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Patent Searching and Data


Title:
MAGNETIC SCREEN
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1995/000864
Kind Code:
A1
Abstract:
A magnetic screen has an electric coil (1, 2) and a magnetisable element (3) inductively coupled thereto which together radiate a magnetic field into an outside space. In order to switch off the magnetic field in the outside space, the magnetisable element may be driven to saturation through a pulse-shaped current in the coil (1, 2) whereas the material of the coil core is not yet saturated.

Inventors:
ESGUERRA MAURICIO (DE)
Application Number:
PCT/DE1994/000700
Publication Date:
January 05, 1995
Filing Date:
June 20, 1994
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS MATSUSHITA COMPONENTS (DE)
ESGUERRA MAURICIO (DE)
International Classes:
G01V3/10; H01F7/20; G01R31/02; H01H36/00; H03K17/94; H03K17/945; H03K17/95; (IPC1-7): G01V3/10; H03K17/95
Domestic Patent References:
WO1986007637A11986-12-31
Foreign References:
DE3619238A11987-03-26
DE3505765A11986-08-21
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Claims:
Patentansprüche
1. Magnetisierbare Blende mit einer elektrischen Spule (1, 2) und einem mit dieser induktiv gekoppelten magnetisier¬ baren Element (3), die zusammen ein magnetisches Feld in den Außenraum abstrahlen, wobei das magnetische Feld im Außenraum durch elektrische Umschaltung der magnetischen Parameter des magnetisierbaren Elementes (3) ein und aus schaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das magneti¬ sierbare Element (3) durch ein ferromagnetisches Material gebildet ist, das bei einer magnetischen Induktion in Sät¬ tigung gelangt, die gegenüber der für das Material des Kerns (1) der Spule (1, 2) zu dessen Sättigung notwendigen Induktion klein ist, und daß an die Spule (1, 2) eine Impulsspannungsquelle (6) angekoppelt ist, aus der einem das magnetische Feld erzeugenden Strom ein impulsförmiger Strom überlagerbar ist, der zur Erzeugung einer magneti¬ schen Induktion ausreicht, bei der das magnetisierbare Element (3) in Sättigung gelangt.
2. Magnetische Blende nach Anspruch 1, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Spule (1, 2) als Halbschalenkernspule ausgebildet ist und daß das magnetisierbare Element (3) ein auf die offene Seite der Spule (1, 2) aufgesetztes und diese verschließendes Element ist.
3. Magnetische Blende nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das magnetisierbare Element (3) auf seiner der offenen Seite der Halbschalenkernspule (1) zugekehrten Seite derart kegelförmig ausgebildet ist, daß die Kegelspitze in Spulenmitte liegt, und daß die Halb¬ schalenkernspule (1) an ihrer offenen Seite an die Kegel¬ form des magnetisierbaren Elementes angepaßt ist.
4. Magnetische Blende nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen bündigen Einbau in ein elek¬ trisch leitendes metallisches Trägergehäuse (4) .
5. Verwendung einer magnetischen Blende nach einem der Ansprüche 1 bis 4 in einem induktiven Näherungsschalter.
Description:
Magnetische Blende

Die vorliegende Erfindung betrifft eine magnetische Blende nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Magnetische Blenden der gattungsgemäßen Art sind bei- spielsweise in der DE-PS 35 05 765 beschrieben. In dieser Druckschrift wird eine magnetische Blende der in Rede ste¬ henden Art als Prüfeinrichtung zur Funktionskontrolle eines induktiven Näherungsschalters bezeichnet. Diese Prüfeinrichtung weist eine vom Sensorfeld einer Schwing- kreisspule des induktiven Näherungsschalters durchflutete Sekundärspule auf, wodurch mit der Prüfeinrichtung der Schwingkreis des induktiven Näherungsschalters aus seinem Ist-Zustand in den hinsichtlich der Dämpfung jeweils ent¬ gegengesetzten Zustand umsteuerbar ist. Dabei hält die Sekundärspule bei offenen Spulenanschlüssen den Schwing¬ kreis in unbedämpftem Zustand und bei Anschließen eines Prüfwiderstandes an die Spulenanschlüsse in bedämpften Zustand. Die Sekundärspule sitzt auf einem eigenen Sekun¬ därkern, der bei offenen Spulenanschlüssen und bei über den Prüfwiderstand geschlossener Sekundärspule das Sensor¬ feld der Schwingkreisspule vollständig gegen einen Metall- auslöser für den induktiven Näherungsschalter abschirmt und nur bei kurzgeschlossener Sekundärspule ein sekundäres Sensorfeld für den Metallauslöser aufbaut. Eine derartige Prüfeinrichtung kann deshalb als magnetische Blende bezeichnet werden, weil durch unterschiedlich große Ströme in der Sekundärspule das in den Außenraum wirkende Sensor¬ feld ein- und ausgeschaltet bzw. ein- und ausgeblendet wird.

Eine derartige magnetische Blende ist insofern nachteilig, als zwei Spulen, nämlich die Schwingkreisspule des induk¬ tiven NäherungsSchalters und die Sekundärspule der Prüf- einrichtung erforderlich sind, welche zusammen einen Transformator bilden. Daher wird der Aufbau des magneti¬ schen Kreises der magnetischen Blende relativ sperrig.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine magnetische Blende der in Rede stehenden Art anzuge¬ ben, welche im Aufbau relativ kompakt ist.

Diese Aufgabe wird bei einer magnetischen Blende der ein¬ gangs genannten Art erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Blende ist kompakt aufgebaut, weil sie nur eine einzige Spule besitzt und das Ein- und Aus¬ blenden des in den Außenraum wirkenden Magnetfeldes durch einen zweiteiligen, aber körperlich kompakten Magnetkreis mit verschiedenen Materialien unterschiedlicher reversi¬ bler Permeabilität realisiert wird.

Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteran- Sprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Auεführungs- beispiels gemäß den Figuren der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Figur 1 schematisch den Aufbau einer erfindungsgemäßen magnetischen Blende;

Figur.,,2 ein schematisches Ersatzschaltbild einer Schal¬ tung zum Betrieb einer magnetischen Blende nach Figur 1; und

Figur 3 ein Diagramm des Verlaufs der reversiblen Per- meabilität in Abhängigkeit von der magnetischen

Induktion für zwei verschiedene magnetische Materialien in einer magnetischen Blende nach Figur 1.

Bei der Ausführungsform einer magnetischen Blende nach Figur 1 ist ein Halbschalenkern 1 vorgesehen, welche eine Spulenwicklung 2 trägt. Auf einer Außenseite der durch den Halbschalenkern 1 und die Wicklung 2 gebildeten Spule ist ein magnetisierbareε Element 3 aufgesetzt. Die durch den Halbschalenkern 1 und die Wicklung 2 gebildete elektrische Spule sowie das magnetische Element 3 sind bündig in ein metallisches Gehäuse 4 eingebaut.

Ein wesentliches Merkmal der erfindungsgemäßen magneti- sehen Blende besteht darin, daß das magnetisierbare Ele¬ ment 3 durch ein ferromagnetisches Material gebildet ist, das bei einer magnetischen Induktion in Sättigung gelangt, die gegenüber der für das Material des Kerns 2 der Spule 1, 2 zu dessen Sättigung notwendigen Induktion klein ist. Im Diagramm nach Figur 3 ist dieser Sachverhalt für die Abhängigkeit der reversiblen Permeabilität μrel in Abhän¬ gigkeit von der magnetischen Induktion B für die Materia¬ lien des Spulenkerns 1 bzw. des magnetisierbaren Elementes 3 nach Figur 1 dargestellt. Gemäß einer Kurve 30 gelangt das Material für das magnetisierbare Element 3 bereits bei relativ kleinen Induktionen B in die Sättigung, d. h. die reversible Permeabilität μrel fällt bei diesen relativ kleinen Induktionen bereits auf 1 ab. Demgegenüber fällt gemäß einer Kurve 10 für das Material des Spulenkerns 1

die relative Permeabilität μrel erst bei relativ großen Induktionen auf 1 ab.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird dem die Wicklung 2 der Spule 1, 2 durchfließenden Strom, welcher das Magnetfeld der magnetischen Blende im Außenraum erzeugt, intermittierend ein impulsförmiger Strom überla¬ gert, welcher ausreicht, um das magnetisierbare Element 3 in die Sättigung zu steuern. Ist dies der Fall, so kann das gesättigte magnetisierbare Element 3 den magnetischen Kreis der Spule 1, 2 nicht mehr schließen, so daß das von ihr erzeugte Feld in den Außenraum reicht, das heißt die magnetische Blende ist offen. Der Spulenkern 1 und die Wicklung 2 arbeiten in üblicher Weise zur Erzeugung des in den Außenraum reichenden Magnetfeldes, weil das Material des Spulenkerns 1 gemäß dem Diagramm nach Figur 3 im Ver¬ gleich zum Material des magnetisierbaren Elements 3 erst bei relativ hohen Induktionen in Sättigung gelangt. In den Pausen des intermittierenden impulsförmigen Stroms wird dagegen das magnetisierbare Element 3 nicht gesättigt, so daß es den magnetischen Kreis der Spule 1, 2 schließt und damit die magnetische Blende geschlossen wird, das heißt es wirkt kein magnetisches Feld im Außenraum.

Figur 2 zeigt ein schematisches Schaltbild zur elektri¬ schen Ansteuerung der Wicklung 2 der Spule 1, 2 mit einer das stationäre magnetische Feld erzeugenden Wechselquelle

5 und einer Impulsquelle 6, durch deren Strom in der Wick- lung 2 die magnetische Blende intermittierend geöffnet und geschlossen wird.

Um bei dem in Figur 1 dargestellten Aufbau der magneti¬ schen Blende konstante Querschnittsflächenverhältnisse für den Magnetfluß zu schaffen, ist in Weiterbildung der

Erfindung das magnetisierbare Element auf seiner der offe¬ nen Seite der Halbschalenkernspule 1 zugekehrten Seite derart kegelförmig ausgebildet, daß die Kegelspitze in Spulenmitte liegt, wobei die Halbschalenkernspule 1 an ihrer offenen Seite an die Kegelform des magnetisierbaren Elementes 3 angepaßt ist.

Eine magnetische Blende der vorstehend erläuterten Art ist vorzugsweise in einem induktiven Näherungsschalter ver- wendbar.