DE1439497C - Magnetische Anordnung mit drehbaren Dauermagneten zur Betätigung von Schutz rohrankerkontakten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine magnetische Anordnung mit drehbaren Dauermagneten zur Betätigung von Schutzrohrankerkontakten, an deren Arbeitsluftspalt der magnetische Fluß der Dauermagnete durch Flußleitstücke herangeführt wird.

Es ist bekannt, mit Dauermagneten z. B. magnetisch beeinflußbare Kontakte zu schalten, indem entweder der Dauermagnet oder der zu schaltende Kontakt bewegt wird. Es ist weiterhin bekannt, dabei an einem Dauermagneten Flußleitstücke so zu befestigen, daß die an den Enden der Flußleitstücke sich ausbildenden Pole durch einen Luftspalt getrennt sich gegenüberstehen und durch eine Bündelung der magnetischen Kraftlinien an dieser Stelle den Schaltweg verkürzen. Bei diesen bekannten Anordnungen ist jedoch außer dem beim Schalten gewünschten Nutzfluß innerhalb des magnetischen Kreises ein großer Anteil von Streufluß vorhanden, dessen magnetische Kraftlinien bereits in der Ruhestellung der Erregermagnete, also vor dem gewollten Schalten, den magnetischen Kreis durchsetzen.

Zur Verringerung derartiger Streuflüsse ist es allgemein bekannt, magnetische Anordnungen so auszubilden, daß der Dauermagnet in der Ruhestellung kurzgeschlossen ist und in der Arbeitsstellung der Kurzschluß aufgehoben wird. So zeigt die deutsche Auslegeschrift 1 081162 ein dauermagnetisches Verschlußstück für Türen, Deckel od. dgl., bei dem das Ausschalten des Dauermagneten dadurch erfolgt, daß die gegenpolig magnetisierten Polfiächen des Dauermagneten auf beiden Seiten an den Polplatten kurzgeschlossen werden, wobei in der Ausschaltstellung der Dauermagnet um 90° gedreht ist. Außerdem liegt in dieser Stellung gleichfalls eine Symmetrierung des Dauermagneten in bezug auf die Arbeitsluftspalte vor. Ausschaltbare Dauermagneten ähnlicher Art sind weiterhin aus der französischen Patentschrift 1224 883 vorbekannt.

Bei einer in der deutschen Auslegeschrift 1081162 fakultativ angegebenen Ausführungsform wird das Ausschalten nicht durch einen Kurzschluß über die Polschuhe, sondern durch Kompensation mit Hilfe von zwei feststehenden Kompensationsmagneten erzielt. Eine weitere magnetische Anordnung mit einer Kompensation zeigt die deutsche Patentschrift 976 393. Diese betrifft eine Anordnung permanenterregter Haftmagnete, insbesondere für Haftplatten, Spannfutter und Hafteinsätze, bei welcher versucht wird, den Magnetfluß eines Dauermagneten durch seitliches Anschieben eines zweiten, entgegengesetzt gepolten Dauermagneten in bezug auf den Arbeitsluftspalt zu kompensieren. Diese Kompensation ist jedoch wegen mangelhafter Symmetrie der Anordnung entsprechend unvollkommen.

Weiterhin ist durch die deutsche Patentschrift 697 868 ein Randfutter mit magnetischer Spannung für umlaufende Arbeitsspindeln von Werkzeugmaschinen bekannt. Unter anderem sind in dieser Patentschrift Anordnungen dargestellt, bei denen der in den Arbeitsluftspalten wirksame magnetische Fluß durch Kurzschließen und Symmetrieren ausgeschaltet wird. Gleichzeitig wird der durch diese beiden Maßnahmen in den benachbarten Arbeitsluftspalten erzeugte Magnetfluß durch das gleichsinnige Drehen der Dauermagnete kompensiert. Bei diesen Anordnungen ist jedoch die Kompensation des Restflusses in den benachbarten Arbeitsluftspalten zwingend notwendig für die Funktion der Anordnung, weil ein Dauermagnet nur jeweils auf eine der Richtungen symmetriert werden kann, während die benachbarten Luftspalte nur durch eine Kompensation mit den Nachbarmagneten feldfrei gemacht werden können. Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine magnetische Anordnung mit drehbaren Dauermagneten zur Betätigung von Schutzrohrankerkontakten zu schaffen, die bei geringstem räumlichem und konstruktivem Aufwand die höchstmögliche Schaltsicherheit bietet. Erfindungsgemäß wird dies erreicht durch die gleichzeitige Anwendung der folgenden drei Maßnahmen zum Öffnen der Schutzrohrankerkontakte, von denen jede für sich schon in der Lage ist, nahezu den gesamten Nutzfluß über den Arbeitsluftspalt zu beseitigen:

a) Symmetrieren der Flüsse durch Drehung der Dauermagnete um 90°,

b) Kurzschließen der Dauermagnete durch Kurzschlußbügel,

c) Kompensieren der Flüsse durch paarweise Zuordnung der Dauermagnete.

Die beschriebene Anordnung erfüllt die in der Aufgabe gestellten Forderungen in vorteilhafter Weise, weil die drei Maßnahmen des Kurzschließens, Symmetrierens und Kompensierens gleichzeitig sich gegenseitig ergänzend in einem Punkt, nämlich dem Arbeitsluftspalt, wirksam werden.

Daher werden die Schutzrohrkontakte mit dreifacher Sicherheit geöffnet. Weil in allen Schaltstellungen ein geschlossener Magnetkreis vorhanden ist, der sehr wenig Streuflüsse nach außen abgibt, erübrigen sich zusätzliche Abschirmungen, und mehrere derartige Anordnungen können, ohne sich gegenseitig zu beeinflussen, dicht nebeneinander montiert werden. Erst dadurch ist es möglich, den Hauptvorteil der beschriebenen Anordnung voll auszunutzen, nämlich die Tatsache, daß zur Betätigung kein zusätzlicher Raum zum Schwenken oder Bewegen der Magnete oder entsprechender Ankoppel- oder Kurzschlußteile benötigt wird. Durch sinnvolle Zuordnung der Dauermagnete können ohne zusätzlichen mechanischen Betätigungsaufwand alle drei Maßnahmen erreicht werden.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine Prinzipdarstellung eines magnetischen Kreises ohne Kurzschlußbügel mit einem durch seitliche Verschiebung »einschaltbaren« Dauermagneten,

Fig. la eine Prinzipdarstellung eines magnetischen Kreises nach Fig. 1 mit einem Dauermagneten in Ruhestellung und den für diese Stellung charakteristischen Kraftlinienverlauf,

Fig. 2 eine Prinzipdarstellung eines magnetischen Kreises mit Kurzschluß des Dauermagneten in seiner Ruhestellung,

F i g. 2 a eine Anordnung nach F i g. 2, aus der der Kraftlinienverlauf bei einem in Ruhestellung kurzgeschlossenen Dauermagneten hervorgeht,

F i g. 3 einen magnetischen Kreis, bei dem der Dauermagnet drehbar gelagert ist,

Fig. 3a eine Anordnung eines magnetischen Kreises nach Fig. 3, bei der der Flußverlauf innerhalb eines magnetischen Kreises für diese Stellung des Dauermagneten symmetriert ist,

Fig. 4 eine konstruktiv unsymmetrische Anordnung eines magnetischen Kreises, bei dem der Flußverlauf durch eine dementsprechende Stellung des drehbar gelagerten Dauermagneten symmetriert ist,

3 4

Fig. 5 einen magnetischen Kreis mit einem dreh- In Fig. 5 ist eine Anordnung gezeigt, bei der aus

bar gelagerten Dauermagnet, bei dem Kurzschluß diesem Grunde ein Kurzschluß des Dauermagneten D

und Symmetrierung Li Ruhestellung des Dauer- und die Symmetrierung im oben beschriebenen Sinne

magneten zu gleicher Zeit erreicht wird, zur gleichen Zeit angewandt werden. Der Restfluß im

F i g. 6 einen magnetischen Kreis, bei dem der 5 Arbeitsluftspalt A ist bei dieser Anordnung sehr viel

drehbar gelagerte Dauermagnet durch ein weiteres kleiner, als dies in den Anordnungen nach Fig. 2

Flußleitstück ergänzt ist, allein durch Kurzschluß oder nach Fig. 3 bzw. 4

F i g. 7 eine Anordnung, bei der mehrere Dauer- allein durch Symmetrierung möglich ist. Der Kurzmagnete nut KurzscMuß und I^itbügel nach F i g. 6 schluß des um die Achse M drehbar gelagerten in einem magnetischen Kreis hintereinandergeschal- io Dauermagneten D erfolgt durch einen feststehenden tet sind, Kurzschlußbügel KS. Dieser Kurzschlußbügel KS bil-

Fig. 8 eine Anordnung, bei der zur Vermeidung det in der Ruhestellung I des Dauermagneten D

von Restflüssen eine Kompensation der Restflüsse zu einen starken magnetischen Nebenschluß. Der Kurz-

Hilfe genommen wird, schlußbügel KS und die Flußleitstücke kl und Jc2

Fig. 8a die Polarisierung eines scheibenförmig 15 sind in ihrer gegenseitigen Lage durch nichtmagneti-

ausgebildeten und drehbar gelagerten Dauermagneten, sehe Träger, die der Übersichtlichkeit halber in allen

Fig· 9 eine konstruktive Anordnung eines Logik- Figuren weggelassen sind, festgehalten.

Elementes im Schnitt, In Fig. 6 ist ein zusätzliches FlußleitstückL an

Fig. 9a eine Draufsicht auf die Anordnung der der Achse M ebenfalls drehbar befestigt, und zwar Dauermagnete bei einem Bauelement nach Fig. 9, 20 so, daß es senkrecht an dem Dauermagneten D be-

Fig. 10 ein Logik-Element nach Fig. 8 im festigt ist und mit diesem in dieser Stellung um die

Schnitt, Achse M drehbar ist. Die Wirkungsweise des zusätz-

Fig. 10a ein Bauelement nach Fig. 10 in Drauf- liehen Flußleitstückes L geht aus der weiteren Be-

sieht, aus der die Anordnung der Dauermagnete Schreibung der F i g. 7 hervor,

hervorgeht. 25 In Fig. 7 ist eine Anordnung im Prinzip gezeigt,

In F i g. 1 ist ein magnetischer Kreis K mit den bei der mehrere einzelne Dauermagnete mit Kurz-Flußleitstücken kl und kl und einem Arbeitsluft- schluß und Leitstücken nach Fig. 6 mit ihren Flußspalt A dargestellt. Ein Dauermagnet D ist in seiner leitstücken kl, k2, k3 und k4 zu einem größeren Ruhestellung I voll und in seiner Arbeitsstellung II magnetischen Kreis zusammengesetzt sind. Die eingestrichelt gezeichnet. In Stellung II ist der Dauer- 3° zelnen magnetischen Anordnungen nach F i g. 6 sind magnet D ausreichend an die Flußleitstücke k 1 und dabei in dem größeren magnetischen Kreis durch die k2 angekoppelt. In der Ruhestellung des Dauer- Anordnung der Flußleitstücke kl bis k4 in Reihe magneten D, d. h. in Stellung I, ist dieser jedoch nicht geschaltet. In dieser Anordnung wird auch die Aufrestlos entkoppelt, d. h., im Arbeitsluftspalt^ fließt gäbe der zusätzlichen FlußleitstückeL1, L2 und L3 ein gewisser Restfluß. Dieser Restfluß ist in F i g. 1 a 35 deutlich. Befindet sich z. B. der Dauermagnet D1 in durch Einzeichnung des Verlaufs der magnetischen Arbeitsstellung II und die Dauermagnete D 2 und D 3 Kraftlinien dargestellt. in Ruhestellung I, so wäre bei Weglassung der zusätzin Fig. 2 ist an das Flußleitstück kl ein Sehen- liehen Flußleitstücke L2 und L3 der magnetische kel KS angebracht, der die Aufgabe hat, den Dauer- Kreis nach F i g. 7 nicht genügend gut geschlossen, magneten D in seiner Ruhestellung I kurzzuschließen 40 d. h., die Ankopplung zwischen den Flußleitstücken und damit den Restfluß im Arbeitsluftspalt A zu ver- k 2 und k3 und den Flußleitstücken k 3 und k4 wäre kleinern. Der Verlauf der magnetischen Kraftlinien in magnetisch gesehen unzureichend bzw. unterbrochen, einer Anordnung nach F i g. 2 ist in F i g. 2 a darge- Die Symmetrierung, die in der Anordnung der mastellt. gnetischen Einzelkreise nach F i g. 6 durch die je-

Fig. 3 zeigt eine andere Möglichkeit, die Ruhe- 45 weilige Ruhestellung I der Dauermagnete D2 und lage I des Dauermagneten D so zu wählen, daß nur D 3 erfolgt, erfordert gleiche magnetische Leitwerte ein geringer Restfluß über den Arbeitsluftspalt A für D und L. Wie aus F i g. 7 zu ersehen ist, führt geht. Der Dauermagnet D wird in bezug auf den eine Anordnung mit mehreren magnetischen Elemen-Arbeitsluftspalt A symmetriert. Der Dauermagnet D ten nach F i g. 6 zu konstruktiv weitgehenden Forist, um dies zu erreichen, um eine Achse M drehbar 5° derungen. Man ist geneigt, Kompensationsmöglichangeordnet. Das Symmetrieren bezieht sich auf die keiten zu Hilfe zu nehmen (Kompensation zweier Ruhestellung I des Dauermagneten D, die gegenüber entgegengesetzt unvollständiger Symmetrierungen),
dem Arbeitsluftspalt A so gewählt werden muß, F i g. 8 zeigt eine Anordnung, in der solche Komdaß der näher an dem Arbeitsluftspalt A liegende pensationen möglich sind. Neben Kurzschluß und Magnetpol an die Flußleitstücke kl und k2 so ange- 55 Symmetrierung ist zur Vermeidung von Restflüssen koppelt ist, daß kein Restfluß über den Arbeitsluft- im Arbeitsluftspalt A als drittes Mittel die Kompenspalte fließt. Der Kraftlinienverlauf zu dieser An- sation zu Hilfe genommen. Der konstruktive Auf-Ordnung nach Fig. 3 ist in Fig. 3 a dargestellt. Zur wand zur Erreichung der Symmetrierung braucht in Erreichung der Arbeitsstellung II wird der Dauer- diesem Falle nicht so weit getrieben zu werden. Eine magnet D um seine Achse M um 90° gedreht. In die- 60 Kompensation wird z. B. erreicht, indem die Dauerser Stellung ist er an die Flußleitstücke &1 und k 2 magnete Dl und Ό 2 entgegengesetzte Lage ihrer gut angekoppelt. Pole in Stellung I aufweisen. Da die Dauermagnete

Wie aus Fig. 4 hervorgeht, braucht die Anord- Dl und D2 axial symmetrisch angeordnet sind, komnung selbst zur Erreichnung der Symmetrierung nicht pensieren sich ihre Restflüsse über den Arbeitsluftsymmetrisch aufgebaut zu sein. Es ist jedoch schwie- 65 spalte. Dasselbe gilt für die DauermagneteD3 und rig, die Ruhestellung I des Dauermagneten D so D 4. Durch die Wahl der Lage der Dauermagnete in genau in die Nähe dieses Abgleichs zu bringen, daß F i g. 8 können die sich gegenseitig kompensierenden der Restfiuß im Arbeitsluftspalt A klein genug bleibt. Dauermagnete auch die Dauermagnete D1 und D 4

oder D 2 und D 3 sein. In dieser Anordnung sind die Ausgangslagen der Dauermagnete so gewählt, daß beide Möglichkeiten zur Erklärung herangezogen werden können. Der gestrichelt eingezeichnete Flußverlauf zeigt jedoch nur die Kompensation zwischen den Dauermagneten D 3 und D 4, für den Fall, daß der Winkel α etwas zu groß für die Symmetrierung ist. Der Arbeitsluftspalt y4 muß auch bei dieser Anordnung nicht symmetrisch liegen. Die vorhandene Unsymmetrie im konstruktiven Aufbau des Magnetkreises kann gewissermaßen durch eine Unsymmetrie in der Ruhelage der Dauermagnete ausgeglichen werden. An den Dauermagneten D1 bis D 4 sind Kurzschlußbügel KSl bis KS 4 angeordnet. Die Polarisierung der scheibenförmigen DauermagneteDl bis D4 geht aus der Fig. 8a hervor.

Die bisher beschriebenen Möglichkeiten sind von Bedeutung z. B. bei der Konstruktion von Logik-Elementen. Dauermagnete sind dabei z. B. an einen oder mehreren eng benachbarten Schutzrohrankerkontakten angeordnet.

In Fig. 9, 9a, 10 und 10a sind solche Logik-Elemente im Prinzip aufgezeigt. Damit beim Aufbau eines solchen Logik-Elementes keine teure Justierarbeit erforderlich ist, kann man Kurzschlußbügel, Symmetrierung und Kompensation möglichst gleichzeitig anwenden, um die Summe zufällig gleichsinniger Restflüsse unter einem kritischen Wert zu halten.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Magnetische Anordnung mit drehbaren Dauermagneten zur Betätigung von Schutzrohrankerkontakten, an deren Arbeitsluftspalt der magnetische Fluß der Dauermagnete durch Flußleitstücke herangeführt wird, gekennzeichnet durch die gleichzeitige Anwendung der folgenden drei Maßnahmen zum öffnen der Schutzrohrankerkontakte, von denen jede für sich schon in der Lage ist, nahezu den gesamten Nutzfluß über den Arbeitsluftspalt zu beseitigen:

   a) Symmetrieren der Flüsse durch Drehung der Dauermagnete um 90°,

   b) Kurzschließen der Dauermagnete durch Kurzschlußbügel,

   c) Kompensieren der Flüsse durch paarweise Zuordnung der Dauermagnete.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen