DE1143855B - Sperrgatter mit einem Magnetkern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Sperrgatter mit einem Magnetkern, der zwei oder mehrere hindurchführende Flußpfade aufweist.

Es sind bereits Sperrgatter mit einem Wicklungen tragenden Magnetkern bekannt. In dieser Vorrichtung erstrecken sich alle auf dem Ringkern angeordneten Windungen durch die Kernöffnung parallel zueinander und suchen deshalb Flüsse zu erzeugen, die sich im Kern entweder gegenseitig verstärken oder einander entgegenwirken.

Ferner ist es bekannt, Magnetkerne mit mehreren Bohrungen zu verwenden. In einer diesbezüglichen Vorrichtung wird der Magnetkern von einer Ferritscheibe gebildet, in der sich etwa in der Mitte eine große Öffnung und parallel zu dieser sowie zum Rand hin eine kleine Öffnung befindet, die beide zur Aufnahme von Wicklungen dienen. Auch bei dieser Anordnung liegen die im Kernmaterial erzeugten Flüsse einander allgemein parallel.

Schließlich ist es auch bekannt, Kerne mit aufeinander senkrecht stehenden Bohrungen zu benutzen. Solche Kerne sind schon für Speicherelemente verwendet worden. Diese anders geartete Vorrichtung erfordert die Verwendung von zwei verschieden magnetisierbaren Materialien in den miteinander verketteten Kernen. Der Eingangskern weist eine im wesentlichen rechteckige Hysteresisschleife mit hoher Koerzitivkraft auf. Der Ausgangskern ist aus einem Material mit äußerst schwacher Koerzitivkraft hergestellt und behält daher fast keinen Restfluß zurück. Während auf dem Eingangskern mehrere Eingangswicklungen vorgesehen sind, ist auf dem Ausgangskern außer der Ausgangswicklung noch eine Vormagnetisierungswicklung erforderlich.

Es wurde bereits ein Sperrgatter mit mehreren Einspeisungs- oder Eingangsleitern, einem Abfühl- oder Abfrageleiter und einem Ablese- oder Ausgangsleiter beschrieben.

Nunmehr wurde gefunden, daß Sperrgatter unter Verwendung orthogonaler Magnetfelder hergestellt werden können, die keinen Vorbelastungsstrom oder Vorbelastungsfluß benötigen, und die vorliegende Erfindung hat es sich zur Aufgabe gestellt ein Sperrgatter mit orthogonalem Feld ohne Vorbelastungsleiter oder einem anderen Mittel zum Erzeugen eines Vorbelastungsflusses zu schaffen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe in der Hauptsache dadurch gelöst, daß der genannte Kern aus einem einheitlichen Block aus einem magnetisierbaren Material besteht, das einen ersten und einen zweiten Sättigungszustand des Magnetflusses und eine hohe Koerzitivkraft aufweist, daß der Block eine Ein-Sperrgatter mit einem Magnetkern

Anmelder:

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

Vertreter: Dr.-Ing. H. Ruschke, Patentanwalt,
Berlin-Grunewald, Auguste-Viktoria-Str. 65

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 12. Januar 1959 (Nr. 786 429)

Craven Lamar Wanlass, Woodland Hills, CaHf.

(V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden

gangsstromachse und eine Ausgangsstromachse aufweist, welche beiden Achsen im wesentlichen senkrecht zueinander liegen, wobei sich um die Eingangsachse herum ein erster Flußpfad und um die Ausgangsachse herum ein zweiter Flußpfad senkrecht zum ersten Flußpfad erstreckt, daß mehrere Eingangswicklungen vorgesehen sind, die eine Änderung des Sättigungszustandes im ersten, um die Eingangsachse herum verlaufenden Pfad in den ersten Zustand bewirken, daß Steuerwicklungen vorgesehen sind, die eine Änderung des Sättigungszustandes im ersten, um die Eingangsachse herum verlaufenden Pfad in den ersten Zustand bewirken, daß Steuerwicklungen vorgesehen sind, die eine Änderung des Sättigungszu-Standes im ersten, um die Eingangsachse herum verlaufenden Pfad in den genannten zweiten Zustand bewirken, und daß Ausgangswicklungen zum Ermitteln aller von den Steuermitteln bewirkten Änderungen des Magnetflusses im zweiten, um die Ausgangsachse herum verlaufenden Pfad vorgesehen sind.

Das Sperrgatter nach der Erfindung weist mannigfache Vorteile gegenüber den bekannten Vorrichtungen auf. Es ist klein, dauerhaft, zuverlässig und einfach herzustellen. Das Sperrgatter weist außerdem eine hohe Arbeitsgeschwindigkeit auf, erfordert jedoch nur schwache Betriebsströme und hat eine hohe Lebensdauer.

309 510/352

3 4

Mit der Erfindung ist somit in besonders f ortschritt- diesem Sättigungszustand. Die Fig. 3 zeigt das Im-

h'cher Weise ein neues logistisches Element wie für puls-Zeit-Diagramm bei Betrieb als UND-Sperre. Der

Elektronenrechner u.dgl. geschaffen worden. Das Steuerimpulsgenerator27 führt dem Steuerleiter 18

Sperrgatter kann im übrigen als UND- bzw. als einen ersten oder Abfühlimpuls 31 zu, auf den ein

ODER-Gatter verwendet werden. 5 zweiter oder Schaltimpuls 32 folgt. Der erste Impuls

Weitere Vorteile der Erfindung sind aus der nach- 31 weist eine Polarität auf, bei der das magnetische

folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels Material um den Steuer- und um die Eingangsleiter

und aus der Zeichnung zu ersehen, in der herum in den einen, beispielsweise den positiven

Fig. 1 eine schaubildliche Darstellung einer bevor- Sättigungszustand 13 versetzt wird, während der

zugten Ausführungsform der Erfindung, 10 zweite Impuls die entgegengesetzte Polarität aufweist,

Fig. 2 ekie Darstellung einer rechteckigen Hystere- bei der das Material in den entgegengesetzten Sätti-

sisschleife, gungszustand 14 versetzt wird.

Fig. 3 eine Darstellung der verschiedenen dem Daher befindet sich zu Beginn einer Arbeitsfolge

Sperrgatter zugeführten Impulse, wenn dieses als des Sperrgatters das magnetische Material längs der UND-Gatter benutzt wird, 15 Eingangsachse in einem vorherbestimmten Sättigungs-

Fig. 4 ein Blockschema für die Schaltung eines zustand, im vorliegenden Falle im negativen Sättierfindungsgemäßen Sperrgutes, gungszustand. Bei einer richtigen Eingangsleistung

Fig. 5 eine schaubildliche Darstellung mehrerer als braucht dem betreffenden Eingangsleiter (in der Fig. 3 ODER-Gatter geschaltete Einheiten nach der durch die Linie 33 dargestellt) kein Strom zugeführt Fig. 1 ist. zo zu werden. Für eine falsche Eingangsleistung muß ein

In der nun folgenden Beschreibung des erfindungs- Impuls 34 mit einer Polarität zugeführt, bei der der gemäßen Sperrgatters werden die Ausdrücke »falsch« Zustand des magnetischen Materials längs der Ein- und »richtig« in dem herkömmlichen logistischen gangsachse aus dem negativen in den positiven Sätti-Sinne benutzt. Sind alle einem UND-Gatter zugeführ- gungszustand, d. h. von 14 nach 13, geändert wird, ten Eingangsleistungen richtig, so ist die Ausgangs- 25 Hiernach bewirken eine oder mehrere falsche Einleistung des Sperrgatters eine richtige. Bei einer oder gangsleistungen die gleiche Änderung des Zustandes, mehreren falschen Eingangsleistungen ist die Aus^- die der erste Steuer- oder Abfühlimpuls bewirkte, gangsleistung des UND-Gatters falsch. Liegen bei nur zeitlich früher. Ist daher die Ausgangsleistung des einem ODER-Gatter eine oder mehrere richtige Ein- UND-Gatters falsch, so erfolgt keine Änderung des gangsleistungen vor, so erzeugt dieses eine richtige 30 Zustandes des magnetischen Materials längs der EinAusgangsleistung. Sind alle dem ODER-Gatter zu- gangsachse während des Auftretens des Abfühlimgeführten Eingangsleistungen falsch, so ist die Aus- pulses 31. Ist umgekehrt die Ausgangsleistung richgangsleistung falsch. tig, so erfolgt während des Auftretens des Abfühl-

Die Fig. 1 zeigt einen einheitlichen Block 10 aus impulses 31 eine Änderung des Zustandes. magnetischem Material mit den senkrecht zueinander 35 Infolge der orthogonalen Beziehung der Eingangsangeordneten Kanälen oder Öffnungen 11, 12. Das und des Abfühlleiters zum Ausgangsleiter wird bei magnetische Material soll eine im wesentlichen recht- einer Änderung des Sättigungszustandes des maeckige Hysteresisschleife aufweisen, beispielsweise wie gnetischen Materials um die Eingangsleiter herum im in der Fig. 2 dargestellt, so daß das Material selbst Ausgangsleiter ein Impuls erzeugt. Werden jedoch bei Fehlen eines Magnetisierungsstromes sich immer 40 die Eingangsleiter und der Abfühlleiter von Impulsen in einem von zwei Sättigungszuständen (13 oder 13) durchflossen, die keine Änderung des Zustandes bebefindet, wirken, so tritt auf dem Ausgangsleiter 19 keine oder Der Block wird von mehreren Leitern durchzogen, nur eine sehr kleine Ausgangsleistung auf. Hiernach von denen der eine; senkrecht zu den anderen liegt. wird bei Betrieb des Sperrgatters die Ausgangsabfühl-Bei der in der Fig. 1 dargestellten Einheit wird die 45 einheit 28 nur während des Auftretens des Abfühl-Öffnung 12 von den Eingangsleitern 15, 16, 17 und impulses 33 aktiviert, so daß Änderungen des Zudem Steuerleiter 18 ,durchzogen, während sich durch Standes, die von Eingangsimpulsen, beispielsweise 34, die Öffnung 11 hindurch ein Ausgangs- oder Ablese- und dem Umschaltimpuls 32 herbeigeführt werden, leiter 19 erstreckt. Es können beliebig viele Eingangs- keine Ausgangsleistungen aus dem Sperrgatter erleiter vorgesehen werden, deren Anzahl für jede Ein- 50 geben.

heit von dem zu behandelnden besonderen logischen Da zwischen dem Ausgangsleiter und den EinAusdruck abhängt. gangsleitern sowie dem Abfühlleiter keine Verkopp-

Das schematische Schaltbild der Fig. 4 zeigt, in lung oder Transformatorwirkung besteht, beeinwelcher Weise das erfindungsgemäße Sperrgatter in flüssen sich die Polaritäten der Sättigungszustände um einer logistischen Anlage betrieben wird. Bei einer 55 die Abfühl- und Ausgangsachse nicht gegenseitig. Es Sperrgattereinheit nach der Fig. 1 sind an die Ein- ist der Wechsel der Polarität der Sättigung um die gangsleiter 15, 16 und 17 die Eingangsquellen 24, 25 Abfühlachse herum, der in Wechselwirkung mit dem und 26 angeschlossen, während an den Steuerleiter 18 Fluß der Ausgangsachse das Ausgangssignal erzeugt, ein Steuerimpulsgenerator 27 und an den Ausgangs- Wie aus der Fig. 3 zu ersehen ist, befindet sich das

leiter 19 eine Ausgangsabfühleinheit 28 angeschlos- 60 Material um die Eingangsachse herum am Ende der sen ist. vorhergehenden Abfühlimpulsperiode auf Grund des

Im Betrieb des erfindungsgemäßen Sperrgatters Umschaltimpulses 32 im Sättigungszustand des wird das magnetische Material um den Ausgangsleiter Punktes 14. Ein positiver Impuls 34, der eine falsche herum in den einen der Sättigungszustände ver- Eingangsleistung darstellt, verändert den Arbeitspunkt setzt, der zwecks Erläuterung als positiver Sättigungs- 6₅ des Materials von 14 nach 13, in dem das Material zustand (13 in der Fig. 2) angenommen wird. Das nach dem Impuls 34 verbleibt. Diese Änderung des magnetische Material um den Ausgangsleiter herum Zustandes beeinflußt die Ausgangsleistung des Sperrverbleibt während des Arbeitern des Sperrgatters in gatters nicht, da zu dieser Zeit die Ausgangsabfühl-

einheit nicht aktiviert ist. Beim Auftreten des Abfühlimpulses 31 weist der Ausgangsleiter 19 im wesentlichen keine Ausgangsleistung auf, da der Abfühlimpuls keine Änderung des Sättigungszustandes längs der Eingangsachse bewirkt. Danach führt der Schaltimpuls 32 das Material in den Zustand 14 zurück, und das Sperrgatter ist für eine weitere Arbeitsfolge bereit.

Sind alle Eingangsleistungen während einer Arbeitsfolge richtig, so führen die Eingangsleiter keine Impulse, und das Material wird vom Abfühlimpuls 31 aus dem Zustand 14 in den Zustand 13 versetzt mit der Wirkung, daß auf dem Ausgangsleiter 19 während der Zeit, in der die Abfühleinheit 28 aktiviert ist, eine Ausgangsleistung auftritt.

Dasselbe Sperrgatter kann in der folgenden Weise als ODER-Gatter benutzt werden: Bei dem ODER-Gatter stellt ein auf einem Eingangsleiter auftretender Impuls eine richtige Eingangsleistung dar, während eine Ausgangsleistung auf dem Ausgangsleiter 19 eine falsche Ausgangsleistung darstellt. Ist daher eine der Eingangsleistungen richtig, so wird das Material von dem richtigen Impuls umgesättigt, und der Abfühlimpuls erzeugt keine Änderung des Sättigungszustandes mit der Wirkung, daß keine oder richtige Ausgangsleistung erzeugt wird. Sind umgekehrt alle Eingangsleistungen falsch, so führt der Abfühlimpuls 31 eine Änderung des Sättigungszustandes herbei und erzeugt einen entsprechenden Ausgangsimpuls, der als falsche Ausgangsleistung zu behandeln ist.

Das erfindungsgemäße Sperrgatter kann auch als ODER-Gatter benutzt werden und erzeugt eine Ausgangsleistung auf dem Ausgangsleiter 19 als richtige Ausgangsleistung, was üblicherweise die bevorzugte Art der Anzeige einer Ausgangsleistung ist. Bei dieser Auswertung der Erfindung stellt ein Impuls auf einem Eingangsleiter eine richtige Eingangsleistung dar, wie bereits bei dem ODER-Gatter beschrieben ist. Jedoch wird der erste oder Abfühlimpuls 31 weggelassen, wobei der zweite oder Schaltimpuls 32 sowohl als Abfühlimpuls wie auch als Schaltimpuls wirkt.

Beim Betreiben dieses ODER-Gatters muß das Material längs der Eingangsachse zu Beginn einer Arbeitsfolge von dem vorhergehenden Abfühlimpuls 32 in den einen Sättigungszustand versetzt werden. Liegt kein richtiger Eingangsimpuls vor, so erfolgt keine Änderung des Sättigungszustandes, und der nächste Abfühlimpuls 32 bewirkt keine Änderung und damit nichts auf dem Ausgangsleiter für eine falsche Anzeige. Liegen jedoch einer oder mehrere richtige Eingangsimpulse vor, so bewirkt der richtige Impuls eine Änderung der Sättigung in die entgegengesetzte Polarität. Danach bewirkt der nächste Abfühlimpuls gleichfalls eine Änderung des Sättigungszustandes, und auf dem Ausgangsleiter tritt eine Ausgangsleistung als richtige Anzeige auf.

Das erfindungsgemäße Sperrgatter kann auch mit einem einzelnen Abfühlimpuls als UND-Gatter betrieben werden. Dabei stellt ein auf einem Eingangsleiter auftretender Impuls eine falsche Eingangs- leistung dar, wie aus der Fig. 3 zu ersehen ist. Eine oder mehrere falsche Eingangsleistungen bewirken eine Änderung des Sättigungszustandes, so daß der nächste Abfühlimpuls gleichfalls eine Änderung des Sättigungszustandes herbeiführt und einen Ausgangsimpuls als Anzeige einer falschen Ausgangsleistung erzeugt. Folgen auf einen Abfühlimpuls keine Eingangsimpulse, so führt der nächste Abfühlimpuls keine Änderung des Sättigungszustandes herbei, weshalb keine Ausgangsleistung als Anzeige einer richtigen Ausgangsleistung erzeugt wird.

Die Fig. 5 zeigt eine andere Ausführung eines ODER-Gatters, das einen Impuls als Anzeige einer richtigen Ausgangsleistung erzeugt. Mehrere Einheiten nach der Fig. 1 sind hier so zusammengestellt, daß deren Abfühlleiter 18 und deren Ausgangsleiter in Reihe geschaltet sind. Jede Einheit wird als UND-Gatter in derselben Weise betrieben wie die Einheit nach der Fig. 1, wobei jede Einheit Gruppen von einem oder mehreren Eingangsleitern aufweist (40, 41, 42). Daher wird bei einem Wechsel des Sättigungszustandes oder bei Anzeige einer richtigen Ausgangsleistung aus einer der Einheiten während der Periode des Auftretens des Abfühlimpulses 31 ein Impuls als Anzeige einer richtigen Ausgangsleistung für die Gesamtschaltung erzeugt.

Es sei darauf hingewiesen, daß das erfindungsgemäße Sperrgatter mit mehreren gleichen Gattern zusammengesetzt und betrieben werden kann. Obwohl verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung offenbart und beschrieben wurden, kann die Erfindung selbstverständlich auch auf anderen Gebieten Anwendung finden, und es können von Sachkundigen im Rahmen der Erfindung Änderungen, Abwandlungen und Ersetzungen vorgenommen werden.

Claims (8)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Sperrgatter mit einem Magnetkern, der zwei oder mehrere durch diesen hindurchführende Flußpfade aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Kern aus einem einheitlichen Block aus einem magnetisierbaren Material besteht, das einen ersten und einen zweiten Sättigungszustand des Magnetflusses und eine hohe Koerzitivkraft besitzt, daß der Block eine Eingangsstromachse und eine Ausgangsstromachse aufweist, welche beiden Achsen im wesentlichen aufeinander senkrecht stehen, wobei um die Eingangsachse herum sich ein erster Flußpfad und um die Ausgangsachse herum sich ein zweiter Flußpfad senkrecht zum ersten Flußpfad erstreckt, daß mehrere Eingangswicklungen vorgesehen sind, um den Sättigungszustand im ersten, um die Eingangsachse herum verlaufenden Flußpfad in den ersten Sättigungszustand zu ändern, daß Steuerwicklungen vorgesehen sind, um den Sättigungszustand im ersten, um die Eingangsachse herum verlaufenden Pfad in den genannten zweiten Sättigungszustand zu ändern, und daß Ausgangswicklungen zum Ermitteln aller von den Steuerwicklungen bewirkten Änderungen des Magnetflusses im zweiten, um die Ausgangsachse herum verlaufenden Flußpfad vorgesehen sind.

2. Sperrgatter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine erste Steuerwicklung zum Erzeugen des ersten Sättigungszustandes im ersten Flußpfad um die Eingangsachse herum, durch eine zweite Steuerwicklung zum Ändern des Sättigungszustandes im ersten Flußpfad um die Eingangsachse herum in den zweiten Sättigungszustand, wenn das Material infolge der Einwirkung der Eingangswicklungen sich nicht bereits im zweiten Sättigungszustand befindet, und durch eine Ausgangswicklung zum Ermitteln aller von der zweiten Steuerwicklung bewirkten Änderungen des Ma-

gnetflusses im zweiten, um die Ausgangsachse herum verlaufenden Flußpfad.

3. Sperrgatter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Block aus magnetisierbarem Material eine im wesentlichen rechteckige Hysteresisschleife aufweist, daß der genannte Block von mehreren zueinander parallelen Eingangsleitern durchzogen wird, daß der Block von einem zu den Eingangsleitern parallelen Steueroder Abfrageleiter durchzogen wird, daß der Block von einem zu den Eingangsleitern senkrecht verlaufenden Ausgangsleiter durchzogen wird, daß an den Steuerleiter ein Steuerimpulsgenerator angeschlossen ist, der im Steuerleiter einen Stromimpuls mit einer Polarität erzeugt, bei der das magnetisierbare Material um die Eingangsleiter herum in einen vorherbestimmten Sättigungszustand versetzt wird.

4. Sperrgatter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Steuerimpulsgenerator im Steuerleiter einen ersten Stromimpuls mit einer ersten Polarität zwecks Ermittlung des Sättigungszustandes des magnetisierbarer! Materials und darauf einen zweiten Stromimpuls mit der entgegengesetzten Polarität erzeugt, wobei das magnetisierbare Material in einen vorherbestimmten Sättigungszustand versetzt wird.

5. Sperrgatter nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Eingangsanzeigeeinrichtung, die durch einen Eingangsleiter einen Stromimpuls leitet, dessen Polarität der Polarität des durch den Steuerleiter laufenden Stromimpulses entgegengesetzt ist, wobei das magnetisierbare Material um diesen Eingangsleiter herum in den entgegengesetzten Sättigungszustand versetzt wird und wobei jede vom Steuerimpuls bewirkte Änderung des Sättigungszustandes im Ausgangsleiter einen Ausgangsknpuls erzeugt.

6. Sperrgatter nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Eingangsanzeigeeinrichtung, die durch einen Eingangsleiter einen Stromimpuls leitet, dessen Polarität gleich der Polarität des durch den Steuerleiter laufenden ersten Stromimpulses ist, wobei das magnetisierbare Material um diesen Eingangsleiter herum in den entgegengesetzten Sättigungszustand versetzt wird und wobei jede vom genannten ersten Steuerimpuls bewirkte Änderung des Sättigungszustandes im genannten Ausgangsleiter einen Ausgangsknpuls erzeugt.

7. Sperrgatter nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Generator aus einer Vorrichtung besteht, die dem genannten Steuerleiter periodisch zwei aufeinanderfolgende Stromimpulse mit der entgegengesetzten Polarität zuführt, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, die jedem Eingangsleiter in den zwischen den Steuerimpulsen liegenden Perioden wahlweise Stromimpulse zuführt, und durch eine Einrichtung zum Ermitteln der während des ersten der beiden Steuerimpulse im Ausgangsleiter erzeugten Ströme.

8. Sperrgatter nach einem der Ansprüche 3 bis 7, gekennzeichnet durch eine Anzahl von Blöcken aus magnetisierbarem Material mit einer im wesentlichen rechteckigen Hysteresisschleife, durch eine Anzahl von Eingangsleitern, von denen mindestens ein Leiter einen jeden der genannten Blöcke durchzieht, wobei alle Eingangsleiter im zugehörigen Block parallel zueinander verlaufen, durch einen alle genannten Blöcke senkrecht zu den Eingangsleitern durchziehenden Ausgangsleiter und durch einen an den Steuerleiter angeschlossenen Steuerimpulsgenerator, der einen Stromimpuls mit einer ersten Polarität zwecks Ermittlung des Sättigungszustandes des magnetisierbaren Materials um die Eingangsleiter in jedem der genannten Blocke herum und danach einen Stromimpuls mit der entgegengesetzten Polarität erzeugt, der das magnetisierbare Material in jedem der genannten Blöcke in einen vorherbestimmten Sättigungszustand versetzt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschriften Nr. 1 026 359.
647;
USA.-Patentschrift Nr. 2 811710.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 309 510/352 2.63