DE1172721B - Bistabiler elektronischer Schalter mit einem magnetischen Kippglied - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: H 04 m

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

Deutsche Kl.: 21 al-36/18

C 28999 VIII a/21 al
25. Januar 1963
25.Juni 1964

Die Erfindung betrifft einen bistabilen elektronischen Schalter mit einem magnetischen Kippglied (Transfluxor) mit zwei im wesentlichen gleichen, aus von zwei Steuerwicklungen umschlungenen äußeren Ringen bestehenden magnetischen Kreisen, die über einen Zwischenring miteinander verbunden sind.

Die Schaltprobleme in der Elektronik stellen sich auf verschiedenen Bereichen und unter unterschiedlichen Gesichtspunkten. Gemeinsamer Gesichtspunkt aller bisher bekannten Systeme ist die Betriebssicherheit. Es sind bereits beispielsweise mechanische, elektromechanische und elektronische Lösungen vorgeschlagen und angewandt worden. Im Falle der Fernsteuerung begrenzt sich die Wahl des Benutzers praktisch auf elektromechanische Vorrichtungen und Schaltungen, wie Relais, oder auch auf elektronische Schaltungen, wie Kippkreise, Torschaltungen usw. Ihre Anwendung hat jedoch zahlreiche Mangel erkennen lassen, die diesen Systemen anhaften. Insbesondere ist diesbezüglich zu bemerken, daß die Relais dem Verschleiß unterworfene Kontakte besitzen, woraus sich die Notwendigkeit ergibt, sie zu überwachen und zu unterhalten, was die Betriebskosten recht beachtlich erhöht. Ferner sind Relais ziemlich vibrationsempfindlich; das Zurückprallen ihrer Kontakte schafft Übergangsbereiche, die in Form eines Signals in Erscheinung treten. Außerdem besitzen übliche Relais keine Speichermöglichkeit. Schließlich sind die von Relais ausgehenden Schalteinrichtungen verhältnismäßig sperrig.

Elektronische Kippschaltungen, wie Röhrenmultivibrator-Schaltungen oder Halbleiterkippkreise, weisen den überwiegenden Teil der den oben besprochenen elektromechanischen Systemen anhaftenden Nachteile nicht auf. Sie besitzen jedoch keinen Speieher und genügen damit nicht völlig dem Sicherheitskriterium. Die magnetischen und insbesondere ferromagnetischen Werkstoffe wie Ferrite, passive und Speicherelemente, die zwei stabile Zustände haben können, geben von vornherein die beste Lösung für die Schaltprobleme.

Bei bisher bekannten elektronischen Schaltern der eingangs genannten Art sind entweder zwei magnetische Ringe vorgesehen, die jeweils eine Öffnung besitzen und voneinander getrennt sind, oder ein einzelner Magnetkreis mit drei, jedoch nicht konzentrischen Öffnungen vorhanden oder aber zwei Magnetkreise der vorgenannten Art gegeben, die einander zugeordnet, jedoch voneinander getrennt sind, oder man findet auch eine Kombination derartiger Aufbauten. Solche elektronischen Schalter bisher üblicher Art lassen jedoch nicht die Verteilung des Bistabiler elektronischer Schalter mit einem
magnetischen Kippglied

Anmelder:

Compagnie Francaise Thomson-Houston, Paris

Vertreter:

Dipl.-Ing. Dipl. oec. publ. D. Lewinsky,

Patentanwalt,

München-Pasing, Agnes-Bernauer-Str. 202

Als Erfinder benannt:

Hans Cohn,

Marly-Le-Roi, Seine-et-Oise (Frankreich)

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 26. Januar 1962 (885 996)

magnetischen Feldes erreichen, wie dies mit dem Schalter gemäß der Erfindung erreicht werden soll und im Zusammenhang mit den F i g. 6, 7 und 8 noch beschrieben wird. Außerdem sind diese bislang bekannten Schalter ziemlich sperrig und bieten nur wenig Anwendungsmöglichkeiten.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen elektronischen Schalter der eingangs genannten Art zu schaffen, der die zuvor erwähnten Nachteile vermeiden läßt, ein bistabiles elektronisches Schaltorgan ist und einen magnetischen Aufbau mit Rechteckhysteresekurve entsprechend einem polarisierten Relais besitzt und nur die eine oder andere von zwei möglichen Stellungen einnehmen kann, von denen jede die Aufgabe eines Kontaktes in dem Sinne erfüllt, daß eine Verbindung hergestellt oder unterbrochen wird, wobei die beiden Kontakte voneinander isoliert sind. Es liegt ferner in der Zielsetzung der Erfindung, einen solchen elektronischen Schalter außerdem mit einem Speicher auszustatten, der eine einzige Steuerung besitzt, wobei die Ansprechgeschwindigkeit wesentlich über denjenigen von Relais liegen soll.

Die vorstehende Aufgabe ist bei dem hier vorgeschlagenen elektronischen Schalter im wesentlichen

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dadurch gelöst, daß die beiden äußeren Ringe mit dem sie trennenden Zwischenring übereinander angeordnet und jeweils über mindestens angenähert einander diametral angeordnete Stege mit einem konzentrisch zugeordneten inneren Ring verbunden sind und daß die beiden Steuerwicklungen jeweils gleichzeitig um beide Außenringe geführt sind und bei ihrer Erregung die magnetische Entkopplung des einen oder anderen Innenrings gegenüber den Außenringen vorbereiten, wobei die Innenringe andererseits jeweils in Verwendung als Magnetkreise eines Übertragers die gegebenenfalls erfolgende übertragung der an die betreffenden Primärwicklungen angelegten Energie auf wenigstens eine der Sekundärwicklungen bewirken.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung können hierbei die diametralen Stege der beiden Außenringe kreuzweise zueinander liegen und die beiden Steuerwicklungen jeweils aus zwei in einander umgekehrten Richtungen gewickelten Halbfeldern bestehen, die jeweils gegenüber einem der Stege jedes Außenringes symmetrisch angeordnet sind, und die zeitweilige Erregung der einen oder anderen Steuerwicklung den mit seinen Stegen unter dem Einfluß der betreffenden Wicklung stehenden Innenring sättigen läßt, wobei eine magnetische Potentialdifferenz Null gleichzeitig an den Enden der Stege des zweiten Innenringes liegt, der mithin entkoppelt ist und die Energieübertragung von der Primärwicklung zur Sekundärwicklung des diesen Ring als Magnetkreis verwendenden Übertragers gestattet.

Statt dessen können gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung die diametralen Stege der beiden Außenringe parallel zueinander liegen und die beiden Steuerwicklungen jeweils aus zwei in einander umgekehrten Richtungen gewikkelten Halbfeldern bestehen, die jeweils gegenüber einem der Stege jedes Außenringes symmetrisch angeordnet sind, und die zeitweilige Erregung der einen oder anderen Steuerwicklung die den zwei von zueinander verschobenen Impulsen beaufschlagten gemeinsamen Primärwicklungen zugehörigen beiden Mittelringe gleichzeitig sättigen läßt.

Bei dieser letzten Ausführungsform wird vorzugsweise die Speisung der Mittelringe derart vorgenommen, daß die Feldstärken der durch die Impulse der beiden Züge erzeugten Felder höher bzw. niedriger als diejenige der in den Mittelringen herrschenden Koerzitivfeldstärken sind.

Außerdem besitzen hierbei zweckmäßig die in den Mittelringen herrschenden Feldstärken in jedem Zeitpunkt gleichen Richtungssinn wie die Koerzitivfeldstärke des einen und umgekehrten Richtungssinn gegenüber der Koerzitivfeldstärke des anderen Mittelringes.

Auf Grund der beiden zuletzt beschriebenen Maßnahmen ändert der eine oder der andere der Mittelringe seinen magnetischen Zustand im Takt der angelegten Impulse in Abhängigkeit seines Sättigungszustands, der von derjenigen der beiden Steuerwicklungen abhängig ist, die an letzter Stelle erregt worden ist.

In der Zeichnung ist das elektronische Schaltelement der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Art in zwei beispielsweise gewählten Ausführungsformen schematisch veranschaulicht.

F i g. 1 zeigt hierbei in Schnitt und Draufsicht die gleichen Elemente, die in den Fig. la und 1 b in auseinandergezogenem Zustand schaubildlich dargestellt sind;

F i g. 2 bringt die Anordnung der Steuerwicklungen in einer Ausführungsform; F i g. 3 läßt die gleiche Ausführungsform der Steuerwicklungen wie in F i g. 2 erkennen;

F i g. 4 zeigt in einer weiteren Ausführungsform die Anordnung der Steuerwicklungen und deren Abstützung; die Steuerwicklungen dieser Ausführungsform werden in Fig. 5 übersichtlich herausgestellt;

F i g. 6, 7 und 8 stellen schließlich schematisch und tabellarisch die in den Flußleitern der Ausführungsform der Fig. 4 und 5 hervorgerufenen magnetischen Felder dar.

In F i g. 1 ist der mechanische Zusammenbau des magnetischen Aufbaus des Kippgliedes in Schnitt und Draufsicht dargestellt; F i g. 1 a und 1 b zeigen schaubildlich seine Teile in auseinandergezogenem

so Zustand. Der für die Teile verwendete Werkstoff besitzt eine Rechteckhysteresekurve, was beispielsweise bei Ferrit der Fall ist. Der Aufbau der F i g. 1 besitzt im wesentlichen drei übereinandergesetzte Teile, nämlich zwei Flußleiter 12 und 13 besonderer Formgebung, die an den beiden Außenseiten des Gesamtstücks angeordnet und durch einen Zwischenring 11 voneinander getrennt sind. Der Zwischenring 11 kann aus einem nichtmagnetischen Reif bestehen; die Betriebsweise des Kippgliedes wird jedoch verbessert, wenn auch dieser Zwischenring 11 aus einem Ferrit mit Rechteckhysteresekurve besteht und wenn die drei übereinandergesetzten Teile derart aufeinander zu gerichtet sind, daß deren Zusammenbau einen einheitlichen Gesamtkörper, möglichst ohne Luftspalt, bildet.

Die Einzelheiten dieser das Kippglied bildenden Teile sind in den Fig. la und 1 b zu sehen. Jeder der beiden Flußleiter 12 und 13 besitzt einen großen äußeren Ring 121 bzw. 131 gleichen Durchmessers wie der Zwischenring 11, einen in der Mitte des betreffenden Flußleiters 12 bzw. 13 angeordneten kleinen Ring 122 bzw. 132 und jeweils zwei Speichen 123, 124 bzw. 133, 134, welche den Außenring 121 bzw. 131 mit dem Mittelring 122 bzw. 123 verbinden.

In F i g. 1 b sind darüber hinaus Angaben enthalten, die das Verhältnis des Querschnitts S der Stege zu dem Querschnitt der Ringe betreffen.

Die nachfolgende Beschreibung befaßt sich mit der Ausführungsform der Wicklungen und der Betriebsweise des Kippers für jede der beispielsweise dargestellten Ausführungsform.

F i g. 2 und 3 lassen die Anordnung der Wicklungen des Kippers nach Fig. la erkennen. Jeder Kipper besitzt zwei der Steuerung der Zustandsänderung dienende Steuerwicklungen und eine gewisse Anzahl von Energieübertragungswicklungen, die dazu bestimmt sind, die an eine der Steuerwicklungen angelegten Signale an die durch die durch den Kipper eingenommene Stellung ausgewählten Verbraucher-Stromkreise zu übertragen.

Die Steuerwicklungen 21, 22 und 23, 24 sind in umgekehrtem Richtungssinn geschaltet. Jede Wicklung 21, 22 beispielsweise setzt sich ihrerseits aus zwei Halbfeldern α und b zusammen, die in Reihe geschaltet und in einander entgegengesetzten Richtungen gewickelt sind. Die Halbfelder jeder Wicklung befinden sich beiderseits eines Steges jedes Flußleiters. So sind die Halbfelder a, b einerseits

23, 24 der den äußeren Magnetkreis umgebenden Steuerwicklungen. Die Steuerwicklungen umfassen jeweils zwei Halbfelder a, b und c, d, die in umgekehrten Richtungen gewickelt und jeweils zu zweit in Reihe geschaltet sind. Diese Halbfelder sind auf den beiden Hälften des äußeren Aufbaus symmetrisch zu einer durch die die kleinen Mittelringe mit den großen Außenringen verbindenden Stege gebildeten Achse symmetrisch angeordnet.

Jeder der kleinen Mittelringe bildet einen Impulsübertrager. Gemäß dem magnetischen Zustand des äußeren Kreises ist der eine der beiden Impulsübertrager gesperrt, der andere geöffnet. Der entblockte Ring kann in einer oder anderen Richtung frei schwingen, wenn er von den Eingangsimpulsen T₁ und T₂ beaufschlagt wird, die von einer äußeren Stromquelle geliefert und an die Klemmen der Wicklungen 25 und 26 angelegt werden. Es ist zu bemerken, daß diese Impulse gleichzeitig an die beiden kleinen Innenringe angelegt werden. Sie wirken auf den entblockten Ring ein, bleiben jedoch nahezu ohne Wirkung, also ohne Störungen auf den gesperrten Ring.

Die für die Kippvorgänge des entblockten Ringes notwendige Energie wird von einem Rechteckzeichen liefernden Generator erzeugt. Dieser Generator liefert zwei Impulszüge von einer Dauer von einigen MikroSekunden, die ineinander verschlungen und rückläufig sind. Die Frequenz liegt in der Größen-Ordnung von 10 kHz. Diese Energie wird vor allem an den Klemmen der einen der beiden Sekundärwicklungen 27 und 28 empfangen, gleichgerichtet und gefiltert. Sie kann einen Gleichstrom genügender Stromstärke liefern, um beispielsweise einen Magnetverstärker zu steuern. Der Richtungssinn der Wicklung T₁ auf einem der kleinen Ringe ist umgekehrt dem des anderen kleinen Ringes. Dies gilt auch für die Wicklungen T₂. Innerhalb der beiden eintretenden Impulszüge T₁ und T₂ erzeugt T₁ eine höhere Zahl Amperewindungen als der andere Impulszug T₂, und die beiden wirken in einander entgegengesetzter Richtung. Die die größte Windungszahl besitzende Erregerwicklung ist auf eine einzige der beiden Halften des Ringes gegenüber der durch die beiden die kleinen mit den großen Ringen verbindenden Stege gebildeten Achse aufgewickelt.

Der so in allen seinen Einzelheiten nunmehr bestimmte Aufbau des Kippers soll nachstehend in seiner Betriebsweise unter Verwendung einer symbolisehen Darstellung von magnetischen Vektoren erklärt werden, wie dies in den Fig. 6a und 7a veranschaulicht ist, die vereinfachte Darstellungsweisen der F i g. 6 und 7 sind. Die Tabelle der F i g. 8 faßt die Betriebsweise des Kippers zusammen, indem sie für jede Art der Erregung die Richtung des Verlaufs der Flüsse für jeden Teil der Magnetkreise anzeigt.

Diese letztgenannten Zeichnungsfiguren zeigen die Richtungen der Magnetfelder im Innern der Aufbauten, wie sich das auf Grund des Auslegens eines Steuerimpulses ausreichender Stromstärke und Dauer an den Klemmen 21, 22 (bei F i g. 6) und 23, 24 (bei Fig. 7) ergibt. Der Zustand vollständiger Sättigung des Aufbaus des Kippers ist durch die An-Wesenheit von zwei geschlossenen magnetischen Kreisen gekennzeichnet, die durch vier Übergangsbereiche voneinander getrennt sind, die um Zwischenabschnitte der durch die Mittelader der Stege gebildeten Achse und den Außen- und Innenumfang des Aufbaus gelegen sind. Die Ausrichtung der Magnetfelder ist die gleiche in dem oberen und in dem unteren Aufbau.

Es sei zunächst der Fall betrachtet, in welchem ein Steuerimpuls an die Klemmen 21, 22 angelegt wird. Der magnetische Zustand der beiden Elemente des Kippers ist durch die erste Zeile der Tabelle der Fig. 8 angezeigt. Das Anlegen eines Impulses T₁ an die Klemmen der Wicklung 25 ändert keinesfalls die Ausrichtung der Felder in dem oberen Aufbau, da das durch die Spule entwickelte Feld die Induktion in dem kleinen Ring nicht vergrößern kann, da diese bereits Sättigungsinduktion besitzt (vgl. Zeile 2 in Reihe2 der Tabelle der Fig. 8). Es findet also keine Flußänderung statt, und zwar in dem Maße, in dem die Hysteresekurve des Werkstoffs rechteckig ist. Der nachfolgende Impuls T₂ ruft ein Feld hervor, das die Richtung des bestehenden Feldes umzudrehen neigt, jedoch liegt das durch T₂ hervorgerufene Feld unterhalb der Koerzitivfeldstärke, und der vorherige Zu- stand bleibt bewahrt. Es läßt sich lediglich eine äußerst geringe Störspannung an den Klemmen der Ausgangswicklung 28 beobachten. Der obere Aufbau bleibt also in gesperrtem Zustand (vgl. Zeile 3 der Reihe 2 der Tabelle der F i g. 8).

Die Dinge verlaufen anders beim unteren Aufbau. Der Impuls T₁ ruft ein Feld hervor, das weit über der Koerzitivfeldstärke liegt. Es bewirkt somit das Kippen des Teiles des kleinen Ringes, auf dem die Wicklung 25 aufgewickelt ist, die somit einen im Innern des kleinen Ringes geschlossenen Magnetkreis erzeugt. Dieser Kreis ist hierbei vollständig entkoppelt von den beiden äußeren Kreisen. Die Bedingung eines neuen Gleichgewichts der äußeren Magnetkreise wird durch das Eindringen der beiden Felder einander entgegengesetzter Richtung verwirklicht, die im Innern des großen Ringes bestehen. Hierdurch stellen sich zwei kreisförmige konzentrische Felder entgegengesetzter Richtungen ein, wie dies die Tabelle der Fig. 8 in Zeile 1 der Reihe 3 angibt. Somit ist der untere Aufbau in entblocktem Zustand versetzt, und der kleine Ring kann im Takt von T₁ und T₂ frei schwingen und über seine Ausgangswicklung die Energie übertragen. Das Anlegen eines Auslöseimpulses an die Klemmen 23, 24 bewirkt das Sperren des unteren Aufbaus und das Entblocken des oberen Aufbaus.

Es ist zu bemerken, daß es sich hierbei um einen echten Kipper handelt, da der Aufbau nur den einen oder anderen von zwei möglichen Zuständen einnehmen kann. Einen Zwischenzustand gibt es auf Grund der Art des verwendeten Werkstoffs nicht. Der den Energietransport oder Nichttransport bewirkende Kreis ist von dem Steuerkreis vollständig getrennt.

Somit hat eine Unterbrechung des Betriebes der Energiequelle (T₁, T₂) keinerlei Einfluß auf den eigentlichen Zustand des Kippers. Im übrigen machen der geringe Rauminhalt und die geringe Masse den Kipper unempfindlich gegenüber mechanischen Schwingungen.

Die geringe Windungszahl gestattet eine vollständige Trennung der Windungen und Wicklungen und schließt jegliche Kurzschlußgefahr aus. Im Falle der Unterbrechung eines Drahtes würde keine durchlaufende Reihe ausgeführt. Die Erzeugung eines unzeitig auftretenden Ausgangssignals ist unmöglich. Das Betriebsverhalten in Abhängigkeit von der Temperatur hängt von den Merkmalen des gewählten Materials

und c, d andererseits beiderseits des Steges 133 bzw. des Steges 123 angeordnet.

Die Energieübertragungswicklungen sind auf den Mittelringen aufgebracht und umfassen Primärwicklungen und Sekundärwicklungen (Fig. 3). Die vorzugsweise in Reihe geschalteten Primärwicklungen P bestehen aus einer einzigen Windung, die gleichzeitig die beiden Mittelringe der Flußleiter 12 und 13 umschlingt. Die gewöhnlich zweifach vorgesehenen Sekundärwicklungen S₀ befinden sich jeweils auf dem betreffenden Mittelring der beiden Flußleiter 12 und 13.

Zum besseren Verständnis wird nunmehr die Betriebsweise des Kippers beschrieben und insbesondere unter Berücksichtigung des Merkmals der Arbeitsweise erläutert. An erster Stelle sei der Steuerstromkreis behandelt. Wenn ein Impuls genügender Stärke an die Steuerwicklung 21,22 (F i g. 2) gelegt wird, ruft der Stromdurchgang in den Halbfeldern Magnetfelder entgegengesetzter Richtung hervor, da diese beiden Halbfelder in umgekehrtem Richtungssinn gewickelt sind. In entgegengesetzten Richtungen gerichtete Flüsse beiderseits des Steges 133 (Fig. la) eines der Flußleiter stellen sich in jeder Hälfte des betreffenden Außenringes 131 ein. Die beiden Flüsse begegnen sich auf der der Wicklung diametral entgegengesetzten Seite und schließen sich auf dem durch den zweiten Steg 134, den kleinen Mittelring 132 und den Steg 133 gebildeten Rückpfad, der den magnetischen Nebenschluß bildet, in dem also sich ein in einer Richtung verlaufender Fluß einstellt, der den doppelten Wert gegenüber dem des Außenringes besitzt; der Mittelring ist demnach gesättigt und demgemäß gesperrt.

In dem anderen Flußleiter demgegenüber rufen die in der Mitte des großen Halbringes 121 auftretenden Magnetfelder Magnetflüsse einander entgegengesetzter Richtungen hervor, die gegenüber dem durch den ersten Steg 123, den kleinen Mittelring 122 und den zweiten Ring 124 des gleichen Flußleiters gebildeten magnetischen Nebenschluß symmetrisch sind. Die an jedem der beiden Enden des magnetischen Nebenschlusses auftretenden magnetischen Potentiale besitzen gleichen Wert, und demzufolge ist dieser Nebenschluß keinem Magnetfluß unterworfen; hieraus ergibt sich, daß der kleine Mittelring von dem Magnetkreis des betreffenden Außenringes entkoppelt ist und hierbei in nicht gesättigtem Zustand kippen kann.

Die auf entsprechende Weise hergestellte Steuer-"wicklung 23, 24, die jedoch auf der anderen Seite des Kippers neben dem Steg des anderen Flußleiters eintritt, übt die gleiche Wirkung auf die betreffenden magnetischen Elemente aus, wobei jedoch der zuvor gesperrte kleine Mittelring entkoppelt und der entkoppelte Mittelring gesperrt wird.

Der Querschnitt S der Stege ist vorzugsweise zweimal größer als diejenigen der Wandstärken der Mittelringe und des Außenringes (Fig. Ib), um stets ein vollständiges Kippen und in beiden Querschnitten die gleiche Flußdichte zu erzielen. Es ist ferner zu "bemerken, daß der durch den Zwischenring 11 erhaltene Abstand zwischen den beiden Flußleitern 12 und 13 die Induktionszwischenwirkung zwischen den kleinen Mittelringen vermeiden läßt und die »Über- 6g auslösung«, d. h. das Kippen des Außenringes, durch eine sehr hohe Erregung eines Mittelringes verhindert. Es ist also wichtig, daß der magnetische Widerstand des Magnetkreises sich durch die Anwesenheit eines Luftspalts zwischen den übereinandergesetzten Teilen des Gesamtaufbaus nicht ändert. Dieser Abstand wird im übrigen dazu benutzt, um die beiden Sekundärwicklungen der kleinen Mittelringe voneinander zu trennen.

In der nun nachfolgenden Beschreibung werden Erklärungen über den Energietransport gegeben, der mittels der Mittelringe bewirkt wird, die jeweils einen Impulsübertrager bilden. Entsprechend dem magnetischen Zustand der Flußleiter 12 und 13 wird der eine der beiden Impulsübertrager gesperrt, der andere geöffnet, wie bereits gesagt wurde. Der entblockte Ring kann frei in der einen oder anderen Richtung kippen, wenn er durch einen Wechselstrom erregt wird, der von einer äußeren Stromquelle geliefert und an die Anschlußklemmen der Primärwicklungen P angelegt wird (Fig. 3). Es ist zu bemerken, daß dieser Strom gleichzeitig an die beiden kleinen Mittelringe angelegt wird. Er wirkt auf den entblockten Ring ein, bleibt jedoch auf den gesperrten Ring nahezu ohne Wirkung (Störungen). Da die Primärwicklungen in Reihe geschaltet sind, kann im Falle der Unterbrechung der Erregung infolge einer Abschaltung in einer der Wicklungen keiner der beiden Ringe kippen.

Die für die Kippvorgänge des entblockten Ringes notwendige Energie wird von einem Wechselstromgenerator ausreichend hohen Frequenz (beispielsweise 20 kHz) geliefert, wobei die zwei Halbperioden das Kippen des Ringes in einer oder anderer Richtung hervorrufen. Weitere Energiequellen können ebenfalls benutzt werden, wie beispielsweise ein Doppelimpulsgenerator, der abwechselnd zwei Impulse an die beiden Primärwicklungen durch eine entsprechende Schaltung anlegt. Diese Energie wird an den Anschlüssen der einen der beiden Sekundärwicklungen S_n (Fig. 3) in der Form kurzer Impulse empfangen, welche während des Kippens des Mittelringes sich einstellen, und kann nach eventueller Umformung als Steuersignal verwendet werden. Aus der vorstehenden Beschreibung geht hervor, daß der hier vorgeschlagene Aufbau einem echten Kipper entspricht. Der verwendete Werkstoff, der Aufbau und das Steuerprinzip mittels eines einzigen Kreises von zwei unterschiedlichen Magnetkreisen haben zur Folge, daß dieser Kipper nur den einen oder anderen von zwei möglichen Zuständen einnehmen kann. Im Fall, daß die beiden Steuerwicklungen gleichzeitig erregt werden, tritt keine Aufhebung der erzeugten Felder ein, und die vorherige Stellung des Kippers bleibt unverändert. Wenn die Erregung der beiden Mittelringe unterbrochen wird, würde der Energietransport aufhören, aber es würde keine Änderung des eigenen Zustands des Kippers eintreten.

Bei einer wieteren Ausführungsform sind der magnetische Aufbau und die ihn verwirklichenden Teile gleich den zuvor beschriebenen; der einzige Unterschied besteht in der betreffenden Ausrichtung der beiden Flußleiter 12 und 13 zueinander, deren Stege zueinander parallel liegen, während sie bei der anderen Ausführungsform um 90° zueinander verdreht waren.

Fig. 4 zeigt die Anordnung der Wicklungen. F i g. 5 stellt die gleichen Wicklungen in schematischer Form dar. Das Auslösen des Kippers erfolgt durch Anlegen eines einzelnen Impulses an die Anschlüsse 21, 22 und abwechselnd an die Anschlüsse

ab, die entsprechend den Erfordernissen des Betriebes ausgewählt werden können.

Aus diesen Gründen kann der beschriebene Kipper als ein elektronisches Sicherheitsschaltelement betrachtet werden, das vollständige Gewähr bietet, um beispielsweise in Meßsteuer- oder Eisenbahnsignalstromkreisen oder sonstwie verwendet werden zu können.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Bistabiler elektronischer Schalter mit einem magnetischen Kippglied (Transfluxor) mit zwei im wesentlichen gleichen, aus von zwei Steuerwicklungen umschlungenen äußeren Ringen bestehenden magnetischen Kreisen, die über einen ^X5 Zwischenring miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden äußeren Ringe (121; 131) mit dem sie trennenden Zwischenring (11) übereinander angeordnet und jeweils über mindestens angenähert einander ^a° diametral angeordnete Stege (123, 124; 133, 134) mit einem konzentrisch zugeordneten inneren Ring (122; 132) verbunden sind und daß die beiden Steuerwicklungen (21, 22; 23, 24) jeweils gleichzeitig um beide Außenringe geführt sind ^a5 und bei ihrer Erregung die magnetische Entkopplung des einen oder anderen Innenringes gegenüber den Außenringen vorbereiten, wobei die Innenringe andererseits jeweils in Verwendung als Magnetkreis eines Übertragers die gegebenenfalls 3<> erfolgende Übertragung der an die betreffenden Primärwicklungen (P) angelegten Energie auf wenigstens eine der Sekundärwicklungen (S₀) bewirken.

2. Bistabiler elektronischer Schalter nach AnJ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die diametralen Stege (123, 124; 133, 134) der beiden Außenringe (121; 131) kreuzweise zueinander liegen und die beiden Steuerwicklungen (21, 22; 23, 24) jeweils aus zwei in einander umgekehrten Richtungen gewickelten Halbfeldern (a, b; c, d) bestehen, die jeweils gegenüber einem der Stege jedes Außenringes symmetrisch angeordnet sind, und die zeitweilige Erregung der einen oder anderen Steuerwicklung den mit seinen Stegen unter dem Einfluß der betreffenden Wicklung stehenden Innenring sättigen läßt, wobei eine magnetische Potentialdifferenz Null gleichzeitig an den Enden der Stege des zweiten Innenringes hegt, der mithin entkoppelt ist und die Energieübertragung von der Primärwicklung zur Sekundärwicklung des diesen Ring als Magnetkreis verwendenden Übertragers gestattet.

3. Bistabiler elektronischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die diametralen Stege (123, 124; 133, 134) der beiden Außenringe (121; 131) parallel zueinander liegen und die beiden Steuerwicklungen (21, 22; 23, 24) jeweils aus zwei in einander umgekehrten Richtungen gewickelten Halbfeldern (a, b; c, d) bestehen, die jeweils gegenüber einem der Stege jedes Außenringes symmetrisch angeordnet sind, und die zeitweilige Erregung der einen oder anderen Steuerwicklung (21, 22; 23, 24) die den zwei von zueinander verschobenen Impulsen beaufschlagten gemeinsamen Primärwicklungen zugehörigen beiden Mittelringe (122; 132) gleichzeitig sättigen läßt.

4. Bistabiler elektronischer Schalter nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der eine oder andere der Mittelringe (122, 132) durch entsprechende Speisung seinen magnetischen Zustand im Takt der angelegten Impulse in Abhängigkeit seines Sättigungszustands ändert, der von derjenigen der beiden Steuerwicklungen (21, 22; 23, 24) abhängig ist, die an letzter Stelle erregt worden ist.

5. Bistabiler elektronischer Schalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Speisung der Mittelringe (122, 132) derart beschaffen ist, daß die Feldstärken der durch die Impulse der beiden Züge erzeugten Felder höher bzw. niedriger als diejenige der in den Mittelringen herrschenden Koerzitivfeldstärken sind.

6. Bistabiler elektronischer Schalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Speisung der Mittehinge (122, 132) derart beschaffen ist, daß die in ihnen herrschenden Feldstärken in jedem Zeitpunkt gleichen Richtungssinn wie die Koerzitivfeldstärke des einen und umgekehrten Richtungssinn gegenüber der Koerzitivfeldstärke des anderen Mittelringes besitzen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschriften Nr. 1 038 110,
1079109, 1098 036, 1110 222.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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