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Vorliegende Erfindung betrifft einen permanent-magnetischen Betätigungskraftverstärker.
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In der Zeichnung ist der Erfindungsgegonstand in Abb'. 1 in der Seitenansicht
schematisch dargestellt. Abb.2 zeigt eine perspektivische T)arstellung.Abb.3 zeigt
die Anordnung zlTeier mechanisch gekuppelter Schaltsysteme.Abb.4 betrifft ein weiteres
Ausführungsbeispiel.
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Es sind 1/2 z.B.diametral gepolte Magnete,die an der Welle 3 befestigt
sind.An der Welle 3 ist ein Betätigungshebel 4 angeordnet,welcher sich z.B.zwischen
zwei Anschlägen 5 bewegt.
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Es sind 6/7 axial gepolte Magnete,die an einem U-förmig ausgebildeten
Anker 8 befestigt sind und den Magneten 1/2 in einem bestimmten Abstand gegenüberstehen.
Der Anker 8 ist an 9 drehbar gelagert und mit einem Kontalctarm 10 verbunden'welcher
sich z.B.zwischen den Kontakten 11 bewegt. Wie aus Abb.2 ersiclntlich, sind die
Magneten 1/2 um einen geringen Betrag gegeneinander versetzt an der Welle 3 angeordnet.Übersichtshalber
ist z.B.der Magnet 1 etwas größer gezeichnet,um die Polung und die Anordnung besser
zu erkennen.Die Einstellung der Magneten 1/2 gegenüber den Magneten 6/7 ist so gewählt,daß
zwischen den Magneten ein labiler Zustand besteht.Die Magneten 1/2 s-ind gegeneinander
an der Welle 3 so versetzt angeordnet'daß das zwischen den Magneten 1/2 entstehende
Drehmoment nicht zur Wirkung kommt. In der ersichtlichen Stellung entsteht zwischen
dem Magneten 6 und dem Magnet 1 im Uhrzeigersinn wirkendes Drehmoment,was bis zu
einem bestimmten Betrag bei der Aufwärtsbewegung des Hebels 4 wieder kompensiert
wird, da der Magnet 2 sich im Anziehungsbereich des Magneten 7 befindet und folglich
ein entgegengesetztes Drehmoment erzeugt.-- Die am Betätigungshebel 4 aufzuwendende
Kraft hängt von den Magneten 1/2 ab,die in einem bestimmten Abstand gegeneinander
versetzt den Magneten 6/7 gegenüberstehen.
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Bei Annäherung der Magneten 6/7 zu den Magneten 1/2 steigt die Schaltkraft
am Anker 8 fast proportional an.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel zeigt Abb.4 in der Seitenansicht.
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Es sind 12/13/14/15 z.B.awlal gepolte Magnete,die in bestimmten Abständen
an der Welle 16 gegeneinander versetzt angeordnet sind und sich zwischen den Lagern
17/18 drehbar bewegen.
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Gegenüber den Magneten 12/15 sind Magnete 19,/20/21 und 22 z.B.an
einer U-förmig ausgebildeten Halterung 23 befestigt, die an der buchse 24 angeordnet
und an der Welle 25 gelagert ist.An der Buchse 24 ist z.B.ein Kontakthebel 26 befestigt,
welcher Kontakten 27 gegenübersteht.An der Welle 16 ist ein Betätigungshebel 28
angeordnet, vermittels welchem die Magneten 12-15 in der ein-oder andern Richtung
verstellt werden. Die filagneten 12-15 sind gegenüber den Magneten 19/20/21/22 so
angeordnet,daß das auf die Welle 16 und die Halterung 23 wirkende Drehmoment kompensiert
wird.Es genügt deshalb eine sehr geringe Betätigungskraft am Hebel 28,um eine Schaltauslösung
am Hebel 26 sprungartig auszulösen.Vermittels der am Anker 8 befestigten Magneten
6/7 können z.3.auch gleichzeitig Schaltelemente,die in einer Glasröhre untergebracht
sind,gesteuert venlen, (sogenannte Reedschalter).Die Wirkungsweise nach Abb.4 entspricht
der Beschreibung nach Abb.l.
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Wirkungsweise:Wie aus Abb.l ersichtlich,steht der am Anker 8 befestigte
Magnet 6 dem S-Pol des diametral gepolten Magneten 1 in einem bestimmten Abstand
gegenüber,wogegen der Magnet 7 dem N-Pol des Magneten 2 gegenübersteht. Der Anker
8 befindet sich hiernach in der angezogenen Stellung wonach die Kontakte 10/11 geschlossen
sind.Wird der Hebel 4 in Pfeilrichtung bewegt,so wird der S-Pol des Magneten 1 dem
N-Pol des Magneten 6 genähert und der N-Pol des Magneten 2 vom S-Pol des Magneten
7 entfernt.
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Dies hat zur Folge,daß der am Anker 8 befestigte Magnet 6 vom S-Pol
des Magneten 1 angezogen und der Magnet 7 vom N-Pol des magneten 2 entfernt wird.
Hiernach werden die Kontakte 10/11 sprungartig geöffnet.Die Kontakte dienen gleichzeitig
als Anschlag, so daß die Magneten 6,'7 nicht mit den Magneten 1/2 in Beruhrung kommen.Infolge
der Kompensationswirkung zwischen den Magneten genügt eine sehr geringe Betätigungskraft
durch den IIebel 4 in der ein-oder andern Richtung.-- Der Hebel 4 kann z.B.
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durch ein Organ sehr geringer Richtkraft oder Drehmoment betätigt
werden,z.B.mittels einer Bimetallspirale,Druckdose,
Manometer, Meßwerke,
Fadenkontrolle, usw, -Wie aus Abb. 3 ersichtlich, können zwei Magnetsysteme miteinander
gekuppelt werden, um z.B. eine erhöhte Schaltkraft am Anker zu erzielen.-Vermittels
des Ankers 8 können selbstverständlich auch Fortsc]lalteleinente,die z.B.auf einen
Uhrenaufzug wirken,betätigt werden.Je nach der Konstruktionsaugabe können anstelle
der diametral gepolten Magnete, z.B. auch lateral oder axial gepolte Magneten vervendet
werden. Die an den Magneten 1/2 entstehende Richtung des Drehmoments wird durch
die entsprechende Polung der Magneten 6,Z7 zu den mm keten 1/2 bestimmt. Mit der
Welle 3 können beliebig viele Magnetsysteme nach Abb.l miteinander in Verbindung
gebracht werden,die durch den IIcbel 4 betätigt und gemeinsam auf die Schalt anker
zur Erhöhung der Schaltleistung wirken. Abgesehen von der sehr geringen Betätigungskraft,die
mit dem Magnetsystem erreicht wird,fallen z.B.die bei den herkömmlichen Mikroschalterkonstruktionen
zur Anwendung komnlenden Federn und Klinken weg,welche störanfällig sind.
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Der Magnetschalter nach Abb.l kann auch durch einen an den Magneten
1/2 vorbeigeführten Magnet betätigt werden, (berührungsloser Schalter).-- Die Wirkungsweise
-Abb.4 - ist wie folgt: Wird die Welle 16 vermittels des Betätigungshebels 28 um
einige 0 gedreht, so machen die an der Welle 16 befestigten Magnete 12/13/14/15
die Bewegung mit. Hierdurch werden die Pole der Magneten 12-15 gegenüber der an
der Halterung 23 befestigten Magnete 19/20/21/22 verstellt, war zur Folge hat, daß
die an der Halterung 23 befestigten Magnete 19-22 eine sprungartige Drehbewegung
ausführen.
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Je nach der Betätigung des Hebels 28 wird der Kontaktarm 26 sprungartig
von dem ein-zum andern Kontakt 27 bewegt.
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Wie aus Abb.5 ersichtlich,wird das durch die Magneten 29/30 im entgegengesetzten
Uhrzeigersinn hervorgerufene Drehmoment durch einen Magnet 31 kompensiert,so daß
am Betätigungshebel 32 ein labiler Zustand entsteht. Hierdurch wird erreicht,daß
eine geringe Betätigungskraft am Hebel 32 erforderlich ist,um den Schaltanker 33
zu steuern,welcher sich zwischen den Kontakten 34/35 bewegt.Es ist 36 eine Zugfeder.
Der Magnet 31 ist z.B.
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schwenkbar an der Lagerung 37 angeordnet und wird derselbe
durch
Annäherung gegenüber dem Magneten 29 auf den günstigten Wirkungsgrad eingestellt.
Wird 2.3. der Hebel 32 in Pfeilrichtung bewegt, so wird der N-Pol de ; magneten
29 dem N-Pol des Magneten 30 und der S-Pol des Magneten 29 dem N-Pol des Magneten
31 genähert, wonach der Anker 33 mit Unterstützung der Zugfeder 36 sprungartig seine
Stellung vom Kontakt 34 an den Kontakt 35 wechselt.Die Betätigung des Hebels 32
kann auch so getroffen werden, daß ein am Hebel 32 befestigter Magnet 38 durch ferromagnetisches
DIaterial oder durch ein an demselben vorbeigeführten Magnet betätigt wird, (berührungsloses
Schalten).
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Abb.6 zeigt die Anordnung von zwei diametral gepolten Magneten 39/40,
die vermittels Kupplungsgliedern 41/42 miteinander verbunden sind. Die Kupplungsglieder
41/42 sind mit den Magneten 39/40 fest verbunden,die drehbar an 43/44 gelagert sind
.Es ist 45 ein an 46 gelagerter Anker mit Magneten 47/48 und ein Schalthebel 49ä
welcher sich zlischen zwei Kontpikten 50/51 bewegt. An den Magneten 39:40 sind Betätigungshebel
2/53 vorgesehen, die z.B. Magnete 54/55 tragen.Es sind 56/57 T3egrenzungsstifte.Infolge
der Ankerstellung 45 entsteht an den Magneten 39/40 ein Drehmoment im entgegengesetzten
Uhrzeigersinn,das durch die Kupplungsglieder 41/42 kompensiert wird.Hierdurch entsteht
an den Betätigungshebeln 52/53 ein labiler Zustand.-- Wird z.B.zwischen die beiden
Magnete 54/55 ein ferromagnetisches Material oder ein Magnet bewegt, so erden die
Magnete 54/55 angezogen und die Magnete 39/4n entsprechend verstellt, was zur Folge
hat,daß der Anker 45 sprungartig seine Stellung vom Kontakt 51 zum Kontakt 50 wechselt.
Die Poleinstellung der Magneten 39/40 zu den Magneten 47/48 erfolgt entsprechend
der jeweils gestellten Aufgabe und Konstruktion.Die Btätigungshebel 52/53 können
z.B.auch aus ferromagnetischem Material bestehen und in eine Spule führen, die mit
einem Strom beaufschlagt wird (elektromagnetisches Relais), hohe Ansprechempfindlichkeit
Die Betätigungshebel 52/53 können auch aus einen axial gepoltem Flachmagnet bestehen,die
in eine Elektromagnetspule führen.