DE1952713C3 - Magneto-Mechanische Speicheranordnung für Binärsignale - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine magnetomechanische Speicheranordnung für Binärsignale, welche mindestens einen sich auf einer endlosen Bahn kontinuierlich oder intermittierend bewegenden Informationsträger sowie mindestens einen Schreiber und mindestens einen Leser aufweist.

Auf vielen Gebieten, vor allem bei automatischen Steuerungen, werden Speichereinrichtungen benötigt, welche eine oder mehrere Informationen während einer gewissen Zeitdauer speichern, wobei die Zeitdauer entweder unabhängig einstellbar oder von einem Weg, einem Arbeitsrhythmus od. dgl. abhängig ist. Hierzu werden im allgemeinen die sogenannten Schieberegister verwendet, welche die eingegebene Information eine Zeit lang »schieben«, bis sie benötigt wird.

Diese Schieberegister setzen sich zusammen aus einem Informationsträger, einem Leser, einem Schreiber und gegebenenfalls einer Löscheinrichtung. Der Schreiber dient zur Einspeisung der Information in den Informationsträger, der Leser zur Informationsentnahme und die Löscheinrichtung zur Löschung der Information, das heißt zum Vorbereiten der Informationsträger für die nächstfolgend einzuspeisende Information.

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, den Informationsträger auszubilden. So sind zum Beispiel mechanische Systeme bekannt, bei denen an einem umlaufenden Trägerorgan geometrische Änderungen vorgenommen werden, sei es durch Einsetzen eines Kügelchens oder durch Verschieben eines Bolzens eto, welche dann wiederum mechanisch abgetastet und zur Betätigung eines Schalters benutzt werden.

Ferner sind elektrische und elektromagnetische Systeme bekannt, welche beispielsweise nach dem Prinzip des Tonbandgerätes arbeiten, indem ein Impuls

ίο auf ein Magnetband aufgezeichnet und zu einem späteren Zeitpunkt wieder abgetastet wird. Zudem sind rein elektronische Systeme bekannt, bei denen z. B. in Flip-Flop-Ketten Informationen in Impulsform taktweise weitergeschoben werden.

Alle diese bekannten Anlagen sind zum Teil aufwendig konstruiert, teuer in der Hersteilung und die Forderung nach störungsfreiem Betrieb ist nicht immer erfüllt

Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Schieberegister vorzuschlagen, welches die Vorteile der mechanischen Systeme, wie z. B. an keinerlei Teilung gebundene Lage der Ein- und Ausleseeinheiten, mit den Vorteilen elektrischer und elektronischer Systeme, wie z. B. berührungslose Ein- und Ausgabe, verbindet,

2'i einfach und billig in der Herstellung ist und zudem zuverlässig arbeitet Ferner soll die direkte Auslesung sowohl gesetzter wie nicht gesetzter Informationsträger und dadurch vereinfachte Auswertung kodierter Informationen ohne zusätzliche Hilfsmittel ermöglicht werden.

Um diese Ziele zu erreichen, wird von einer Speicheranordnung der eingangs erwähnten Art ausgegangen, bei der der Informationsträger einen Permanentmagneten aufweist, welcher von einer ersten stabilen Endlage durch eine laterale Verschiebung in eine zweite stabile Endlage bringbar ist, und bei der der Leser ein auf das magnetische Feld des Permanentmagneten reagierender Reed-Kontakt ist. Gemäß der Erfindung zeichnet sich eine solche Anordnung dadurch aus, daß der zylindrische Permanentmagnet in einem ebenfalls zylindrischen Gehäuse aus nichtmagnetischem Material angeordnet ist, welches beiderends durch je eine Verschlußplatte aus ferromagnetischem Material verschlossen ist, und daß der Permanentmagnet im Inneren des Gehäuses etwa halb so lang wie der durch das Gehäuse und die beiden Verschlußplatten gebildete Hohlraum und in diesem beweglich ist.

Um den Aufprall des Magneten an den Verschlußplatten zu dämpfen, sind die inneren Flächen der beiden

so Verschlußplatten zweckmäßigerweise mit je einem Plättchen aus elastisch dämpfendem Material versehen. Im folgenden werden der Aufbau und die Wirkungsweise einer Ausführungsform des vorgeschlagenen Schieberegisters näher erläutert, wobei als Beispiel die Anwendung in einer automatischen Steuerungseinrichtung für eine Förderanlage beschrieben werden soll.
In den Zeichnungen zeigt

F i g. 1 eine Anzahl als kreisförmige Scheiben ausgebildete Trägerorgane für die Informationsträger,

F i g. 2 die schematisch dargestellte Anordnung des Trägerorgans mit eingesetzten Informationsträgern, des Lesers und des Schreibers,

Fig.3 eine Draufsicht von Fig. 1 mit einer Anzahl Leser,

F i g. 4 einen Informationsträger im Schnitt,
F i g. 5 einen Schreiber im Schnitt,

F i g. 6 einen einfachen Schreiber mit Löscheinrichtung und

F i g. 7 ein Förderanlage-Schienensystem.

Wie aus Fig.4 hervorgeht, bestehen die Informationsträger 3 aus einer zylindrischen Hülse 4 aus nichtmagnetischem Material. Diese Hülser, sind an ihren beiden Enden mit je einer Verschlußklappe 5' und 5" aus magnetischem Material, wie Eisen etc, verschlossen, welche an ihrer Innenseite mit je einer Platte 6' bzw. 6" aus elastischdämpfendem Material versehen sind. Im so gebildeten Hohlraum ist ein axial polarisierter Permanentmagnet 7 frei verschiebbar angeordnet, dessen Durchmesser etwas kleiner als der Innendurchmesser der Hülse 4 ist, und dessen Länge etwa der halben Länge des freien Hohlraumes entspricht Der Permanentmagnet 7 kann somit zwei stabile Stellungen einnehmen, entweder bei der einen Verschlußplatte 5' oder bei der anderen Verschlußplatte 5".

Zur Wahl der Lage des Magneten dient ein Schreiber, wie in F i g. 5 beispielsweise dargestellt. Er besteht aus zwei Spulen 8' und 8", welche je einen Eisenkern 9' bzw. 9" aufweisen. Diese beiden Eisenkerne sind einerends über die Spule hinaus verlängert, wobei diese beiden vorstehenden Enden einen gegenseitigen Abstand haben, der etwas größer als die Gesamtlänge der Hülse der Informationsträger 3 ist Je nach Polung des elektrischen Stromes, der durch die Spulen fließt, entsteht ein verschieden gerichtetes Magnetfeld zwischen den beiden vorstehenden Enden des Eisenkernes, so daß der Magnet eines Informationsträgers 3, wenn er sich im Bereich des Schreibers befindet, in die eine oder andere Stellung gebracht wird.

In einer einfacheren Ausführungsform gemäß F i g. 6 wird nur eine Spule 8 verwendet Diese kann den Permanentmagneten nur in einer Richtung verschieben. Bei dieser Anordnung muß unmittelbar vor dieser Spule eine Lösch- oder Rückstelleinrichtung sitzen, die alle Permanentmagnete in dieselbe Lage (O-Lage) bringt Dies kann z. B. mittels einem äußeren Permanentmagneten 2 geschehen.

Wie aus den F i g. 1 und 2 hervorgeht sind im Bereich der Umlaufbahn der Informationsträger 3 elektrische Schalter 10 angebracht, welche auf das Magnetfeld der Permanentmagnete 7 reagieren. Diese Schalter 10 können auf einem Träger 14 (Fig.3) in zwei verschiedenen Stellungen montiert werden. Wird der Schalter 10 in der linken Stellung montiert, so wird er dann betätigt, wenn ein Informationsträger an ihm vorbeiläuft, der seinen Magneten auch auf der linken Seite hat. Fal's ein Informationsträger mit dem Magneten auf der rechten Seite vorbeiläuft, bleibt der Schalter unbeeinflußt Ist ein Schalter 10 rechts so montiert, so ist die Funktion sinngemäß umgekehrt.

Als Beispiel soll nun die vorgeschlagene Steuerungseinrichtung anhand einer Förderanlage beschrieben werden, die Güter in acht Ebenen Ei —£g mit je sechzehn verschiedenen Zielen Zi-Z^ verteilen kann. Bei dieser Anlage handelt es sich gemäß F i g. 7 um einen endlosen Stangenförderer, mit über ein Weichensystem Wi — Wi an den Stangen verschiebbaren Plattformen, die sich in regelmäßigen Abständen und gleichbleibender Geschwindigkeit im Umlauf befinden, bo Hier wird an der Stelle U das Gut auf die Plattform übergeben. An der Stelle / wird dieses Gut erkannt und die Zielinformation, wohin dieses Gut befördert werden soll, ins Schieberegister eingegeben. Dieses soll nun die zeitlich verschobene Ansteuerung der richtigen Weiche b.i sowie im richtigen Zeitpunkt den Abwurf des Gutes in den gewünschten Kanal übernehmen. Zu diesem Zwecke steht jeder Plattform während ihrer ganzen aktiven Fahrt eine im Schieberegistei befindliche, synchron mitlaufende Informationsträger-Gruppe zur Verfügung, die dann im richtigen Moment die entsprechenden Steuerbefehle auslöst

Dieses Schieberegister enthält gemäß F i g. 1 und 2 sieben kreisrunde scheibenförmige Trägerorgar.'e 1, die auf einer Achse U unter Zuhilfenahme von Distanzscheiben 12 fest montiert sind. Das Ganze ist in einem Rahmen 13 drehbar gelagert Diese Trägerorgane sind entlang ihrer Peripherie mit je sechsunddreißig gleichmäßig verteilten Kerben versehen, welche zur Aufnahme von je sechsunddreißig Informationsträgern 3 bestimmt sind. Es ergeben sich dabei Reihen von sieben fluchtend nebeneinanderstehenden Informationsträgern. Eine solche Reihe stellt eine Informationsträger-Gruppe dar.

Dieses Scheibenpaket läuft so synchron mit der Förderanlage, daß, wenn sich eine Plattform um eine Teilung weiterbewegt auch das Scheibenpaket um eine Teilung weiterdreht Um dieses Scheibenpaket herum sind stationäre Träger 14 parallel zur Drehachse angeordnet Im ersten dieser Träger befinden sich die sieben Schreiber, das heißt für jede Scheibe einer. In weiteren sieben Trägern sind die Ausleseschalter 10 für die Weichensteuerung untergebracht Anschließend folgen sechzehn Träger mit den Ausleseschaltern für die Kanalansteuerung. Ein letzter Träger enthält die Rückstellmagnete für die Löschung der Informationen. Die genaue Lage all dieser Träger steht in direkter Relation zur geometrischen Lage der zugehörigen anzusteuernden Elemente auf der Förderanlage.

Beim Ablauf dieser Steuerung ist es in der beschriebenen Anlage so, daß, wenn immer sich eine Plattform an der Stelle /(Fig. 7) vorbeibewegt sich im Schieberegister gerade eine Informationsträger-Gruppe im Bereich der Schreiber befindet Dies ist der Zeitpunkt, in dem die Information, die für die weitere Steuerung dieser Plattform notwendig ist ins Schieberegister übertragen werden muß. Das kann von Hand sowie auch automatisch erfolgen, sofern das Gut mittels einer speziellen Einrichtung erkannt und diese Erkenntnis in ein entsprechendes Ziel umgesetzt werden kann.

Um sämtliche hundertachtundzwanzig mögliche Zielinformationen in einer Gruppe von nur sieben Informationsträgern unterzubringen, ist es notwendig, die Zielinformation zu kodieren. Dies geschieht mittels einem siebenstelligen Binär-Kode in bekannter Weise, wobei die ersten drei Informationsträger zur Weichensteuerung und die restlichen vier zur Kanalsteuerung verwendet werden.

Unter der Voraussetzung, daß ein ungesetzter oder gelöschter Informationsträger seinen Magneten rechts (R) sitzen hat, und numerisch eine »0« sei, ein gesetzter Informationsträger aber seinen Magneten durch den Schreiber nach links (L) versetzt bekommen hat und dadurch numerisch eine »1« ist, so sieht dieser Kode z. B. für die Information »5. Stockwerk, 9. Kanal« wie folgt aus: 1-0-1-1-0-0-1, oder in die Lage der Magnete umgesetzt: L/R/L/L/R/R/L. Da alle Informationsträger, bevor sie zum Schreiber gelangen, die Löscheinrichtung durchlaufen, liegen alle ihre Magnete rechts. Um jetzt die gewünschte Information »5. Stockwerk, 9. Kanal« einzuschreiben, werden die Schreiber 1, 3, 4 und 7 aki^:viert und damit die Magnete der Informationsträger 1, 3, 4 und 7 nach links versetzt. Damit ist der Schreibvorgang beendet.

Fährt nun die Plattform, deren Gut in den 9. Kanal des 5.Stockwerkes soll, in den Bereich der eisten Weiche

W'i ein, so ist inzwischen die betreffende Informationsträger-Gruppe beim Leser für die Weiche W| angelangt. Bei den Weichenlesern sitzen je drei Schalter im Bereich der ersten drei Informationsträger und sind dort so angeordnet, daß nur beim Vorbeibewegen des richtigen Kodes alle drei Schalter gleichzeitig betätigt werden. Nur durch diese gleichzeitige Betätigung kann ein Befehl an die entsprechende Weiche abgegeben werden. Im Beispiel erscheint beim Leser der Weiche W, (0-0-1)der Kode für die Weiche W₅( 1-0-1). Es erfolgt hier also, da nur 2 der 3 Schaller betätigt werden, keine Befehlsausgabe und die Plattform fährt weiter in den Bereich der nächsten Weiche. Sobald die Plattform aber den Bereich der Weiche Ws erreicht hat und somit die Informationsträger-Gruppe auf den Leser der Weiche Ws einwirkt, stimmt erstmals die Lage der drei Magnete mit der Lage der Schalter überein. Es werden alle drei Schalter gleichzeitig betätigt, der Befehl, die Weiche Ws umzulegen, ausgelöst und die Plattform ins Geleise 5 ausgeschleust.

Der Abwurf des Gutes in den richtigen Kanal erfolgt analog der beschriebenen Weichensteuerung. Sobald die Plattform den gewünschten Kanal erreicht hat und somit auch die Informationsträger-Gruppe beim Leser dieses Kanals angelangt ist, stimmen die beiden Kode überein und der Befehl für den Abwurf wird ausgeführt.

Die frei gewordene Plattform erreicht über ein Rücklauf-Weichen-System wieder den Beladeplatz, wird dort neu beladen und der neue Kode in die entsprechende Informationsträger-Gruppe übertragen Die informationsträger laufen wiederum synchron mii dem Gut weiter, bis wieder eine passend montiert* Schaltergruppc gefunden ist, die die Weiche betätigt und später eine weitere, die den Abwurf des Gute; bewirkt.

Die beschriebene Anlage läßt sich natürlich hinsieht lieh der Anzahl der zu bedienenden Stockwerke sowit der Anzahl der Ziele pro Stockwerk beliebig variieren in indem man im Schieberegister einfach die Anzah Scheiben und die Anzahl der Informationsträger prc Scheibe entsprechend verändert.

Die Einsatzmöglichkeiten solcher Schieberegistei erstrecken sich auf die verschiedensten Anwendungsgeis biete, unter anderem wird z. B. ein solches Schieberegi ster zur digitalen Wegmessung verwendet, in einen· anderen Fall dient es zur Ausschuß-Steuerung.

Das beschriebene Schieberegister weist insbesondere folgende Vorteile auf:

— berührungslose Ein- und Ausgabe,

— stufenlose Ausiesung,

— Auswerten kodierter Informationen ohne zusätzli ehe Hilfsmittel,

— große Betriebssicherheit,

— minimaler Wartungsaufwand,

— kleiner Erstellungsaufwand und

— leichte Anpassungsfähigkeit für verschiedene An wendungsgebiete.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Magnetomechanische Speicheranordnung für Binärsignale, welche mindestens einen sich auf einer endlosen Bahn kontinuierlich oder intermittierend bewegenden Informationsträger sowie mindestens einen Schreiber und mindestens einen Leser aufweist, wobei der Informationsträger einen Permanentmagneten aufweist, welcher von einer ersten stabilen Endlage durch eine laterale Verschiebung in eine zweite stabile Endlage bringbar ist, und wobei der Leser ein auf das magnetische Feld des Permanentmagneten reagierender Reed-Kontakt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Permanentmagnet (7) in einem ebenfalls zylindrischen Gehäuse (4) aus nichtmagneiischem Mrterial angeordnet ist, welches beiderends durch je eine Verschlußplatte (5', 5") aus ferromagnetischem Material verschlossen ist, und daß der Permanentmagnet (7) im Inneren des Gehäuses etwa halb so lang wie der durch das Gehäuse und die beiden Verschlußplatten (5', 5") gebildete Hohlraum und in diesem beweglich ist.

2. Magnetomechanische Speicheranordnung für Binärsignale nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Flächen der beiden Verschlußplatten (5', 5") mit je einem Plättchen (6', 6") aus elastisch dämpfendem Material versehen sind.

3. Magnetomechanische Speicheranordnung für Binärsignale nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die als Leser (10) dienenden Reed-Kontakte zur Entschlüsselung der gespeicherten Informationen so im Bereiche der Informationsträger angeordnet sind, daß sie von den Informationsträgern nur entweder in der einen stabilen Endlage oder in der anderen stabilen Endlage der Permanentmagnete (7) betätigt werden.