DE1289902B - Schalterbetaetigungsmagnet - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen Schalter- ters in auseinandergenommenem Zustand, bei dem betätigungsmagnet, bei welchem als drehbarer Anker der Drehmagnet mit einer Nockenplatte gekuppelt ein Permanentmagnet vorgesehen ist, auf den ein ist, um die Schalterkontakte zu betätigen, und feststehender Elektromagnet einwirkt. F i g. 2 eine schematische Ansicht einer weiteren

Es ist bereits eine Anzeigevorrichtung mit Betäti- 5 Ausführungsform des Schalters in auseinandergenomgung durch einen drehbaren Dauerniagnetanker be- menem Zustand, bei dem Kontaktblätter auf den kannt, bei welcher zusätzliche Anschläge vorgesehen Polschuhflächen vorgesehen sind, sind, damit sich der Permanentmagnet nicht über die Nach Fig. 1 umfaßt der Betätigungsmechanismus

gewünschte Schaltstellung hinaus verdreht. Bei einem des Schalters einen permanenten Stabmagneten 1, bereits bekannten elektrischen Drehrelais sind drei io welcher gegen die Fläche einer nichtmagnetischen Schaltstellungen vorgesehen, wobei aber das schnelle Scheibe 2 mittels eines Klemmteiles 3 geklemmt ist. und sichere Einnehmen der Schaltstellung Schwierig- Die Scheibe trägt einen Schaft 4, während das keiten macht. Klemmteil 3 ein Lager 5 enthält, das es ermöglicht,

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen daß die Scheibe und der Magnet frei drehbar in dem Schalterbetätigungsmagneten derart auszubilden, daß 15 Schalter angebracht werden können, eine schnelle und sichere Umschaltung zwischen den Der Drehaufbau ist zwischen zwei weichmagneti-

Schaltstellungen gewährleistet ist. sehen Polschuhen 6 und 7 eines Elektromagneten an-

Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfin- gebracht. Diese sind durch ein Weicheisenjoch 8 verdung vorgesehen, daß der Anker sich in jeder Dreh- bunden, auf das eine Betriebsspule 9 gewickelt ist. endstellung mit seinen Seitenflächen an die Seiten- ao Die Polschuhe sind so geformt, daß der Stabmagnet 1 flächen der Polschuhe des Elektromagneten anlegt sich um einen Winkel von ungefähr 80° drehen kann, und daß an den Polschuhen jeweils die Drehbahn des An den beiden Grenzen der Drehbewegung stoßen Ankers teilweise überdeckende Flußleitvornchtungen die Seitenflächen nahe der Enden gegen die ebenen vorgesehen sind. Flächen der Polschuhe.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfin- 25 Vor dem Zusammenbau werden die Enden des dung ist vorgesehen, daß die Polschuhe zwischen Stabmagneten 1 mit Chrom bis zu einer Stärke von radial verlaufenden Seitenflächen durch zwei kreis- ungefähr 0,75 mm plattiert; das gibt Anlaß zu einer zylinderförmige Wandungen begrenzt sind und daß Stärke von 0,5 mm. Diese plattierte Schicht gewährder Abstand zwischen zwei gegenüberliegenden leistet den erforderlichen Abstand zwischen dem Ma-Seitenflächen verschiedener Polschuhe derart gewählt 30 gneten und dem Polschuh, um das Schalten beim ist, daß der Anker um etwa 80° in jeder Drehrich- Vorliegen des Betriebsstromes zu ermöglichen, tung verschwenkbar ist. An jeden Polschuh 6 und 7 sind mondförmige

Weiterhin ist bei einer bevorzugten Ausgestaltung Weicheisenverlängerungen 10 und 11 angebracht, der Erfindung vorgesehen, daß sich die Stärke der Diese verjüngen sich von den Polschuhen 6 und 7 Flußleitvornchtungen mit wachsendem Abstand von 35 aus, so daß, wenn die Spule 9 erregt wird, eine Verdem zugehörigen Polschuh verringert. teilung des magnetischen Pols entlang der Verlänge-

Weiterhin sieht eine bevorzugte Ausgestaltung der rangen 10 und 11 vorliegt und das magnetische Feld Erfindung vor, daß die Flußleitvorrichtungen jeweils nicht eng auf die Nachbarschaft der Sektoren 6 und 7 an der Außenwand der Polschuhe befestigt sind. begrenzt ist.

Schließlich ist gemäß einer weiteren bevorzugten ₄₀ Der Schaft 4 greift in ein Lager 12 ein, das für Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß die diesen in einem Gehäuse 13 vorgesehen ist. Das GeSeitenflächen der Polschuhe mit einem magnetisch häusel3 enthält außerdem die festen Kontakte des isolierenden Werkstoff, beispielsweise Chrom, plat- Schalters 14,15 und 16. Ein weiteres nicht dargetiert sind. stelltes Gehäuse ist für das Lager 5 vorgesehen.

Der Magnetschalter eignet sich insbesondere für 45 Die beweglichen Kontakte des Schalters, welche Impulsbetrieb oder für den Betrieb an einem Multi- mit den festen Kontakten 14 und 16 zur Bildung eines vibratorkreis. Das Verriegelungsdrehmoment und so- Umschalters zusammenarbeiten, liegen ebenfalls mit der für die Betätigung des Schalters erforderliche innerhalb des Gehäuses 13. Sie bestehen aus einem Strom hängt — wie bei Relais allgemein bekannt — Paar von Blöcken 17,18 aus Kontaktmaterial, welche von dem Abstand der magnetischen Elemente ab. 50 an einem Federblatt 19 angebracht sind, das in dem Diese Größen können — wie oben erwähnt — durch Gehäuse 13 verankert ist. Von jedem der Blöcke 17 Einführung einer dünnen Schicht nichtmagnetischen und 18 steht ein kleiner Stift 20 bzw. 21 vor. Weiter Materials zwischen die zusammenstoßenden Ober- ist ein Kontakt 22 vorgesehen, welcher mit dem festen flächen — z. B. durch Plattierung des Stabmagneten Kontakt 15 zusammenarbeitet und einen vorspringenmit nicht magnetischem Metall — geregelt werden. ₅₅ den Stift 23 aufweist. Dieser Kontakt ist an einem Die gemäß der Erfindung vorgesehenen Flußleit- gesonderten Federblatt 24 angebracht, welches in vorrichtungen können auch unsymmetrisch ausgebil- ähnlicher Weise befestigt ist.

det sein, wobei der eine Polschuh längere Flußleit- An der Fläche der Scheibe 2 ist eine Nockenplatte

Vorrichtungen aufweist als der andere, so daß sie sich 25 befestigt, welche einen aufstehenden Rand 26 auf-

über die neutrale Stellung des Magneten hinaus er- 60 weist, der so angeordnet ist, daß er mit den Stiften

strecken. 20,21 und 23 an den beweglichen Kontakten in

Der Schalterbetätigungsmagnet zeichnet sich durch Eingriff kommt. Zwei Separatoren 27 und 28 sind

einen robusten und gegen Stöße unempfindlichen auf der Fläche der Nockenplatte so angeordnet, daß,

Aufbau aus. wenn die Platte sich dreht und der Rand 26 ζ. Β.

Der Gegenstand nach den Ansprüchen wird im fol- 65 den Stift 23 ergreift, wobei der Kontakt 22 gehoben

genden an Hand der Zeichnung erläutert; in dieser wird, der Separator 27 zwischen den Kontakt 22 und

zeigt den festen Kontakt 15 geschoben wird, um eine Bo-

F i g. 1 die schematische Darstellung eines Schal- genentladung oder eine ungewollte Wiederschließung

Claims (5)

1. 3 4

   zu verhindern. Die Kontakte 14,15,16,17,18 und platte 30 ist geschlitzt, um vier Streifen aus einer 22 bestehen jeweils aus einem Block einer magneti- elektrischen Kontaktlegierung 22, 33, 34, 35 aufzusehen Legierung und sind so magnetisiert, daß sie, nehmen. Die Oberflächen des Magneten 29 liegen wenn sie in Kontakt kommen, durch magnetische einer Schicht 36, 37 von Kontaktmaterial auf den Anziehung verriegelt bleiben. 5 beiden gegenüberliegenden Seiten, welche in Berüh-

   Normalerweise ist der Schalter in der einen oder rung mit den Kontaktstreifen kommen, gegenüber,

   anderen seiner Stellungen, in denen die Enden des Der Elektromagnet ist mit einem Paar von Weich-

   Stabmagneten 1 in Berührung mit den Seitenflächen eisenpolschuhen 38, 39 versehen, welche die Form

   der Polschuhe 6 und 7 sind. Um den Schalter zu be- eines Zylindersektors haben und von denen jeder

   tätigen, wird Strom durch die Betriebsspule 9 ge- ίο durch Überziehen einer eng passenden Hülse 40, 41

   schickt, welche die Polschuhe 6 und 7 in dem Sinne aus Polytetrafluoräthylen isoliert ist. Der Elektro-

   magnetisiert, daß der Polschuh, welcher sich in Be- magnet ist mit einer Gleichstrom-Betriebsspule 42

   rührung mit dem Nordpol des Permanentmagneten 1 versehen.

   befindet, ein Nordpol wird und daß der Polschuh, Die Polytetrafluoräthylenhülse ist 0,075 mm stark,

   welcher sich in Berührung mit dem Südpol des per- 15 Die Kontaktstreifen 32, 33, 34 und 35 und die Flä-

   manenten Magneten befindet, ein Südpol wird. Da- chen 36 und 37 sind jeweils 0,25 mm stark. Es ergibt

   durch wird bewirkt, daß die Pole des Stabmagneten 1 sich also ein Abstand zwischen dem Magneten und

   von ihren angrenzenden Polschuhen stark abgestoßen dem Polschuh, gegen welchen er stößt, von 0,6 mm.

   werden. Somit dreht sich der Rotor, welcher aus Die Stirnplatte 30 ist im Umriß kreisförmig. Ihr

   der Scheibe 2, dem Klemmteil 3 und der Nocken- 20 Gesamtdurchmesser entspricht dem Durchmesser der

   platte 25 besteht, bis der Permanentmagnet zur Ruhe äußeren Zylinderfläche der Polschuhe 38, 39. Die

   kommt, wenn seine Pole gegen die Seitenflächen der Stirnplatte 31 ist ausgeschnitten, um die Polschuhe

   anderen Polschuhe stoßen. Die Verlängerungen 10 38 und 39 zu berühren, so daß ihre isolierten Flä-

   und 11 verlängern das magnetische Feld über die chen gegen die Rückseiten der Kontaktstreifen 32,

   Mittelstellung des Magneten hinaus, um die Gefahr 25 33, 34, 35 liegen, sobald der Zusammenbau er-

   eines Stillstandes auf dem halben Wege der Bahn zu folgt ist.

   verringern. Der Schaltermechanismus wird in einer zylindri-

   Wenn z. B. der Schalter von der Stellung aus zu sehen Isolierhülse zusammengebaut, innerhalb der er arbeiten beginnt, bei der die Kontakte 16,18 und sich im Gleitsitz befindet. Die Stirnplatte 30 schließt 15, 22 offen sind, während die Kontakte 14,17 ge- 30 das eine Ende der Hülse, während das andere durch schlossen sind, dreht sich der Magnet entgegen dem eine Scheibe 44 mit einem Paar von Anschlußstiften Uhrzeigersinn in der in der Zeichnung dargestellten 45 und 46 zum Anschluß der Betriebsspule 42 verAnsicht. Diese Drehung der Nockenplatte 25 bewirkt, schlossen wird. Nach dem Zusammenbau können die daß der Rand 26, gegen den die Stifte 20, 21 und 23 Bestandteile in ihrer Lage durch einen Klebstoff oder anliegen, den Stift 20 radial nach innen bewegt und 35 durch Einschluß des Ganzen in eine dünne Metalldie Kontakte 14 und 17 schließt und daß sich die hülse abgedichtet werden. Die Enden der Metallhülse Stifte 21 und 23 nach außen bewegen und die Kon- sind dabei umgebogen, um über die Platten 30 und takte 16,18 und 15, 22 öffnen. Zugleich wird der 44 zu greifen.

   Separator 27 zwischen die öffnenden Kontakte 15 Die Hülse 43 kann aus einem durchsichtigen Iso-

   und 22 geschoben, und der Separator 23 wird zwi- 40 lator, wie Glas, oder einem durchsichtigen Plastik-

   schen den schließenden Kontakten 14,17 weggezogen material bestehen, so daß der Zustand der Kontakte

   und zwischen die öffnenden Kontakte 16 und 18 ge- im Gebrauch beobachtet werden kann,

   schoben. Im Betrieb wird der Stabmagnet in seiner Lage

   Obwohl der Betriebsstrom jetzt abgeschaltet wird, durch den Magnetismus gehalten, der in den Polhält die magnetische Anziehung zwischen den Polen 45 schuhen induziert wird, so daß seine Kontaktfläche des Stabmagneten 1 und den induzierten entsprechen- gegen ein Paar von Kontaktstreifen über der Oberden Polen in den sektorförmigen Polschuhen 6 und fläche eines Paares von Polschuhflächen liegt. In der 7 den Rotor in seiner neuen Lage. Die Kontakte 14 in der Zeichnung veranschaulichten Lage schließt die und 17 bleiben wegen der magnetischen Anziehung Kontaktfläche z. B. den Kreis zwischen den Streifen zwischen ihnen miteinander verriegelt. Die Kontakt- 50 33 und 34.

   paare 16,18 und 15, 22 bleiben wegen der Einschie- Bei Anliegen einer Spannung geeigneter Größe und

   bung der Separatoren 27 und 28 offen. Polarität an die Erregungsspule 42 werden die PoI-

   Um die Kontakte wieder in ihre ursprüngliche Ver- schuhe veranlaßt, die Enden des Magneten abzubindungsart zu bringen, muß ein Strom in umgekehr- stoßen, so daß sie in ihre andere Endlage umschalter Richtung durch die Betriebsspule 9 geschickt wer- 55 ten, wo der elektrische Kreis zwischen den Streifen den, um den Rotoraufbau zu veranlassen, in seine 32 und 35 geschlossen wird.

   ursprüngliche Lage zurückzukehren. Die Verlange- Die beschriebene Bauart eines Schalters ist sehr

   rungen 10 und 11 sind vorzugsweise von ungleicher kompakt. Bei einem praktischen Beispiel betrugen die

   Größe. Zum Beispiel kann nach der Zeichnung die Abmessungen des Schalters über alles ausschließlich

   Verlängerung 10 beträchtlich langer als die Verlange- 60 der Kontaktstifte und der freien Enden der Streifen:

   rung 11 sein, so daß die Spalte zwischen den beiden Länge 1,9 cm, Durchmesser 1,3 cm. Dieser Schalter

   an ihren Enden nicht auf der Zwischenachse des führte einen kontinuierlichen Gleichstrom von 5 Am-

   Auf baues liegen. Auf diese Weise wird die gewünschte pere in einem nicht induktiven Kreis. Im Kurzbetrieb

   Verteilung des magnetischen Flusses erzielt. konnte er Ströme von 20 Ampere schalten.

   Nach F i g. 2 umfaßt der Schaltermechanismus 65 ..

   einen permanenten Stabmagneten 29, welcher auf ratentansprucne:

   einer Achse in Lagern eines Paares isolierter Stirn- 1. Schalterbetätigungsmagnet, bei welchem als

   platten 30 und 31 drehbar gelagert ist. Die Stirn- drehbarer Anker ein Permanentmagnet vorge-

   sehen ist, auf den ein feststehender Elektromagnet einwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (1) sich in jeder Drehendstellung mit seinen Seitenflächen an die Seitenflächen der Polschuhe (6, 7) des Elektromagneten (8, 9) anlegt und daß an den Polschuhen (6,7) jeweils die Drehbahn des Ankers (1) teilweise überdeckende Flußleitvorrichtungen (10) vorgesehen sind.
2. 2. Magnet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der flußführende Querschnitt der Flußleitvorrichtungen (10,11) mit wachsendem Abstand von dem zugehörigen Polschuh (6,7) verringert.
3. 3. Magnet nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Polschuhe (6,7) zwischen radial verlaufenden Seitenflächen durch zwei kreiszylinderförmige Wandungen begrenzt sind und daß der Abstand zwischen zwei gegenüberliegenden Seitenflächen verschiedener Polschuhe (6 und 7) derart gewählt ist, daß der Anker (1) um etwa 80° in jeder Drehrichtung verschwenkbar ist.
4. 4. Magnet nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flußleitvorrichtungen (10) jeweils an der Außenwand der Polschuhe (6,7) befestigt sind.
5. 5. Magnet nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenflächen der Polschuhe (6,7) mit einem magnetisch isolierenden Werkstoff, beispielsweise Chrom, plattiert sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen