DE1128888B - Torschaltung zum Steuern der Impedanz, die einer Antriebsstromquelle dargeboten wird - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Torschaltungen zum Steuern der Impedanz, die einer Antriebs stromquelle dargeboten wird.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Torschaltung der erwähnten Art, die ermöglicht, von einer Quelle gelieferten Strom ohne die Notwendigkeit irgendwelcher beweglicher Teile, Elektronenröhren oder massiver Vorrichtungen ein- und auszuschalten.

Dies wird erfindungsgemäß erreicht durch einen einheitlichen Block aus magnetischem Material, durch den die Antriebs- und Steuerstromachsen im wesentlichen senkrecht zueinander verlaufen und der einen ersten Flußpfad um die Antriebsstromachse und einen zweiten Flußpfad um die Steuerstromachse senkrecht zu dem ersten Flußpfad aufweist, einen längs derAntriebssfcromachse angeordneten Leiter zur Ankopplung der veränderbaren Impedanz an die Antriebsstromquelle, einen längs der Steuerstromachse angeordneten Steuerstromleiter, einen längs der Steuerstromachse angeordneten dritten Leiter, wobei ein geschlossener Stromkreis, der in wenigstens einer Richtung angenähert den Widerstand Null hat, parallel zu dem dritten Leiter geschaltet ist, und eine Stauerstromquelle zum Erzeugen eines Stromes in dem Steuerstromleiter zwecks Erzeugung eines magnetischen Flusses in dem zweiten Pfad, um den magnetischen Induktionszustand in dem zweiten Pfad bei im wesentlichen Null und bei einem hohen Wert wahlweise einzustellen.

Die Torschaltung dient zur Schaffung einer veränderbaren gesteuerten Impedanz, die zur Verwendung in Rechenmaschinen, Speichereinheiten u. dgl. geeignet ist. Die Impedanz kann zwischen einem verhältnismäßig niedrigen und einem verhältnismäßig hohen Wert durch einfaches Ändern des Vormagnetisierungsstromes in der Toreinheit variiert werden. Die Torschaltung kann auch dazu dienen, die Kopplung von Impulsen von einer Treiber- oder Impulsquelle an eine Gruppe Magnetkernspeichereinheiten od. dgl. zu steuern.

Die Torschaltung kann in der gleichen Weise wie die Torschaltungen der schwebenden USA-Patentanmeldung Nr. 689 622 (mit der Bezeichnung »Logic System Gating Circuit« am 11. Oktober 1957 von der Anmelderin eingereicht) hergestellt und in Verbindung mit einer Mehrzahl gleichartiger Tore in derselben Weise wie die Torschaltungen der vorgenannten schwebenden Anmeldung betätigt werden.

In der Zeichnung und in der Beschreibung sind lediglich bevorzugte Ausführungsfonnen der Erfindung dargestellt bzw. erläutert, die zur Veranschaulichung als Beispiele gegeben sind. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine isometrische Ansicht einer bevorzugten Torschaltung zum Steuern der Impedanz,

die einer Antriebsstromquelle

dargeboten wird

Anmelder:

Ford Motor Company,
ίο Dearborn, Mich. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. H.Ruschke,

Berlin-Grunewald, Auguste-Viktoria-Str. 65,

und Dipl.-Ing. K. Grentzenberg,

München 27, Patentanwälte

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 19. Dezember 1958 (Nr. 781535)

Cravens L.Wanlass, Woodland Hills, Calif.

(V-StA.),
ist als Erfinder genannt worden

Ausführungsform des Impedanztores nach der Erfindung,

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Schaltung, bei der das Impedanztor nach der Erfindung verwendet ist,

Fig. 3 eine Hystereseschleife, die zur Veranschaulichung der Arbeitsweise der Erfindung verwendet wird, und

Fig. 4 eine isometrische Ansicht einer anderen Ausführungsform der Erfindung.

Das Impedanztor nach Fig. 1 enthält einen Block 10 aus magnetischem Material mit durch diesen hindurch verlaufenden orthogonalen Öffnungen 11,12. Der spezielle Typ des verwendeten Materials ist nicht kritisch, jedoch muß er so ausreichende Hysteresekennwerte haben, daß magnetische Remanenz oder Koerzitivkraft vorhanden ist. Die gegenwertig verfügbaren Ferritstoffe sind vom Gesichtspunkt der Fertigung geeignet und liefern zufriedenstellende Arbeitsweise des Impedanztores.

Ein Leiter 13, der die veränderbare Impedanz an die Antriebsstromquelle koppelt und als Impedanzleiter bezeichnet werden kann, ist in der Öffnung 11 angeordnet. Ein anderer Leiter 14, der Steuer- oder Vormagnetisierungsstromleiter genannt werden kann, ist in der

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Öffnung 12 angeordnet. Ein dritter Leiter 15 befindet würde eine übliche Übertragerenergiekopplung zwisich ebenfalls in der Öffnung 12 und hat eine Kurz- sehen diesen Leitern vorhanden sein, wenn Nullfluß Schlußverbindung 16 zwischen seinen Enden. Obgleich rings um den Leiter 15 bestehen würde, und somit die Leiter 13 und 15 als Zweiwindungswicklungen und könnte kein Zustand hoher Impedanz erzielt werden, der Leiter 14 als Einwindungswicklung dargestellt sind, 5 Es wird bemerkt, daß dieses Tor bei einem Mangel ist keine erforderliche Beziehung zwischen der Win- an magnetischem Fluß so wirkt, daß es Kopplung dungszahl vorhanden. Wie oft ein Leiter durch eine verhindert, und keine Sättigung des magnetischen Ma-Öffnung verläuft, hängt von der speziellen Anwendung terials erfolgt, wie es in einem sättigungsfähigen Reakder Einheit ab, wobei eine Einzelwindung die schnellste tanzelement geschieht. Infolgedessen ist viel weniger Betätigungszeit liefert und die größten Stromanforde- io Steuerstrom und daher Steuerleistung in dem Imperungen aufweist. Umgekehrt erzeugen Leiter mit einer danztor als in dem sättigungsfähigen Reaktanzelement großen Windungszahl begrenzte Betätigungsgeschwin^- oder einer ähnlichen Vorrichtung erforderlich. Außerdigkeiten, während sie kleinere Ströme für die eigent- dem ist viel bessere magnetische Isolation in dem Imliche Betätigung benötigen. pedanztor nach der Erfindung als in dem üblichen sät-

Das Schaltbild nach Fig. 2 veranschaulicht eine Mög- 15 tigungsf ähigen Reaktanzelement vorhanden, lichkeit der Anwendung des Impedanztores nach Fig. 1; Der Impedanzwechsel zwischen dem Zustand hoher

bei einem Impedanztor 20 ist eine Torsteuereinheit 21 Impedanz und dem Zustand niedriger Impedanz ist mit dem Steuerstromleiter 14 verbunden, um einen Vor- eine Funktion der Größe der Flußänderung rings um magnetisierungs- oder Steuerstrom in dem Leiter 14 den Leiter 15, und daher wird es bevorzugt, den Nullherzustellen. Eine Treibereinheit 22 ist an den Impe- 20 flußzustand für den Zustand hoher Impedanz und den danzleiter 13 über eine oder mehrere gesteuerte Ein- Sättigungsflußzustand für den Zustand niedriger Impeheiten 23 angeschlossen. In einer typischen Anlage um- danz zu haben. Naturgemäß würde die Impedanztorfassen die gesteuerten Einheiten Magnetkernspeicher- einheit in derselben Weise, jedoch mit geringerem Wirvorrichtungen, und die Treibereinheit erzeugt eine kungsgrad bei kleineren Flußänderungen arbeiten. Reihe Stromimpulse, von denen einige an die gesteuer- 25 Die von dem Impedanztor dargestellte kleinste Imten Einheiten gekoppelt werden sollen. Wenn das Im- pedanz in dem Zustand niedriger Impedanz ist eine pedanztor eine niedrige Impedanz für den Impedanz- Funktion der Impedanz des Kurzschlußwindungsleileiter darstellt, verläuft der Stromimpuls von der Trei- ters 15. Daher wird dies, während die Kurzschlußverbereinheit durch die gesteuerten Einheiten. Wenn bindung 16 keine direkte Verbindung mit im wesentjedoch das Impedanztor eine hohe Impedanz für den 30 liehen dem Widerstand Null haben soll, bevorzugt, um Impedanzleiter bietet, gelangt kein oder ein verhältnis- die kleinstmögliche Impedanz zu erhalten. Wo es jemäßig kleiner Stromimpuls an die gesteuerten Ein- doch erforderlich ist, kann ein kleiner Widerstand einheiten. gefügt werden, der als Strombegrenzungsvorrichtung

Beim Betrieb des Impedanztores wird der Zustand dient oder die Größe der kleinsten Impedanz der Einhoher Impedanz durch Betätigung der Torsteuereinheit 35 heit steuert. Daher beabsichtigen Hinweise in der Be-21 erreicht, um einen Steuerstrom in dem Steuerstrom- Schreibung und in den Ansprüchen auf einen Widerleiter 14 herzustellen, der das magnetische Material stand von angenähert Null in dem Kurzschlußwinrings um die Achse des Steuerstromleiters in dem Zu- dungsleiter, anzuzeigen, daß der kleinste für die stand des Flusses Null oder nahezu Null oder in dem spezielle Schaltungsanwendung angängige Widerstand magnetischen Induktionszustand hält. Dieser Null- 40 verwendet wird.

flußzustand entspricht dem Punkt 26 oder 27 auf der Gewöhnlich liefert die Torsteuereinheit 21 einen

Hystereseschleife der Fig. 3, wobei die Lage längs der Gleichstrom an den Leiter 14, wobei die Größe des Achse der magnetomotorischen Kraft H von dem frü- Stromes geändert wird, wenn der Impedanzzustand heren Flußzustand des Materials abhängt. Wenn der des Tores gewechselt werden soll. Jedoch kann erfor-Nullflußzustand rings um die Steuerstromachse vor- 45 derlichenfalls auch Wechsel- oder Impulssteuerstrom handen ist, ist der veränderbare Impedanzleiter einer verwendet werden, wobei es erforderlich ist, daß der Induktivität hoher Impedanz gleichwertig und stellt Stromimpuls geeigneter Größe an den Steuerstromleiter die gewünschte hohe Impedanz für die Treibereinheit vor und während des Zeitraumes angelegt wird, wähdar, wenn er an diese angeschlossen wird. rend dem der Impuls von der Treibereinheit an den

Für den Zustand niedriger Impedanz wird der 50 veränderbaren Impedanzleiter angeschlossen ist, so Steuerstrom von der Torsteuereinheit geändert, um daß der gewünschte Flußzustand während des Vorentweder eine positive oder negative magnetische In- handenseins des Treiberimpulses existiert. Es wird duktion oder Fluß in dem magnetischen Material auch, bemerkt, daß es bevorzugt wird, magnetisches rings um die Steuerstromachse herzustellen. Der Material mit nicht rechteckiger Schleife in dem Im-Steuerstrom hat vorzugsweise eine solche Größe, daß 55 pedanztor zu verwenden, da dieses weniger strenge er Flußsättigung hervorruft, um die maximale Impe- Bedingungen für die Größe des zur Aufrechterhaltung danzänderung zu erhalten. In diesem Zustand stellt des Nullflußzustandes erforderlichen Steuerstromes das Impedanztor eine niedrige Impedanz für an den stellt.

veränderbaren Impedanzleiter 13 angeschlossene Ein- In der anderen Ausführungsform nach Fig. 4 ist ein

heiten dar. Ein Stromimpuls an dem Leiter 13 koppelt 60 veränderbarer Impedanzleiter 33 in der Öffnung 11 Energie über das Flußfeld rings um die Steuerstrom- angeordnet, und ein Steuerstromleiter 34 und ein dritachse an den Kurzschlußwindungsleiter 15. Die nied- ter Leiter 35 befinden sich in der Öffnung 12. In dierige Impedanz des Kurzschlußwindungsleiters wird an ser besonderen Ausführungsform sind die Leiter 33 den veränderbaren Impedanzleiter reflektiert, wobei und 35 als Einwindungswicklungen dargestellt. Wie die gewünschten Bedingungen niedriger Impedanz 65 jedoch oben erwähnt wurde, spielt die spezielle Winhergestellt werden. dungszahl für die Erfindung keine Rolle. Ein Gleich-

Falls der Leiter 13 nicht orthogonal oder im wesent- richterelement 36 ist parallel zu dem Leiter 35 geschallichen orthogonal zu dem Leiter 15 angeordnet ist, tet und bietet eine niedrige oder gar keine Impedanz

für Ströme der einen Polarität in dem Leiter 35 und eine hohe Impedanz für Ströme der entgegengesetzten Polarität. Somit arbeitet das Gleichrichterelement 36 in derselben Weise wie die Kurzschlußverbindung 16 der Ausführungsform nach Fig. 1 bei Stromimpulsen einer Polarität auf dem Leiter 33. Jedoch bietet das Impedanztor für Stromimpulse der entgegengesetzten Polarität auf dem Leiter 33 eine hohe Impedanz unabhängig von dem Flußzustand rings um die Steuerstromachse, da effektiv keine kurzgeschlossene Windung vorhanden ist. Dies ermöglicht, daß das Impedanztor nach der Erfindung polaritätsempfindlich ist, wenn dies für besondere Schaltungsanwendung erwünscht ist.

Obgleich spezielle Ausführungsformen der Erfindung erörtert und offenbart worden sind, ist es verständlich, daß andere Anwendungsfälle der Erfindung möglich sind und daß die offenbarten Ausführangsformen verschiedenartigen Änderungen, Modifikationen und Ergänzungen unterworfen werden können, ohne den ao Rahmen der Erfindung überschreiten zu müssen.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Torschaltung zum Steuern der Impedanz, die einer Antriebsstromquelle dargeboten wird, gekennzeichnet durch einen einheitlichen Block aus magnetischem Material, durch den die Antriebs- und Steuerstromachsen im wesentlichen senkrecht zueinander verlaufen und der einen ersten Flußpfad um die Antriebsstromachse und einen zweiten Flußpfad um die Steuerstromachse senkrecht zu dem ersten Flußpfad aufweist, einen längs der Antriebsstromachse angeordneten Leiter zur Ankopplung der veränderbaren Impedanz an die Antriebsstromquelle, einen längs der Steuerstromachse angeordneten Steuerstromleiter, einen längs der Steuerstromachse angeordneten dritten Leiter, wobei ein geschlossener Stromkreis, der in wenigstens einer Richtung angenähert den Widerstand Null hat, parallel zu dem dritten Leiter geschaltet ist, und eine Steuerstromquelle zum Erzeugen eines Stromes in dem Steuerstromleiter zwecks Erzeugung eines magnetischen Flusses in dem zweiten Pfad, um den magnetischen Induktionszustand in dem zweiten Pfad bei im wesentlichen Null und bei einem hohen Wert wahlweise einzustellen.

2. Torschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Leiter ein Teil einer kurzgeschlossenen Wicklung ist, die im wesentlichen den Widerstand Null hat.

3. Torschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der geschlossene Stromkreis ein Gleichrichterelement enthält, das zu dem dritten Leiter parallel geschaltet ist.

4. Torschaltung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Block aus magnetischem Material eine erste und eine zweite durch den Block verlaufende Öffnung hat, wobei die erste Öffnung senkrecht zu der zweiten Öffnung verläuft, der veränderbare Impedanzleiter in der ersten Öffnung angeordnet ist, der Steuerstromleiter in der zweiten Öffnung angeordnet ist und der dritte Leiter in der zweiten Öffnung angeordnet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2 811710.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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