DE952196C

DE952196C - Als Schalteinrichtung ausgebildete, durch ein Feld steuerbare Widerstandseinrichtung

Info

Publication number: DE952196C
Application number: DES6590D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Fritz Kesselring
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1944-11-04
Filing date: 1944-11-04
Publication date: 1956-11-15

Description

Als Schalteinrichtung ausgebildete, durch ein Feld steuerbare Widerstandseinrichtung Die Widerstandseinrichtung nach dem Hauptpatent hat eine Vielzahl beweglicher Teile zwischen Belegungen, insbesondere Polschuhen von Magneten, die zunächst nur mit einer Belegung in Berührung stehen, bei der Einschaltung eines Feldes, z. B. eines Magnetfeldes, aber bewegt werden und dadurch eine elektrische Verbindung zu der anderen Biegung herstellen. Nach einer bevorzugten Ausführungsform kann der Raum zwischen den beiden Belegungen durch Zwischenwände etwa wabenartig unterteilt werden,. wobei in jedem Einzelraum nur wenige oder gegebenenfalls auch nur ein einziges, z. B. magnetisches Teilchen enthalten .ist. Nach ' einer anderen Ausführungsform werden die beispielsweise magnetischen Teilchen entweder . an einer Belegung oder einem anderen gegebenen Träger, beispielsweise einer federnden Membran, federnd oder schwenkbar gehalten, so daß die Lage der einzelnen Teilchen gleichfalls mehr oder weniger bestimmt ist.
Nach der Erfindung kann die Einrichtung nach dem Hauptpatent dadurch vorteilhaft weitergebildet werden, daß wenigstens eine der Belegungen in eine größere Anzahl von gegeneinander isolierten Einzelelektroden unterteilt wird, von denen vorzugsweise jede einem beweglichen Teilchen oder einer besonderen Teilchengruppe zugeordnet ist.
Zu jeder solchen Elektrode kann dann eineigener Anschluß geführt werden, so daß sich eine Vielfachschalteinrichung ergibt, die für vielerlei Schaltzwecke verwendet werden kann. Bei der An- Ordnung einer zusammenhängenden Gegenelektrode als andere Belegung werden, dann bei erregtem Feld sämtliche Einzelelektroden mit dieser Gegenelektrode durch die Teilchen verbunden: Unter Umständen kann es auch zweckmäßig sein, die Gegenelektrode in gleicher oder in anderer Weise zu unterteilen, wodurch die Mannigfaltigkeit entsprechend erhöht wird. Mit jeder Einzelelektrode kann ein gesonderter Stromkreis verbunden werden. In manchen Verwendungsfällen kann es auch zweckmäßig sein, die beweglichen Teilchen derart anzuordnen, daß sie in unerregtem @ Zustand eine leitende Verbindung zwischen je zwei benachbarten Einzelelektroden herstellen, die bei der Bewegung der Teilchen, beispielsweise durch Einschalten eines Magnetfeldes, unterbrochen werden. Hierbei kann gleichzeitig eine Umschaltung auf Gegenelektroden erfolgen oder aber in' Fällen; in denen eine solche Umschaltung nicht notwendig ist, die Gegenelektrode überhaupt weggelassen werden, indem etwa eine Isolierschicht zwischen Teilchen und Magnetpol gelegt wird.
Erfolgt bei einer bestimmten Ausbilnungsform der Widerstandseinrichtung nach dem Hauptpatent die Bewegung der Teilchen durch Einschalten eines Magnetfeldes, dann werden die Teilchen durch das Magnetfeld entgegen der Wirkung einer Rückführkraft bewegt und kehren beim Verschwinden des Feldes wieder in ihre Ausgangslage zurück. Hierbei kann durch Ausbildung der Brücken und durch Wahl des Schaltweges dafür gesorgt werden, daß eine Schaltfolge nach einem bestimmten Plan durchgeführt wird.
Eine noch größere Mannigfaltigkeit kann dadurch erreicht werden, daß auch das Feld in einzelne, etwa den einzelnen Teilchen oder Teilchengruppen zugeordnete Teilfelder zerlegt wird, die unabhängig voneinander aufgebaut und ausgeschaltet werden können. Dadurch erhält man die Möglichkeit, die . einzelnen Teilchen etwa nach einem vorgegebenen Plan in bestimmter -Reihenfolge zu schalten.
Es besteht auch die Möglichkeit, einzelne Teilchen oder Teilchengruppen innerhalb einer besonderen kleinen Erregerspule anzuordnen, so daß durch Ein- und Ausschaltung diese Erregung, die wieder für einzelne Teilchen oder Teilchengruppen gesondert durchgeführt werden kann, die gewünschte Schaftfolge erreichbar ist.
Unter Umständen kann es zweckmäßig sein, das Feld durch Bewegung von Magneten in den Bereich der einzelnen Teilchen zu bringen. Hierzu können beispielsweise Elektromagnete oder permanente Magnete an den Teilchen bzw. an einer diese enthaltenden Dose vorbeibewegt oder vorbeigedreht werden. Ein wanderndes oder drehendes Feld kann auch ohne bewegte Teile, mit Ausnahme der Schaltbrücken, mit Hilfe wechselstromgespeister oder intermittierend gespeister verteilter Wicklungen erzeugt werden.
Die einzelnen Stromkreise der Einzelelektroden können beispielsweise mit Widerständen oder Anzapfungen von Widerständen, mit Spulen oder Anzapfungeu von Spulen, insbesondere auch von Transformatoren, sowie mit Kondensatoren oder auch mit Kombinationen aus diesen Elementen in Verbindung stehen.
Unter Umständen kann es zweckmäßig sein, gegenüber den Teilchen voneinander getrennte Scheiben aus magnetischem Material anzuordnen und die Teilchen als permanente Magnete auszuführen, so daß die Teilchen, sobald sie dur/ h das Feld in die Einschaltlage gebracht sind, durch den remanenten Magnetismus in dieser Stellung festgehalten werden, bis ein Feld entgegengesetzter Richtung erzeugt wird, das die Teilchen wieder in ihre Ausgangslage zurückbewegt.
Als Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden an ° Hand der Zeichnung ein regelbarer Stufenwiderstand geschildert.
Es bedeutet darin i einen vorzugsweise ohmschen Widerstand, der über Anzapfungen_ 2 mit den voneinander isolierten Elektroden 3 in einer Dose q. in Verbindung steht. 5 sind die tSchaltbrücken, die im vorliegenden Fall als schwenkbare permanente Magnete ausgeführt sind. Sie ruhen im eingeschalteten, d. h. unerregten Zustand, auf Ansätzen 6 der jeweils benachbarten Elektrode 3, so daß die Elektroden in diesem Zustand miteinander verbunden sind uhd der Widerstand überbrückt ist. 7 ist eine nichtmagnetische .oder isolierende Zwischenschicht, 8 eine Schicht, die aus voneinander getrenntem kleinen Scheiben aus ferromagnetischem Material besteht- 9 ist ein permanenter Magnet, der sich um die Achse io dreht. Der Strom wird dem Widerstand über eine Leitung ii zugeführt und mit Hilfe einer Leitung 12 abgenommen. Die Wirkungsweise der Anordnung ist nun folgende: Wird der permanente Magnet 9 im Uhrzeigersinn gedreht, so öffnen sich die Schalter 5 der Reihe nach von rechts nach links.
Der Widerstand vergrößert sich und kann, sofern die punktiert eingezeichnete letzte Stufe nicht vorhanden ist, bis zu dem Werte Unendlich, d. h. zu vollständiger Unterbrechung, gesteigert werden. Die einzelnen als permanente Magnete ausgebildeten Schaltbrücken kleben nun vermöge ihres eigenen Magnetismus an der Schicht 8, und zwar solange, bis der Südpol des Magnets 9 an ihnen vorbeibewegt wird.
Geschieht dies, so stoßen sich die gleichnamigen Pole ab, sofern diese Kraft größer ist als die Haltekraft zwischen den Schaltbrücken und- der Schicht 8.- Um diese Haltekraft klein zu gestalten, ist die nichtmagnetische Zwischenschicht 7 vorgesehen.
Ist die Zwischenschicht 7 auch elektrisch isolierend, so bleibt der Widerstand eingeschaltet, bis die Brücken wieder in die Anfangslage- zurückgehen.
Falls diese Zwischenschicht eine leitende, gleichfalls unterteilte Gegenelektrode darstellt,- deren einzelne Teile mit den Anzapfungen eines zweiten nicht dargestellten Widerstandes in Verbindung stehen, so werden bei der Bewegung der Teilchen Umschaltungen durchgeführt, wodurch je nach Schaltung und Wahl der Widerstandswerte die verschiedensten Widerstandsstufen eingeschaltet werden können.
Es kann. zweckmäßig sein, die einzelnen Widerstandsabschnitte zwischen' den Anzapfungen verschieden groß, etwa nach einer bestimmten, beispielsweise logarithmischen Funktion, abzustufen. Außerdem kann es zweckmäßig sein, bei Anordnungen, bei denen wie beim Ausführungsbeispiel eine Reihe von Schaltelementen nacheinander betätigt wird, an Stelle jedes einzelnen Schaltelementes eine Vielzahl Paralleler Schaltelemente vorzusehen, die beispielsweise senkrecht zur Zeichenebene hintereinanderliegend angeordnet sein können., Es können auf diese Weise Regler, Stufenschalter, Zellenschalter und. ähnliche Schalt- und Regelgeräte gebar - werden; weitere Anwendungsgebiete sind Wähler, insbesondere in Fernsprechanlagen, Schiffskommandoanlagen, Telegraphie, Fernschreibmaschinen', Bildübertragung und ähnliche Nachrichtengeräte.

Claims

PATENTANSPRÜCHk: i. Durch ein Feld steuerbare Widerstandseinrichtung, bei der zwischen Belegungen, z. B. Polschuhen von Magneten, eine Vielzahl beweglicher Teilchen, deren Lage mehr oder weniger bestimmt ist, in der Weise angeordnet ist, daß diese zunächst höchstens mit einer Belegung in Berührung stehen, bei der Einschaltung des Feldes aber so bewegt werden, daß eine Verbindung zwischen den Belegungen hergestellt wird, nach Patent 948 712, ausgebildet als Schalteinrichtung, dadurch gekennzeichnet, @ daß wenigstens eine der Belegungen in eine größere Zahl von gegeneinander isolierten Einzelelektroden unterteilt ist, an die je ein gesonderter Stromweg an-,schließbar ist.
2. Einrichtung nach Anspruch x, dadurch gekennzeichnet, daß jede Einzelelektrode einem beweglichen Teilchen oder einer besonderen Teilchengruppe zugeordnet ist.
3. Einrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beweglichen Teilchen derart angeordnet sind, daß'sie die Verbindung zu einer benachbarten . Einzelelektrode herstellen. q.. Einrichtung nach Anspruch, i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auch das Feld zwischen den Belegungen in eine größere Anzahl von voneinander unabhängig steuerbaren Einzelfeldern zerlegt ist. 5. Einrichtung nach Anspruch i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß einzelnen Teilchen oder Teilchengruppen gesonderte, diese umschließende, steuerbare Erregerspulen zugeordnet sind. 6. Einrichtung nach Anspruch i bis- 5, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Teil chen Magnete sind. 7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens auf einer Seite gegenüber den Teilchen eine Schicht aus von-. einander magnetisch getrennten Scheiben aus magnetischem Material angeordnet ist. B. -Einrichtung nach Anspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der einzelnen - Teilchen mit Hilfe eines vorbeibewegten oder vorbeigedrehten, insbesondere permanenten Magneten erfolgt. g. Einrichtung nach Anspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet, - daß die Steuerung der einzelnen Teilchen mit Hilfe eines pulsierenden Feldes oder eines Drehfeldes erfolgt. io. Einrichtung nach Anspruch i bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Stromwege der Einzelelektroden mit Anzapfungen von Widerständen, Spulen,. Transformatoren oder Kondensatoren in Verbindung stehen.