DE2043042B2 - Magnetfeldbetaetigter bistabiler elektrischer schalter - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen magnetfeldbetäüglen bistabilen elektrischen Schalter mit Dauermagnet, der um eine Mittelachse schwenkbar gelagert und durch zwei aus der Mittelebene versetzte Weicheisenpole in jeweils einer der stabilen Siellungen gehalten ist, wobei ein Stell-Dauermagnet etwa senkrecht zum Schalt-Dauermagneten an dessen einem Pol vorbeiführbar und der bewegliche Kontakt mit einem Weicheisenanker verbunden ist.

Derartige bislabile elektrische Schalter haben den Vorteil, daß man den Schaltmechanismus völlig cinoekapselt anordnen und mit Hilfe des Stell-Datiermagneten von außen, also ohne mechanische Verbindung, betätigen kann.

Bei einem bekannten Schaker dieser Art (schweizer Patentschrift 384 675) sind dem einen Pol des Schalt-Dauermagneien zwei Weicheisenpole zugeordnet, die an einem schwenkbaren Weicheisenanker angebiacht sind. Der Weicheisenanker ist um eine Symmetrieachse schwenkbar und trägt den beweglichen Koniakt. Der Stell-Dauermagnet ist derart an dem einer. Pol des Schalt-Dauermagneten vorbeiführbar, daß er gleichzeitig auf beide Pole des Schalt-Dauermagr.eten einwirkt.

Hierbei treten jedoch Schwierigkeiten auf. Will man einen ausreichend starken Kontaktdruck, so muß man den Weicheisenpol dicht an den Pol des Schalt-Dauermagneten heranschwenken lassen.

Dann aber besteht die Gefahr, daß der Stell-Dauermagnet nicht mehr genügend Kraft ausüben kann, um den Schalt-Dauermagneten in die andere stabile Stellung umzustellen. Wählt man umgekehrt einen solchen Abstand zwischen Weicheisenpol und Pol des Seiiaii-Dau^rmagneten, daß dieser durch den Stell-Dauermagneten" unter allen Umständen umgestellt werden kann, sind die im Kontaktsystem auftretenden Kräfte begrenzt.

Bei einer weiteren Ausführungsform dieses bekannten Schalters ist an dem schwenkbaren Schalt-Dauermagneten der eine Kontakt, der über den Schalt-Dauermagneten mit einer flexiblen Zuleitung verbunden ist, und an einer Blattfeder der Gegenkontakt befestigt. Ferner sind dem einen Pol des Schalt-Dauermagneten ebenfalls zwei aus einer Mittelebene versetzte Weicheisenpole zugeordnet, die jedoch fest angebracht sind. Bei einer Schwenkbewegung des Schalt-Dauermagneten nähert sich dieser eine Pol jeweils einem der Weicheisenpole, so daß die Anziehungskraft der beiden sich nähernden Pole um so größer wird, je geringer ihr Abstand wird. Hierbei tritt die gleiche, vorstehend erläuterte Gefahr wie bei der zuerst geschilderten bekannten Ausführungsform auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen bistabilen elektrischen Schalter der eingangs beschriebenen Art anzugeben, bei dem einerseits eine leichte Verstellbarkeit des Schalt-Dauermagneten sichergestellt ist, andererseits aber im Kontaktsystem größere Kräfte auftreten können.

Diese Aufgabe wird erfind ungsgemäß dadurch gelöst, daß die Weicheisenpole an festen Polschuhen ausgebildet, je einem Pol des Schalt-Dauermagneten zugeordnet und nach der gleichen Seite aus der Mittelebene versetzt sind, daß der bewegliche Kontakt von einer Öffnungsfeder belastet ist und daß der Weicheisenanker mit dem einen Polschuh einen Luftspalt veränderlicher Größe bildet, über den in der der Schließstellung zugeordneten Stellung des Schalt-Dauermagneten ein wesentlicher Teil des vom Weicheisenpol aufgenommenen Magnetflusses geht.

Bei dieser Konstruktion sind durch die feststehenden Weicheisenpole definierte Verhältnisse geschaffen, die es erlauben, den Schalt-Dauermagneten mit geringen Kräften von außen zu verstellen. Die Schließkraft im Kontaktsystem dagegen hängt vom Luftspalt zwischen dem Weicheisenanker und dem einen Polschuh ab. Da dieser Luftspalt zu Null werden kann, ergeben sich allein mit den im System vorherrschenden Magnetkräften sehr hohe Schließkräfte. Die Kraft der

Öffnungsfeder kann in einem großen Bereich frei eine Stange 3 mit einem Schwimmer 4 verbunden und gewählt werden. Wenn sie nur dem Offenhalten die- wird durch das Niveau einer Flüssigkeit a in λκ.ιι nen soll, kann sie sehr schwach ausgebildet sein, tung der Pfeile 6 auf und ab bewegt. ._V(:ri__{Vp1 7}

wenn sie das Öffnen unterstützen cder als Schließ- Das Arbeitssystem ist von einem KeramuöocKe /

feder für einen Gegenkontakt dienen soll, kann sie : und einer Glashülle 8 eingeschlossen Am aoasei / innerhalb des durch die magnetische Schließicraft sitzt em Träger 9 fik emen festen Kontakt luuna em vorgegebenen Bereichs stärker ausgebildet sein. Traggesteil 11, an dem über eine Bronzereoer**>™-

Zweckmäßigerweise haben die Polschuhe ausge- in Öffnungsrichtung vorgespannt ist, ein wintern« prägte Pole und einen etwas über die Mittelebene miger Weicheisenanker 13 mit einem oewe uuilu rasende* Fortsatz. Auf diese Weise wird ein großer io Kontakt 14 angebracht ist. Das Iraggesteu xi *e ι Teil des magnetischen Flusses über den Polschuh ferner einen Bügel 15 auf, in ^wel^ctien2 ^em J^₁T ';_ geleitet. Dauermagnet 16 um seine Mittelachse 17 schwenkbar

Besonders zweckmäßig ist es, wenn der Luftspalt gelagert ist. An einem weiteren Bügel i» lsi ein aus zwischen dem einen Polschuh und dem Weicheisen- Weicheisen bestehender Polschuh 1* nut einem dubanker auf der dem Pol gegenüberliegenden Seite der ₁₅ geprägten Pol 20 befestigt Ein ^^tef Jf "^i" ^ Mittelebene liegt. Auf diese Weise ist unabhängig von einen Weicheisen-Polschuh 22 mit einem ausgeprägte!, allen anderen konstruktiven Gegebenheiten sicher- Pol 23. Die beiden Pole 20 und 23 sind gegenüber dei gestellt, daß der Magnetfluß zum Teil über den Mittelebene 24 nach der gleichen Seite versetzt uic Weicheisenanker, zum Teil über den Polschuh fließt. Polschuhe erstrecken sich vomι IOl ws «w* uuu Hierdurch entfällt nicht nur die magnetische Anzie- 20 diese Mittelebene 24. Ein Steg 25 am lraggebicu 1 hungskraft zwischen den beiden Teilen, sondern es dient als Anschlag für den Schalt-Dauermagneten 10 entsteht sogar eine Abbtoßungskraft, die die Öffnungs- in seinen beiden Schaltstellungen, kraft verstärkt und der Anker 13 bilden auf der dem Pol 20 gegen-

Bei einer besonders einfachen Ausführungsform überliegenden Seite der Mittelebene einen parallel zu ist die Öffnungsfeder eine den beweglichen Kontakt 25 dieser Mittelebene verlaufenden Luftspalt ^o um 1 tragende Blattfeder, so daß Kontaktträger und Kon- F i c 2 gleich Null ist und in F1 g. 3 seinen Grobtwert taktfeder durch ein Bauelement gebildet werden. einnimmt. Kontakte

Sehr günstig ist es hierbei, wenn der Schalt-Dauer- In Fig. 2, also in der Schließstellung der Kontakte

magnet beim Verlagern in die der Öffnungsstellung 10, 14, hat der Dauer-Schaltmagnet 16 die jerandes Schalters zugeordnete Stellung gegen die Blatt- 30 schaulichte Stellung. Der großu^ Teil der vonoe. feder anschlägt. Auf diese Weise ergibt sich im Stirnfläche des Südpols S aus gehenden Magnethnien Kontaktsystem eine weitere Öffnungskraft. Im Ex- sammelt sich am Pol 20 und !???"^Γηΐβη Sn tremfall kann also diese Stoßkraft, die Öffnungskraft 26 bis zum Anker 13 geführt. Die Magnethnientreten der Feder und die Abstoßungskraft zwischen Anker aus dem Anker aus und verlaufen durch d« LuIt zu- und Polschuh wirksam sein, so daß sich selbst ver- 35 Stirnfläche des Nordpols;N J^ff^Jg⁸^! schweißte Kontakte öffnen lassen. zwischen Polschuh 19 "^ Anker .13, eme,starke

Für die konstruktive Ausgestaltung empfiehlt es ziehungskraft, ^die ^e Kontakte 10, M trotz der sich, daß der Weicheisenanker durch einen Winkel nungskraft der Feder 12 g^^J gebildet ist, dessen einer Schenkel mit seinem freien übrigen Bauteile das magnetische System nich: b Ende den Luftspalt bildet und dessen anderer Sehen- 40 flüssen, können die Kontakte 10, 14 aus SUterseuj kel an der Blattfeder angebracht ist und den beweg- der Träger 9 und das Traggestell 11 aus Messing und liehen Kontakt trägt. Es genügt dann ein Befestigungs- die Feder 12 aus Bronze. beweet

mittel, um Kontakt und Winkel an der Blattfeder an- Wird nun der Stell-Dauermagne ^2naJ°^b^^^efi

zubringen. Außerdem ist der Kontakt durch den so wird der Südpol 5 des ^S^alt-Dauerrnagneten Winkel verstärkt 45 angezogen. Er schnappt in die Stellung der Fig.

Um ein besonders genaues Arbeiten zu erzielen, um" unä wird dort, auch bei einer W«^^ag kann die Schwenkbewegung des Schalt-Dauermagne- des Magneten 2, stabil ^^'jjg ten durch einen Anschlag begrenzt sein. Damit er- prägte Pol 23 in Verbindung mit den Magneto aften geben sich genau definierte stabile Stellungen und den Magneten 16 in ^{der verans},^chaul\^ch,^te^^^g _b ^e _<;t ^hd*_e daher auch genau definierte Kräfte im Schalter. ₅o Bei der Öffnungsbewegung ändern,sich zunach de

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in magnetischen Verhältnisse am Luftspalt 26 weil ein

SheSSutrES ^

Fig TeSiSSSüsche Darstellung des erfin- ausgeht, über den Po>«^

dungslemäßen Schalters in Verbindung mit einem ₅₅ über den Anker 13 veriauft. ^^

Schwimmer nur die Anziehungskraft zwischen den beiden

Fig. 2 einen horizontalen Längsschnitt durch den eisenteilen auf, sondern es entstellt. sog ar eine A&-

Schalter bei geschlossenen Kontakten und stoßungskraft. Die vorgespannte Feder^12 ^bt einen

äi^{1 Dll d Fi2 b r} ÄÄÄÄ

näi ₆o S^ÄÄÄÄ

Der Schalter besteht aus einem Arbeitssystem i gegen die Feder 12, so daß selbst bei verschweißtem und einem Stell-Dauermagneten 2. Letzterer ist über Kontakt ein Öffnen erfolgt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Bistabiler elektrischer Schalter mit Dauermagnet, der um eine Mittelachse schwenkbar gelagert und durch zwei aus der Mittelebene versetzte Weicheisenpole in jeweils einer der stabilen Stellungen gehalten ist, wobei ein Stell-Dauermagnet etwa senkrecht zum Schalt-Dauermagneten an dessen einem Pol vorbeiführbar und der be- ίο wegliche Kontakt mit einem Weicheisenanker verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Weicheisenpole (20, 23) an festen Polschuhen (19, 22) ausgebildet, je einem Pol (S, N) des Schalt-Dauermagneten (16) zugeordnet und nach der gleichen Seite aus der Mitte5ebene (24) versetzt sind, daß der bewegliche Kontakt (14) von einer Öfllnungsfeder (12) belastet ist und daß der Weicheisenanker (13) mit dem einen Polschuh (19) einen Luftspalt (26) veränderlicher Größe bildet, über den in der der Schließstellung zugeordneten Stellung des Schalt-Dauermagneten ein wesentlicher Teil des vom Weicheisenpol aufgenommenen Magnetflusses geht.

2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polschuhe (19, 22) ausgeprägte Pole (20, 23) und einen etwas über die Mittelebene (24) ragenden Fortsatz haben.

3. Schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftspalt (26) zwischen dem einen Polschuh (19) und dem Weicheisenanker (13) auf der dem Pol (20) gegenüberliegenden Seite der Mittelebene (24) liegt.

4. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungsfeder (12) eine den beweglichen Kontakt (14) tragende Blattfeder ist.

5. Schalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalt-Dauermagnet (16) beim Verlagern in die der Öffnungsstellung des Schalters zugeordnete Stellung gegen die Blattfeder (12) schlägt.

ό. Schalter nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Weicheisenanker (13) durch einen Winkel gebildet ist, dessen einer Schenkel mit seinem freien Ende den Luftspalt (26) bildet und dessen anderer Schenkel an der Blattfeder (12) angebracht ist und den beweglichen Kontakt (14) trägt.

7. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkbewegung des Schalt-Dauermagneten (16) durch einen Anschlag (25) begrenzt ist.