DE1129208B - Elektrischer Annaeherungsschalter mit Dauermagnetsteuerung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Annäherungsschalter, bei dem das dauermagnetische Feld durch ein relativ dazu bewegtes magnetisches Steuerglied beeinflußt wird.

Die bekannten elektrischen Annäherungsschalter dieser Art werden entweder durch eine Erhöhung oder durch eine Herabsetzung der auf die Kontaktgeber einwirkenden magnetischen Kräfte betätigt. Es sind z. B. Sicherheitsschalter bekannt, bei denen die Anziehungskraft eines permanenten Magneten beim Vorüberfahren eines Steuermagneten geschwächt und die Abschwächung dieser Magnetkraft zur Betätigung der Kontaktgeber benutzt wird. Bei einem bekannten Vakuumschalter wird die auf den einen Kontakt von einem permanenten Magnet ausgeübte Kraftwirkung bei der Verstellung dieses Magneten vergrößert, wodurch der Kontakt bewegt wird.

Die Erfindung besteht darin, daß ein ferromagnetisches Steuerglied zwischen zwei verstellbar gelagerten und mit den Kontaktbetätigungsgliedern gekuppelten Dauermagneten des Schalters durchfährt und daß diese Dauermagneten mit gleichnamigen Polen gegeneinandergerichtet sind.

Bei der Anordnung nach der Erfindung wird also beim Durchfahren des ferromagnetischen Steuergliedes zwischen den zwei Dauermagneten des Schalters eine plötzliche Umkehrung der auf diesen Dauermagneten wirkenden magnetischen Kraft und infolgedessen eine sofortige, schlagartige Verstellung der Dauermagneten bewirkt, wobei diese Verstellung der Magneten zur Betätigung der Kontakte benutzt wird. Die durch die Umkehrung der magnetischen Kräfte erzielte Betätigung des Schalters erfolgt schneller und mit größerer Kraft als bei den bekannten Annäherungsschaltern und ist deshalb sicherer. Es können größere Kräfte und stärkere Verstellungen mit kleineren Dauermagneten erzielt werden. Die auf das ferromagnetische Steuerglied beim Durchgang desselben zwischen den zwei Dauermagneten des Schalters ausgeübten Anziehungskräfte sind gleich und entgegengesetzt und heben sich gegenseitig auf, so daß sie keine Verstellung oder Verformung des ferromagnetischen Steuergliedes herbeiführen können.

Andererseits ist es mit der erfindungsgemäßen Anordnung möglich, die Beeinflussung der Schaltersteuerung durch Ungenauigkeiten in der gegenseitigen Lage von Dauermagneten und darauf einwirkendem bzw. davon beeinflußtem Steuerglied weitgehendst auszuschalten. Zu diesem Zweck können in Weiterentwicklung des Erfindungsgedankens die zwei verstellbaren Dauermagneten des Schalters auf je einem verschwenkbaren Hebel angeordnet sein, wobei diese Elektrischer Annäherungsschalter
mit Dauermagnetsteuerung

Anmelder:
Umberto Sermedese, Bologna (Italien)

Vertreter: Dipl.-Ing. R. Amthor, Patentanwalt,
Frankfurt/M., Eysseneckstr. 36

Beanspruchte Priorität:
Italien vom 30. Mai 1958 (Nr. 8192)

Umberto Sermedese, Bologna (Italien),
ist als Erfinder genannt worden

Hebel untereinander durch ein Gelenk derart gekuppelt sind, daß sich ihre Bewegungskräfte summieren. Der Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß die Kraft, die die zwei Dauermagneten des Schalters beim Durchlaufen des ferromagnetischen Steuergliedes auf das Hebelpaar und infolgedessen auf die Kontaktgeber ausüben, auch dann konstant bleibt, wenn das Steuerglied nicht genau mittig zwischen den zwei Dauermagneten durchfährt, sondern wesentlich in der einen oder anderen Querrichtung abweicht. Wenn nämlich das ferromagnetische Steuerglied näher an dem einen Dauermagnet vorbeifährt und diesen stärker anzieht, so übt es auf den anderen, weiter entfernten Dauermagnet eine entsprechend schwächere Anziehungskraft aus, so daß die gesamte, auf die zwei untereinander gekuppelten und ihre Bewegungskräfte summierenden Schwinghebel ausgeübte Kraft im wesentlichen konstant bleibt. Der Annäherungsschalter erfordert also eine viel geringere Präzision sowohl bei der Herstellung als auch bei der Montage, wobei er trotzdem eine große Betriebssicherheit aufweist.

Ein anderer wesentlicher Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß sich die bei Erschütterungen oder Schwingungen des Schalters auftretenden Massenkräfte der zwei beweglichen Dauermagneten gegenseitig aufheben. Wenn sich nämlich der Schalter plötzlich z. B. nach links verstellt, so wirken auf beide Dauermagneten nach rechts gerichtete Trägheitskräfte; die die zwei Hebel im gleichen Drehsinn zu verschwenken trachten und sich deshalb durch die gelenkige Ver-

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bindung dieser beiden Hebel gegenseitig aufheben. Dadurch werden Fehlbetätigungen des Schalters, insbesondere in Verbindung mit der gegenseitigen Abstoßwirkung der zwei Magneten, mit Sicherheit vermieden.

Nach einer abgewandelten Ausführungsform, bei der das relativ zu dem Schalter bewegte Steuerglied aus einem permanenten Steuermagneten besteht, sind die zwei Dauermagneten des Schalters mit ungleichnami-

untereinander durch ein Gelenk 8 verbunden (Fig. 2, 3, 4 und 6).

In dem oberen Teil des durch einen Deckel 102 abgeschlossenen Gehäuses ist mittels Schrauben 10 eine waagerechte Isolierplatte 9 befestigt (Fig. 5, 6 und 7). Die senkrechten, d.h. zu der Bewegungsrichtung des Fahrkorbes 1 parallelen Zapfen 6 der Schwinghebel 7 sind einerseits in dieser Isolierplatte 9 und andererseits in dem Boden des Gehäuses 2 durch Büchsen 12 ge

gen Polen gegeneinandergerichtet, und der eine Dauer- io lagert (Fig. 6 und 7). Diese Lagerbüchsen 12 sind aus

magnet ist verstellbar gelagert und mit den Kontakt- solchem Material, z. B. Kunststoff, hergestellt, daß sie

betätigungsgliedern gekuppelt, während der andere keine Schmierung brauchen. Der an dem einen Hebel 7

Dauermagnet feststehend angeordnet ist, wobei der eingreifende Gelenkzapfen 8 ist ebenfalls mit einem

Steuermagnet den Dauermagneten des Schalters gleich- Überzug 13 aus Kunststoff oder anderem, keine Schmie-

namige Pole zuwendet. Auch bei dieser Ausführungs- i₅ rung erforderlichem Stoff versehen,

form erfolgt eine Umkehrung der magnetischen Kräfte Die dem Gelenk 8 entgegengesetzten Enden 107 der

des Schalters bei der Beeinflussung derselben durch Schwinghebel 7 tragen je eine oder mehrere Scheiben

das vorbeifahrende Steuerglied. 14 aus gummielastischem Stoff, die in entsprechende

Der Erfindungsgedanke kann bei beliebigen Maschi- Ausschnitte 109 der Isolierplatte 9 eingreifen und da-

nen oder Anlagen, so insbesondere aber in der Förder- ₂₀ durch den Schwingungsausschlag der Hebel 7 nach

technik, z. B. bei Aufzügen od. dgl., Anwendung fin- beiden Seiten geräuschlos begrenzen (Fig. 5 und 7).

den. Auf der Isolierplatte 9 sind Kontaktpaare 15,16 und

In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele 17 angeordnet, die durch die Schwinghebel 7 betätigt

der Erfindung dargestellt. Es zeigen werden. Jeder Hebel 7 trägt zu diesem Zweck an sei-

Fig. 1 bis 3 die Anwendung des Erfindungsgedan- 25 nem Ende 107 eine Isolierrolle 18, die durch den ent-

kens an einem Aufzug, wobei Fig. 1 den ortsfesten sprechenden Ausschnitt 109 der Isolierplatte 9 nach

Vorrichtungsteil und einen Teil des Fahrkorbes mit oben vorspringt. Die Isolierrolle 18 des rechten He-

dem daran befestigten Vorrichtungsteil schematisch im bels 7 in Fig. 5 wirkt auf ein einziges Kontaktpaar 15

Aufriß darstellt, während die Fig. 2 und 3 den am ein, während die Isolierrolle 18 des linken Hebels 7

Fahrkorb befestigten Vorrichtungsteil in waagerech- 30 abwechselnd die Kontaktpaare 16 und 17 betätigt. Die

tem Querschnitt nach der Linie II-II der Fig. 1 und in Kontaktlamellen 15,16 und 17 sind unter Zwischenzwei verschiedenen Arbeitsstellungen veranschaulichen,

Fig. 4 bis 7 eine zweckmäßige konstruktive Ausbildung des am Fahrkorb befestigten Vorrichtungsteiles nach Fig. 2 und 3, wobei Fig. 4 einen waagerechten Querschnitt dieser Vorrichtung, Fig. 5 eine Draufsicht bei abgenommenem Deckel, Fig. 6 einen senkrechten Teilschnitt nach der Linie VI-VI und Fig. 7 einen senkrechten Querschnitt nach der Linie VII-VII der Fig. 4 darstellt,

Fig. 8 eine abgewandelte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 9 und 10 die Vorrichtung nach Fig. 8, im senkrechten Querschnitt nach der Linie IX-IX und in zwei verschiedenen Arbeitsstellungen.

Die in Fig. 1 bis 7 dargestellte Vorrichtung besteht aus zwei Teilen A und B. Der Vorrichtungsteil A ist auf dem Fahrkorb 1 eines Aufzuges befestigt und besteht aus einem im waagerechten Querschnitt U-för-

schaltung von isolierenden Distanzscheiben 19 durch Isolierbolzen 20 an vorspringenden oberen Laschen 209 der Isolierplatte 9 befestigt (Fig. 5 und 6).

Auf der Isolierplatte 9 sind ferner die Schraubenklemmen 21' für den Anschluß der Kontakte 15 bis 17 an die Steuerschaltung des Aufzuges angeordnet.

Die Dauermagneten 5 sind so angeordnet, daß ihre gleichnamigen Magnetpole, z. B. die Nordpole N, gegeneinandergerichtet sind (Fig. 2 und 3). Wenn sich also die ferromagnetische Platte B nicht zwischen den Schenkeln des U-förmigen Gehäuses 2 befindet, d. h. wenn sich der Fahrkorb 1 nicht gerade auf das dieser Platte zugeordnete Stockwerk einstellt, stoßen sich die zwei Dauermagneten 5 gegenseitig ab und schwingen mit ihren Hebeln 7 in entgegengesetzter Richtung nach außen aus, bis zum Anschlag ihrer gummielastischen Scheiben 14 gegen den äußeren Rand der entsprechen

den Ausschnitte 109 der Isolierplatte 9 (Fig. 2). In diemigen Gehäuse 2. Der Vorrichtungsteil B besteht da- 50 ser Ruhestellung sind die Kontaktpaare 15, 16 gegegen aus einer senkrechten ferromagnetischen Platte, schlossen, während sich das Kontaktpaar 17 öffnet, die, z. B. an der Schachtwandung des Aufzuges 4, in Wenn sich die ferromagnetische Platte B zwischen den einer solchen Stellung befestigt ist, daß sie bei der Auf- beiden Dauermagneten 5 in die Aussparung 3 des und Abwärtsbewegung des Fahrkorbes 1 mittig zwi- U-förmigen Gehäuses 2 legt, d. h. wenn der Fahrschen den Schenkeln des U-förmigen Gehäuses 2 55 korb 1 seine der Platte B zugeordnete Haltestellung durchgeht, ohne dieses Gehäuse bzw. den Fahrkorb 1 einnimmt, werden die beiden Magneten 5 von dieser zu berühren. Die Höhenlage der ortsfesten ferromagne- Platte B angezogen und schwingen gleichzeitig gegentischen Platte B im Aufzugsschacht ist so gewählt, daß einander, d. h. nach innen, bis zum Anschlag ihrer sich diese gerade in der Aussparung 3 zwischen den gummielastischen Scheiben 14 gegen den inneren Rand Schenkeln des U-förmigen Gehäuses 2 befindet, wenn 60 der entsprechenden Ausschnitte 109 der Isolierplatte 9 der Fahrkorb 1 etwa seine Haltestellung an einem (Fig. 3, 4 und 5). Dadurch werden die Kontaktpaare Stockwerk einnimmt. 15, 16 geöffnet, und das Kontaktpaar 17 wird ge-

In dem U-förmigen Gehäuse 2 am Fahrkorb 1 ist schlossen. Die Kontaktpaare 15,16 können z. B. dazu in jedem Gehäuseschenkel ein Dauermagnet 5 ange- benutzt werden, den Fahrkorb anzuhalten bzw. die ordnet. Jeder Dauermagnet 5 ist auf dem einen Sehen- 65 darauffolgende Bewegungsrichtung desselben zu bekel eines abgewinkelten und um den Zapfen 6 schwenk- stimmen, während das Kontaktpaar 17 die elektrische bar gelagerten Hebels 7 befestigt. Die anderen gegen- Anzeigevorrichtung, die die Stellung des Fahrkorbes einandergerichteten Schenkel der beiden Hebel 7 sind im Aufzugsschacht angibt, einschalten kann.

Selbstverständlich können die Kontakte 15,16 und 17 auch zur Abgabe von anderen beliebigen Steueroder Kontrollimpulsen benutzt werden. Wenn der Fahrkorb 1 seine Stellung, in der sich die ortsfeste ferromagnetische Platte B zwischen den zwei Dauermagneten 5 befindet, wieder verläßt, schwingen die Magneten 5 infolge ihrer gegenseitigen Abstoßung wieder nach außen in Ruhestellung zurück.

Die vorstehend beschriebene Anordnung weist den besonderen Vorteil auf, daß sich die auf die Dauermagneten 5 wirkenden Abstoßungs- und Anziehungskräfte summieren. Die zur Betätigung der Kontakte 15 bis 17 erforderliche Kraft kann infolgedessen mit kleineren Magneten erhalten werden, und der Vorrichtungsteil A fällt sehr klein aus, so daß er ohne Schwierigkeiten und unter geringster Raumbeanspruchung auf dem Fahrkorb 1 angeordnet werden kann.

Es ist außerdem zu beachten, daß die gesamte, auf die Schaltmagneten 5 einwirkende Kraft sich auf diese Magneten infolge der mechanischen Kupplung derselben in gleichem Maße verteilt und dadurch ganz unabhängig davon ist, ob die ortsfeste ferromagnetische Platte B mittig oder z. B. wegen Ungenauigkeiten der Fahrkorbführung mehr oder weniger außenmittig zwischen den Magneten 5 durchführt. Durch die gegenseitige Kupplung der beiden Dauermagneten 5 heben sich schließlich die auf diese Magneten bei seitlichen, d. h. waagerechten Erschütterungen des Fabrkorbes 1 auswirkenden Trägheitskräfte untereinander auf, so daß die Kontakte 15,16 und 17 nicht durch zufällige Verstellung der Magneten in unerwünschter Weise beeinflußt werden können.

Es ist selbstverständlich möglich, den Vorrichtungsteil A auf der Schachtwandung 4 und die Platte B am Fahrkorb 1 anzuordnen. Außerdem kann die ferromagnetische Platte B durch einen Dauermagneten ersetzt werden. In diesem Fall können die beiden Schaltmagneten 5 mit ihren ungleichnamigen Magnetpolen N, S gegeneinandergerichtet sein, so daß sie sich in Ruhestellung gegenseitig anziehen und die Lage nach Fig. 3 annehmen. Die als Dauermagnet ausgebildete Platte B ist dann mit ihren Magnetpolen so ausgerichtet, daß sie beim Durchgehen zwischen den beiden Magneten 5 diese abstößt und dadurch gleichzeitig nach außen in die Stellung von Fig. 2 verschwenkt.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 8 bis 10 ist mit 21 ein in einer Führung 22 laufender Körper bezeichnet, dessen Durchgang durch die Stellung IX-IX einen elektrischen Impuls, z. B. zu Steuer- oder Kontrollzwecken, auslösen soll. An der Stelle IX-IX ist auf einem ortsfesten Halter 23 über der Führung 22 der Vorrichtungsteil A angeordnet, der aus einem U-förmigen Gehäuse 2 besteht. Auf dem Körper 21 ist dagegen der Vorrichtungsteil B befestigt, der als Dauermagnet ausgebildet ist. Die Anordnung ist so getroffen, daß der Dauermagnet B zwischen den Schenkeln des U-förmigen Gehäuse 2 frei durchgeht, ohne dieses Gehäuse zu berühren.

In dem einen Schenkel des U-förmigen Gehäuses 2 ist ein feststehender Dauermagnet 5' angeordnet, während in dem entgegengesetzten Gehäuseschenkel ein quer zu der Bahn 22 verschiebbarer Dauermagnet 5 gelagert ist, der einen elektrischen Schalter 24 betätigt.

Die zwei in dem Gehäuse 2 vorgesehenen Dauermagneten 5, 5' sind mit ungleichnamigen Polen N, S gegeneinandergerichtet, so daß in Ruhestellung, d. h. wenn sich der auf dem Körper befestigte Magnet B nicht zwischen den Schenkeln des U-förmigen Gehäuses 2 befindet, der feststehende Dauermagnet 5' den entgegengesetzten verschiebbaren Dauermagnet 5 anzieht und in einer solchen Stellung festhält, in der dieser den Schalter 24 z. B. schließt (Fig. 9). Der vom Körper 21 getragene Magnet B ist dagegen so ausgerichtet, daß er beim Durchgehen zwischen den beiden Magneten 5, 5' dem Dauermagnet 5 und vorzugsweise auch dem Magnet 5' einen gleichnamigen Magnetpol zuwendet und dadurch den Magnet 5 abstößt, d. h. quer zu der Bahn 22 nach außen verschiebt und gleichzeitig die Rückzugswirkung des entgegengesetzten festen Dauermagneten 5' aufhebt. Dadurch wird der elektrische Schalter 24 geöffnet (Fig. 10). Nach dem Durchgang des Magneten B zwischen den Schenkeln des U-förmigen Gehäuses 2 wird der verstellte Dauermagnet 5 durch den Magnet 5' wieder in Ruhestellung zurückgeführt.

Claims (7)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Elektrischer Annäherungsschalter, bei dem das dauermagnetische Feld durch ein relativ dazu bewegtes, magnetisches Steuerglied beeinflußt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein ferromagnetisches Steuerglied (B) zwischen zwei ververstellbar gelagerten und mit den Kontaktbetätigungsgliedern gekuppelten Dauermagneten (5) des Schalters (A) durchfährt und daß diese Dauermagneten mit gleichnamigen Polen gegeneinandergerichtet sind.

2. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei verstellbaren Dauermagneten (5) auf je einem verschwenkbaren Hebel (7) angeordnet sind und daß diese Hebel untereinander durch ein Gelenk (8) derart gekuppelt sind, daß sich ihre Bewegungskräfte summieren.

3. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zapfen (6) der Hebel (7) in Lagerbüchsen (12) aus selbstschmierendem Material laufen und der Gelenkzapfen (8) zwischen den beiden Hebeln (7) mit einem Überzug (13) aus selbstschmierendem Material versehen ist.

4. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußklemme (21') der elektrischen Linien und die Verbindungsglieder zwischen diesen Klemmen und den Kontakten (15, 16, 17) auf einer einzigen gemeinsamen Isolierplatte (9) befestigt sind.

5. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hebel (7) der Dauermagneten (5) mit gummielastischen Anschlagscheiben (14) versehen sind, die in radialer Richtung mit festen, ebenen Anschlagflächen zur Begrenzung der Hebelbewegungen zusammenwirken.

6. Elektrischer Schalter mit magnetischer Steuerung nach Anspruch 1, bei dem das relativ zu dem Schalter bewegte Steuerglied aus einem permanenten Steuermagnet besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Dauermagneten (5, 5') des Schalters (A) mit ungleichnamigen Polen gegeneinandergerichtet sind und der eine Dauermagnet (5) verstellbar gelagert und mit den Kontaktbetätigungsgliedern gekuppelt ist, dagegen der andere

Dauermagnet (5') feststehend angeordnet ist, und daß der Steuermagnet (B) den Dauermagneten (5, 5') des Schalters (A) gleichnamige Pole zuwendet.

7. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das magnetische Steuerglied als magnetisches Blatt mit den Dauermagneten (5) des Schalters zugewendeten Polen ausgebildet ist und daß diese Dauermagneten (5)

mit ihren ungleichnamigen Polen gegeneinandergerichtet sind.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegesdhriften Nr. 1 010 138,

1023 115, M14825 VIIIb/21 c (bekarmtgemacht am

5. 7. 1956);
deutsche Patentschriften Nr. 941801, 623 654,

510 928.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen