulsstrom
in der SteuerwicklungS23 gesperrt und der Transfluxor T1 durch den Stromfluß in:
ider Wicklung S15 eingestellt. Nach Beendigung des Impulses bewirkt wieder die von
den-Ausgangswicklungen-A11 und A 12 des Tränsfluxors 1 gespeiste Steuerwicklung-S24
die Blockierung des Ttansflu:#,ors.2.
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' Die Steuereingänge K-1-und K2 sind nur in einer Kipprichtung wirksam:
-Eiri---dein Eingang K 1 Zuger führter Impuls beWirkt,, daß" "stets der Transfluxor
1, sofern er noch nicht eingestellt ist, durch Stromfluß in der Wicklung S 15 eingestellt
wird. Der Gleichrichter G 1 verhindert bei diesem Impuls einen Stromfluß durch die
Wicklungen S13, S23 und S25. In entsprechender Weise bewirkt ein dem Eingang K2
zugeführter Impuls, der infolge wies Gleichrichters G2 nicht über die Wicklungen
S 15, S13 und S23 fließen kann, stets edas Einstellen des Transfluxors
2. Es ist aber auch möglich, durch die Steuerlöcher12 und 22 je eine weitere Steuerwicklung
zu führen, die an den EingangK1 bzw. K2 angeschlossen ist und das Einstellen des
zugehörigen Transfluxors bewirkt.
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Die Anwendung der Erfindung ist nicht auf das dargestellte Beispiel
beschränkt. An Stelle von zwei Kernen mit je einem Übertragungsloch kann auch ein
Kern mit zwei Übertragungslöchern verwendet werden. Ferner ist es möglich, Kerne
mit mehr als zwei Steuerlöchern für jedes Übertragungsloch zu verwenden. Beispielsweise
kann das Umsteuern der Kippstufe mittels zusätzlicher Steuerwicklungen in den zusätzlichen
Löchern von besonderen Koinzidenzbedingungen abhängig gemacht werden.
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Eine weitere Verbesserung wies Betriebsverhaltens der Kippstufe kann
dadurch erreicht werden, daß die Transflüxoren ein drittes Steuerloch erhalten,
dessen Steuerwicklung durch einen dauernd fließenden Gleichstrom, z. B. infolge
Reihenschaltung dieser Wicklung mit den Wicklungen S 12 und S22, im einstellenden
Sinne wirksam ist, d. h. um dieses Steuerloch eine Magnetisierung im Uhrzeigersinne
bewirkt. Bei einer solchem Anordnung ist es nicht mehr erforderlich, daß bei,dem
jeweils eingestellten Transfluxor beim Aufhören, des Steuerimpulses am alternierend
wirkenden Eingang K die Flußzonen beider Löcher etwa gleichzeitig ummagnetisiert
werden. Man kann in diesem Falle durch Wahl der Zeitkonstanten der Verzögerungsglieder
h 1 und V2 sowie der Glättungsdrosseln D 1 und D 2 dafür sorgen,
daß stets die an die Ausgangswicklung des anderen Transfluxors angeschlossene Steuerwicklung
zuerst Strom erhält und die Flußzone um das betreffende Steuerloch ummagnetisiert,
und,daß erst später die Flußzone um das zweite Steuerloch ummagnetisiert'-wird.
Während der Zwischenzeit, in der die Flußzorien um diese beiden Steuerlöcher gleiche
Magnetisierungsrichtungen haben, übernimmt dann die Flußzone -des dritten Steuerloches
die Sperrung.
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Außerdem kann es für bestimmte Anwendungsgebiete, z. B. im Eisenbahnsicherungswesen,
zweckmäßig sein, sämtliche von den Steuerimpulsen gespeisten Steuerwicklungen in
Reihe zu schalten, um -:den erdnungsgemäßen Zustand dieses Stromkreises leichter
überprüfen zu können. Für viele Fälle wird es auch genügen, an Stelle der dargestellten
zwei Ausgangswicklungen und der Doppelweggleichrichtung -des Ausgangsstromes nur
eine Ausgangswicklung und einen Einweggleichrichter zum Speisen der Steuerwicklungen
zu verwenden. _ _-