Vorrichtung zur Ansteuerung eines Elektromagneten

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ansteuerung eines Elektromagneten nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

[0002] In Sicherheitsschaltungen zur Ver- und Entriegelung von Türen, Klappen oder dergleichen werden Elektromagneten verwendet, die einen gemäß der Ansteuerung eines Solenoids betätigbaren Anker aufweisen, der aufgrund seiner Position eine Tür ver- bzw. entriegelt. Dabei muß gewährleistet sein, daß sich der Anker während eines Anzugsabschnitts korrekt bewegt, und daß sich eine vom Solenoid ausgeübte Magnetkraft zum Halten des Ankers in seiner Position während eines Halteabschnitts bei einer möglichst niedrigen angelegten Betriebsspannung nicht soweit reduziert, daß der Anker durch äußere Störungen, insbesondere Erschütterungen, abfällt.

[0003] Eine vorbestimmte Spannungsbeaufschlagung des Solenoids trägt einer Kontrolle des durch das Solenoid fließenden Stroms in Hinblick auf einen Energieverlust oder der Betriebstemperatur des Solenoids allerdings keine Rechnung, so daß es vorteilhaft ist, die Spannungsbeaufschlagung bei einer Erwärmung des Solenoids und/oder bei Erreichen bestimmter Stromwerte zu unterbrechen, um einen Energieverlust durch eine Wärmeerzeugung des Solenoids zu verhindern.

[0004] Aus DE 196 47 215 A ist eine Vorrichtung zur Austeuerung eines Elektromagneten nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bekannt.

[0005] Aus DE 43 41 797 A1 ist es bekannt, einen durch einen elektromagnetischen Verbraucher, z.B. in Form eines Solenoids, fließenden Strom durch eine Stromregelung auf einen vorbestimmten Wert zu begrenzen, der in einem Anzugsabschnitt höher ist als in einem Halteabschnitt. Dazu wird ein Schalter verwendet, mit dem das Solenoid von der an ihn angelegten Spannung temporär getrennt werden kann, wenn der jeweilige Stromwert erreicht wird. Der Schalter wird wieder geschlossen, wenn ein jeweiliger niedrigerer Stromwert erreicht wird. Die Vorrichtung verwendet zur Bestimmung des durch den Solenoid fließenden Stroms eine Meßvorrichtung, die mit einer Stromauswertung gekoppelt ist. Der von der Stromauswertung gemessene Strom wird von einem Stromregler mit einem Höchststrom verglichen, wobei der Stromregler ein Ansteuersignal erzeugt, mit dem eine Endstufe beaufschlagt wird, die ihrerseits den Schalter ansteuert. Dies ist aufgrund der Verwendung zahlreicher unterschiedlicher Bauteile aufwendig und weist insbesondere mit der Stromauswertung und der Endstufe mehrkomponentige Bauteile auf.

[0006] Aus DE 195 22 582 C2 ist es bekannt, zur Ansteuerung eines Elektromagneten, der einen Anker betätigt, an ein Solenoid eine Spannung in einer vorbestimmten Periodizität anzulegen. Eine Periode weist Zeitabschnitte unterschiedlicher Länge auf. Es kann zwischen Anzugs- und längeren Halteabschnitten unterschieden werden, wobei die Anzugsabschnitte im wesentlichen einen langen Impuls und die Halteabschnitte mehrere kürzere Impulse zur Spannungsbeaufschlagung des Solenoids aufweisen. Die Anzugsabschnitte dienen einem Anziehen des Solenoids, wobei am Ende eines Anzugsabschnitts - aufgrund der größeren Impulslänge gegenüber den Impulslängen während der Halteabschnitte - ein größerer Strom als am Ende eines Impulses der Halteabschnitte durch das Solenoid fließt. Die Halteabschnitte dienen einer Aufrechterhaltung eines kleineren, durch das Solenoid fließenden Stroms, der ausreicht, den Anker in seiner Position zu halten.

[0007] Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Ansteuern eines Elektromagneten gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, die einfache Bauteile verwendet und einfacher aufgebaut ist.

[0008] Diese Aufgabe wird entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

[0009] Dadurch kann ein sehr einfacher Aufbau mit einfachen Bauteilen erreicht werden.

[0010] Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und den Unteransprüchen zu entnehmen.

[0011] Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

[0012] Fig. 1 zeigt eine vereinfachte und schematische Darstellung eines Schaltbilds einer Ausführungsform einer Schaltung zur Ansteuerung eines Elektromagneten.

[0013] Fig. 2 zeigt ein Beispiel eines detaillierten Schaltbilds der Ausführungsform von Fig. 1.

[0014] Fig. 3 zeigt ein Beispiel eines detaillierten Schaltbilds einer weiteren Ausführungsform von Fig. 1.

[0015] Die Schaltung nach Fig. 1 weist einen Elektromagneten mit einem Solenoid 1 auf, das mit einer Gleichspannung einer Spannungsquelle 2 beaufschlagbar ist und zum Betätigen eines zugehörigen federbeaufschlagten Ankers 3 dient. Ein mit der Spannungsquelle 2 verbundener Taktgeber 4 ist mit einem seriell mit dem Solenoid 1 geschalteten Schalter 5 gekoppelt, wodurch der Schalter 5 entsprechend dem Takt des Taktgebers 4 geschlossen und geöffnet wird. Im geschlossenen Zustand des Schalters 5 liegt an dem Solenoid 1 die Gleichspannung der Spannungsquelle 2 an.

[0016] Seriell mit dem Schalter 5 ist ein erster ohmscher Widerstand 6, der an Masse gekoppelt ist, verbunden, über den ein Spannungsabfall erfolgt, wenn der Schalter 5 geschlossen und die Gleichspannung an dem Solenoid 1 angelegt ist.

[0017] Zum temporären Unterbrechen der Spannungsbeaufschlagung des Solenoids 1 ist eine einen Stromnachweisschalter 7 umfassende Einrichtung vorgesehen. Der Stromnachweisschalter 7 ist parallel zum ersten Widerstand 6 und seriell zum Schalter 5 gekoppelt und schaltet die Spannungsquelle 2 des Solenoids 1 durch Öffnen des Schalters 5 temporär ab, solange ein vorbestimmter, durch das Solenoid 1 fließender Strom durch den Stromnachweisschalter 7 nachgewiesen wird. Fällt der nachgewiesene Strom wieder ab, beendet der Stromnachweisschalter 7 seinen Einfluß auf den Schalter 5 und dieser wird wieder durch den Taktgeber 4 betätigt. Der durch das Solenoid 1 fließende Strom wird somit durch das Schalten des Stromnachweisschalters 7 begrenzt, wobei durch den Stromnachweisschalter 7 der durch den ersten ohmschen Widerstand 6 fließende Strom erfaßt wird. Dabei ist die Größe des ersten Widerstands 6 in Verbindung mit dem Stromnachweisschalter 7 so gewählt, daß durch das Solenoid 1 ein Strom fließen kann, der ausreicht, um den Anker 3 in seiner Stellung zu halten - es fließt dann somit ein Haltestrom.

[0018] Über einen weiteren Taktgeber 8, dessen Takt zumindest teilweise mit dem des Taktgebers 4 überlappt und niedriger ist als dieser, ist ein weiterer, zweiter ohmscher Widerstand 9 parallel zum ersten Widerstand 6 in den Stromkreis über einen Schalter 10 schaltbar, wobei der zweite Widerstand 9 an Masse gekoppelt wird. Die Größe des zweiten Widerstands 9 ist so gewählt, daß sich ein kleinerer Gesamtwiderstand ergibt. Vorzugsweise ist die Größe des ersten Widerstands 6 größer als die des zweiten Widerstands 9. Wenn der Schalter 4 geschlossen und der zweite Widerstand 9 zugeschaltet ist, kann ein höherer Strom durch das Solenoid 1 fließen, da der Strom verstärkt über den sich ergebenden kleineren Gesamtwiderstand abfließt, ohne daß die Ansprechschwelle des Stromnachweisschalters 7 erreicht wird und dieser schaltet. Auf diese Weise ist es durch das getaktete Zuschalten des zweiten Widerstands 9 bei geschlossenem Schalter 5 möglich, daß ein höherer Strom als der Haltestrom, nämlich ein Anzugsstrom, durch das Solenoid 1 fließen kann. Bei Erreichen der Ansprechschwelle am Stromnachweisschalter 7 wird auch in diesem Fall die Spannungsbeaufschlagung des Solenoids 1 temporär über den Stromnachweisschalter 7 unterbrochen.

[0019] Vorzugsweise ist ein Freilaufkreis für das Solenoid 1 vorgesehen, der eine parallel zum Solenoid 1 gekoppelte Freilaufdiode 11 umfaßt. Der Strom durch das Solenoid 1 wird bei geöffnetem Schalter 5 über eine durch die Induktivität des Solenoids 1 bestimmte Zeit aufrechterhalten und durch die Freilaufdiode 11 kurzgeschlossen. Dabei kann der Freilaufkreis gegebenenfalls eine Reihenschaltung weiterer Dioden und/oder Transistoren umfassen.

[0020] Gemäß Fig. 2 ist die Spannungsquelle 2 als Gleichspannungsregelungseinrichtung für eine über die Anschlüsse 12, 13 angekoppelte Betriebswechselspannung ausgestaltet. In der Gleichspannungsregelungseinrichtung ist ein Gleichrichter 14 vorgesehen, an den zwei gegeneinander geschaltete Zenerdioden 15, 16 und ein Kondensator 17 parallel gekoppelt sind. Der Kondensator 17 ist dabei seriell mit Masse verbunden. Die Gleichspannungsregelungseinrichtung umfaßt weiter eine mit dem Kondensator 17 gekoppelte Diode 18, der ein Feldeffekt-Transistor 19 folgt. Der Feldeffekttransistor 19 wird über zwei hintereinander geschaltete, seriell mit dem Kondensator 17 verbundene Widerstände 20, 21 geschaltet, wobei eine an Masse gekoppelte Begrenzerdiode 22 zwischen den beiden Widerständen 20, 21 und dem Feldeffekttransistor 19 vorgesehen ist. Im geschlossenen Zustand schaltet der Feldeffekttransistor 19 einen Widerstand 23 und einen an Masse gekoppelten Kondensator 24 als Filter in den Stromkreis der Gleichspannungsregelungseinrichtung.

[0021] Der Taktgeber 4 zum getakteten Schließen des in diesem Ausführungsbeispiel als Feldeffekt-Transistor ausgebildeten Schalters 5, umfaßt ein Taktgeber-NAND-Gatter 25, von dem ein Eingang mit der Spannungsquelle 2 zur Stromversorgung gekoppelt und weiter mit einem hohen Pegel beaufschlagt ist. Der Ausgang des Taktgeber-NAND-Gatters 25 wird über eine Schaltungskombination aus einem ohmschen Taktgeber-Widerstand 26, einer Taktgeber-Diode 27 und einem Taktgeber-Kondensator 28 auf den anderen Eingang des Taktgeber-NAND-Gatters 25 zurückgeführt. Durch die Schaltungskombination des Taktgeber-Widerstands 26, der Taktgeber-Diode 27 und des Taktgeber-Kondensators 28 wird ein konstantes, getaktetes Zeitverhalten des Ausgangssignals des Taktgeber-NAND-Gatters 25 erreicht, wobei das Aufladen des Taktgeber-Kondensators 28 langsamer erfolgt als das Entladen.

[0022] Der Ausgang des Taktgebers 4 ist auch mit einem SET-Eingang eines zwei NAND-Gatter 29, 30 umfassenden Flipflops 31 verbunden, das aufgrund des am SET-Eingang anliegenden Signals des Taktgebers 4 den Schalter 5 mittels des Signals am Q-Ausgang getaktet öffnet bzw. schließt.

[0023] Der Stromnachweisschalter 7 ist als Transistor ausgebildet, dessen Basis-Emitter-Strecke die Spannung am Stromkreis erfaßt. Der Emitter des Transistors ist mit Masse verbunden, und der Kollektor sowohl über einen ohmschen Widerstand 32 mit hohem Potential als auch mit einem RESET-Eingang des Flipflops 31 gekoppelt. Der parallel zum ohmschen Widerstand 6 und seriell zum Solenoid 1 gekoppelte Transistor wird leitend, wenn die Spannung am Widerstand 6 die Spannung zwischen Basis und Emitter des Transistors übersteigt. Dann wechselt das am RESET-Eingang des Flipflops 31 anliegende Signal, da der über den Widerstand 32 fließende Strom über den Stromnachweisschalter 7 nach Masse abfließt. Das Flipflop 31 öffnet dann den Schalter 5, und das Anlegen der Gleichspannung an das Solenoid 1 wird temporär unterbrochen.

[0024] Fällt die Spannung an dem als Stromnachweisschalter 7 verwendeten Transistor wieder ab, sperrt der Transistor und das Signal am RESET-Eingang des Flipflops 31 wechselt wieder, so daß der Schalter 5 wieder gemäß dem Takt des Taktgebers 4 geschaltet wird.

[0025] Die getaktete Zuschaltung des Widerstands 9 erfolgt in dem Takt des weiteren Taktgebers 8, der ein Taktgeber-NAND-Gatter 33 umfaßt. Der Ausgang des Taktgeber-NAND-Gatters 33 wird über eine Schaltungskombination aus zwei parallelen ohmschen Taktgeber-Widerständen 34, 35, einer Taktgeber-Diode 36 und einem Taktgeber-Kondensator 37 wieder auf einen Eingang des Taktgeber-NAND-Gatters 33 zurückgeführt, wobei ein weiterer Eingang des Taktgeber-NAND-Gatters 33 mit einer positiven Spannung beaufschiagbar ist. Durch die Schaltungskombination aus den Taktgeber-Widerständen 34, 35, der Taktgeber-Diode 36 und dem Taktgeber-Kondensator 37 wird ein konstantes, getaktetes Zeitverhalten erreicht, wobei der Takt des Taktgebers 8 niedriger als der Takt des Taktgebers 4 ist. Dabei wird der Taktgeber-Kondensator 37 langsamer entladen als aufgeladen, wenn beispielsweise die Größe des Widerstands 35 der zehnfachen Größe des Widerstands 34 entspricht, wobei der Wert des Widerstands 34 beispielsweise 1MΩ und der Wert des Widerstands 35 beispielsweise 10MΩ beträgt. Durch den Taktgeber 8 wird der als Transistor ausgestaltete Schalter 10 geschaltet, der den Widerstand 9 im Takt des zweiten Taktgebers 8 in den Stromkreis parallel zum ersten Widerstand 6 schaltet und an Masse koppelt.

[0026] Der weitere Taktgeber 8 wird über das Taktgeber-NAND-Gatter 33 zu Beginn einer Ansteuerung des Elektromagneten zum Anziehen des Ankers 3 etwa über eine entsprechende Steuerung in Gang gesetzt, während nach dem Anziehen des Ankers 3 nur noch der Taktgeber 4 in Tätigkeit ist. Jedoch kann der weitere Taktgeber 8 auch permanent zugeschaltet sein, so daß sich Anzugs- und Halteabschnitte abwechseln.

[0027] Vor dem Stromnachweisschalter 7 sind zur Filterung von Spannungsspitzen ein Spitzenfilterwiderstand 38 und ein Spitzenfilterkondensator 39 vorgesehen.

[0028] Im Stromkreis zwischen dem Solenoid 1 und der Spannungsquelle 2 ist ein Filter 40 vorgesehen, der eine Induktivität und/oder einen Ferritkern umfassen kann.

[0029] Wie in der weiteren in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform gezeigt, kann der Stromnachweisschalter 7 auch als invertierender Komparator ausgebildet sein, dessen Ausgang mit dem RESET-Eingang des Flipflops 31 gekoppelt ist. Ein erster der beiden Eingänge des Komparators ist seriell mit dem Widerstand 6 gekoppelt und erfaßt die Spannung am Stromkreis. Der andere, zweite Eingang des Komparators wird mit einer Vergleichsspannung beaufschlagt, deren Wert durch einen Spannungsteiler 41, der zwischen einem die gleichgerichtete Betriebswechselspannung liefernden Anschluß 42 und dem zweiten Eingang des Komparators geschaltet ist, eingestellt wird. Der Spannungsteiler 41 umfaßt drei in Reihe geschaltete ohmsche Widerstände 43, 44, 45, von denen der Widerstand 45 an Masse gekoppelt ist. Der zweite Eingang des Komparators ist mit einem Knoten verbunden, der zwischen dem Widerstand 44 und dem Widerstand 45 liegt. Ein zwischen dem Widerstand 43 und dem Widerstand 44 liegender Knoten ist über eine in Durchlaßrichtung geschaltete Diode 46 mit Masse verbunden.

[0030] Der Komparator liefert, solange die am ersten Eingang erfaßte Spannung den am zweiten Eingang anliegenden, vorbestimmten Vergleichsspannungswert nicht übersteigt, einen hohen Pegel an den RESET-Eingang des Flipflops 31. Wird die erfaßte Spannung größer, liefert der Komparator einen niedrigen Pegel an den RESET-Eingang des Flipflops 31, und der Schalter 5 wird vom Flipflop 31 geöffnet. Fällt die erfaßte Spannung unter den vorbestimmten Vergleichsspannungswert ab, liefert der Komparator einen hohen Pegel an den RESET-Eingang des Flipflops 31 und der Schalter 5 wird wieder im Takt des Taktgebers 4 geöffnet und geschlossen.

[0031] Des weiteren kann, wie in Fig. 3 gezeigt, bei den dargestellten Ausführungsformen eine zwischen den Gleichrichter 14 und das Taktgeber-NAND-Gatter 25 geschaltete Spannungsteilungseinrichtung 47 vorgesehen sein. Diese umfaßt zwei in Reihe geschaltete ohmsche Spannungsteilungs-Widerstände 48, 49, von denen der Spannungsteilungs-Widerstand 49 geerdet ist, und einen parallel zum Spannungsteilungs-Widerstand 49 geschalteten Kondensator 50. Die Spannungsbeaufschlagung des einen Eingangs des einen Taktgeber-NAND-Gatters 25 zur Durchführung der Taktung des Taktgebers 4 erfolgt über die Spannungsteilungseinrichtung 47, wobei die Taktung in Erfüllung einer vorgegebenen Bedingung durchgeführt werden muß, wenn die Betriebswechselspannung über 80% ihrer Nennspannung liegt und unterbrochen wird, wenn die Betriebswechselspannung unter 20% ihrer Nennspannung sinkt. Dies trägt einem trotz abgeschalteter Spannungsquelle vorhandenen Reststrom dahingehend Rechnung, daß gewährleistet ist, daß trotz dieses Reststroms für Werte unter 20% der Nennspannung die Taktung und damit ein Anziehen des Solenoids 1 verhindert wird. Dazu ist der Spannungsteilungs-Widerstand 48 an die an den Anschlüssen 12, 13 anliegende Betriebswechselspannung in Verbindung mit dem Spannungsteilungs-Widerstand 49 gerade so angepaßt, daß bei einem bestimmten Prozentsatz der Betriebswechselspannung, der über 20% und unter 80% der Betriebswechselspannung liegt, die obere Triggerschwelle des an den Spannungsteilungs-Widerstand 48 gekoppelten Taktgeber-NAND-Gatters 25 überschritten wird und die Taktung beginnt, so daß die Taktung spätestens bei 80% der Nennspannung durchgeführt wird. Da das Taktgeber-NAND-Gatter 25 eine "Hysterese" infolge von Schmitt-Triggern an den Eingängen aufweist, wird die Taktung auch bei einem Absinken der Spannung unter den Wert der oberen Triggerschwelle aufrechterhalten und erst unterbrochen, wenn der untere Schwellwert des Schmitt-Triggers des Eingangs unterschritten wird. Somit wird mit dem Verhältnis der beiden Widerstandswerte der Spannungsteilungs-Widerstände 48, 49 und der genannten Hysterese ein Spannungswert definiert, ab dem die Taktung durchgeführt wird, wobei weiter gewährleistet ist, daß die Taktung bei einem Absinken unter 20% der Nennspannung unterbrochen wird.

[0032] Der parallel zum Spannungsteilungs-Widerstand 49 geschaltete Kondensator 50 überbrückt dabei beim Wechselstrombetrieb den Nulldurchgang.

Ansprüche

1. Vorrichtung zur Ansteuerung eines Elektromagneten, insbesondere für eine Sicherheitsschaltung, der einen entsprechend der Ansteuerung eines Solenoids (1) betätigten Anker (3) aufweist, mit einem seriell mit dem Solenoid (1) gekoppelten Schalter (5), über den eine Gleichspannung durch Schließen des Schalters (5) an das Solenoid (1) anlegbar ist, wobei
eine Einrichtung zum temporären Unterbrechen des Anlegens der Spannung, solange ein vorbestimmter, durch das Solenoid (1) fließender Strom nachgewiesen wird, und
ein erster Taktgeber (4) zur Ansteuerung des Schalters (5) in einem vorbestimmten ersten Takt sowie
ein erster und zweiter ohmscher Widerstand (6, 9), die jeweils seriell zum Solenoid (1) und zueinander parallel gekoppelt sind, vorhanden sind,
wobei die Einrichtung einen seriell mit dem Schalter (5) verbundenen Stromnachweisschalter (7) zum Nachweis des durch das Solenoid (1) fließenden Stroms umfaßt,
und die Größe des parallel zum Stromnachweisschalter (7) gekoppelten, ersten ohmschen Widerstands (6) in Verbindung mit der Ansprechschwelle des Stromnachweisschalters (7) die Größe des Haltestroms für den Anker (3) bestimmt,
wobei der zweite ohmsche Widerstand (9) über einen weiteren, zweiten Taktgeber (8) in einem vorbestimmten, zumindest teilweise mit dem ersten Takt überlappenden, zweiten Takt in den Stromkreis zur Erzeugung eines Anzugsstroms für den Anker (3) über einen weiteren Schalter (10) schaltbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Stromnachweisschalter (7) und der erste Taktgeber (4) separat voneinander ausgestaltet sind und
dass der Schalter (5) mit dem ersten Taktgeber (4) über ein Flipflop (31) gekoppelt ist, über das auch der Stromnachweisschalter (7) mit dem Schalter (5) gekoppelt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Widerstand (6) größer als der zweite Widerstand (9) ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein eine Freilaufdiode (11) umfassender Freilaufkreis für das Solenoid (1) vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Takt des ersten Taktgebers (4) höher ist als der des zweiten Taktgebers (8).

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Taktgeber (4) eine obere und eine untere Eingangs-Triggerschwelle zur Aktivierung bzw. Beendigung der Taktung besitzt und mit einem zwischen zwei in Reihe geschalteten ohmschen Spannungsteilungs-Widerständen (48, 49) befindlichen Knoten verbunden ist, von denen ein Spannungsteilungs-Widerstand (48) mit einer Betriebsspannung verbunden und der andere Spannungsteilungs-Widerstand (49) an Masse gekoppelt ist, wobei das Verhältnis der beiden Werte der Spannungsteilungs-Widerstände (48, 49) den Beginn und das Ende der Taktung in Bezug auf die Betriebsspannung und die obere und untere Eingangs-Triggerschwelle bestimmt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebsspannung eine gleichgerichtete Wechselspannung und parallel zum anderen Spannungsteilungs-Widerstand (49) ein Kondensator (50) geschaltet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Widerstand (6) an Masse gekoppelt ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Widerstand (9) über einen vom zweiten Taktgeber (8) angesteuerten, weiteren Schalter (10) an Masse koppelbar ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Schalter (10) ein Transistor ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (5) ein Transistor, vorzugsweise ein FeldeffektTransistor, ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromnachweisschalter (7) ein Transistor ist, wobei der nachzuweisende Strom über dessen Basis-Emitter-Spannung erfaßbar ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromnachweisschalter (7) einen Komparator umfaßt.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zur temporären Unterbrechung des Anlegens der Spannung eine Öffnung des Schalters (5) durch den Stromnachweisschalter (7) vornehmbar ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang des erstes Taktgebers (4) mit dem SET-Eingang des Flipflops (31) und der Stromnachweisschalter (7) mit dem RESET-Eingang des Flipflops (31) verbunden sind, wobei der Q-Ausgang des Flipflops (31) mit dem Schalter (5) gekoppelt ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Flipflop (31) zwei NAND-Gatter (29, 30) umfasst.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Taktgeber (4) ein Taktgeber-NAND-Gatter (25) umfaßt, dessen Ausgang auf einen der beiden Eingänge über eine Schaltungskombination aus einem Taktgeber-Widerstand (26), einer Taktgeber-Diode (27) und einem Taktgeber-Kondensator (28) zurückgekoppelt ist, wobei der Takt des Ausgangs des Taktgeber-NAND-Gatters (25) mit einer im wesentlichen durch den Taktgeber-Widerstand (26) und den Taktgeber-Kondensator (28) wählbaren Zeitkonstante vorbestimmt ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der andere der beiden Eingänge des Taktgeber-NAND-Gatters (25) auf einem konstant hohen Pegel liegt.

18. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der andere der beiden Eingänge des Taktgeber-NAND-Gatters (25) mit einem zwischen zwei in Reihe geschalteten ohmschen Spannungsteilungs-Widerständen (48, 49) befindlichen Knoten verbunden ist, von denen ein Spannungsteilungs-Widerstand (48) mit einer Betriebsspannung verbunden und der andere Spannungsteilungs-Widerstand (49) an Masse gekoppelt ist, wobei durch das Verhältnis der beiden Werte der Spannungsteilungs-Widerstände (48, 49) der Beginn und das Ende der Taktung in Bezug auf die Betriebsspannung und die obere bzw. untere Triggerschwelle des Taktgeber-NAND-Gatters (25) einstellbar ist.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebsspannung eine gleichgerichtete Wechselspannung und parallel zum anderen Spannungsteilungs-Widerstand (49) ein Kondensator (50) geschaltet ist.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Taktgeber (8) ein Taktgeber-NAND-Gatter (33) umfaßt, dessen Ausgang auf einen Eingang des Taktgeber-NAND-Gatters (33) über eine Schaltungskombination aus zwei ohmschen Taktgeber-Widerständen (34, 35), einer Taktgeber-Diode (36) und einem Taktgeber-Kondensator (37) zurückgeführt ist.

Claims

1. A device for actuating an electromagnet, in particular for a safety circuit, which has an armature (3) which is activated in accordance with the actuation of a solenoid (1); comprising a switch (5) which is connected in series to the solenoid (1) and via which a d.c. voltage is applicable to the solenoid (1) by closing the switch (5); wherein
a device for temporarily interrupting the application of the voltage as long as a predetermined current flowing through the solenoid (1) is detected; and
a first clock generator (4) for actuating the switch (5) in a predetermined first clock cycle; as well as
a first and a second ohmic resistor (6, 9), which are each connected in series to the solenoid (1) and in parallel with one another; are provided
wherein the device comprises a current detection switch (7), connected in series to the switch (5), for detecting the current flowing through the solenoid (1);
wherein the magnitude of the first ohmic resistor (6) which is connected in parallel with the current detection switch (7) determining, in conjunction with the response threshold of the current detection switch (7), the magnitude of the holding current for the armature (3); and
wherein the second ohmic resistor (9) is connectable via a further switch (10) in the circuit for generating an attraction current for the armature (3), via a further, second clock generator (8) in a predetermined second clock cycle, which at least partially overlaps with the first clock cycle;
characterized in that
the current detection switch (7) and the first clock generator (4) are formed separately from each other and
the switch (5) is coupled with the first clock generator (4) via a flip-flop (31), the flip-flop (31) also coupling the current detection switch (7) with the switch (5).

2. The device according to Claim 1, characterized in that the first resistor (6) is larger than the second resistor (9).

3. The device according to Claim 1 or 2, characterized in that a recovery circuit, comprising a recovery diode (11), is provided for the solenoid (1).

4. The device according to any one of Claims 1 to 3, characterized in that the clock cycle of the first clock generator (4) is higher than that of the second clock generator (8).

5. The device according to any one of Claims 1 to 4, characterized in that the clock generator (4) has an upper and a lower input trigger threshold for actuating or terminating the clocking, and is connected to a node which is located between two ohmic voltage divider resistors (48, 49) which are connected in series, one voltage divider resistor (48) of which being connected to an operating voltage, and the other voltage divider resistor (49) being connected to earth, the ratio between the two values of the voltage divider resistors (48, 49) determining the start and the end of the clocking with respect to the operating voltage and the upper and lower input trigger threshold.

6. The device according to Claim 5, characterized in that the operating voltage is a rectified a.c. voltage, and a capacitor (50) is connected in parallel with the other voltage divider resistor (49).

7. The device according to any one of Claims 1 to 6, characterized in that the first resistor (6) is connected to earth.

8. The device according to any one of Claims 1 to 7, characterized in that the second resistor (9) can be connected to earth via a further switch (10) which is actuated by the second clock generator (8).

9. The device according to Claim 8, characterized in that the further switch (10) is a transistor.

10. The device according to any one of Claims 1 to 9, characterized in that the switch (5) is a transistor, preferably a field-effect transistor.

11. The device according to any one of Claims 1 to 10, characterized in that the current detection switch (7) is a transistor, it being possible to record the current which is to be detected by means of the base-emitter voltage of said transistor.

12. The device according to any one of Claims 1 to 10, characterized in that the current detection switch (7) comprises a comparator.

13. The device according to any one of Claims 1 to 12, characterized in that in order to temporarily interrupt the application of the voltage it is possible to open the switch (5) by means of the current detection switch (7).

14. The device according to Claim 13, characterized in that the output of the first clock generator (4) is connected to the SET input of the flip-flop (31), and the current detection switch (7) is connected to the RESET input of the flip-flop (31), the Q output of the flip-flop (31) being connected to the switch (5).

15. The device according to any one of Claims 1 to 14, characterized in that the flip-flop (31) comprises two NAND gates (29, 30).

16. The device according to any one of Claims 1 to 15, characterized in that the first clock generator (4) comprises a clock generator NAND gate (25) whose output is fed back to one of the two inputs via a circuit combination comprising a clock generator resistor (26), a clock generator diode (27) and a clock generator capacitor (28), the clock of the output of the clock generator NAND gate (25) being predetermined with a time constant which can be selected essentially by the clock generator resistor (26) and the clock generator capacitor (28).

17. The device according to Claim 16, characterized in that the other of the two inputs of the clock generator NAND gate (25) is at a constant high level.

18. The device according to Claim 16, characterized in that the other of the two inputs of the clock generator NAND gate (25) is connected to a node which is located between two ohmic voltage divider resistors (48, 49) which are connected in series, one voltage divider resistor (48) being connected to an operating voltage, and the other voltage divider resistor (49) being connected to earth, the start and the end of the clocking being adjustable in relation to the operating voltage and the upper or lower trigger threshold of the clock generator NAND gate (25) by means of the ratio between the two values of the voltage divider resistors (48,49).

19. The device according to Claim 18, characterized in that the operating voltage is a rectified a.c. voltage, and a capacitor (50) is connected in parallel with the other voltage divider resistor (49).

20. The device according to any one of Claims 1 to 19, characterized in that the second clock generator (8) comprises a clock generator NAND gate (33) whose output is fed back to an input of the clock generator NAND gate (33) via a circuit combination comprising two ohmic clock generator resistors (34, 35), a clock generator diode (36) and a clock generator capacitor (37).

Revendications

1. Dispositif pour le pilotage d'un électro-aimant, en particulier pour une commutation de sécurité, comportant un induit (3) piloté par un solénoïde (1), avec un commutateur (5) couplé en série avec le solénoïde (1) et qui peut être raccordé au solénoïde (1), et par lequel une tension continue peut être appliquée au solénoïde par la fermeture du commutateur (5), et qui comporte encore :

- une installation pour l'interruption temporaire de la mise sous tension, aussi longtemps qu'un courant prédéterminé est décelé au travers du solénoïde (1), et

- un premier générateur d'impulsions (4) pour le pilotage du commutateur (5) dans une première impulsion prédéterminée, ainsi que

- une première et une deuxième résistances ohmiques (6, 9), qui sont en parallèle l'une avec l'autre, et en série avec le solénoïde (1),
et où cette installation comporte un disjoncteur (7) lié en série au commutateur (5) pour la détection du courant circulant au travers du solénoïde,
et où la grandeur de la première résistance ohmique (6) couplée en parallèle au disjoncteur (7) détermine, en relation avec le seuil de déclenchement du disjoncteur (7), la grandeur du courant de maintien pour l'induit (3),
et où la deuxième résistance ohmique (9) est commutable par un autre commutateur (10) lors d'une deuxième impulsion prédéterminée et au moins partiellement en recouvrement avec la première impulsion, et sous l'action d'un autre, deuxième générateur d'impulsions (8) générant cette deuxième impulsion dans le circuit pour la production d'un courant d'actionnement pour l'induit (3), caractérisé en ce que :

- le disjoncteur (7) et le premier générateur d'impulsions (4) sont disposés séparément l'un de l'autre, et que

- le commutateur (5) est couplé avec le premier générateur d'impulsions (4) par un multivibrateur bistable ou flip-flop (31), par lequel le disjoncteur (7) est également couplé avec le commutateur (5).

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première résistance (6) est plus grande que la deuxième résistance (9).

3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il prévoit un circuit de roue libre pour le solénoïde (1), qui comporte une diode de roue libre (11).

4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'impulsion issue du premier générateur d'impulsions (4) est plus haute que celle issue du deuxième générateur d'impulsions (8).

5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le générateur d'impulsions (4) comporte un seuil inférieur de déclenchement d'entrée et un seuil supérieur de déclenchement d'entrée pour l'activation, ou respectivement la clôture, de la génération d'impulsions, et qu'il est relié à un noeud situé entre deux résistances ohmiques diviseuses de tension (48, 49) installées en série, parmi lesquelles une résistance diviseuse de tension (48) est liée au courant du réseau, et l'autre résistance diviseuse de tension (49) est couplée à la masse, et où le rapport des deux valeurs des résistances diviseuses de tension (48, 49) détermine le début et la fin de la génération d'impulsion en ce qui concerne le courant du réseau ainsi que les seuils supérieur et inférieur de déclenchement d'entrée.

6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le courant est un courant alternatif redressé, et en ce qu'un condensateur (50) est installé en parallèle à l'autre résistance diviseuse de tension (49).

7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la première résistance (6) est couplée à la masse.

8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la deuxième résistance (9) est couplable à la masse par un autre commutateur (10) commandé par le deuxième générateur d'impulsions (8).

9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'autre commutateur (10) est un transistor.

10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le commutateur (5) est un transistor, de préférence à effet de champ.

11. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le disjoncteur (7) est un transistor, par lequel le courant à identifier est décelable au niveau de sa tension base-émetteur.

12. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le disjoncteur (7) comporte un comparateur.

13. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce qu'une ouverture du commutateur (5) par le disjoncteur (7) est prévue en cas d'interruption temporaire de l'établissement du courant.

14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que la sortie du premier générateur d'impulsions (4) est couplée avec l'entrée SET du flip-flop (31) et que le disjoncteur (7) est couplé avec l'entrée RESET du flip-flop (31), et que la sortie Q du flip-flop (31) est couplée au commutateur (5).

15. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que le flip-flop (31) comporte deux portes NAND (29, 30).

16. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que le premier générateur d'impulsions (4) comporte une porte NAND de générateur d'impulsion (25), dont la sortie est couplée en retour sur une des deux entrées par une combinaison de circuit issue d'une résistance de générateur d'impulsion (26), une diode de générateur d'impulsion (27) et un condensateur (28) de générateur d'impulsion, et où l'impulsion de sortie de la porte NAND de générateur d'impulsion (25) est préaccordée avec une constante de temps que l'on peut choisir au travers de la résistance de générateur d'impulsion (26) et du condensateur de générateur d'impulsion (28).

17. Dispositif selon la revendication 17, caractérisé en ce que l'autre des deux entrées de la porte NAND de générateur d'impulsion (25) est à un niveau constamment élevé.

18. Dispositif selon la revendication 16, caractérisé en ce que l'autre des deux entrées de la porte NAND de générateur d'impulsions (25) est reliée à un noeud situé entre deux résistances ohmiques diviseuses de tension (48 ; 49) disposées en série, dont l'une résistance ohmique diviseuse de tension (48) est reliée à un courant du réseau, et l'autre résistance ohmique diviseuse de tension (49) est reliée à la masse, et où le début et la fin de la génération d'impulsions concernant le courant du réseau et le seuil supérieur, respectivement inférieur, de déclenchement de la porte NAND de générateur d'impulsions (25), est réglable par la proportion des deux valeurs des résistances ohmiques diviseuses de tension (48 ; 49).

19. Dispositif selon la revendication 18, caractérisé en ce que le courant du réseau est un courant alternatif redressé, et qu'un condensateur (50) est implanté en parallèle de l'autre résistance ohmique diviseuse de tension (49).

20. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 19, caractérisé en ce que le deuxième générateur d'impulsions (8) comporte une porte NAND de générateur d'impulsions (33), dont la sortie est ramenée à une entrée de la porte NAND de générateur d'impulsions par une combinaison de circuit issue de deux résistances ohmiques diviseuses de tension (34 ; 35), une diode générateur d'impulsion (36) et un condensateur (37) de générateur d'impulsion.

Zeichnung