DE1153105B

DE1153105B - Electric proximity switch controlled by a moving permanent magnet

Info

Publication number: DE1153105B
Application number: DEV14458A
Authority: DE
Inventors: Martin Vermoehlen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1958-05-24
Filing date: 1958-05-24
Publication date: 1963-08-22

Description

Durch einen bewegten Dauermagneten gesteuerter elektrischer Annäherungsschalter Die Erfindung betrifft einen durch einen bewegten Dauermagneten gesteuerten elektrischen Annäherungsschalter.Electrical proximity switch controlled by a moving permanent magnet The invention relates to an electrical controlled by a moving permanent magnet Proximity switch.

Es ist schon ein Momentschalter bekanntgeworden mit zwei federnd gehalterten Druckkontakten und mit einem bewegten Magneten, dessen Bewegung in Richtung der Biegbarkeit der Kontaktfedern erfolgt. Dieser Schalter gestattet nur eine Momentschließung bzw. -unterbrechung der elektrischen Verbindung bei kurzen Schaltzeiten. Zum rä.ngerzeitigen Ein- oder Ausschalten ist er nicht geeignet. Es ist auch schon ein Schalter bekanntgeworden, bei welchem sich ein treibender Magnet mit gleichnamigen Polen einem getriebenen Magneten nähert, so daß der letztere, der die Schalterverstellung bewirkt, ruckartig verstellt wird, wenn der treibende Magnet einen bestimmten Punkt seiner Bewegungsbahn erreicht hat. Bei diesem Schalter ist die Bewegung des treibenden Magneten parallel zur Bewegung des Schalthebels, und es sind keine Mittel vorgesehen, um den Schalthebel in seinen Endstellungen festzustellen. Ferner ist bekanntgeworden ein magnetisch arbeitendes Schaltübertragungsglied, welches mit drei Magneten arbeitet, von denen der erste und der zweite sich mit gleichnamigen Polen und der zweite und der dritte sich mit ungleichnamigen Polen gegenüberstehen. Diese Einrichtung dient zur Erzielung einer ruckartigen Schaltbewegung, wenn der erste Magnet einen ganz bestimmten Punkt seiner Bahn erreicht hat. Die Bewegung des zweiten Magneten erfolgt parallel zur Bewegung des ersten Magneten, und die Bewegung des dritten Magneten erfolgt parallel zur Bewegung des zweiten Magneten. Ein Festhalten in den Endstellungen erfolgt durch die . magnetischen Kräfte. Diese können aber kein Festhalten bewirken, wenn der treibende Magnet einen so großen Weg zurücklegt, daß der getriebene Magnet aus dem Anziehungsbereich herauskommt. Andererseits ist ein Festhalten durch mechanisches Einrasten bekannt. Die bekannten mechanischen Rasten weisen aber schräge Flanken auf, so daß -das Herausbewegen aus der Endstellung bzw. Raststellung erhebliche Kräfte erfordert, die einen unverhältnismäßig starken und großen Magneten bedingen. Auch bewirken Rastei mit schrägen Flanken nur bei verhältnismäßig sehr großen Kräften eine einigermaßen genaue Fixierung der Endstellungen, während bei kleinen Kräften diese Fixierung ungenau ist.A momentary switch has already become known with two spring-loaded ones Pressure contacts and with a moving magnet whose movement is in the direction of the Flexibility of the contact springs takes place. This switch only allows momentary closure or interruption of the electrical connection with short switching times. To the long-term It is not suitable for switching on or off. A switch has also become known in which a driving magnet with poles of the same name joins a driven one Magnet approaches so that the latter, which causes the switch adjustment, jerks is adjusted when the driving magnet reaches a certain point of its trajectory has reached. With this switch, the movement of the driving magnet is parallel for moving the shift lever, and no means are provided to move the shift lever to be determined in its end positions. It has also become known a magnetic working switching transmission element, which works with three magnets, of which the first and the second have homonymous poles and the second and the third face each other with unlike Poles. This facility serves to achieve a jerky switching movement when the first magnet reaches a very specific point has reached its orbit. The movement of the second magnet is parallel to the Movement of the first magnet and the movement of the third magnet take place in parallel to move the second magnet. Holding in the end positions is carried out by the . magnetic forces. However, these cannot cause hold if the driving magnet covers such a long distance that the driven magnet out of the Area of attraction comes out. On the other hand, there is a mechanical hold Snapping known. The known mechanical notches, however, have sloping flanks so that moving out of the end position or detent position is considerable Requires forces that require a disproportionately strong and large magnet. Rastei with sloping flanks also only work with relatively very large forces a reasonably precise fixation of the end positions, while with small forces this fixation is imprecise.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den eingangs beschriebenen, durch einen bewegtenDauermagneten gesteuerten Annäherungsschalter so auszubilden, daß der Schalthebel in seinen Endstellungen mechanisch festgestellt ist, so daß die Feststellung unabhängig von der Größe des Weges des Dauermagneten ist, und daß dennoch die Betätigungskräfte für den Schalthebel klein sind und doch eine genaue Fixierung der Endstellungen ermöglichen.The invention is based on the object of the initially described, to be designed by a moving permanent magnet controlled proximity switch, that the shift lever is mechanically fixed in its end positions, so that the determination is independent of the size of the path of the permanent magnet, and that nevertheless the operating forces for the shift lever are small and yet accurate Allow the end positions to be fixed.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist der Annäherungsschalter erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß der Dauermagnet einen Schalthebel berührungslos in seine Endstellungen mitnimmt und vor Beginn der jeweiligen Schaltbewegung über eine Feststellvorrichtung quer zur Mitnahmerichtung hinweghebt.To solve this problem, the proximity switch is according to the invention characterized in that the permanent magnet has a contact lever in its Takes end positions and before the start of the respective switching movement via a locking device lifts transversely to the direction of take-along.

Der Dauermagnet bewegt also den Schalthebel zunächst quer zur Mitnahmerichtung und hebt ihn dabei so weit ab, daß er bei der nachfolgenden Bewegung in Mitnahmerichtung über die Feststellvorrichtung hinwegbewegt werden kann. Bei der danach erfolgenden Weiterbewegung des Dauermagneten kommt der -Schalthebel aus dem Anziehungsbereich des Dauermagneten wieder heraus und gelangt auf diese Weise in seine andere Endstellung: Die Bewegung des Dauermagneten erfolgt dabei in einer einheitlichen Richtung, während der Schalthebel gemäß :den.- vorstehenden. Ausführungen Bewegungen in zwei verschiedenen Richtungen - ausführt: Der Dauermagnet braucht nur eine verhältnismäßig kleine Kraft auszuüben, da alle Bewegungen weitgehend ohne Reibung erfolgen, da eine reibende Bewegung auf schrägen Rastflanken entfällt. Trotzdem ist eine sehr genaue Fixierung der Endstellungen des Schalthebels gegeben, zumal auch die Feststellvorrichtung vollkommen senkrechte Flanken aufweisen kann. Beispielsweise kann dieFeststellvorrichtung als einfacher Stift ausgebildet sein. Durch das Abheben des Schalthebels durch den Dauermagneten vor Beginn der jeweiligen Schaltbewegung ergibt sich ein Schließen oder öffnen der Kontakte zweckmäßig bereits durch die Abhebebewegung und nicht erst durch die nachfolgende Bewegung in Mitnahmerichtung. Das berührungslose Mitnehmen des Schalthebels durch den Dauermagneten hat den Vorteil, daß ein Kleben am Magneten und dadurch bedingte Ungenauigkeiten beim Umschalten zuverlässig vermieden sind.The permanent magnet thus initially moves the shift lever transversely to the driving direction and lifts it off so far that it moves in the driving direction during the subsequent movement can be moved over the locking device. In the one that follows Moving the permanent magnet further moves the shift lever out of the area of attraction of the permanent magnet and reaches its other end position in this way: The movement of the permanent magnet takes place in a uniform direction while the gear lever according to: the above. Executions movements in two different ways Directions - carries out: The permanent magnet only needs a relatively small force exercise, since all movements are largely without friction, since a rubbing one There is no movement on inclined locking flanks. Even so, it is a very precise fixation given the end positions of the shift lever, especially since the locking device may have completely vertical flanks. For example, the locking device be designed as a simple pin. By lifting the shift lever through the Permanent magnets close before the start of the respective switching movement or open the contacts expediently already through the take-off movement and not only through the subsequent movement in the driving direction. The non-contact Taking the shift lever with the permanent magnet has the advantage that sticking on the magnet and the resulting inaccuracies when switching reliably avoided are.

Eine zweckmäßige Ausführungsart des erfindungsgemäßenSchalters ist gekennzeichnet durch eineAusbildung .des Schalthebels mit einer Blattfeder, Schraubenfeder oder einem federnden Stab.A convenient embodiment of the switch according to the invention is characterized by a training .des shift lever with a leaf spring, helical spring or a springy rod.

Das Vorsehen eines solchen federnden Elementes dient dazu, daß der Schalthebel von selbst eine der Abhebebewegung - entgegengesetzte Bewegung ausführt, wenn. er seine Endstellung erreicht hat und aus dem Einflußbereich des Dauermagneten herausgelangt ist. Bei einer danach erfolgenden erneuten Abhebebewegung muß der Dauermagnet zunächst die Kraft des genannten federnden Elementes überwinden. Diese Kraft braucht aber nur so groß zu sein, daß sie den gewünschten Kontaktdruck hergibt, Zusätzliche Feststellkräfte brauchen von dem federnden Element nicht ausgeübt zu werden.The provision of such a resilient element serves that the Shift lever executes one of the lift-off movement - opposite movement by itself, if. it has reached its end position and is out of the area of influence of the permanent magnet got out. If there is a subsequent lift-off movement, the must Permanent magnet first overcome the force of said resilient element. These The force only needs to be so great that it gives the desired contact pressure, Additional locking forces do not need to be exerted by the resilient element will.

Die Endstellungen des Schalthebels sind zweckmäßig durch die Sehalthebelbewegung begrenzende Stifte gesichert. Vorteilhafterweise sind diese Stifte länger -als der dazwischen befindliche Stift, welcher beispielsweise die Feststellvorrichtung bildet, über die der Schalthebel durch den Dauermagneten zunächst hinweggehoben wird. Wenn der dazwischen befindliche Stift niedriger ist, so hat dies den Vorteil, daß die Abhebebewegung in mäßigen Grenzen gehalten werden kann. Der dazwischen befindliche Stift bzw. allgemein die dazwischen befindliche Feststellvorrichüng hat vor allem auch den Vorteil, daß der Schalthebel nicht aus seinen Endstellungen heraus durch Erschütterungen oder sonstige Ursachen unbeabsichtigte Bewegungen ausübt: Der Schalthebel kann aus einer Blattfeder bestehen, und diese kann an ihrem Stützende drehbar gelagert sein. Wenn der Hebel als federndes Element eine Schraubenfeder oder einen federnden Stab aufweist, gegebenenfalls ganz aus einer Schraubenfeder oder einem federnden Stab besteht, kann er an seinem Stützende fest eingespannt sein und seine durch den Dauermagneten bedingten Bewegungen durch elastische Verformung des betreffenden federnden Elementes ausführen.The end positions of the shift lever are expedient by the movement of the holding lever limiting pins secured. These pins are advantageously longer than the pin located in between, which, for example, forms the locking device, over which the shift lever is initially lifted away by the permanent magnet. if the pin located in between is lower, this has the advantage that the Lift-off movement can be kept within moderate limits. The one in between Pin or generally the locking device located in between has above all also the advantage that the shift lever does not move out of its end positions Shocks or other causes unintentional movements: The gear lever can consist of a leaf spring, and this can be rotatably mounted at its supporting end be. If the lever is a coil spring or a resilient one as a resilient element Has rod, optionally made entirely of a helical spring or a resilient one Rod exists, it can be firmly clamped at its supporting end and its through the permanent magnet-induced movements by elastic deformation of the relevant run resilient element.

In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform eines Schalters gemäß der Erfindung in Abb.1 in einer Seitenansicht, zum Teil im Schnitt, und in Abb..2 in einer Vorderansicht schematisch dargestellt a ist. die den. Schalter tragende Wand oder Platte mit den Stromzu und -abführungen b1, b2, deren Verbindung durch den. Schalthebel c hergestellt oder unterbrochen werden soll. Der Schalthebel besteht hier aus einer Blattfeder, die mit ihrem Stützende drehbar auf einem Stift d gehalten ist. In der Schließstellung A liegt der Hebel c selbst oder durch einen Kontakt c' gegen die Stromführung b2 an, während er in der Offenstellung B von der Stromführung b2 getrennt ist. Die Bewegungen des Hebels zwischen den Endstellungen A, B werden durch an der Platte a sitzende Anschläge f und g begrenzt, die in die Bewegungsbahn des Hebels hineinragen. Die Steuerung des Schalthebels c erfolgt durch den Dauermagneten h, der sich z. B. auf der in Abb. 2 gezeigten Strecke x-y in einem gewissenAbstand von dem Hebel an dessen freien Ende vorbei hin und her bzw. auf und ab bewegt.In the drawing, an exemplary embodiment of a switch according to the invention is shown schematically in Fig.1 in a side view, partly in section, and in Fig..2 in a front view. the the. Switch-carrying wall or plate with the power supply and discharge b1, b2, their connection through the. Shift lever c is to be established or interrupted. The shift lever here consists of a leaf spring which is held with its supporting end rotatably on a pin d. In the closed position A, the lever c itself or through a contact c 'rests against the power supply b2, while in the open position B it is separated from the power supply b2. The movements of the lever between the end positions A, B are limited by stops f and g which are seated on the plate a and which protrude into the movement path of the lever. The control of the shift lever c is carried out by the permanent magnet h, which z. On the distance xy shown in Fig. 2 at a certain distance from the lever past its free end to and fro or up and down.

Etwa in der Mitte zwischen den beiden Anschlägen f und g trägt die Platte a einen weiteren, aber kürzeren stiftförmigen Anschlag!, der dazu dient, den Schalthebel gegen unabsichtigte Bewegungen aus seinen Endstellungen heraus zu sichern.Approximately in the middle between the two stops f and g, the plate a carries another but shorter pin-shaped stop! Which serves to secure the shift lever against unintentional movements out of its end positions.

In der Schließstellung A gemäß Abb. 2 liegt der Schalthebel c zwischen den beiden Anschlägen f und!. Bewegt sich der Dauermagnet von x nach y und kommt unter das freie Ende des Hebels, dann zieht er den Hebel, diesen verbiegend und dadurch den Stromkreis bei c' öffnend, so weit an, daß er von dem Magneten, an dem freien Ende des Zwischenanschlages i vorbeigehend, mitgenommen wird, bis der Hebel gegen den seine Ruhelage bestimmenden Anschlag g trifft. Der Dauermagnet bewegt sich weiter auf y zu, wobei er seine Einwirkung -auf den Hebel c verliert, so daß dieser aus der Verbiegung heraus seine Ausgangsform annimmt, in der er zwischen den Anschlägen g und i sicher gehalten-wird. Bei der umgekehrten Bewegung des Dauermagneten von y nach x findet das umgekehrte Spiel statt, bei dem der Hebel e aus seiner Endstellung B (Ruhelage) in die Endstellung A (Schließ- oder Arbeitslage) gelangt, in der er zwischen den Anschlägen f und i gesichert wird.In the closed position A according to Fig. 2, the switching lever c lies between the two stops f and !. If the permanent magnet moves from x to y and comes under the free end of the lever, then it pulls the lever, bending it and thereby opening the circuit at c ', so far that it moves away from the magnet at the free end of the intermediate stop i passing by, is taken until the lever hits against the stop g which determines its rest position. The permanent magnet moves further towards y, whereby it loses its effect on the lever c, so that the latter assumes its original shape from the bending, in which it is securely held between the stops g and i. With the reverse movement of the permanent magnet from y to x, the reverse play takes place, in which the lever e moves from its end position B (rest position) to the end position A (closed or working position), in which it is secured between the stops f and i will.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Controlled by a moving permanent magnet electrical proximity switch, characterized in that the permanent magnet (h) takes a shift lever (e) without contact into its end positions (f, g) and forwards Beginning of the respective switching movement via a locking device (a) across to Take-away direction '.

2. Switch according to claim 1, characterized by a design of the shift lever (c) with a leaf spring, helical spring or a springy stick. Publications considered: German patent specification No. 941801; French Patent No. 1127 548; British patent specification No: 688 402.