DE3538841A1 - Safety contact device operated by a magnetic field - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine magnetfeld betätigte Sicherheits-Kontakteinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The present invention relates to a magnetic field actuated safety contact device according to Preamble of claim 1.
In Alarmanlagen, Überwachungseinrichtungen und ähn lichen Systemen werden häufig magnetfeldbetätigte Kontaktvorrichtungen verwendet, um den Zustand einer überwachten Einrichtung festzustellen, z. B. ob ein Fenster oder eine Türe geöffnet oder geschlossen ist. Diese Sicherheits-Kontakteinrichtungen enthalten im allgemeinen eine sogenannte Reedrelais- oder Schutz rohr-Kontaktvorrichtung, die zwei in ein Glasröhrchen vakuumdicht eingeschmolzene Kontaktlamellen oder Paddel enthält, die durch ein äußeres Magnetfeld von einem Ruhezustand in einen Arbeitszustand umschaltbar sind. Die Kontaktvorrichtung wird z. B. im Rahmen eines zu überwachenden Fensters eingebaut und am zugehörigen Fensterflügel wird an einer für Unbefugte, also von außen nicht zugänglichen Stelle ein Permanentmagnet system ("Betätigungs-Magnetsystem") angeordnet, dessen Magnetfeld die Kontaktvorrichtung bei geschlossenem Fenster in ihrem erregten Zustand (Arbeitszustand), in dem der Kontakt geöffnet ist, hält. Wird das Fenster geöffnet und das erregende Permanentmagnetsystem da durch von der Kontaktvorrichtung entfernt, so schaltet die Kontaktvorrichtung wegen des nun fehlenden oder zu schwach werdenden Magnetfeldes in den entregten Zustand (Ruhezustand) um, wobei der Kontakt schließt und die zugehörige Anlage einen Alarm, eine Anzeige oder irgendeine Steuerfunktion erzeugt.In alarm systems, monitoring devices and the like systems are often operated by magnetic fields Contact devices used to determine the state of a establish monitored facility, e.g. B. whether a Window or door is open or closed. These safety contact devices contain in generally a so-called reed relay or protection Tube contact device, the two in a glass tube vacuum-sealed contact blades or paddles contains by an external magnetic field from one Hibernate can be switched to a working state. The contact device is, for. B. as part of a monitoring window installed and at the associated Window sash is on one for unauthorized persons, ie from a permanent magnet outside the inaccessible point system ("actuating magnet system") arranged, the Magnetic field the contact device when closed Windows in their excited state (working state), in that the contact is open holds. Will the window opened and the exciting permanent magnet system there by removed from the contact device, so switches the contact device because of the now missing or too weakening magnetic field in the de-excited state (Idle state), the contact closes and the associated system an alarm, a display or generated any control function.
Die bekannten magnetfeldbetätigten Sicherheitskontakt einrichtungen lassen sich jedoch verhältnismäßig leicht überlisten. Man kann nämlich von der ungeschützten, äußeren Seite her die Polarität des die Kontakt vorrichtung im erregten Zustand haltenden Magnetfeldes leicht mit einem sogenannten Polanzeiger feststellen und dann außen in der Nähe der Kontaktvorrichtung ein anderes Permanentmagnetsystem (Fremdmagnetsystem) ent sprechender Polung und Stärke anbringen, welches die Kontaktvorrichtung im erregten Zustand hält, auch wenn das Fenster geöffnet und das Betätigungsmagnetsystem von der Kontaktvorrichtung entfernt wird.The well-known magnetic contact operated safety contact furnishing is relatively easy, however outsmart. One can namely of the unprotected, outer side the polarity of the contact device in the excited state holding magnetic field easy to determine with a so-called polar indicator and then outside near the contact device other permanent magnet system (external magnet system) ent appropriate polarity and strength, which the Contact device keeps excited, even if the window opened and the actuation magnet system is removed from the contact device.
Der vorliegenden Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zugrunde, eine magnetfeldbetätigte Sicher heits-Kontakteinrichtung anzugeben, deren Sicherheits funktion von außen praktisch nicht unwirksam gemacht werden kann.The present invention is accordingly the Task based on a magnetic field operated safe to specify the safety contact device Function from outside practically not rendered ineffective can be.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeich nete Sicherheitskontakteinrichtung gelöst. Weiterbil dungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungs gemäßen Sicherheits-Kontakteinrichtung sind Gegenstand von Unteransprüchen. This object is characterized by in claim 1 nete safety contact device solved. Continuing dungen and advantageous embodiments of the Invention appropriate safety contact devices are the subject of subclaims.
Bei der magnetfeldbetätigten Sicherheits-Kontaktein richtung gemäß der Erfindung ist die Polung des Betätigungs-Magnetfeldes, welches die Kontaktvorrich tung normalerweise im erregten Zustand hält, von außen nicht erkennbar und/oder es ist nicht möglich, das die Kontaktvorrichtung im erregten Zustand haltende Magnet feld durch ein von der ungeschützten Seite her zur Einwirkung gebrachtes Fremdmagnetfeld zu ersetzen.With the magnetic field operated safety contacts direction according to the invention is the polarity of the Actuation magnetic field, which the contact device normally keeps them excited, from the outside not recognizable and / or it is not possible that the Contact device holding magnet when excited field through from the unprotected side to the External magnetic field.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.The following are exemplary embodiments of the invention explained in more detail with reference to the drawings.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf eine bekannte magnetfeldbetätigte Sicherheits-Kontakteinrich tung, auf die zur Erläuterung des der Erfindung zugrundeliegenden Problems Bezug genommen wird; Fig. 1 is a schematic plan view of a known magnetic field-operated safety contact device, to which reference is made to explain the problem underlying the invention;
Fig. 2 eine schematische Seitenansicht einer ersten Ausführungsform einer magnetfeldbetätigten Si cherheits-Kontakteinrichtung der Erfindung; Fig. 2 is a schematic side view of a first embodiment of a magnetic field-operated safety contact device of the invention;
Fig. 3 eine schematische Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform der Erfindung; Fig. 3 is a schematic plan view of a second embodiment of the invention;
Fig. 4 eine Seitenansicht eines streifenförmig magneti sierten Permanentmagnetkörpers, wie er bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 Verwendung finden kann, Fig. 4 is a side view of a strip-shaped magneti overbased permanent magnet body as it can find in the embodiment of Fig. 3 using,
Fig. 5 und 6 Draufsichten entsprechend Fig. 1 von weiteren Ausführungsformen der Erfindung, die zusätzliche, zur Täuschung dienende Magnetsyste me enthalten. FIGS. 5 and 6 are plan views corresponding to FIG. 1 of further embodiments of the invention, the additional, serving for deception Magnetsyste me included.
Fig. 1 zeigt stark vereinfacht einen Teil eines durch eine Alarmanlage gesicherten Fensters. Im Fensterrahmen 10 ist eine magnetfeldbetätigte Kontaktvorrichtung 12 (z. B. ein sogenanntes Reedrelais oder ein Schutzrohr kontakt) eingebaut, die z. B. zwei Kontaktlamellen oder Paddel in einem schutzgasgefüllten, abgeschmolzenen Glasröhrchen enthält. Für das folgende sei angenommen, daß die Kontaktvorrichtung einen Ruhekontakt bildet, d.h. daß der Kontakt durch geeignete mechanische und/oder magnetische Vorspannung der Paddel in Abwesen heit eines äußeren erregenden Magnetfeldes ausreichen der Stärke und geeigneter Polarität geschlossen ist. Die Kontaktvorrichtung 12 ist mit ihren Anschlüssen mit einer Spannungsquelle 14 und einer beispielsweise als Lampe 16 dargestellten Anzeige-, Alarm- oder Steuervor richtung in Reihe geschaltet. Im Fensterflügel 18 ist bei der Kontaktvorrichtung 12 ein Permanentmagnetsystem 20 in Form eines Stabmagneten so angeordnet, daß bei ordnungsgemäß geschlossenem Fenster das vom "Betäti gungs"-Permanentmagnetsystem 20 erzeugte Magnetfeld die Kontaktvorrichtung im erregten Zustand hält, in dem der Kontakt geöffnet und daher der Stromkreis zwischen der Spannungsquelle 14 und der Anzeigelampe 16 unterbrochen ist. Wenn beim Öffnen des Fensterflügels 18 das Betätigungs-Permanentmagnetsystem 20 von der Kontakt vorrichtung 12 entfernt wird, wird der Kontakt und damit der Stromkreis geschlossen. Fig. 1 shows a simplified part of a secured by an alarm window. In the window frame 10 , a magnetic field-operated contact device 12 (z. B. a so-called reed relay or a protective tube contact) is installed, the z. B. contains two contact blades or paddles in a protective gas-filled, melted glass tube. For the following it is assumed that the contact device forms a normally closed contact, ie that the contact is closed by suitable mechanical and / or magnetic biasing of the paddles in the absence of an external excitation magnetic field sufficient of strength and suitable polarity. The contact device 12 is connected in series with its connections to a voltage source 14 and a display, alarm or control device, for example shown as a lamp 16 . In the window sash 18 , a permanent magnet system 20 in the form of a bar magnet is arranged in the contact device 12 so that when the window is properly closed, the magnetic field generated by the “actuation” permanent magnet system 20 holds the contact device in the excited state, in which the contact opens and therefore the circuit between the voltage source 14 and the indicator lamp 16 is interrupted. If the actuating permanent magnet system 20 is removed from the contact device 12 when the window sash 18 is opened, the contact and thus the circuit is closed.
Bei der oben beschriebenen bekannten magnetfeldbetätig ten Sicherheitskontakteinrichtung läßt sich die Polari tät des vom Permanentmagnetsystem 20 erzeugten Magnet feldes von der ungeschützten, äußeren Seite des Fen sters her leicht mittels eines sogenannten Polanzeigers 22 feststellen. Bringt man dann außen am Fensterrahmen 10 einen "Fremd"-Permanentmagneten 24 mit geeigneter Polung an, so bleibt die Kontaktvorrichtung 12 im erregten Zustand, auch wenn der Fensterflügel 18 geöffnet und das eigentliche Betätigungs-Permanentmag netsystem 20 entfernt wird. Die Sicherheitsfunktion ist damit außer Betrieb gesetzt.In the known magnetic field actuated th safety contact device described above, the polarity of the magnetic field generated by the permanent magnet system 20 from the unprotected, outer side of the window can easily be determined by means of a so-called polar indicator 22 . If you then attach an "external" permanent magnet 24 with suitable polarity to the outside of the window frame 10 , the contact device 12 remains in the excited state, even when the window sash 18 is opened and the actual actuating permanent magnet network system 20 is removed. The safety function is therefore out of operation.
Eine solche Außerbetriebsetzung der Sicherheitsfunktion ist bei den Sicherheitskontakteinrichtungen gemäß der Erfindung nicht möglich. Bei dem in Fig 2 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind im Fensterrahmen (in Fig. 2 nicht dargestellt) zwei magnetfeldbetätigte Kontaktvorrichtungen 12 a, 12 b übereinander angeordnet und diesen Kontaktvorrichtungen sind zwei Permanentmag netsysteme 20 a, 20 b im Fensterflügel (nicht darge stellt) zugeordnet, die aus Stabmagneten bestehen und mit entgegengesetzter Polung nebeneinander angeordnet sind. Falls es sich bei den Kontaktvorrichtungen um polarisierte Kontaktvorrichtungen handelt, werden selbstverständlich die Kontaktvorrichtungen 12 a und 12 b ebenfalls mit entsprechender, entgegengesetzter Polung installiert.Such decommissioning of the safety function is not possible with the safety contact devices according to the invention. In the illustrated in Fig 2 embodiment of the invention (in Fig. 2 not shown) in the window frame two magnetic field actuated contact devices 12 a, 12 b arranged above each other and that contact devices are two Permanentmag netsysteme 20 a, 20 b in the window casement (does not Darge) associated , which consist of bar magnets and are arranged next to each other with opposite polarity. If the contact devices are polarized contact devices, the contact devices 12 a and 12 b are of course also installed with a corresponding, opposite polarity.
Bei der Einrichtung gemäß Fig. 2 ist erstens die Polung des Magnetfeldes von der ungeschützten Seite her nicht einwandfrei feststellbar und zweitens wird die Annähe rung eines Fremd-Magneten entsprechend dem Stabmagneten 24 (Fig. 1) immer zum Ansprechen (Schließen) einer der Kontaktvorrichtungen 12 a oder 12 b führen.In the device according to FIG. 2, the polarity of the magnetic field is firstly not be determined unambiguously by the unprotected side and secondly, the Annähe is tion of a foreign magnet corresponding to the bar magnet 24 (Fig. 1) is always to respond (closing) of one of the contact devices 12 a or 12 b .
Fig. 3 zeigt eine weitere Möglichkeit, eine Außerbe triebsetzung der Sicherheits-Kontakteinrichtung von der äußeren, ungeschützten Seite her zu verhindern. (Die ungeschützte Seite ist im allgemeinen diejenige Seite der Kontaktvorrichtung, die dem zugehörigen, zur Betätigung dienenden Permanentmagnetsystem entge gengesetzt ist). Fig. 3 shows another way to prevent the safety contact device from being taken out of operation from the outer, unprotected side. (The unprotected side is generally that side of the contact device which is opposed to the associated permanent magnet system used for actuation).
Bei Fig. 3 ist der magnetfeldbetätigten Kontaktvorrich tung 12 ein plattenförmiger Permanentmagnetkörper 30 zugeordnet, der streifenförmig magnetisiert ist, wie die Draufsicht des Permanentmagnetkörpers 30 in Fig. 4 zeigt. Der Permanentmagnetkörper 30 wird in seiner Lage so justiert, daß die sich am Ort der Kontaktvorrichtung 12 ergebende Magnetfeldverteilung die Kontaktvorrich tung im erregten Zustand hält. Es ist einleuchtend, daß es bei der Einrichtung gemäß Fig. 3 weder möglich ist, die Polung des die Kontaktvorrichtung im erregten Zustand haltenden Magnetfeldes festzustellen noch dieses Magnetfeld durch ein äußeres Fremdmagnetfeld zu ersetzen.In Fig. 3, the magnetic field-actuated Kontaktvorrich device 12 is assigned a plate-shaped permanent magnet body 30 which is magnetized in strips , as the top view of the permanent magnet body 30 in Fig. 4 shows. The position of the permanent magnet body 30 is adjusted so that the magnetic field distribution resulting at the location of the contact device 12 keeps the device in the excited state. It is obvious that in the device according to FIG. 3 it is neither possible to determine the polarity of the magnetic field holding the contact device in the excited state nor to replace this magnetic field with an external external magnetic field.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5 entspricht der bekannten Einrichtung gemäß Fig. 1 mit der Ausnahme, daß ein "Täuschungs"-Magnetsystem 40 auf derjenigen Seite der Kontaktvorrichtung 12 angeordnet ist, die der des eigentlichen Betätigungs-Permanentmagnetsystems 20 entgegengesetzt ist. Das Täuschungs-Magnetsystem befin det sich also auf der äußeren, ungeschützten Seite der Kontaktvorrichtung 12 und besteht aus einem Stabmagne ten, der entgegengesetzt gepolt ist wie der Stabmagnet, der das Betätigungs-Permanentmagnetsystem 20 bildet. Die Verhältnisse sind so gewählt, z. B. indem der Polabstand des Täuschungssystems 40 größer und/oder die Polstärke geringer und/oder der Abstand zwischen dem Täuschungssystem und der Kontaktvorrichtung 12 größer gewählt, daß das Betätigungs-Permanentmagnetsystem 20 nach wie vor in der Lage ist, die Kontaktvorrichtung im erregten Zustand zu halten. An der äußeren, ungeschütz ten Seite (in Fig. 5 unten) überwiegt jedoch der Einfluß des näher an dieser Seite befindlichen Täu schungs-Permanentmagnetsystem, so daß mittels eines Polanzeigers eine Polung festgestellt wird, die der des Betätigungs-Magnetfeldes entgegengesetzt ist. Wird nun außen ein Fremdmagnet 24 mit einer Polung angebracht, die der des Täuschungs-Systems 40 entspricht, so wird die Kontaktvorrichtung zum Schließen gebracht, da das Fremdmagnetfeld dem Betätigungs- Magnetfeld entgegenge richtet ist und dieses daher am Ort der Kontaktvorrich tung schwächt.In the embodiment according to FIG. 5 corresponds to the known device according to FIG. 1 with the exception that a "deception" magnet system 40 is arranged on that side of the contact device 12 which is opposite to that of the actual actuating permanent magnet system 20 . The illusion magnet system is thus located on the outer, unprotected side of the contact device 12 and consists of a Stabmagne th, which is polarized opposite to the bar magnet that forms the actuation permanent magnet system 20 . The ratios are chosen such. B. by the pole spacing of the illusion system 40 larger and / or the pole thickness smaller and / or the distance between the illusion system and the contact device 12 chosen larger that the actuating permanent magnet system 20 is still able to the contact device in the excited state hold. On the outer, unprotected side (in Fig. 5 below), however, the influence of the tau permanent magnet system closer to this side predominates, so that polarity is determined by means of a polar indicator, which is opposite to that of the actuating magnetic field. If an external magnet 24 is now attached to the outside with a polarity that corresponds to that of the deception system 40 , the contact device is brought to close, since the external magnetic field is directed counter to the actuating magnetic field and therefore weakens the device at the location of the contact device.
Fig. 6 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, die auf einem ähnlichen Prinzip beruht wie die Ausführungs form gemäß Fig. 5. Auch hier ist auf der dem Betätigungs-Magnetsystem 20 abgewandten Seite der Kontaktvorrichtung 12 eine Täuschungs-Magnetsysteman ordnung vorgesehen, welche die Polung des Betätigungs- Permanentmagnetsystems 20 an der ungeschützten Seite der Sicherheits-Kontakteinrichtung verschleiert. Bei Fig. 6 sind zur Täuschung mehrere einfache Magnetsyste me 40 a, 40 b,... 40 e vorgesehen, die die Form von Stäben oder kurzen Zylindern haben können und mit ihren Polen mit solchen, ggf. unterschiedlichen Orientierungen angeordnet sind, (wie in Fig. 6 beispielsweise durch die Polbezeichnungen N bzw. S angedeutet ist), daß die Orientierung des Betätigungs-Magnetfeldes für einen Unbefugten nicht feststellbar ist. Auch hier ist es also unmöglich, mit einem Polanzeiger von der unge schützten Seite her die Polung des Betätigungs-Magnet systems 20 festzustellen. Die Täuschungs-Magnetsysteme können einfache und billige Oxidmagnete sein. Fig. 6 shows an embodiment of the invention, which is based on a similar principle as the embodiment according to FIG. 5. Again, on the actuating magnet system 20 side of the contact device 12, a deceptive magnet system is provided, which the polarity of the Actuation permanent magnet system 20 veiled on the unprotected side of the safety contact device. In Fig. 6 several simple Magnetsyste me 40 a , 40 b , ... 40 e are provided for deception, which can have the shape of rods or short cylinders and are arranged with their poles with such, possibly different orientations, (as is, for example, indicated in Fig. 6 by the polemarkings N or S) that the orientation of the actuating magnetic field for an unauthorized person can not be determined. Again, it is impossible to determine the polarity of the actuating magnet system 20 with a polar indicator from the unprotected side. The deception magnet systems can be simple and cheap oxide magnets.
Wenn ein freistehendes Objekt, wie eine Plastik, zu schützen ist, können die Täuschungsmagnetsysteme um die Kontaktvorrichtung und das Betätigungsmagnetsystem herum angeordnet werden. If a free-standing object, like a plastic, too is to protect, the deception magnet systems around the Contact device and the actuation magnet system be arranged around.
Das Betätigungs-Magnetsystem 20 kann hier und bei den anderen Ausführungsformen vorteilhafterweise aus einem hochwertigen Magnetmaterial, wie einer Seltenen-Erden- Legierung, z.B. Samarium-Kobalt oder Neodym-Eisen bestehen.The actuation magnet system 20 here and in the other embodiments can advantageously consist of a high-quality magnetic material, such as a rare earth alloy, for example samarium cobalt or neodymium iron.
Bei Sicherheitsanlagen, die mit Ruhestrom arbeiten, können selstverständlich Kontaktvorrichtungen mit Ar beitskontakt oder bei komplizierteren Anlagen Kontakt vorrichtungen mit Umschaltkontakt verwendet werden.In safety systems that work with quiescent current, can of course contact devices with Ar contact or in the case of more complex systems devices with changeover contact can be used.
Zusammenfassend gesagt, wird also bei der vorliegenden Erfindung mindestens ein zusätzliches Permanentmagnet system mit mindestens zwei Polen vorgesehen, das die Polung des eigentlichen Betätigungs-Magnetfeldes an der ungeschützten Seite verschleiert oder eine entge gengesetzte Polung vortäuscht und/oder einer zweiten Kontaktvorrichtung zugeordnet ist, die durch ein entgegengesetzt gepoltes Magnetfeld wie die erste betätigbar ist.In summary, the present one Invention at least one additional permanent magnet system with at least two poles, the Polarity of the actual actuation magnetic field on the unprotected side veiled or an opposite simulated polarity and / or a second Contact device is assigned by a oppositely polarized magnetic field like the first can be actuated.
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