DE1069191B - Kontaktlose Schalteinrichtung mit eiber saettigbaren Eisenkerndrossel - Google Patents
Kontaktlose Schalteinrichtung mit eiber saettigbaren EisenkerndrosselInfo
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- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
- H03K17/945—Proximity switches
- H03K17/95—Proximity switches using a magnetic detector
- H03K17/952—Proximity switches using a magnetic detector using inductive coils
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- H03K17/945—Proximity switches
- H03K17/95—Proximity switches using a magnetic detector
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Description
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen einfachen, robusten und vielseitig anwendbaren Schalter
auf der Grundlage sättigbarer Drosseln zu schaffen, dessen Teile keiner mechanischen Abnutzung bzw.
Lichtbogenbildung unterworfen sind. Hierzu wird gemäß der Erfindung an einer sättigbaren Eisendrossel
ein Permanentmagnet angeordnet, der den Drosselkern sättigt, so daß sie dem Stromfluß praktisch keinen
Widerstand entgegensetzt. Beim Schaltvorgang wird ein Schlußstück aus magnetischem Material in eine
Lage gebracht, in der es im wesentlichen den Fluß des Permanentmagneten aufnimmt und damit den Drosselkern
entsättigt. Die Drossel wirkt dann als hohe Impedanz.
Zur näheren Erläuterung der Erfindung sei im folgenden
ein Ausführungsbeispiel beschrieben, das in der Zeichnung schematisch dargestellt ist. Die
Fig. 1 bis 3 zeigen teilgeschnittene Ansichten einer Schalteinrichtung nach der Erfindung, die
Fig. 4 eine Möglichkeit der Einschaltung in einen Verbraucherkreis.
Gemäß der Zeichnung enthält die Schalteinrichtung eine Drossel 11, eine JVTagnetanordnung 12 und ein
Schlußstück 13. Die Drossel 11 besteht aus einem hohlen rechteckigen Kern 14, auf dessen beide Sehenkel
Wicklungen 15 aufgebracht sind. Der Kern 14 ist vorteilhaft aus Blechen geschichtet. Die Spulen sind
in Reihe geschaltet und an Kontakte 16 geführt, an die die Stromzuführung angeschlossen wird. Die gesamte
Drossel ist in Isoliermaterial 17 eingebettet, das zur Montage mit Bohrungen 18 und 19 versehen ist.
Die Magnetanordnung 12 enthält einen metallischen Permanentmagneten 21, der aus einer Aluminium-Nickel-Kobalt-Eisen-Legierung
bestehen kann, und zwei keramische Magneten 22. Die keramischen Magneten
können aus einer Oxydmischverbindung der chemischen Formel Ba O6 Fe2 O3 bestehen. Wie aus
Fig. 2 ersichtlich, sind sie so angeordnet, daß die magnetomotorischen Kräfte der Magneten sich summieren.
Die Magnetanordnung 12 ist an einer Seite der Drossel 11 befestigt. Sie kann in ein Gehäuse 23 eingelegt
sein, das vorteilhaft aus einem unmagnetischen Material, beispielsweise rostfreiem Stahl, besteht. Ein
Teil dieses Gehäuses· kann in das Isoliermaterial eingebettet
"sein, wie insbesondere aus Fig. 3 ersichtlich.
Das Schlußstück 13 besteht aus einem möglichst hysteresefreien Material, wie beispielsweise weichem
Eisen. Es kann an einem beweglichen Maschinenoder Anlageteil befestigt sein, während die Drossel
und Magnetanordnung vorteilhaft ortsfest ausgebildet ist. Da das Schlußstück aus hysteresefreiem Material
besteht, wirkt es nicht als Magnet, so daß es keine Metallspäne an einer Bearbeitungsmaschine anziehen
Kontaktlose Schalteinrichtung
mit einer sättigbaren Eisenkerndrossel
mit einer sättigbaren Eisenkerndrossel
Anmelder:
Westinghouse Electric Corporation,
East Pittsburgh, Pa. (V. St. A.)
East Pittsburgh, Pa. (V. St. A.)
Vertreter: Dr.-Ing. P. Ohrt, Patentanwalt,
Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50
Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 18. Juli 1957
V. St. v. Amerika vom 18. Juli 1957
Lawrence Pierce, Buffalo, N. Y.,
und Marshall P. White,
Cheektowaga, Buffalo, N. Y. (V. St. Α.),
sind als Erfinder genannt worden
kann. Da die Drossel und die Magnetanordnung völlig gegen außen abgeschlossen sind, ist sie gegen Verunreinigung
durch Öl und Fremdkörper geschützt.
Bei Abwesenheit des Schlußstückes 13 erzeugt der Permanentmagnet einen beträchtlichen Fluß Φ 1, der
den Drosselkern 14 sättigt. In diesem Fall hat die Drossel eine geringe Impedanz, so daß der Verbraucher
praktisch die gesamte Netzspannung erhält. Der Verbraucher kann insbesondere eine Steuereinrichtung
mit logischen Elementen, beispielsweise auf magnetischer Grundlage, sein. Im Einschaltzustand
ist der Streufluß Φ 2 relativ klein.
Wird dagegen das Schlußstück an den Permanentmagneten herangebracht, wie in den Fig. 2 und 3 dargestellt,
fällt der Fluß Φ1 im Drosselkern 14 auf einen relativ kleinen Wert, während der Streufluß Φ 2 stark
ansteigt. Dieser Anstieg des Streuflusses hat seine Ursache in dem geringen magnetischen Widerstand,
der durch das Schlußstück 13 dem Fluß des Permanentmagneten entgegengesetzt wird, und in der magnetomotorischen
Kraft der keramischen Magnete. Diese zusätzliche magnetomotorische Kraft treibt den
Fluß Φ 2 über den Luftspalt zwischen dem Schlußstück 13 und dem Permanentmagneten 21. Der große
Fluß Φ 2 tritt durch den Magneten 21 und sättigt ihn fast völlig, so daß praktisch die gesamte magnetomotorische
Kraft des Permanentmagneten absorbiert wird. Die eine Seite des Permanentmagneten kann an
beiden Enden abgeschrägt sein, um diese Sättigung
. . . .. 909 649/280
zu erhöhen. Dies ist in Fig. 2 bei 24 veranschaulicht. Es ist dann nur eine kleine magnetomotorische Kraft
verfügbar, um den Fluß Φ1 über den verhältnismäßig
großen Luftspalt zum Drosselkern 14 zu treiben, so daß dieser Fluß klein ist. Die Drossel ist dann ungesättigt
und hat eine hohe Impedanz, so daß nur geringer Strom zum Verbraucher fließen kann. Dieser
geringe Ausgangsstrom genügt nicht zur Betätigung eines logischen Elementes.
Wird das Schlußstück 13 wieder entfernt, so fällt der Streufluß Φ 2, während der Fluß Φ1 steigt. Da
die beiden keramischen Magneten 22 eine Permeabilität nahe 1 haben, beeinflussen sie den Streufluß Φ2
nicht. Der Drosselkern 14 wird wieder gesättigt, und es entsteht eine große Ausgangsspannung, die zur Betätigung
eines logischen Elementes genügt.
Einen typischen Schaltkreis, in dem der Erfindungsgegenstand anwendbar ist, zeigt Fig. 4. Die beiden
Wicklungen 15 der Drossel 14 sind in Reihe geschaltet und liegen mit einem Widerstand R2 in Reihe mit dem
Verbraucher 25. Zwischen die mittlere und untere Eingangsklemme wird die Netzwechselspannung angelegt.
Parallel zum Verbraucher 25 liegt ein Ventil D1 mit
hohem Widerstand in Sperrichtung. Ein ähnliches Ventil D2 ist parallel zum Widerstand R2 gelegt. Ein
Widerstand R1, dessen eine Klemme mit einer negativen
Gleichspannung verbunden ist, bildet einen Stromweg für den Magnetisierungsstrom der Drossel,
so daß dieser vom Verbraucherkreis ferngehalten wird. Wenn das Schlußstück 13 entfernt wird, ist der
Drosselkern 14 gesättigt. In diesem Fall wird nur ein geringer Teil der Netzspannung von der Drossel aufgenommen.
Der Verbraucher erhält Halbwellenstrom. In der einen Halbwelle fließt Strom über die Drossel
15., den Gleichrichter D2 und den Verbraucher 25 zur
Leitung 26. In der anderen Halbwelle fließt Strom von der Leitung 26 über das Ventil D1, den Widerstandswert
R2 und die Drossel 15.
Wird das Schlußstück an die Schalteinrichtung herangebracht, so wird die Drossel entsättigt und
nimmt praktisch die gesamte Netzspannung auf.
Dank des Ventils D2 fließt der Laststrom nicht
durch den Widerstand R2, so daß nur geringe Verluste
im Verbraucherkreis entstehen. Dagegen dient der Widerstand R2 dazu, den Rückmagnetisierungsstrom
in der anderen Halbwelle möglichst klein und damit die Drossel gesättigt zu halten. Zu diesem
Zweck kann der Widerstand R2 sehr hochohmig bemessen
sein.
Wie sich aus vorstehendem ergibt, ist die Schalteinrichtung nach der Erfindung insbesondere zur Zusammenarbeit
mit kontaktlosen logischen Elementen geeignet. Sie hat keine beweglichen Teile, die irgendeiner
mechanischen Abnutzung ausgesetzt wären, und einen einfachen und kleinen Aufbau. Die Lebensdauer
ist praktisch unbegrenzt. Die Schalteinrichtung kann vor allem als Endschalter und Stellungsmelder für
Werkzeugmaschinensteuerungen und ähnliche Steueraufgaben verwendet werden.
Ein weiterer Vorteil des Erfindungsgegenstandes ist seine hohe Betriebssicherheit. Wenn durch eine
Störung oder Beschädigung in der Anlage eine elektrische Verbindung unterbrochen wird, entsteht keine
Spannung am Verbraucher bzw. an den logischen Elementen der Steuereinrichtung, so daß die gesteuerten
Maschinen angehalten werden.
Für die spezielle Ausbildung des Erfindungsgegenstandes gibt es neben der in der Zeichnung dargestellten
noch verschiedene andere Möglichkeiten. Beispielsweise ist statt des stabförmigen Permanentmagneten
auch ein hufeisenförmiger verwendbar, und die Drossel kann auch andere Bauform aufweisen.
Wesentlich ist dabei nur, daß der Fluß des Permanentmagneten für die Sättigung des Drosselkernes sorgt,
bei Anwesenheit eines Schlußstückes jedoch vom Drosselkern abgelenkt wird. In manchen Fällen kann
man ein besonderes Schlußstück erübrigen, wenn der bewegliche Teil selbst aus geeignetem Material besteht.
Claims (9)
1. Kontaktlose Schalteinrichtung mit einer sättigbaren Eisenkerndrossel, gekennzeichnet durch
einen an der Drossel angeordneten Permanentmagneten, der den Drosselkern sättigt, und durch
ein Schlußstück aus magnetischem Material, das beim Schaltvorgang in eine Lage gebracht wird,
in der es im wesentlichen den magnetischen Fluß des Permanentmagneten aufnimmt und damit den
Drosselkern entsättigt.
2. Kontaktlose Schalteinrichtung nach Anspruch 1, insbesondere als Endschalter, dadurch
gekennzeichnet, daß das Schlußstück an einem Maschinen- oder Anlagenteil befestigt ist.
3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselkern
rechteckig mit zwei Schenkeln ausgebildet ist und dies Schenkel je eine Wicklung tragen, die in Reihe
geschaltet sind.
4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel in Isoliermaterial
eingebettet ist.
5. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß der Permanentmagnet in ein unmagnetisches, an die Drossel angebautes
Gehäuse eingelegt ist.
6. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Permanentmagnet
stabförmig ist.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die der Drossel zugewandte
Seite des Permanentmagneten an beiden Enden abgeschrägt ist.
8. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an den Enden des·
Permanentmagneten auf der der Drossel abgewandten Seite keramische Magneten angeordnet
sind, die den Flußübergang auf das Schlußstück erleichtern.
9. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie zur Steuerung
von kontaktlosen logischen Elementen dient.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1958W0023699 DE1069191B (de) | 1958-07-15 | 1958-07-15 | Kontaktlose Schalteinrichtung mit eiber saettigbaren Eisenkerndrossel |
JP2024558A JPS353464B1 (de) | 1958-07-15 | 1958-07-18 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1958W0023699 DE1069191B (de) | 1958-07-15 | 1958-07-15 | Kontaktlose Schalteinrichtung mit eiber saettigbaren Eisenkerndrossel |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1069191B true DE1069191B (de) | 1959-11-19 |
Family
ID=594381
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1958W0023699 Pending DE1069191B (de) | 1958-07-15 | 1958-07-15 | Kontaktlose Schalteinrichtung mit eiber saettigbaren Eisenkerndrossel |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS353464B1 (de) |
DE (1) | DE1069191B (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1119912B (de) * | 1959-02-13 | 1961-12-21 | Brookhirst Switchgear Ltd | Durch mechanische Bewegung ausloesbarer kontaktloser Schaltkreis |
DE1287125B (de) * | 1967-05-26 | 1969-01-16 | Bosch Gmbh Robert | Anordnung zum Betaetigen eines elektronischen Naeherungsschalters |
DE3008560A1 (de) * | 1980-03-06 | 1981-09-10 | Fa. Dr. Eugen Dürrwächter DODUCO, 7530 Pforzheim | Schaltungsanordnung zum zuenden von thyrisatoren und triacs |
-
1958
- 1958-07-15 DE DE1958W0023699 patent/DE1069191B/de active Pending
- 1958-07-18 JP JP2024558A patent/JPS353464B1/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1119912B (de) * | 1959-02-13 | 1961-12-21 | Brookhirst Switchgear Ltd | Durch mechanische Bewegung ausloesbarer kontaktloser Schaltkreis |
DE1287125B (de) * | 1967-05-26 | 1969-01-16 | Bosch Gmbh Robert | Anordnung zum Betaetigen eines elektronischen Naeherungsschalters |
DE3008560A1 (de) * | 1980-03-06 | 1981-09-10 | Fa. Dr. Eugen Dürrwächter DODUCO, 7530 Pforzheim | Schaltungsanordnung zum zuenden von thyrisatoren und triacs |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS353464B1 (de) | 1960-04-12 |
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