DE1267251B - Magnetische Kodierscheibe und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents
Magnetische Kodierscheibe und Verfahren zu ihrer HerstellungInfo
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Description
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. CL:
H 03 k
Deutsche KL: 21 al - 36/20
Nummer: 1 267 251
Aktenzeichen: P 12 67 251.4-31
Anmeldetag: 3. Januar 1966
Auslegetag: 2. Mai 1968
Die Erfindung bezieht sich auf eine magnetische Kodierscheibe mit mehreren konzentrischen, aus einzelnen
magnetischen Segmenten bestehenden, einen bestimmten Binärkode darstellenden Spuren.
Kodiergeräte werden gegenwärtig in großem Umfang verwendet, um analoge Daten, wie z. B. eine
räumliche Stellung oder die Drehung einer Welle, in Digitalwerte umzuwandeln, die von einem Digitalrechner
angenommen und verarbeitet werden können. Das herkömmliche Kodiergerät zur Digitalisierung
einer Wellendrehung besteht aus einem mit der Welle gekuppelten Datenträger, der gewöhnlich die Form
einer Scheibe hat, die auf ihrer Oberfläche mehrere als digitales Muster angeordnete, elektrisch leitende
Kommutatorsegmente trägt. Eine kleine Spannung wird an diese Segmente und an feststehende Bürsten
angelegt, die auf diesen Segmenten schleifen und eine digital kodierte elektrische Anzeige der Position der
Welle und des Datenträgers empfangen. Eines der Probleme, die bei den mit Berührung arbeitenden
Kodiergeräten auftreten, besteht darin, daß fortgesetzte
Benutzung die Bürsten und die Kommutatorscheibe abnutzt. Zunächst erzeugt eine solche Abnutzung ein
Rauschen im Ausgangssignal, und unter Umständen wird die Kodierscheibe unleserlich und unbrauchbar.
Um die verhältnismäßig kurze Lebensdauer der mit Bürstenkontakt arbeitenden Kodiergeräte zu umgehen,
sind verschiedene Arten von berührungslosen Kodiergeräten entwickelt worden. Eines davon ist das
magnetische analog-digital wandelnde Kodiergerät, bei dem magnetische Abfühler nahe der Oberfläche
eines drehbaren Informationsträgers angeordnet sind. Der Träger ist mit einem Digitalkode in Form von
konzentrischen Spuren versehen, die aus diskreten, in bestimmter Weise angeordneten magnetischen EIementen
bestehen, von denen jedes ein mit dem magnetischen Abfühler feststellbares Magnetfeld erzeugt.
Die Hauptschwierigkeit bei solchen magnetischen Kodierscheiben besteht erfahrungsgemäß in der unerwünschten
Kopplung des Magnetfeldes eines magnetischen Elements mit dem magnetischen Abfühler,
der gerade einem anderen magnetischen Element zugeordnet ist. Tritt diese unerwünschte Kopplung auf,
so können die magnetischen Abfühler kein klar abgegrenztes Ausgangssignal erzeugen, und es ist damit
unmöglich, eine analoge räumliche Stellung in den erforderlichen Digitalwert umzuwandeln. Man hat es
deshalb für nötig gehalten, die Magnetfelder durch räumliche Trennung der die magnetischen Elemente
enthaltenden konzentrischen Kodespuren soweit wie möglich voneinander zu isolieren, so daß das Magnetfeld
jedes einzelnen Elementes sich auf dessen nahe Magnetische Kodierscheibe und Verfahren
zu ihrer Herstellung
zu ihrer Herstellung
Anmelder:
General Precision, Inc.,
Glendale, Calif. (V. St. A.)
Vertreter:
Dipl.-Ing. H. v. Schumann,
Patent- und Rechtsanwalt,
8000 München 22, Widenmayerstr. 5
Als Erfinder benannt:
Norman John Böse,
North Hollywood, Calif. (V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 6. Januar 1965 (423 675)
Umgebung beschränkt und nicht mit einem anderen Elementen zugeordneten Abfühler koppelt. Wegen
dieser notwendigen Trennung der Magnetfelder ist die Zahl der Spuren, die auf einer Kodierscheibe magnetisiert
werden können, stark begrenzt. Um außerdem die Empfindlichkeit der Abfühler gegenüber der
gewünschten Spur zu erhöhen und gegenüber den benachbarten Magnetfeldern zu erniedrigen, hat man
die Abfühler außerordentlich nahe an die Scheibe heranführen müssen. Dies wiederum hat das schwierige
Problem mit sich geführt, daß auch nur leichte Stöße, Vibrationen od. dgl. eine Berührung und damit
eine Zerstörung der Spuren zur Folge haben.
Erfindungsgemäß werden diese Nachteile bei einer magnetischen Kodierscheibe der eingangs bezeichneten
Art dadurch vermieden, daß die Spuren auf beiden Seiten der Scheibe angeordnet und die einzelnen
Segmente von der jeweiligen Oberfläche aus nur bis zu einem Teil der Scheibentiefe magnetisiert sind.
Dadurch wird es also möglich, die Kapazität einer Kodierscheibe bei gegebener Größe praktisch zu verdoppeln
oder, anders ausgedrückt, bei gleicher Kapazität der Kodierscheibe die Magnetfelder der einzelnen
Spuren wesentlich besser gegeneinander zu isolieren und ein Übersprechen der Ausgangssignale zu
verhindern.
809 574/368
Besonders günstig ist es, als Werkstoff für die Kodierscheibe keramischen, anisotropen, kornorientierten
Bariumferrit zu benutzen. Zur besseren räumlichen Trennung kann man die Kodespuren auf der
einen Seite der Kodierscheibe gegenüber denen auf der anderen Seite versetzt anordnen, oder man magnetisiert
als Abschirmung zwischen den aus einzelnen magnetisierten Segmenten bestehenden Kodespuren
durchgehende konzentrische Trennspuren, die auf der einen Seite der Kodescheibe jeweils die
gleichen Radien haben können wie die Kodespuren auf der anderen Seite, und umgekehrt.
Vorzugsweise besteht jede Spur abwechselnd aus nichtmagnetisierten und aus magnetisierten Seg-F
i g. 3 die andere Fläche der Kodierscheibe gemäß der Linie 3-3 der F i g. 1 in gleicher Weise wie F i g. 2
wiedergibt,
F i g. 4 ein Schnitt durch eine Magnetisierungsvorrichtung ist, die zur Herstellung der magnetischen
Segmente auf den Scheibenoberflächen dient,
F i g. 5, 6 und 7 Bilder von magnetischen Kraftlinien während des Magnetisierungsvorganges sind
und die Wirkungen von Magnetisierungssonden vero schiedener Größe zeigen,
F i g. 8 ein typisches Bild der Feldlinien in einer Kodierscheibe und ihre Auswirkung auf einen magnetischen
Abfühler ist,
F i g. 9 die Teilansicht einer Spur ist, die sich be-
Fig. 11 ein Schnitt entlang der Linie 11-11 der F i g. 10 ist und den Verlauf der Feldlinien bei Anwesenheit
eines magnetischen Abfühlers zeigt, Fig. 12 einen typischen Verlauf der Ausgangs
menten, wobei die Magnetisierung der einzelnen Seg- 15 sonders für die der untersten Binärstelle entmente
aller Spuren die gleiche Polarität aufweist wie sprechende Spur einer Kodierscheibe eignet,
die der Trennspuren. Wenn es erforderlich ist, ein- Fig. 10 ein Schnitt entlang der Linie 10-10 der
die der Trennspuren. Wenn es erforderlich ist, ein- Fig. 10 ein Schnitt entlang der Linie 10-10 der
zelne Segmente zu unterscheiden, die dünner sind als Fig. 9 ist und eine typische Anordnung von magnedas
Material eines zur Ablesung verwendeten Ring- tischen Segmenten und der zwischen ihnen stattfinkernes,
wie dies insbesondere bei der der untersten 20 denden magnetischen Kopplung zeigt,
Binärstelle entsprechenden Kodespur vorkommen
kann, so werden einzelne Segmente abwechselnd mit
entgegengesetzter Polarität magnetisiert und durch
kleine, nichtmagnetisierte Bereiche voneinander getrennt. Werden Kodescheiben mit sehr geringem 35 signalspannung eines magnetischen Abfühlers wiederDurchmesser verwendet, so ist es vorteilhaft, die der gibt, der an den in Fig. 10 gezeigten magnetischen
Binärstelle entsprechenden Kodespur vorkommen
kann, so werden einzelne Segmente abwechselnd mit
entgegengesetzter Polarität magnetisiert und durch
kleine, nichtmagnetisierte Bereiche voneinander getrennt. Werden Kodescheiben mit sehr geringem 35 signalspannung eines magnetischen Abfühlers wiederDurchmesser verwendet, so ist es vorteilhaft, die der gibt, der an den in Fig. 10 gezeigten magnetischen
Segmenten vorbeigeführt wird, und
F i g. 13 einen typischen Verlauf der Ausgangsspannung zeigt, wenn die nach Fig. 12 erhaltene
Wellenform eine geeignete elektronische Schaltung passiert hat.
Gemäß F i g. 1 ist eine Kodierscheibe 20 auf einer Antriebswelle 22 montiert, wodurch die Scheibe 20
von einer externen Quelle her gedreht wird. Vorzugsweise besteht die Kodierscheibe 20
untersten Binärstelle entsprechende Kodespur auf der einen, die übrigen Spuren auf der anderen Seite der
Scheibe anzuordnen.
Zur Herstellung der verschiedenen erfindungsgemäßen Ausführungsformen der Kodierscheibe dient
ein Verfahren, bei dem eine Magnetisiersonde mit einer Spitze, deren Querschnitt der Breite der zu erzeugenden
Segmente entspricht, an die mit Kodespuren zu versehende Oberfläche der Scheibe, ein
Rückschlußstift mit einer Stirnfläche von wesentlich größerem Querschnitt als die Sondenspitze an die
andere Scheibenfläche der Sonde gegenüber herangeführt wird und ein magnetischer Kraftfluß durch die
aus handelsüblichem, kornorientiertem, gesintertem Bariumferrit, das eine schwer zerbrechliche, nichtleitende Keramik
ist. Wegen seiner außerordentlich hohen Koerzitivkraft muß eine hohe magnetische Feldstärke von einer
Sonde, die Scheibe und den Rückschlußstift geleitet 40 externen Quelle her angelegt werden, um einzelne Bewird.
Insbesondere durch die Gestaltung der Sonden- reiche des Bariumferrits permanent zu magnetisieren.
Die Scheibe 20 enthält auf jeder ihrer beiden Oberflächen eine Vielzahl ,magnetischer Elemente, die in
konzentrischenjSpuren 26, 28, 30 und 32 angeordnet
spitze und der Stirnfläche des Rückschlußstiftes erreicht man, daß die magnetischen Kraftlinien von der
Sondenspitze aus fächerförmig auseinanderlaufen. Die
für die Stärke der Magnetisierung verantwortliche 45 sind. Obwohl natürlich magnetisiert© Bereiche m
Feldstärke ist also in der Nähe der Sondenspitze am einemr'fibmegen Material nicht sichtbar sind, zeigen
die F i g. 1 bis 3 die Magnetelemente der konzentrischen Spuren als schraffierte Segmente. Sie können
in Form irgendeines geeigneten Digitalkodes angeordnet sein; die Ausführungsform nach F i g. 2 und 3
zeigt einen traditionellen Binärkode, wobei die den ungeraden Binärstellen entsprechenden Spuren auf
der in F i g. 3 gezeigten Oberfläche und die den geraden Stellen entsprechenden auf der in Fig. 2 gezeigten
Oberfläche enthalten sind, d. h., die Spur 26 für die erste oder unterste Binärstelle ist die äußerste
Spur auf der Scheibenoberfläche nach Fig. 3. Die der zweiten Stelle entsprechende Spur 28 ist die
äußerste auf der in F i g. 2 gezeigten Oberfläche. Die
aus den im folgenden beschriebenen Ausführungsbei- 60 Spur 30 für die dritte Stelle ist neben derjenigen für
spielen an Hand der Zeichnungen, in denen die unterste Stelle auf der in F i g. 3 gezeigten Fläche
größten und kann bei dem verwendeten magnetisierbaren Werkstoff der Kodescheibe so gewählt werden,
daß die Magnetisierung nur bis zu einer gewissen Tiefe erfolgt. In der Nähe der auf der anderen
Scheibenfläche anliegenden Stirnfläche des Rückschlußstiftes dagegen ist das Magnetfeld so schwach,
daß eine auf dieser Seite etwa vorher vorgenommene Magnetisierung nicht oder fast nicht gestört wird. Um
Segmente größerer Länge zu erhalten, wird die Scheibe während der Einwirkung des Magnetflusses
um einen dieser Länge entsprechenden Winkel gedreht.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich
F i g. 1 eine magnetische Kodierscheibe mit je drei magnetischen Datenspuren auf jeder Seite im Schnitt
zeigt,
F i g. 2 die eine Fläche der Kodierscheibe gemäß der Linie 2-2 der Fi g. 1 darstellt, wobei die magnetisierten
Segmente eines typischen Binärkodemusters gestrichelt gezeigt sind,
angeordnet usf. bis zur Spur 32 für die sechste oder oberste Binärstelle auf der Scheibenoberfläche der
F i g. 2. Erfindungsgemäß ist es durchaus möglich, eine Spur auf der einen Oberfläche der Kodierscheibe
20 und eine weitere Spur auf der anderen Oberfläche und mit dem gleichen Radius wie die erste Spur zu
magnetisieren, d. h., die konzentrischen Spuren 26
und 28 können genau übereinanderliegen. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß bessere Ergebnisse dann
erzielt werden, wenn die konzentrischen Spuren auf der einen Oberfläche der Scheibe 20 gegenübr denen
auf der anderen Oberfläche versetzt sind, d. h., die Spur 28 ist entsprechend F i g. 1 zwischen den Spuren
26 und 30 angeordnet.
Die Magnetisierung diskreter Elemente auf der Oberfläche einer keramischen Bariumferritscheibe ist
bekannt. Die Magnetisierung diskreter Elemente auf beiden Seiten einer verhältnismäßig dünnen keramischen
Bariumferritscheibe war jedoch bisher wegen zweier wichtiger Faktoren außerordentlich schwierig,
wenn nicht unmöglich. Einerseits neigt nämlich in dem Fall, daß die die Segmente in allen Spuren formenden
Magnetelemente an der Scheibenoberfläche gleiche Polarität haben sollen, der Magnetisierungsvorgang von Elementen auf der einen Oberfläche dazu,
die vorher auf der anderen Seite magnetisierten Elemente zu entmagnetisieren. Wenn andererseits die
Elemente auf der einen Oberfläche gegenüber denen auf der anderen entgegengesetzte Polarität haben
sollen, so tritt zwischen den Segmenten der Spuren auf beiden Oberflächen eine starke magnetische Kopplung
auf, die eine falsche und ungleiche Magnetisierung zur Folge hat. Bei der in F i g. 1 bis 3 gezeigten
Ausführungsform sind alle magnetischen Elemente gleich polarisiert, d. h., alle Segmente aller Spuren
sind so magnetisiert, daß sie ihren Nordpol an der Oberfläche der Scheibe 20 haben und ihren Südpol
unterhalb der Oberfläche nach der Mitte der Scheibe zu. Die Magnetisierung der einzelnen Segmente kann
mittels der in F i g. 4 dargestellten Vorrichtung erreicht werden. Danach ist eine Bariumferritscheibe 20
auf einer Welle 34 von nichtmagnetischem Material, wie beispielsweise Aluminium, aufgehängt. Die Welle
34 ist in einem Joch 36, das aus Weicheisen bestehen kann, gelagert und ist mit einem Teilkopf 38 verbunden,
der dazu dient, die Welle 34 und die Scheibe 20 genau zu drehen, so daß die einzelnen Elemente der
Spuren in ihrer erforderlichen Länge permanent magnetisiert werden können. Die Erregung der auf den
Schenkeln des Jochs 36 montierten Spulen 40 mit einem Gleichstrom erzeugt ein intensives Magnetfeld
durch das Joch 36, die Magnetisiersonde 42, die Kodierscheibe 20 und den Rückschlußstift 44.
Wie oben erwähnt, sind Scheiben aus kornorientiertem keramischem Barimferrit im Handel erhältlich.
Das für die Scheibe 20 erforderliche Bariumferrit ist durch Ausrichtung der feinen, das Material
bildenden Kristalle normal zur Scheibenoberfläche derart anisotrop, daß ein ausreichend starker Magnetfluß
senkrecht zur Scheibenoberfläche die Kristalle permanent magnetisiert, während der gleiche Fluß
in einer anderen Richtung nicht ohne weiteres magnetisiert.
Um die Magnetisierung von Segmenten nur an der Scheibenoberfläche zu erreichen, ist die räumliche
Gestaltung der Spitze der Magnetisiersonde 42 und des Rückschlußstiftes 44 von größter Wichtigkeit. In
F i g. 5 sind die Spitze 41 der Sonde 42 und die Stirnfläche des Rückschlußstiftes 45 von annähernd
gleicher Gestalt gezeigt. Ein durch die Spitze 41, die Scheibe 20 in die Stirnfläche des Stiftes 45 verlaufender
Magnetfluß wird ungefähr entlang der ausgerichteten Kornstruktur des Scheibenmaterials gebündelt.
Sofern die Magnetstärke und die Flußdichte ausreichen, um überhaupt einen Bereich der Scheibe 20
zu magnetisieren, so wird der gebündelte Kraftfluß den betreffenden Bereich der Scheibe 20 durch und
durch magnetisieren, wodurch auf der einen Scheibenoberfläche ein Nordpol, auf der anderen ein Südpol
entsteht.
Um ein Element nur an der Oberfläche der Scheibe 20 zu magnetisieren, muß die Größe der Stirnfläche
des Rückschlußstiftes 46, wie in F i g. 6 gezeigt, vergrößert werden. Hier sammelt die Spitze 41 der Mao
gnetisiersonde 42 die Kraftlinien an der Oberfläche der Scheibe 20. Dies resultiert in einem stärkeren Magnetfeld
auf dieser Seite, und vorausgesetzt, daß die magnetische Feldstärke ausreicht, so wird an dieser
Oberfläche ein permanent magnetisiertes Element gebildet. Da die Stirnfläche des Rückschlußstiftes 46
einen größeren Querschnitt hat als die Sonde 42, laufen die Kraftlinien, die an der Oberfläche durch
die Spitze 41 gesammelt wurden, in Richtung auf die Stirnfläche des Rückschlußstiftes 46 fächerförmig auseinander
und werden von der Achse der ausgerichteten Kristalle des Scheibenmaterials weggebeugt. Dadurch
ergibt sich eine immer geringere Feldstärke, je mehr sich die Kraftlinien dem Stift 46 nähern, und infolgedessen
wird die Scheibe 20 nicht in ihrer ganzen Tiefe durchmagnetisiert.
F i g. 7 zeigt eine noch größere Stirnfläche des Rückschlußstiftes 47, die in einem noch stärker
fächerförmigen Auseinanderlaufen der Feldlinien von der Sondenspitze 41 durch die Scheibe 20 in die
Fläche des Stiftes 47 resultiert. Da der Kraftfluß nur an der Oberfläche der Scheibe 20 in der Nachbarschaft
der Probenspitze 41 konzentriert ist, wird nur ein dünnes Element 48 vollständig magnetisiert. Der
bei dem Magnetisierungsvorgang für das Element 48 erzeugte Magnetfluß hat an der anderen Oberfläche
der Scheibe 20 eine derart geringe Feldstärke und ist mit der Kornorientierung in den Elementen 50 und 52
so wenig ausgerichtet, daß diese vorher magnetisierten Elemente im wesentlichen ungestört bleiben.
Man sieht daraus, daß es möglich ist, magnetische Elemente nur an der Oberfläche der Kodierscheibe 20
auszubilden. Man nehme beispielsweise an, daß die Magnetisersonde 42 eine quadratische Spitze 41 von
0,2 cm2, die Stirnfläche des Rückschlußstiftes 47 einen
Querschnitt von 2,5 cm2 und die Kodierscheibe 20 eine Stärke von 0,25 cm haben. Wenn die Erregungsspulen 40 der F i g. 4 eine Feldstärke in der Größenordnung
von 1050 Linien pro Quadratzentimeter erzeugen, so werden auf beiden Seiten der Scheibe 20
Elemente bis zu einer Tiefe von ungefähr 0,5 mm permanent magnetisiert.
F i g. 8 zeigt einen Querschnitt der Scheibe 20 mit den magnetischen Elementen und den zugehörigen
ungefähren Feldlinienbildern. Um die Anwesenheit eines Magnetfeldes an der Oberfläche der Scheibe 20
festzustellen, wird ein sättigbarer magnetischer Ringkern 54, der mit einer Lesewicklung 56 und einer
Ausgangssignalwicklung 58 versehen ist, gegenüber der drehenden Scheibe 20 derart angeordnet, daß das
den verschiedenen magnetischen Segmenten der einzelnen Spuren auf der Scheibe zugehörige Magnetfeld
mit dem Kern 54 gekoppelt wird. Wenn dieser einem magnetischen Segment gegenübersteht, so sättigt der
das Element umgebende Fluß diesen Kern. Wird nun die Windung 56 mit einem Wechselstrom-Lesesignal
beaufschlagt, so verhindert der gesättigte Kern, daß das Lesesignal an der Ausgangswicklung 58 erscheint.
Befindet sich der Kern 54 andererseits nicht in einem
Claims (1)
- 7 8Magnetfeld, so wird ein an die Wicklung 56 ange- entgegengesetzten Polarität der magnetischen Seglegtes Lesesignal durch den ungesättigten Kern 54 auf mente 62 und 64 besteht eine kräftige magnetische die Ausgangswicklung 58 induziert. »Kurzschluß«-Kopplung der benachbarten Elemente,Wie man sieht, ist es zu einer hohen Auflösung des wie es in Fig. 10 gezeigt ist. Deshalb konzentriert Lesesignals erforderlich, daß die Feldlinien von einem 5 sich das Magnetfeld auf die nächste Umgebung der magnetischen Segment rechtwinklig zur Scheiben- Scheibenoberfläche, und da der Magnetkern 66 rechtoberfläche austreten und auf einen möglichst engen winklig zu und oberhalb der Feldlinien angeordnet Bereich um das betreffende magnetische Segment be- ist, wird er von nur wenigen Feldlinien durchsetzt grenzt sind, ohne auf Segmente in benachbarten und nicht gesättigt. Andererseits zeigt Fig. 11, daß Spuren auf der Scheibe zu streuen. Eine derartige ία zusätzlich zu der starken magnetischen Kopplung Ausrichtung der Feldlinien kann mittels einer in zwischen den Segmenten 62 und 64 ein starkes Ma-F i g. 8 gezeigten zusätzlichen magnetisierten Trenn- gnetfeld besteht, das jedes einzelne Magnetsegment spur 53 erreicht werden, die aus einer unkodierten umgibt und auf dem koppelnden Feld rechtwinklig dünnen und schmalen konzentrischen Spur besteht steht. Dieses umgebende Feld verläuft in der gleichen und einen kontinuierlichen Magnetstreifen zwischen 15 Ebene wie der Kern 66 und durchdringt ihn und verden Kodesegmenten der benachbarten Spuren 26 und ursacht seine Sättigung nur dann, wenn diese in der 30 bildet. Sie ist mit der gleichen Polarität wie diese Nähe eines magnetischen Segmentes 62 oder 64 ist. beiden Spuren 26 und 30 magnetisiert und dient dazu, Wenn daher an die Lesewicklung 68 ein Wechselein kleines örtliches Magnetfeld aufzubauen, das die Stromsignal angelegt wird, so wird es durch den gevon den benachbarten Kodespuren 26 und 30 aus- 20 sättigten Kern nicht auf die Ausgangswicklung 70 gehenden Feldlinien in der Nähe der betreffenden ma- induziert.gnetischen Segmente hält. Das Ergebnis davon ist die Für den Fall, daß Scheiben von sehr kleinemAusrichtung der Feldlinien in den Kodespuren 26 und Duchmesser erforderlich sind, kann es vorteilhaft 30 und die Verbesserung der Lesesignalauflösung. sein, die der untersten Binärstelle entsprechende Spur Obwohl hier nur eine zusätzliche Trennspur 53 zwi- 25 auf einer getrennten Scheibe oder auf der einen Seite sehen den Kodespuren 26 und 30 beschrieben wurde, einer Scheibe anzuordnen, die eine Vielzahl von konkönnen ähnliche Trennspuren zwischen allen Kode- zentrischen, den höheren Stellen entsprechenden spuren auf beiden Oberflächen der Kodierscheibe 20 Spuren auf der anderen Seite trägt. Die Frage, ob einangeordnet werden. zelne Spuren auf besonderen Scheiben anzuordnen Wegen der vorteilhaften Verwendung magnetischer 30 sind, und die Größe von Abständen zwischen kon-Trennspuren und weil die starken Magnetfelder der zentrischen Spuren auf der Oberfläche einer Scheibe Kodespuren auch auf der entgegengesetzten Seite einer hängen vom Durchmesser der speziellen Scheibe und verhältnismäßig dünnen Scheibe wahrgenommen von dem räumlichen Abstand ab, der physikalisch erwerden können, haben sich bessere Ergebnisse her- forderlich ist, um die einzelnen magnetischen Leseausgestellt, wenn die magnetischen konzentrischen 35 kerne nahe den Scheibenoberflächen anzuordnen. Kodespuren auf der einen Fläche der Scheibe 20 ge- F i g. 12 zeigt einen typischen Spannungsverlauf an genüber denen auf der anderen Seite versetzt sind. den Klemmen der Ausgangswicklung 70, wenn die Wenn also, wie in Fig. 8 gezeigt, die Kodespur 28 Kodierscheibe 20 unter dem Magnetkern 66 bewegt mit einem mittleren Radius zwischen den Kodespuren wird. Befindet sich der Kern 66 in der Nähe der Mitte 26 und 30 angeordnet wird, so neigen die Feldlinien 40 eines Magnetsegmentes, so ist das an der Wicklung der einzelnen mit gleicher Polarität magnetisierten 70 erscheinende Ausgangssignal Null, da das Lese-Segmente dazu, benachbarten Feldlinien auszu- signal durch den gesättigten Kern nicht auf die Ausweichen und zu verhindern, daß der mit einem ma- gangswicklung induziert werden kann. Befindet sich gnetischen Segment auf der einen Oberfläche der dagegen der Kern 66 in der Mitte zwischen zwei ma-Scheibe gekoppelte Magnetfluß die andere Scheiben- 45 gnetischen Segmenten, so hat das Ausgangssignal ein oberfläche erreicht. Folge davon ist eine starke Ver- Maximum und zeigt an, daß von der Lesewicklung 68 minderung der unerwünschten magnetischen Kopp- durch den ungesättigten Kern eine maximale Spanlung und eine verbesserte Auflösung des Lesesignals. nung auf die Ausgangswicklung 70 induziert wird. Ein magnetischer Lesekern muß aus verhältnis- Dieses Ausgangssignal kann dann in einer (nicht gemäßig dünnem Material bestehen. Man kann aus 50 zeigten) Schaltung weiterverarbeitet werden, um eine F i g. 3 entnehmen, daß das Material des Kernes be- digitale Anzeige der Stellung der Kodierscheibe 20 zu trächtlich dünner sein muß als die radiale Länge eines ergeben. Beispielsweise können eine Spannungsmagnetischen Segmentes in der Spur 26, so daß der schwelle 72 und nachfolgende Flip-Flop-Schaltungen Kern die nichtmagnetisierten Strecken dieser Spur ge- angewandt werden, so daß der in Fig. 12 gezeigte nau unterscheiden kann. Sind magnetische und nicht- 55 Verljuif- der Ausgangsspannung in Rechtecksignale magnetische Segmente zu unterscheiden, die dünner „_nach F i g. 13 aufgelöst wird, bei denen die Länge der sind als das Material des Magnetkernes, so kann die^"'" »Ein«-Segmente gleich der Länge der »Aus«-Segin Fig. 9 gezeigte kodierte Magnetspur verwendet mente gemacht werden kann, werden. Danach ist die magnetische Scheibe 20 mit
einer Spur 60 versehen, die eine Vielzahl magne- 60tischer Segmente 62 und 64 enthält, weiche mit sehr Patentansprüche:geringem Abstand voneinander angeordnet und insbesondere für die der untersten Binärstelle ent- 1. Magnetische Kodierscheibe mit mehreren sprechenden Spur geeignet sind. Mit Hilfe des oben konzentrischen, aus einzelnen magnetischen Segbeschriebenen Verfahrns werden die Segmente 62 mit 65 menten bestehenden, einen bestimmten Binärkode entgegengesetzter Polarität wie die Segmente 64 darstellenden Spuren, dadurch gekennmagnetisiert und voneinander durch ein schmales, zeichnet, daß die Spuren (26, 28, 30, 32) auf nicht magnetisiertes Segment getrennt. Wegen dieser beiden Seiten der Scheibe (20) angeordnet unddie einzelnen Segmente von der jeweiligen Oberfläche aus nur bis zu einem Teil der Scheibentiefe magnetisiert sind (F i g. 1).2. Kodierscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus keramischem, anisotropem, kornorientiertem Bariumferrit besteht.3. Kodierscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spuren (26, 30) auf der einen Seite der Scheibe (20) gegenüber denen (28, 32) auf der anderen Seite versetzt sind (il)io4. Kodierscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den aus einzelnen magnetisierten Segmenten bestehenden Kodespuren (26, 28, 30, 32) durchgehende, konzentrische, magnetisierte Trennspuren (53) angeordnet sind (F i g. 1 und 9).5. Kodierscheibe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennspuren (53) auf der einen Scheibenseite jeweils die gleichen Radien haben wie die Kodespuren (26, 30 bzw. 28, 32) auf der anderen Seite, und umgekehrt (F i g. 1 und 8).6. Kodierscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die den ungeraden Binärstellen entsprechenden Kodespuren (26, 30) auf der einen, die den geraden Stellen entsprechenden (28, 32) auf der anderen Seite der Scheibe angeordnet sind (Fig. 2 und 3).7. Kodierscheibe nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetisierung der einzelnen durch nichtmagnetisierte Segmente voneinander getrennten magnetischen Segmente aller Kodespuren (26, 28, 30, 32) die gleiche Polarität bezüglich der jeweiligen Oberfläche aufweist wie die Magnetisierung der Trennspuren (53; Fig. 1 und 9).8. Kodierscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (62, 64) der der untersten Binärstelle entsprechenden Kodespur (60) abwechselnd mit entgegengesetzter Polarität magnetisiert und durch nichtmagnetisierte Bereiche voneinander getrennt sind (Fig. 9).9. Kodierscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die der untersten Binärstelle entsprechende Kodespur auf der einen, die übrigen Spuren auf der anderen Scheibenseite angeordnet sind.10. Verfahren zur Herstellung der Kodierscheibe nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Magnetisiersonde (42) mit einer Spitze (41), deren Querschnitt der Breite der zu erzeugenden Segmente entspricht, an die mit Kodespuren zu versehende Oberfläche der Scheibe (20), ein Rückschlußstift (44) mit einer Stirnfläche (46 bzw. 47) von wesentlich größerem Querschnitt als die Sondenspitze (41) an die andere Scheibenfläche der Sonde gegenüber herangeführt werden und ein magnetischer Kraftfluß durch die Sonde (42), die Scheibe (20) und den Rückschlußstift (44) geleitet wird (Fig. 4 bis 7).11. Verfahren nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch Drehung der Scheibe (20) während der Einwirkung des Magnetflusses um einen der Länge des zu magnetisierenden Segmentes entsprechenden Winkel (F i g. 4).Hierzu 1 Blatt Zeichnungen809 «74/368 4.68 © Bundesdruckerei Berlin
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