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Elektromagnetisches Fernsteuersystem Es ist bekannt, Geräte mit beweglichen
Teilen, beispielsweise elektrische Schalter, mittels Elektromagneten zu steuern.
Zur Erregung des Elektromagneten, welcher das gesteuerte Gerät betätigt, ist eine
besondere Stromquelle erforderlich. Der Aufwand hierfür ist verhältnismäßig groß.
Zur Fernsteuerung von Installationsschaltern. mittels Schwachstrom werden z. B.
in Wechselstromanlagen ein oder mehrere Klingeltransformatoren und Trockengleichrichter
für die Bereitstellung des Steuerstromes benötigt. Überdies ist hier eine Betätigung
der Schalter nur dann möglich, wenn die Schwachstromquelle auch Spannung hat. Die
geschilderten Mängel können erfindungsgemäß dadurch vermieden werden, daß als Steuerschalter
- ein Induktorschalter mit Dauermagnet verwendet wird. Damit können Stromstöße zur
Fernsteuerung ohne besondere Stromquelle hervorgebracht werden.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch
dargestellt. Der Steuerschalter ist mit i i, der Elektromagnet zur Betätigung eines
elektrischen Gerätes mit 21 bezeichnet. Der Induktorschalter kann in der Größe eines
normalen Lichtschalters ausgeführt sein. Er hat eine Spule 12 und einen Eisenkern
13 mit einem
beweglichen Anker 14, durch dessen Bewegung
im Magnetkreis eine Flußänderung erzeugt wird. Der Magnetkreis enthält einen Dauermagneten.
Nach der Zeichnung bildet der mit N, S bezeichnete Dauermagnet zugleich den beweglichen
Teil 14 des Magnetkreises. Er wird durch Federn 15 in seiner Ausgangslage gehalten
und kann durch einen Handhebel 16, der mit einem Sam Anker 14 befestigten Sch-,venkhebel
17 in Eingriff kommt, aus seiner Ausgangslage herausgeschwenkt werden.
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Es kann auch zweckmäßig sein, den Dauermagneten unbeweglich als Einsatzstück
im ruhenden Teil des Magnetkreises anzuordnen, namentlich dann, wenn er zum Schutz
gegen seine zu starke Entmagnetisierung mit einem magnetischen Nebenschluß versehen
ist, der einen schmalen Luftspalt aufweisen kann. Ein solcher Nebenschluß kann aber
auch an einem beweglichen Dauermagneten angebracht sein. In der Zeichnung ist der
magnetische Nebenschluß weggelassen. Es sind auch Ausführungsformen des Induktorschalters
denkbar, bei denen, die Spule beweglich ist oder bei denen e;in D auermagnet durch
eine Spule hindurchbewegt wi rd.
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Das ferngesteuerte Gerät wird vorteilhaft mit Haltemagneten ausgestattet,
weil Haltemagneten so gebaut werden können, daß sie für die Auslösung einen geringeren
Energiebedarf haben als Arbeitsmagneten. Infolgedessen können zur Steuerung von
Haltemagneten. verhältnismäßig kleinere Induktorichalter verwendet werden. als zur
Steuerung vom Arbeitsmagneten. Zur Erregung des Ha,ltekraftflusses kann z. B. bei
einem ferngesteuerten Schalter der zu schaltende Strom verwendet werden. Der Erregerstrom
für den. Haltemagneten kann auch aus einer besonderen Stromquelle bezogen, werden.
Ganz allgemein kann es jedoch vorteilhaft sein, den Haltemagneten _ mit einem Dauermagneten
auszurüsten.
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Der in der Zeichnung dargestellte Elektromagnet 2 1 hat beispielsweise
einen Dauermagneteinsatz 22, dessen Pole mit N, S bezeichnet sind. Die Magnetschenkel
sind stellenweise verbreitert, so daß sie sich einander bis auf einen schmalen.
Luftspalt 23 nähern und mithin ein magnetischer Nebenschluß gebildet wird, der den
Dauermagneten vor zu starker Entmagnetisierung schützt, wenn der Anker 24 abgefallen
ist. Die Steuerwicklung 25 wird vorteilhaft in Durchbrechungen 26 der Magnetschenkel
angeordnet. Durch ihre Erregung wird um jede Durchbrechung herum ein örtlicher Magnetfluß
erzeugt, der auf der einen Seite dem Haltefluß' entgegengerichtet ist und diesen
schwächt, auf der anderen Seite zwar die gldche Richtung hat wie -der Haltekraftfluß,
jedoch bei geeigneter Bemessung der Magnetkernquerschnitte infolge Sättigung des
von ihm durchsetzten Kernteiles nicht zu: einer Kraftflußverstärkung in so hohem
Maße führen kann, daß dadurch die vorerwähnte Schwächung uuf der anderen Seite ausgeglichen.
wird.
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Insgesamt hat also die Erregung der Steuerwicklung unabhängig von
der Richtung des Erregerstromes eine Schwächung des Haltekraftflizsses- zur Folge,
so daß der Anker 24 durch eine .Feder 27 oder eine andere Abreißkraft zum Abfallen
gebracht werden. kann.. Ein derartiger Magnet wird auch Sperrmagnet gemannt. Sperrmagnete
sind besonders deswegen vorteilhaft, weil bei ihnen die Gefahr, daß sich bei übermäßigem
Ansteigen des Steuerstromes ein entgegengesetzter Halte kraftfluß von solcher Stärke
ausbildet, däß die beabsichtigte Auslösung unterbleibt, und ferner bei Dauermagneten
die Gefahr, daß der Dauermagnet durch zu starke entgegengesetzte Magnetisierung
unbrauchbar gemacht wird, gegenüber den bekannten Haltemagneten verringert ist bzw.
völlig vermieden werden kann. Bei dem in: der Zeichnung dargestellten Magneten 21
beispielsweise wird dadurch, daß die beiden Durchb-rechungen 26 im Wege des Hauptkraftflusses
mit gleichstarker Stromduxchflutung hintereinanderliegen, erreicht, duß die Steuerwicklung
25 überhaupt nicht längs magnetisierend auf der Bahn des Hauptkraftflusses wirkt.
Die Steuerwicklung 25 kann infolgedessen zwar den Hauptkraftfluß praktisch vollständig
vom Anker absperren und ihn zwingen, sich über den magnetischen Nebenschluß mit
dem Luftspalt 23 zu schließen, jedoch kann die Steuerwicklung 25 auch bei noch so
hohem Wert des Auslösestromes keinen entgegengesetzten, Haltekraftschluß erzeugen.
Daraus ergibt sich der weitere Vorteil eines geringeren Arbeitsaufwandes für die
Steuerung. Bei Haltemagneten mit gegenmagnetisierender Steuerwicklung muß nämlich
für eine Begrenzung bzw. Stabilisierung des Steuerstromes durch. Induktivitäten
oder Widerstände gesorgt werden. Im Hinblick auf eine möglichst kurze Eigenzeit
werden Widerstände bevorzugt. Dadurch ist aber eine entsprechend erhöhte Steuerspannung
bedingt, von welcher der größte Teil durch dem. Spannungsabfall in den Stabilisierungswiderständeri
verbraucht wird. Die hierfür aufgewendete Verlustarbeit muß zusätzlich zu der eigentlichen
Magnetisieru.ngsarbeit vom Steuergerät geliefert werden. Demgegenüber sind Sperrmagneten
wegen ihrer Unempfindlichkeit gegen beliebig hohe Überschreitungen des Auslösestromwertes
nicht auf eine Stabilisierung des Steuerstromkreises angewiesen. Ein Sperrmagnet
kann infolgedessen mit geringerer Spannung betrieben werden als ein gewöhnlicher
Haltem,agnet. Der für die Auslösung erforderliche Arbeitsaufwand ist dementsprechend
geringer, und der zur Steuerung verwendete Induktorschalter kann infolgedessen,
bei, einem Sperrmagneten kleiner sein als. bei Verwendung eines Haltemagneten mit
gegenmagnetisierender Wirkung der S tenerwicklung.
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Für verschiedene Bewegungsrichtungen, z. B. zum Ein- und Ausschalten
eines Fernschalters, kann das zu steuernde Gerät mit zwei Haltemagneten ausgerüstet
sein. Diese beiden können ein gemeinsames bewegliches Ankersystem haben., sogar
ein einziger Anker kann beiden gemeinsam sein. Dieser kann z. B. zwischen den Polpaaren
der beiden Haltemagneten schwingfähig derart gelagert oder aufgehängt- sein, da.ß
er sich in seiner Mittella--e an einer zwischen den beiden Polhaaren
gelegenen
Stelle befindet. Wird der Anker an einen der Magneten angedrückt, so wird er von
diesem festgehalten. Wird nun dieser Magnet mittels eines Induktorschalters ausgelöst,
so schwingt der gemeinsame Anker über seine Mittellage hinaus in die entgegengesetzte
Lage und wird dort von dem anderen Haltemagneten. festgehalten. Die beiden Haltemagneten
können derart polarisiert sein, daß der eine auf positive und der andere auf negative
Stromstöße anspricht, Sie können dann beide durch einen einzigen Induktorschalter
gesteuert werden, der bei aufein.anderfolgenden Betätigungsvorgängen abwechselnd
positive und negative 'Steuerstromstöße erzeugt. Bei Verwendung von Steuermagneten,
die an, sich nicht polarisiert sind, können deren Auslösewicklungen durch vorgeschaltete
Trockengleichrichter für die eine bzw. die andere Stromrichtung gesperrt werden.
Das gesteuerte Gerät kann auch mit Hilfskontakten ausgerüstet sein, durch die der
Steuerstromkreis des Induktorschalters bei jedem Betätigungsvorgang von dem einen
auf den anderen Magneten des gesteuerten Gerätes umgeschaltet wird.
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Schließlich können die beiden Haltemagneten, besonders wenn sie als
Sperrmagneten ausgebildet sind, in einem gemeinsamen Steuerstromkreis vorzugsweise
hintereinanderliegen, so daß ihnen beiden jeder Steuerimpuls zugeführt wird. Bei
genügend kleiner Zeitkonstante des Steuerstromkreises und der Magnetkreise und bei
genügend geringer Eigenfrequenz des beweglichen Ankersystems ist der Impuls schon
abgeklungen und das Haltefeld wieder teilweise aufgebaut, wenn der durch den Impuls
zum Abfallen gebrachte Anker beim ersten Merschwingen in den Haltebereich des gegenüberliegenden
Haltemagneten. gelangt. Der Anker wechselt dann also trotz gleichzeitiger Erregung
beider Haltemagneten bei jedem Stromstoß von der einen Haltestellung in die andere
hinüber.
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Das neue Fernsteuersystem ist mit besonderem Vorteil für Installationsanlagen
mit ferngesteuerten Installationsschaltern verwendbar. Aber auch größere Fernschalter
und andere fernbetätigte Geräte können mit einem Induktorschalter gesteuert werden.