DE2306067B2

DE2306067B2 - Einrichtung zur schnellen Anzeige mit magnetischen Anzeigeelementen

Info

Publication number: DE2306067B2
Application number: DE2306067A
Authority: DE
Inventors: Laszlo Avarosi; Lajos Duca; Laszlo Jagicza; Sandor Jodal; Jozsef Mandzsu
Original assignee: FOK-GYEM FINOMMECHANIKAI ES ELEKTRONIKUS MUESZERGYARTO SZOEVETKEZET BUDAPEST
Current assignee: FOK-GYEM FINOMMECHANIKAI ES ELEKTRONIKUS MUESZERGYARTO SZOEVETKEZET BUDAPEST
Priority date: 1972-02-11
Filing date: 1973-02-08
Publication date: 1974-08-29
Also published as: IT977747B; DK138438B; ATA45873A; US3916403A; CH553465A; CS180611B2; HU165534B; AT330034B; DK138438C; SU604513A3; USB331895I5; DD102841A5; SE391050B; DE2306067A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur schnellen Anzeige mit magnetischen Anzeigeelementen. Die magnetischen Anzeigeelemente sind in einem Mosaiksystem angeordnet Im Gesamtbild des Systems läßt sich durch Erregen oder Nichtenregen bestimmter einzelner Elemente ein stehendes oder laufendes Bild oder Wort oder Zahlenbild erzeugen, das zum Vermitteln von visuellen Informationen dient Bei Freilufteinrichtungen bestehen im allgemeinen die Einzelelemente aus Glühlampen. Bei Innenraumeinrichtungen haben sich hingegen, andere Elemente durchgesetzt. So werden beispielsweise auf Flugplätzen oder Bahnhöfen Anlagen eingesetzt, die der Fahrgstinformation dienen und die während der Anzeigezeit keine Energie verbrauchen. Diesen Vorteil erreicht man beispielsweise mit magnetischen Aazeigeeleraeuten, für die Energie nur zum Auslösen 4er Elemente benötigt wird.

So ist es bekannt, die Information dadurch mit Hilfe yon Dauermagneten oder diese umgebende Kunststoffkugeta to jedem Einzelelement zu vermitteln, daß die eine Hälfte der Kugeln mit istaera dunklen, die andere Hälfte mit einem bellen Farbüberzug versehen ist Zur Steuerung dienen die Magnete bzw. die neben den Kugeln angeordnete Elektromagnete. Eine ähnliche Anordnung mit markierenden Stäbchen,die in Flüssigkeiten gelagert sind, ist beispielsweise a«s der US-Patentschrift 3 444 551 bekannt

Obwohl diese Anlagen einfach in ihrem Aufbau sind haben sie die Eigenart, daß die Information infolge der großen Trägheit der Anzeigeelemente erst nach Ablauf einer verhältnismäßig lagen Zeitdauer erscheint In dieser Weise überschreiten die Steuerungs- bzw. Programmierungszeiten sogar die Dauer von einigen 100 Millisekunden.

Bekannt sind auch Einrichtungen, bei denen dit Information durch geringeres Gewicht und an ihn.-π Seiten unterschiedliche Farben aufweisende Scheibe·, dargestellt wird, an welchen Dauermagnete befesti., sind, deren Pole zwischen erregbaren Po'en angeordm;

Obwohl dadurch die Steuerungszeiten weitgehenr vermindert wurden, hat sich die stabile Anzeige de Information durcu den Umstand verlängert, daß d:. Erregung der Elektromagnete auch nach dem Urn drehen der Scheiben so lange aufrecht erhalten bleibe; muß, bis die Scheiben in den Ruhestand gelangen

Von den mit magnetischen Anzeigeelementen aufg bauten Anlagen können die mit Kippklappen-Anzeigu elementen aufgebauten Einrichtungen als modern bezeichnet werden. Ein magnetisches Kippklappensystei ι, wird in der deutschen Patentschrift 1935678 beschm ben, in der die einzelnen Kippklappen halbkreisförmig und ihre Seiten mit unterschiedlichen Farbübe: zügen versehen sind. Die einzelp>.n Kippklappen haben einen dauermagnetischen Teil, dessen magnetische Achse senkrecht zur Ebene der Klappen steht. Die Information wird dutch die einzelnen Kippklappen in ihrem gesamten Erscheinungsbild durch eine Vielzahl derartiger Elemente dargestellt

Hinsichtlich der Funktionsgeschwindigkeit bedeutet die mit den vorerwähnten Anzeigeelementen aufgebaute Anlage bereits einen Schritt vorwärts, da nur ganz geringe Massen in Bewegung gebracht werden müssen, um die Information erscheinen zu lassen. Die geringen Massen bedeuten zugleich auch kurze Steuerzeiten. Im Interesse einer stabilen Position der Plättchen müssen jedoch die Elektromagnete durch die Steuerimpulse länger erregt werden, als dies zum Umklappen der einzelnen Kippklappen erforderlich ist.

Bei diesen Anlagen beträgt im Falle von Anzeigeelementen mit Durchmessern von 15-20 mm die Mindestzeitdauer der Erregung der Elektromagnete unter gleichzeitiger Berücksichtigung der optimalen Erregungsstromstäfken 50-60 msec, was im Befeich der elektromechanischen Anzeigeelemente bereits als kurz angesehen werden kann.

Bei den größeren mosaikartigen Anzeigeelementen mit Durchmessern von 30-50 mm erhöht sich jedoch diese Zeit in beträchtlichem Maße.

Die DL-PS 83727 (entsprechend DT-OS 2038709) beschreibt den Aufbau von Kippklappen-Anzeigeelementen mit größeren Abmessungen, wobei die Kippklappen nicht mehr aus magnetischem, sondern aus

fintimagnetischem Werkstoff hergestellt werden. Zu ihrer Bewegung dient jedoch gleichfalls die durch gegenseitige magnetische Einwirkung gesicherte Scbwerpunktvorscbiebung.

Bei der vorerwähnten Anzeige kann man hinsieht- s Hch der Erregung des zur Steuerung dienenden Elektromagneten bereits auch bei den größeren Abmessungen auf die Zeitdauer von 50-60 msec berabgehen, da es genügt, die einzelnen Plättchen nur bis zum Umschwenken des Schwerpunktes zu erregen, da die stabile Einstellung und Arretierung infolge der Verlagerung des Schwerpunktes bereits die einzelnen Kippklappen gewährleisten.

Eine optimale Multiplex-Steuerung der nach dem magnetischen Prinzip arbeitenden Einrichtungen ist js beispielsweise in der DTOS1965150 beschrieben.

Diesem Stand der Technik ist gemeinsam, daß die magnetischen Anzeigeelemente durch Elektromagnete gesteuert werden, bei welchen, im Interesse der Verwirklichung eines maximalen magnetischen Kraftfeldes mit minimaler Energie, als Eisenkern ein Weicheisen hoher Permeabilität verwendet wurde. Die Erregungsdauer der Elektromagnete konnte in Abhängigkeit der Masse der beweglichen Elemente auf 40-50 ms c heraogesetzt werden. Obwohl diese Erregungszeiten bereits die Möglichkeit einer Ausschreibgeschwindigkeit von 800-1000 Buchstaben pro Minute schaffen, bleibt diese Geschwindigkeit weit hinter der für diese Aufgabe ausnutzbaren Geschwindigkeit der zur Verwendung gelangenden Schaltelemente zurück.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei Beibehaltung der Vorteile genannten Einrichtungen, die Steuerungszeit unabhängig von der Anzeigedauer der Information auf den Mindestwert zu senken. Die Anzeige soll von der mechanischen Zeitkonstante unabhängig werden.

Nach Möglichkeit ist die durch die zur Verwendung gelangenden Schaltelemente bestimmbare kürzeste Zeit herabzusetzen und so eine mit großer Geschwindigkeit arbeitende Anzeigeeinrichtung zu schaffen,mit welcher bei Benutzung von nach dem magnetischen Prinzip arbettenden mechanischen Anzeigeelementen sogar bewegliche Bilder dargestellt werden können. Der Energiebedarf ist mit sehr einfachen Mitteln auf einen Mindestwert herabzusetzen, und die Anlage soll trotz ihrer Einfachheit zur Durchführung sehr komplizierter Aufgaben eingesetzt werden können, wie z. B. zur Anzeige oder Darstellung beweglicher Bilder, gegebenenfalls sogar als Peripheriegerät für Elektronenrechner.

Die Lösung besteht erfindungsgemäß darin, daß die Eisenkerne der steuernden Elektromagnete zum Teil oder vollständig aus einem über Remanenzmagnetismus verfugenden harten magnetischen Werkstoff ausgebildet sind, dessen koerzitive Feldkraft (HCi) kleiner als die koerzitive Feldkraft (HC2) der die Informationen direkt oder indirekt anzeigenden Dauermagnete ist, wobei die die Informationen direkt oder indirekt anzeigenden Dauermagnete über eine kleinere magnetische Feldstärke verfugen, als die die zur Entmagnetisierung des Eisenkernes des steuernden Elektro- magneten in erregtem Zustand erforderlich ist.

Die Anlage kann auch so aufgebaut werden, daß die Sättigungs-Koerzitivfeldkrafl der Eisenkerne der steuernden Elektromagnetc durch Wärmebehandlung eingestellt wird.

Nach einer anderen Ausführungsform der Anlage kann diese auch so aufgebaut werden, daß der bipolare Antriebsausgang der Steuerelektronik zur Erregung des Eisenkerns des steuernden Elektromagneten in Ab· Bangigkeit von der Information entweder in der positiven oder in der negativen Magnetisierungsricbtung einen die Koendtivfeldkreft des Eisenkernes überschreitenden Magnetisierungspegel sichert

Entsprechend einer weiteren Ausführungsforra der Erfindung kann die Anlage auch so ausgelegt werden, daß die die Information direkt oder indirekt anzeigenden Dauermagnete aus Bariumferrit-Grundwerkstoff hergestellt werden.

Die Anlage kann auch so aufgebaut werden, daß den Eisenkernen der einzelnen Elektromagnete vollkommen separate und bipolar steuerbare voneinander unabhängige Spulen zugeordnet werden.

Ein außerordentlich großer Vorteil der Anlöge besieht darin, daß zur Anzeige der Information eine die mechanische Zeitkonstante der Anzeigeelemente wesentlich unterschreitende Impuladauer von 1-5 msec erforderlich ist, wohei diese Zeit im wesentlichen bereits durch die elektrischen Parameter wie die Spuleninduktivität, die Streuungskapazität usw. bestimmt wird. So reicht es aus, den Eisenkern während der Magn „'tisierungszeit nur bis zu einem gewissen Maße zu magnetisieren, und dann versieht das remanente Magnetfeld des Eisenkerns die Anzeige der Information, infolge der gegenseitigen Wirkung der direkt oder indirekt anzeigenden Dauermagntte.

So erfolgt z. B. das Vollschreiben einer Anzeigetafel mit 100 Buchstabenfeldern aus einem Speicher während 0,1-0,15 see, wodurch beim Betrachter der Eindruck erweckt wird, als ob die ganze Tafel auf einmal vollgeschrieben würde.

Als weiterer großer Vorteil ist zu erwärmen, daß im Falle einer Kippklappen-Anzeigeanlage die zwischen den einzelnen Mosaikelementen erforderlichen Abschirmungsbleche weggelassen werden können, da die Gefahr einer gegenseitigen Einwirkung vollkommen beseitigt worden ist und das Maß der Betriebssicherheit auch unter Berücksichtigung der mechanischen Unsicherheiten in einem großen Maße ansteigt.

Die Arbeitsweise einer beispielhaften Ausführungsform der Anlage läßt sich folgendermaßen beschreiben:

Die Steuerelektronik liefert an ihren Ausgängen je nach dem Inhalt der Information - kanalveise - jeweils andere positive oder negative Spannungen an die über Kabel angeschlossene Anzeigeeinheil.

Die Zahl der Informationskanäle der elektronischen Steuerungseinheit stimmt mit der Zahl der Bildelemente-Spalten der mit homogener Bildelementeanordnung aufgebauten Anzeigeeinheit überein, wobei diese durch Kabel miteinander verbunden sind.

Die Zahl der Platzzahleinheiten bzw. deren Ausgäbe der elektronischen Steuerungseinheit stimmt mit der Zahl der Bildelementezeilen der Anzeigeeinheit überein, die ebenfalls durch Kabel aneinander angeschlossen sind.

An die zeilen- und spaltenweisen Eingänge der mit den Informationskanälen verbundenen Anzeigeeinheil sind die einen vereinten, in Spaltenrichtung multiplex wirkenden Steuerungspole der die Bildelemente steuernden Elektromagnete angeschlossen, wogegen die anderen Pole der Erregerspuien dieser Steuerungsmagnete mit in Reihe geschalteten von in beiden Richtungen als Ventüe wirkenden Elementen (Dioden) an die getrennten Erdungspunkte der zeilenweise - gleichfalls multiplex - steuerbaren Platzwahleinheiten angeschlossen werden.

Die Erfindung wird nachstehend an einem zeichne-

risen dargestellten Ausfuhrungsbeispiel eines Bildelementes dargestellt, wobei dessen maßnetische Charakteristiken schematisch bezeichnet sind.

Die Ausgänge der Platzwahleinheit der Steuerungselektronik verbinden den einzelnen ausgewählten Zeilen entsprechend durch Dioden getrennte Erdungspunkte dem Schließen der Stromwege entsprechend, und die verbundenen Erdungspunkte schließen sich an den Erdungspunkt der Speiseeinheit an. Die Eisenkerne 2 der die Bildelemente steuernden Elektromagnete sind mit den magnetischen Teilen der Kippklappen-Aiueigeelemcnte - den magnetischen Kippklappen 1 - magnetisch gekoppelt.

Die mit magnetischer BLopplung gesteuerte Kippklappe 1 nieiflit ihre eine oder andere stabile Stellung ein und zeigt zugleich mit der Farbe ihrer Seitenflächen gemeinsam mit den Grundplatten 3 die Information an oder läßt sie verschwinden.

Die Arbeitsweise der erwähnten Anlage ist wie folgt:

Die elektronische Steuerungseinheit schaltet in Abhängigkeit von der Programmierung bzw. bei Auslesen aus einem Informationsspeicher, in Abhängigkeit von dem Inhalt des Speichers, kanalweise positive oder negative Spannung an die nach Spalten multiplex geschalteten Eingänge der Anzeigeeinheil Gleichzeitig mit dem Auslesen der Information aktiviert die zeilenweise Platzwahleinheit die entsprechende - durch Programmierung einstellbare - Bildelementenzeile.

In der aktivierten - ausgewählten - Zeile erhalten die die einzelnen Bildelemente steuernde Elektromagnete eine Erregung mit positiver oder negativer Richtung. Während der Erregungszeit - während 1 bis 1,5 msec, - wird der Eisenkern 2 durchmagnetisiertunc steuert im weiteren als Dauermagnet die mit ihm durch magnetische Kopplung in Verbindung befindlicher Kippklappen 1, die in Abhängigkeit von der Erregungs S bzw. Magnetisierungsrichtung ihre hellen oder dunkler Flächen dem Betrachter zuwenden. Natürlich ist die Anzeigedauer im weiteren von der mechanischen Zeitkonstante abhängig.

Nach einem 1 msec dauernden Impuls wird jedoch

ίο sofort die nächste Zeile gesteuert, so daß im Ergebnis die Anzeige der einen Zeile noch nicht beendet wurde wenn die der nächsten bereits eingeleitet wird und dieser Vorgang so weiter läuft

Werden auf dem Eisenkern 2 des Elektromagneten

■ S zwei Spulen Ri, R.2 angeordnet, die ebenfalls in dei vorgenannten Art und Weise miteinander bzw. an die nach der Spalte abfühlenden und nach der Zeile bestimmenden Kanäle der elektronischen Steuerungseinheit verbunden, so können diese Spulen Ri Rj einer- seits zur Abfühlung des Zustandes des magnetischen Kernes und andererseits zur Anzeige der Information verwendet werden.

Werden die beiden Kanalsysteme so verbunden, daß nach Bestimmung der einzelnen Zeilen die die Anzeige der Information steuernden Kanäle den auf den abfühlenden Kanälen erhaltenen Signalen entsprechend gesteuert werden, so wird die von der einen Zeile abgefühlte (abgelesene) Information in die andere Zeile umgeschrieben, d. h. die auf der Tafel befindliche In formation kann auf eine, andere Tafel oder auf eine andere Stelle bzw. in eine andere Zeile der betreffenden Tafel umgeschrieben werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Anzeige von mittels magnetischer Anzeigeelemente dargestellter visueller In· S formatiouen, wofür die Elements einzeln in einem Mosaiksystem angeordnet sind und mit hober Geschwindigkeit ansprechen, wobei die Informationen unmittelbar oder mittelbar durch dar stellende dauermagnetische Teile der Elemente er- · zeugt werden, welche von Elektromagneten erregbar sind, deren elektrische AnschlOße in einem Multiplexsystem an eine elektronische Steuereinheit angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet,daß die Eisenkerne (2) der steuernden FJektromagnete zum Tkü oder vollständig aus einem Ober Remanenzmagnetismus verfügenden harten magnetischen Werkstoff ausgebildet sind, dessen koerzitive Feldkraft (HCi) kleiner als die koerzitive Feldkraft (HC2) der die Informationen direkt oder indirekt anzeigenden Dauermagnete (1) ist, wobei die die Informationen direkt oder indirekt anzeigenden Dauermagnete (1) über eine kleinere magnetische Feldstärke verfugen, als die die zur Entmagnetisierung des Eisenkernes (2) des steuernden Elektromagneten in erregtem Zustand erforderlich ist

2. Einrichtung nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß die koerzitive Feldkraft (HCi) der Eisenkerne (2) der steuernden Elektromagnete durch Wänri ^behandlung eingestellt ist

3. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß lerbipolare Antriebsausgang der Steuerungsclektronik zur Erregung des Eisenkernes (2) des steuernde,1 Elektromagneten in Abhängigkeit von der Information in positiver oder negativer Magnetisierungsrichtung einen größeren Magnetisierungspegel als die koerzitive Feldkraft (HCi) des Eisenkerns gewährleistet

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1,2,3, dadurch gekennzeichnet, daß die die Information direkt oder indirekt anzeigenden Dauermagnete (X) aus Barium-Ferrit-Grundwerkstoff sind.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1,2,3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß den Eisen- 4s kernen (2) der einzelnen Elektromagnete zwei vollständig separate und bipolar steuerbare, voneinander unabhängige Spulen (Ri, R2) zugeordnet sind.