DE1762397B2 - Einrichtung zur tastengesteuerten induktiven erzeugung telegrafischer impulse - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur tastengesteuerten induktiven Erzeugung telegrafischer oder ähnlicher impulsförmiger Signale.

Es ist bekannt, mit Hilfe einer mit einem Permanentmagneten ausgestatteten Taste induktiv Stromstöße zum Zünden von Treib- oder Sprengladungen zu erzeugen. Solche Tasten sind jedoch, selbst wenn man sie verkleinern würde, nicht zur Abgabe von telegrafischen oder ähnlichen impulsförmigen Signalen etwa in Tastaturen von elektronischen Schreib-, insbesondere Fernschreibmaschinen, geeignet. Signalimpulse für solche Geräte müssen steile Flanken haben und sich auf wenige Mikrosekunden Dauer begrenzen lassen, wenn man rasche Eintastfolgen zulassen und doch die einzelnen Signale unbeeinflußt voneinander verarbeiten will.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, insbesondere mit Hilfe einer Mehrzahl dicht beieinander liegender Tasten Signale der obengenannten Art bei Bedarf in sehr schneller Folge abgeben zu können.

ίο Der bekannte Weg, in einer Zündspule einen Strom einzuleiten — durch elektrisches Einschalten oder mechanisches Auftrennen eines (permanent-)magnetischen Kreises — und daraufhin durch plötzliches Ausschalten dieses Stromes mittels eines Unterbrecherkontaktes den gewünschten Spannungsimpuls zu erzeugen, scheidet aus, da man den störanfälligen Schaltkontakt vermeiden will.

Die gewünschte Wirkung wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß in jeder Taste ein mit

Hilfe einer getrennten Erregerwicklung durchfluteter hochpermeabler magnetischer Kreis vorgesehen isi und daß in an sich bekannter Weise durch schlagartiges Auftrennen dieses Kreises in einer Signalwicklung ein Impuls erzeugbar ist.

Auf diese Wei&e entsteht bei kleiner Ankerbewegung eine große Flußänderung.

Durch die Anordnung einer getrennten Erregerwicklung wird die für die Impulsform ungünstige Belastung der Signalwicklung vermieden, vor allem.

wenn in Reihe mit der Erregerwicklung ein Vorwiderstand mit sehr hoher Impedanz liegt.

Besonders günstige Verhältnisse ergeben sich nach einer Weiterbildung der Erfindung dadurch, daß die Erregerwicklungen mehrerer, insbesondere aller Tasten einer Tastatur über einen einzigen Vorwiderstand in Reihe geschaltet sind. Dadurch wird der Leislungsbedarf für eine Tastatur klein gehalten und die Erwärmung der Tastatur trotz Anordnung eines Vorwiderstandes im Tastaturbereich erniedrigt.

Wenn dazu gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung auch die Impedanz der Signalwicklung der Induktionsspule niederohmig gegenüber den nachgeschalteten Signalempfängern, z. B. Gattereingängen, gemacht wird, ist bei optimaler Windungszahl der Signalwicklung ein für die Weiterverarbeitung genügend steiler Spannungsimpuls bereits innerhalb 3 μβ erzeugbar.

Insbesondere dann, wenn gemäß einer zusätzlichen Weiterbildung der Erfindung ein Magnetmaterial mit kleinen Wirbelstromverlusten, z. B. Ferrit, Verwendung findet, ist es möglich, Gegenströme, die der Flußänderung entgegenwirken, klein zu halten.

Andere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen. Die Erfindung wird an Hand von im folgenden beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei zeigt

F i g. 1 die Seitenansicht einer Taste, teilweise geschnitten,

F i g. 2 eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsform einer Taste, teilweise geschnitten,

F i g. 3 ein Schaltbild einer Eingabeanordnung für Fernschreibimpulse.

Die für eine Tastatur einer Fernschreibmaschine mit elektronischer Sendeschaltung geeignete Taste nach F i g. 1 ist in einem nur prinzipiell dargestellten Gehäuse 1 untergebracht und weist einen Tastenknopf 2 mit Steuerflansch la und Führungsstift Ib

auf. Ein ebenfalls vertikal bewegliches Schlaggewicht 3 aus Material mit hohem ElasUzitätsmodul trägt einen flanschartigen Ansatz 3 a und einen Fortsatz 3 ft. Die leicht vorgespannte Schraubenfeder 4 bringt das Schlaggewicht 3 zum Anliegen am oberen Querstift; die Schraubenfeder 6 hebt Stift 2 samt Gewicht 3 so weit hoch, bis die Ankerscheibe 10 am Magnetkopf 7 anliegt. Im Magnetkopf ist die Erregerwicklung 8 und die Signal wicklung 9 angeordnet.

Beim Betätigen dei Taste 2 stützt sich das Gewicht 3 mit seinem Flansch 3 a auf dem Vorsprung 5 ft des Auslösers 5 ab, bis nach weiterem Vorspannen der Feder 4 der Steuerflansch 2 a den Auslöser 5 nach rechts biegt und dadurch das Gewicht 3 freigibt. Es wird durch die Feder 4 nach unten beschleunigt und schlägt mit seinem rohrförmigen Fortsatz 3 r auf die Eisenringscheibe 10 des Magnetkopfes. Die Scheibe 10 wird dadurch mit hoher Beschleunigung abgehoben. Auf diese Weise wild ein genügend kräftiger Impuls in der Signalwicklung 9 erzielt, die z. B. 80 Windungen aufweist. Um den Anfangsluftspalt möglichst klein zu halten, ist Sorge getragen, daß die Sitzflächen zwischen den Teilen 7 und 10 sehr eben und möglichst glatt sind.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 ist das Gehäuse mit 11 bezeichnet. Der Tastenknopf 12 ist kappenartig ausgebildet. Das Schlaggewicht 13 besteht aus einem bolzenartigen Mittelteil 13 a, je einem oberen und unteren Flanschteil 13 6 und 13c sowie einem in einen geschlitzten Ansatz 12« des Tastenknopfes 12 hineinragenden Führungsteil 13 d mit in die Schlitze des Teils 12a ragendem Stift 14. Zwischen Gehäuseeberkante 11a und Tastenknopf 12 liegt eine Rückstellfeder 15, während zwischen Ansatz 12a und Flansch 13ft eine Betätigungsfeder 16 vorgesehen ist. Der Magnetkern 17 aus Ferrit hat eine obere Hälfte 17a, welche fest mit dem Tastenizehäuse verbunden ist und eine untere bewegliche Hälfte 17 b, welche mit dem Ansatz 20 des Bolzens 21 verkittet ist. Die Erreger- und die Signalwicklung sind wieder mit 8 bzw. 9 bezeichnet. Sie liegen im Kernteil 17a. Eine weitere Schraubenfeder 22 drückt über den Ansatz 20 die Kernhälfte 17 ft leicht nach oben gegen die Kernhälfte 17a.

Diese Tastenanordnung unterscheidet sich von der nach F i g. 1 insbesondere dadurch, daß ein Druckpunkt durch magnetische Haftung des Permanentmagneten 19 einerseits an der Platte 18, andererseits am Flansch 13 c des Schlaggewichts 13 entsteht.

Beim Betätigen der Taste durch die Feder 16 wird das Schlaggewicht 13 nach Überwindung dieser Haftkraft mit großer Geschwindigkeit gegen den Bolzen 21 geschleudert und sorgt so für ein genügend rasches Abheben der Kernhälfte 17 ft von der Kernhälfte 17a unabhängig von der Geschwindigkeit der Tastenbetätigung.

Die Wirkungsweise einer Tastatur mit Tasten der obengenannten Art in Verbindung mit einer Schaltungsanordnung zur elektronischen Weiterverarbeitung der Signale ist aus Fig. 3 zu ersehen: Wenn eine Taste gedrückt und damit in der dem betreffenden Fernschreibzeichen zugeordneten Leitung Strom fließt, wird das Signal über Dioden Dl entsprechend den Codeschritten einigen der Codierleit.ungen Ll bis L 5 zugeführt. Da die Tastatur schnellste Anschlagfolgen ermöglichen soll und keine mechanische Gleichzeitigkeitssperre hat, muß die Elektronik Mischzeichenbildungen bei fasl gleichzeitigem Anschlag zweier Tasten verhindern.

Zu diesem Zweck ist bereits das Prinzip der zeitlichen Trennung vorgeschlagen worden: Das Signal jedes Tastendruckes wird durch einen Serienkondensator Cl in einen kurzen Impuls umgeformt, der nach der Codierung am Ausgang eines Sammelgatters Gl einen Sammelimpuls durch zwei Zeitstufen schickt. Die erste Zeitstufe rl sperrt etwa

ίο 1 μβ nach der Codierung die Weitergabe zum Ausgangsspeicher S über eine von einer bistabilen Kippstufe B ausgehende Leitung Sp, so daß Mischzeichen verhindert werden, wenn nicht gerade innerhalb einer Mikrosekunde zwei Tastenimpulse eintreffen.

Etwa 7 μϊ später wird der Speicher durch die Zeitstufe τ 2 für das nächste Zeichen freigegeben. Beim Eintreffen eines zweiten Zeichens innerhalb dieser 7 |is kann z. B. durch eine Signallampe SL gemeldet werden, daß dieses Zeichen nicht weiterverarbeitet

'■ίο wild. Sperre und Signal treten auch auf, wenn ausgangsseitig keine weiteren Zeichen verarbeitet werden können.

Die Anschaltung der Induktionstasten zeigt ebenfalls Fii.'. 3. Die Erregerwicklungen 8 aller Tasten liegen in Reihe. Die Signalwicklung 9 jeder Taste liegt einerseits auf +5V; andererseits führt je ein Serienkondensator Cl von z. B. 10 nF an die Codierdioden Dl. Außer den Codierdioden ist je eine EnI-ladediode D 2 an jedem Serienkcndensator Cl angeschlossen.

Jede durch Wicklungen und Tastenknopf symbolisierte Taste T (Fig. 3) bringt bei Betätigung einen Spannungssprung von etwa ~4 V auf 0 V mit steiler Vorflanke an einer Last von 200 Ω auf. Auch wenn der Anfangsluftspalt an der Trennfläche der Kerne bis zu K) μΐη betragen sollte, ist genügend Spannungsreservc vorhanden. Die Dioden D 3 begrenzen negative Überspannungen auf - 1 Volt mit Rücksicht auf die nachgescha'lteten Gattereingänge.

Man erhält eine Flankensteilheit von etwa 0,5 V/ HS. Diese genügt, um innerhalb von 1 bis 2 (is alle anzusteuernden Gatter zu schalten; wie bei einer Kontakttaste kann also 1 ... 2 us nach Beginn des Sammelimpulses der Zugang zum Ausgabespeicher für ein zweites Zeichen gesperrt werden.

Die erneute Freigabe nach 7 (is erfordert aber besondere Maßnahmen, damit der Signalimpuls, der ja viel länger ansteht, nicht zur wiederholten Zeicheneingabe führt. Zum Verkürzen der Impulsdauer darf der Serienkondensator Cl hier nicht beliebig verkleinert werden, weil die Vorflanke des Impulses nicht steil genug ist.

Man kann aber sichere Signalgabe bei genügend großem Serienkondensator mit kurzer Impulsdauer vereinigen, wenn man den Kondensator Cl nach erfolgter Codierung, also mit Beginn der Sperrung über seine Enil;idediode Dl durch einen allen Tasten T gemeinsamen Transistor Tr entlädt, die Signalspannung also zwangläufig von OV auf +5V zurücksetzt. Die Entladung des Kondensators Cl beginnt 1 [is nach dem Sammelimpuls und hört etwa 7 its später auf. Es seien noch folgende Besonderheiten der Schaltungsanordnung erwähnt: Die Vorspannung der Codierleitungen und des Serienkondensators wird hochohmig von -f 3 V zugeführt; auch wird der erste Gatterausgang mit einem Kondensator C2 von z. B. 15 nF verblockt. Infolge der 1 bis 2 lis dauernden »schleichenden« Umschaltung am Gatter-

eingang würde ohne Verblockung am Gatterausgang nicht ein einzelner Schritt von 0 auf 5 V entstehen, sondern während 1 bis 2 μβ fälschlich viele Umschaltungen zwischen 0 und 5 V, die viele Sammelimpulse erzeugen und dadurch das Störsignal auslösen würden.

Der zur Vormagnetisierung der Spulenkerne (etwa 3 AW) nötige Strom fließt hier aus einem gemeinsamen Serienwiderstand durch die in Serie geschalteten Wicklungen 8 aller Tasten. Dadurch wird der Leistungsbedarf für eine Tastatur mit etwa 0,75 W sehr niedrig. Würde die Signalwicklung jeder Taste einzeln über einen Vorwiderstand gespeist, so müßte eine für die Impulsform ungünstige Belastung der Signalwicklung oder eine unangenehme Erwärmung der Tastatur in Kauf genommen werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur tastengesteuerten induktiven Erzeugung telegrafischer Impulse, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Taste ein mit Hilfe einer getrennten Erregerwicklung durchfluteter hochpermeabler magnetischer Kreis vorgesehen ist und daß in an sich bekannter Weise durch schlagartiges Auftrennen dieses Kreises in einer Signalwick!ung ein Impuls erzei'gbar ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Magnetmaterial solches hoher Permeabilität und kleiner Wirbelstromverluste, wie Ferrit, verwendet ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Magnetmaterials im Bereich des Luftspaltes zur Erzielung eines kleinen Anfangsluftspaltes vergütet ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3 für eine aus mehreren Tasten bestehende Tastatur, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerwicklungen mehrerer, gegebenenfalls aller Tasten der Tastatur über einen gemeinsamen Vorwiderstand in Reihe geschaltet sind.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das schlagerzeugende Glied (3 t-, 13 a, 21) aus Material mit hohem Elastizitätsmodul besteht.

6. Hinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine nach Spannen einer Feder (4, 16) während eines Vorhubs wirksame gesteuerte Schlagauslösung vorgesehen ist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, in Verbindung mit einer Schaltungsanordnung zur elektronischen Weiterverarbeitung von Impulsen, gekennzeichnet durch eine solche Ausbildung der Signalwicklung (9) der Induktionsspule, daß die Impedanz der Signalwicklung der Induktionsspule niederohmig gegenüber den nacligeschalteten Signalcmpfängern, z. B. Gattereingängen, ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in Verbindung mit Mitteln zur Sperrung der Weitergabe von Impulsen nach einer Zeitspanne in der Größenordnung von 2 |is mit Hilfe eines Transistors die Signalspannung durch Entladen des der Umformung des Impulses dienenden Kondensators (Cl) auf den Ausgangswert zurücksetzbar ist.