專利名稱：可監(jiān)測的封閉裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種可監(jiān)測的封閉裝置(Zuhalteeinrichtung)，具有一電磁鐵和一配合于電磁鐵的、用于封堵住一為了安全而保持閉合的部件的軛，并具有一傳感器用于監(jiān)測該封閉裝置的狀態(tài)。
背景技術(shù)：
由DE 203 06 708 U1已知有一種入口保護裝置，它包括一在一可活動部分上的可磁化的軛和一用此軛可以閉合的、在一固定部分上的電磁鐵。該入口保護裝置還設有一傳感器單元，它可以發(fā)送并接收一種高頻信號。在運動部分上設有一應答發(fā)射器。另外還有一磁場傳感器，它相鄰于一在磁鐵和軛之間的接觸面。所述與一接觸面相鄰的布置由于在那里最強烈地出現(xiàn)的漏磁場所以可以準確地檢測到由磁鐵實際上所施加的封閉力。由于漏磁就得知一種小的氣隙。
因此借助于磁場傳感器在芯和軛之間的部位里對于在磁路之外的磁場進行測量。如果磁場和軛靠近在一起，那么所測得的磁場是小的。但如果芯和軛相互分離開，那么所測得的磁場就較大。這種布局的缺點是若勵磁線圈未勵磁，那么磁場也是小的。另一缺點是一與勵磁線圈并與芯分離開的磁場傳感器需要分開進行安裝。
由GB 2 205 603A已知一種用于柜門的吸持磁鐵。該吸持磁鐵設有兩個永久磁鐵，它們在其極處各設有一向后和向前伸出的低碳鋼板。這些低碳鋼板在前側(cè)面上各在兩個位置上穿過一外殼，并且可以吸住一軛狀低碳鋼桿，該桿固定在一柜門上。軛狀低碳鋼桿只是使一永久磁鐵的一極與另一永久磁鐵的一極相連接。這兩個磁鐵的各自對置的極在門關閉時只是靠近軛狀低碳鋼桿布置。一簧片開關從所述兩個通過軛狀低碳鋼桿可以鎖連起來的極中之一伸展布置至另一個。在門打開的狀態(tài)下，軛狀低碳鋼桿位于這兩個永久磁鐵的影響范圍之外。這兩個永久磁鐵則可以操縱簧片開關，從而在柜里進入光線。但當門關閉時永久磁鐵就不再足夠強到操縱所述簧片開關了。
在一種備選的實施方式中，簧片開關的布置應使它在低碳鋼桿離開極時打開，并在低碳鋼桿與極連接時就關閉。這樣的實施方式可以用于控制燈、收音機、音響、鬧鐘或位置傳感器。也可以應用電磁鐵來替代永久磁鐵。
由JP-A-7220594已知一種磁性接近開關，它由兩個相互并排布置的并相反極性的永久磁鐵和一簧片開關組成?；善_關縱向方向上從磁鐵的一極至另一磁鐵的另一極延伸。在這兩個永久磁鐵的對置于簧片開關的一側(cè)，這些永久磁鐵就牽拉例如一復印機的一扇門、一蓋或類似物。若門關閉著，那么永久磁鐵的這兩個相互并排布置的極就用一種軛跨接。因此在簧片開關側(cè)面上，在那里的極之間產(chǎn)生一種較強的磁場，使簧片開關對于磁場有反應。因而用簧片開關可以探測到蓋子是否被這兩個磁鐵保持住。
為了能達到一種小的結(jié)構(gòu)尺寸，建議所述兩個永久磁鐵中之一由各向同性的材料，而另一個由各向異性的材料制成，并設有一鐵軛(Eisenrueckschluss)。這就允許將簧片開關很靠近地布置于該鐵軛處。
這種已知的、產(chǎn)生一種保持力的接近傳感器的缺點在于需要兩個磁鐵，并且它們必須以小的保持力使簧片開關即使在打開狀態(tài)也不能被操縱。

發(fā)明內(nèi)容
因而本發(fā)明的任務是提出一種可以閉合并可斷開的封閉裝置，它可以產(chǎn)生大的保持力，并且可以利用例如一簧片開關或另一對于磁場有反應的電的或電子的開關元件來監(jiān)測。監(jiān)測應該指出封閉裝置是否已閉合和接入，以及是否達到所要求的保持力，或者它是否敞開著。
按照本發(fā)明此任務通過獨立權(quán)利要求的主題來解決。
一種按照本發(fā)明的封閉裝置設有一電磁鐵和一對于磁場有反應的電的或電子的開關元件，用于監(jiān)測在磁路里的磁場。電磁鐵具有一芯、一線圈和一使所述電磁鐵的磁路閉合的并與芯離開的軛。在這種封閉裝置中，開關元件在兩個沿著磁通的縱向方向上相互間隔的位置上分接芯和軛。因此檢測到一個值，它對應于在分接部段長度上的電磁勢(elektrische Durchflutung)的降低。電磁勢的這種降低取決于軛和芯之間的氣隙寬度。
開關元件最好是一種簧片開關，它在至磁路的縱向方向上布置在芯里或其上，或者布置在軛里或其上。開關元件的這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是，開關的外形尺寸小并且相對于環(huán)境影響來說不敏感。封閉裝置的結(jié)構(gòu)類型可以是相應地緊湊和簡單的。
對于其它的應用來說，然而所述開關元件優(yōu)選為一種繼電器。該繼電器的驅(qū)動部分包括一磁路，它具有u形的芯和一使磁路閉合的、可活動的銜鐵，并且具有一通過該銜鐵操縱的操縱梳形件(Betaetig-ungskamm)。在這種情況下，繼電器的芯在一段距離上平行于電磁鐵的芯或軛導向，并因而在這個距離的端部位置上分接磁通。因此也可以利用這種布局來測量在這段距離上電磁勢的降落。
在本發(fā)明的第三種實施方式中，所述開關元件是一種霍爾傳感器。
由于霍爾傳感器的外形尺寸小，此處必需使開關元件布置在一種可磁化材料的二臂之間，這兩個臂在相互間距開的位置上與芯或軛相連接，或者在一臂和一離開這個臂的連接位置的位置之間在芯上。但這種布置對于其它的開關元件來說，也可以在芯/軛上在兩個分接點之間得到較大的磁阻。這種較大的磁阻在開關元件里引起較大的磁力。繼電器的U-形的芯也真正構(gòu)成這樣一種臂。
這些開關元件更為適宜地連接于一電子系統(tǒng)上，該電子系統(tǒng)監(jiān)測、控制或調(diào)節(jié)封閉裝置的功能，并解釋開關元件的信號。


圖1在橫截面簡圖中表示一種按照本發(fā)明的封閉裝置，它具有位于芯或軛上不同位置處的各種不同的開關元件，用以說明唯一視圖上的各種不同的可能性；圖2表示芯、軛和氣隙中磁路的簡圖；圖3用曲線表示芯中的磁勢，它取決于氣隙寬度。
具體實施例方式
圖1中表示了具有多個開關元件的一封閉裝置11。各個不同的開關元件中的這種多個數(shù)量是用來作說明的。在經(jīng)濟的實施例中一般只有這樣一種開關元件，其中也許是加倍的實施方式。
封閉裝置11具有一電磁鐵13，它具有圍繞著一芯17的一線圈15，還有一軛19。線圈可以連接在一(未示出的)電源上，以驅(qū)動電磁鐵。電磁鐵的芯17構(gòu)成一具有“中心極”的“罐形件”。用這樣的磁鐵在芯17和軛19之間達到了很高的磁力。對于一種封閉裝置來說，大約50至200kg的關閉力是適宜的，以便可靠地阻止關閉了的門又被打開。
在磁鐵13的中心芯里設有一孔21，其中裝有一簧片開關。該簧片開關只有在此時通過線圈才可有效軛已被閉合并因此在芯里有高的電磁勢。
對于電磁的封閉裝置11來說，線圈15產(chǎn)生一種電磁勢Θ。該電磁勢Θ由于其磁特性首先集中在芯17和軛19里。若軛19沒有氣隙s地位于芯17上，那么電磁勢Θ就均勻地分布于磁路里。對于一種小的氣隙s來說，磁勢Θ在鐵芯里變小，但在氣隙里它升高。在鐵芯和在氣隙里的電磁勢Θ之和是不變的，并通過流過線圈15的電流I和線圈15的繞組數(shù)來給定(電磁勢因而用AW，安匝來表示)。
磁路中的每個部分具有一個磁阻R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7。在圖2中簡略表示了這種事實。鐵芯和軛的磁阻比氣隙s中空氣的磁阻R6，R7要小幾個數(shù)量級。所述芯中的以及氣隙中的磁通Φ取決于電磁勢Θ和磁路的磁阻。在一種較大的氣隙s時，磁通Φ因此與較小氣隙時的磁通Φ相比較小。因為在較大氣隙s時用于保持氣隙s部位中的磁場的電磁勢Θ被“耗用”了，因此在芯部位里產(chǎn)生一種較小的電磁勢Θ。
由于涉及到空氣和鐵的磁阻R時有大的區(qū)別，因此鐵芯或軛的電磁勢Θ的大小很明顯地取決于氣隙寬度。在較小氣隙s時鐵里的電磁勢Θ大，在較大氣隙時較小。所述芯里的磁勢Θ對應于一種壓降通過一導線可以每個部段進行分接。在分接長度上的磁阻R1，R2...與部分的整個磁阻R總相比較相應于所述部段的電磁勢Θ與部分的總電磁勢Θ相比。在一傳感器的長度上或者在該傳感器的兩個分接點之間的電磁勢Θ的降低也是相應地大和小。
R總＝R1+R2+...R6+R7＝L鐵/(μ0*μ1*A鐵)+L空氣/(μ0*A空氣)Φ＝Θ/R總＝N*I/R總(類似歐姆定律)Θ＝Φ*R簧片/R總＝N*I*R簧片/R總R簧片＝在鐵芯里在干簧觸點長度上的磁阻(例如R2)Φ＝磁通Θ＝電磁勢圖3表示了在20mm的干簧觸點的長度上在鐵芯里的磁勢Θ，它取決于氣隙。當干簧觸點的敏感度為30AW時，該干簧觸點接通，如果氣隙小于大約0.02mm的話。
建議(圖1)簧片開關23、霍爾元件25和繼電器27作為傳感器。這些元件可以布置在芯17里、芯上，軛19里或軛19上。如果該磁路不在可磁化臂上分接的話，那么靠近磁路是必要的。利用由可磁化材料制成的臂，所述傳感器因此也可以與磁路有間距地布置。它則必須位于臂的兩端之間。
由于霍耳元件25的外形尺寸較小，所述通過傳感器單獨掃描到的磁勢差是很小的?；舳虼吮仨殐?yōu)先地如圖1所示通過一個或兩個由可磁化材料制成的臂29量取芯17的一較大部段。在臂的所述端部之間，對應于在兩個分接點31，33之間的磁勢之差形成一磁場。
干簧觸點可以布置在鐵芯的一孔21里或芯17或軛19的鐵的表面上。不需要通過在芯和干簧觸點的導線之間的鐵氧體有一種不導磁、不導電的觸點。
也可以應用一種機電的繼電器27(無線圈)以替代一種干簧觸點。利用一u形的芯37(它相當于繼電器的一電磁驅(qū)動部的芯)使電磁鐵13的芯17分接。芯17的電磁勢的分接部分引起在繼電器27的芯37里的一條磁路。該繼電器磁路是很弱的，如果氣隙s在電磁鐵13中較大的話。在這種情況下，銜鐵39在芯的彈簧力作用下降落。繼電器磁路則相反地足夠強烈地驅(qū)動繼電器，如果氣隙較小的話。那么克服彈簧力吸住銜鐵39并使繼電器接通。
繼電器27可以具有多個接點對41。可以有常開接點和常閉接點，它們通過一共同的操縱梳形件43同樣地被操縱。繼電器可以是一種強烈導向的安全繼電器。該繼電器與干簧觸點相比的優(yōu)點在于可以操作較高的開關負載，并可以比干簧觸點實施更多的開關運動。另外有利的還在于可以根據(jù)需要具有轉(zhuǎn)換接點、常開接點和常閉接點的任意組合，并因此是特別靈活和可靠的。繼電器正好特別適用于安全的用途。
權(quán)利要求
1.封閉裝置(11)具有一電磁鐵(13)，該電磁鐵具有一芯(17)、一線圈(15)和一使電磁鐵磁路閉合的并可以離開芯(17)的軛(19)，并具有一對于一磁場有反應的、電的或電子的開關元件(23，25，27)，用于監(jiān)測在磁路里的磁場，在所述封閉裝置(11)中開關元件(23，25，27)在兩個在磁通的縱向方向上相互間距開的位置(31，33)上分接芯(17)或軛(19)。
2.按權(quán)利要求1所述的封閉裝置，其特征在于，開關元件是一種干簧開關(23)，它在至磁路的縱向方向上布置在芯(17)里或其上、或者布置在軛(19)里或其上。
3.按權(quán)利要求1所述的封閉裝置，其特征在于，開關元件是一種繼電器(27)，其驅(qū)動部包括有一磁路，它具有u-形的芯(37)和一使磁路閉合的可活動的銜鐵(39)，并且具有一通過銜鐵操縱的操縱梳形件(43)，其中驅(qū)動部的芯(37)在一段距離上平行于電磁鐵(13)的芯(17)或軛(19)地進行導向。
4.按權(quán)利要求1所述的封閉裝置，其特征在于，開關元件是一種霍爾傳感器(25)。
5.按權(quán)利要求1至4中之一所述的封閉裝置，其特征在于，開關元件(23，25，27)布置在一種可磁化材料的兩個臂(29)之間，這兩個臂在相互間距開的位置(31，33)上與芯(17)或軛(19)連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種封閉裝置(11)，它有一電磁鐵(13)，此電磁鐵具有一芯(17)、一線圈(15)和一封閉住電磁鐵磁路的并且可以離開芯(17)的軛(19)。所述封閉裝置(11)設有一對于磁場有反應的、電的或電子的開關元件(23，25，27)用于監(jiān)測磁路里的磁場。該開關元件在兩個在磁通的縱向方向上相互間隔的位置(31，33)上分接芯(17)或軛(19)。因此開關元件對于芯(17)和軛(19)之間的間隙寬度有明確的反應。例如一簧片開關在間隙寬度為0.02mm時就脫離，但明確地激活，在磁路閉合時。
文檔編號F16P3/00GK101082254SQ200710106480
公開日2007年12月5日 申請日期2007年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月1日
發(fā)明者M·施米德 申請人:埃利斯塔替續(xù)器股份有限公司