CN101809699A - 磁促动的电转换器件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于手动转换电接触的转换器件，包括：能够依靠运动而移置的控制元件(10)；以及能够依靠控制元件(10)的运动沿着第一接触路径(40)移动的接触元件(20；20a、20b)。控制元件(10)和接触元件(20；20a、20b)以非接触的和直接的方式彼此相互作用。

Description

磁促动的电转换器件

技术领域

本发明涉及用于电接触的转换器件。本发明特别地涉及用于手动转换电接触的转换器件。

背景技术

在现代设备中，操作者控制元件的操作正变得越来越重要。触觉学和声学在这里处于中心重要地位。特别是对于交通工具的操作，以及同等地对于具有电功能的许多其它设备，转换器件和控制器的操作的容易性不仅与安全性有关，而且是对整个设备的质量和质量印象的重要准则。质量印象不仅仅在机动车辆中成为了销售中的决定性因素。

诸如转换器件或控制器之类的操作者控制元件应该容易转换，但是同时在转换过程期间，它们应该向用户提供转换器件和由此电接触已经移动到期望位置的感觉，在该方面，操作转换器件时的机械感觉以及另一方面的相关声音两者都非常重要。同时，在广泛的各种各样的气候条件中，转换器件应该在长时间可靠地作用。

为此目的，传统的转换器件具有闩锁机构，其中机械连接到操作者控制元件的转换元件能够闩锁到一个或多个制动器(detent)中。这里，每个制动器与一转换位置相对应。转换元件具有触点，该触点在各个位置中带来转换功能所需要的电接触。

这里依靠盘簧或片簧将弹簧力沿制动器的方向施加给转换元件，结果是当转换元件运动到制动器附近时，转换元件配合到制动器中。这里依靠直接或者经由控制杆和接头而机械连接到转换元件的操作者控制元件来执行转换元件的运动。

在这里，操作者控制元件典型地安装在设备的操作者控制面板或仪表板上，结果是可以由用户方便地激活它。将操作者控制元件机械连接到接触元件或转换元件在这里具有如下缺点：为了元件的机械运动，不得不在转换器件中设置开口，结果是污垢和湿气可以进入转换器件中。取决于转换器件的使用条件，灰尘、沙子和其它杂质的进入可以不利地影响机械功能，特别是转换器件运动的容易性。而且，湿气的进入可以带来接触处的腐蚀或者甚至是短路。

封装的转换器件用于克服这些缺点是已知的。然而，所述转换器件具有操作者控制元件也被封装的缺点，这在视觉外观和因此在设计的可能性上具有非常不利的影响。如果将操作者控制元件位于封装结构之外，则要求特别的密封，这通常限制转换器件的使用寿命，影响转换器件运动的容易性，并且不利地影响转换感觉。

另外，机械连接具有如下缺点：经过一定的时间，它们由于材料摩擦而腐蚀，并且由此降低了转换感觉和质量印象。

发明内容

因此，本发明的目的是使得可得到改善的用于手动转换电连接的转换器件。

该目的通过用于手动转换电接触或电连接的转换器件来实现，该转换器件包括：能够依靠运动而被手动移置的操作者控制元件；以及能够依靠操作者控制元件的运动沿着第一接触路径移置的至少一个接触元件，其中操作者控制元件和接触元件以非接触的方式彼此直接地相互作用，结果是接触元件跟随操作者控制元件的运动。

在此，非接触相互作用允许省去控制杆、接头和其他机械力传递元件，结果是使机械腐蚀和磨损最小化。相互作用在这里是直接的，也就是将操作者控制元件的运动直接转化为接触元件或转换元件的运动，结果是接触元件总是跟随操作者控制元件的运动。特别地将直接的运动理解为如下意思：在操作者控制元件和转换元件之间不提供诸如电连接件或线之类的中间元件。

术语相互作用在这里还可以具有另外的意思，即，转换元件或接触元件的运动也沿相反方向传递给操作者控制元件。例如，如果将接触元件移动到制动器或凹陷中，则与如果将接触元件从制动器或凹陷移出的情况相比，这需要的力更小。相互作用可以经由需要的促动力来将反馈传递到操作者控制元件，并因此传递到用户。

手动转换在这里表示例如通过用户的手来机械地激活操作者控制元件。在这里可以直接由用户抓住操作者控制元件，并且此时可以设置例如众所周知的旋钮和面板。

相互作用可以是磁的。为了该目的，操作者控制元件可以在至少一个部分中是磁性的，为了该目的，可以在操作者控制元件上设置永磁体或电磁体。另一方面，转换元件或接触元件可以是可磁化的，并且例如具有铁磁性或顺磁性部分，并且例如由铁制得。这提供了可以使用接触元件以同时带来电接触的优点。

然而，根据本发明，接触元件也可以包括磁性部分，并且操作者控制元件可以是可磁化的。操作者控制元件和接触元件两者也可以是磁性的。在该情况下，磁的相互作用可以是吸引或排斥，并且如果使用电磁体，则甚至可能转变它。依靠各种磁化，可以实现各种转换功能。还可以提供多个彼此依赖或彼此独立的接触元件，作为其结果，可以用同一操作者控制元件提供各种转换功能。

对于本领域技术人员而言清楚的是，可以具有磁体的多种组合可能性，这允许多个实施例。

相互作用、特别是磁的相互作用允许接触元件至少压靠第一接触路径。所以，接触元件保持倚靠第一接触路径，并且不需要诸如螺旋弹簧或片簧之类的其它弹簧元件。

转换器件还可以具有第二接触路径或可以被例如平行布置的其它接触路径。特别地，第一接触路径和第二接触路径可以彼此平行布置。其它接触路径还可以与其平行布置，或与第二接触路径串接(in series with)。接触元件可以搁置在接触路径上，并且如果合适的话，依靠磁力保持倚靠着接触路径。

接触路径可以具有接触面，接触元件通过接触面围绕导电部分，可以依靠第一运动将导电部分置于电接触中。在这里每个接触面连接至电触点、连接件或接线端。

例如，第二接触路径可以在其长度中的一部分(one of its length)上具有接触面，结果是当接触元件搁置在第二接触路径上时、它与接触元件电接触。例如，因为第二连接路径与电源相连，所以第二接触路径所处的电势被传输给接触元件。

第一接触路径可以具有一个或多个接触面，其中，每个接触面与一转换位置相对应，并且在每种情况下可以具有电连接件，例如到负载的电连接件。可以使接触面沿着第一接触路径一个接一个地布置，并且本领域技术人员在这里可以根据各自的要求来使布置适应。于是沿着第一接触路径移动接触元件使得接触元件相对于接触面移置，并且取决于接触元件的位置而不与任何接触面电接触、与一个接触面电接触或者甚至与多个接触面电接触，结果是相应接触面上升到接触元件的电势，并且根据转换位置带来电接触或电连接。

接触路径，特别是第一和/或第二接触路径，可以包括至少一个槽口，其中该至少一个槽口与转换位置对应。在转换位置中，接触元件可以位于该至少一个槽口中，并且取决于槽口可以带来相应的电接触。如果沿着接触路径移动接触元件，则使得必须施加更大的力以将接触元件移出槽口，同时依靠操作者控制元件来将它移动到槽口中或保持在那里而无需进一步施加力。这允许转换路径的闩锁布置。

在该情况下，需要相对大的力将接触元件移出槽口，并且这可以经由相互作用传递到操作者控制元件和用户，因此向用户提供关于转换位置的反馈。

槽口还可以设置有接触面，结果是只有在接触元件处于相应槽口中时才产生接触。在该情况下，槽口与转换位置对应，该转换位置被指定有电转换状态。

在该情况下，槽口有利地沿磁力的方向布置，结果是如果操作者控制元件不运动、则通过磁力将接触元件拉入槽口中。

在这里，可以将一个或多个槽口设置在第一和第二和/或其它的接触路径上，或者只在其中一个接触路径上。本领域技术人员将使槽口的个数和布置适应于在这里转换器件导致的各个要求。

接触元件和至少第一接触路径可以布置在封闭壳体中，而将操作者控制元件放置在壳体外部。通过在壳体内布置接触元件和第一接触路径，并且如果合适的话，布置第二和其它的接触路径，可以在壳体中容纳所有对电转换很重要的元件，并因此使这些元件受到保护。

在这里，壳体可以是完全封闭的，并且也可以是以不透气的和/或不透水的方式封闭，结果是电部件完全封装。因为接触元件从壳体外部依靠非接触的相互作用被移置，所以无需为了转换的目的而将任何机械运动从外界传递到壳体中。因此不需要在壳体中或可移动壳体部分中设置开口，这便于壳体的密封。仅仅需要让诸如电缆之类的电连接件引导通过壳体壁，并且对于该目的，本领域技术人员熟悉恰当的密封。

壳体可以有效和永久地保护电部件不受环境的影响，特别是不受灰尘和湿气的影响。取决于所使用的壳体，这允许在灰尘的或者其他潮湿的或有雨的环境中持续和可靠地使用。

可以在印刷电路板上布置第一接触路径和/或第二接触路径。接触路径在这里可以是滑动接触件的形式，接触元件依靠该滑动接触件来运动。使用已知技术可以将接触路径集成到印刷电路板(PCB)或附连至该印刷电路板。

然而，也可以借助于电线或电缆通过直接接触接触元件而无需印刷电路板，从而实施根据本发明的转换器件。

在本发明的一个实施例中，操作者控制元件被安装为可以绕旋转轴旋转，并且例如是旋转转换器件的形式。在该情况下，也可以将磁体布置在旋转轴上或者相对于旋转轴径向布置，导致当操作者控制元件执行旋转运动时、所述磁体沿圆弧运动的结果。

为了该目的，也可以将一个或多个接触路径设置成绕旋转轴的圆弧的形式。所以，如果旋转操作者控制元件，并且因此如果合适的话，磁体以圆弧的形式运动，则接触元件可以沿着圆弧状的接触路径运动，同样地几乎沿着圆弧运动。

在这里磁体和接触元件可以沿着旋转轴取向，并几乎在同一半径上绕旋转轴运动。

在一个优选实施例中，接触元件相对于操作者控制元件的旋转轴径向地布置。如果实施例包含有磁体，则接触元件还相对于磁体径向地布置，并大体在圆弧上绕磁体运动。

这里，可以有利地将接触元件平行于旋转运动的旋转轴来放置或取向。

操作者控制元件和接触元件能够几乎彼此平行地线性移置。这里，操作者控制元件的线性运动大体涉及布置在操作者控制元件上的磁体或可磁化部分。所以，使用本发明可以实现滑动控制器和滑动转换器件。

附图说明

在阅读下面参考附图而给出的优选实施例的仅仅示范性而非限制性描述时，本发明的其它特征和优点将变得更清楚，其中：

图1a、1b和1c从各种视角示出了根据本发明的转换器件；

图2a至2e示出了根据本发明的转换器件在四个不同的转换位置中，每种情况均以透视图和截面图示出；

图3a示出了具有三边横截面的接触元件和操作者控制元件，而图3b示出了具有圆形横截面的接触元件和操作者控制元件；以及

图4示出了具有接触路径的来自图3b的接触元件和操作者控制元件。

具体实施方式

在附图和描述中通过相同的附图标记表示相同或相似的部件。

图1a、1b和1c从各种视角示出了根据本发明的转换器件。该转换器件包括圆柱形外壳体2和圆柱形内壳体4。在同一圆柱轴线上将内壳体4布置在外壳体2的内部。内壳体4在这里还可以仅由圆柱体的侧表面构成而省略底侧，如图1c所示。可以由塑料或其他一些材料来制成这两个壳体，优选的是由绝缘材料制成。

另外，转换器件包括操作者控制元件10，该操作者控制元件具有转轴或轴12，该轴12上布置有永磁体14。

在内壳体4的侧表面上沿着圆弧布置有第一接触路径40和第二接触路径30。第一接触路径40在这里包括多个接触面40a、40b、40c、40d和40e，每个接触面具有槽口。第二接触路径30是由导电材料构成的或者具有导电表面的一体件，并包括与第一接触路径40数量相同的槽口。槽口在这里以如下方式取向：在每种情况下，接触元件20可以配合在第一接触路径40的槽口中和第二接触路径30的槽口中。

第一接触路径40中的接触面40a、40b、40c、40d和40e以及各槽口的每个都与一个转换位置对应。在图2a至2e中图示了各转换位置。

在图2a中，示出的转换器件处于零位置。该位置相应于图1a和1b中的转换位置。这里，接触元件20位于具有第一接触路径40的第一接触面40a的第一槽口中以及第二接触路径30的相应槽口中。在该位置，可以切断连接的负载，例如鼓风机。在该情况下，不需要在第一接触路径40a上设置电连接件。

在图2b中，示出的转换器件处于第一转换位置。接触元件位于具有第一接触路径40的接触面40b的第二槽口中和第二接触路径30的相应槽口中。该位置可以例如相应于鼓风机的第一速度，在该情况下，接触面40b可以经由电阻器与鼓风机相连。对于本领域技术人员，还已知其他连接可能性。

图2c、2d和2e相应地示出了第二、第三和第四转换位置，其中，接触元件20位于具有相应的接触面40c、40d、40的第三、第四或第五槽口。在鼓风机的情况下，这些则相应于另外的鼓风机级，并且还可以无需电阻器而连接到具有或处于最高级的鼓风机。

图2a至2e还示出了，当操作者控制元件10运动时其转轴12及磁体14移置，并且接触元件20根据该运动而移置的情况。在该情况下，在接触元件20和操作者控制元件10之间没有材料连接。取而代之地，由内壳体4将操作者控制元件10和接触元件20彼此机械地分离。

在这里诸如图3a和3b所示依靠磁性的相互作用或者依靠磁力，实现力从操作者控制元件10到接触元件20的传输以及相反的传输。

图3a和3b在这里更详细地示出了包括转轴12和磁体14的操作者控制元件10以及接触元件20，其中，为了说明的目的，省略了根据本发明的转换器件的其他元件。

这里，图3a和3b中接触元件20的实施方式是不同的，其中，图3a中图示了具有三边横截面的接触元件20a，而图3b中图示了具有圆形横截面的接触元件20b。作为不同形状的结果，可以改变接触元件20、20a或20b在槽口中的配合，并使其适应不同的要求。

接触元件20a的三边或多边形状允许在接触路径30、40中更准确地适配在槽口中，作为其结果，可增加调节精度和调节所需的力。另外，改善了支承面和因此接触元件20a与相应接触路径的接触面。

另一方面，具有圆形横截面的接触元件20b的圆形形状允许用于在转换位置之间转换的更小的力，并且还允许接触元件20b可以在接触路径30、40上滚动。这是有益的，特别是当在接触路径30、40上没有设置槽口时。在该情况下，诸如电位计(potentiometer)之类的连续控制器也可以例如以本身已知的方式来实现。

当转换转换器件时、例如当接触元件闩锁在槽口中时，接触元件的形状和槽口的形状也允许根据要求使声学改变或最小化以及与之相适。

在本示范性实施例中图示的接触元件的形状以及接触路径的布置和形状在这里仅仅是示范性的，而不限制本发明。本领域技术人员在这里意识到，可以利用多种另外的形状和布置来使用本发明。

在这里，接触元件20、20a、20b由诸如铁之类的可磁化材料制成，或者包括永磁体。在这里由操作者控制元件10的永磁体14来吸引接触元件20、20a、20b。如图4所示，接触元件20、20a、20b因此压靠接触路径30、40，并且如果合适的话，所述接触元件20、20a、20b被拉入接触路径的槽口中。

如果当接触元件移动到槽口中或从槽口移出时经受力，则该力还可以通过磁性的相互作用返回到操作者控制元件上并因此由用户感觉到。

如果然后旋转操作者控制元件10和因此旋转磁体14，则接触元件20、20a、20b在由接触路径30、40预定的圆弧上跟随磁体运动。在该过程中，接触元件20、20a、20b也被拉入到槽口中，并且需要操作者相应的更大的力来进一步移动接触元件20、20a、20b，作为其结果，对操作者产生闩锁的感觉。

而且，接触元件20、20a、20b由导电材料制成，或者包括这样的部分。后一情况带来了第二接触路径30和第一接触路径40的各个接触面40a、40b、40c、40d、40e之间的电连接。例如，第二接触面30可以是由导电材料构成的一体件，并且可以连接到电源。第二接触面30和位于其上的接触元件20、20a、20b则处于电压源的电势。在图4所示的位置，接触元件定位在接触面40a中的槽口中。接触面40a在这里与转换位置对应，例如，相应于图2所述的零位置，并且它可以被电连接到负载或其它器件。因此，在图示的转换位置，接触面40a是接通的，同时与第一接触路径40的其他接触面40b、40c、40d、40e没有接触。因此后者是切断的。

当然，对于当前没有打算起与转换相关连的作用的零位置，相应的接触面40a可以省略，或者不具有电连接。

在该情况下，接触路径30、40的、槽口的以及接触面的布置的各种形式在本领域技术人员的知识范围内，本领域技术人员可以使布置及其形状适应于制造转换器件所提出的各个要求。

当然，所示的实施例仅仅是示范性的，并且对于本领域技术人员，本发明的大量可能变型是明显的。

Claims (14)

1.一种用于手动转换电接触的转换器件，包括：

操作者控制元件(10)，能够依靠运动而被手动移置；

至少一个接触元件(20；20a、20b)，能够依靠所述操作者控制元件(10)的运动沿着第一接触路径(40)移置；

其中，所述操作者控制元件(10)和所述接触元件(20；20a、20b)以非接触的方式彼此直接地相互作用。

2.根据权利要求1所述的转换器件，其中，所述操作者控制元件(10)和/或所述接触元件(20；20a、20b)在至少一个部分中是磁性的或可磁化的。

3.根据权利要求2所述的转换器件，其中，磁性部分包括永磁体(14)。

4.根据权利要求2或3所述的转换器件，其中，磁性部分包括电磁体。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的转换器件，其中，可磁化部分是铁磁性的或顺磁性的。

6.根据前述权利要求中任一项所述的转换器件，其中，相互作用使所述接触元件(20；20a、20b)压靠所述第一接触路径(40)。

7.根据前述权利要求中任一项所述的转换器件，还包括第二接触路径(30)。

8.根据权利要求7所述的转换器件，其中，所述第一接触路径(40)和所述第二接触路径(30)基本上平行设置。

9.根据前述权利要求中任一项所述的转换器件，其中，所述第一接触路径和/或所述第二接触路径中的每一个包括至少一个接触面(40a、40b、40c、40d、40e)，通过所述至少一个接触面，能够依靠运动将导电部分放置成与所述接触元件(20；20a、20b)电接触。

10.根据前述权利要求中任一项所述的转换器件，其中，所述第一接触路径(40)和/或所述第二接触路径(30)包括至少一个槽口，其中所述至少一个槽口与一转换位置相对应。

11.根据前述权利要求中任一项所述的转换器件，其中，所述操作者控制元件(10)安装为可绕旋转轴旋转。

12.根据权利要求11所述的转换器件，其中，所述接触元件(20；20a、20b)相对于所述操作者控制元件(10)的所述旋转轴径向地布置。

13.根据权利要求11或12所述的转换器件，其中，所述接触元件(20；20a、20b)基本上平行于所述旋转轴布置。

14.根据权利要求1至10中任一项所述的转换器件，其中，所述操作者控制元件和所述接触元件能够几乎彼此平行地线性移置。

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