DE1085944B

DE1085944B - Magnetic switch

Info

Publication number: DE1085944B
Application number: DEG24037A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Richard Guenther
Original assignee: RICHARD GUENTHER DIPL ING
Current assignee: RICHARD GUENTHER DIPL ING
Priority date: 1958-03-04
Filing date: 1958-03-04
Publication date: 1960-07-28

Description

DEUTSCHESGERMAN

In Magnetschaltern werden die Schaltkontakte nicht formschlüssig, ζ. Β. durch mechanische Hebelbewegung, sondern kraftschlüssig über die Kraft von Magnetfeldern betätigt. Dabei ist es zweckmäßig, die Kontakte durch Einschluß in Glasröhren zu kapseln, wenn die Schalter in staubigen oder schlagwetter- oder explosionsgefährdeten Betrieben verwendet werden. Durch die Kapselung und zusätzliche Füllung der Röhre mit Schutzgas oder deren Evakuierung wird nicht nur die Oxydation, sondern auch die Verschmutzung der Kontakte vermieden. Der luftdichte Abschluß bringt außerdem Sicherheit gegen Zündung von explosiblen Gasgemischen.In magnetic switches, the switching contacts are not positively locked, ζ. Β. by mechanical lever movement, but actuated in a non-positive manner via the force of magnetic fields. It is useful to use the Encapsulate contacts by enclosing them in glass tubes if the switches are in dusty or firedamp conditions or in potentially explosive areas. Due to the encapsulation and additional filling the tube with protective gas or its evacuation will not only reduce the oxidation, but also the pollution of contacts avoided. The airtight seal also provides security against ignition of explosive gas mixtures.

Bekannte Glasrohrkontakte enthalten zwei biegsame Stäbe aus hochpermeablem Flacheisen, die sich in der Mitte mit einem Luftspalt gegenüberstehen und die an den Enden in das Glasrohr eingeschmolzen sind. Wird Strom durch eine die Glasröhre umgebende Spule geschickt, so ziehen sich die gegenüberstehenden Enden der Eisenstäbe an und geben Kontakt. Der Nachteil dieser Kontakte ist, daß sie vornehmlich für Schwachstrom ausgelegt sind und keine höheren Belastungen vertragen. Will man den Kontaktdruck erhöhen, müssen die Stäbe im Querschnitt vergrößert werden, damit die Eisensättigung erst bei höherer Induktion einsetzt. Hierdurch werden die Stäbe weniger biegsam und erhalten eine so große Masse, daß die Schaltröhren stoßempfindlich werden.Known glass tube contacts contain two flexible rods made of highly permeable flat iron, which are located in the In the middle with an air gap and which are melted into the glass tube at the ends. If current is sent through a coil surrounding the glass tube, the opposing coils pull each other Ends of the iron bars and give contact. The disadvantage of these contacts is that they are primarily used for Are designed for low currents and cannot tolerate higher loads. If you want to increase the contact pressure, the cross-section of the rods must be enlarged so that the iron saturation only occurs at higher induction begins. This makes the rods less flexible and given such a large mass that the Interrupter tubes become sensitive to shock.

Die nachstehende Erfindung gibt ein Mittel, ohne wesentliche Erhöhung des bewegten Ankergewichts höhere Flüsse und damit größere Kontaktkräfte zu erzeugen. Erreicht wird dieses dadurch, daß dem leichten, beweglichen Anker 4, z. B. Abb. 1, über das feststehende Flußleitstück 3 ein zusätzlicher Fluß zugeführt wird.The following invention provides a means without significantly increasing the weight of the armature being moved to generate higher flows and thus greater contact forces. This is achieved by the light, movable armature 4, e.g. B. Fig. 1, supplied via the fixed Flußleitstück 3 an additional flow will.

Wandert der Anker durch Einwirkung eines äußeren Feldes zum Gegenkontakt 5, so fließt durch das Ankerblech — vom oberen Pol 2 kommend — ein schwacher und zusätzlich über das Flußleitstück 3 und dem sich am unteren Ende zwischen ihm und dem Ankerblech bildenden Luftspalt ein wesentlich stärkerer Induktionsfluß. Die Zahl der im Luftspalt wirksamen Kraftlinien und damit der Kontaktdruck werden also durch das Flußleitstück wesentlich verstärkt. Das Ankerblech 4 ist dabei so justiert, daß es in Ruhestellung auch zum Flußleitstück 3 einen Luftspalt 19 hat, damit es bei einsetzender magnetischer Durchflutung nicht am Leitstück 3 klebt, sondern zum Gegenpol 5 gezogen wird.If the armature moves to the mating contact 5 due to the action of an external field, it flows through the Anchor plate - coming from the upper pole 2 - a weak one and additionally via the flux guide piece 3 and the air gap that forms at the lower end between it and the anchor plate is a much stronger one Induction flux. The number of lines of force effective in the air gap and thus the contact pressure become So much reinforced by the Flußleitstück. The anchor plate 4 is adjusted so that it is in Rest position also has an air gap 19 in relation to the flux guide piece 3, so that it becomes more magnetic when it starts Flooding does not stick to the guide piece 3, but is drawn to the opposite pole 5.

Die so gebaute Schaltröhre ist auf Grund des höheren Kontaktdrucks jetzt auch für höhere Ströme geeignet und besonders rüttelsicher. Die Schaltspannung und -leistung läßt sich in bekannter Weise dadurch wesentlich erhöhen, daß der Kontakt-Magnets ehalt erThe interrupter constructed in this way is now also suitable for higher currents due to the higher contact pressure suitable and particularly vibration-proof. The switching voltage and power can be known in Way significantly increase that the contact magnet ehalt he

Anmelder:Applicant:

Dipl.-Ing. Richard Günther,
Kettwig/Ruhr, Thiemannstr. 6Dipl.-Ing. Richard Günther,
Kettwig / Ruhr, Thiemannstr. 6th

Dipl.-Ing. Richard Günther, Kettwig/Ruhr,
ist als Erfinder genannt wordenDipl.-Ing. Richard Günther, Kettwig / Ruhr,
has been named as the inventor

abstand vergrößert und/oder die Schaltröhre evakuiert wird.distance is increased and / or the interrupter is evacuated.

In Abb. 1 ist ein Arbeitskontakt und in Abb. 1 a ein Ruhekontakt dargestellt. Letzterer wird dadurch gebildet, daß auf das bewegliche Polblech 4 eine Isolationsscheibe 8 zusammen mit einer unmagnetischen Kontaktfeder 7 aufgenietet ist. Unter Einwirkung des magnetischen Felds wandert die den Ruhekontakt bildende Feder 7 so lange nach rechts, bis die Isolierscheibe 8 am Gegenpol 5 zur Anlage kommt, womit der Kontakt geöffnet ist.In Fig. 1 a normally open contact and in Fig. 1 a a normally closed contact is shown. This becomes the latter formed that on the movable pole sheet 4, an insulating disk 8 together with a non-magnetic Contact spring 7 is riveted. Under the influence of the magnetic field, the normally closed contact moves Spring 7 to the right until the insulating washer 8 comes to rest on the opposite pole 5, with which the contact is open.

Wird in explosionsgefährdeten Betrieben Glasbruch der Röhre befürchtet, so wird diese entweder in Gießharz bruchsicher eingebettet oder die Röhre wird aus Messing hergestellt, und die Elektroden werden durch Glasdurchführungen eingeführt.If glass breakage of the tube is feared in plants at risk of explosion, it is either covered with cast resin Shatterproof embedded or the tube is made of brass, and the electrodes are through Glass feedthroughs introduced.

Das oben beschriebene Prinzip läßt sich durch Verdoppelung der Flußleitstücke auch für Schaltröhren mit Umschaltkontakt anwenden. In Abb. 2 und 3 ist 4 wiederum der leichte Anker, der wahlweise an den eingeschmolzenen Gegenkontakten 5 anliegt. Während in Abb. 2 in Ruhestellung der Anker in der Mitte zwischen den magnetisch leitfähigen Polen 5 steht, wird der Anker in Abb. 3 mittels der Schnappfeder 6 in Ruhestellung gegen einen der Pole gedrückt. Zur Verringerung der Luftspaltverluste ist es zweckmäßig, querschnittvergrößernde Endscheiben 18 auf die Gegenpole 5 zu setzen. Alle eingeschmolzenen Flußleitstücke und Ankerbleche werden zweckmäßig aus ferromagnetischem Material hoher Permeabilität und geringer Remanenz gefertigt und zwecks Erhaltung dieser magnetischen Werte nach der mechanischen Verformung geglüht.The principle described above can also be used for switching tubes with changeover contacts by doubling the flux guide pieces. In Figs. 2 and 3, 4 is again the light armature, which optionally rests against the melted-in counter-contacts 5. While in Fig. 2 the armature is in the middle between the magnetically conductive poles 5 in the rest position, the armature in Fig. 3 is pressed against one of the poles by means of the snap spring 6 in the rest position. In order to reduce the air gap losses, it is expedient to place end disks 18 with a larger cross-section on the opposite poles 5. All melted flux guide pieces and armature plates are expediently made of ferromagnetic material of high permeability and low remanence and are annealed after mechanical deformation in order to maintain these magnetic values.

In Abb. 4 ist ein Magnetschaltersystem dargestellt, das die beschriebenen Vorteile der Schaltröhre mit Umschaltkontakt ausnützt. Durch den zwischen den Polschuhen 9 eingebauten permanenten Magneten 10 (vorzugsweise ein elektrisch nicht leitender Ferritmagnet) wird das Ankerblech 4 jeweils in die LageIn Fig. 4 a magnetic switch system is shown, which uses the described advantages of the switching tube with changeover contact. Due to the permanent magnet 10 (preferably an electrically non-conductive ferrite magnet) installed between the pole pieces 9, the armature plate 4 is in each case in position

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gelegt, die der Polarität des außen an den PoIfangblechen 12 vorbeigeführten Magneten 11" entspricht. Hat der Magnet, wie dargestellt, oben den Südpol und unten den Nordpol, d. h. wird das Ankerblech 4 durch ihn zum Nordpol, dann legt dieses Blech nach rechts zu dem Südpol des eingebauten Magneten 10 um. Die Kraftlinien verlaufen zum Nordpol dieses Magneten weiter und, wie punktiert dargestellt, durch das Fangblech 12 weiter zum oberen Pol des äußeren Magneten. An die Polschuhe 9, die mit den Schrauben 13 isoliert an die Fangbleche 12 angeschraubt sind, werden auch die Anschlußleitungen an die Schaltröhre geführt. 14 sind Isolierscheiben, die die Polschuhe elektrisch gegen die Fangbleche 12 isolieren und außerdem einen vollständigen Kurzschluß des eingebauten Magneten verhindern.placed that corresponds to the polarity of the outside of the polishing plates 12 corresponds to the magnet 11 ″ moved past. As shown, the magnet has the south pole at the top and below the North Pole, d. H. if the anchor plate 4 becomes the North Pole through it, then this plate lays down right to the south pole of the built-in magnet 10 µm. The lines of force run to the north pole of this Magnet further and, as shown in dotted lines, through the catch plate 12 further to the upper pole of the outer one Magnets. To the pole shoes 9, which are screwed to the catch plates 12 with the screws 13, the connection lines are also routed to the interrupter. 14 are insulating washers that hold the pole pieces electrically isolate from the catch plates 12 and also a complete short circuit of the built-in Prevent magnets.

Die ähnliche Wirkung wird erzielt, wenn zu den Kontaktpolen 5 bzw. den Pol schuhen 9 in Abb. 4, ein Magnet 10 nicht parallel, sondern je ein Magnet in Reihe zu den Kontaktpolen geschaltet wird. Ein Ausführungsbeispiel zeigt Abb. 5. Zwischen das Fangblech 12 und die Polschuhe 9 sind entgegengesetzt gepolte Magnete gelegt, die die Polarisation der Kontaktpole 5 bewirken. Diese Ausführung gestattet verschieden starke Polarisation der Pole, indem die Magnete 10 unterschiedlich weit unter die Polschuhe 9 geschoben werden; hierdurch kann der Anker4 so justiert werden, daß er bei Abwesenheit des Magneten 11 stets seine Ruhelage zu dem stärkeren Magneten hineinnimmt. Abb. 6 zeigt die Anwendung der Schaltröhre Abb. 1 auf einen magnetischen Endschalter. Wird von unten oder oben ein Magnet an die Fangbleche 12 geführt, so schließt der in der Schaltröhre dargestellte Arbeitskontakt. Das Gehäuse 15 mit den Stopfbuchsverschraubungen 16 besteht aus Isolationsmaterial. Es enthält in dem freien Raum 17 die Kabelanschlüsse, Entstörmittel für den Kontakt und eventuell einen zu ihm parallel liegenden Ein-/Ausschalter. Die im dargestellten Fall stromführenden Fangbleche 12 können auch elektrisch isoliert von den Anschlüssen der Schaltröhre ausgeführt werden.The similar effect is achieved when the contact poles 5 or the pole shoes 9 in Fig. 4, a Magnet 10 is not connected in parallel, but rather a magnet in series with the contact poles. An embodiment Fig. 5 shows. Between the catch plate 12 and the pole shoes 9 are oppositely polarized Magnets placed, which cause the polarization of the contact poles 5. This execution allows different strong polarization of the poles by placing the magnets 10 at different distances below the pole shoes 9 be pushed; This allows the armature 4 to be adjusted so that it can move in the absence of the magnet 11 always takes its rest position to the stronger magnet. Fig. 6 shows the application of the interrupter Fig. 1 on a magnetic limit switch. A magnet attaches to the catch plates from below or above 12 out, the normally open contact shown in the interrupter closes. The housing 15 with the Stuffing box screw connections 16 are made of insulating material. It contains the cable connections in the free space 17, Interference suppression means for the contact and possibly an on / off switch lying parallel to it. The current-carrying catch plates 12 in the illustrated case can also be electrically isolated from the Connections of the interrupter are carried out.

Es liegt im Bereich der Erfindung, die beschriebenen Schalter nicht durch permanente Magnete, sondern durch elektromagnetische Felder zu betätigen, wobei die Magnetspule zweckmäßig um die Röhre gelegt wird und im Bedarfsfall ein äußerer magnetischer Rückschluß — eventuell unter Einfügung von Vorspannungsmagneten — zwischen den Kontaktpolen 2 und 5 geschaffen wird.It is within the scope of the invention to use the switches described not by permanent magnets, but by to be actuated by electromagnetic fields, whereby the magnetic coil is conveniently placed around the tube and, if necessary, an external magnetic yoke - possibly with the insertion of biasing magnets - Is created between the contact poles 2 and 5.

Claims

50 claims:

1. Magnetic switch, its ferromagnetic contacts due to the action of external magnetic fields are operated, with a movable armature, characterized in that with the help of fixed flux guide pieces the flux in the useful air gap between the armature end and the opposite pole is reinforced will.

2. Magnetic switch according to claim 1, characterized in that between the fixed flux guide piece (3) and armature (4) an air gap (19) is adjusted so that when the magnetic flux begins Armature is pulled to the mating contact (5).

3. Magnetic switch according to claims 1 and 2,

characterized in that a break contact is formed in the form that on the movable Armature (4) a non-magnetic contact (7) and an insulating washer (8) are attached, the so are adjusted so that the contact (7) rests against the magnetic contact (5) in the idle state.

4. Magnetic switch according to claims 1 and 2, characterized in that the moving armature (4) is designed as a snap switch by means of a spring (6) and that the spring (6) so is adjusted that in the absence of the actuating magnet, the armature in the respective end position remains lying.

5. Magnetic switch according to claims 1 to 4, characterized in that the moving armature and the contacts are fused into a glass tube.

6. Magnetic switch according to claims 1 to 4, characterized in that the moving armature and the contacts are enclosed in a non-magnetic metal tube, the current-carrying Contacts z. B. are inserted into the interrupter isolated by glass beads.

7. Magnetic switch according to claims 5 and 6, characterized in that the switching tube with is filled with a neutral protective gas.

8. Magnetic switch according to claims 5 and 6, characterized in that the switching tube is evacuated.

9. Magnetic switch according to claims 1 to 8, characterized in that the ferromagnetic Electrodes (5) are polarized by connecting further magnets (10) in series or in parallel, so that on the polarity of the control magnet (11) depending on the folding of the armature (4) to one certain contact (5) takes place or that the armature in the absence of the magnet (11) always only returns to a certain rest position.

10. Magnetic switch according to claims 1 to 9, characterized in that ferromagnetic Catch plates (12) to increase the range of the control magnet (11) with the contacts (5 and 2) are connected.

11. Magnetic switch according to claims 1 to 10, characterized in that the interrupter optionally with the catch plates z. Am Cast resin is poured.

12. Magnetic switch according to claims 1 to 10, characterized in that the switching tube housed with catch plates and the connection means for the cables in a plastic housing and, if necessary, are encapsulated.

13. Magnetic switch according to claims 1 to 9, characterized in that the armature movement by the electromagnetic lines of force of a preferably placed around the interrupter Coil takes place.

14. Magnetic switch according to claim 13, characterized in that the coil is within dei

- 'Interrupter made of ferromagnetic metal and that the lines of force extend over the tube conclude.

Considered publications:
British Patent No. 525 779.

1 sheet of drawings