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Logik-Anordnungen mit von magnetischen Feldern gesteuerten Schutzrohrankerkontakten
Die Erfindung betrifft Logik-Anordnungen mit Schutzrohrankerkontakten, bei denen
das Schalten durch Bewegung von Dauermagneten erreicht wird.
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Es ist bekannt, Schutzrohrankerkontakte durch ein elektromagnetisches
oder permanentmagnetisches Feld zu schalten. Zu diesem Zweck sind ein oder mehrere
Schutzrohrankerkontakte innerhalb eines Spulenkörpers angeordnet. Es ist weiterhin
bekannt, innerhalb eines Spulenkörpers einen Dauermagnet fest anzuordnen, der so
dimensioniert ist, daß er entweder den Schutzrohrankerkontakt zum Anziehen bringt
(Ruhekontakt) oder diesen nur vörerregt (Haftkontakt), so daß er nur mit Hilfe der
Erregerspule öffnet oder schließt.
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Es sind weiterhin Schalteinrichtungen bekannt, mit denen Schutzrohrankerkontakte
durch Verschieben oder Drehen eines Dauermagneten, oder von mehreren Dauermagneten
gemeinsam, geschaltet werden.
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Es ist auch bekannt, die Dauermagnete 'so zu polarisieren, daß diese
Polarisierung in Längsrichtung der zu schaltenden Kontaktzungen liegt, oder bei
Verwendung von zwei Dauermagneten, zwischen denen ein Schutzrohrankerkontakt angeordnet
ist, diese Dauermagnete so zu polarisieren, daß ihre gegenüberliegenden Pole sich
gegenseitig abstoßen und der Kontakt beim Verschieben dieser Magnetanordnung über
den Arbeitsluftspalt öffnet.
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Alle diese bekannten Anordnungen zum Schalten von Schutzrohrankerkontakten
haben aber den Nachteil, daß mit einer Dauermagnetanordnung oder einer Erregerspule
nur eine Funktion eines oder mehrerer Schutzrohrankerkontakte ausgeübt werden kann
und dadurch also jedem Dauermagnetsystem oder jeder Erregerspule zumindest ein Schutzrohrankerkontakt
zugeordnet werden muß, wodurch der räumliche Aufwand groß wird und diese bekannten
Anordnungen durch die Vielzahl der zu verwendenden Schutzrohrankerkontakte verteuert
werden.
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Die Erfindung hat die Aufgabe, die Nachteile der bekannten Anordnungen
zu vermeiden. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß jeweils einem Schutzrohrankerkontakt
mehrere Dauermagnete gleicher oder unterschiedlicher Intensität zugeordnet sind
und jedem beweglichen Dauermagnet mindestens eine Betätigungseinrichtung, z. B.
eine Taste, zugeordnet ist, so daß schon das Schalten eines einzigen Schutzrohrankerkontaktes
das Ergebnis einer oder mehrerer bestimmter logischer Verknüpfungen von Betätigungen
darstellt.
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Die Erfindung weist die Vorteile auf, daß nur vergleichsweise wenige
Schutzrohrankerkontakte Anwendung finden und daß jeweils einem oder mehreren Schutzrohrankerkontakten
eine oder mehrere Tasten oder ähnliche Betätigungsglieder zugeordnet sind, so daß
es möglich ist, daß schon die Betätigung eines Schutzrohankerkontaktes das Ergebnis
bestimmter logischer Verknüpfungen von z. B. Tastenbetätigungen (Ereignissen) wird.
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Die Erfindung wird an Hand von Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen
zeigt F i g. 1 eine Darstellung der Durchführung einer ODER-Funktion an einem Schutzrohrankerkontakt
mit zwei drehbeweglichen Dauermagneten gleicher Intensität, F i g. 2 eine Darstellung
der Durchführung einer UND-Funktion an einem Schutzrohrkontakt mit zwei drehbeweglichen
Dauermagneten gleicher, jedoch halber Intensität wie bei F i g..1, F i g. 3 eine
Darstellung der Durchführung einer NEIN-Funktion mit einem beweglichen und einem
festen Dauermagneten gleicher Intensität, F i g. 4 eine Darstellung einer logischen
Funktion mit vier beweglichen Dauermagneten, die von vier verschiedenen Betätigungsgliedern,
z. B. Tasten, aus gesteuert werden, F i g. 5 eine Darstellung einer logischen Funktion
mit vier beweglichen Dauermagneten, die von vier verschiedenen Betätigungsgliedern
aus gesteuert werden, F i g. 6 eine Darstellung einer logischen Funktion mit drei
beweglichen und einem festen Dauermagneten, die von drei verschiedenen Betätigungsgliedern,
z. B. Tasten, aus gesteuert werden, F i g. 7 eine Darstellung einer logischen Funktion
mit drei beweglichen und einem festen Dauermagnet, die von drei verschiedenen Betätigungsgliedern,
z. B. Tasten, aus gesteuert werden, F i g. 8 eine Darstellung, die eine Kombination
aus den in F i g. 4 und 5 gezeigten Anordnungen darstellt,
F i g.
9 eine Darstellung, die eine Kombination aus den in F i g. 6 und 7 gezeigten Anordnungen
darstellt, F i g. 10 eine Darstellung, wie in F i g. 2 gezeigt, nur mit verschiebbaren
Dauermagneten, F i g. 11 eine Darstellung mit außermittig vom Schutzrohrankerkontakt
angeordneten drehbaren Dauermagneten, F i g. 12 eine Darstellung einer Anordnung
nach F i g. 11 mit verschiebbaren Dauermagneten, F i g. 13 ein weiteres Beispiel
für die Anordnung. von Dauermagneten, F i g. 14 und 15 zwei Zuordnungsmöglichkeiten
von Dauermagneten zu einem Schutzrohrkontakt, F i g. 16 und 17 verschiedene Magnetformen
und deren Polarisierung, F i g. 18 eine Prinzipdarstellung einer ODER-Wechselfunktion
an zwei Schutzrohrkontakten mit zwei beweglichen und einem festen Dauermagneten,
F i g. 19 eine Prinzipdarstellung einer UND-Wechselfunktion an zwei Schutzrohrankerkontakten
mit zwei beweglichen und einem festen Dauermagnet.
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Führt man bei einem Tastenfeld die Tasten mit zwei Stellungen aus,
z. B. einer Ruhestellung und einer Arbeitsstellung, so hat man auf einfache Weise
eine Speicherung der Information und eine Anzeige der Tastenstellung. Dadurch kann
eine Information nachgeprüft werden, welche durch das Drücken einer Auswahl von
Tasten dargestellt wird. Das Halten und entsprechend das Rückstellen einzelner Tasten
bzw. aller gedrückten Tasten kann dann in bekannter Weise gemeinsam oder einzeln
mechanisch oder magnetisch oder elektrisch erfolgen. Es ist auch üblich, die Rückstellung
durch wiederholten Tastendruck unter Verwendung eines mechanischen Speichers zu
tätigen. Weil die Betätigungsmagnete für logische Funktionen in vielen verschiedenen
Anordnungen um den Kontakt bzw. die Kontakte angeordnet werden können, ist es zweckmäßig,
ihre Zuordnung möglichst frei einstellbar zu machen, d. h., man beläßt die einzelnen
Betätigungsmagnete eines Kontaktes in konstruktiver Beziehung möglichst unabhängig
voneinander.
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Die Bewegung von Dauermagneten kann selbst Ergebnis logischer Verknüpfungen
sein. So ist z. B. durch einfache mechanische Übertragungen leicht möglich, daß
mehrere Betätigungsglieder einen Dauermagneten oder daß ein Betätigungsglied mehrere
Magnete bewegt. Außerdem können neben solchen Kopplungen auch mechanische Verriegelungen
angewandt werden.
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In den Figuren werden nur die prinzipiellen Anordnungen von Dauermagneten
an Schutzrohrankerkontakten mit der dazugehörigen äquivalenten Schaltung gezeigt.
Geeignete Halterungen und Flußführungen sind der Deutlichkeit halber nicht eingezeichnet.
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F i g. 1 zeigt eine prinzipielle Darstellung der Durchführung einer
ODER-Funktion an einem Schutzrohrkontakt mit zwei beweglichen Dauermagneten M1und
M2. Um auch für die weitere Beschreibung ein Maß für die Stärke des einzelnen Dauermagnets
zu haben, wird für einen Dauermagnet, der eine so große Feldstärke besitzt, daß
er allein einen Schutzrohrankerkontakt schalten kann, die relative Magnetstärke
mit Eins bezeichnet. In. der in F i g. 1 dargestellten Anordnung hat der Dauermagnet
M1 eine relative Feldstärke von Eins, der Dauermagnet M2 ebenfalls eine relative
Magnetstärke von Eins. Eine 90=-Drehung des Dauermagnets M 1 oder des Dauermagnets
1112 schließt den Schutzrohrankerkontakt. Die Drehung von M1 und M2 muß dabei bezüglich
der Polarität gleichsinnig erfolgen. Unter a ist eine der prinzipiellen Anordnung
äquivalente Schaltung angegeben.
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In F i g. 2 ist eine Anordnung einer UND-Funktion gezeigt, die relative
Magnetstärke der Dauerriiagnete M1 und M2 beträgt dabei in beiden Fällen einhalb.
Eine bezüglich der Polarität gleichsinnige 90'--Drehung von M1 und M2 bewirkt das
Schliessen des Schutzrohrankerkontaktes. Unter b ist für diese Anordnung die äquivalente
Schaltung gezeigt.
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In F i g. 3 ist eine Anordnung für eine NEIN-Funktion gezeigt. Die
relative Magnetstärke für die Dauermagnete M1 und MO beträgt in beiden Fällen Eins.
Eine 90 -Drehung von M1 in Pfeilrichtung öffnet den Schutzrohrankerkontakt. Unter
c ist zu dieser Anordnung die äquivalente Schaltung angegeben.
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In allen Beispielen können auch mehr als zwei Dauermagnete zur Betätigung
eines Schutzrohrankerkontaktes vorgesehen werden. Es ist dann möglich, z. B. die
folgenden Funktionserweiterungen darzustellen.
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F i g. 4 zeigt eine prinzipielle Darstellung einer logischen Funktion
mit vier beweglichen Dauermagneten, die von vier verschiedenen Tasten aus gesteuert
werden. Die relative Magnetstärke der Dauermagnete M1 bis M4 beträgt dabei in jedem
Falle Eins. Unter b ist die dieser Anordnung entsprechende äquivalente Schaltung
angegeben.
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F i g. 5 zeigt eine prinzipielle Darstellung einer logischen Funktion
mit vier beweglichen Dauermagneten, die von vier verschiedenen Tasten aus gesteuert
werden. Die relative Magnetstärke der Dauermagnete M1 bis M4 ist dabei in jedem
Falle ein Viertel. Unter e ist die zu dieser Anordnung gehörige äquivalente Schaltung
angegeben.
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F i g. 6 zeigt eine prinzipielle Darstellung einer logischen Funktion
mit drei beweglichen und einem festen Dauermagneten, die von drei verschiedenen
Tasten aus gesteuert werden. Die relative Magnetstärke der Dauermagnete 1.11 bis
M3 beträgt dabei ein Drittel. Die relative Magnetstärke des festen DauermagnetsMO
beträgt Eins. Unter f ist die zu dieser Anordnung gehörige äquivalente Schaltung
angegeben.
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F i g. 7 zeigt eine prinzipielle Darstellung einer logischen Funktion
mit drei beweglichen und einem festen Dauermagnet, die von drei verschiedenen Tasten
aus gesteuert werden. Die relative Magnetstärke der Dauermagnete Ml bis M3 und des
Dauermagneten MO beträgt dabei in jedem Falle Eins. Unter g ist die zu dieser Anordnung
gehörige äquivalente Schaltung angegeben.
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F i g. 8 zeigt eine prinzipielle Darstellung, die eine Kombination
aus Elementen der in F i g. 4 und 5 gezeigten Anordnungen darstellt. Die relative
Magnetstärke der Dauermagnete M 1 und h12 ist dabei Eins und die relative Magnetstärke
der Dauermagnete M3 und M4 ist dabei einhalb. Unter h ist die zu dieser
Anordnung gehörende äquivalente Schaltung angegeben.
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F i g. 9 zeigt eine prinzipielle Anordnung, die eine Kombination aus
Elementen der in F i g. 6 und 7 gezeigten Anordnungen darstellt. Die relative Magnetstärke
des
Dauermagneten M 1 beträgt Eins, für die Dauermagnete M2 und M3 einhalb und den festen
Dauermagnet M 0 Eins. Unter i ist die zu der Anordnung gehörige äquivalente
Schaltung angegeben.
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F i g. 10 zeigt eine Anordnung, in welcher an Stelle der in den vorhergehenden
Beispielen verwendeten drehbaren Magnete, verschiebbare Magnete verwendet worden
sind. Mit dieser Anordnung wird als Beispiel eine UND-Funktion gezeigt. Die relative
Magnetstärke der Dauermagnete M 1 und M 2 in die gestrichelt eingezeichnete Stellung
gebracht, so schließt der Kontakt. Unter k ist die zu dieser Anordnung gehörige
äquivalente Schaltung angegeben.
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F i g. 11 zeigt weitere Anordnungen, die auch mit den oben angegebenen
Anordnungen kombiniert werden können. Diese Anordnungen ergeben sich, wenn die Betätigungsmagnete
nicht in Höhe der Kontaktmitte angeordnet sind. Die Dauermagnete M1 und M2 sind
bei der unter a und b gezeigten Anordnung drehbar, nur ihre Drehachse
liegt bei der in a gezeigten Anordnung senkrecht zur Längsrichtung des Schutzrohrankerkontaktes
und bei der in b gezeigten Anordnung parallel zur Längsrichtung des Schutzrohrankerkontaktes.
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F i g. 12 zeigt eine Anordnung nach F i g. 11, bei der die Dauermagnete
M1' und M2' verschiebbai angeordnet sind. In ihrer Ruhestellung werden sie durch
einen Bügel 2, der an dem Flußleitstück 1 befestigt ist, kurzgeschlossen. Die Arbeitsstellung
der beiden Dauermagnete ist gestrichelt gezeichnet.
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Die auftretenden Streuflüsse können auch bei diesen Anordnungen in
bekannter Weise entsprechend Anordnungen für Schutzrohrankerkontakte als Koppelpunkte
in Schaltfeldern ausgenutzt werden. Je weiter ein Dauermagnet vom Arbeitsluftspalt
entfernt ist, desto größer ist der Streufluß, den er zusätzlich zu einem bestimmten
Nutzfluß aufzubringen hat. Wird z. B. durch einen ersten Dauermagnet die Kontaktzunge
eines Schutzrohrankerkontaktes an ihrer Ankoppelstelle durch die Summe von Nutz-
und Streufluß schon an die Sättigungsgrenze gebracht, ohne daß der Nutzfluß den
Ansprechflußwert erreicht, so wird das Zuschalten weiterer Dauermagnete an dieselbe
Kontaktzunge zur Erzielung des Ansprechens zunehmend unwirksamer. Ordnet man jedoch
in entsprechender Weise an der anderen Kontaktzunge weitere Dauermagnete an, so
bringt das Betätigen des ersten dieser weiteren Dauermagneten noch einmal die volle
Höhe des Flusses von dem Dauermagnet 1 über die andere Kontaktzunge an den Arbeitsluftspalt.
Bei geeigneter Dimensionierung erreicht man damit das Ansprechen des Schutzrohrankerkontaktes.
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F i g. 13 zeigt eine Anordnung, bei dem die Dauermagnete in diesem
Sinne verteilt sind. Durch richtige Bemessung bzw. Ausnutzung der Streuflüsse für
die gewünschten Sättigungseffekte ist es also erreichbar, daß mehrere betätigte
Dauermagnete M1 und M2 auf der einen Seite des Schutzrohrankerkontaktes noch kein
Ansprechen bewirken, während gleichzeitige Betätigung von je einem Dauermagnet auf
beiden Seiten, z. B. M1 und M1', also über beide Kontaktzungen, ein Anprechen ergeben.
Unter c ist die nach der Anordnung von F i g. 13 zugehörige äquivalente Schaltung
angegeben. Die zu der Anordnung gehörigen Abschirm- oder Flußleitbleche können so
ausgeführt sein, wie in der F i g. 13 unter a, b oder c gezeigt. In dieser
Weise kann z. B. die Stärke der Nebenflüsse zum Luftspalt für die Dauermagnete durch
bekannte konstruktive Ausbildung erhöht werden. Über der Kontaktmitte sind Flußleitstücke
für den Streufluß (Nebenfluß) oft unerwünscht, wenn ein Dauermagnet, bzw. wenn irgendeine
bereits beschriebene Magnetanordnung zusätzlich an dem Schutzrohrkontakt angebracht
werden soll. Für diesen Fall ist es zweckmäßig, Nebenflüsse durch die Flußleitstücke
wie in F i g. 13 c gezeigt, auch außerhalb der Lage der Dauermagnete zu führen.
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F i g. 14 und 15 zeigen verschiedene geeignete Lagen der Dauermagnete
zu dem Schutzrohrkontakt. An Stelle der in den F i g. 11 bis 13 gezeigten Anordnung
von drehbaren Dauermagneten ist auch eine Anordnung der Dauermagnete nach F i g.
15 vorteilhaft, besonders wenn mehrere Schutzrohrankerkontakte gleichzeitig beeinflußt
werden sollen.
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In F i g. 16 und 17 sind verschiedene Magnetformen dargestellt. Die
in den bisherigen Beispielen gezeigte runde Scheibenform für einen Dauermagnet kann
auch durch andere Magnetformen ersetzt werden, wie z. B. in F i g. 16 gezeigt. Außerdem
kann in manchen Fällen mit mehrpoligen Dauermagneten bei Betätigung derselben eine
Drehwinkelersparnis erreicht werden (F i g. 17).
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In F i g. 18 ist als Beispiel für eine Anordnung mit mehreren Dauermagneten
und mehreren Schutzrohrankerkontakten eine ODER-Wechselfunktion dargestellt. Die
relative Magnetstärke beträgt für die DauermagneteM0, M1 und M2 in jedem Falle Eins.
Der Dauermagnet MO ist bei dieser Anordnung fest angeordnet. Unter m ist die zu
dieser Anordnung gehörige äquivalente Schaltung angegeben.
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F i g. 19 zeigt als Beispiel für eine Anordung mit mehreren Magneten
und mehreren Schutzrohrankerkontakten eine UND-Wechselfunktion. Die relative Magnetstärke
beträgt für den Dauermagnet M 0 Eins, für die Dauermagnete M1 und M2 einhalb. Unter
n ist die zu dieser Anordnung gehörige äquivalente Schaltung angegeben.
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Eine weitere große Zahl von Anordnungen logischer Schaltfunktionen
ist darstellbar, wenn zusätzlich Kombinationen aus den bisher beschriebenen Beispielen
angestellt werden.