<Desc/Clms Page number 1>
Positionsgeber, insbesondere für Aufzüge
Die Erfindung betrifft einen Positionsgeber zum Steuern von bewegten Gegenständen mit nur einem Freiheitsgrad, insbesondere für Aufzüge.
Für die Steuerung von bewegten Gegenständen, speziell von Kabinen automatischer Aufzüge, ist eine vorrichtung notwendig, welche eine'Angabe über den Ort der Aufzugskabine innerhalb des Aufzugsschachtes in Form eines elektrischen Signals liefert. Erfolgt ein Ruf von irgendeinem Stockwerk aus, so muss eine Automatik in der Lage sein, unter Verwendung dieses Signals zu entscheiden, ob sich der Aufzug in Betrieb setzen soll und in welcher Richtung. Ferner soll mit diesem Signal der Zeitpunkt festgelegt werden, in welchem die Bremsung eingeleitet wird für den Halt am vorbestimmten Stockwerk.
Es sind verschiedene Mittel bekannt, die Position der Aufzugskabine im Schacht in Form eines elektrischen Signales wiederzugeben. Häufig wird die Bestimmung des Ortes der Aufzugskabine durch sogenannte Schachtumschalter bewirkt. Das sind elektrische Umschalter, die im Aufzugschacht montiert sind, und die beim Durchgang der Aufzugskabine durch den Einfluss einer an der Kabine befestigten Gleitschiene umgeschaltet werden. Das System der Schachtumschalter hat den Vorteil, dass sich die notwendigen elektrischen Stromkreise sehr einfach ausführen lassen, und dass der Ort des Aufzuges auch nach Stromunterbrechung sofort richtig angezeigt wird. Nachteilig wirkt sich dagegen aus, dass die Schachtumschalter im Schacht selbst montiert sind, wo eine Wartung schwierig ist, und dass ihre Zahl mit wachsender Stockwerkzahl proportional zunimmt.
Bekannt sind auch ähnliche Vorrichtungen, die eine genaue Angabe über die Position der Aufzugskabine im Schacht mit mechanischen Mitteln von der Kabine zu einem Schaltapparat übertragen, der sich im leicht zugänglichen Maschinenraum befindet. Nachteilig bei dieser Anordnung ist der grosse Aufwand.
Die erwähnten Vorrichtungen haben auch noch den Nachteil, dass sie infolge ihrer Trägheit nur für relativ langsame Aufzüge verwendet werden können. Nachteilig wirken sich auch Geräusche und mechanische Abnützung aus. Elektrische Kontakte bilden auch unangenehme Störungsquellen.
Ferner sind Vorrichtungen bekannt, welche durch beispielsweise induktive Impulsgeber von der Aufzugskabine gesteuert werden und welche in einem elektrischen Speicher den Ort der Kabine markieren. Der elektrische Speicher kann durch einen Motorsteuerapparat, eine Relaisanordnung, eine Schaltung mit Kaltkathodenröhren u. a. realisiert werden. Eine solche Lösung hat den Nachteil, dass nach einer Stromunterbrechung, insbesondere wenn die Kabine von Hand bewegt wurde, der Speicher nicht imstande ist, sofort den richtigen Ort der Kabine wiederzugeben. Ferner können Fehlschaltungen auftreten, wenn die Kabine durch Betätigen des Halteknopfes beim Impulsgeber anhält.
Im weiteren ist es im Eisenbahnwesen, speziell bei Achszähleinrichtungen, bekannt, mit Hilfe von elektromagnetischer Induktion Signale zu erhalten, wobei sättigbare Kerne verwendet werden, die von Permanentmagneten beeinflusst sind. Die Steuerung der Signale erfolgt durch Ablenkung des magnetischen Flusses durch ein bewegbares Betätigungselement, in den meisten Fällen durch ein vorbeirollendes Rad. Eine Signaländerung findet nur statt, solange das Rad sich innerhalb des Bereiches des magnetischen Flusses befindet.
Die aufgezählten Nachteile werden bei Verwendung der erfindungsgemässen Positionsgeber eliminiert,
<Desc/Clms Page number 2>
welche gekennzeichnet sind durch magnetische Speicherelemente mit zwei stationären Zuständen und magnetische Betätigungselemente, welche Elemente relativ zueinander bewegbar sind, wobei die Speicherelemente durch die magnetischen Betätigungselemente so beeinflussbar sind, dass am Speicherelement beim Passieren eines Betätigungselementes, z. B. eines Permanentmagneten, je nach Richtung einer der erwähnten Zustände entsteht, wobei ein Organ zur Umsetzung dieses Zustandes in ein elektrisches Signal vorgesehen ist.
Das Organ für dieUmsetzung des Zustandes eines Speicherelementes in ein elektrisches Signal umfasst zweckmässig magnetisch sättigbares Material mit mindestens einer Wicklung, wobei das sättigbare Material einerseits vom Speicherelement und anderseits von einem zusätzlichen magnetischen Element so beeinflusst wird, dass sich die sättigende Wirkung beim einen Zustand des Speicherelementes vergrössert
EMI2.1
einem Permanentmagnet besteht. Um eine optimale Aussättigung und Signalausbeute zu erhalten, wird das magnetisch sättigbare Material als geschlossenes System ausgebildet.
Damit der magnetische Aufwand auf ein Minimum beschränkt werden kann, bilden die Magnetkreise des Betätigungselementes, des Speicherelementes und des zusätzlichen magnetischen Elementes vorteilhaft in sich geschlossene Systeme, wobei das Speicherelement als gemeinsamer magnetischer Leiter aller Kreise dient.
Vom Informationsgeber bewegter Gegenstände wird oftmals neben kurzer Schaltdauer eine möglichst grosse Genauigkeit des örtlichen Schaltpunktes verlangt. Um diese Bedingung zu erfüllen, wird das Speicherelement in bezug auf das sättigbare Material in Fahrrichtung symmetrisch ausgebildet.
An Stelle eines Permanentmagneten als Kompensationselement kann eine auf das sättigbare Material wirkende Wicklung angebracht werden.
Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind in der beiliegenden Zeichnung dargestellt. Es zeigt : Fig. l ein magnetisches Speicherelement mit sättigbarem Material, Fig. 2 ein magnetisches Speicherelement mit Halbleiter, Fig. 3 ein erstes Anordnungsbeispiel, Fig. 4 ein weiteres Anordnungsbeispiel, Fig. 5 eine Ansicht eines Positionsgebers mit geschlossenem System, Fig. 6 einen Schnitt nach Linie VI-VI von Fig. 5, Fig. 7 das sättigbare Material mit Kompensation durch eine Wicklung.
In Fig. l ist ein feststehendes magnetisches Speicherelement mit 1 bezeichnet, dessen Ende 2 den Südpol und dessen Ende 3 den Nordpol darstellt. Ein zusätzliches magnetisches Element 4, beispielsweise ein Permanentmagnet, ist durch ein sättigbares Material 5 mit dem Ende 2 des Speicherelementes 1 verbunden. Im magnetischen Element 4 ist ein Ende 6 als Nordpol und das andere Ende 7 als Südpol gekenn- zeichnet. Die Wicklung 8 bildet mit dem sättigbaren Material 5 eine Induktanz, deren Induktivität eine Funktion des Sättigungszustandes darstellt. Im gezeichneten Falle ist der Magnetfluss im Material 5 gross und die Induktanz der Wicklung 8 ist entsprechend niedrig.
Wird an den Klemmen 18 der Wicklung 8 eine Wechselstromquelle über einen Belastungswiderstand angeschlossen, so kann bei gesättigtem Material 5, infolge der geringen Induktanz in der Wicklung 8, ein Strom fliessen, der über den Belastungswiderstand ein Signal für die Steuerung erzeugt. Ist die Induktanz der Wicklung 8 bei nicht gesättigtem Material hoch, so entsteht am Belastungswiderstand kein Signal.
An einem bewegten Gegenstand, beispielsweise einer Aufzugskabine, ist ein magnetisches Betätigungselement 9 angebracht, dessen Nordpol 10 dem Speicherelement 1 zugekehrt ist. Bewegt sich das Betätigungselement 9 relativ zum Speicherelement 1 von der Lage A zur Lage B, so ändert sich die Magnetisierungsrichtung im Speicherelement l, d. h. das Ende 2 wird zum Nordpol und das Ende 3 zum Südpol. Der Magnetfluss im sättigbaren Material 5 wird dadurch praktisch null und die Induktanz der Wicklung 8 ist entsprechend hoch.
Bewegt sich das Betätigungselement 9 in umgekehrter Richtung in die Lage A zurück, so wechselt die Magnetisierungsrichtung wiederum. Der Unterschied der Induktanz der Wicklung 8 wird zur elektrischen Signalgebung verwendet.
In Fig. 2 wird das sättigbare Material durch einen Halbleiter 11, beispielsweise einen magnetfeldabhängigen Widerstand ersetzt (Hallgenerator). Der Halbleiter 11, der einerseits durch ein Speicherelement 14 und ein magnetisches Element 15 beeinflusst wird, weist zwei Elektroden 12 und 13 auf, welche mit einer Steuerung verbunden sind. In gleicher Weise wie in Fig. 1 beschrieben, ändert sich die Magnetisierungsrichtung im Speicherelement 1 und beeinflusst den Halbleiter 11, so dass an den Klemmen 19 eine Hallspannung entsteht, die als Signal für die Steuerung dient.
Fig. 3 zeigt eine Anordnung, bei der entlang der Fahrstrecke des bewegten Gegenstandes 22, beispielsweise einer Aufzugskabine, am festen Gegenstand 27, beispielsweise an einer Schachtwand, Betstigungselemente 9c, d, e, f vorgesehen sind, wogegen das Speicherelement 1 am bewegten Gegenstand 22
<Desc/Clms Page number 3>
angebracht ist. Die Betätigungselemente 9c, d, e, f sind so angeordnet, dass abwechslungsweise der Südpol und der Nordpol dem passierenden Speicherelement 1 zugekehrt ist. In der gezeichneten Stellung C ist die Magnetisierungsrichtung des Speicherelementes 1 mit 0 bezeichnet, d. h. das Ende 2 ist der Nordpol und das Ende 3 der Südpol. Das Speicherelement 1 bewegt sich von der Stellung C zur Stellung D.
Beim Passieren des Betätigungselementes 9c wechselt die Magnetisierungsrichtung des Speicherelementes 1 in den Zustand I, d. h. das Ende 2 wird Südpol, das Ende 3 Nordpol. In der Stellung E ist das Speicherelement 1 wieder im Zustand 0, in derjenigen von F im Zustand I. Es entsteht die Aufeinanderfolge der
EMI3.1
In Fig. 4 sind die Betätigungselemente 9g, h, i, k ebenfalls fest und das Speicherelement ist am bewegten Gegenstand angebracht. Die Pole der Betätigungselemente sind in der Reihenfolge N - N - S - S dem passierenden Speicherelement 14 zugekehrt. Es ist ersichtlich, dass bei der Fahrtrichtung 16, in der Stellung H der Zustand 1 des Speicherelementes besteht, während in der Fahrtrichtung 17 der Zustand 0 auftritt. Im Feld K zeigt sich eine analoge Art, aber mit umgekehrten Zuständen.
Es können noch andere Kombinationen der Folgezustände gewählt werden, wobei die letzteren zur Orts- und Fahrtrichtungsbestimmung des bewegten Gegenstandes dienen.
Fig. 5 stellt einen Positionsgeber mit geschlossenen Magnetsystemen dar, bei welchem ein Speicherelement 20 aus magnetisierbarem Material in Form einer Schleife ausgebildet ist, wobei die Mittelachse VI-VI eines sättigbaren Materials 23 genau in der Längsmitte der Schleife liegt. Das Speicherelement 20 ist durch Briden 21 an einem bewegten Gegenstand 22, beispielsweise an einer Aufzugskabine, befestigt.
Zwischen Enden 30 und 31 des Speicherelementes 20 ist das sättigbare Material 23 eingebaut. Damit beim sättigbaren Material 23 eine möglichst grosse Konzentration der Feldlinien vorhanden ist, hat dieses die Form eines Toroids. Das mit einer Ablesewicklung 24 versehene sättigbare Material 23 ist in einem Isoliergehäuse 25 eingebettet, welches am bewegten Gegenstand 22 befestigt ist. Um das sättigbare Material 23 auf die Richtung des magnetischen Flusses zwischen den beiden Enden des Speicherelementes 20 empfindlich zu machen, wird ein zusätzliches magnetisches Element 26, beispielsweise ein Permanentmagnet, am bewegten Gegenstand 22 angebracht.
Am feststehenden Führungsteil 27 des bewegten Gegenstandes 22, beispielsweise an der Schachtwand eines Aufzuges, sind auf die in Fig. 4 beschriebene Art Betätigungselemente 28, vorzugsweise Permanentmagnete, befestigt.
An Stelle des zusätzlichen magnetischen Elementes 26 kann, wie Fig. 7 zeigt, eine auf den Enden 30 und 31 des Speicherelementes 20 angebrachte Magnetisierungswicklung 29 vorgesehen sein. Die Wicklung 29 kann aber auch direkt über das sättigbareMaterial 23 geschoben werden. In der inFig. 5 gezeichneten Lage ist das Ende 30 des Speicherelementes 20 ein Nordpol und das Ende 31 ein Südpol. Ein Nordpol 32 und ein Südpol 33 des zusätzlichen magnetischen Elementes 26 bewirken eine Unterstützung des von den Enden 30 und 31 des Speicherelementes 20 ausgehenden Flusses, und demzufolge wird die sättigende Wirkung beim einen Zustand des Speicherelementes 20 vergrössert, beim ändern vermindert.
Bewegt sich das Speicherelement 20 in Richtung des Pfeiles P an einem Betätigungselement 28 vorbei, so wechseln die Enden 30 und 31 ihre Polarität. Das zusätzliche magnetische Element 26 kompensiert den Fluss zwischen den Enden 30 und 31 und demzufolge ist das sättigbare Material 23 ungesättigt.
Zu Stabilisierungs- und Kompensationszwecken können noch weitere zusätzliche magnetische Elemente am Speicherelement 20 angeordnet sein.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Positionsgeber zum Steuern von bewegten Gegenständen mit nur einem Freiheitsgrad, insbesondere für Aufzüge, gekennzeichnet durch magnetische Speicherelemente (1, 14,20) mit zwei stationären Zuständen und magnetische Betätigungselemente (9,28), welche Elemente relativ zueinander bewegbar sind, wobei die Speicherelemente durch die magnetischen Betätigungselemente (9,28) so beeinflussbar sind, dass am Speicherelement (1, 14,20) beim Passieren eines Betätigungselementes (9), z. B. eines Permanentmagneten, je nach Richtung, einer der erwähnten Zustände entsteht, wobei ein Organ (8,11) zur Umsetzung dieses Zustandes in ein elektrisches Signal vorgesehen ist.
EMI3.2