DE2558400A1

DE2558400A1 - Schalteinrichtung mit elektrisch gesteuerter verstellung

Info

Publication number: DE2558400A1
Application number: DE19752558400
Authority: DE
Inventors: Gerard Doriath; Francois Micheron; Erich Spitz
Original assignee: Thomson CSF SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1974-12-27
Filing date: 1975-12-23
Publication date: 1976-07-08
Also published as: US4065677A; JPS5190481A; FR2296297B1; GB1536409A; FR2296297A1

Description

THOMSON - CSF
173» Bd. Haussmann
75008 Paris / Frankreich

Unser Zeichen; T 1920

Schalteinrichtung mit elektrisch gesteuerter

Verstellung

Die Erfindung bezieht sich auf elektrisch gesteuerte Schalteinrichtungen, welche ein bewegliches Teil enthalten, das zumindest zwei stabile Stellungen einnehmen kann. Diese Einrichtungen werden entweder zur Speicher rung und/oder zur Anzeige von digitalen Daten oder als Einrichtung zum Schalten eines .elektrischen Stroms, einer elektromagnetischen Strahlung oder einer Strömung benutzt.

Auf diesem Gebiet gibt es zahlreiche elektromagnetische Geräte, bei deren Betrieb ein Elektromagnet benutzt wird, der in der Lage ist, einen beweglichen Magnetanker anzuziehen. Es gibt ferner Geräte, die nach dem

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elektrodynamischen Prinzip arbeiten. Alle diese Geräte enthalten relativ teuere magnetische Materialien. Ihre Herstellung ist kompliziert und in vielen Fällen benötigen sie für das Aufrechterhalten einer der stabilen Stellungen einen nicht vernachlässigbaren Verbrauch an elektrischer Energie.

Zur Beseitigung dieser Nachteile schlägt die Erfindung vor, als bewegliches Teil einer Schalteinrichtung einen dielektrischen Körper zu verwenden, der eine permanente elektrische Ladung trägt. Dieses Teil wird in ein Isoliergestell eingebaut, das mit leitenden Bereichen versehen ist, welche gleichzeitig das bewegliche Teil in den vorgesehenen stabilen Stellungen halten und keinen^ Energieverbrauch haben. Diese Bereiche dienen dazu, durch eine vorübergehende elektrische Erregung das bewegliche Teil den zwischen ihnen vorhandenen Zwischenraum durchqueren zu lassen.

Die Erfindung schafft eine Schalteinrichtung mit elektrisch gesteuerter Verstellung, welche aus einem Gestell besteht, das ein bewegliches Teil umschließt, welches wenigstens zwei stabile Stellungen einnehmen kann, und welche dadurch gekennzeichnet ist, daß das bewegliche Teil einen dielektrischen Körper enthält, der eine ständige elektrische Ladung trägt, daß das Gestell isolierend und mit wenigstens zwei leitenden Bereichen versehen ist, welche durch Influenz das bewegliche Teil in irgendeiner der stabilen Stellungen halten, und daß elektrische Polarisationseinrichtungen mit den leitenden Bereichen verbunden sind, um das bewegliche Teil den zwischen den leitenden Bereichen vorhandenen Zwischenraum durchqueren zu lassen.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher

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beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine isometrische Ansicht einer ersten

Ausführungsform der Einrichtung nach der Erfindung,

Fig. 2 eine Erläuterungsfigur,

Fig. 3 eine experimentelle Schaltung, die das

Erläutern der Betriebseigenschaften einer Vorrichtung nach der Erfindung gestattet,

Fig. 4 ein Erlauterungsdiagramm,

Fig. 5 eine erste Ausführungsvariante der Ein

richtung nach der Erfindung,

die Fig. 6 und 7 isometrische Ansichten von weiteren

Ausführungsvarianten,

Fig. 8 eine Schnittansicht einer bistabilen

Einrichtung, welche eine reflektierende Schicht aufweist, und

Fig. 9 eine isometrische Ansicht einer Einrich

tung, welche mehr als zwei stabile Stellungen hat.

Der Hauptbestandteil der Schalteinrichtungen nach der Erfindung ist ein dielektrisches Material, welches eine ständige elektrische Ladung trägt, weshalb es üblicherweise als Elektret bezeichnet wird. Bei einer dielektrischen Folie, beispielsweise aus Polypropylen, kann man durch Koronaentladung eine anhaltende Elektrisierung erzielen,

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die auf die Nähe derFlachen beschränkt ist. Man kann einen solchen elektrischen Ladüngsrückstand zwar auslöschen, indem man die elektrisierte Seite mit Hilfe eines Lösungsmittels reibt, aber abgesehen von diesem Löschungsvorgang durch Materialabnähme ist das elektrisierte Material in der Lage, seine Ladung in dauerhafter Weise zu bewahren. Nachdem man eine derFlächen einer dielektrischen Scheibe elektrisiert hat, um einen Elektreten zu bilden, beobachtet man, daß die auf ein elektrisch isolierendes Substrat aufgebrachte elektrisierte Scheibe frei gleiten kann, ohne durch elektrostatische Kräfte gebremst zu werden. Wenn dagegen die Elektretscheibe auf einen Bereich des Substrats trifft, der durch das Auftragen eines geeigneten Materials leitend gemacht worden ist, stellt man fest, daß sie bestrebt ist, an diesem Bereich zu haften. Wenn der leitende Auftrag durch Influenz elektrisiert worden ist, so führen elektrische Ladungen, deren Vorzeichen dem der Elektretscheibe entgegengesetzt ist, zu einer elektrostatischen Anziehung, die die Scheibe in dem leitenden Bereich festhält.

Fig. 1 zeigt eine Schalteinrichtung für optische Strahlung, die zwar eine große Anzahl von Zellen .enthalten kann, welche jedoch der Übersichtlichkeit halber auf fünf beschränkt worden ist. Diese Einrichtung enthält ein Isoliergestell, welches aus zwei Tragplatten 1 und 2 gebildet ist, zwischen denen mit Hilfe von Zwischenstegen 12 ein leerer Raum geschaffen worden ist. Die untere Tragplatte 2 trägt einen Leiterstreifen 3, der mit einem elektrischen Erregergenerator 9 verbunden ist. Die obere Tragplatte 1 trägt ein Gitter von Leiterstreifen 4, die jeweils mit den entsprechenden Ausgängen eines elektrischen Erregergenerators 10 verbunden sind. Der Streifen und die Streifen 4 bilden im allgemeinen die Zeilen- und

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Spaltenelektroden einer Schaltmatrix, von der in Fig.1 lediglich ein Bruchstück dargestellt ist.

An den Kreuzungspunkten der Elektroden 3 und 4 ist in dem leeren Raum zwischen den Platten 1 und 2 eine Gruppe von fünf biegsamen Lamellen 5 angeordnet, die an einem ihrer Enden zwischen die Zwischenstege 12 eingeklemmt sind. Das zu der Einspannstelle entgegengesetzte Ende jeder Lamelle 5 hat eine permanente Elektrisierung erhalten, so daß ein Elektret gebildet ist, der die Lamellen dank ihrer Biegsamkeit dazu bringt, entweder an der Elektrode 3 oder an einer der Elektroden 4 zu haften. Die Lamellen 5 sind in dem Fall eines optischen Schalters aus einem dielektrischen Material gebildet, das in der Lage ist, die zu schaltende elektromagnetische Strahlung fortzuleiten. Diese wird von einer Quelle 8 geliefert, welche mit einer Verteilerrampe 7 versehen ist, die als Verteilungs-Lichtleiter arbeitet. Die Verteilerabschnitte der Rampe 7 münden sehr nahe bei den freien Enden der Lamellen 5, wenn diese die untere Stellung einnehmen. Zur größeren Übersichtlichkeit der Fig. 1 ist jedoch die Rampe 7 von den Lamellen 5 entfernt dargestellt worden. Jede Lamelle 5 ist mit einer Verlängerung 6 versehen, die dazu dient, die Strahlung zu übertragen, die sie in ihrer unteren Stellung von der Verteilerrampe 7 empfängt. Wenn eine Lamelle 5 in der oberen Stellung ist, ist die optische Verbindung mit der Rampe 7 unterbrochen. Nichts hindert aber, eine zweite Verteilerrampe vorzusehen, damit optische Verbindungen in der oberen Stellung der Lamellen 5 hergestellt werden. Es ist außerdem möglich vorzusehen, daß die zu schaltende optische Strahlung durch die Verlängerungen 6

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eintritt und entweder durch Rampen, wie beispielsweise die Rampe 7, oder durch Gitter von Elementar-Lichtleitern aufgefangen wird, welche die Lamellen 5 sowohl für die obere Stellung als auch für die untere Stellung verlängern.

Das Kippen der Lamellen 5 wird anhand der Schemata von Fig. 2 erläutert, die mit denselben Bezugszeichen in Fig. 2a den Anfangszustand einer Lamelle 5 in der unteren Stellung, in Fig. 2b die Phase des Kippens unter der Steuerung eines elektrischen Generators 11, in Fig. 2c den Haltezustand nach dem Kippen und in Fig» 2d die Phase des Kippens, welche die Lamelle 5 in ihren Anfangszustand zurückbringt, zeigen.

In Fig. 2a oder 2c ist zu erkennen, daß das Festhalten in der unteren oder in der oberen Stellung keine elektrische Erregung erfordert und daß es in dem Fall eines positiv geladenen Elektreten durch Verschiebung der freien Ladungen in der am nächsten gelegenen Elektrode 3 oder 4 durch Influenz bewirkt wird. Betrachtet man die Fig. 2b oder 2d, so sieht man, daß das Kippen durch eine vorübergehende Zufuhr von positiven und negativen Ladungen erzielt wird, die durch die Zirkulation des Stroms i geliefert werden. Nachdem diese Ladungen durch den Generator 11 in Bewegung gesetzt worden sind, sieht man, daß die Anziehung, die auf die untere Seite der Lamelle 5 ausgeübt wurde, auf die obere Seite übergegangen ist, oder umgekehrt.

Wenn σ die Oberflächendichte der durch Influenz verschobenen Ladung ist, so ist der elektrostatische

2 Haltedruck der Lamelle gleich ρ = -^y-, wobei ε die relative Dielektrizitätskonstante des die Lamelle bildenden Dielektrikums ist. Wenn S die Berührungsfläche der Lamelle mit einer der Elektroden ist, so gilt für die elektrostatische Haltekraft f = S.p. In der Praxis erfolgt das Kippen der Lamelle 5 bei

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einer Zufuhr einer Ladung, die kleiner als σ.S ist, denn in dem Fall einer auf Biegung beanspruchten Lamelle ist eine mechanische Rückstellkraft f vorhanden, die in einer Richtung wirkt, welche der der elektrostatischen Haltekräfte f entgegengesetzt ist. Für jeden stabilen Zustand ist es erforderlich, daß die Rückstellkraft f beträchtlich kleiner ist als die elektrostatische Haltekraft f, was ausgehend von einer an der Oberfläche auf dem Elektreten verfügbaren Ladungsdichte die mechanischen und geometrischen Kenndaten der Lamelle festlegt. Es sei darauf hingewiesen, daß die elastische Rückstellkraft eine untergeordnete Rolle spielt und daß sie ebensogut aus einer Schwere- oder Reibungskraft bestehen könnte. Wenn man die elektrische Kapazität C zwischen den Elektroden jeder Schaltzelle kennt, ist es leicht, die Spannung V zu berechnen, die zur Erzielung der Ladungszufuhr erforderlich ist, welche das Kippen bewirkt. Da das Kippen eine vorübergehende Erscheinung ist, genügt ein Spannungsimpuls, dessen Amplitude V und dessen Dauer T gestatten, die Lamelle abzulösen und von einer der beiden Elektroden zur anderen gehen zu lassen.

Man kann beispielsweise, ohne daß darunter eine Einschränkung zu verstehen ist, die Einrichtung von Fig.1 herstellen, indem die Lamellen 5 aus einer Polypropylenfolie ausgeschnitten werden, welche eine Dicke von 12 ,um hat. Diese Folie wird zuvor durch Koronaentladung derart elektrisiert, daß sich eine Ladungs-

—9 2 dichte in der Größenordnung von 1O C/cm ergibt. Die Lamellen sind rechtwinkelig und haben eine Breite von 4 mm mit einer Ausladung von 10 mm. Die benutzten Elektroden haben einen Abstand von 1,5 mm. Ein Spannungsimpuls von ungefähr 4OO V, der während 1,5 ms anliegt, genügt, um das Kippen der Elektretlamelle hervorzurufen, die diese Kenndaten hat.

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Es ist zu erkennen, daß die Kapazität G jeder Zelle» die durch den Kreuzungspunkt einer Elektrode 3 mit einer Elektrode 4 materialisiert ist, in der Größenordnung von einem Pikofarad. liegt. Der Kippspitzenstrom liegt in der Größenordnung von 0,5 ,uA, und die elektrische Leistung, die aufgenommen wird, liegt in der Größenordnung von 2GO /UW.

Fig. 3a zeigt eine Experimentierschaltung, welche das Untersuchen der Kippkenndaten einer Zelle der in Fig.1 dargestellten Art gestattet, Sie enthält eine Lichtquelle 8, der eine Linse 15 zugeordnet ist, die an der Schnittfläche das freie Ende der Lamelle 5 beleuchtet, wenn diese In der unteren Stellung ist. Die Elektroden 3 und 4 bestehen aus Zinnoxid und sind mit einem Impulsgenerator 11 verbunden, der an einem seiner beiden Ausgänge eine positive Spannung und an dem anderen Ausgang eine negative Spannung abgibt. Die Elektroden 3 und 4 sind mit der Masse des Generators 11 über dessen Innenwiderstand verbunden, so daß man durch abwechselndes Auslösen der elektrischen Erregung an den beiden vorgesehenen Ausgängen die In Fig. 2b und 2d dargestellten PolarIsaiionszustände erhält. Um die beiden stabilen Zustände der Lamelle 5 sichtbar zu machen, kann man das Vorhandensein einer Lichtstrahlung erfassen, die in der Verlängerung 6 der Lamelle 5 übertragen wird, Tatsächlich hat man sich in Fig. 3a für eine Art der seitlichen Erfassung entschieden. Man bildet beispielsweise das Bild des beweglichen Endes der Lamelle 5 auf einem Photodetektor 13 ab und benutzt zu diesem Zweck eine Linse 14. Die Strahlung, die In die Lamelle 5 eingedrungen ist, wird durch Fremdkorpuskeln, welche in ihrem Volumen eingeschlossen sind, und durch Oberflächenkratzer zerstreut. Dieser Effekt kann systematisch hervorgehoben werden, beispielsweise durch Mattieren oder durch Einbringen

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von Zerstreuungskörnchen in das Innere des Materials, das zum Herstellen der Lamellen 5 dient. Mit einem Zweistrahloszilloskop-16 kann man, wie in Fig. 3b dargestellt, den Kippimpuls mit der Dauer 18 und der Amplitude 17 sowie die die Lageänderung der Lamelle angebende Kurve 19 optisch darstellen.

Die Schaltung von Fig. 3 gestattet die Herstellung des Diagramms von Fig. 4, in welchem auf der Abszisse die Dauer der Kippimpulse und auf der Ordinate die Amplitude dieser Impulse aufgetragen sind. Die Wertepaare, die gerade ausreichen, um das Kippen hervorzurufen, liegen auf der Kurve 20. Diese Kurve besitzt zwei Asymptoten 22 und 23 und hat den Verlauf eines Hyperbelastes. Der schraffierte Bereich 21 enthält die Amplitude,Dauer-Wertepaare, die das Kippen ganz gewiß hervorrufen. Ausreichend weit von diesem Bereich entfernt kann das Kippen nicht stattfinden.

Die Schaltzellen von Fig. 1 können in Form einer Matrix mit N Zeilen und M Spalten angeordnet werden. Indem an eine Zeilenelektrode 3 ein Impuls angelegt wird, der allein nicht das Kippen bewirkt, und indem an die Spaltenelektroden 4 Impulse angelegt werden, deren Wirkung sich für manche von ihnen mit dem des Zeilenimpulses kummuliert, erreicht man das selektive Kippen längs dieser Zeile. Man kann die Zeilen- und Spaltenimpulse zeitlich zusammenfallen lassen, indem man ihnen Amplituden gibt, die das Kippen allein dann verursachen, wenn sich ihre Amplituden an einem Kreuzungspunkt addieren. Man kann außerdem Zeilen- und Spaltenimpulse wählen, die das Kippen allein dann hervorrufen, wenn sie zeitlich zusammenfallen. Jede zufriedenstellende Art der Erregung ist durch zwei Arbeitspunkte gekennzeichnet, die in deutlich verschiedenen

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Bereichen liegen, wobei sich einer in der Zone 21 von Fig. 4 und der andere außerhalb dieser Zone befindet. Durch passende Wahl des Vorzeichens, der Amplitude, der Dauer und der zeitlichen Verschiebung der Steuerimpulse können zahlreiche Erregungsarten vorgesehen werden.

Fig. 5 zeigt eine Ausführungsvariante einer Schaltzelle nach der Erfindung. Diese Zelle unterscheidet sich von der von Fig. 1 durch die Tatsache, daß der Elektret 5 hier eine Lamelle ist, die keiner Biegung unterworfen ist, sondern die auf der Trägerplatte 2 gleiten kann. Zu diesem Zweck ist die Elektretlamelle mit Führungsquerschlitzen versehen, in denen Stifte 27 gleiten können, die mit der Tragplatte 2 fest verbunden sind. Die Elektroden 3 und 4 sind zwar auf die Tragplatte 2 aufgebracht, sie könnten sich jedoch auch ganz oder teilweise auf der anderen Tragplatte 1 befinden, die der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt worden ist. Selbstverständlich ist das Kippen der Elektretlamelle 5 hier eine geradlinige Verschiebung in der Richtung y. Von den beiden Haltestellungen entspricht die eine der mit ausgezogenen Linien dargestellten Lamelle 5, welche teilweise die Elektrode 3 überdeckt, und die andere der gestrichelt dargestellten Lamelle, die die Elektrode 4 überdeckt. Bei der in Fig. 5 dargestellten Art des Schaltens handelt es sich um ein optisches Schalten. Die Tragplatte 2 ist mit einer öffnung 26 versehen, die durch die Strahlungsquelle 8 beleuchtet ist. Eine ähnliche Öffnung 25 ist in der Elektretlamelle 5 gebildet. In einer der Haltestellungen kann die öffnung 25 mit der öffnung 26 zusammenfallen.

Wenn beispielsweise die Tragplatte 2 und die Lamelle" 5

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lichtundurchlässig sind, verhält sich die Anordnung wie ein Lichtventil. Es kann außerdem in Betracht gezogen werden, daß die. Lamelle lichtdurchlässig ist und daß die öffnung 25 einen Lichtschirm, eine Linse oder ein Prisma enthält. In diesen Fällen wird die einfallende Strahlung zerstreut, fokussiert, defokussiert oder abgelenkt.

Ebenso kann man, statt der Einrichtung von Fig. 5 eine optische Strahlung zuzuführen, vorsehen, daß sie ihre Schaltwirkung auf einen ankommenden Gasstrom ausübt, um ihn abzulenken oder um seinen Durchsatz zu beeinflussen.

Im Rahmen der Erfindung kann die Einrichtung von Fig.5 mit zwei Freiheitsgraden arbeiten. In diesem Fall besteht die Lamelle 5 aus einer Elektretscheibe, deren Verschiebungen in den x- und y-Richtungen durch eine Einfassung in Form eines Vierecks begrenzt sind. An den vier Seiten der Einfassung sind vier Elektroden angeordnet, die vier Haltestellungen der Elektretscheibe festlegen und die, paarweise elektrisch erregt, das Kippen in der y- oder x-Richtung unabhängig voneinander zu realisieren gestatten.

Fig. 6 zeigt eine Elektretschaltzelle, welche das Herstellen eines elektrischen Kontaktes gestattet.

Auf einer Verlängerung des beweglichen Teils 5 ist ein Leiterstreifen 30 angeordnet, der in der unteren Stellung den elektrischen Kontakt zwischen zwei leitenden Kontakten 31 und 32 herstellen kann, die auf der Tragplatte 2 angeordnet sind. Entsprechende Einrichtungen können auch auf der Tragplatte 4 angebracht sein. Man kann die beiden Kontakte 31 und 32 durch die ohmsehen Kontakte eines Feldeffekttransistors, beispielsweise

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eines Anreichungsfeldeffekttransistors, ersetzen. Wenn sich das aufgeladene Ende der Lamelle 5 dem Transistor nähert, wird in dem Substrat zwischen den ohmschen Kontakten ein leitender Kanal gebildet, ohne daß es .erforderlich ist, eine Steuerelektrode und eine Vorspannungsquelle vorzusehen. Ein mit dem Lawineneffekt arbeitendes Festkörperbauelement kann ebenfalls vorgesehen werden, um die Stelle der Kontakte 31 und 32 einzunehmen und um selektiv auf das elektrische Feld anzusprechen, das durch das bewegliche Ende des Elektreten 5 gebildet wird.

Fig. 7 zeigt eine Elektretschaltzelle, in der das Schaltelement 5 um eine Achse ζ schwenken kann. Die benutzten Bezugszeichen sind die gleichen wie in den vorangehenden Figuren, außer bezüglich da: optischen Wellenleiter 33, 34 und 35. Das Schaltelement 5 kann zwei Winkellagen einnehmen, in welchen es den Lichtleiter 33 mit dem Lichtleiter 35 oder mit dem Lichtleiter 34 koppelt. Das Schwenken wird durch die elektrische Erregung der leitenden Bereiche 3 und 4 gesteuert. Die Zentrierung und die Begrenzung der Bewegung erfolgen durch zwei Ringsegmente, die mit der Tragplatte 2 fest verbunden sind.

Eine andere Anordnung der Schalteinrichtung nach der Erfindung ist im Schnitt in Fig. 8 dargestellt. Bei dieser Einrichtung werden zwei Elektretlamellen 5 und 45 benutzt, deren nichtaufgeladene Seiten einer reflektierenden Schicht 46 benachbart sind. Das bewegliche System 5, 45 und 46 kann zwischen zwei Tragplatten 1 und 2, die mit leitenden Schichten 4 bzw. 3 versehen sind, eine obere Stellung oder eine untere Stellung einnehmen. Die elektrische Erregung, durch die das Kippen hervorgerufen werden soll, wird von zwei Impulsgeneratoren 36 und 37 oder durch einen einzigen Genera-

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tor 38 geliefert. Wenn die Tragplatte 1 und die Elektrode 4 strahlungsdurchlässig sind und wenn die Elektretlamel-Ie 45 ebenfalls strahlungsdurchlässig ist, ist zu erkennen, daß die Einrichtung dazu benutzt werden kann, eine einfallende Strahlung 47 in einer Richtung 50 zu reflektieren, aber mit einer Verschiebung des reflektierten Bündels zwischen den Positionen 48 und 49. Wenn das bewegliche System biegsam und zwischen zwei Abstützungen angebracht ist, gestattet die Verformung, die es erfährt, indem es sich zu der einen oder zu der anderen Tragplatte hin krümmt, die Vergenz der reflektierenden Schicht 46 zu ändern.

Bei den vorstehenden Ausführungsformen erfolgt das Umschalten zwischen zwei Haltestellungen, die durch zwei Elektroden materialisiert sind, welche an einem Isoliergestell befestigt sind.

Fig. 9 zeigt eine Schalteinrichtung, bei welcher die Anzahl der Haltestellungen nicht auf zwei begrenzt ist. Sie enthält ein Isoliergestell mit zwei Tragplatten 1 und 2, zwischen denen eine Elektretscheibe 5 laufen kann. Der Übersichtlichkeit halber ist die Tragplatte 1 gestrichelt gezeichnet worden und es ist zu erkennen, daß sie mit Vorsprüngen 201 und 202 versehen sein kann, welche für die Führung der Scheibe 5 sorgen. Eine entsprechende Führungswirkung kann mit einem dünnen Leiterstreifen erzielt werden, der auf die Tragplatte 1 aufgebracht ist, denn auf diese Weise wird die Scheibe 5 durch elektrostatische Anziehung selbsttätig zentriert.

Die Tragplatte 2 ist mit aufeinanderfolgenden leitenden Bereichen 100,' 101, 102, 103, 104, 105 und 106 versehen, die ebensoviele Haltestellungen der Elektretscheibe 5 materialisieren. Um den Übergang der Scheibe 5 aus einer Haltestellung in die nächste hervorzurufen _f sind die

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Bereiche 100 bis 106 mit drei Klemmen M, N und P verbunden, die durch elektrische Impulse erregt werden, welche von dem Generator 11 geliefert werden. In den Fig. 10a, 10b und 10c sind die Steuersignale dargestellt, die an die Klemmen M bzw. N bzw. P angelegt werden.

Geht man von einer Position 500 der Scheibe 5 aus, in welcher sie durch den Bereich 101 festgehalten wird, erkennt man, daß, um sie über den Bereich 102 zu bringen, an die Klemme M ein negativer Impuls und an die Klemme P ein positiver Impuls angelegt werden muß, wobei angenommen ist, daß die Scheibe 5 eine positive Ladung trägt. Die Klemme N liegt während dieser Steuerphase nicht an Spannung. Man sieht somit, daß die Bereiche 100 und 103 keine elektrostatische Wirkung auf die Scheibe 5 ausüben und daß sie diese vor den elektrostatischen Fernwirkungen der Bereiche schützen, die außerhalb von ihnen liegen. Die Verschiebung der Scheibe 5 erfolgt somit in Abhängigkeit von den Bereichen 101 und 102 und sie beschränkt sich auf das Überqueren eines Zwischenraums zwischen zwei Bereichen. In den Diagrammen von Fig. 10 ist diese Phase durch die früheste Impulsaussendung auf der Zeitachse t markiert. Der nächste Schritt, in welchem sich die Scheibe 5 von dem Bereich 102 zu dem Bereich 103 bewegt, erfordert das Anlegen eines positiven Impulses an die Klemme M und eines negativen Impulses an die Klemme N. Schließlich erhält man eine schrittweise Bewegung der Scheibe 5 mit einem Stillstand von gewünschter Dauer auf jedem leitenden Bereich. Die Form, die den leitenden Bereichen 100 bis 106 gegeben worden ist, ist gewählt worden/ um die Zentrierung der Scheibe 5 zu fördern, wenn die Bewegung in der positiven Richtung der Z-Achse erfolgt. Selbstverständlich ist es ebenfalls

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möglich, die Bewegungsrichtung der Elektretscheibe 5 durch eine Vertauschung der Anschlüsse auf der Höhe der Klemme M, N und P oder aber durch Änderung des Inhalts der Erregungsxgnale umzukehren. Es sei noch angemerkt, daß sich die Einrichtung von Fig. 9 dafür eignet, mehrere Elektretscheiben gemeinsam weiterzubewegen, sofern sie nicht einander zu nahe sind. Die Einrichtung von Fig.9 stellt ein echtes Schieberegister dar, das durch alle optischen, elektrischen oder anderen Einrichtungen, wie sie vorstehend beschrieben sind, abgelesen werden kann. Außerdem kann ein Weg von leitenden Bereichen auf jeder der Tragplatten 1 und 2 vorgesehen sein. Diese Wege können allen Arten von Bahnen in der Ebene folgen; sie können sich wieder schneiden oder Schleifen bilden.

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Claims

Patentansprüche :

1.) Schalteinrichtung mit elektrisch gesteuerter Verstellung, mit einem Gestell, welches ein bewegliches Teil umschließt, das zumindest zwei stabile Stellungen einnehmen kann, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Teil einen dielektrischen Körper hat, der eine permanente elektrische Ladung trägt, daß das Gestell isolierend und mit zumindest zwei leitenden Bereichen versehen ist, welche durch Influenz das bewegliche Teil in irgendeiner der stabilen Stellungen halten, und daß elektrische Polarisationseinrichtungen mit den leitenden Bereichen verbunden sind, um das leitende Teil den Raum zwischen den leitenden Bereichen durchqueren zu lassen.

2. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestell zwei Tragplatten enthält, die durch einen Zwischenraum getrennt sind, dessen Dicke größer ist als die des beweglichen Teils, daß das bewegliche Teil ein zwischen die Tragplatten eingeschobenes Teil ist und daß die leitenden Bereiche sich auf der einen bzw. der anderen Tragplatte befinden, so daß sie mit dem beweglichen Teil in der einen bzw. der anderen stabilen Stellung in Kontakt kommen.

3. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die leitenden Bereiche auf wenigstens einer Tragplatte des Gestells befinden und daß das bewegliche Teil auf der Tragplatte zwischen den leitenden Bereichen frei gleiten kann.

4. Schalteinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Teil biegsam ist und an wenigstens einem seiner Enden mit dem Gestell fest ver-

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bunden ist.

5. Schalteinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Teil in zwei verschiedenen Richtungen der Gleitebene der Tragplatte gleiten kann.

6. Schalteinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Teil um eine zu der Gleitebene der Tragplatte senkrechte Achse schwenken kann.

7. Schalteinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die leitenden Bereiche derart aufeinanderfolgen, daß sie eine Reihe von N aufeinanderfolgenden stabilen Stellungen bilden, wobei N eine ganze Zahl größer als zwei ist, und daß die elektrischen Polarisationseinrichtungen mit den Bereichen derart verbunden sind, daß das bewegliche Teil aus irgendeiner der stabilen Stellungen in die in der Reihe unmittelbar folgende verschoben wird.

8. Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Polarisationseinrichtungen im Impulsbetrieb arbeiten.

9. Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer Matrixanordnung von Elementarzellen besteht, welche jeweils ein bewegliches Teil enthalten, das zwei leitenden Bereichen zugeordnet ist, die mit den Zeilen- bzw. Spaltenelektroden der Matrixanordnung verbunden sind.

10. Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1

bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß dem beweglichen Teil Leitvorrichtungen für eine zu schaltende optische Strah-

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lung zugeordnet sind.

11. Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9_f dadurch gekennzeichnet, daß dem beweglichen Teil
optische Einrichtungen zugeordnet sind,welche die
Charakteristiken einer einfallenden optischen Strahlung zu modifizieren gestatten.

12. Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß dem beweglichen Teil elektrische Einrichtungen zugeordnet sind,welche zwei
Leitungszustände aufweisen.

13. Schalteinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Einrichtungen aus einer Anordnung von festen und beweglichen Kontakten bestehen.

14. Schalteinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Einrichtungen aus einem durch Feldeffekt umschaltbaren Festkörperbauelement bestehen.

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