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Publication number: DEM0014825MA
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BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

Tag der Anmeldung: 19. Juli 1952 Bekanmtgemacht am 5. Juli 1956Registration date: July 19, 1952 Made famous on July 5, 1956

DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE

In vielen Betrieben werden von einer zentral gelegenen Stelle aus der Arbeitsablauf und Betriebsvorgänge überwacht und gesteuert. Dabei muß der Zustand von Anlagen des Betriebes oder die örtliche Lage von sich bewegenden Gegenständen gegenüber einem bestimmten Ort zur überwachenden Stelle signalisiert werden. Als Beispiel sei hier angeführt, daß bei Aufzügen die Stellung der Aufzugkabine gegenüber den Stockwerken bzw. der Endstellung angezeigt werden muß, um den Aufzug stillzusetzen. Vor allem in Schachtförderanlagen, ist. eine solche Signalisierung erforderlich. Auch der geöffnete oder geschlossene Zustand der Schachttore muß signalisiert werden, um z. B. den Bremshebel des Fördermaschinisten elektrisch zu sperren. Um die Signalstromkreise zu schließen oder auch die Steuerstromkreise zu schalten, benötigt man Schalter. Solche Schalter wurden schon in mannigfaltigen Ausführungen verwendet. Vielfach erfolgte das Schalten mechanisch, indem über Hebel und Gestänge Öl- oder Trockenschalter betätigt wurden, die dann ihrerseits die erforderlichen Stromkreise schalteten. Bei rauhem Betrieb, wie er vor allen Dingen im Grubenbetrieb vorkommt, führten diese mechanischen Anordnungen schon nach kurzer Zeit zu Unsicherheiten. Aus diesem Grunde ersetzte man mechanische Schalter durch Magnetschalter.In many companies, the workflow and operating processes are monitored and controlled from a central location. Here must the State of the plant's facilities or the local position of moving objects be signaled to the monitoring body at a specific location. Here's an example stated that in the case of elevators the position of the elevator car in relation to the floors or the End position must be displayed in order to stop the elevator. Especially in shaft hoisting systems, is. such signaling is required. Also the open or closed state of the shaft gates must be signaled to z. B. to lock electrically the brake lever of the haulier. To close the signal circuits or to switch the control circuits, you need Switch. Such switches have been used in a variety of designs. It happened many times switching mechanically by actuating the oil or dry switch via lever and linkage, which in turn switched the required circuits. In rough operation, like him above all occurs in the mining industry, these mechanical arrangements performed after a short time to uncertainties. For this reason, mechanical switches were replaced by magnetic switches.

Die Erfindung befaßt sich nun mit elektrischen Schaltern, die auf magnetischem Wege betätigt werden. Derartige Magnetschalter sind bereits inThe invention is now concerned with electrical switches that operate magnetically will. Such magnetic switches are already in

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verschiedenen Ausführungsformen zur Ausführung gekommen. Beispielsweise sind Kontakteinrichtungen in einem Gehäuse untergebracht und werden durch einen eisernen Hebel oder eine bewegliche Eisenplatte betätigt, die bei Annäherung eines Magneten durch das Gehäuse hindurch angezogen wird. Die bekannten Magnetschalter neigen jedoch alle wegen ihrer großen Ankermassen bei Erschütterungen leicht zu Fehlschaltungen. Vor allendifferent embodiments come to execution. For example, contact devices are housed in a housing and are operated by an iron lever or a movable iron plate which, when a Magnet is attracted through the housing. The known magnetic switches tend, however all due to their large anchor masses easily to incorrect switching in the event of vibrations. Above all

ίο Dingen arbeiten sie nur gut bei geringen Abständen! zwischen dem Steuermagneten und dem bewegliehen Anker. Die Schaltbewegung ist bei diesen bekannten Konstruktionen sehr träge, so daß dadurch die Kontakte schmoren und bald zerstört werden. Die Geschwindigkeit, mit der das steuernde Magnetfeld heran- oder von ihm weggeführt wird, ist mit maßgeblich für die Schaltgeschwindigkeit. Dazu kommt noch, daß diese bekannten Anordnungen ihrer Konstruktion zufolge sehr träge in ihrer Schaltbewegung sind, wodurch man eine schleichende Kontaktgabe erhält und die Kontakte selbst schmoren und bald zerstört werden.ίο things they only work well at short distances! between the control magnet and the movable armature. The switching movement is with these known constructions very sluggish, so that this causes the contacts to stew and soon be destroyed will. The speed at which the controlling magnetic field is brought in or out of it, is decisive for the switching speed. In addition, these known arrangements According to their construction, they are very sluggish in their switching movement, which leads to a creeping movement Giving contact receives and the contacts themselves stew and are soon destroyed.

Bei anderen bekannten Magnetschaltern führt die Kontakteinrichtung unabhängig von der Bewegungsgeschwindigkeit des magnetischen Steuerfeldes eine Momentschaltung aus, sobald das Feld des Steuermagneten eine bestimmte Stärke überschreitet. Der die Kontakteinrichtung betätigende bewegliche Magnetanker wird in seiner Ruhelage durch geeignete Mittel, z. B. durch einen Hilfsmagneten oder eine Feder, derart festgehalten, daß eine Momentschaltung erreicht wird, sobald das Feld des Steuermagneten eine bestimmte Stärke überschreitet.In other known magnetic switches, the contact device leads independently of the speed of movement of the magnetic control field a momentary switching off as soon as the field of the control magnet exceeds a certain strength. The one actuating the contact device movable armature is in its rest position by suitable means, such. B. by an auxiliary magnet or a spring, held in such a way that a momentary shift is achieved as soon as the Field of the control magnet a certain strength exceeds.

Bei den bekannten Magnetschaltern wird der Anker nur in einer Endlage, der Ruhelage, festgehalten bzw. in sie zurückgeführt. Ein Verbleiben des Schalters in der eingenommenen Betätigungsstellung nach Entfernen des Steuermagneten kann mit diesen Ausführungsformen nicht erzielt werden. Außerdem ist, wie bereits erwähnt, die Empfind¹-lichkeit der Schalter gering. Eine gewisse Verbesserung erhält man durch Vormagnetisierung, d. h. wenn der Anker nicht nur als einfaches Eisenstück ausgebildet ist, sondern wenn auf ihm ein weiterer Magnet angebracht wird, der die Wirkung des Steuermagneten erhöht. Einer derartigen Vormagnetisierung' sind aber Grenzen gesetzt, denn die Stärke der Vormagnetisierung muß mit dem Gehäuseeinbau abgestimmt sein, damit der Schalter nicht durch ein Stück Eisen betätigt werden kann. Aufgabe der Erfindung war es, einen Magnetschalter mit Momentschaltung zu schaffen, der auch nach Entfernen des Steuermagneten seine jeweils eingenommene Stellung beibehält und der auch bei hoher Empfindlichkeit durch ein vorgehaltenes Stück Eisen, nicht betätigt werden: kann. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der die Kontakteinrichtung betätigende bewegliche Magnetanker durch den Einfluß eines Vormagnetisierungsfeldes in seiner jeweiligen Endlage festgehalten wird und daß der Vormagnetisierungskreis durch Stücke aus magnetisch leitendem Material mit dem Steuermagnetkreis derart gekoppelt ist, daß beim Annähern des Steuermagneten mit der richtigen Polarität der Magnetanker in einem oder mehreren gemeinsamen Arbeitslüftspalten über eine Totpunktlage momentan in die andere Endlage bewegt wird.In the known magnetic switches, the armature is only held in one end position, the rest position, or returned to it. Remaining of the switch in the assumed actuating position after removal of the control magnet cannot be achieved with these embodiments. In addition, the SENS as already mentioned, ^one of the switches -lichkeit low. A certain improvement is obtained through premagnetization, ie if the armature is not only designed as a simple piece of iron, but if another magnet is attached to it, which increases the effect of the control magnet. However, there are limits to such a premagnetization, because the strength of the premagnetization must be coordinated with the installation in the housing so that the switch cannot be operated by a piece of iron. The object of the invention was to create a magnetic switch with instantaneous switching which, even after removing the control magnet, maintains the position it has assumed and which, even with high sensitivity, cannot be actuated by a piece of iron held in front of it. This is achieved according to the invention in that the movable magnet armature actuating the contact device is held in its respective end position by the influence of a bias field and that the bias circuit is coupled to the control magnetic circuit by pieces of magnetically conductive material in such a way that when the control magnet approaches, it has the correct polarity the armature is momentarily moved in one or more common working ventilation gaps via a dead center position into the other end position.

. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Figur dargestellt. Mit Hilfe des gezeigten Schalters ist man. in der Lage, ohne Hilfsstromkreise an eine Zentrale Signale zu geben oder eine Einrichtung, z. B. Sperreinrichtung für den Bremshebel der Fördermaschine, ein- oder auszuschalten,. Der Schalter wird betätigt, wenn ein Steuermagnet mit der richtigen Polung in die Nähe des Schalters ge^ bracht oder an, ihm vorbeigeführt wird. Die durch den Schalter betätigten Kontakte schalten die Signal- bzw. Steuerstromkreise. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn der Anker von geringer Masse ist, denn dadurch ist der Anker gegen Erschütterungen von außen unempfindlich.. An embodiment of the invention is shown in the figure. With the help of the switch shown is one. able to connect without auxiliary circuits to give a central signal or a device, e.g. B. Locking device for the brake lever Carrier to turn on or off. The switch is operated when a control solenoid with the correct polarity in the vicinity of the switch ^ attached or is led past him. The contacts actuated by the switch switch the Signal and control circuits. It is particularly advantageous if the anchor is less Mass is, because this makes the anchor insensitive to external vibrations.

Man, kann auch den Schalter ohne weiteres abwandeln, indem man die Ankerbewegung vor Erreichen des Totpunktes begrenzt. Hierdurch entstehen Anordnungen, bei denen der Steuermagnet in jeder Richtung genähert oder wieder entfernt werden kann und bei denen der Anker nach Entfernen des Steuermagneten stets wieder in seine Ruhelage zurückkehrt.You can also easily modify the switch, by limiting the armature movement before reaching dead center. This creates Arrangements in which the control magnet is approached or removed again in each direction can be and in which the anchor after removing the control magnet always back in its Rest position returns.

Es sei jetzt die prinzipielle Wirkungsweise des in der Figur dargestellten Schalters beschrieben ohne Rücksicht auf die Anordnung der festen Gegenkontakte der Kontakteinrichtung.The basic mode of operation of the switch shown in the figure will now be described without Consideration of the arrangement of the fixed mating contacts of the contact device.

Der Vormagnetisierungsmagnet VM beeinflußt den Magnetanker A und hält ihn in einem Arbeitsluftspalt, beispielsweise in der eingezeichneten Endlage, fest. Von dem VoTmagnetisierungsmagneten VM, der hier als Permanentmagnet angenommen ist, gehen zwei Schenkel 1 und 2 aus, die an ihren Enden entsprechend der eingezeichneten Polarität des VoTmagnetisierungsmagneten je einen Nordpol N1 bzw. N 2, tragen. In dem Arbeitsluftspalt zwischen diesen beiden Polen befindet sich der bewegliche Anker A. Der Anker ist im Punkt D drehbar gelagert und hat unter dem Einfluß des Magneten VM die eingezeichnete Polarität, nämlich einen Südpol im Arbeitsluftspalt. Wenn der Anker A die eingezeichnete Lage eingenommen hat, so überwiegt der links liegende Nordpol N1 gegenüber dem in größerer Entfernung rechts liegenden Nordpol N 2, so daß der Anker mit seinem Südpol in dieser Lage festgehalten wird.The bias magnet VM influences the armature A and holds it in a working air gap, for example in the end position shown. From the magnetization magnet VM, which is assumed here to be a permanent magnet, two legs 1 and 2 proceed, each of which has a north pole N1 and N 2 at its ends according to the polarity of the magnetization magnet shown. The movable armature A is located in the working air gap between these two poles. The armature is rotatably mounted at point D and, under the influence of the magnet VM, has the polarity shown, namely a south pole in the working air gap. When the armature A has assumed the drawn position, the left-north pole N 1 predominates over the lying at a greater distance to the right north pole N 2, so that the armature is held with its south pole in this position.

Wird der Steuermagnet SM mit der richtigen Polarität, d. h. mit der eingezeichneten Polarität, dem Schalter genähert, so wird über die beiden magnetisch leitenden Stücke 3 und 4 der Steuermagnetkreis mit dem Vormagnetisierungskreis gekoppelt. Zwischen den beiden Kreisen befinden sich die mit unmagnetischem Material ausgefüllten Luftspalte 5 und 6. Das Ende des Stückes 3 wirkt entsprechend der Polarität des Steuermagneten als Südpol v93, während das Ende des Stückes 4 einen Nordpol N 4 trägt. In dem. Arbeitsluftspalt, der beiden Magnetkreisen gemeinsam ist, erfährt dasIf the control magnet SM approaches the switch with the correct polarity, ie with the polarity shown, the control magnetic circuit is coupled to the bias circuit via the two magnetically conductive pieces 3 and 4. Between the two circles are filled with the nonmagnetic material air gaps 5 and 6. The end of the piece 3 acts in accordance with the polarity of the control magnet as a south pole v93, while the end of the piece 4 carries a north pole N 4. By doing. The working air gap, which is common to both magnetic circuits, experiences this

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auf den Magnetanker A einwirkende Magnetfeld auf der einen Seite eine Schwächung und auf der andern Seite eine Verstärkung. Sobald der Einfluß des Steueirmagneten die Haltekraft des Vormagnetisierungskreises bei N ι überwiegt, wird einerseits durch Abstoßung bei 5" 3 und andererseits durch die verstärkte Anziehung von N 2 und N 4 der Anker über den Totpunkt hinweg momentan nach rechts in die andere Endlage bewegt. Wird der Steuermagnet wieder entfernt, dann hält der Nordpol N 2 des Vormagneti sierungskreises den Anker in der eingenommenen Lage fest. Um den Anker wieder in die ursprüngliche Lage zurückzubringen, muß der Steuermagnet wieder mit bestimmter Polarität genähert werden. Es ist klar zu ersehen, daß diesmal der Steuermagnet mit der entgegengesetzten Polarität herangeführt werden muß. Es entsteht dann im Stück 4 an Stelle des Nordpols N4 ein Südpol S 4 und auf dem Stück 3 statt des Süd-The magnetic field acting on the armature A causes a weakening on the one hand and a reinforcement on the other. As soon as the influence of the control magnet outweighs the holding force of the bias circuit at N ι, the armature is momentarily moved to the right into the other end position over the dead center through repulsion at 5 "3 on the one hand and through the increased attraction of N 2 and N 4 on the other hand If the control magnet is removed again, then the north pole N 2 of the biasing circuit holds the armature in the position it has assumed. In order to bring the armature back into its original position, the control magnet must be approached again with a certain polarity the control magnet must be brought in with the opposite polarity. In piece 4 a south pole S 4 is created in place of the north pole N4 and on piece 3 instead of the south pole

pols5"3 ein Nordpol N3. Da der Ankert seine Polarität, nämlich den Südpol, beibehalten hat, wird er einerseits durch Abstoßung und andererseits durch Anziehung wieder in die linke Stellung zurückbewegt. Wie leicht einzusehen ist, spielt bei dieser Anordnung die Richtung, in der der Steuermagnet herangeführt wird, z. B. von links oder rechts, von vorn oder von oben oder unten, und die Richtung, in der er wieder entfernt wird, keine Rolle. Ausschlaggebend ist allein die richtige Polarität des Steuermagneten. SM. Wie ersichtlich ist, entspricht die Arbeitsweise des beschriebenen Magnetschalters ganz derjenigen eines polarisierten Relais.pols5 "3 a north pole N3. Since the anchor has retained its polarity, namely the south pole, it is moved back to the left position on the one hand by repulsion and on the other hand by attraction the control magnet is brought in, e.g. from the left or right, from the front or from above or below, and the direction in which it is removed is irrelevant. The only decisive factor is the correct polarity of the control magnet. SM. As can be seen , the mode of operation of the magnetic switch described corresponds entirely to that of a polarized relay.

Nachdem die prinzipielle Wirkungsweise des Schalters ohne Rücksicht auf die Anordnung der Kontakteinrichtung beschrieben worden ist, sei jetzt der Einfluß der letzteren näher erläutert. Sind die festen Gegenkontakte Ki und K 2 der Kontakteinrichtung symmetrisch zur eingezeichneten Achse angeordnet, so> bleibt die oben beschriebene Arbeitsweise des Schalters erhalten, Die an dem Anker A befestigte Kontaktfeder F legt sich also je nach deir Polarität des Steuermagneten SM einmal an K1 und das andere Mal an K 2 an und behält diese Lage auch nach Entfernung des Steuermagneten bei. In der Zeichnung sind nun die Kontakte K1 und K 2 nicht symmetrisch angeordnet, vielmehr ist K 2 über die Symmetrielinie hinweg nach links gerückt. Bei Betätigung des Schalters wird daher die Bewegung des' Ankers vor Erreichen des Totpunktes abgefangen. Wenn in diesem Falle der Steuermagnet wieder entfernt wird, überwiegt im Vormagnetisierungskreis der Nordpol Ni, so daß der Anker wieder momentan in seine Ruhelage nach links zurückkehrt. Auch bei dieser Anordnung spielt die Bewegungsrichtung des Steuermagneten SM für die Schalterbetätigung keine Rolle, dagegen muß der Steuermagnet stets mit derselben Polarität herangeführt werden, wenn eine Schalterbewegung erfolgen soll. Beiden Ausführungsformen ist folgender Vorteil eigen:After the principle mode of operation of the switch has been described without regard to the arrangement of the contact device, the influence of the latter will now be explained in more detail. Are the fixed counter contacts Ki and K 2 are arranged the contact means symmetrical to the plotted axis so> the operation of the switch described above is maintained, the secured to the anchor A contact spring F so places depending on deir polarity of the control magnet SM once K 1 and the other time at K 2 and maintains this position even after the control magnet has been removed. In the drawing, the contacts K 1 and K 2 are not arranged symmetrically, but rather K 2 has moved to the left over the line of symmetry. When the switch is actuated, the movement of the armature is therefore intercepted before the dead center is reached. If the control magnet is removed again in this case, the north pole Ni predominates in the premagnetization circuit, so that the armature momentarily returns to its rest position to the left. In this arrangement, too, the direction of movement of the control magnet SM does not play a role in operating the switch; however, the control magnet must always be brought up with the same polarity if a switch movement is to take place. Both embodiments have the following advantage:

Wird an Stelle des Steuermagneten SM ein Stück Eisen an den Schalter herangeführt, so wird das Magnetfeld im Arbeitsluftspalt nicht verändert. Der Vormagnetisierungskreis hält daher den Magnetanker A in seiner eingenommenen Lage fest.If a piece of iron is brought up to the switch instead of the control magnet SM , the magnetic field in the working air gap is not changed. The bias circuit therefore holds the armature A firmly in its assumed position.

Auf diese Weise sind Fehlschaltungen ausgeschlossen. In this way, incorrect switching is excluded.

Der Magnetanker kann, wie in der Figur gezeigt, als Träger für die bewegten Kontakte (z. B. der Umschaltfeder F) eingerichtet sein. Es wird dabei eine bewegliche Leitung zur Stromzuführung benötigt. Der Anker kann aber auch als Kontaktbrücke ausgebildet sein, die zwei feste Kontakte verbindet oder trennt. Bei. letzterer Anordnung ist keine bewegliche Stromzuführungsleitung erforderlich. As shown in the figure, the magnet armature can be set up as a carrier for the moving contacts (e.g. the switching spring F) . A movable line is required for power supply. The armature can also be designed as a contact bridge that connects or separates two fixed contacts. At. The latter arrangement does not require a movable power supply line.

Der Vorteil der Erfindung liegt darin, daß einerseits bei der Kontaktgabe eine einwandfreie Momentschaltung stattfindet und daß andererseits durch die Vormagnetisierung eine große Empfindlichkeit erzielt wird, ohne daß dabei Fehlschaltungen, durch Eisenstücke auftreten können. Außerdem ist es ohne Schwierigkeit möglich, durch Begrenzung der Ankerberwegung einen Magneitschalter mit zweiseitiger Ruhelage der Kontakteinrichtung in einen Schalter mit einseitiger Ruhelage und umgekehrt umzuändern. Dies kann in einfacher Weise dadurch erfolgen, daß einer der festen Gegenkontakte der Kontakteinrichtung durch eine Einstellschraube in seiner Lage verschoben wird. An Hand der Figur wurde die Wirkungsweise und der prinzipielle Aufbau eines Schalters erläutert, doch bleibt die Erfindung nicht auf das gezeigte Beispiel beschränkt, und die Beschreibung ist keineswegs als Begrenzung des Umfanges der Erfindung anzusehen. The advantage of the invention is that, on the one hand, a flawless contact is made Momentary switching takes place and that, on the other hand, a high sensitivity due to the premagnetization is achieved without incorrect switching caused by pieces of iron can occur. Besides that it is possible without difficulty to use a magnetic switch by limiting the armature movement with two-sided rest position of the contact device in a switch with one-sided rest position and vice versa to change. This can be done in a simple manner that one of the fixed mating contacts the contact device is moved in its position by an adjusting screw. On Using the figure, the mode of operation and the basic structure of a switch was explained, but the invention is not limited to the example shown, and the description is by no means intended as To be considered as limiting the scope of the invention.

Claims

Godfather to NSPKUCH:

Electrical switch which is actuated by the influence of a magnetic control field, characterized in that the movable magnet armature (A) actuating the contact device is held in its respective end position by the influence of a bias field (VM) and that the bias circuit (VM) is held in place by pieces of magnetically conductive material '(3, 4) with the control magnetic circuit (SM) is coupled in such a way that when the control magnet (SM) approaches with the correct polarity of the armature (A) in one or more common working air gaps over a dead center position momentarily in other end position is moved.

Considered publications:
German patent specification No. 698 016.

1 sheet of drawings