DE3545149A1 - Magnetschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Magnetschalter gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Solche Magnetschalter sind grundsätzlich bereits be­ kannt.

Aus der DE-PS 9 41 801 ist ein magnetisch betätigbarer Vakuumschalter bekannt, der in einem geschlossenen Iso­ liergehäuse mindestens ein bewegliches, magnetisch be­ einflußbares Schaltelement aufweist. Ein elektrischer Kontakt ist auf einer federnden Zunge angeordnet. Da der bewegliche Kontakt den Bewegungen eines außerhalb des geschlossenen Isoliergehäuses angeordneten Dauermag­ neten folgt, kann durch eine entsprechende Bewegung die­ ses Dauermagneten eine Schließung der Kontakte erreicht werden, sofern entweder die Kontakte oder die Kontakt­ feder magnetisch beeinflußbar sind. Von Nachteil ist bei diesem Schalter, daß zumindest teilweise Material benötigt wird, das sowohl elektrisch als auch magnetisch leitend ist. Ein solches Material weist relativ hohe elektrische Widerstandswerte auf. Darüber hinaus ist der sich einstellende Kontaktdruck zwischen den elek­ trischen Kontakten von der magnetischen Wirkung abhän­ gig und somit nicht genau definierbar, da irgendwelche Störungen innerhalb des magnetischen Kreises zwangs­ läufig auch zu einer Veränderung des Kontaktdrucks führen.

Ähnliches gilt auch für die Schaltvorrichtung gemäß CH-PS 5 65 445, bei der ebenfalls durch entsprechende Annäherung eines Magneten eine Schließung der elektri­ schen Kontakte erfolgt.

Aus der DE-OS 18 01 940 ist ein magnetisch betätigbarer Schutzrohrankerkontakt bekannt, in dessen Schutzrohr auf einer Seite zwei verschieden lange starre Kontaktarme ein­ geschmolzen sind, deren längerer Kontaktarm einen Anker trägt, der aus einer vergleichsweise dünnen, federnden Kontaktzunge besteht. Beim Einwirken eines geeigneten Magnetfeldes wird die federnde Kontaktzunge vom kürzeren Kontaktarm angezogen und so ein Luftspalt überbrückt. Auch für diese Anordnung muß die federnde Kontaktzunge sowohl magnetisch als auch elektrisch leitend sein. Die daraus resultierenden Nachteile wurden bereits weiter oben erwähnt. Die Schließung der Kontakte erfolgt unter Einwir­ kung des Magnetfeldes. Irgendwelche Störungen innerhalb des magnetischen Kreises haben damit auch Änderungen des Kontaktdruckes zur Folge.

Aus der DE-AS 11 43 565 ist ein Schutzgasmagnetschalter bekannt, bei dem durch einen außerhalb des gekapselten Gehäuses liegenden Magneten eine Kraft auf ein Weich­ eisenstück ausgeübt wird, das mit einer federnd gelager­ ten Kontaktzunge verbunden ist. Durch Auslenkung des Weicheisenstücks wird auch die zugehörige Kontaktzunge entgegen der ihr eigenen Federwirkung mit ihrem Kontakt in Richtung auf einen zweiten Kontakt ausgelenkt. Bei dieser bekannten Anordnung können die Kontaktzungen aus einem elektrisch leitenden, aber nicht magnetisch leitenden Material hergestellt werden. Die magnetische Wirkung wird allein durch das Weicheisenstück auf die Kontaktzunge übertragen. Dieser bekannte Magnetschalter dient jedoch einer einmaligen und nur kurzzeitigen Kon­ taktgabe. Anschließend wird der Kontakt sofort wieder geöffnet. Auch hier ist der Kontaktdruck von den Magnet­ kräften abhängig. Störungen im magnetischen Kreis führen daher auch hier zu Änderungen des Kontaktdrucks.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen herme­ tisch abgekapselten Magnetschalter zu schaffen, bei dem der Kontaktdruck genau definierbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeich­ nenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unter­ ansprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungsfiguren beispielsweise erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Magnetschalter mit einer nicht magnetisierbaren Kontakt­ zunge, einem mit dieser Kontakt­ zunge verbundenen Dauermagneten bzw. einem mit der Kontaktzunge verbundenen, magnetisch leiten­ den Material sowie einer zuge­ ordneten magnetisch durchlässi­ gen Stelle im hermetisch abge­ kapselten Gehäuse.

Fig. 2 einen Magnetschalter gemäß Fig. 1, bei dem in der Gehäusewandung ein den magnetischen Kreis vervollstän­ digendes, magnetisch leitendes Me­ tallteil angeordnet ist,

Fig. 3 einen Magnetschalter gemäß Fig. 1 oder Fig. 2, bei dem der Magnet nicht direkt auf der Kontaktzunge, sondern auf einem mit der Kontakt­ zunge verbundenen Schaltstößel ange­ ordnet ist,

Fig. 4 einen Magnetschalter mit einer Mehr­ zahl von Teilkontaktzungen in Explosions­ darstellung.

In Fig. 1 ist ein Magnetschalter 10 dargestellt, der in einem hermetisch gekapselten Gehäuse 10 angeordnet ist, aus dem lediglich Kontaktanschlüsse 12 und 13 heraus­ treten. Der Kontaktanschluß 12 ist mit einem ersten Kon­ takt 14 im Inneren des Gehäuses 11 verbunden, der festste­ hend auf einem Kontaktträger 15 angeordnet ist, welcher seinerseits fest mit dem Gehäuse 11 verbunden ist. In ge­ ringer Entfernung vom feststehenden Kontakt 14 befindet sich ein beweglicher Kontakt 16, der auf einer federela­ stisch verformbaren Kontaktzunge 17 angeordnet ist. Kon­ takt 16 und Kontaktzunge 17 bestehen aus elektrisch leiten­ dem, aber magnetisch nicht leitendem Material. Auf der dem zweiten Kontakt 16 gegenüberliegenden Seite der Kontaktzunge 17 ist ein Dauermagnet 18 oder ein aus magnetisch leitendem Material bestehendes Teil angeordnet. An der benachbarten Stelle des Gehäuses 11 ist eine magnetische Öffnung 19 vorgesehen und unter Wahrung der hermetischen Ab­ kapselung das Gehäuse 11 magnetisch durchlässig, so daß die Wirkung eines von außen herangeführten Magne­ ten 20 bzw. eines magnetisch leitenden Teils die Position der Kontaktzunge 17 und damit des Kontaktes 16 beein­ flussen kann. Unter Wirkung der magnetischen Kräfte eines Dauer- oder eines Elektromagneten können die Kontakte 14 und 16 voneinander getrennt und damit der elektrische Stromfluß unterbrochen werden. Im Ruhezu­ stand hingegen ist aufgrund der Federwirkung der Kontakt­ zunge 17 ein genau definierbarer Kontaktdruck gewährleistet. Auch bei einem Bruch der Kontaktzunge 17 wird bei ent­ sprechender Positionierung des Magneten 20 eine Kontakt­ öffnung gewährleistet. Durch Verlängerung des wirksamen Hebelarms des Magneten 18 auf der Kontaktzunge 17 unter Beibehaltung des Hebelarms der Kontakte 14, 16 kann die Ansprechempfindlichkeit dosiert werden.

Fig. 2 zeigt eine Variante des Magnetschalters gemäß Fig. 1. Zur Verbesserung des magnetischen Kreises (Bündelung der Flußlinien) wurde hier ein magnetisch leitendes Metallteil 21 in die Wandung des Gehäuses 11 eingelassen.

In vielen Fällen ist es erwünscht oder auch konstruktiv erforderlich, den Magneten 18 räumlich von der Kontakt­ zunge 17 zu trennen. Zu diesem Zweck wird dann ein Schaltstößel 22 zwischen der Kontaktzunge 17 und dem Magneten 18 angeordnet. Im übrigen gilt auch bei dieser Ausführungsform das weiter oben dargelegte.

Eine Variante ist in Fig. 4 dargestellt. Die dortige Kontaktzunge 17 besteht aus 3 parallellaufenden Teil­ zungen 17 a bis 17 c mit Kontakten 16 a, 16 b und 16 c. Die Kontaktzunge 17 besteht aus elektrisch, aber nicht magnetisch leitendem Material. An bestimmten vorge­ gebenen Punkten der Teilzungen 17 a bis 17 c sind mag­ netisch leitende Metallteile 18 a, 18 b und 18 c angeordnet. Wegen der unterschiedlichen Anordnung dieser Metallteile 18 a bis 18 c in Bezug auf die Grundlinie 23 der Kontakt­ zunge 17 werden beim Verfahren des Magneten 20 in Rich­ tung der Pfeile 24 bzw. 25 die einzelnen Teilzungen 17 a, 17 b bzw. 18 c zu unterschiedlichen Zeiten von ihren Gegen­ kontakten 14 a, 14 b bzw. 14 c abgehoben und damit die ent­ sprechenden Stromkreise unterbrochen.

Die einzelnen Metallteile 18 a bis 18 c können dabei so unter­ schiedlich in Bezug auf die Grundlinie 23 distanziert werden, daß die eine Teilzunge gleichzeitig mit zumindest einer weiteren Teilzunge angehoben wird oder aber daß eine beliebige Teilzunge erst dann angehoben wird, wenn die zuvor angehobene wieder abgefallen ist. Daraus erge­ ben sich additive bzw. selektive Schaltmuster.

Nur der Vollständigkeit halber sei erwähnt, daß selbst­ verständlich die magnetisch leitenden Teile 18 a bis 18 c und der Magnet 20 auch gegeneinander vertauscht werden können und daß statt des dargestellten Ausführungsbei­ spiels mit 3 Teilzungen 17 a bis 17 c selbstverständlich auch eine Kontaktzunge 17 mit davon abweichender Zahl von Teilzungen gewählt werden könnte.

Die magnetisch leitenden Teile 18 a bis 18 c können grundsätzlich gleiche Länge aufweisen, im Bedarfs­ fall jedoch auch unterschiedliche Längen.

Bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen wird stets die magnetische Anziehungskraft ausgenützt. Selbstverständlich könnten die Anordnungen auch so abgewandelt werden, daß die Kontaktöffnung durch magne­ tische Abstoßungskräfte erfolgt. Zu diesem Zweck hätte eine Umkehrung des feststehenden ersten Kontaktes 14 so­ wie des Kontaktträgers 15 einerseits und des beweglichen Kontaktes 16 mit Kontaktzunge 17 innerhalb des Gehäuses 11 zu erfolgen und die Wirkung der Magnete bzw. der magnetisch leitenden Teile 18, 20, 21 über einen Schaltstößel 22 auf die dann unten liegende Kontaktzunge 17 zu erfolgen. Durch die Abstoßungskräfte zwischen den Magneten 20 und 18 würde der Schaltstößel 22, die Kontaktzunge 17 und damit auch der bewegliche Kontakt 16 nach unten bewegt und so eine Öffnung der Kontakte 14 und 16 erfolgen.

Der oben beschriebene Magnetschalter läßt sich ohne Probleme wasserdicht und explosionsgeschützt herstellen. Er ermöglicht relativ große Schaltleistungen ohne zu­ sätzliche Schaltglieder wie Relais, Thyristoren usw. Auch bei Bruch der Kontaktzunge ist eine definierte Aus-Stellung der Kontakte gewährleistet.

Durch an sich bekannte zusätzliche konstruktive Maß­ nahmen kann der Magnetschalter auch als Schnappschalter ausgebildet werden.

Claims (10)

1. Magnetschalter in einem hermetisch abgeschlossenen Gehäuse (11) mit einer unter Federwirkung stehenden elek­ trisch leitenden Kontaktzunge (17), dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Kontaktzunge (17) selbst aus einem magnetisch nicht leitenden Material be­ steht, aber mit einem magnetisch leitenden Material oder einem Dauermagneten (18) verbunden ist, mit dessen Hilfe bei hinreichender Annäherung eines Magneten (20) bzw. eines magnetisch leitenden Materials die unter Federwir­ kung in Kontaktstellung befindlichen elektrischen Kontakte (14, 16) gegen die Federwirkung lösbar sind.

2. Magnetschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem magnetisch leiten­ den Teil bzw. dem Dauermagneten (18) auf der Kontaktzunge (17) benachbart in der Gehäusewandung zusätzlich ein mag­ netisch leitendes Teil (21) angeordnet ist.

3. Magnetschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß Kontaktzunge (17) und zugehöriger Magnet (18) über einen Schaltstößel (22) miteinander verbunden sind.

4. Magnetschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl innerhalb als auch außerhalb des hermetisch abgeschlossenen Gehäuses (11) sich in ihrer Wirkung ver­ stärkende Magnete (18, 20) angeordnet sind.

5. Magnetschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktöffnung dienende gegenpolige Magnete (18, 20) zur Erzeugung von Anzugskräften vorhanden sind.

6. Magnetschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktöffnung dienende gleichpolige Magnete (18, 20) zur Erzeugung von Abstoßungskräften vorhanden sind.

7. Magnetschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktzunge (17) aus einer Mehrzahl von Teil­ zungen (17 a, 17 b, 17 c) besteht.

8. Magnetschalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetisch lei­ tenden Teile (18 a, 18 b, 18 c) sich über unterschiedliche Längen auf den Teilzungen (17 a, 17 b, 17 c) erstrecken.

9. Magnetschalter nach Anspruch 7 oder 8, da­ durch gekennzeichnet, daß die magnetisch leitenden Teile (18 a, 18 b, 18 c) unterschied­ liche Abstände von der Grundlinie (23) der Kontaktzunge (17) haben.

10. Magnetschalter nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilzungen (17 a, 17 b, 17 c) unterschiedliche Längen haben.