DE1462902C - Elektromagnetischer Signalumsetzer zur Umsetzung von in einem bestimmten Dar Stellungskode jeweils gleichzeitig gegebe nen Signalen in nach einem anderen Dar Stellungskode orientierte Signale - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft elektromagnetische Umsetzer zur Umsetzung von in einem bestimmten Darstellungskode jeweils gleichzeitig gegebenen kodierten elektrischen Signalen in nach einem anderen Darstellungskode orientierte Signale, insbesondere zur Umsetzung von Binärsignalen in dekadische Signale, bei welchen die aufgenommenen Signale zwecks Erzeugung ihnen zugeordneter, gerichteter Magnetfelder elektrischen Statorwicklungen zugeführt werden und die umgesetzten Signale aus Resultierenden der Vektoren dieser Magnetfelder gewonnen werden. Insbesondere beinhaltet die Erfindung ein elektromagnetisches Anzeigegerät, welches auf binär verschlüsselte elektrische Signale anspricht und jeweils den Werten dieser binär verschlüsselten Signale äquivalente Symbole im dekadischen System sichtbar macht.

Die üblichen elektromagnetischen Anzeigegeräte zur Anzeige der zehn dekadischen Symbole 0, 1, 2, 3 ... 9 weisen jeweils einen Stator mit zehn Elektromagneten auf. Jeder dieser Elektromagnete kann jeweils für sich durch ein elektrisches Signal erregt werden und bewirkt jeweils auf Grund eines solchen elektrischen Eingangssignals die Darbietung einer diesem entsprechenden dekadischen Zahl in einem Fenster des Anzeigegerätes. Da jeweils jeder Elektromagnet des Stators.für sich elektrisch erregt werden muß, weisen die üblichen dekadischen" Anzeiger jeweils zehn getrennte Eingänge auf, welche derart mit einer elektrischen Signalquelle verbunden sein müssen, daß jeweils das richtige dekadische Symbol angezeigt wird.

Im Binärkode kann, wie der Name schon sagt, jedes Kodeelement nur jeweils einen von zwei Werten haben. In der Binärsprache werden diese beiden Werte allgemein mit EINS und NULL bezeichnet. Wenn ein Signalelement nicht den Wert EINS hat, muß es den Wert NULL haben, da dies der einzig mögliche andere Wert ist. Wenn der Kode sich aus einer Vielzahl von gleichzeitig gegebenen elektrischen Signalen zusammensetzt, ist jedes Signal dieser Serie ein »Signalelement« und muß also den einen oder den anderen der beiden zulässigen Werte haben. Eine binäre EINS kann z. B. dem Vorhandensein eines elektrischen Potentials entsprechen, während die binäre Null, dem Nichtvorhandensein eines elektrischen Potentials entsprechen kann.

Die üblichen elektromagnetischen dekadischen Anzeiger mit zehn Eingängen benötigen, wenn sie zur Wiedergabe von binär kodierten Signalen verwendet werden, die Zwischenschaltung einer Dekodiereinrichtung zum Umsetzen der Binärsignale in Signale, welche von der Eingangsschaltung des Anzeigers verarbeitet werden können. Die Dekodiereinrichtung bringt jedoch durch die für die Umsetzung der elektrischen Signale erforderliche Zeit eine unerwünschte Verzögerung in der Umsetzung der binär kodierten Signiile in eine dekadische Anzeige mit sich. Von dem Standpunkt der Zuverlässigkeit aus ist eine Dekodiereinrichtung unerwünscht, weil ein elektromagnetischer dekadischer Anzeiger nur wenige Teile und folglich wenige Störungsquellen aufweist, während eine Dekodiereinrichtung gewöhnlich eine Vielzahl von Einzelteilen und folglich eine Vielzahl von Störungsmöglichkeiten aufweist. Ferner sind Dekodiereinrichtungen infolge ihres komplizierten Aufbaues sehr teuer und kosten in den meisten Fällen mehr als elektromagnetische dekadische Anzeiger.

In der USA.-Patentschrift 3 218 625 sind Ausführungsformen von elektromagnetischen Umsetzern mit dekadischer Anzeige beschrieben, die auf binär kodierte elektrische Signale ansprechen und bei welchen folglich die Zwischenschaltung von Dekodiereinrichtungen zur Umsetzung der Binärsignale in Signale überflüssig sind, die von der Eingangsschaltung des Anzeigers verarbeitet werden können. Diese bekannten Anordnungen weisen einen Stator zur unmittelbaren Aufnahme von binär kodierten Signalen · auf. Diese Statoren haben einen asymmetrischen Aufbau. Sie weisen entweder, wie in Fig. 7A der Patentschrift gezeigt, eine asymmetrische Anordnung radialer Polschuhe oder, wie in Fig. 9A derPatentschrift dargestellt, eine asymmetrische Wicklungsanordnung auf. Die Wirkungsweise dieser elektromagnetischen Signalumsetzer beruht ausschließlich, wie aus F i g. 7 B der Patentschrift ersichtlich, auf der Addition unsymmetrisch zueinander ausgerichteter magnetischer Feldvektoren, wodurch eine bestimmte Anzahl jeweils bestimmt, jedoch unsymmetrisch zueinander ausgerichteter, verschieden starker Magnetfelder aufgebaut werden kann.

Auf Grund dieser Wirkungsweise sind diese bekannten Umsetzer auf die Wiedergabe nur weniger Signale beschränkt und weisen mit Bezug auf eine bestimmte Anzahl wiederzugebender Signale einen •verhältnismäßig großen Aufbau auf. Wenn beispielsweise die Signale als Sichtsymbole wiederzugeben sind, welche auf eine Sichttrommel eines mit dem unsymmetrischen Statorfeld zusammenwirkenden Rotors aufgebracht sind, so müssen auch diese Symbole am Trommelumfang unsymmetrisch angeordnet sein, wodurch ein großer Trommelumfang erforderlich ist. Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, bei datenabnehmenden Einrichtungen der vorstehend erwähnten Art auf einfache und raumsparende Weise eine Umsetzung einer größtmöglichen Anzahl von in einem bestimmten Darstellungskode, beispielsweise im Binärkode, jeweils gleichzeitig gegebenen Signalen in nach einem anderen Darstellungskode, beispielsweise nach dem dekadischen Kode, orientierte Signale zu erzielen.

Die oben angegebene, der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in dem erfindungsgemäßen Signalumsetzer die in gerader Anzahl vorgesehenen Statorwicklungen nicht nur eine Addition, sondern auch eine Subtraktion sowie gegebenenfalls auch eine gleichzeitige Addition und Subtraktion der Magnetfeldvektoren gestatten. - ·

Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung des Signalumsetzers ist mit Bezug auf Signalumsetzer der eingangs erwähnten bekannten Art bei kleinstmöglichem Aufwand und kleinstmöglichem Platzbedarf jeweils eine größtmögliche Anzahl von Signalen aus einem Darstellungskode in einen anderen Darstellungskode umsetzbar.

Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Signalumsetzers ist durch einen einzigen, ringförmigen, gegebenenfalls mit ferromagnetischem Kern versehenen Stator mit symmetrischer Wicklungsanordnung und einem zentrisch in diesem Stator drehbar gelagerten, magnetischen Rotor, dessen jeweilige, durch das jeweilige resultierende Statorfeld der zugeführten Signale bestimmte Stellungen die umgesetzten Signale symbolisierenden, gekennzeichnet.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die Statorwicklungen und die Signal-Eingangsleitungen derart miteinander verbunden, daß jeweils wenigstens einige der Wicklungen durch das gleiche Signal im Sinne einer Zusammenwirkung beim Aufbau eines vektoriellen Magnetfeldes erregt und mindestens eine der Wicklungen durch ein anderes Signal so erregt wird, daß sie hinsichtlich des Aufbaues dieses Magnetfeldes unwirksam ist.

Dabei können bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung die Signal-Eingangsleitungen jeweils an beide Enden einer ihnen jeweils zugeordneten Wicklung angeschlossen und mindestens eine Signal-Eingangsleitung an die Enden zweier Wicklungen angelegt sein.

"Weiterhin können bei einer Ausführungsform der Erfindung jeweils einander diametral gegenüberliegende Wicklungen in Serie geschaltet, ferner jeweils zwei Signal-Eingangsleitungen an die Enden dieser Serienschaltungen angelegt und mindestens eine Signal-Eingangsleitung an die Enden zweier Wicklungen angeschlossen sein.

Schließlich können bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung jeweils zwei Signal-Eingangsleitungen an die Enden einer Statorwicklung angeschlossen und mindestens eine Sign-al-Eingangsleitung an die Enden zweier Wicklungen angelegt sein.

Die Erfindung wird nunmehr unter Bezug auf die Zeichnungen sowohl hinsichtlich ihres Aufbaues als auch hinsichtlich ihrer Wirkungsweise beispielsweise beschrieben. Es stellt dar

F i g. 1 einen erfindungsgemäßen Signalumsetzer in zusammengebauter Form,

F i g. 2 die einzelnen Bestandteile des Signalumsetzers nach Fig. 1,

Fi g. 3 eine Schnittansicht des in F i g. 1 dargestellten Signalumsetzers längs der Ebene 3-3,

F i g. 4 eine schematische Darstellung eines ringförmigen Stators nach der Erfindung,

F i g. 5 eine vereinfachte Darstellung dieses ringförmigen Stators mit einer zweiteiligen Wicklung,

F i g. 6 eine tabellarische Darstellung des üblichen Binärkodes in bezug auf entsprechende gleichwertige Dezimalwerte,

Fig. 7 ein Vektordiagramm, welches die einzelnen Vektoren des Magnetfeldes zeigt, welche beim Anlegen von in Übereinstimmung mit der in F i g. 6 gezeigten Tabelle kodierten Signalen an die in F i g. 4 gezeigten Anschlüsse des Stators gebildet werden,

F i g. 8 ein Vektordiagramm, welches zeigt, in welcher Art und Weise zwei Vektoren zu einem dritten, resultierenden Vektor addiert werden,

F i g. 9 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Schaltmöglichkeit der Wicklungen auf dem ringförmigen Stator,

F i g. 10 das Schema einer erfindungsgemäßen Serienschaltung der auf dem ringförmigen Stator angebrachten Wicklungen, mit welcher dasselbe Ergebnis wie mit der in F i g. 9 dargestellten Schaltung erreicht wird,

Fig. 11 eine schematische Darstellung eines mit radialen Polschuhen symmetrisch ausgestatteten ringförmigen Stators,

F i g. 12 eine schematische Darstellung eines durch die Wicklungen eines mit radialen Polschuhen ausgestatteten Stators erregten Magnetfeldes,

F i g. 13 einen Stator mit zwölf radialen Polschuhen zusammen mit einem Richtmagrietrotor nach der Erfindung,

Fig. 14 einen Stator mit symmetrischen, radialen

Polschuhen und einer erfindungsgemäß in zwei Teile aufgeteilten Wicklung, deren Teil wicklungen je auf diametral gegenüberliegende Polschuhe gewickelt

sind, ;·..'■

Fig. 15 ein Schaltschema einer auf radialen Polschuhen des Stators angebrachten Wicklungsanordnung, mittels welcher die Wirkung eines Signals aufgehoben werden kann, und .·-.-■'

Fig. 16A und 16B einen ringförmigen Stator nach der Erfindung mit Haltemagneten.

Der in F i g. 1 der Zeichnungen dargestellte Signalumsetzer nach der Erfindung weist eine vordere Platte 1 mit einem Fenster 3 auf, in welchem Symbole, wie z. B. Zahlen, angezeigt werden. Elektrische Signale werden dem Signalumsetzer über die Anschlüsse einer gedruckten Schaltungsplatte 4 zügeführt, welche sich über die Rückseite des Umsetzergehäuses hinaus erstreckt. Wie in F i g. 2 gezeigt, sind die Anschlüsse der gedruckten Schaltungsplatte mit 2°, 2i, 22, 23 und GEMEINSAM bezeichnet.

Das in Fig. 2 dargestellte Gehäuse weist einen hohlen, rechtwinkeligen Rahmen 5 mit in dessen Ecken angebrachten Befestigungsleisten 6 auf. Die vordere Platte 1 ist vorzugsweise ein Bestandteil·des Rahmens 5. Die Befestigungsleisten 6 weisen Innengewinde auf, damit die Seitenwände 7 und 7 A mittels Schrauben je an den gegenüberliegenden Seiten des Rahmens 5 befestigt werden können. Die gedruckte Schaltungsplatte ist vorzugsweise mittels der Seitenwand 7 an dem Rahmen 5 befestigt, und ihre Verdrahtung ist durch einen isolierenden Belag geschützt. Wenn mehrere Signalumsetzer nebeneinander angeordnet werden oder in einer Umgebung benutzt werden, wo sich äußere Magnetfelder bemerkbar machen, werden die Seitenwände 7 und 7 A vorzugsweise aus einem Material von hoher mägnetischer Permeabilität hergestellt, damit eine magnetische Abschirmung erhalten wird. Auf der Schaltungsplatte 4 ist ein Stator 8 mit einem ringförmigen Magnetkern 9 und einer Vielzahl von elektromagnetischen Wicklungen befestigt. Die Wicklungen und der Kern sind vorzugsweise in eine Kunststoff-Hohlform eingebettet, welche die Wicklungen in ihrer Lage fixiert und die Wärmeableitung aus den Wicklungen unterstützt. Der Kern und seine eingebetteten Wicklungen bilden einen ringförmigen Stator, dessen Zweck es ist, jeweils ein gerichtetes Magnetfeld von einer Vielzahl solcher gesonderter Magnetfelder aufzubauen.

An der Schaltungsplatte 4 ist eine durch den Mittelpunkt des ringförmigen Stators 8 hindurchragende Welle 11 befestigt. F i g. 3 zeigt in dem zusammengesetzten Gerät einen auf der Welle drehbar gelagerten Rotor. Bei dem in den F i g. 2 und 3 gezeigten Rotor ist auf der Nabe 13 der Walze 14 ein Dauermagnet 12 befestigt. Auf dem Umfang dieser Walze sind die im Fenster des Signalumsetzers sichtbaren Symbole angebracht. Diese Symbole sind normalerweise einfache dekadische Zahlen und gegebenenfalls Vorzeichen von solcher Größe, daß zu gleicher Zeit immer nur eine dieser Zahlen bzw. eines dieser Vorzeichen in dem Fenster des Signalumsetzers voll sichtbar ist. Für den mit dieser Ausführung beabsichtigten Zweck bilden die in den Zeichnungen gezeigten und auf dem Umfang der Walze markierten

Symbole die zehn dekadischen Zahlen 0, 1, 2 ... 9, das Pluszeichen (+) und das Minuszeichen (—). Der Dauermagnet ist mit der Walze fest verbunden, so daß diese beiden Teile einen Rotor bilden, welcher sich als eine einzige Einheit dreht. Die Walze hat eine Mittelpunktsbohrung 15, mittels welcher der Rotor auf der Welle 11 gelagert ist. Bei solcher Anordnung umgreift die Walze den ringförmigen Stator, wohingegen sich der Magnet innerhalb des ringförmigen Stators befindet. Wo es erforderlich ist, daß der Signalumsetzer schnell anspricht, ist die Trägheit des Rotors durch Verwendung einer Walze von geringer Masse auf ein Mindestmaß verringert. Damit der Rotor nicht von der Welle herablaufen kann, ist am Wellenende eine Nut zur Aufnahme eines Sicherungsringes 16 angebracht. Wie in F i g. 3 gezeigt, hat das andere Wellenende 11 α einen größeren Durchmesser, wodurch ein Anschlag entsteht, an welchem eine Nabe 13 anliegt und dadurch der Dauermagnet des Rotors in bezug auf den Kern 9 des Stators ausgerichtet ist. In einer. anspruchsvolleren Ausführungsform der Erfindung kann, damit sich der Rotor leichter drehen läßt, ein selbstausrichtendes Steinlager oder Kugellager verwendet werden.

„F i g. 4 zeigt den in F i g. 2 dargestellten ringförmigen Stator in schematischer Darstellung. Der ringförmige Stator weist einen ringförmigen, ferromagnetischen Kern 9 auf, auf welchem Wicklungen*Wl, W 2, W3, W4, WS und W6 angeordnet sind. In dem Schema sind die Wicklungen entweder innerhalb oder außerhalb des Ringes dargestellt. Bei dem vorliegenden Gerät sind die Wicklungen auf dem und um den ringförmigen Kern herumgewickelt. Jede der Wicklungen ist in zwei Teilwicklungen aufgeteilt, welche derart angeschlossen sind, daß sie gleichzeitig elektrisch erregt werden, und ferner so angeordnet sind, daß der Magnetfluß aus dem Kern herausläuft und ein äußeres Magnetfeld gebildet wird, welches sich diametral zum Kern erstreckt.

In F i g. 5 ist der Einfachheit halber der Kern 9 nur mit einer Wicklung Wl dargestellt. Die Wicklung besteht aus zwei Teilwicklungen WlA und WlB, welche auf den Kern gewickelt und derart miteinander verbunden sind, daß beide Teile, wenn ein elektrisches Potential an dem Anschluß 2° anliegt, gleichzeitig erregt sind. Obwohl die beiden Wicklungsteile in Parallelschaltung dargestellt sind, kann natürlich dasselbe Resultat erzielt werden, wenn die beiden Wicklungsteile in Serie geschaltet sind. Die beiden Wicklungsteile sind entweder in Parallel- oder in Serienschaltung derart angeordnet, daß, wenn sie durch eine an den Anschluß 2° angelegte Spannung elektrisch erregt werden, der durch den Teil WIA in dem Kern 9 gebildete Magnetfluß dem von dem Teil WlB erzeugten Magnetfluß entgegengerichtet ist. Wenn z.B. der Wicklungsteil WlA einen Magnetfluß im Uhrzeigersinn hervorruft, wie in F i g. 5 durch die Pfeile M dargestellt, dann wird durch den elektrischen Strom in dem Wicklungsteil WlB ein Magnetfluß im Gegenuhrzeigersinn gebildet, dessen Richtung durch die Pfeile N dargestellt ist. Durch die Richtung der durch die beiden Wicklungsteile der Wicklung W1 gebildeten Magnetfelder läuft der Magnetfluß, wie in F i g. 5 punktiert dargestellt, derart aus dem Kern heraus, daß er diametral zu dem ringförmigen Kern verläuft. Dieses äußere Magnetfeld kann durch den Vektor A dargestellt werden, dessen Richtung die Richtung dieses äußeren Magnetfeldes darstellt und dessen Länge ein Maß für die Stärke dieses äußeren Magnetfeldes ist. Wenn kein anderes äußeres Magnetfeld vorhanden ist, dann wird der Magnet des Rotors, welcher in F i g. 5 strichpunktiert dargestellt ist, durch dieses Magnetfeld gezwungen, sich zu drehen und sich in Richtung des Vektors ./4 auszurichten. Wenn der Magnet des Rotors derart ausgerichtet ist, wird eines der auf dem Umfang der Walze angebrachten Symbole im Fenster des Signalumsetzers sichtbar.

Weil bei Erregung der Wicklungsteile WlA und WlB der Magnetvektor A gebildet wird, ist die Wicklung Wl als Wicklung ..4 bezeichnet. In gleicher Weise ist, weil bei Erregung der Wicklungsteile W 2 A und W 2 B der magnetische Vektor B gebildet wird, die Wicklung W 2 als Wicklung B bezeichnet. Die Wicklung W 3 ist als Wicklung C bezeichnet, weil bei gleichzeitiger elektrischer Erregung der Wicklungsteile W3A und W3B der Magnetvektor C gebildet wird. Die Wicklung W 4 ist als Wicklung D bezeichnet, weil ihre Wicklungsteile W4A und W4B, wenn dieselben elektrisch erregt werden, den magnetischen Vektor D bilden. Die Wicklung W 5 ist in gleicher Weise als Wicklung E bezeichnet, damit ihr Zusammenhang mit dem Vektor E zum Ausdruck kommt, und die Wicklung W 6 ist als Wicklung F bezeichnet, damit ihre Zugehörigkeit zu dem Magnetfeldvektor F erkennbar ist.

Durch Anlegen eines elektrischen Signals an den Anschluß 2° kann die Wicklung A für sich allein erregt werden. Die Wicklungen B und C sind jedoch mit dem Anschluß 2¹ derart verbunden, daß beide Wicklungen beim Anlegen eines Signals an diesen Anschluß gleichzeitig elektrisch erregt werden. In gleicher Weise sind die Wicklungen D und E, um gleichzeitig elektrisch erregt werden zu können, beide an den Anschluß 2² angeschlossen. Bei einem an den Anschluß 2³ angelegten Signal wird jedoch wiederum nur die Wicklung F erregt. Der in F i g. 4 dargestellte Stator ist, weil er vier Eingangsanschlüsse 2°, 2¹, 2² und 2³ aufweist, insbesondere zur Aufnahme eines vierteiligen Binärkodes geeignet.

Vorzugsweise sind die Wicklungen Wl, W 2, W 3, W 4, WZ und W 6 derart aufgebaut, daß alle Vektoren A, B, C, D₁E und F von gleicher Größe sind. Für die Erfindung ist es jedoch nicht erforderlich, daß alle diese Magnetvektoren die gleiche Größe haben. Gemäß der Erfindung ist wichtig, daß der Vektor A gleich groß wie der Vektor D und diesem entgegengerichtet ist, daß der Vektor B gleich groß wie der Vektor E und diesem entgegengerichtet ist und daß der Vektor C gleich groß wie der Vektor F und diesem entgegengerichtet ist. Zum Zwecke der Erklärung ist angenommen, wie auch in den beschriebenen Zeichnungen dargestellt, daß alle Vektoren A, B, C, D, E und F von gleicher Größe sind.

In F i g. 6 ist der maßgebende Binärkode in bezug auf seine dekadischen Äquivalente tabellarisch dargestellt. Der normale, maßgebende Binärkode für die dekadische Zahl 0 ist 0000. In dem in F i g. 6 tabellarisch geordneten maßgebenden Kode ist der normale Binärkode für die dekadische Zahl 0 durch die Binärzahl 1011 ersetzt, das (+)-Symbol ist gleichwertig mit 1101 und das (—)-Symbol ist gleichwertig mit 1110. Die einzelnen Elemente des Binärkodes sind in den Spalten 2°, V, 2- und 2³ tabellarisch geordnet, und für jede einstellige dekadische Zahl oder andere Symbole gibt es einen vierteiligen Kode. Die

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einstellige dekadische Zahl 3 wird beispielsweise angezeigt ist. Der Vektor BC stellt das Magnetfeld durch die unter 2° und 2¹ angeordneten Werte EINS dar, wenn die dekadische Zahl 2 angezeigt ist, der und die unter 2² und 2³ angeordneten Werte NULL Vektor ABC stellt das Magnetfeld dar, wenn die dedargestellt. Wenn jeder Binärkode durch elektrische kadische Zahl 3 angezeigt ist, usw. Weil zur besseren Signale dargestellt wird und jeweils ein Signalelement 5 Erklärung die binäre EINS einem elektrischen Siden Wert EINS hat, entspricht dies allgemein einer gnal von +24 V und die binäre NULL einem elekbestimmten elektrischen Spannung von z. B. +24 V, irischen Signal von Erdpotential entspricht, wird die während der Wert NULL einem Erdpotential oder einstellige dekadische Zahl 1 durch den Rotor andern Ausbleiben einer elektrischen Spannung ent- gezeigt, wenn die Wicklung A durch ein EINS-Signal spricht. ίο erregt ist und dadurch den Vektor A bildet. Die ein-

Wo die in den Spalten unter 2°, 2¹, 2² und 2³ stellige dekadische Zahl 2 wird im Fenster des Signaltabellarisch geordneten kodierten elektrischen Signale Umsetzers angezeigt, wenn die Wicklungen B und C an die entsprechenden, in F i g. 4 gezeigten An- durch ein an den Anschluß 2¹ angelegtes EINS-Signal Schlüsse angelegt werden, werden die Wicklungen gleichzeitig erregt sind; die einstellige dekadische der entsprechenden Spalten der Tabelle erregt, wenn 15 Zahl 3 wird im Fenster des Signalumsetzers angedas betreffende Signalelement eine EINS ist, wäh- zeigt, wenn die Wicklungen yi, B und C gleichzeitig rend die Wicklungen nicht erregt sind, wenn das be- durch EINS-Signale erregt sind und dadurch den treffende Signalelement eine NULL ist. Beispiels- Vektor ABC bilden, usw. Die dekadischen Zahweise sind die Wicklungen B und C gleichzeitig elek- len O, 1, 2, 3 ... 9 und die (+)- und (—)-Symbole irisch erregt, wenn das Signalelement 2¹ eine EINS 20 können angezeigt werden, wenn an einem, an zweien ist, während beide jener Wicklungen gleichzeitig nicht oder, wie meistens, an dreien der vier Anschlüsse 2°, erregt sind, wenn das Signalelement 2¹ eine NULL 2¹, 2² und 2³ ein elektrisches Potential anliegt. In ist. Die Wicklungen B und C müssen zusammen er- keinem Falle liegen an allen vier Anschlüssen gleichregt werden, weil, wie in F i g. 4 gezeigt, sie gemein- zeitig EINS-Signale an, weil eine solche- Signalfolge sam an den Anschluß 2¹ angeschlossen sind. In glei- 25 eine Subtraktion aller Magnetvektoren ergeben eher Weise sind die Wicklungen D und E, weil sie würde und sich demzufolge kein besonders gerichtezusammen an den Anschluß 2² angeschlossen sind, tes Magnetfeld bilden würde.

zur selben Zeit erregt, wenn das an dem Anschluß 2² .Die binär kodierten Signale für die dekadischen

ankommende Signal eine EINS ist. Zahlen 2, 3, 4 und 9 verursachen bzw. bilden die

Aus F i g. 4 ist ersichtlich, daß die Vektoren A 30 Vektoren BC, ABC, DE und AF. Jeder dieser Vek-

und D gleich groß und einander entgegengerichtet toren ist die Resultierende aus der Addition von je-

sind, daß die Vektoren B und E gleich groß und ein- weils zwei oder mehr Vektoren. Der Vektor BC ist

ander entgegengerichtet und daß die Vektoren C beispielsweise, wie in dem Schaubild in F i g. 8 ge-

und F gleich groß und einander entgegengerichtet zeigt ist, die Resultierende aus der Addition der Vek-

sind. Wenn an die Anschlüsse 2° und 2² gleichzeitig 35 toren B und C, wobei die Vektoren B und C durch

EINS-Signale angelegt sind, ist der durch den in der ausgezogene Pfeillinien und die Resultierende durch

Wicklung ,4 fließenden Strom hervorgerufene Ma- eine unterbrochene Pfeillinie dargestellt sind,

gnetfluß dem durch den in der Wicklung D fließenden Die binären Signale für die dekadischen Zahlen 5

Strom hervorgerufenen Magnetfluß entgegengerich- und 7 sowie für das (—)-Symbol verursachen bzw.

tet, weshalb beim Bilden eines Magnetfeldes nur der 40 bilden die Vektoren ADE, ABCDE und BCDEF.

durch den in der Wicklung E fließenden Strom im Jeder dieser drei Vektoren ist jeweils die Resultie-

Kern induzierte Magnetfluß wirksam ist, dessen Ma- rende aus der Subtraktion von jeweils zwei oder meh-

gnetfeld durch den Vektor E dargestellt ist. Obwohl reren Vektoren. Der Vektor ABCDE ist beispiels-

keine Magnetfelder entsprechend den Magnetvekto- weise die Resultierende aus der Subtraktion des Vek-

ren A und D wirklich gebildet sind, haben an die 45 tors A von dem Vektor D und aus der Subtraktion

Anschlüsse 2° und 2² gleichzeitig angelegte EINS- des Vektors B vom Vektor E, wodurch als Resultie-

Signale dieselbe Wirkung wie die sich einander auf- rende nur noch der Vektor C verbleibt. Als ein wei-

hebenden Vektoren Λ und D. In gleicher Weise teres Beispiel ist der Vektor ADE die Resultierende

heben sich, bei an die Anschlüsse 2¹ und 2² gleich- aus der Subtraktion des Vektors A von dem Vek-

zeitig angelegten EINS-Signalen die Vektoren C 5° tor D, wodurch als Resultierende nur noch der Vek-

und F gegenseitig auf, wodurch nur noch der Vek- tori? verbleibt.

tor B wirksam ist. Wenn an die Anschlüsse 2¹ und 2² Die binär kodierten Signale für die dekadischen

gleichzeitig EINS-Signale angelegt werden, können Zahlen 0 und 6 und für das (+)-Symbol verursachen

die Vektoren B und E als aufgehoben betrachtet wer- bzw. bilden die Vektoren ABCF, BCDE und ADEF.

den, während die Vektoren C und D wirksam blei- 55 Jeder dieser Vektoren ist die Resultierende aus der

ben, deren Resultierende der Vektor CD ist. In glei- Aufhebung durch die Subtraktion von zwei Vektoren

eher Weise sind bei einer Arbeitsweise, bei welcher und der Addition der übrigen zwei Vektoren. Bei-

die Vektoren subtrahiert werden, die Vektoren E, B spielsweise ist der Vektor ADEF die Resultierende

und CD wirksam. aus der Aufhebung durch die Subtraktion der Vek-

Das Vektordiagramm in F i g. 7 zeigt die wirk- 60 toren A und D und der Addition der verbleibenden

samen Feldvektoren, welche bei Anlegen von ent- Vektoren E und F.

sprechend der in F i g. 6 dargestellten Tabelle kodier- Haben alle Wicklungen dieselbe Amperewindungs-

ten Signalen an die Anschlüsse 2°, 2¹, 2² und 2³ des zahl und sind sie nach der in F i g. 4 gezeigten Art in Fig. 4 dargestellten Stators entstehen. Jeder jener angeordnet, dann ist der Stator in der Lage, die in Vektoren stellt ein besonders gerichtetes Magnetfeld 65 F i g. 7 gezeigten zwölf Magnetfelder zu bilden,

und dessen Richtung dar. Der Vektor A stellt z. B. Wegen der Symmetrie sind deren Vektoren alle in das durch den Stator gebildete Magnetfeld dar, wenn Abständen von 30° um den ringförmigen Kern her-

im Fenster des Signalumsetzers die dekadische Zahl 1 um angeordnet. Der Rotor 10 ist gezwungen, sich so

lange zu drehen, bis der Dauermagnet 12 sich in Richtung eines der durch die Vektoren dargestellten Magnetfelder ausgerichtet hat. In dieser ausgerichteten Lage ist in dem Fenster des Signalumsetzers eines der auf der Walze des Rotors aufgebrachten Symbole sichtbar. Der Rotor kann demzufolge in Intervallen von je 30° jeweils in eine ausgerichtete Lage gebracht werden. Durch die 30°-Unterteilung der auf der Walze angebrachten Symbole können diese alle dieselbe Größe haben und in gleichen Abständen auf dem Umfang der Walze angeordnet sein. Diese benötigten Symbole sind in größtmöglicher Größe auf der Walze derart angebracht, daß sichergestellt ist, daß jedes Symbol in dem Fenster Platz hat.

Obwohl alle Wicklungen des in F i g. 4 dargestellten Stators mit Erdpotential verbunden sind, ist auch eine andere, in F i g. 9 dargestellte Schaltung anwendbar. Bei der in F i g. 9 dargestellten Schaltung sind die Wicklungen A und D derart untereinander verbunden, daß der Wicklungsteil WlA mit dem Wicklungsteil W4B in Serie und der Wicklungsteil W4 A in Serie mit dem Wicklungsteil WlB geschaltet ist. Die WicklungenB und E sind untereinander derart verbunden, daß der Wicklungsteil W 2 A mit dem Wicklungsteil W5B und der Wicklungsteil W5 A mit dern Wicklungsteil W 2 B jeweils in Serie geschaltet ist. In gleicher Weise sind die Wicklungen C und F mit ihren Teilwicklungen in Serie geschaltet. Wenn bezüglich der Wicklungen A und D die an die Anschlüsse 2¹ und 2² anliegenden Signale beide den Wert NULL oder beide den Wert EINS haben, sind an den Wicklungen keine Potentialdifferenzen vorhanden, und die Wicklungen sind infolgedessen elektrisch nicht erregt. Wenn ein EINS-Signal an dem Anschluß 2° und ein NULL-Signal an dem An-Schluß 2² anliegt, hat der Stromfluß in den Wicklungen A und D eine solche Richtung, daß sich ihre Magnetfelder addieren und den Vektor A bilden. Wenn die Signale vertauscht sind, so daß das EINS-Signal an dem Anschluß 2² und das NULL-Signal an dem Anschluß 2° anliegt, dann wird durch den in den Wicklungen A und D fließenden Strom der Vektor D gebildet. Bei der Ausführungsform nach F i g. 9 haben die Wicklungen doppelt soviel wirksame Windüngen, weil die Wicklungen A und D in Serie geschaltet sind. Um Magnetfeldvektoren von der gleichen Größe wie vorher bilden zu können, benötigen die in F i g. 9 dargestellten Wicklungen jeweils nur die Hälfte der Amperewindungszahl wie die Wicklungen des in Fig. 4 dargestellten Stators.

Wenn an die Anschlüsse 2° und 2² der in Fig. 4 gezeigten Einrichtung gleichzeitig EINS-Signale angelegt werden, hat dies einen Stromfluß in den beiden Wicklungen A und D zur Folge, während beim gleichzeitigen Anlegen von EINS-Signalen an die Anschlüsse 2° und 2² der in F i g. 9 gezeigten Schaltung dies keinen Stromfluß in den Wicklungen A und D zur Folge hat. Dadurch, daß bei der in F i g. 4 gezeigten Schaltung die Ströme der Wicklungen A und D in verschiedenen Richtungen fließen, ist der in dem Kern wirksame Magnetfluß gleich Null. Im Gegensatz dazu heben sich bei der in F i g. 9 gezeigten Schaltung die an die Anschlüsse 2° und 2² angelegten EINS-Signale gegenseitig auf, und es fließt kein Strom.

Es wäre auch möglich, die in F i g. 9 dargestellten und in Serie geschalteten Wicklungsteile WIA und W 4 B als eine einzige Wicklung auszubilden, welche über die Anschlüsse 2° und 2² mit den ebenfalls eine einzige Wicklung bildenden Teilwicklungen W 4 A und WIB parallel geschaltet ist. Diese Wicklungen können entweder den Magnetfeldvektor A oder den Magnetfeldvektor D bilden, nicht jedoch beide zusammen. In gleicher Weise stellen die Wicklungsteile WlA und W 5 B eine einzige Wicklung dar, welche in Verbindung mit den ebenfalls eine einzige Wicklung darstellenden Wicklungsteilen W 5 A und W 2 B entweder den Magnetfeldvektor B oder den Magnetfeldvektor E bilden. In gleicher Weise können der Magnetfeldvektor C und der Magnetfeldvektor F jeweils für sich durch die Zusammenfassung der Wicklungsteile WhA und W6B in Serienschaltung zu einer einzigen Wicklung gebildet werden, welche mit der über die Anschlüsse 2¹ und 2³ parallelgeschalteten und aus den Wicklungsteilen W6A und WbB bestehenden Wicklung zusammenwirkt.

Fig. 10 zeigt ein Schema zur Serienschaltung der auf dem ringförmigen Stator angeordneten Wicklungen, mittels welcher dasselbe Ergebnis erreicht wird wie mit dem in Fig. 9 dargestellten Stator. Bei dem in Fig. 10 gezeigten Stator sind alle Wicklungen auf und um den ringförmigen magnetischen Kern herum angeordnet. Die Wicklung ADl ist über die AnSchlüsse 2° und 2² mit der Wicklung AD 2 in Serie geschaltet. Diese Wicklungen sind derart angeordnet, daß, wenn sie Strom von dem Anschluß 2° zu dem Anschluß 2² führen, sie ein durch den Vektor A dargestelltes Magnetfeld erzeugen. Wenn der Strom in diesen Wicklungen von dem Anschluß 2² zu dem Anschluß 2° fließt, bilden sie ein durch den Vektor D dargestelltes Magnetfeld. Die in Serie geschalteten Wicklungen BEI und BE2 bilden ein durch den Vektor B dargestelltes Magnetfeld, wenn der Strom durch diese Wicklungen von dem Anschluß 2¹ zu dem Anschluß 2² fließt. Wenn sich die Stromrichtung in diesen Wicklungen umkehrt, wird ein durch den Vektor E dargestelltes Magnetfeld gebildet. Der AnSchluß 2¹ ist über die in Serie geschalteten Wicklungen CFl und CF 2 mit dem Anschluß 2³ verbunden. Die Wicklungen CFl und CF 2 sind derart angeordnet, daß sie entweder das durch den Vektor C dargestellte oder das durch den Vektor F dargestellte Magnetfeld bilden, je nachdem, ob der Strom in diesen Wicklungen von dem Anschluß 2¹ zu dem Anschluß 2³ oder in entgegengesetzter Richtung fließt.

Im Betrieb werden an die Anschlüsse 2°, 2¹, 2² und 2³ des in Fig. 10 dargestellten Stators entsprechend der Tabelle 6 kodierte Signale angelegt. Wenn das betreffende Signalelement eine EINS ist, ist an den Anschluß ein positives Potential von 24 V angelegt, während, wenn das Signalelement eine NULL ist, der Anschluß an Erdpotential anliegt. Betrachtet man nur die Anschlüsse 2° und 2² und nimmt man an, daß an diese gleichzeitig NULL-Signale angelegt sind, so leuchtet es ein, daß beide Anschlüsse an Erdpotential liegen und demzufolge durch die Wicklungen ^4Dl und AD 2 kein Strom fließt. Es fließt jedoch durch die Wicklungen BE1 und BE 2 Strom, wenn das an den Anschluß 2¹ angelegte Signal eine EINS ist, und es fließt durch die Wicklungen BE1 und BE 2 kein Strom, wenn das an den Anschluß 2¹ angelegte Signal eine NULL ist. Betrachtet man ferner nur die Anschlüsse 2° und 2² und nimmt man an, daß an diese Anschlüsse gleichzeitig EINS-Signale angelegt werden, dann fließt durch die Wicklungen

ADl und AD 2 kein Strom, weil dieselben mit Anschlüssen verbunden sind, welche dasselbe Potential haben. Wenn das gleichzeitig an den Anschluß 2¹ angelegte Signal eine NULL ist, fließt von dem Anschluß 2² Strom über die WicklungenBE2 und BEI zu dem Anschluß V-, wodurch der Magnetfeldvektor £ gebildet wird.

Durch die Art, in welcher die Wicklungen des in Fig. 10 dargestellten Stators miteinander verbunden sind, ist ein an dem Anschluß 2° anliegendes EINS-Signal in Wirklichkeit aufgehoben, sofern auch die Wicklungen AD 1 und AD 2 durch ein an dem Anschluß 2² angelegtes EINS-Signal mitwirken. Die Wicklungen AD 1 und AD 2 können daher entweder den Magnetfeldvektor A oder den Magnetfeldvektor B, nicht jedoch beide Vektoren zur selben Zeit bilden. In gleicher Weise ist betreffend der Wicklungen BEI und BE 2 ein an den Anschluß 2¹ angelegtes EINS-Signal in Wirklichkeit durch ein an den Anschluß 2² angelegtes EINS-Signal aufgehoben. Ebenso heben sich, insofern die Wicklungen CFl und CF 2 daran beteiligt sind, die gleichzeitig an die Anschlüsse 2¹ und 2³ angelegten EINS-Signale gegenseitig auf. Diese Signalaufhebung hat dieselbe Wirkung wie die Subtraktion der Magnetfeldvektoren. Die an die Anschlüsse 2° und 2² gleichzeitig angelegten EINS-Signale bedeuten ebensoviel wie "das gegenseitige Aufheben der Vektoren A und D. Ebenso entspricht das gleichzeitige Anlegen von EINS-Signalen an die Anschlüsse 2¹ und 2² dem gegenseitigen Aufheben der Vektoren B und E und ferner entspricht das gleichzeitige Anlegen von EINS-Signalen an die Anschlüsse 2¹ und 2³ dem gegenseitigen Aufheben der Vektoren C und F.

Der in F i g. 10 gezeigte Stator hat einen einfacheren Aufbau als der in Fig.4 gezeigte Stator und kann außerdem auch alle in Fig. 7 dargestellten Vektoren bilden.

Fig. 11 zeigt in schematischer Form einen Stator, welcher erfindungsgemäß an Stelle des rein ringförmigen Stators verwendet werden kann. Der Kern 10 dieses in Fig. 11 gezeigten Stators ist ein Ring aus ferromagnetischem Material mit sechs radial nach innen gerichteten Polschuhen P1, P 2, P 3, P 4, P 5 und P 6. Vorzugsweise sind die Polschuhe gleich und mit sechs gleichen Wicklungen Wl, W 2 ... W 6 -bewickelt, so daß das jeweils durch die elektrische Erregung irgendeiner Wicklung gebildete Magnetfeld jeweils die gleiche Stärke hat wie das jeweils durch eine beliebige andere Wicklung gebildete Magnetfeld. Vorteilhafterweise ist hierin der Polschuh Pl als Pol Λ bezeichnet und seine Wicklung Wl als Wicklung .4. Wenn durch die Erregung der Wicklung Wl das Polende des radialen Polschuhes Pl einen Nordpol bildet, dann wird jeder andere radiale Pol zu einem magnetischen Südpol, und der Fluß des Magnetfeldes ergibt annähernd das in F i g. 12 punktiert dargestellte Muster. Der in F i g. 11 dargestellte Vektor^ stellt dann die Richtung und Größe des durch Erregung der Wicklung y4 gebildeten Magnetfeldes dar. In gleicher Weise ist der Polschuh P 2 als PoIB bezeichnet, seine Wicklung W 2 ist als die Wicklung B bezeichnet, und der Vektor B stellt das bei Erregung der Wicklung B gebildete Magnetfeld dar. Der Polschuh P 3 ist als Pol C bezeichnet, seine Wicklung W 3 ist als die Wicklung C bezeichnet, und der Vektor C stellt das bei Erregung der Wicklung C gebildete Magnetfeld dar. Der Polschuh P 4 und die Wicklung W 4 sind in der gleichen Art und Weise dem Vektor D zugeordnet, der Polschuh P 5 und seine Wicklung WS sind dem Vektor E zugeordnet, und der Polschuh P 6 und seine Wicklung W 6 sind dem Vektor F zugeordnet.

Die Wicklung A kann durch ein an den Anschluß 2° angelegtes Signal einzeln erregt werden, die Wicklungen B und C sind jedoch mit dem Anschluß 2¹ verbunden, so daß bei einem an diesen

ίο Anschluß angelegten elektrischen Signal beide Wicklungen gleichzeitig elektrisch erregt sind. In gleicher Weise sind die beiden Wicklungen D und E mit dem Anschluß 2² derart verbunden, daß durch ein an diesen Anschluß angelegtes Signal diese beiden Wicklungen gleichzeitig erregt sind. Bei einem an den Anschluß 2³ angelegten Signal wird jedoch nur die Wicklung F erregt. Wenn entsprechend der in F i g. 6 gezeigten Tabelle kodierte elektrische Signale an die Anschlüsse2°, 2¹, 2² und 2³ des in Fig. 11 gezeichneten Stators angelegt werden, werden die in F i g. 7 gezeigten magnetischen Feldvektoren gebildet.

Fig. 13 zeigt einen abgeänderten Stator mit zwölf symmetrisch um den runden Kern herum angeordneten radialen Polschuhen. Der Stator nach Fig. 13 ist im wesentlichen der Stator nach Fig. 11 mit Hinzufügung von weiteren sechs radialen Polschuhen P 7, P8, P9, PlO, Pll und P12. Bei dem Stator nach F ig. 13 gibt es für jede Vektorrichtung einen radialen Polschuh, d. h., der Vektor A verläuft in gerader Linie mit dem Polschuh Pl, der Vektor ABCF verläuft in gerader Linie mit dem Polschuh P 8, der Vektor ABC verläuft in gerader Linie mit dem Polschuh P 2, der Vektor BC verläuft in gerader Linie mit dem Polschuh P 9 usw. Die Wicklungen Wl, W 2 bis W 6 sind auf denselben Polschuhen angeordnet wie bei dem in Fig. 11 dargestellten Stator, während die hinzugefügten Polschuhe P 7, P 8 bis P12 keine Wicklungen tragen. Die hinzugefügten Polschuhe sind für die Wirkungsweise des Signalumsetzers nicht notwendig, bieten aber einen geeigneten Weg zur Benutzung eines Rotors mit einem gekrümmten Dauermagneten. Der in F i g. 13 schematisch dargestellte gekrümmte Dauermagnet M 2 sichert wirksam, daß sich der Rotor dreht, wenn es erforderlich ist, denselben von einer Lage in eine um 180° entgegengesetzte Lage zu bewegen. Anstatt der Verwendung eines gekrümmten Magneten können die radial nach innen gerichteten Enden der Statorpolschuhe nach einer in der USA.-Patentschrift 3 118 138 gelehrten Art gestaltet sein und als Rotor ein üblicherweise gestalteter Magnet verwendet werden. Die Anwendung solchermaßen geformter Polschuhe in Verbindung mit einem gekrümmten Magnetrotor ergibt bessere Wirkungen.

Der in Fig. 14 der Zeichnungen dargestellte Stator mit symmetrischen, radialen Polschuhen stellt eine weitere Abwandlung des in Fig. 11 gezeigten Stators dar. Die Kerne dieser beiden Statoren sind gleich, weil beide rund sind und symmetrisch angeordnete, radial nach innen gerichtete Polschuhe Pl, P 2, P 3, P 4, P 5 und P 6 aufweisen. Die Statoren nach den Fig. 11 und 14 unterscheiden sich im wesentlichen nur in der Art, in welcher die Wicklungen auf den radialen Polschuhen angeordnet sind. Bei der Ausführungsform nach Fig. 11 ist jeweils jede der Wicklungen Wl, W 2, W 3, W 4, W 5 und W 6 auf einen anderen radialen Polschuh gewickelt, wohingegen bei dem in F i g. 14 gezeigten Stator jede

13 14

Wicklung jeweils in zwei Wicklungsteile aufgeteilt ist, und die Wicklungen W 3 und W6 sind zwischen den welche jeweils auf diametral gegenüberliegende Pol- Anschlüssen 2¹ und 2³ in Serie geschaltet,
schuhe gewickelt sind. Zur besseren Übersicht sind Zur Erläuterung der Wirkungsweise des Stators in Fig. 14 nur drei Wicklungen Wl, W4 und W5 nach Fig. 15 sei hier angenommen, daß an die Andargestellt. Die Wicklung Wl hat einen Wicklungs- 5 Schlüsse 2¹ und 2³ NULL-Signale angelegt sind, wähteil WlA auf einem radialen Polschuh Pl und einen rend an den Anschlüssen 2° und 2² gleichzeitig EINS-zweiten Wicklungsteil WlB auf einem diametral Signale anliegen. Da das Signalelement NULL durch gegenüberliegenden Polschuh P 4. Diese zwei Teile Erdpotential dargestellt ist, sind die Anschlüsse V dieser Wicklung sind in Serienschaltung dargestellt, und 2³ geerdet. Im Gegensatz dazu wird ein EINS-obwohl sie auch parallel geschaltet sein können, ohne io Signal durch +24V dargestellt, weshalb die Andaß der Erfindungsgedanke geändert wird. Die zwei Schlüsse 2" und 2² an einem positiven Potential von Teile der Wicklung Wl sind derart angeordnet, daß, 24 V anliegen. Weil beide Anschlüsse 2° und 2² auf wenn ein an den Anschluß 2° angelegtes EINS-Signal demselben positiven Potential liegen, fließt in der bewirkt, daß der Polschuh Pl ein Nordpol ist, dann Wicklung Wl bzw. W4 kein Strom. In gleicherweise Strom in dem Wicklungsteil WIB in einer solchen 15 fließt in den Wicklungen W3 bzw. W6 kein Strom, Richtung fließt, daß der Polschuh P 4 ein magne- weil deren beide Anschlüsse an Erdpotential liegen, tischer Südpol ist. Das durch die Erregung der bei- Es fließt jedoch Strom von dem Anschluß 2² durch den Teile der Wicklung Wl zwischen den Pol- die Wicklungen W 5 und W 2 zu dem Anschluß V. schuhenPl und P4 gebildete starke Magnetfeld ist Durch diesen Strom wird der in Fig. 7 dargestellte in dem Schaubild nach F i g. 7 durch den Vektor A 20 Magnetfeldvektor ADE gebildet. Alle in F i g. 7 dardargestellt. Die Wicklung W 4 hat in gleicher Weise gestellten Magnetfeldvektoren können von dem in einen Wicklungsteil W4A auf einem radialen Pol- Fig. 15 gezeigten Stator gebildet werden, wenn an schuh P4 und einen anderen Wicklungsteil W4B auf die mit 2°, 2¹, 2², 2³ bezeichneten Anschlüsse jeweils einem diametral gegenüberliegenden Polschuh P1. Signale entsprechend der in F i g. 6 gezeigten Tabelle Die Wicklung W 4 ist an den Anschluß 2² angeschlos- 25 angelegt werden.

sen, und die beiden jeweils auf PolschuhenP5 und Der Stator nach Fig. 15 hat eigentlich beim Auf-P2 angeordneten Wicklungsteile W5Ä und .W5B bau des Magnetfeldvektors ^4D£ nicht die den Vekder Wicklung WS sind jeweils an den Anschluß 2² toren A und D entsprechenden Magnetfelder aufangeschlossen. Vernachlässigt man die Wicklung WS gebaut. Vielmehr hebt das EINS-Signal des Anbezüglich des Zeitpunktes, an welchem dem An- 30 Schlusses 2° in Wirklichkeit das EINS-Signal des Anschluß 2² ein EINS-Signal zugeführt wird und da- Schlusses 2² auf, so daß durch die Wicklungen Wl durch der Polschuh P 4 einen Nordpol bildet, dann und W 4 kein Strom floß, wodurch bei der Bildung fließt Strom in dem Wicklungsteil W4B in solcher des Magnetfeldvektors E nur der durch die Wick-Richtung, daß der Polschuh Pl einen magnetischen lungen W 5 und WI fließende Strom wirksam war. Südpol bildet; Vorausgesetzt, daß die Ampere- 35 Obwohl keine Magnetfelder entsprechend den Vekwindungszahl des Wicklungsteiles WIA gleich der toren A und D wirklich gebildet waren, hatte die Amperewindungszahl des Wicklungsteiles W4B ist gleichzeitige Anlegung von EINS-Signalen an die und die Amperewindungszahlen der Wicklungsteile Anschlüsse 2° und 2² dieselbe Wirkung, als wenn die W4 A und WlB gleich groß sind, dann ist die Vektoren A und D einander aufgehoben haben wür-Magnetfeldstärke, wenn EINS-Signale gleichzeitig an 4° den. In gleicher Weise können, wo EINS-Signale die Anschlüsse 2° und 2² angelegt werden, entspre- gleichzeitig an die Anschlüsse V und 2³ des Stators chend dem in der Wicklung Wl fließenden Strom nach Fig. 15 angelegt sind, die Vektoren C und F entgegengesetzt der Magnetfeldstärke entsprechend als einander aufhebend und nur der Vektor B als dem in der Wicklung W 4 fließenden Strom. Da diese wirklich vorhanden betrachtet werden. Wo EINS-beiden Magnetfeldstärken in ihrer Größe gleich, in 45 Signale gleichzeitig an die Anschlüsse 2¹ und 2² anihrer Richtung jedoch entgegengesetzt sind, heben gelegt sind, können die Vektoren B und E als eindiese Magnetfeldstärken einander auf, so daß nur ander aufhebend betrachtet werden, während die noch das Magnetfeld wirksam ist, welches, durch den Vektoren C und D wirksam bleiben und einen resulin der Wicklung WS fließenden Strom gebildet wird. tierenden Vektor CD bilden. Der in Fig. 15 gezeigte In dem Diagramm nach Fig. 7 stellt der Vektor A DE 50 Stator kann also durch einen der Vektorsubtraktion das Magnetfeld dar, welches bei Anlegen von EINS- analogen Vorgang bewirken, daß nur einer der Vek-Signalen an die Anschlüsse 2° und 2² des in Fig. 14 toren E oder B oder CD wirksam ist.
gezeigten Stators gebildet wird. Bei dem Stator nach Der Binärkode für die dekadische Zahl 0, tabel-Fig. 14 kann jedes der in Fig. 7 durch Vektoren larisch geordnet in Fig. 6, sei als 1011 vorausgesetzt, dargestellten Magnetfelder gebildet werden. Die 55 Da der vierteilige Binärkode für die dekadische Schaltung nach Fig. 14 ist der in Fig. 11 gezeigten Zahl 0 in Wirklichkeit 0000 ist, gebraucht der gemäß Schaltung vorzuziehen, weil durch Verwendung zwei- Fi g. 6 tabellarisch geordnete Kode in Wirklichkeit teiliger Wicklungen eine merklich bessere Wirkungs- für diese dekadische Zahl einen »Falsch«-Kode. Wo weise des Signalumsetzers erzielt wird. es erwünscht ist, daß der Signalumsetzer für die de-Der in Fig. 15 gezeigte Stator stellt eine Abwand- 60 kadische Zahl 0 den richtigen Binärkode setzt, was lung des in Fig. 11 gezeigten Stators dar. Die Wick- dann der Fall ist, wenn gewünscht wird, daß der lungen Wl, Wl, Wi, WA, W S bzw. W 6 sind bei Signalumsetzer im Fenster dann das Symbol 0 anzeigt, beiden Statoren auf radiale Polschuhe Pl, P 2, P 3, wenn an allen Eingängen des Stators NULL-Signale P4, P5 bzw. P6 gewickelt. Bei dem in Fig. 15 ge- anliegen, dann kann, wie in Fig. 2 schematisch gezeigten Stator sind die Wicklungen W1 und W 4 je- 65 zeigt, an der Seitenwand 7 A ein Stabmagnet 18 bedoch zwischen .den Anschlüssen 2° und 2² in Serie festigt sein. Der Stabmagnet 18 ist derart angeordnet, geschaltet. Die Wicklungen Wl und W 5 sind zwi- daß die Zahl 0 im Fenster des Signalumsetzers ersehen den Anschlüssen V- und 2² in Serie geschaltet, scheint, wenn ein elliptischer Magnet 12 des Rotors

in einer Linie mit dem Stabmagnet liegt. Der Stabmagnet 18 hat ein ausreichendes Magnetfeld, um in
der Lage zu sein, den Magneten 12 in Richtung dieses
Magnetfeldes zu drehen, wenn keine der Statorwicklungen elektrisch erregt ist. Wenn jedoch einige der
Statorwicklungen erregt sind, ist das durch den
Stator gebildete Magnetfeld so stark, daß es das
Magnetfeld des Stabmagneten 18 überdeckt. Demzufolge dreht sich der durch das verdeckte Magnetmagnetismus des Rotors im Sinne einer Festlegung
einer solchen unwirksamen Stellung des Rotors zusammenwirken, wenn der Stator elektrisch nicht erregt ist. . . . ,

Im Rahmen der Erfindung liegt auch eine andere
Möglichkeit, einen Signalumsetzer mit einem »Speicher« zu versehen. Wenn beispielsweise der Stator
eine in Fig. 13 gezeigte Bauart mit radialen Polschuhen aufweist, können die Polschuhe eine in der

feld im wesentlichen unbeeinflußte Rotor in einem io USA.-Patentschrift 3 118 138 gezeigte Form haben, Sinne, in welchem er den elliptischen Magneten 12 damit der Signalumsetzer Speichereigenschaft hat.
auf das betreffende Statorfeld ausrichtet. Die Erfindung wurde oben in Verbindung mit

Der Dauermagnet 18 findet bei Signalumsetzern einem Signalumsetzer beschrieben, der mit binär Anwendung, die im Dauerbetrieb betrieben werden kodierten Eingangssignalen gespeist wird und zwölf sollen. Bei Dauerbetrieb liegen fortgesetzt Binär- 15 Signalsymbole wiedergeben kann. Zum Zweck der signale an den Eingängen des Signalumsetzers an, Erläuterung sind die beschriebenen Binärsignale ent- und diese Signale ändern sich nur dann, wenn im sprechend einem Muster-Binärkode abgeändert. Die Fenster des Signalumsetzers jeweils ein anderes Sym- Erfindung kann leicht in der Weise abgewandelt bol angezeigt werden soll. Wenn der Signalumsetzer werden, daß auch andere Binärkode Anwendung intermittierend betrieben oder mit »Binärsignal- 20 finden können, wie z. B. der »Gray-Binärkode«. Impulsfolgen« beschickt werden soll, darf kein Ferner kann der Stator, wenn mehr.Anzeigestellungen Dauermagnetstab 18 verwendet werden, welcher den erforderlich sind, durch Hinzufügen mehrerer Wick-Rotor bei nicht erregten Statorwicklungen in seine lungen und durch Anordnung dieser - Wicklungen dekadische Nullstellung dreht. Wird der Signal- derart, daß sie auf fünf- oder sechsstellige kodierte umsetzer intermittierend betrieben oder mit Binär- 25 Signale ansprechen, abgeändert werden. Ebenso signal-Impulsfolgen beschickt, so kann -anstatt des kann, wenn weniger Anzeigestellungen benötigt wer-Dauermagnetstabes 18 ein Elektromagnet verwendet den, der Stator so abgeändert sein, daß dreistellig werden, welcher nur dann erregt ist, wenn an allen kodierte Signale verarbeitet werden können. Die in Eingängen des Stators NULL-Signale anliegen, und den Zeichnungen dargestellten Schaltungen der welcher in den zwischen den Impulsen liegenden 30 Statorwicklungen sind nur beispielsweise. Die Wickintervallen nicht erregt ist. lungen können bei gleichem oder analogem Ergebnis

Bei Signalumsetzern, welche mit Binärsignal- auch in jeweils anderen Schaltungen liegen.
Impulsfolgen beschickt werden, ist es üblich, diese Die Hauptanwendung der Erfindung besteht in der

Signalumsetzer mit einem Speicher zu versehen, wel- Umsetzung von Binärkode auf einen dekadischen eher bewirkt, daß das jeweils zuletzt angezeigte Sym- 35 Kode. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Anbol im Fenster des Signalumsetzers verbleibt, auch Wendung beschränkt und kann selbstverständlich wenn der betreffende Binärsignal-Impuls nicht mehr auch auf die Verarbeitung von elektrischen Signalen anliegt. Der Speicher speichert das im Fenster zuletzt Anwendung finden, welche jeweils drei oder mehr angezeigte Symbol so lange, bis jeweils ein neuer Werte'annehmen können. Die Erfindung beinhaltet Binärsignalimpuls an dem Signalumsetzer anliegt, 40 auch die Verarbeitung dreistelliger, vierstelliger und welcher jeweils bewirkt, daß ein anderes Symbol an- mehrstelliger Signale,
gezeigt wird.

Ein solcher, für den Gebrauch mit dem erfindungsgemäßen Signalumsetzer geeigneter Speicher ist in der USA.-Patentschrift 2 943 313 beschrieben. Diese Patentschrift lehrt die Anwendung eines magnetostatischen Elementes, welches den Rotor jeweils in eine unwirksame Stellung zieht, wenn der Stator nicht erregt ist. Das heißt: Wenn die Statorwicklungen elektrisch erregt sind, richtet sich der Rotor in Riehtung des durch den Stator gebildeten Magnetfeldes von selbst aus, wie dies beispielsweise in Fig. 16A gezeigt ist, wo der Magnet 12 des Rotors in einer Linie mit dem Vektor A liegt. Beim Abbau des Magnetfeldes des Stators ist der Magnet 12 in eine unwirksame Stellung gezogen, in welcher er mit den jeweils nächstliegenden magnetischen Elementen 19 und 20 in einer Linie liegt, wie dies in Fig. 16B gezeigt ist. Diese magnetischen Haltemittel 19 und 20 halten den Rotor so lange in dieser unv/irksamen Stellung, bis der Stator wieder erneut durch binär kodierte Signale erregt wird. Auf diese Weise sind bezüglich des Rotors zwei eng beieinander liegende, magnetisch bestimmte, unveränderliche Stellungen gegeben. Die eine Stellung ist durch den Stator festgelegt, dessen Wicklungen elektrisch erregt sind, und die andere Stellung ist durch die magnetostatischen Halteelemente bestimmt, welche mit dem Dauer-

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Elektromagnetischer Signalumsetzer zur Umsetzung von in einem bestimmten Darstellungskode jeweils gleichzeitig gegebenen Signalen in nach einem anderen Darstellungskode orientierte Signale, insbesondere zur Umsetzung von Binärsignalen in dekadische Signale, bei welchem die aufgenommenen Signale zwecks Erzeugung ihnen zugeordneter, gerichteter Magnetfelder elektrischen Statorwicklungen zugeführt werden und die umgesetzten Signale aus Resultierenden der Vektoren dieser Magnetfelder gewonnen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die in gerader Zahl vorgesehenen Statorwicklungen (Wl, Wl, W3, W4, WS, W6) nicht nur eine Addition, sondern auch eine Subtraktion sowie gegebenenfalls auch eine gleichzeitige Addition und Subtraktion der Magnetfeldvektoren (A, B, C, D, E, F) gestatten (Fig. 11).

2. Signalumsetzer nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen einzigen, ringförmigen, gegebenenfalls mit ferromagnetischem Kern (9, 10) versehenen Stator (8) mit symmetrischer

Wicklungsanordnung (Wl... W6) und einem zentrisch in diesem Stator drehbar gelagerten, magnetischen Rotor (12, M 2), dessen jeweilige, durch das jeweilige resultierende Statorfeld der zugeführten Signale bestimmte Stellungen die umgesetzten Signale symbolisieren (Fig. 3, 11, 13).

3. Signalumsetzer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (8) mit radial nach innen gerichteten, die Wicklungen (Wl... W 6) haltenden Polschuhen (P 1... P12) ausgestattet ist (Fig. 11 bis 15).

4. Signalumsetzer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß nur jeweils jeder zweite Polschuh (Pl... P12) bewickelt ist (Fig. 13).

5. Signalumsetzer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß für jedes Eingangssignal eine gesonderte Eingangsleitung (2», 2i, 2², 23) vorgesehen ist (F i g. 2).

6. Signalumsetzer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der Statorwicklungen (Wl... W6) in jeweils zwei zueinander diametral gegenüberliegende Teilwicklungen (WlA, WlB, WlA, WlB ... W6A, W6B) aufgeteilt ist (Fig. 4, 5, 9, 10, 14).

7. Signalumsetzer nach einem der Αηερπίςΐιε 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Statorwicklungen (Wl... W6) und die Signal-Eingangsleitungen (2°, 2¹, 2², 2³) derart miteinander verbunden sind, daß jeweils wenigstens einige der Wicklungen durch das gleiche Signal im Sinne einer Zusammenwirkung beim Aufbau eines vektoriellen Magnetfeldes (aus A, B, C, D, E, F) erregt und mindestens eine der Wicklungen durch ein anderes Signal so erregt wird, daß sie hinsichtlich des Aufbaues dieses Magnetfeldes unwirksam ist (F i g. 9).

8. Signalumsetzer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Signal-Eingangsleitungen (2», 2¹, 2², I^s) jeweils an beide Enden einer ihnen jeweils zugeordneten Wicklung (Wl. .. W 6) angeschlossen sind und daß mindestens eine Signal-Eingangsleitung an die Enden zweier Wicklungen angelegt ist (F i g. 9).

9. Signalumsetzer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils einander diametral gegenüberliegende Wicklungen (Wl, W4 bzw. Wl, WS bzw. W3, W6) in Serie geschaltet sind, daß ferner jeweils zwei Signal-Eingangsleitungen (20, 2² bzw. V, 2³) an die Enden dieser Serienschaltungen angelegt sind und daß mindestens eine Signal-Eingangsleitung (2¹ bzw. 1-) an die Enden zweier Wicklungen angeschlossen ist (Fig. 15).

10. Signalumsetzer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei Signal-Eingangsleitungen (2i, 23 bzw. 2°, 23 bzw. V, 2²) an die Enden einer Statorwicklung (CF bzw. AD bzw. BE) angeschlossen sind und mindestens eine Signal-Eingangsleitung (2i bzw. 2²) an die Enden zweier Wicklungen (BE, CF bzw. AD, BE) angelegt ist (Fig. 10).

11. Signalumsetzer nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (12, Ml) mit einer Symboltrommel (14) gekuppelt ist und ein Gerätegehäuse (5, 1) mit einem Sichtfenster (3) versehen ist, durch welches hindurch je nach Rotorstellung jeweils eines der die umgesetzten Signale darstellenden Trommelsymbole sichtbar ist (F i g. 1, 2, 3, 13 und 16).

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen