<Desc/Clms Page number 1>
Schachtschalter für Aufzüge
Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischen, ontaktlosen Schachtschalter für Aufzüge, der am einen der beiden durch Schacht'und Kabine gebildeten Teile des Aufzuges eine aus magnetisch leitendem Material bestehende Fahne, und am andern Teil ein im Bewegungsweg der Fahne in einem Luftspalt befindliches Magnetfeld aufweist, das beim Durchgang der Fahne durch den Luftspalt zur Erzeugung eines Steuersignales beeinflusst wird.
Es ist ein Magnetschalter bekannt mit einer Spule und zwei seitlich angebrachten Kontaktsätzen. Zwischen diesen Kontaktsätzen befindet sich ein grosser Luftspalt. Sobald eine Fahne in U-Form den Luftspalt überbrückt, verursacht der magnetische Fluss eine Betätigung der Kontaktsätze.
Ferner ist ein Magnetschalter bekannt, bei welchem der Kontakt in einer Vakuumröhre eingebaut ist.
Die Kontaktfeder trägt einen Magnetanker, welcher über einen, die Verbindung zwischen Vakuumröhre und einem Luftspalt herstellenden Kern von einem Permanentmagneten angezogen wird und den Kontakt in geschlossener Stellung hält. Sobald eine Fahne in den Luftspalt eindringt, wird der magnetische Fluss umgelenkt, was die Öffnung des Kontaktes bewirkt.
Ferner ist ein Induktionsschalter bekannt in Form eines Transformators, wobei zwischen Primär- und Sekundärwicklung ein Luftspalt vorhanden ist. Die Sekundärwicklung ist über einen Gleichrichter mit einem Relais verbunden. Im Ruhezustand ist die Relaisspule erregt. Durch Einführen einer Fahne wird der magnetische Fluss kurzgeschlossen, so dass ich die Erregung in der Relaisspule aufhebt.
Alle diese Magnetschalter haben den grossen Nachteil der Trägheit. Im besten Falle muss mit einer Verzögerung von drei Millisekunden gerechnet werden. Hinzu kommen noch die Verzögerungen der nachfolgenden Relais in der Steuerung, so dass mit gesamten Verzögerungen von ein bis zwei Zehntelsekunden gerechnet werden muss. Da aber diese Verzögerungen mit einer Kette von Ursachen zusammenhänge ; n, er- gibt sich in der Praxis keine konstante Verzögerungszeit. Diese unkonstante Verzögerungszeit wurde innerhalb der kleinen Einfahrgeschwindigkeit für Aufzüge ausgeglichen, so dass diese Verzögerungszeiten keine störende Haltedifferenz verursachten.
Bei modernen Aufzügen mit direkter Einfahrt und höheren Geschwindigkeiten wirken sich aber diese unkonstanten Verzögerungszeiten in Form von Halteungenauigkeiten aus, so dass die bekannten Magnetschalter für solche Antriebe untauglich sind.
Aber auch für Aufzüge mit zwei Geschwindigkeiten, d. h. Aufzüge welche beispielsweise über zwei und mehr Stockwerke mit einer Geschwindigkeit von 3m/sek., zwischen zwei Stockwerken aber nur Im/sek. fahren, erzeugen diese bekannten Magnetschalter rein theoretisch schon Haltedifferenzen. Für das obige Geschwindigkeitsverhältnis setzt sich diese theoretische Haltedifferenz wie folgt zusammen. Wird die Spule des Magnetschalters mit Wechselstrom von 50 Perioden gespeist, so muss für den Aufbau des magnetischen Feldes mit einer Verzögerung von einer Viertelperiode d. h. mit 5 Millisekunden gerechnet werden.
Der Schalter selbst hat im besten Falle eine Verzögerung von 3 Millisekunden. Diebeiden Verzögerungen zusammen ergeben somit eine Zeit von 8 Millisekunden. Für die angenommene Geschwindigkeitsdifferenz von 2m/sek. und zwei Fahrtrichtungen ergibt sich also eine theoretische Haltedifferenz von + 1, 6 cm.
Dazu kommen noch Verzögerungszeiten im Steuersystem, so dass ersichtlich ist, dass die bekannten Magnetschalter den Anforderungen des modernen Aufzuges nicht mehr genügen.
Der erfindungsgemässe Schachtschalter reduziert die Haltedifferenz um ein Vielfaches, da seine Ver-
<Desc/Clms Page number 2>
zögerungszeit nur zirka 150 Mikrosekunden beträgt. Er zeichnet sich besonders dadurch aus, dass auf der einen Seite des im Bewegungsweg der Fahne liegenden Luftspaltes ein Kern aus magnetisch sättigbarem Material und auf der andern Seite des Luftspaltes in an sich bekannter Weise ein Magnet vorgesehen ist, dessen normalerweise über den Luftspalt durch den Kern geschlossener Magnetfluss beim Eindringen der Fahne in den Luftspalt mittels der Fahne aus dem Kernfemgehaltenwird, wobei der jeweilige Sättigungs- zustand des Kernes bei im Luftspalt befindlicher Fahne über mindestens eine auf dem Kern sitzende und an einen Steuerstromkreis angeschlossene Wicklung zur Erzeugung eines Steuersignales verwendet wird.
Der Kern kann auf Polschuhen sitzen, die eine durch den Luftspalt unterbrochene Verlängerung der Pole des Magneten bilden.
Der Kern kann aber auch als einziger magnetischerLeiter auf seiner Seite des Luftspaltes angeordnet sein, so dass er bei ausgefahrener Fahne gesättigt und bei eingefahrener Fahne entsättigt ist.
Aus Steuerungsgründen kann aber auch bei ausgefahrener Fahne ein entsättigter Kern nötig sein. Dieser entsättigte Zustand desKernskann beim erfindungsgemässen Schachtschalter auf einfache Weise dadurch erreicht werden, dass auf der vom Luftspalt abgekehrten Seite des Kernes ein zum letzteren magnetisch parallel angeordneter Zusatzmagnet mit entsprechender Polarität vorgesehen ist, der bei ausgefahrener Fahne über den Kern einen solchen dem Magnetfluss des ersten Magneten entgegenwirkenden Fluss erzeugt, dass der Kern bei ausgefahrener Fahne entsättigt und bei eingefahrener Fahne gesättigt ist.
Das in der Wicklung erzeugte Signal könnte über einen Gleichrichter einem Relais in der Aufzugssteuerung zugeführt werden. Da aber Relais bekannterweise eine verhältnismässig grosse Verzögerung aufweisen, wird das Signal vorteilhaft über ein trägheitsloses Schaltelement in Form eines Transistorverstärkers geleitet.
Beispiele des Erfindungsgegenstandes sind in der beiliegenden Zeichnung dargestellt. Es zeigt : Fig. l
EMI2.1
einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. l, Fig. 3 ein vereinfachtes Beispiel des Schachtschalters im
Schnitt analog Fig. l, Fig. 4 ein Schaltschema mit gesättigtem Kern im Ruhezustand, Fig. 5 ein Schalt- schema mit entsättigtem Kern im Ruhezustand, Fig. 6 das induktive Prinzip eines Schachtschalters, Fig. 7 das sättigbare Prinzip eines Schachtschalters, Fig. 8 Kurve der Ansprechfunktion eines Schachtschalters nach dem induktiven Prinzip, Fig. 9 Kurve der Ansprechfunktion eines Schachtschalters nach dem sättig- baren Prinzip.
Das Gehäuse des Schachtschalters nach den Fig. 1 und 2 ist mit 1 bezeichnet, besteht aus nichtma- gnetisierbarem Material und ist beispielsweise an einer nicht gezeichneten Aufzugskabine befestigt. Es ist mit einem Luftspalt 2 versehen. Der grössere Gehäuseteil neben dem Luftspalt 2 weist rechteckige Halter
3 und 4 auf, in welche Polschuhe 5 und 6 aus magnetischleitendem Material eingepresst sind. In den Aus- sparungen der Polschuhe 5 und 6 ist ein rechteckige Ringform aufweisender Kern 7 aus magnetisch sättig- barem Material befestigt, dessen Schenkel 8 einen zweiteiligen Spulenkörper 9 trägt. Der Spulenkörper 9 ist mit mindestens einer Wicklung 10 versehen.
Im kleineren Gehäuseteil neben dem Luftspalt 2 ist ein Magnet 11 mit den eingezeichneten Polari- täten, vorzugsweise ein Permanentmagnet, so eingebaut, dass seine Pole 12 und 13 mit den Polschuhen 5 und 6 übereinstimmen und nur durch den Luftspalt'2 voneinander getrennt sind. Das Gehäuse 1 besitzt einen abschraubbaren Deckel 14, sowie eine Öffnung 18, durch welche die Anschlüsse der Wicklung 10 geführt werden. Die Fläche 17 dient als Befestigungsfläche. Im Ruhestand (d. h. bei ausgefahrener Fahne) fliesst ein Magnetfluss vom Südpol des Magneten 11 über den Luftspalt 2 - Polschuh 6 - Kern 7 - Polschuh 5 -
Luftspalt 2 - Nordpol 12 und sättigt den Kern 7.
Wird nun eine Fahne 15 aus magnetisch leitendem Material, welche beispielsweise an einer Schacht- wand befestigt ist, durch die Bewegung der Kabine in den Luftspalt 2 eingeführt, so wird der Fluss über diese Fahne 15 umgelenkt, was eine Entsättigung'des Kernes 7 zur Folge hat. Diese Zustandsänderung im
Kern 7 wird zur Signalgebung an die Aufzugssteuerung verwendet.
An die Polschuhe 5 und 6 kann ein Zusatzmagnet 16, vorzugsweise ein Permanentmagnet, mit den eingezeichneten Polaritäten angebracht werden. Dieser zweite Magnet 16 erzeugt einen magnetischen
Fluss vom Südpol des Magneten 16 über Polschuh 5 - Kern 7 - Polschuh 6 - Nordpol des Magneten 16 und 'wirkt dem bereits beschriebenen Fluss des Magneten 11 entgegen, was bei geeignete. Dimensionierung der Flüsse zur Entsättigung des Kernesführt. Wird nun der Fluss des Magneten 11 durch die in den Luftspalt ein- fahrende Fahne 15 abgelenkt, so sättigt sich der Kern 7 unter Wirkung des Flusses vom Zusatzmagneten 16.
Diese Zustandsänderung wird wiederum zur Signalgebung verwendet. Diese wahlweise Anordnung eines zweiten Magneten hat den grossen Vorteil, dass jederzeit ein Dauersignal in ein Impulssignal umgewandelt i werden kann, ohne die Konstruktion des Schachtschalters zu ändern. Um den Schachtschalter gegen Feuch- tigkeit unempfindlich zumachen, kann das Innere des Hohlraumes vom Gehäuse 1 mit einer Ausgussmasse
<Desc/Clms Page number 3>
EMI3.1
<Desc / Clms Page number 1>
Shaft switch for elevators
The present invention relates to an electrical, contactless shaft switch for elevators, which has a flag made of magnetically conductive material on one of the two parts of the elevator formed by the shaft and car, and on the other part a magnetic field located in an air gap in the movement path of the flag, which is influenced when the flag passes through the air gap to generate a control signal.
A magnetic switch is known with a coil and two laterally attached contact sets. There is a large air gap between these contact sets. As soon as a U-shaped flag bridges the air gap, the magnetic flux causes the contact sets to be actuated.
Furthermore, a magnetic switch is known in which the contact is built into a vacuum tube.
The contact spring carries a magnet armature, which is attracted by a permanent magnet via a core that establishes the connection between the vacuum tube and an air gap and keeps the contact in the closed position. As soon as a flag penetrates the air gap, the magnetic flux is deflected, which causes the contact to open.
Furthermore, an induction switch is known in the form of a transformer, an air gap being present between the primary and secondary windings. The secondary winding is connected to a relay via a rectifier. In the idle state the relay coil is energized. By inserting a flag, the magnetic flux is short-circuited so that I cancels the excitation in the relay coil.
All these magnetic switches have the major disadvantage of inertia. In the best case, a delay of three milliseconds must be expected. Added to this are the delays of the subsequent relays in the control system, so that total delays of one to two tenths of a second must be expected. But since these delays are connected with a chain of causes; n, there is no constant delay time in practice. This inconsistent delay time was compensated for within the low entry speed for elevators so that these delay times did not cause any disruptive stopping differences.
In modern elevators with direct entry and higher speeds, however, these inconstant delay times have an effect in the form of stopping inaccuracies, so that the known magnetic switches are unsuitable for such drives.
But also for elevators with two speeds, i.e. H. Elevators which, for example, over two or more floors with a speed of 3m / sec., Between two floors but only 1 / sec. drive, these known magnetic switches theoretically already generate holding differences. For the above speed ratio, this theoretical holding difference is composed as follows. If the coil of the magnetic switch is fed with an alternating current of 50 periods, then for the build-up of the magnetic field with a delay of a quarter period d. H. 5 milliseconds can be expected.
The switch itself has a delay of 3 milliseconds in the best case. The two delays together result in a time of 8 milliseconds. For the assumed speed difference of 2m / sec. and two driving directions result in a theoretical stopping difference of + 1.6 cm.
There are also delay times in the control system, so that it can be seen that the known magnetic switches no longer meet the requirements of the modern elevator.
The shaft switch according to the invention reduces the holding difference many times over, since its
<Desc / Clms Page number 2>
delay time is only about 150 microseconds. It is particularly characterized by the fact that a core made of magnetically saturable material is provided on one side of the air gap in the path of movement of the flag and a magnet is provided in a known manner on the other side of the air gap, which normally passes through the core via the air gap Closed magnetic flux when the flag penetrates the air gap is kept away from the core by means of the flag, the respective saturation state of the core being used to generate a control signal when the flag is in the air gap via at least one winding on the core and connected to a control circuit.
The core can sit on pole pieces which form an extension of the poles of the magnet interrupted by the air gap.
However, the core can also be arranged as the only magnetic conductor on its side of the air gap, so that it is saturated when the vane is extended and desaturated when the vane is retracted.
For control reasons, however, a desaturated core may be necessary even when the flag is extended. With the shaft switch according to the invention, this desaturated state of the core can be achieved in a simple manner by providing an additional magnet with the corresponding polarity, which is arranged magnetically parallel to the latter, on the side of the core facing away from the air gap counteracting flow produces that the core is desaturated when the vane is extended and saturated when the vane is retracted.
The signal generated in the winding could be fed to a relay in the elevator control via a rectifier. However, since relays are known to have a relatively long delay, the signal is advantageously passed via an inertia-free switching element in the form of a transistor amplifier.
Examples of the subject matter of the invention are shown in the accompanying drawing. It shows: Fig. L
EMI2.1
a section along the line II-II in Fig. 1, Fig. 3 shows a simplified example of the shaft switch in
Section analogous to FIG. 1, FIG. 4 a circuit diagram with a saturated core in the idle state, FIG. 5 a circuit diagram with a desaturated core in the idle state, FIG. 6 the inductive principle of a shaft switch, FIG. 7 the saturable principle of a shaft switch, 8 curve of the response function of a shaft switch according to the inductive principle, FIG. 9 curve of the response function of a shaft switch according to the saturable principle.
The housing of the shaft switch according to FIGS. 1 and 2 is denoted by 1, consists of non-magnetizable material and is attached, for example, to an elevator car (not shown). It is provided with an air gap 2. The larger housing part next to the air gap 2 has rectangular holders
3 and 4, in which pole shoes 5 and 6 made of magnetically conductive material are pressed. In the recesses of the pole shoes 5 and 6, a rectangular ring-shaped core 7 made of magnetically saturable material is fastened, the leg 8 of which carries a two-part bobbin 9. The coil body 9 is provided with at least one winding 10.
In the smaller housing part next to the air gap 2, a magnet 11 with the polarities shown, preferably a permanent magnet, is installed so that its poles 12 and 13 coincide with the pole shoes 5 and 6 and are only separated from one another by the air gap 2. The housing 1 has a screw-off cover 14 and an opening 18 through which the connections of the winding 10 are passed. The surface 17 serves as a fastening surface. At rest (i.e. with the flag extended) a magnetic flux flows from the south pole of the magnet 11 via the air gap 2 - pole piece 6 - core 7 - pole piece 5 -
Air gap 2 - north pole 12 and saturates the core 7.
If a flag 15 made of magnetically conductive material, which is attached to a shaft wall, for example, is introduced into the air gap 2 by the movement of the cabin, the flow is deflected via this flag 15, which results in a desaturation of the core 7 Has. This change of state in
Kern 7 is used for signaling the elevator control.
An additional magnet 16, preferably a permanent magnet, with the polarities shown can be attached to the pole shoes 5 and 6. This second magnet 16 generates a magnetic one
Flux from the south pole of the magnet 16 via pole piece 5 - core 7 - pole piece 6 - north pole of the magnet 16 and 'counteracts the already described flow of the magnet 11, which is appropriate. Dimensioning of the flows leads to desaturation of the core. If the flux of the magnet 11 is now deflected by the flag 15 moving into the air gap, the core 7 is saturated under the effect of the flux from the additional magnet 16.
This change of state is in turn used for signaling. This optional arrangement of a second magnet has the great advantage that a continuous signal can be converted into a pulse signal at any time without changing the construction of the shaft switch. In order to make the shaft switch insensitive to moisture, the interior of the cavity of the housing 1 can be filled with a pouring compound
<Desc / Clms Page number 3>
EMI3.1