DE2013917C3

DE2013917C3 - Electromagnetically controllable, contactless switching device

Info

Publication number: DE2013917C3
Application number: DE19702013917
Authority: DE
Inventors: Norio Kameoka Maejima; Shigeru Kyoto Tanimura; Genzo Takatsuki Uekusa; Mititaka Kyoto Yamamoto
Original assignee: Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1969-04-30
Filing date: 1970-03-23
Publication date: 1974-03-28
Also published as: DE2013917A1; GB1310168A; DE2013917B2; FR2039067A5

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektromagnetisch steuerbare, kontaktlose Schaltvorrichtung, bestehend aus mehreren, jeweils einen Magnetkern mit Primär- und Sekundärwicklung sowie mindestens einen relativ zum Magnetkern bewegbaren Dauermagneten aufweisenden Schalteinheiten.The invention relates to an electromagnetically controllable, contactless switching device, consisting of several, one magnetic core each with primary and secondary winding and at least one Relative to the magnetic core movable permanent magnets having switching units.

Es sind elektromagnetisch steuerbare Schalteinheiten bekannt, die jeweils aus einem Magnetkern mit Primär- und Sekundärwicklung bestehen und mindestens einen relativ zum Magnetkern bewegbaren Dauermagneten aufweisen. Aus solchen Schalteinheiten könnten zwar durch Parallelschaltung und Anschluß der einzelnen Primärwicklungen an gesonderte Wechselspannungsquellen auch Schaltvorrichtungen mit mehreren Schaltstellungen zusammengebaut werden, der schaltungstechnische Aufwand würde hierdurch jedoch relativ groß.There are known electromagnetically controllable switching units, each consisting of a magnetic core with There are primary and secondary windings and at least one permanent magnet that can be moved relative to the magnetic core exhibit. Such switching units could indeed be connected in parallel and connected the individual primary windings to separate AC voltage sources and switching devices can be assembled with several switching positions, the circuitry expenditure would thereby but relatively large.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine kontaktlose Schaltvorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die aus mehreren Schalteinheiten bekannter Art besteht und trotzdem im Aufbau sehr einfach ist, aus möglichst wenig Einzelteilen besteht und ein sicheres Umschalten der einzelnen Schalteinheiten gewährleistet. It is the object of the invention to provide a contactless switching device of the type mentioned at the beginning create, which consists of several switching units of a known type and is nevertheless very simple in structure, consists of as few individual parts as possible and ensures reliable switching of the individual switching units.

Diese Aufgab« wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Primärwicklungen 521,522 bis 52« bzw. CP aller Schalteinheiten elektrisch in Reihe an eine gemeinsame Wechselspannungsquelle 57 angeschaltet sind und an den Sekundärwicklungen 531, 532. 53« bzw. CS jeweils derart eingestellte Diskriminato-According to the invention, this object is achieved in that the primary windings 521, 522 to 52 "or CP of all switching units are connected electrically in series to a common AC voltage source 57, and discriminators set in this way on the secondary windings 531, 532, 53" and CS.

S Tea Al, AZ bis An angeschlossen sind, daß bei Betätigung nur eines einzigen Magneten M bzw. MM die von dessen Sekundärwicklung erzeugte Ausgangsspannung größer als ein vorbestimaiter Grenzwert ist El bzw. El und bei gemeinsamer Betätigung vonS Tea Al, AZ to An are connected so that when only a single magnet M or MM is actuated, the output voltage generated by its secondary winding is greater than a predetermined limit value El or El and when actuated together

ίο mehreren Magneten M bzw. MM die von deren Sekundärwicklungen erzeugten Ausgangsspannungen kleiner als dieser vorbestimmte Grenzwert sind.ίο several magnets M or MM the output voltages generated by their secondary windings are less than this predetermined limit value.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung ergeben sich ausFurther advantageous configurations of the switching device according to the invention emerge from

^J 5 the subclaims.

Bei der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung sind die einzelnen Primärwicklungen sämtlich in Reihe an eine einzige Spannungsquelle angeschaltet, und es werden damit teure und jeder einzelnen Primärwick-In the switching device according to the invention, the individual primary windings are all connected in series a single voltage source is switched on, and expensive and each individual primary winding is

ao Jung zugeordnete Wechselspannungsquellen vermieden. Hierdurch werden nicht nur mehrere gesonderte Quellen überflüssig, sondern es wird auch ein wesentlich einfache.-er Gesamtaufbau ermöglicht. Die Verdrahtung wird sehr einfach und es genügt, eine ausao Jung assigned AC voltage sources avoided. Not only does this eliminate the need for several separate sources, it also becomes an essential one simple.-he overall structure enables. The wiring becomes very easy and it is enough to select one

*5 mehreren Schalteinheiten bestehende Einheit einfach an der gewünschten Stelle eines Gerätes, beispielsweise bei eir.eiü Kartenlesegerät einer Rechenmaschine, einzubauen. Trotzdem werden bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung Fehlschaltungen verhin-* 5 single unit consisting of several switching units at the desired location of a device, for example with eir.eiü card reader of a calculating machine, to be built in. Nevertheless, in the invention Device prevent incorrect switching

3« den.3 «den.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.The invention is illustrated below with reference to schematic drawings of an exemplary embodiment explained in more detail.

Fig. 1 shows the basic structure of an inventive

mäßen Schaltvorrichtung, bestehend aus mehreren Schalteinheiten. Auf einem mit Löchern 541, 542... 54« versehenen Magnetkern 51 sind Primärwicklungen 521, 522... 52« aufgewickelt, und zwar auf die schmalen Stege zwischen den Löchern und dermoderate switching device, consisting of several switching units. On one with holes 541, 542 ... 54 "provided magnetic core 51 are primary windings 521, 522 ... 52 «on the narrow webs between the holes and the

♦o einen Seite des Kerns 51. Diese Primärwicklungen sind in Reihe zwischen den Anschlüssen 55 und 56 geschaltet. Die Sekundärwicklungen 531, 532... 53« sind um die gegenüberliegenden schmalen Stege dieser Löcher und der anderen Seite des Kernes 51 gewickelt. Wenn ein beweglicher Permanentmagnet M in die Nähe einer Sekundärwicklung kommt, erzeugt diese kein Ausgangssignal mehr. Es kann beispielsweise nur ein einziger beweglicher Permanentmagnet M vorgesehen sein, der in Richtung des PfeilesO one side of core 51. These primary windings are connected in series between terminals 55 and 56. The secondary windings 531, 532... 53 ″ are wound around the opposite narrow webs of these holes and the other side of the core 51. If a movable permanent magnet M comes close to a secondary winding, it no longer generates an output signal. For example, only a single movable permanent magnet M can be provided, which is in the direction of the arrow

5» bewegbar ist, so daß bei der Bewegung immer in einer der Sekundärwicklungen das Ausgangssignal ausgelöscht wird. Es können aber auch jeder einzelnen Sekundärwicklung entsprechende Permanentmagnete zugeordnet sein, so daß gleichzeitig an mehreren Sekundärwicklungen die Ausgangssignale gelöscht werden. Eine solche Vorrichtung kann als kombinierter Vielfachschalter Anwendung finden oder als Vorrichtung zum Fühlen bestimmter Bewegungen.5 »is movable, so that when moving, always in one of the secondary windings the output signal is canceled. But it can also be every single secondary winding be assigned appropriate permanent magnets, so that at the same time on several secondary windings the output signals are deleted. Such a device can be considered a combined Multiple switches are used or as a device for sensing certain movements.

Fig. 2 zeigt die elektrische Betriebsschaltung Κύβο die Vorrichtung nach Fig. 1. FIG. 2 shows the electrical operating circuit Κύβο the device according to FIG. 1.

In Fig. 2 sind die Primärwicklungen 521, 522... 52« in Reihe an eine Wechselspannungsquelle 57 mit konstanter Spannung angeschaltet. Jeder bewegliche Permanentmagnet Ml, Ml. '.. Mn ist so an-In FIG. 2, the primary windings 521, 522 ... 52 ″ are connected in series to an alternating voltage source 57 with a constant voltage. Each movable permanent magnet Ml, Ml. '.. Mn is so an-

6s geordnet, daß er sich jedem Steg des Kernes 51 zuwendet, um den jeweils eine Sekundärwicklung 531, 532... 53« gewickelt ist. Jede Sekundärwicklung 531, 532... 53» ist mit de» Eingangsklcmmen eines züge-6s arranged so that it turns to each web of the core 51, around each of which a secondary winding 531, 532 ... 53 ″ is wound. Each secondary winding 531, 532 ... 53 »is with the» input terminals of a train

hörigen Diskriminators Al, A2 An verbunden,subordinate discriminator Al, A2 An connected,

und die Ausgangsklemmen dieser Diskriminatoren sind ihrerseits an eine elektrische Schaltung 58 angeschlossen, die durch die Schaltvorrichtung gesteuert werden soll. Jeder Diskriminator A1 bis An \s\ so ausgebildet, daß er nur dann ein Ausgangssignal an die elektrische Schaltung 58 abgibt, wenn die jeweilige Eingangssignalspannung eine voreingestellte Spannung £1 übersteigt. Wenn nun ein Magnet, beispielsweise der Magnet M2, von seinem zugeordneten Steg abgezogen wird und andere Magnete dagegen nahe an ihren zugehörigen Stegen bleiben, dann wird ein Ausgangssignal mit einer Spannung Ea geliefert, die von der Sekundärwicklung 532 an den Diskriminator /12 abgegeben wird (Fig. 3A). Wenn nun zufällig zwei Magnete, beispielsweise die Magnete AfI und M2, irrtümlich von ihren benachbarten Stegen des Kernes abgezogen werden und die anderen Magnete nahe den Stegen verbleiben, werden von der Wicklungand the output terminals of these discriminators are in turn connected to an electrical circuit 58 which is to be controlled by the switching device. Each discriminator A 1 to An \ s \ is designed in such a way that it emits an output signal to the electrical circuit 58 only when the respective input signal voltage exceeds a preset voltage £ 1. If a magnet, for example magnet M2, is pulled off its associated web and other magnets, on the other hand, remain close to their associated webs, an output signal with a voltage Ea is supplied, which is output from secondary winding 532 to discriminator / 12 ( Fig. 3A). If, by chance, two magnets, for example magnets AfI and M2, are accidentally removed from their adjacent webs of the core and the other magnets remain close to the webs, the winding

531 an den Diskriminator Al bzw. von der Wicklung531 to the discriminator A1 or from the winding

532 an den Diskriminator A2 Ausgangssignale gegeben. Bei diesem irrtümlichen Betrieb hat jedoch, wie man in Fig. 3B erkennen kann, das jeweilige Ausgangssignal die Spannung Eb, welche die Hälfte der Spannung ist, die bei der vorhergehend beschriebenen richtigen Betriebsweise auftritt, bei der nur ein Magnet abgezogen wurde; denn die zwei Primärwicklungen 521 und 522 teilen sich nunmehr jeweils zur Hälfte die konstante Wechselstromausgangsspannung. Da die Ausgangsspannung bei dem irrtümlichen Betrieb annähernd halb so groß wie bei dem korrekten Betrieb ist, kann man durch Diskriminierung bezüglich der voreingestellten Spannung zwischen der Ausgangsspannung eines irrtümlichen Betriebs und der Ausgangsspannung eines korrekten Betriebs unter-S scheiden, so daß das durch irrtümlichen Betrieb gewonnene Signal an den Diskriminatoren Al bis An gestoppt und nicht an die elektrische Schaltung 58 weiter übertragen wird.532 given output signals to the discriminator A2. In this erroneous operation, however, as can be seen in FIG. 3B, the respective output signal has the voltage Eb, which is half the voltage that occurs in the correct operation described above, in which only one magnet was removed; because the two primary windings 521 and 522 now each share half the constant alternating current output voltage. Since the output voltage in the erroneous operation is almost half that in the correct operation, it is possible to distinguish between the output voltage of an erroneous operation and the output voltage of a correct operation by discriminating against the preset voltage, so that that obtained by the erroneous operation Signal to the discriminators A1 to An is stopped and not transmitted to the electrical circuit 58.

Bei einer weiteren Ausführungsform kann jeder Diskriminator so ausgebildet sein, daß er eine Signalspannung nur zwischen einem vorher eingestellten oberen Grenzwert El und einem vorher eingestellten unteren Grenzwert E3 durchläßt, wie es in Fig. 3 C dargestellt ist. Wenn man die voreingestellten Gren- *5 zen £2 und £3 richtig wählt, kann man eine Schaltvorrichtung erhalten, bei der man nur dann ein Ausgangssignal Ec von dem Diskriminator erhält, wenn eine vorgewählte Zahl von Magneten in Betrieb gesetzt wird.In a further embodiment, each discriminator may be designed so that it transmits a signal voltage only between a previously set upper limit value El, and a preset lower limit value E3 as 3 C is shown in Fig.. If the preset limits £ 2 and £ 3 are chosen correctly, a switching device can be obtained in which an output signal Ec from the discriminator is only obtained when a preselected number of magnets are put into operation.

Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem sämtliche Primärwicklungen in einer einzigen Primärwicklung CP zusammengefaßt sind und nur die einzelnen Sekundärwicklungen CS auf den Stegen der Löcher Hl des Magnetkernes MC aufgewickelt sind, ³S Die Wirkungsweise bei Betätigung eines der Permanentmagnete MM ist die gleiche wie oben beschrieben. Diese Anordnung nach Fig. 4 hat den Vorteil, daß der Aufbau des Magnetkernes sehr vereinfacht und kompakt wird und sich daher vor allem für die 3« Massenproduktion solcher Schaltvorrichtungen eignet. Fig. 4 shows an embodiment in which all the primary windings are combined in a single primary winding CP and only the individual secondary windings CS are wound on the webs of the holes Hl of the magnet core MC ^{, 3} S The operation when one of the permanent magnets MM is the same as described above. This arrangement according to FIG. 4 has the advantage that the structure of the magnetic core is very simplified and compact and is therefore particularly suitable for the mass production of such switching devices.

1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Electromagnetically controllable, contactless switching device, consisting of several switching units, each having a magnetic core with primary and secondary winding and at least one permanent magnet movable relative to the magnetic core, characterized in that the primary windings (521, 522 to 52 ”or CP) of all switching units are connected electrically in series to a common AC voltage source (57) and to the secondary windings (531, 532, 53 "or CS) respectively set discriminators (A1, AZ to Art) are connected that when only a single magnet (M or MM) the output voltage generated by its secondary winding is greater than a predetermined limit value (El or EZ) and when several magnets (M or MM) are operated together, the output voltages generated by their secondary windings are lower than this predetermined limit value.

2. Switching device according to claim 1, characterized by a magnetic core (51) common to all switching units.

3. Switching device according to claim 2, characterized characterized in that a plurality of holes (541, 542, 54 ") are formed in the magnetic core (51) and the primary and secondary windings (521, 522, 52/1; 531, 532, 53 ″) of the switching units, respectively are wrapped around the opposite land areas adjacent to these holes.

4. Switching device according to one of claims 1 to 3, characterized in that all switching units have a single primary winding ( CP) in common.