DE1078171B - Magnetische Schrittschalt- und Speichereinrichtung - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Für elektronische Rechenmaschinen und auch für Zähl- und Steuerungszwecke werden häufig Zähl- und Schrittschalteinrichtungen benötigt, deren Schrittfolgegeschwindigkeit um ein Vielfaches höher ist, als beispielsweise durch elektromechanische Einrichtungen erreicht werden kann. Man hat daher solche Schrittschalteinrichtungen mit Elektronenröhren aufgebaut, welche sehr hohe Schrittfolgegeschwindigkeit zu bewältigen vermögen.

Es ist jedoch bekannt, daß Elektronenröhren nur eine zeitlich begrenzte Lebensdauer besitzen und sehr störungsempfindlich sind. Da solche Zähl- und Schrittschalteinrichtungen aus einer Vielzahl von Elektronenröhren aufgebaut sind, ergibt es sich, daß die Zuverlässigkeit und Lebensdauer infolge der Verwendung von Elektronenröhren erheblich eingeschränkt wird. Weiterhin bedeuten solche Röhrenanordnungen einen erheblichen Aufwand, sie beanspruchen viel Platz und verbrauchen verhältnismäßig viel elektrische Energie.

Die stets beim Verbrauch elektrischer Energie auftretende Wärme verlangt unnötigen Aufwand in den Geräteabmessungen und erhöhte Sicherheitsvorschriften und bedingt damit Verteuerung der übrigen Bauelemente.

Um diese Nachteile zu vermeiden, ist man in den letzten Jahren dazu übergegangen, solche Zahl- und Schrittschalteinrichtungen mit Hilfe magnetischer Bauelemente aufzubauen, Elektronenröhren zu vermeiden und nach Möglichkeit auch die erforderliche Anzahl von Halbleiter-Bauelementen (Transistoren, Dioden) als Verstärker oder Schalter einzuschränken, weil auch diese Wärme erzeugen und vor allem selbst sehr temperaturempfindlich sind. Es sind mehrere Arten solcher magnetischer Schrittschälteinrichtuiigen bekanntgeworden. Sie bedienen sich, entsprechend der erforderlichen Schrittzahl, einer Vielzahl von Ringkernen aus einem Material mit vorzugsweise rechteckiger Hystereseschleife. Auf diese Ringkerne ist im allgemeinen eine Mehrzahl von Wicklungen aufgebracht, deren eine dazu dient, eine Eingangsinfor- to mation in einen solchen Magnetkern in der Form hereinzubringen, daß dieser von einem beispielsweise negativen Remanenzzustand, welcher im folgenden als die Stellung »0« bezeichnet werden soll, in den positiven Remanenzzustand übergeführt wird, welcher hinfort als »1« bezeichnet werden soll.

Eine weitere Wicklung, nämlich die Vorschubwicklung, dient dazu, um durch einen sogenannten Vorschubimpuls den Ringkern von der Stellung »1« in die Stellung »0« zurückzubringen. Bei dieser Flußumkehr, welche nur dann auftritt, wenn der Kern vorher einen Inhalt »1« besessen hat, wird in eine dritte Wicklung, eine sogenannte Ausgangswicklung, ein Spannungsstoß induziert, welcher durch geeignete Kopplungs- Magnetische Schrittschalt-
und Speichereinrichtung

Anmelder:

Kienzle Apparate G.m.b.H.,
Villingen (Schwarzw.)

Günter Martens, Schliersee,
ist als Erfinder genannt worden

glieder auf die Eingangswicklung eines nachfolgenden Kernes übertragen wird und diesen von der Stellung »0« in die Stellung »1« ummagnetisiert. Die dazwischengeschalteten Kopplungsglieder sollen diesen Spannungsimpuls in Schrittschaltrichtung übertragen, sie müssen jedoch verhindern, daß ein Impuls, welcher auch gleichzeitig in die Eingangswicklung des durch einen Vorschubimpuls abgefragten Kernes induziert wird, in rückwärtiger Richtung, also entgegengesetzt zur Schrittschaltrichtung, auf den vorhergehenden Kern einwirkt und in diesen eine Fehlinformation eingibt. Man verwendet für diese Kopplungsmittel im allgemeinen Halbleiterdioden. Ein in das Anfangsglied einer solchen kettenförmigen Anordnung eingegebenes Signal wird dann durch die Vorsdhubimpulse schrittweise durch die Kette hindurchtransportiert, wobei jedesmal das Glied, durch welches das Signal gerade transportiert wird, ein Ausgangssignal nach außen abgeben kann. Solche Anordnungen arbeiten an sich außerordentlich zuverlässig, und ihre Lebensdauer wird im wesentlichen nur durch die Lebensdauer der Halbleiterdioden begrenzt, welche diejenige der Elektronenröhren um ein Vielfaches übertrifft. Diese Halbleiterdioden besitzen jedoch in Flußrichtung einen gewissen Widerstand, welcher zwar z. B. bei den Golddrahtdioden sehr gering sein kann, welcher aber eine energetisch günstige und diesen Flußwiderstandswerten eingepaßte Windungszahl der Wicklungen auf den einzelnen Ringkernen erfordert. Hierdurch wird die Bewicklung solcher Ringkernspulen wegen der erforderlichen relativ hohen Windüngszahlen erschwert und verteuert.

Eine weitere, bisher technisch bekanntgewordene Anwendungsform von Ringkernen mit -rechteckiger Hystereseschleife besteht in der Herstellung von

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Speichersystemen in Form von sogenannten Speichermatrizen. Man kann solche Speichermatrizen als ein Gitterwerk von sich kreuzenden senkrechten und waagerechten Drähten ansehen, welche voneinander isoliert sind und an den einzelnen Kreuzungspunkten jeweils durch einen Ringkern hindurchgeführt werden. Die Herstellung solcher Matrizen ist jedoch recht mühselig. Es ist bekannt, daß man versucht hat, diese Vielzahl von Ringkernen an den Kreuzungspunkten der Drähte durch eine einzige große ferromagnetische Platte aus einem Material mit rechteckiger Hystereseschleife zu ersetzen, welche entsprechend der Vielzahl der Kreuzungspunkte und in der gleichen geometrischen Anordnung mit Bohrungen versehen ist. Die Drähte werden dann entsprechend jeweils über Kreuz durch diese Bohrungen nacheinander hindurchgeführt. Es ergibt sich mit dieser Anordnung dann im wesentlichen die gleiche, an sich bekannte Wirkungsweise der Speichermatrizen. Es ist weiterhin bekannt, mit Hilfe solcher ferromagnetischer Platten mit einer Vielzahl von Bohrungen auch magnetische Torschaltungen aufzubauen, welche in der Lage sind, einen oder mehrere Ubertragungskanäle gleichzeitig zu öffnen und zu schließen, wobei die Steuerung der Torschaltung durch elektrische Impulse oder durch Permanentmagnete erfolgen kann.

Die Erfindung setzt sich nun zum Ziel, eine magnetische Schrittschalteinrichtung zu schaffen, welche besonders einfach im Aufbau ist, eine nur geringe Windungszahl je Stufe benötigt und die Anwendung von Halbleiterdioden in den Übertragungsgliedern zwischen den einzelnen Stufen überflüssig macht.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß eine Platte aus einem ferromagnetischen Material mit vorzugsweise rechteckiger Hystereseschleife vorgesehen ist, die mit einer der Gesamtschrittzahl entsprechenden Anzahl von Ausnehmungen versehen ist, welche einzeln oder paarweise von mehreren Wicklungen durchsetzt werden und jeweils von einem durch die Koerzitivkraft des Materials und durch die aufgebrachte Feldstärke begrenzten Magnetisierungs-"bereich umschlungen werden, und die Ausnehmungen so zueinander angeordnet sind, daß die Magnetisierungsbereiche· je zweier benachbarter Ausnehmungen sich in einem gemeinsamen Abschnitt überlappen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind in der Platte aus ferromagnetischem Material Gruppen von Ausnehmungen angeordnet, von denen eine Gruppe mit η Ausnehmungen die Wertgruppe, eine weitere mit η — 1 Ausnehmungen eine Übertragungsgruppe ist, wobei die Ausnehmungen einer Übertragungsgruppe so angeordnet sind, daß jeweils eine von ihnen zwei Ausnehmungen der Wertgruppe in je einem gemeinsamen Abschnitt überlappt.

Ein weiteres Merkmal ist darin zu sehen, daß jeder Ausnehmung eine Vorschubwicklung zugeordnet ist und die Vorschubwicklungen für die-Wertgruppe und die Vorschubwicklungen für die Übertragungsgruppe jeweils zu einem in sich geschlossenen Stromkreis zusammengefaßt sind.

Jede der Ausnehmungen wird von einer oder mehreren Wicklungen durchsetzt. Ein durch eine solche Wicklung fließender Strom erzeugt nun um die Ausnehmung herum einen Magnetisierungsbereich, dessen Ausdehnung durch die Koerzitivkraft des Materials einerseits und die vom Vorschubimpuls erzeugte Feldstärke andererseits begrenzt wird. Der Magnetisierungsbezirk kann sich nur in einem solchen Bereich um die Ausnehmung herum ausdehnen, innerhalb dessen die Feldstärke in der Platte größer oder gleich der Koerzitivkraft des Materials ist. Die Ausnehmungen mit den zugehörigen Magnetisierungsbereichen sind zueinander so angeordnet, daß sich die Magnetisierungsbereiche je zweier benachbarter Ausnehmungen in einem gemeinsamen Abschnitt überlappen.

In den den Ausnehmungen zugeordneten Magnetisierungsbereichen herrscht also im Ausgangszustand jeweils eine derartige remanente Flußrichtung, daß — in Schrittrichtung gesehen — jeder Magnetisierungsbereich den folgenden gegen eine Ummagnetisierung durch Vorschubimpulse verriegelt.

Diese Verriegelung wird durch die abschnittsweise Überlappung der beiden Magnetisierungsbereiche zweier benachbarter Ausnehmungen erreicht, wobei die Flußrichtung des Überlappungsabschnitts jeweils der des in Schrittrichtung vorhergehenden Magnetisierungsbereiches entspricht. Hierdurch wird der ursprünglich ringförmig in sich geschlossene magnetische Fluß im folgenden Magnetisierungsbereich in seinem Überlappungsgebiet durch einen Abschnitt entgegengesetzter Flußrichtung unterbrochen. Tritt nun in der zugehörigen Vorschubwicklung ein Impuls auf, welcher bestrebt ist, diesen Magnetisierungsbereich umzumagnetisieren, so findet er in diesem bereits einen Abschnitt der von ihm angestrebten Fluß richtung vor, welcher gesättigt ist und daher wie ein Luftspalt wirkt, so daß die vom Vorschubimpuls erzeugte Feldstärke in diesem Bereich hineingedrängt wird und im übrigen Gebiet praktisch wirkungslos bleibt. Infolgedessen ist der Magnetisierungsbereich gegenüber einer Ummagnetisierung durch Vorschubimpulse verriegelt. Diese Blockierung wird erst durch eine Flußumkehr im vorhergehenden Magnetisierungsbereich aufgehoben. In diesem Falle wird auch die Flußrichtung in dem gemeinsamen Abschnitt umgepolt, so daß nunmehr der folgende Vorschubimpuls einen geschlossenen magnetischen Kreis mit einer Flußrichtung entgegengesetzt zu der von ihm angestrebten vorfindet, den er jetzt umzumagnetisieren vermag.

Die Erfindung sieht nun in einer solchen ferromagnetischen Platte eine kettenförmige Anordnung von Ausnehmungen vor, deren Magnetisierungsbereiche sich in der beschriebenen Weise überlappen und —· in Schrittrichtung gesehen ■— ein Magnetisierungsbereich den folgenden verriegelt. Das Anfangsglied der Kette ist in der Ausgangsstellung nicht verriegelt, da ein vorhergehender Magnetisierungsbereich und damit dessen Überlappungsabschnitt fehlt., Dieses Anfangsglied kann daher durch den ersten Vorschubimpuls ummagnetisiert werden. Hierdurch wird die Verriegelung des folgenden Magnetisierungsbereiches aufgehoben, und dieser kann durch den nächstfolgenden Vorschubimpuls ummagnetisiert werden, wobei gleichzeitig die Verriegelung des nächsten Magnetisierungsbereiches aufgehoben wird. Dieser Vorgang pflanzt sich nun schrittweise mit jedem Vorschubimpuls durch das gesamte Schrittschaltwerk hindurch fort. Damit nicht beim Ummagnetisieren eines bereits freigegebenen Magnetisierungsbereiches die Entriegelung des nächstfolgenden Magnetisierungsbereiches durch einen in dessen Vorschubwicklung gleichzeitig zur Wirkung kommenden Vorschubimpuls beeinträchtigt wird, ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß die Vorschubwicklungen benachbarter Ausnehmungen abwechselnd mit Vorschubimpulsen beaufschlagt werden. Zu diesem Zweck kommt ein Wechselschrittsystem in der Weise zur Anwendung, daß ein Schritt in zwei Halbschritte unterteilt wird, welche zeitlich kurz aufeinanderfolgen. Einem jeden Schritt sind daher jeweils zwei Ausnehmungen in der ferromagnetischen Platte

zugeordnet. Der erste Halbschritt soll in Zukunft als »A«-Schritt und der zweite als »B«-Schritt bezeichnet werden. Die Vorschubwieklungen der den »A«-Schritten zugeordneten Ausnehmungen und der den »B«-Schritten zugeordneten Ausnehmungen werden jeweils zu einer Vorschubwicklungsgruppe zusammengefaßt. Der Vorschubimpulsgenerator wird nun mit an sich bekannten Mitteln so ausgebildet, daß durch ein Eingangssignal, welches einen Gesamtschritt im Schrittschaltwerk bewirken soll, jeweils ein »A«-»B«-Vorschubimpulspaar ausgelöst wird, wobei der »B «-Impuls dem »A«-Impuls in einem gewissen zeitlichen Abstand folgt. Die Vorschubimpulse werden vom Impulsgenerator jeweils der zugehörigen Vorschubwicklungsgruppe zugeführt.

Die durch die Vorschubimpulse in den einzelnen Magnetisierungsbereichen nacheinander erfolgenden Umkehrungen der magnetischen Flüsse induzieren jeweils in einer dem betreffenden Magnetisierungsbereich zugehörigen Ausgangswicklung einen Spannungsstoß, der das Erreichen der entsprechenden Schrittzahl anzeigt und gemäß dem Verwendungszweck des Schrittschaltwerkes weiteren elektronischen Einrichtungen als Steuersignal zugeführt werden kann.

Durch die geschilderte Arbeitsweise der ferromagnetischen Platte wird erreicht, daß die Steuerung der Signalausgabe aus den einzelnen Gliedern schrittweise entsprechend den Vorschubimpulsen und Glied für Glied des Schrittschaltwerkes nacheinander lediglich durch die Überlappungsabschnitte der magnetisehen Flüsse in den einzelnen Magnetisierungsbereichen bewerkstelligt wird. Im Vergleich zu den im vorhergehenden erwähnten Schrittschaltwerken, welche für diesen Zweck besondere Übertragungsmittel in Form von Halbleiterdioden benötigen, die zudem noch mit Widerständen oder Kondensatoren zu einem Netzwerk vereinigt sind, bietet die erfindungsgemäße Anordnung hierfür vergleichsweise ein besonders einfaches Mittel durch die Überlappungen der magnetischen Flüsse.

Nachdem das Schrittschaltwerk in der beschriebenen Weise einmal durchgelaufen ist, müssen die Richtungen der magnetischen Flüsse in den einzelnen Magnetisierungsbereichen wieder in den Ausgangszustand zurückgebracht werden, bevor der Schrittschaltvorgang wiederholt werden kann. Zu diesem Zweck sind in den einzelnen Ausnehmungen Rückstellwicklungen' in der Weise vorgesehen, daß ein Rückstellimpuls geeigneter Polarität die ursprüngliche Konstellation der remanenten magnetischen Flüsse wiederherstellt. Wie in einer nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels gezeigt wird, erleichtert sich diese Rückstellung dadurch, daß die Überlappungsabschnitte der Magnetisierungsbereiche nach Durchlaufen des Schrittschaltwerkes bezüglich ihrer Flußrichtung wieder von selbst in ihre Ausgangsstellung zurückgekehrt sind und keiner besonderen Rückstellung bedürfen.

Wenn ein soldhes Schrittschaltwerk z. B. für Zählzwecke benutzt werden soll, ist es zweckmäßig, daß bei der Ummagnetisierung des letzten Magnetisierungsbereiches ein in dessen Ausgangswicklung induziertes Ausgangssignal zur Auslösung eines Impulsgenerators herangezogen wird, welcher mittels eines Stromimpulses geeigneter Polarität durch die Rückstellwicklungen dann die Rückstellung des Schrittschaltwerkes in die Ausgangsstellung vornimmt. Werden mehrere solche Zählstufen hintereinander verwendet, so kann dieser Rückstellimpulsgenerator gleichzeitig zur Erzeugung der Vorschubimpulse für die nächstfolgende Zählstufe herangezogen werden.

Eine weitere vorteilhafte Eigenschaft eines derartigen Schrittschaltwerkes ist darin zu sehen, daß es möglich ist, durch Polaritätsumkehr der Vorschubimpulse die Schrittrichtung· umzukehren. Damit ergibt sich eine besonders vorteilhafte Anwendung für Zählstufen, welche vorwärts und rückwärts zählen sollen. Läuft eine solche Zählstufe im Zuge der Zählung unter »0«, so kann das Ausgangssignal aus der der Ausnehmung »0« zugeordneten Ausgangswicklung zur Auslösung eines Rückstellimpulsgenerators herangezogen werden, welcher durch einen Impuls entsprechend umgekehrter Polarität die Rückstellung des Schrittschaltwerkes auf den Zählwert höchster Wertigkeit vornimmt.

Die Erfindung wird nachstehend für eine beispielsweise Ausführungsform als dezimale Zählstufe im einzelnen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt das Schaltbild einer solchen Zählstufe;

Fig. la zeigt die Schaltung sämtlicher Wicklungen und ihre Zusammenschaltung mit den Vorschub- bzw. Rückstellgeneratoren;

Fig. 2 zeigt eine mögliche Ausführungsform einer für eine solche Zählstufe geeigneten ferromagnetischen Platte;

Fig. 3 a bis 3f zeigen jeweils einen Ausschnitt einer solchen ferromagnetischen Platte mit den aufeinanderfolgenden Zählschritten entsprechend eingetragenen Richtungspfeilen der jeweiligen Fluß richtungen in den Magnetisierungsbereichen;

Fig. 4 zeigt die Anordnung einer Vorschubwicklung in den Ausnehmungen der ferromagnetischen Platte.

Die erfindungsgemäße Anordnung nach Fig. 1 stellt eine dezimale Zählstufe dar. Sie besteht aus der ferromagnetischen Platte 1, welche zehn kreisförmige Ausnehmungen 20 bis 29 für die »A«-Schritte und neun Ausnehmungen 30 bis 38 für die »B «-Schritte aufweist. Die Schrittrichtung durch die ferromagnetische Platte hindurch erfolgt in einem Zickzackweg von links nach rechts beim Aufwärtszählen. Jeweils ein den »A«-Schritten zugehöriger Magnetisierungsbereich überlappt sich mit dem benachbarten, einem »B «-Schritt zugehörigen Magnetisierungsbereich in den Gebieten 821 bis 839. Zwecks einfacherer Darstellung ist nur der Anfangs- und Endteil der ferromagnetischen Platte in der Fig. 1 dargestellt. In den Ausnehmungen 20 bis 29 befinden sich die Wicklungen 420 bis 429 für die »A«-Schritt-Impulse. Diese Vorschubwieklungen sind über die Überlappungsabschnitte 830 bis 838 gewickelt. Die Vorschubwieklungen 530 bis 538 für die »B«-Schritt-Impulse befinden sich in den Ausnehmungen 30 bis 38 und sind über die Überlappungsabschnitte 821 bis 829 gewickelt. Die Vorschubwicklungen für die »A«-Schritt-Impulse sind — in der Zeichnung der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt ·— in Serie geschaltet zur Vorschubwicklungsgruppe A zusammengefaßt. Das gleiche gilt für die Vorschubwieklungen B, welche ebenfalls zu einer Vorschubwicklungsgruppe B zusammengefaßt sind. In sämtlichen Ausnehmungen befinden sich zur Außenseite der ferromagnetischen Platte hin Rückstellwicklungen 720 bis 738, welche in Serie geschaltet sind und über eine Leitung 81 mit einem Rückstellimpulsgenerator 8 verbunden sind. Der Rückstellgenerator 8 erhält sein Auslösesignal von einer Wicklung 6, welche auf eine der Außenseite der ferromagnetischen Platte 1 zugewandten Seite der den »A«-Schritten zugehörigen Wertausnehmung 29 aufgebracht ist.

Fig. 2 zeigt das Gesamtbild einer für diesen Anwendungszweck geeigneten ferromagnetischen Platte 1. Um einen Teil der Ausnehmungen sind die zu-

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gehörigen Magnetisierungsbereiche gestrichelt ein- In Fig. 4 ist der Übersichtlichkeit halber die Angezeichnet. Ordnung der den »A«-Schritten zugehörigen Vor-

Fig. 3 a zeigt in Pfeildarstellung die Richtungen der schubwicklung 420 einzeln dargestellt. Der Wicklungsmagnetischen Flüsse in den Magnetisierungsbereichen sinn ist ein solcher, daß der Magnetisierungsbereich und in den Überlappungsabschnitten im Ausgangs- 5 20 durch einen Vorschubimpuls im Uhrzeigersinn zustand. Wiederum ist der Übersichtlichkeit halber ummagnetisiert wird. Wie ersichtlich, ist dieser Vornur ein Teil der ferromagnetischen Platte abgebildet. schubimpuls auch gleichzeitig durch die Vorschub-Es ist ersichtlich, daß im Ausgangszustand die ma- wicklung 420 mit dem Magnetisierungsbereich 30 vergnetischen Flüsse der einzelnen Bereiche in diesem kettet. In diesem Bereich würde er eine Ummagneti-Falle sich beispielsweise in einer Richtung entgegen- io sierung entgegen dem Uhrzeigersinn anstreben. Da gesetzt zu der des Uhrzeigers befinden. Im Über- jedoch der größte Teil dieses Bereiches bereits in lappungsabsehnitt zwischen den Bereichen 20 und 30 dieser Flußriehtung gesättigt ist, bleibt der Vorschubist die Flußriehtung durdh die des Magnetisierungs- impuls in diesem Bereich ohne Wirkung,
bereiches 20 bestimmt, während im Überlappungs- Zur Erläuterung einer Rückstellung soll wieder daabschnitt zwischen den Bereichen 30 und 21 die Fluß- 15 von ausgegangen werden, daß eine dekadische Platte richtung durch die des Bereiches 30 bestimmt wird, nach Fig. 2 vorliegt, in die nacheinander neun Schrittusf. impulse eingegeben worden sind. Wie bereits im ein-

Man sieht, daß lediglich der Bereich 20 einen in zelnen erläutert, ist der erste Schrittimpuls in einen

seiner Richtung nicht unterbrochenen Flußverlauf be- Vorschubteilimpuls »A« über die Wicklungen 420 und

sitzt. Alle anderen Bereiche sind daher nach den vor- ao in einen zweiten Vorschubteilimpuls »B« über die

stehenden Ausführungen gegen eine Ummagnetisierung Wicklung 530 aufgeteilt worden. In übertragenem

durch Vorschubimpulse verriegelt. Der erste »A«-Vor- Sinne ist damit der Wert »1« in Form einer Um-

schubimpuls kann daher lediglich eine Flußumkehr im magnetisierung der beiden Ausnehmungen 20 und 30

Bereich 20 bewirken. in der Platte 1 enthalten. Nach dem neunten Schritt-

Die sich danach ergebenden Fluß richtungen sind in 85 schaltimpuls befinden sich sämtliche Ausnehmungen Fig. 3 b dargestellt. Der Bereich 20 ist nunmehr im 20 bis 28 und 30 bis 38 im ummagnetisierten Zustand, Uhrzeigersinn magnetisiert, während der Bereich 30 und es kommt nun als zehnter Schaltschritt ein Voreinen in sich geschlossenen Flußverlauf aufweist Hier- schubimpuls in die »A«-Wicklungen, der lediglich durch ist seine Verriegelung aufgehoben, und er wird über die Wicklung 429 wirksam wird, indem er die durch den folgenden »B «-Vorschubimpuls im Uhr- 30 Ausnehmung 29 ummagnetisiert. Bei dieser Umzeigersinn ummagnetisiert. magnetisierung wird in einer besonderen Wicklung 6

Fig. 3 c zeigt den sich danach ergebenden Flußver- ein Impuls induziert, der einem Rückstellgenerator 8

lauf. Der Bereich 21 ist nunmehr freigegeben und kann zugeführt wird. Auf Grund dieses Startimpulses

durch den folgenden »A«'Impuls ummagnetisiert wer- sendet der Generator 8 über eine Leitung 81 in die

den. Gleichzeitig sieht man, daß der Bereich 20 jetzt 35 Rückstellwicklungen 720 bis 738 einen Rückstell-

gegen eine Ummagnetisierung verriegelt ist. impuls, der sämtliche Ausnehmungen 20 bis 38 so um-

Die Fig. 3d bis 3f zeigen die Flußrichtungen in den magnetisiert, daß sie wieder in den in Fig. 3a dareinzelnen Bereichen und Überlappungsabschnitten, gestellten magnetischen Zustand gelangen,
welche sich jeweils nach den folgenden »A«- und Damit ist die gesamte Platte 1 wieder in der Aus- »B«-Schritten einstellen. Vergleicht man die Fig. 3 f 40 gangslage, d. h. in der »0«-Lage, und steht zur Aufmit der Fig. 3 a, welche die Ausgangsstellung zeigt, so nähme neuer Schrittimpulse bereit. Für den Fall, daß sieht man, daß in den Überlappungsabschnitten nach die Platte 1 als Bauteil eines Rechen- oder Zählwerks, Durchlauf der Zählstufe die Ausgangs-Flußrichtungen welches bekanntermaßen aus mehreren Dekaden begemäß Fig. 3 a wiederhergestellt sind. Lediglich in den steht, verwendet werden soll, ist der Generator 8 so mehr oder weniger den Außenkanten der ferro- 45 ausgebildet, daß er zugleich mit dem Rückstellimpuls magnetischen Platte zugewandten Teilen der einzelnen einen Vorschubimpuls in die Platte der nächsthöheren Magnetisierungsbereiche hat sich die Flußriehtung Dekade gibt und somit das Problem der Zehnerumgepolt, übertragung löst.

Betrachtet man die Fig. 1, so erkennt man, daß sich Im folgenden soll noch die Möglichkeit des Rück-

diese Teile entlang der Außenkante der Platte 1 zu 50 wärtszählens mit derartigen Einrichtungen erläutert

einem in sich geschlossenen Weg des magnetischen werden. Wie schon erwähnt, ist es möglich, durch

Flusses zusammenfügen. Die Rückstellwicklungeii Polaritätsumkehr der Vorschubimpulse die Schritt-

720 bis 738 wirken auf diesen Außenweg ein, so daß richtung zu wechseln.

durch einen Rückstellimpuls geeigneter Polarität eine Angenommen, man hätte mit einer solchen An Flußumkehr in diesen Gebieten erzwungen werden 55 Ordnung in aufwärts zählender Richtung zwei Schritte kann, womit der Ausgangszustand vollständig wieder- ausgeführt (s. Fig. 3e) und würde nun zwecks Rückhergestellt wird. Ein teilweiser magnetischer Kurz- wärtszählung die Polarität der Vorschubimpulse um schluß dieses Rückstellvorganges auf dem Wege über kehren, so hat der nächstfolgende »A«-Impuls dann die Stege zwischen den einzelnen Ausnehmungen der auf keinen Magnetisierungsbereich eine Wirkung, da Platte hindurch zur gegenüberliegenden Seite hin ist 60 alle Bereiche außer dem Bereich 31 verriegelt sind, dadurch vermieden, daß sich die Überlappungsbereiche Der Magnetisierungsbereich 31 befindet sich aber be-821 bis 838 bereits in der durch den Rückstellimpuls reits in der angestrebten Flußriehtung. Erst der nachangestrebten Flußriehtung befinden, und in den Ste- folgende »B«-Impuls kehrt daher die Flußrichtung gen die Rückstellfeldstärken gegenläufig auftreten und im Magnetisierungsbereich 31 um, und es erscheint sich daher aufheben. Die Ummagnetisierung zwecks 65 der in Fig. 3 d gezeichnete Zustand. Zum Schluß wird Rückstellung kann daher nur entlang den Außen- nach dem letzten »A«-Impuls der in Fig. 3 a gezeigte kanten der Platte 1 erfolgen. Zustand wiederhergestellt.

Die Vorschubwicklungen für die »A«-Impulse sind Wenn mit einer solchen Anordnung, von einem in den Bohrungen 20 bis 29 über die Überlappungs- Magnetisierungszustand höchster Wertigkeit ausabschnitte 830 bis 838 gewickelt. ■ 70 gehend, in rückwärtiger Richtung abwärts gezählt

werden soll, so ist es erforderlich, hierfür gleichzeitig mit der für Rückwärtszählung notwendigen Polaritätsumkehr der Vorschubimpulse ebenfalls die Taktzeit der Vorschubimpulse so zu vertauschen, daß der Vorschubwicklungsgruppe 420 bis 429 Vorschubimpulse zur Taktzeit B und der Vorschubwicklungsgruppe 530 bis 538 Vorschubimpulse der Taktzeit A zugeführt werden. Im anderen Falle würde nämlich zwar die Ausnehmung 29 durch den ersten »A«-Impuls ummagnetisiert werden; sie würde jedoch durch den nachfolgenden »B «-Impuls wieder zurückmagnetisiert werden, da sie nicht blockiert ist. Dies würde eine schrittweise Zählung in rückwärtiger Richtung unmöglich machen.

Zusätzlich ist es dann notwendig, in der Ausnehmung 20 eine weitere Vorschubwicklung 429' anzuordnen, welche der Wicklung 429 äquivalent ist und die in die Vorschubwicklungsgruppe 530 bis 538 einbezogen wird. Der erste »A«-Impuls magnetisiert dann mittels der Wicklung 538 den Magnetisierungsbereich 29 um, der nächste »B«-Impuls mittels Wicklung 428 den Magnetisierungsbereich 38 usf., bis der letzte »A«-Impuls mittels Wicklung 429' den Magnetisierungsbereich 20 ummagnetisiert. Durch diese Maßnahmen ergibt sich für die Rückwärtszählung die gleiche Anordnung der Wicklungen auf der Platte 1 wie für die Vorwärtszählung, jedoch in spiegelbildlicher Vertauschung, d. h., Wicklungsgruppe 420 bis 429 ist in Vorwärtszählrichtung äquivalent der Wicklungsgruppe 538 bis 429' in Rückwärtszählrichtung.

Dies ist aus der in Fig. 1 a dargestellten Anordnung der genannten Vorschubwicklungsgruppen ersichtlich.

Wird im Zuge einer Rückwärtszählung der dem Zähl wert niedrigster Wertigkeit entsprechende Magnetisierungsbereich 20 ummagnetisiert, so wird in eine dort zusätzlich aufgebrachte, der Wicklung 6 äquivalente Wicklung 6' ein Signal induziert, welches einen Rückstellgenerator 8' veranlaßt, in die Rückstellwicklungen 720 bis 738 einen Rückstellimpuls solcher Polarität einzugeben, daß die Zählplatte 1 in den dem Zählwert höchster Wertigkeit entsprechenden magnetischen Zustand übergeführt wird. Dieser Rückstellgenerator 8' soll so eingerichtet sein, daß er gleichzeitig mit der beschriebenen Rückstellung ein für Rückwärtszählung geeignetes »A«-»B «-Vorschubimpulspaar an die nächsthöhere Zählstufe abgibt.

Um die Zusammenschaltung der einzelnen Wicklungen zu Wicklungsgruppen noch näher zu erläutern, sind in Fig. 1 a unter Fortlassung der magnetischen Platte 1 die Wicklungen und ihre Zusammenschaltung mit den Vorschub- bzw. Rückstellgeneratoren dargestellt. Zu erwähnen ist, daß hierbei für die Vor- und Rückwärtszählung keine gesonderten Rückstellgeneratoren vorgesehen sind, sondern daß mit 83 und 84 bezeichnete Blöcke sowohl Vorschub- als auch Rück-Stellimpulse für beide Schrittrichtungen wählbar abgeben können und ebenfalls schon in sich die erwähnte Vertauschung der Vorschubimpulstaktzeiten für die Rückwärtszählung vornehmen. Die Steuerung dieser Blöcke 83 und 84 für Vor- oder Rückwärtszählung erfolgt über eine Steuerleitung 82. Der Block 83 gibt Vorschubimpulspaare auf die Vorschubimpulswicklungsgruppen 420 bis 429 und 530 bis 538 zuzüglich 429'. Bei Erreichen einer der Grenzen der Zählkapazität, je nachdem, ob vorwärts oder rückwärts gezählt wird, gibt entweder die Ausgangswicklung 6 oder die Ausgangswicklung 6' ein Signal an den Block 84 ab. Dieses Signal löst in dem Block 84 einen der Zählrichtung entsprechenden Rückstellimpuls aus, welcher der Rückstellwicklungsgruppe 720 bis 738 über die Leitung 81 zugeführt wird. Über die Leitung ist der Block 84, ebenso wie der Block 83, so gesteuert, daß er der gewünschten Zählrichtung entsprechende Impulse abgibt. Außer dem Rückstellimpuls gibt der Block 84 noch ein Vorschubimpulspaar entsprechender Polarität an die nächsthöhere Zählstufe über die Ausgangsklemmen 85 und 86 ab.

Claims (17)

Patentansprüche:

1. Magnetische Schrittschalt- und Speichereinrichtung, die aus einer mit einer Mehrzahl von Ausnehmungen versehenen Platte aus ferromagnetischem Material mit vorzugsweise rechteckiger Hystereseschleife besteht, dadurch gekennzeichnet, daß diese Platte mit einer der Gesamtschrittzahl entsprechenden Anzahl von Ausnehmungen versehen ist, welche einzeln oder paarweise von mehreren Wicklungen durchsetzt werden und jeweils von einem durch die Koerzitivkraft des Materials und durch die aufgebrachte Feldstärke begrenzten Magnetisierungsbereich umschlungen werden, und daß die Ausnehmungen so zueinander angeordnet sind, daß die Magnetisierungsbereiche je zweier benachbarter Ausnehmungen sich in einem gemeinsamen Abschnitt überlappen.

2. Magnetische Schrittschalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Platte (1) aus ferromagnetischem Material Gruppen von Ausnehmungen angeordnet sind, von denen eine Gruppe mit η Ausnehmungen die Wertgruppe (20 bis 29), eine weitere mit n—l Ausnehmungen eine Übertragungsgruppe (30 bis 38) ist, wobei die Ausnehmungen einer Übertragungsgruppe so angeordnet sind, daß jeweils eine von ihnen zwei Ausnehmungen der Wertgruppe in je einem gemeinsamen Abschnitt überlappt.

3. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Ausnehmung eine Vorschubwicklung zugeordnet ist und die Vorschubwicklungen (420 bis 429) für die Wertgruppe (20 bis 29) und. die Vorschubwicklungen (530 bis 538) für die Übertragungsgruppe (30 bis 38) jeweils zu einem in sich geschlossenen Stromkreis zusammengefaßt sind.

4. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (20 bis 38) derart angeordnet sind und die Vorschubwicklungen (420 bis 429 und 530 bis 538) auf den Überlappungsabschnitten die Ausnehmungen so verketten, daß die Reihenfolge der sich nacheinander entriegelnden Magnetisierungsbereiche (821 bis 838) und damit die Schrittrichtung festliegt.

5. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die den Ausnehmungen (20 bis 38) zugeordneten Magnetisierungsbereiche (821 bis 838) durch ihnen zugeordnete Wicklungen im Ausgangszustand jeweils eine derartige remanente Flußrichtung aufweisen, daß in Schrittrichtung gesehen infolge der Fluß richtungen in den Überlappungsabschnitten jeder Magnetisierungsbereich den folgenden gegen eine Ummagnetisierung durch Vorschubimpulse verriegelt.

6. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Anfangsglied der Kette (20 oder 29) einen Überlappungsabschnitt weniger aufweist und dadurch im Ausgangszustand nicht verriegelt ist und durch einen Vorschubimpuls ummagnetisiert werden kann, wodurch die Verriegelung des folgenden Gliedes (30

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oder 38) aufgehoben wird, so daß dieses wiederum durch einen nachfolgenden Vorschubimpuls ummagnetisiert werden kann, und sich dieser Vorgang bei jedem weiteren Vorschubimpuls schrittweise nacheinander durch das gesamte Schritt-Schaltwerk hindurch wiederholt.

7. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschubwicklungen (z. B. 420 und 530) benachbarter Ausnehmungen (20 und 30) abwechselnd mit Vorschubimpulsen beaufschlagt werden, so daß beim Ummagnetisieren eines vorher freigegebenen Magnetisierungsbereiches die Entriegelung des nächstfolgenden Magnetisierungsbereiches durch einen in dessen Vorschubwicklung gleichzeitig zur Wirkung kornmenden Vorschubimpuls nicht behindert wird.

8. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß einem Schritt jeweils zwei benachbarte Magnetisierungsbereiche zugeordnet sind, die wechselweise nacheinander in der Art mit Vorschubimpulsen beaufschlagt werden, daß ein Schritt in zwei Halbschritte unterteilt wird.

9. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Vorschubimpulsgenerator so ausgebildet ist, daß zur Ausführung eines Schrittes jeweils ein Wechsel-Vorschubimpulspaar ausgelöst wird, dessen erster Impuls (A) jeweils der Vorschubwicklungsgruppe (420 bis 429) und dessen zweiter Impuls der "zweiten Gruppe (530 bis 538) zugeführt wird.

10. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Ausnehmung (20 bis 38) eine Rückstellwicklung (720 bis 738) zugeordnet ist, die sämtlich derart in Serie geschaltet sind, daß ein Rückstellimpuls in diesem Stromkreis sämtliche auf der ferromagnetischen Platte befindlichen Magnetisierungsbereiche unabhängig vom Schrittzustand in den »0«- bzw. Ausgangszustand bringt.

11. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die in Vorwärtsschrittrichtung letzte Ausnehmung (29) eine zusätzliche Wicklung (6) aufweist, die bei Ummagnetisierung dieses Magnetisierungsbereiches ein Startsignal an einen Rückstellgenerator (8) gibt, der außer dem Rückstellimpuls z. B. zum Zwecke eines Zehnerübertrags zusätzlich einen Vorschubimpuls bzw. ein Vorschubimpulspaar an die nächstfolgende Platte (nächste Dekade) weitergibt.

12. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß Umschaltmittel eine Umkehrung der Polarität der Vorschubimpulse und damit eine Umkehrung der Schrittrichtung ermöglichen.

13. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zur Umkehr der Polarität der Vorschubimpulse zur Umkehrung der Schrittrichtung über gleiche oder weitere Umschaltmittel der Vorschubwicklungsgruppe (530 bis 538) die »A«-Impulse und der Vorschubwicklungsgruppe (420 bis 429) die »B «-Impulse zugeführt werden.

14. Anordnung nach Anspruch 1 und den Unteransprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausnehmung (20) eine zusätzliche, der Wicklung (429) äquivalente Wicklung (429') zugeordnet ist.

15. Anordnung nach Anspruch 1 und den Unteransprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ausnehmung (20) eine weitere, zusätzliche, der Ausgangswicklung (6) der Ausnehmung (29) äquivalente Ausgangswicklung (6') angeordnet ist.

16. Anordnung nach Anspruch 1 und den Unteransprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Ausgangswicklung (6') beim Zählen in rückwärtiger Richtung dann ein Ausgangssignal abgibt, wenn der Magnetisierungsbereich der Ausnehmung (20) ummagnetisiert wird, und dieses Signal einen Rückstellimpulsgenerator (8) auslöst, welcher einen Rückstellimpuls solcher Polarität an die Rückstellwicklungen (720 bis 738) abgibt, daß die Platte (1) in den dem Zähl wert höchster Wertigkeit entsprechenden magnetischen Zustand übergeführt wird.

17. Anordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Rückstellgenerator (8) gleichzeitig ein zur Rückwärtszählung geeignetes Vorschubimpulspaar an die nächsthöhere Zählstuf e abgibt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Britische Patentschrift Nr. 760 307.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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