DE2546089B2 - Indikator - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Indikator zum Anzeigen von »Gut«- und »Falschw-Zuständen mit einem von einer Erregerspule umgebenen Kern aus magnetisch leitendem Material, der fest angeordnet ist, und einem in Richtung der Längsachse des Kernes verschiebbaren Anker, der mit einem Anzeigeorgan gekoppelt ist, welcher Anker in einer Ncutralsicllung des Anzeigeorgans unter magnetischer Anziehung am Kern anliegt und sich bei der Erregung der Spule in eine Anzeigestellung bewegt, in der der Anker sofort nach dem Abfallen der Spulenerregung gehalten wird.

Bei einem bekannten Indikator der eingangs erwähnten Art (aus der USA-Patentschrift 37 83 423) arbeitet der unter Federwirkung stehende Anker mit einem verhältnismäßig komplizierten Hallcmechanismus zusammen.

Derartige Indikatoren werden z. B. in Tastenfeldern bei Prozeß- und Kontrollanlagen zur Überprüfung von Funktionen verwendet.

Die Erfindung bezweckt, einen Indikator mit einem einfachen Haltemechanismus zu schaffen, der möglichst wenige Einzelteile benötigt und bei dem die Verwendung von Federn vermieden wird.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Anker aus einem in seiner Bewegungsrichtung polarisierten Dauermagneten besteht, der in der Anzeigestellung von zwei in einer Richtung quer zur Bewegungsrichtung des Ankers verschiebbaren Haltemagneten gehalten wird, wobei die Hallemagnete symmetrisch in bezug auf den Kern angeordnet sind und die Polarisationsrichtung der beiden Haltemagnete senkrecht auf der Polarisationsrichtung des Ankers sieht.

Dabei sind unter »Gut«- und »Falschw-Zuständen richtige bzw. fehlerhafte Funktionen der überwachten Kreise zu verstehen. Bei einem »Gut«-Zustand bleibt der Indikator in seiner Neutralstellung, während er bei »Falsch«-Zuständen hervortritt und sich somit in seiner Anzeigestellung befindet.

Fig. I zeigt einen schematischen Teilschnitt durch einen erfindungsgemäßen Indikator in der Neutralstellung, also bei einem »Gut«-Zustand des überwachten Kreises.
F i g. 2 zeigt den Indikator nach F i g. I in der

ίο Anzeigestellung, also bei einem »Falsch«-Zustand.

F i g. 3a, 3b und 3c stellen vier Anwendungsmöglichkeiten für einen erfindungsgemäßen Indikator dar.

F i g. 4a und 4b zeigt eine Draufsicht auf bzw. einen Längsschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Indikators.

Fig.5 stellt einen Längsschnitt eines erfindungsgemäßen Indikators dar, in den ein Schalter aufgenommen ist.

Fig.6 zeigt eine Seitenansicht des in Fig. 5

2Q dargestellten Indikators.

Der in Fig. 1 veranschaulichte Indikator nach der Erfindung enthält ein Gehäuse 10 mit einem darin fest angeordneten Kern 14. Rings um den Kern 14 befindet sich eine Erregerspule 15. In der in Fig, I dargestellten Neutralstellung des Indikators liegt ein aus einem Dauermagneten b.-stehender Anker 13 unter magnetischer Anziehung an dem Kern 14 an. Auf dem Anker 13 ist ein Anzeigeorgan 12 befestigt. Das Gebilde aus Anzeigeorgan 12 und Anker 13 ist in Richtung auf die Längsachse des Kerns 14 bewegbar. Der Anker 13 ist in der Bewegungsrichtung polarisiert, wobei sich der magnetische Nordpol an der Unterseite befindet. Das Gehäuse 10 ist mit symmetrisch in bezug auf den Kern 14 und den Anker 13 liegenden Ausnehmungen 16

J5 versehen (nur eine Ausnehmung ist mit einer Bezugsziffer versehen), die je als Führung für einen verschiebbaren Haltemagneten Il dienen. Die Haltemagnete M sind in einer Richtung quer zur Bewegungsrichtung des Ankers 13 polarisiert. Die magnetischen Südpolc der Magnete H befinden sich einander gegenüber an der dem Anker 13 zugewandten Seite. Der Kern 14 besteht aus Weicheisen. Das Gehäuse 10 ist aus magnetisch nicht leitendem Material hergestellt.

Es wird davon ausgegangen, daß der Indikator in einem sogenannten fehlerfreien Zustand die in (·' i g. I dargestellte Ncutralsicllung einnimmt, während die in F i g. 2 veranschaulichte Anzeigestclliing dem sogenannten Falschzustand entspricht. Bei Nichivorhandenscin einer Spulenerregung — was dem fehlerfreien

Zustand nach der Begriffsbestimmung entspricht — liegt das Gebilde aus Anker 13 und des Anzeigeorgan 12 am Kern 14 an.

Die sogenannte Südpoloberflächc des Ankers 13 fällt ungefähr mit der Linie zusammen, die die Mittelpunkte der zwei Haltcmagnetc 11 miteinander verbindet. Diese beiden Magnete werden nach den Enden der Ausnehmungen 16 im Gehäuse 10 hin magnetisch abgestoßen. Die Außenfläche des Anzeigeorgans 12 liegt mit der Oberfläche des Gehäuses 10 nahezu gleich. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Außenfläche des Anzeigeorgangs 12 und die Oberfläche des Gehäuses gleichfarbig, während die Seitenteile des Anzeigeorgans 12 farbverschieden sind, so daß dies deutlich sichtbar ist. wenn das Anzeigeorgan 12 während des noch zu beschreibenden Falschzustandes, d. h. in der Anzeige-Stellung, aus dem Gehäuse 10 herausragt.

Fig. 2 zeigt den Indikator in der Falsch- oder Anzeigestellung. Diese Stellung wird dann eingenom-

men, wenn ein Spannungsimpuls ausreichender Höhe und mit der richtigen Polarität an die Spule 15 gelegt worden ist. Die Polarität bei der in den Fig. I und 2 dargestellten Ausführungsfoirm ist derart gewählt, daß an der Oberseite des Kernes 14 ein magnetischer Nordpol induziert wird. Dieser magnetische Nordpol bewirkt eine abstoßende Kraft zwischen dem Kern 14 und dem Anker 13, die den Anker in die in F i g. 2 angegebene Lage versetzt. Für die Dauer der ersten Hälfte der Verschiebung des Ankers 13 bleiben die Haliemagnete 11 weiterhin in der in Fig. 1 dargestellten Lage. Am Anfang der zweiten Hälfte der Verschiebung des Ankers 13 entsteht eine anziehende Kraft zwischen dem Anker 113 und den Haltemagneten 11. Diese magnetische Anziehungskraft steigt dabei auf einen derartigen Wert an, daß sich die Haltemagnete 11 in Richtung des Ankers 13 verschieben. Schließlich berühren die Haltemagnet*,.· 11 den Anker 13 und kommen unter einem gerundeten Vorsprung 17 im Anker !3 zur Ruhe.

Der Vorsprung 17 verhindert das Herun'.^rsinken des Ankers 13 mit dem Anzeigeorgan 12. nachdem die Erregung der Spule 15 fortgefallen ist. Der Indikator steht ununterbrochen in der in F i g. 2 dargestellten Lage durch die mechanische Arretierung durch den Vorsprung 17 sowie durch die magnetische Anziehung zwischen den Südpolen der Haltemagnete 11 und dem Nordpol des Ankers 13. Bei einem Ausführungsbeispiel nach der Erfindung zeigte sich eine Dauer des Spannungsimpulses in der Größenordnung von 10 MiIIi-Sekunden zum Umschalten des Indikators aus der Neutral- in die Anzeigcstcllung (Falschstellung) als durchaus genügend.

Zum Rückstellen des Indikators wird das Anzeigeorgan 12 von Hand gedrückt.

Die Rundung des Vorsprungs 17 wird vorzugsweise so groß gewählt, daß zum Drücken des Anzeigeorgans 12 eine zunehmende Kraft ausgeübt werden muß. Etwa halbwegs des zurückzulegenden Weges sind die magnetische Anziehungskraft zwischen dem Anker 13 und dem Kern 14 und die abstoßende magnetische Kraft /wischen den Magneten 11 und dem Anker 13 so groß geworden, daß eine deutliche Abnahme in der erforderlichen Bedienungskraft wahrgenommen wird.

Sollte die Erregung der Spule — die einen Falschzustand angibt — noch vorhanden sein, kehrt der Anker 13 nach dem Loslassen in die Anzeigestellung zurück, so daß niemals eine Gutanzeige bei einem noch vorhandenen Falschzuriand entstehen kann.

Es sind eine Anzahl elektrischer Konfigurationen eines er'indungsgemäßeii Indikators möglich. Fig. Ja zeigt sine elektrische Schaltung, in die die Spule 15 des Indikators mit Eingangsklcmmen 21 und 22 aufgenommen ist. Bei dieser Konfiguration ist in den Indikator kein Schalter aufgenommen. F i g. 3b zeigt eine Erweiterung des Indikators mit einem Schalter, der von den Haltemagneten 11 betätigt werden kann. Der Schalter S steht elektrisch mit der Spule 15 in Serienschaltung und befindet sich im geschlossenen Zustand, wenn der Indikator in der Neutralstellung steht. Sonstige Anordnungen von Schaltern einschließlich eines Paares von Schaltern S₁ und S₂, das mit den Haltemagneten 11 gekoppelt ist, zeigt Fig. 3c in schematischer Darstellung.

Die Fig.4a und 4b zeigt mit weiteren Einzelheiten einen Längsschnitt durch bzw. eine Draufsicht auf die Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Indikators nach den Fig. I und 2. In den Fig.4a und 4b entsprechen die Bezugsziffern entsprechender Teile denen der bereits beschriebenen Figuren. Aus Fig. 4b geht hervor, daß das Anzeigeorgan 12 kreisförmig ist, und es hat einen etwas geringeren Durchmesser als eine öffnung, die im Oberteil des Gehäuses 10 angeordnet ist. Der Anker 13 hat jedoch einer Querschnitt größer als die erwähnte kreisförmige öff:iu;;g in der Oberseite des Gehäuses, so daß die Innenwand des Gehäuses 10 den Ankerhub begrenzt.

Fig.4a zeigt im Gehäuse 10 eine Axialausneiimung, in der das Anzeigeorgan 12 und der Anker 13 angeordnet sind. Die Unterfläche des Ankers 13 liegt am Kern 14 an. Ausnehmungen )6 in der Seite enthalten die Haltemagnete 11. Die Verbindungsdrähte der Spule sind nach außen herausgeführt und führen die Bezugsziffer 23.

Die Fig. 5 und 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Schalters, der beim Indikator nach der Erfindung verwendet werden kann. Der Schaller kann zum Unterbrechen des Stromes in einem im Falschzustand stehenden elektrischen Kreis dienen. Ein beweglicher Kontakt des Schalters oder des Schaltarmes 30 ist an einer Seite in einem der Haltemagnete 11 eingebettet. Der Schaltarm 30 enthält einen halbkreisförmig gebogenen Mittelteil, der den Kontaktteil bildet. Der Schalter enthält weiter einen fest angeordneten Kontaktarm 31 mit einem senkrecht abgewinkelten Teil, der sich durch den halbkreisförmigen Teil des Schaltarmes 30 erstreckt. Dieser senkrech', abgewinkelte Teil ist in der F i g. 6 deutlich sichbar. Die I 1 g. 5 und 6 zeigen den Indikator in Neutralsteliang. d.h. einen fehlerfreien Zustand anzeigend. Die Haltemagnete 11 befinden sich am Ende ihres Führungsschlitzes, und der Schalter befindet sich entsprechend im offenen Zustand. Wenn ein Fehler auftritt, wird der Magnet 11 in Richtung des Anzeigeorgans nach innen bewegt und sorgt dafür, daß s.ch der Schaltarm 30 um den Endteil. (ItT a:n Gehäuse 10 befestigt ist. dreht. Der Indikator nach den Fig. 5 und 6 enthält zwei identische Schalter, von denen der untere ni'-ht mit Bezugsziffern bezeichnet ist.

I licr/.u 3 BLiIt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. indikator mit einem von einer Erregerspule umgebenen Kern aus magnetisch leitendem Material, der fest angeordnet ist, und einem in Richtung der Längsachse des Kernes verschiebbaren Anker, der mit einem Anzeigeorgan gekoppelt ist, welcher Anker in einer Neutralstellung des Anzeigeorgans unter magnetischer Anziehung am Kern anliegt und sich bei der Erregung der Spule in eine Anzeigestellung bewegt, in der der Anker sofort nach dem Abfallen der Spulenerregung gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (13) aus einem in seiner Bewegungsrichtung polarisierten Dauermagneten besteht, der in der Anzeigestellung von zwei in einer Richtung quer zur Bewegungsrichtung des Ankers (13) verschiebbaren Haltemagneten (II) gehalten wird, wobei die Haltemagnete (11) symmetrisch in bezug auf den Kern (14) angeordnet sind und die Polarisationsrichtung der beiden Haltemagnete (11) senkrecht auf der Polarisationsrichtung des Ankers (13) steht.

2. Indikator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (13) mit einem Vorsprung (17) mit einem gerundeten Rand versehen ist, der in der Anzeigestellung des Ankers (13) am Haltemagneten (II) ruht.

3. Indikator nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Haltemagnet mit einem elektrische Schalter(5) verbunden ist.