DE102004004016A1

DE102004004016A1 - Magnetisch aktivierte Kontaktiereinrichtung

Info

Publication number: DE102004004016A1
Application number: DE102004004016A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dr. Hamm
Original assignee: EGO Elektro Geratebau GmbH
Current assignee: EGO Elektro Geratebau GmbH
Priority date: 2004-01-20
Filing date: 2004-01-20
Publication date: 2005-08-04
Also published as: WO2005069329A1; US20060244559A1; US7492244B2; EP1706882A1

Abstract

Mit der Erfindung ist es möglich, einen Code-Schalter (11) zu schaffen, bei dem in einem drehbaren Rotor (15) an bestimmten Stellen Magnet-Auslöser (19) vorgesehen sind. In dem Gehäuse (13) des Code-Schalters (11) sind ortsfest Gegenkontakte (23) angeordnet, denen mit einem Trennabstand versehene Kontaktarme (27) mit Kontaktköpfen (28) zugeordnet sind. Wird durch Drehen des Rotors (15) ein Magnet-Auslöser (19) über einen Gegenkontakt (23) gebracht, so wird der Kontaktkopf (28) nach oben gegen den Gegenkontakt (23) gezogen und der Kontakt geschlossen.

Description

Anwendungsgebiet und Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine magnetisch aktivierte Kontaktiereinrichtung, bei der durch Auslösung mittels Magnetkraft Kontakte wie Signal- oder auch Schaltkontakte in Form von Kontaktköpfen und Gegenkontakten geschlossen werden können.

Es ist beispielsweise aus der DE 296 10 996 eine elektromechanische Verbindungsvorrichtung bekannt. Zwei Teile der Verbindungsvorrichtung, die grundsätzlich den Funktionen von Stecker und Steckerkupplung entsprechen, können in verschiedene Stellungen gegeneinander gesetzt werden. Lediglich in einer bestimmten Stellung passen sie jedoch aufgrund mechanischer Codierung auf vorgesehene Art und Weise zusammen. Durch eine magnetische Codierung mittels in bestimmter Weise positionierter, unterschiedlich gepolter Magnete kann nur in dieser passenden Stellung ein Schließen mehrerer Kontakte erfolgen. Hierbei ist jedoch die Verwendungsmöglichkeit auf das Herstellen jeweils einer einzigen Verbindung nach einem einzigen bestimmten Muster beschränkt.

Aufgabe und Lösung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte Kontaktiereinrichtung zu schaffen, mit der die Nachteile des Standes der Technik vermieden werden können und insbesondere eine Kontaktiereinrichtung für eine Vielzahl von Schalt- bzw. Verbindungsfunktionen geschaffen werden kann mit dem Ziel, dass im Bereich der Kontakte trotz der zur Herstellung der Kontakte notwendigen Bewegung keine Reibung und kein Schleifen stattfindet.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Kontaktiereinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte sowie bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Ansprüche und werden im folgenden näher erläutert. Der Wortlaut der Ansprüche wird durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Kontaktiereinrichtung mehrere Kontakte aufweist, die jeweils aus korrespondierenden Kontaktköpfen bestehen. Ein Kontaktkopf jedes Kontaktes weist dabei eine Zu-Kontaktierung auf, beispielsweise in Form einer elektrischen Zuleitung. Des weiteren weist er einen magnetischen oder magnetisch wirksamen ersten Magnet-Bereich auf. Er kann selber magnetisch sein oder in enger räumlicher Nähe mit einem solchen Magnet-Bereich verbunden sein. Magnetisch oder magnetisch wirksam soll bedeuten, dass in Zusammenwirkung mit einem sogenannten aktiven Magneten, beispielsweise einem Dauermagneten, eine Magnetkraft und somit eine Anziehung entsteht. Der Kontaktkopf ist entlang einer Kontaktierungsrichtung bewegbar gelagert, wobei die Kontaktierungsrichtung vorteilhaft im wesentlichen gerade ist. So ist der Kontaktkopf gegen einen korrespondierenden Gegenkontaktkopf bewegbar zum Schließen des Kontakts. Des weiteren ist wenigstens ein magnetischer oder magnetisch wirksamer zweiter Magnet-Bereich vorgesehen, der relativ zu dem jeweils korrespondierenden ersten Magnet-Bereich bewegbar ist, wobei diese Bewegung entlang einer sogenannten Aktivierungsrichtung erfolgen kann. Innerhalb der Aktivierungsrichtung gibt es eine einerseits eine Aktiv-Stellung und andererseits eine Deaktiv-Stellung. Eine der Stellungen, insbesondere die Deaktiv-Stellung, kann auch ein größerer Bereich sein, also nicht nur im wesentlichen eine einzige Position. Einer der beiden korrespondierenden Magnet-Bereiche ist ein aktiver Magnet, welcher als Magnet-Auslöser dient und den anderen Magnet-Bereich anzieht. Dies erfolgt in der Aktiv-Stellung, wobei die Anziehung zwischen den korrespondierenden Magnet-Bereichen bewirkt, dass der bewegbare Kontaktkopf gegen den Gegenkontaktkopf gebracht wird und den Kontakt schließt. In der Deaktiv-Stellung sind Kontaktkopf und Gegenkontaktkopf getrennt und somit der Kontakt insgesamt, da die magnetische Anziehungskraft fehlt. Des weiteren ist es von Bedeutung, dass die Aktivierungsrichtung des zweiten Magnet-Bereichs zwischen Aktiv-Stellung und Deaktiv-Stellung im wesentlichen senkrecht zu der Kontaktierungsrichtung bzw. zu der Bewegungsrichtung der Kontaktköpfe verläuft.

Im wesentlichen bedeutet dies für die Funktion der Kontaktiereinrichtung, dass der zweite Magnet-Bereich zum Herstellen oder Lösen des Kontakts entlang der Aktivierungsrichtung bewegt wird. Wird er in die Aktiv-Stellung gebracht, so ziehen sich die Magnet-Bereiche an und der Kontaktkopf wird entlang der Kontaktierungsrichtung gegen den Gegenkontaktkopf bewegt. Wird der zweite Magnet-Bereich von der Aktiv-Stellung in die Deaktiv-Stellung bewegt, so können sich die beiden Kontaktköpfe trennen und den Kontakt öffnen.

Ein Magnet-Bereich kann aus ferromagnetischem Material bestehen, beispielsweise Eisen. Der aktive Magnet bzw. der Magnet-Auslöser kann selber ein Dauermagnet sein oder solches Material enthalten, bei spielsweise als kunststoffartiges Material mit entsprechenden Einschlüssen.

Die Relativbewegung kann eine lineare Verschiebung oder eine Drehbewegung sein, wobei eine Drehbewegung bevorzugt wird. Es ist auch wichtig, dass die Kontaktiereinrichtung eine Baueinheit ist und bleibt, also für den Betrieb nicht baulich verändert werden muss. Lediglich durch Drehen oder Schieben erfolgt die Betätigung.

Auf diese Art und Weise kann beispielsweise entsprechend sonstigen Code-Schaltern mittels einer Linear- oder Drehbewegung ein Schieber oder Rotor bewegt werden. Je nachdem, ob eine Aktiv-Stellung oder Deaktiv-Stellung vorliegt, werden ein oder mehrere elektrische Kontakte zwischen einem Kontaktkopf und einem zugeordneten Gegenkontaktkopf geschlossen, beispielsweise um bestimmte Signale auszulösen, die der gegebenen Stellung zugeordnet sind. Durch Schließen und Öffnen der elektrischen Kontakte aufgrund der Magnetkraft des Magnet-Auslösers kann Reibung an den elektrischen Kontakten selber, welche durch Bewegung direkt gegeneinander bedeuten würde, vermieden werden. Dies erhöht die Zuverlässigkeit und Lebensdauer der Kontaktiereinrichtung.

Um den bewegbaren Kontaktkopf elektrisch trotz der Bewegbarkeit zu kontaktieren, kann entweder eine elektrisch leitfähige Führung ähnlich einem Schleifer vorgesehen sein. Alternativ kann der Kontaktkopf eine elektrisch leitende und längliche oder flexible Zuleitung aufweisen, über welche er mit der Zu-Kontaktierung verbunden ist. Dies erleichtert die Ausgestaltung der Bewegbarkeit bzw. die Führung des Kontaktkopfes.

Als Zuleitung können beispielsweise Drähte oder flexible Metalllitzen vorgesehen sein. Da diese der Bewegung des Kontaktkopfes keine Führung bieten können, ist eine separate Führung erforderlich. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Kontaktiereinrichtung mehrere längliche Kontaktarme als Zuleitungen aufweist. Diese sind an einem Ende befestigt und weisen dort Zu-Kontakte bzw. eine entsprechende elektrische Leitung auf. An einem anderen Ende weisen sie den magnetischen Bereich und den Kontaktkopf auf. Dieses Ende ist bewegbar gegen den jeweils jedem Kontaktarm zugeordneten Gegenkontaktkopf.

Zur Auslösung der Bewegung entlang der Kontaktierungsrichtung ist ein Magnet-Auslöser vorgesehen, der relativ zu den Kontaktköpfen und Gegenkontaktköpfen bewegbar ist, so dass es hier auf die Relativbewegung von Kontaktköpfen und Gegenkontaktköpfen auf der einen Seite relativ zu dem Magnet-Auslöser auf der anderen Seite ankommt. In einer Aktiv-Stellung zieht der Magnet-Auslöser den korrespondierenden Magnet-Bereich an und bringt dabei den Kontaktkopf gegen den Gegenkontaktkopf. In einer Deaktiv-Stellung bzw. einer anderen als der Aktiv-Stellung sind Kontaktkopf und Gegenkontaktkopf getrennt, da die magnetische Anziehungskraft fehlt.

Die Verbindung zwischen jeweils einem Kontaktkopf und einem Magnet-Bereich kann einerseits dadurch erfolgen, dass der Kontaktkopf selbst magnetisch bzw. magnetisch wirksam ist. Alternativ kann an einem beispielsweise aus üblichem Kontaktmaterial bestehenden Kontaktkopf daneben oder direkt dahinter das magnetische Material befestigt sein. Denkbar ist beispielsweise ein Sandwichaufbau mit zwei dicken Schichten, nämlich einer oberen Kontaktschicht und einem darunter liegenden Magnet-Bereich. Auch ein aktiver Magnet bzw. Magnet-Auslöser oder Dauer-Magnet kann so angeordnet werden.

Ein Kontaktarm kann aus dünnem bzw. flexiblem Metall bestehen. Er ist vorteilhaft durchgehend einstückig und beispielsweise als Metallstreifen ausgebildet. Materialien wie federndes Kupferblech oder dergleichen können verwendet werden. Ist in den Kontaktarm ein vorgenannter magnetischer Bereich eingearbeitet, so kann der Kontaktarm zumindest an seinem Endbereich beim Kontaktkopf magnetisch sein, beispielsweise aus magnetischem Federwerkstoff.

Es können mehrere Kontaktarme vorgesehen sein, die einteilig zusammenhängen bzw. miteinander verbunden sind. Insbesondere sind sie elektrisch miteinander verbunden, beispielsweise sämtlich an einem Signalgeber, der dann ein an den unterschiedlichen Gegenkontakten abgreifbares Signal erzeugt. Die Kontaktarme können einstückig aus einem Materialstück wie Blech herausgearbeitet sein.

Die Zu-Kontakte bzw. die Befestigungspunkte mehrerer, insbesondere aller, Kontaktköpfe bzw. Kontaktarme können in einer Ebene liegen. Diese sollte parallel zu der Ebene der Relativbewegung bzw. der Bewegungsebene der Aktivierungsrichtung liegen. Liegen die Gegenkontaktköpfe in einer dazu parallelen Ebene, so ist der zurückzulegende Weg für die Kontaktarme jeweils gleich. Je nach Ausbildung der Kontaktarme können sie gleich lang sein, wobei auch unterschiedlich lange Ausführungen möglich sind, insbesondere um eine Kontaktiereinrichtung platzsparend und raumnutzend auszubilden. Die Zuordnung zwischen einem Kontaktkopf bzw. Kontaktarm und einem Gegenkontaktkopf ist vorteilhaft so festgelegt, dass immer derselbe und nur dieser Kontaktkopf an dem zugeordneten Gegenkontaktkopf anliegt.

Vorteilhaft ist vorgesehen, dass an einer Kontaktiereinrichtung, insbesondere einem Träger oder Gehäuse derselben, die Kontaktköpfe und die Gegenkontaktköpfe fest und definiert angeordnet sind. Dies bedeutet, dass der Magnet-Auslöser bewegbar ist. Dazu kann er für eine Drehbewegung an einem Rotor angeordnet sein. Der Rotor kann mit einer Drehachse versehen sein, an welche eine manuelle Handhabe, beispielsweise ein Drehknebel, angekoppelt oder aufgesteckt werden kann. Für eine Schiebe- bzw. Linearbewegung kann es ein Schieber sein. Ein Rotor oder Schieber kann beispielsweise aus Kunststoff hergestellt sein und die Magnet-Auslöser sind daran vorgesehen, beispielsweise eingebettet. Es ist möglich, die Magnet-Auslöser in den Rotor einzuspritzen, auch aus dem vorgenannten Kunststoffgemisch mit magnetischen Einschlüssen, um eine unverlierbare und unveränderbare Anordnung zu schaffen.

Es kann eine Rückstellkraft vorgesehen sein, welche zusätzlich zu dem Fehlen der magnetischen Anziehungskraft in einer Deaktiv-Stellung die Kontakte trennt. Dazu kann eine Federkraft in den Kontaktarmen vorgesehen sein, welche ein Trennen der Kontakte und Rückstellen der Kontaktarme bewirkt. Als Alternative zu einer Federkraft kann eine Magnetkraft vorgesehen sein. Diese weist den Vorteil auf, dass sie in der Regel kontaktlos aufgebaut sein kann. Dazu ist vorteilhaft ein Rückstell-Magnet vorgesehen, welcher bewirkt, dass der bewegbare Kontaktkopf entlang der Kontaktierungsrichtung von dem Gegenkontaktkopf wegbewegt wird. Besonders vorteilhaft ist ein solcher Rückstell-Magnet entlang der Kontaktierungsrichtung so angeordnet, dass er den Endanschlag bildet für den bewegbaren Kontaktkopf, wenn sich dieser von dem Gegenkontaktkopf wegbewegt. Selbstverständlich sollte dabei, wie allgemein bei der Verwendung von magnetischen Materialien oder Magneten, der Abstand nicht zu groß sein, da üblicherweise keine besonders starken Magnete verwendet werden. Einige mm bis beispielsweise maximal 10 mm werden hier als ausreichend bzw. als Obergrenze angesehen.

Der Vorteil einer solchen Rückstellkraft, sei es durch Federkraft oder durch Magnetkraft, liegt darin, dass dadurch eine sichere Trennung der Kontakte bzw. des Kontaktkopfes von dem entsprechenden Gegenkontaktkopf erreicht werden kann. Dadurch kann sicher und zuverlässig vermieden werden, dass ein unbeabsichtigter Kontakt hergestellt wird, beispielsweise durch Erschütterungen oder dergleichen.

Selbstverständlich ist zu beachten, dass die Magnetkraft, welche das Schließen des Kontakts bzw. das Bewegen des bewegbaren Kontaktkopfes gegen den Gegenkontaktkopf trotz Rückstellkraft bewirken soll, größer ist als diese Rückstellkraft oder sie ansonsten aussetzt. Dies kann durch entsprechende Dimensionierung der magnetischen Auslösekraft im Zusammenwirken mit der Rückstellkraft erreicht werden.

Bei getrennten Kontakten sollte ein Trennabstand vorliegen, der je nach Art der anliegenden Spannung unterschiedlich ist, vorteilhaft mehrere mm beträgt. Es können bei Netz-Spannung ca. 3 mm sein, bei Signalspannungen weniger, beispielsweise sogar nur 0,2 mm.

Bei einer einfachen Version einer Kontaktiereinrichtung kann ein einziger im wesentlichen punktförmiger bzw. für einen einzigen Gegenkontaktkopf wirkender Magnet-Auslöser vorgesehen sein. Auf der Bahn seiner relativen Bewegung zu den Kontaktarmen kann er diese passieren und in verschiedenen Aktiv-Stellungen jeweils einen Kontaktarm mit dem Kontaktkopf gegen einen zugeordneten Gegenkontaktkopf bringen. In komplexeren Ausbildungen der Erfindung sind mehrere Magnet-Auslöser vorgesehen. Diese sind vorteilhaft nebeneinander bzw. in radialer Richtung mit Abstand zueinander vorgesehen, wobei die Abstände vorteilhaft gleich sind bzw. in einem gewissen Raster liegen können. Bei einer Drehbewegung können auch in Umfangsrichtung mehrere Magnet-Auslöser vorgesehen sein, wobei Winkelabstände vorteilhaft gleich sein oder in einem bestimmten Raster liegen sollten.

Die Anordnung kann so sein, dass sich in einer Aktiv-Stellung ein Gegenkontakt zwischen Magnet-Auslöser und Kontaktkopf bzw. Kontaktarm befindet. So zieht der Magnet-Auslöser den Kontaktkopf zu sich hin und damit gegen den Gegenkontakt.

Kontaktköpfe bzw. Gegenkontaktköpfe können in Gruppen angeordnet sein, welche bei einer Drehbewegung mit Rotor auf einer Linie durch die Drehachse bzw. auf einer Linie liegen, welche vertikal zur Bewegungsrichtung verläuft. Auch diese Gruppen weisen vorteilhaft gleiche Winkelabstände auf bzw. sind vorteilhaft in einem Raster angeordnet.

Während für mehrere Gruppen von Kontaktarmen jeweils eigene Baueinheiten vorgesehen sein können, kann es zweckmäßig sein, sämtliche Gegenkontaktköpfe an einer Leitschicht anzuordnen. Diese kann beispielsweise in Folienform mit aufgebrachter oder aufgedruckter leitfähiger Beschichtung sein. Die Gegenkontaktköpfe sind aber im wesentlichen elektrisch voneinander getrennt und weisen Anschlüsse auf, welche nach außen reichen und mittels Steckverbindungen oder dergleichen kontaktiert werden können. Ein Zusammenschalten von Gegenkontaktköpfen kann so vorteilhaft über die externen Anschlüsse erfolgen, wodurch somit die Anwendung universeller ist.

Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird. Die Unterteilung der Anmeldung in einzelne Abschnitte sowie Zwischen-Überschriften beschränken die unter diesen gemachten Aussagen nicht in ihrer Allgemeingültigkeit.

Kurzbezeichnung der Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
1 einen seitlichen Schnitt durch einen Code-Schalter, bei dem die Erfindung in zwei Ausführungen verwirklicht ist,
2 eine Draufsicht auf den Teil aus 1 mit den Kontaktarmen,
3 einen seitlichen Schnitt durch eine Abwandlung des Code-Schalters aus 1, bei dem die bewegbaren Kontaktköpfe anders ausgebildet sind,
4 eine Draufsicht auf den Rotor aus 1 mit den Magnet-Auslösern,
5 bis 7 verschiedene Ausführungen von Kontaktkämmen mit jeweils mehreren Kontaktarmen,
8 eine Abwandlung eines Code-Schalters mit Linearbewegung und Schieber, wobei sich die Kontaktarme in Schieberichtung erstrecken und
9 eine Abwandlung des Code-Schalters aus 8, wobei sich die Kontaktarme quer zur Schieberichtung erstrecken und ein länglicher Stabmagnet anstelle einzelner Magnet-Auslöser vorgesehen ist.
Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Der Code-Schalter 11 in 1 weist ein Gehäuse 13 auf, in welchem drehbar ein runder Rotor 15 mit Drehachse 16 an einem Drehlager 17 gelagert ist. In der Draufsicht auf den Rotor 15 nach 4 ist zu erkennen, wie in einem Verteilungs-Raster zum einen schwarz dargestellte Magnet-Auslöser 19 vorgesehen sind. Lediglich durch Kreise dargestellt sind andere Stellen in dem Verteilungs-Raster, an welchen bei alternativen Ausführungen ebenfalls Magnet-Auslöser vorgesehen sein können, nicht jedoch hier. Ebenso können hier Öffnungen vorgesehen sein, in welche bei individuellem Aufbau eines Rotors 15 ausgehend von Grundmustern weitere Magnet-Auslöser 19 platziert werden können. Die dargestellten Dreier-Reihen können sich in gleicher Art über den ganzen Rotor 15 um die Drehachse 16 mit der dargestellten Drehrichtung herum verteilen.
In 1 befindet sich in dem Gehäuse 13 unterhalb des Rotors 15 eine Trennwand 21. An deren Unterseite ist ein Gegenkontakt 23 vorgesehen, der von der Trennwand 21 nach unten absteht. Er ist mit symbolisch dargestellten nach außen geführten Kontakten als Zu-Kontaktierung versehen.
In dem Raum zwischen Trennwand 21 und Gehäuseboden 14 sind sogenannte Kontaktkämme 25 vorgesehen, siehe auch 2. Diese weisen von einer gemeinsamen Basis 26 ausgehend abstehende Kontaktarme 27 auf. An deren Ende sind Kontaktköpfe 28 befestigt. Entweder sind die Kontaktköpfe 28 oder die zugehörigen Bereiche der Kontaktarme 27 magnetisch. Im dargestellten Beispiel ist der Kontaktkopf 28 magnetisch, was durch die Schraffierung verdeutlicht wird. Die Kontaktkämme 25 sind an dem Gehäuseboden 14 mechanisch befestigt. Durch die Flexibilität nach oben aufgrund der sehr geringen Materialstärke können die Kontaktarme 27 nach oben bewegt werden. Dies wird durch den Bewegungspfeil mit den beiden Richtungen dargestellt. Dabei kommen sie an den gegenüberliegenden Gegenkontakten 23 zum Anschlag, welche an der Trennwand 21 ortsunveränderlich angeordnet sind. Nach außen sind die Kontaktkämme 25 mit elektrischen Anschlüssen als Zu-Kontaktierung versehen.
Des weiteren ist in 1 eine weitere Variante bzw. Erweiterung des Code-Schalters gestrichelt dargestellt. Dabei ist in dem Rotor 15 links dargestellt ein Magnet-Auslöser 19' enthalten, der sich über die gesamte Dicke des Rotors erstreckt. Dies bedeutet, dass der Magnet-Auslöser 19' sowohl nach unten auf den Kontaktkopf 28 als auch nach oben wirken kann. Dazu befindet sich oberhalb des Rotors 15 eine weitere Trennwand 21'. Oberhalb von dieser Trennwand 21' ist ein ähnlicher Aufbau vorgesehen, wie unterhalb der unteren Trennwand 21. Das bedeutet, die Trennwand 21' weist einen Gegenkontakt 23' auf, der mit einem Anschluss nach außen versehen ist. Gegen den Gegenkontakt 23' liegt ein bewegbarer magnetischer Kontaktkopf 28' an, welcher am Ende eines Kontaktarms 27' angeordnet ist. Der Kontaktarm 27' kann grundsätzlich aufgebaut sein wie der Kontaktarm 27 bzw. wie nachfolgend näher erläutert wird. Auch er ist mit einer Zu-Kontaktierung nach außen versehen. Nach oben ist der Code-Schalter 11 mit einem Deckel 14' abgeschlossen.
Mit einem derartigen, gemäß der gestrichelten Variante ausgebildeten Code-Schalter 11 ist es möglich, sozusagen zwei Schalter in einem zu vereinigen und die Anzahl der Schaltmöglichkeiten zu erhöhen bzw. zu verdoppeln. Besonders wenn der Magnet-Auslöser 19 sowohl in die untere als auch in die obere Funktionsebene wirkt und dort Schaltfunktionen hervorrufen kann, kann beispielsweise die Anzahl der Winkelpositionen für Schaltvorgänge erhöht oder verdoppelt werden.
Wie aus dem Vergleich von 2 und 4 zu erkennen ist, entspricht das Raster der Anordnung der Magnet-Auslöser 19 gemäß 4 der Platzierung der Kontaktköpfe 28 an den Kontaktarmen 27 gemäß 2. Wird der Rotor 15 nun über den Code-Schalter 11 gebracht, so würde beispielsweise in der dargestellten Übereinstimmung der radial innen angeordnete Magnet-Auslöser 19 den radial innenliegenden Kontaktarm 27 mit dem zugehörigen Kontaktkopf 28 nach oben ziehen, also zu sich hin. Dabei kommt der Kontaktkopf 28 an dem zugehörigen Gegenkontakt 23 zum Anliegen. So ist ein elektrischer Kontakt hergestellt, ähnlich einem Relais. Die übrigen Kontaktarme 27 bleiben aufgrund ihrer Vorbiegung wegen der Federkraft in gerader Form am Gehäuseboden 14 liegen.
Wird nun der Rotor 15 gemäß 4 um ca. 45° im Uhrzeigersinn weitergedreht, so liegt die mittlere Gruppierung von Magnet-Auslösers 19 genau über dem Kontaktkamm 25 bzw. den Gegenkontakten 23 und Kontaktköpfen 28. Weil an den beiden radial innenliegenden Stellen Magnet-Auslöser 19 vorgesehen sind, werden die beiden radial innenliegenden Kontaktarme 27 nach oben gezogen, so dass die daran befestigten Kontaktköpfe 28 an den Gegenkontakten 23 anliegen. Wird der Rotor 15 noch einmal um 45° weitergedreht, so werden zuerst einmal sämtliche Kontaktarme 27 durch ihre eigene Federkraft wieder nach unten gedrückt und sämtliche Kontakte gelöst. Liegt die dritte Gruppe mit dem einzelnen, radial außen angeordneten Magnet-Auslöser über den Gegenkontakten 23, so wird ausschließlich der radial außenliegende Kontaktarm 27 mit dem Kontaktkopf 28 nach oben gezogen. So wird wiederum der Kontakt geschlossen, allerdings gegen den radial nach außen liegenden Gegenkontakt 23.
Daraus kann entnommen werden, dass es durch die Ausgestaltung verschiedener Anordnungen von Magnet-Auslösern 19 in Erweiterung des Prinzips aus 4 möglich ist, eine gewisse Anzahl von Winkelstellungen vorzusehen. Dies können beispielsweise zwei oder acht oder mehr sein, bei denen jeweils manche der Kontaktarme 27 angehoben werden zum Schließen der zugehörigen Kontakte, und manche nicht.
Anstelle des einen Kontaktkamms 25 gemäß 2 können mehrere Kontaktkämme, unter Umständen auch mit unterschiedlicher Ausbildung, oder jeweils nur einzelne Kontaktarme 27 vorgesehen sein. Beispielsweise kann in 2 radial gegenüber von der Drehachse 16 ein weiterer Kontaktkamm vorgesehen sein.
In alternativer Ausgestaltung kann das Bewegen zweier Magnet-Bereiche aufeinander zu nicht ein Schließen des Kontakts bewirken, sondern ein Trennen. Dies kann beispielsweise in Umkehrung der Darstel lung aus 1 bedeuten, dass der Gegenkontakt 23 nicht an der Seite zum Magnet-Auslöser 19 hin angebracht wäre, sondern nach unten zum Gehäuseboden 14 hin. Ein solcher Kontakt ist üblicherweise geschlossen. Wird der Magnet-Auslöser 19 in die Position gemäß 1 bewegt, so wird der Kontakt getrennt.
Bei der weiteren Abwandlung eines Code-Schalters nach 3 ist wiederum an einem Rotor 15'' ein magnetischer Bereich 19'' vorgesehen, welcher beispielsweise ein Eisenstück ist, also in Abwandlung von 1 kein Dauermagnet. Unter der Trennwand 21'' ist ein Gegenkontakt 23'' mit Zuleitung nach außen angebracht. Gegen den Gegenkontakt 23'' wird ein bewegbarer Kontaktkopf 28'' entlang der dargestellten Kontaktierungsrichtung bewegt. Der Kontaktkopf 28'' ist dabei, wie durch die Schraffierung dargestellt ist, als Dauermagnet ausgebildet bzw. magnetisiert, so dass er als aktiver Magnet wirkt. Er ist mittels einer flexiblen Drahtlitze 27'' mit dem Gehäuseboden 14'' verbunden und weist eine Zuleitung nach außen auf. Unterhalb des bewegbaren Kontaktkopfs 28'' ist ein weiterer Magnet-Bereich 30'' in Form eines Eisenstücks angeordnet.
Wie zu erkennen ist, ist der Magnet-Bereich 30'' kleiner als der Magnet-Bereich 19''. Dies bedeutet, dass die magnetische Anziehungskraft des magnetischen Kontaktkopfs 28'' zu dem oberen Magnet-Bereich 19'' größer ist als zu dem unteren Magnet-Bereich 30''. Ist also der obere Magnet-Bereich 19'' über dem Gegenkontakt 23'' bzw. dem Kontaktkopf 28'', so zieht er diesen nach oben und schließt den Kontakt. Wird er dagegen in der Aktivierungsrichtung wegbewegt, also weitergedreht, so fällt diese Anziehungskraft weg. Damit überwiegt wieder die Anziehungskraft zwischen Kontaktkopf 28'' und unterem Magnet-Bereich 30'', welche unabhängig von Schwerkraft oder dergleichen den Kontaktkopf von dem Gegenkontakt 23'' wegzieht und den Kontakt trennt. Des weiteren wird durch die magnetische Anziehungskraft zwischen Kontaktkopf 28'' und dem korrespondierenden Magnet-Bereich 30'', ähnlich wie bei der Federkraft in den Federarmen 27 und 27'' gemäß 1, ein zuverlässiges Trennen des Kontaktes und Verbleiben in dieser getrennten Stellung bewirkt.
Des weiteren ist zur sicheren Führung des Kontaktkopfs 28'' ein Führungsrohr 32'' vorgesehen. Dieses sitzt auf dem Gehäuseboden 14'' auf und erstreckt sich bis zum Gegenkontaktkopf 23'' bzw. bis zur Trennwand 21''. Das Führungsrohr 32'' weist einen seitlichen Schlitz auf, durch welchen die Zuleitungslitze 27'' zum Kontaktkopf 28' verlaufen kann, ohne die Bewegung zu beeinflussen. Des weiteren kann das Führungsrohr 32'' bis auf diesen Schlitz geschlossen sein oder auch mehrfach in Längsrichtung geschlitzt sein, um Material zu sparen oder aus sonstigen Gründen. Vorteilhaft besteht es aus Kunststoff, um die Gefahr von ungewünschten Kontakten zwischen Kontaktkopf 28'' und Gegenkontakt 23'' zu vermeiden.
Die hauptsächliche Funktion des Führungsrohrs 32'' ist es, die Führungsfunktion der fehlenden Kontaktarme 27 auszugleichen und auch bei einer biegeschlaffen Zuleitungs-Litze 27'' sicherzustellen, dass der Kontaktkopf 28'' eine genaue definierte Bewegung entlang der Kontaktierungsrichtung hin zu dem Gegenkontaktkopf 23'' oder weg davon durchführt. Insbesondere bei einer Ausbildung gemäß 3 ist es von Bedeutung, dass in der Position des getrennten Kontakts der Kontaktkopf 28'' in etwa über dem unteren Magnet-Bereich 30'' liegt, um hier eine Anziehungskraft und somit ein sicheres Verbleiben in dieser Position zu gewährleisten.
Beispiele für solche weiteren Ausbildungen von Kontaktkämmen 125 und 225 sind aus 5 bis 7 zu entnehmen. Bei 5 sind die Kontaktarme 127 zwar unterschiedlich lang, sie reichen jedoch von der gemeinsamen Basis 126 aus in lediglich eine Richtung.
In 6 ist in Abwandlung von 5 dargestellt, inwiefern die Kontaktarme 127' nicht gerade, sondern auch beispielsweise bogenförmig ausgebildet sein können. Ansonsten sind sie jedoch von der Konstruktion her gleich. Die bogenförmige Ausbildung kann beispielsweise bei dem Aufbau eines Code-Schalters gemäß 2 eine bessere Anpassung einer größeren Kontaktarmlänge und somit Beeinflussung der Federkraft an einen runden Code-Schalter erfolgen.
Bei dem Kontaktkamm 225 gemäß 7 gehen unterschiedlich lange Kontaktarme 227 in beide Richtungen weg von der gemeinsamen Basis 226. Sie können auch gebogen ausgeführt sein.
Durch das Vorsehen mehrerer Kontaktkämme oder mehrerer Gruppen von Kontaktarmen ist es möglich, nicht nur entlang einer Linie bzw. in einem Bereich Kontakte herzustellen, sondern in verschiedenen Bereichen. So können in einer Stellung des Rotors verschiedene Gruppen von Kontakten betätigt werden. Dieses ist jedoch eine Frage der individuellen Ausgestaltung des Code-Schalters 11 mit gewünschten Kontaktierungen, welche von einer bestimmten Winkelstellung des Rotors 15 abhängen.
In 8 ist eine Abwandlung eines Code-Schalters 311 dargestellt. Er besteht aus einem Gehäuse 313 mit einer länglichen Schiebekulisse 318. Unterhalb der Schiebekulisse 318 bzw. unterhalb einer entsprechenden Trennwand 321 ist ein Kontaktkamm 325 vorgesehen mit Kontaktarmen 327, an deren Enden Kontaktköpfe 328 angeordnet sind. Im wesentlichen entspricht die Darstellung in 8 der Umkonstruktion des Code-Schalters aus 2 mit Schiebe-Betätigung anstelle von Dreh-Betätigung. Dies bedeutet, dass in der vereinfachten Darstellung von 8 die Gegenkontakte und dergleichen weggelassen sind. Sie können jedoch gemäß einer der vorstehenden Ausführungsbeispiele ausge führt sein. Insbesondere können auch anstelle der federnden Kontaktarme 327 flexible Zuleitungs-Litzen ähnlich 3 vorgesehen sein. Mit der Darstellung aus 8 soll vor allem die geänderte Aktivierungsrichtung als Schieberichtung verdeutlicht werden.
Anstelle des Rotors ist ein Schieber 315 vorgesehen. Dieser enthält entsprechend den angebrachten Kontaktköpfen 328 Magnet-Auslöser 319. An der oberen und unteren Seite sind entsprechend zu der Schiebekulisse 318 Rastvorrichtungen vorgesehen. Diese bewirken, dass der Schieber 315 in genau definierten Positionen an der Schiebekulisse einrastet. In diesen Positionen ist jeweils einer der Magnet-Auslöser 319 genau über einem Kontaktkopf 328 und bewirkt das Schließen eines Kontakts gegen einen Gegenkontakt.
Bei der weiteren Abwandlung in 9 ist ebenfalls ein Code-Schalter 411 als Schiebeschalter dargestellt. In Abwandlung zu 8 ist die Verlaufsrichtung der Kontaktarme 428 quer zur Schieberichtung bzw. Aktivierungsrichtung. Dadurch ist in vielen Fällen bei einer beschränkten Breite der Schiebekulisse 418 das Vorsehen von mehr Kontakten möglich. Hierzu ist ein Kontaktkamm 426 vorgesehen.
In dem Schieber 415 sind nicht, wie bei 8, drei einzelne Magnet-Auslöser vorgesehen, sondern ein einzelner Magnet-Auslöser 419 in Form eines Stabmagneten. Da die Position der Kontaktköpfe 428 entlang der Aktivierungsrichtung versetzt ist, ist die Verwendung eines solchen Stabmagneten 419 als Magnet-Auslöser möglich, was auch bei dem Code-Schalter gem. 8 möglich wäre. Dies kann aus herstellungstechnischen oder sonstigen Gründen gewünscht sein. Auch Drehschalter können damit versehen sein, wenn die Kontakte versetzt sind.
Nicht dargestellt ist eine weitere alternative Ausbildung eines Code-Schalters, bei der anders als beispielsweise gemäß 1 Kontaktköpfe 28 und Gegenkontaktköpfe 23 nicht unterhalb der Fläche der Drehung des Rotors 15 angeordnet sind, sondern radial außerhalb. Ein entsprechender Magnet-Auslöser 19 ist dann am Rotor 15 ganz außen angebracht. Ein Gegenkontakt könnte an der Außenseite des Gehäuses 13 radial etwas außerhalb des Magnet-Auslösers vorgesehen sein. An einer weiteren radial größeren Wandung könnten Kontaktarme mit Kontaktköpfen vorgesehen sein. Eine solche Ausführung ist beispielsweise bei konstruktiven Vorgaben der runden, konzentrischen Zylinder möglich. Ein Rotor könnte auch entlang der Richtung seiner Drehachse verschoben werden und in verschiedenen Ebenen verschiedene Kontakte gemäß unterschiedlichen Schaltmustern auslösen. Ebenso kann dies bei Schiebeschaltern gemäß 8 und 9 vorgesehen sein.

Claims

Magnetisch betätigte elektrische Kontaktiereinrichtung (11, 311, 411) mit mehreren Kontakten, die jeweils aus korrespondierenden Kontaktköpfen (23, 28, 128, 228, 328, 428) bestehen, wobei ein Kontaktkopf (28, 128, 228, 328, 428) eine Zu-Kontaktierung und einen magnetischen oder magnetisch wirksamen ersten Magnet-Bereich aufweist und entlang einer Kontaktierungsrichtung bewegbar gelagert ist und bewegbar ist gegen einen jeweils korrespondierenden Gegenkontaktkopf (23), wobei wenigstens ein magnetischer oder magnetisch wirksamer zweiter Magnet-Bereich (19, 319, 419) relativ zu dem jeweils korrespondierenden ersten Magnet-Bereich bewegbar ist entlang einer Aktivierungsrichtung in einerseits eine Aktiv-Stellung nahe an dem Gegenkontaktkopf, wobei in der Aktiv-Stellung einer der Magnet-Bereich ein aktiver Magnet ist als Magnet-Auslöser und den korrespondierenden Magnet-Bereich anzieht und dabei den bewegbaren Kontaktkopf (28, 128, 228, 328, 428) gegen den Gegenkontaktkopf (23) bringt zum Schließen des Kontakts, und andererseits in eine Deaktiv-Stellung, in der Kontaktkopf und Gegenkontaktkopf getrennt sind aufgrund fehlender magnetischer Anziehungskraft, wobei die Aktivierungsrichtung zwischen Aktiv-Stellung und Deaktiv-Stellung im wesentlichen senkrecht zu der Kontaktierungsrichtung ist.
Kontaktiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Magnet-Bereich aus ferromagnetischem Material besteht.
Kontaktiereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnet-Auslöser (19, 319, 419) entlang der Aktivierungsrichtung bewegbar ist.
Kontaktiereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die relative Bewegung des einen Magnet-Bereichs (19) entlang der Aktivierungsrichtung eine Drehbewegung ist um eine Drehachse (16).
Kontaktiereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die relative Bewegung des einen Magnet-Bereichs (319, 419) entlang der Aktivierungsrichtung eine lineare Bewegung ist.
Kontaktiereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der entlang der Kontaktierungsrichtung bewegbare Kontaktkopf (28, 128, 228, 328, 428) eine elektrisch leitende, längliche und/oder flexible Zuleitung (27, 127, 227, 327, 427) aufweist, die mit der Zu-Kontaktierung verbunden ist.
Kontaktiereinrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch längliche Kontaktarme (27, 127, 227, 327, 427) als Zuleitungen, die an einem Ende (26, 126, 226, 326, 426) festgelegt sind und an diesem Ende einen Zu-Kontakt aufweisen, wobei sie an einem anderen Ende einen Magnet-Bereich und einen Kontaktkopf (28, 128, 228, 328, 428) aufweisen und mit diesem Ende bzw. Kontaktkopf bewegbar sind entlang der Kontaktierungsrichtung gegen einen korrespondierenden Gegenkontaktkopf (23).
Kontaktiereinrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zuleitung oder ein Kontaktarm (27, 127, 227, 327, 427) aus dünnem oder flexiblen Metall ausgebildet ist, vorzugsweise einstückig durchgehend, wobei es insbesondere ein Metalldraht oder ein Metallstreifen ist.
Kontaktiereinrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zuleitung oder ein Kontaktarm aus einer flexiblen und/oder biegeschlaffen Drahtlitze (27'') bestehen, vorzugsweise mit einer separaten Führung (32'') für den Kontaktkopf (28''), wobei die Führung insbesondere zylinderartig ist und entlang der Kontaktierungsrichtung auf den Gegenkontaktkopf (23'') zu läuft, wobei sie vorzugsweise den Kontaktkopf (28'') umgibt.
Kontaktiereinrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Zuleitungen oder Kontaktarme (27, 127, 227, 327, 427) einteilig zusammenhängend ausgebildet sind, vorzugsweise elektrisch miteinander verbunden sind und insbesondere einstückig aus einem Materialstück (25, 125, 225, 325, 425) herausgearbeitet sind.
Kontaktiereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rückstellkraft vorgesehen ist, um den entlang der Kontaktierungsrichtung bewegbaren Magnet-Bereich in der Deaktiv-Stellung von dem korrespondierenden Gegenkontaktkopf (23) entlang der Kontaktierungsrichtung weg zu bewegen, wobei insbesondere in der Deaktiv-Stellung ein Trennabstand von einigen Millimetern zwischen Kontaktkopf und Gegenkontaktkopf besteht.
Kontaktiereinrichtung nach Anspruch 7 und 11, gekennzeichnet durch eine Federkraft in den Kontaktarmen (27, 127, 227, 327, 427) als Rückstellkraft, wobei vorzugsweise die Kontaktarme aus Federmetall bestehen.
Kontaktiereinrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine Magnetkraft als Rückstellkraft, wobei vorzugsweise ein magnetischer Rückstellbereich (30'') entlang der Kontaktierungsrich tung gegenüber von dem Gegenkontaktkopf (23'') weg auf der anderen Seite des bewegbaren Kontaktkopfes (28'') angeordnet ist.
Kontaktiereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zu-Kontakte bzw. die Befestigungspunkte mehrerer Zuleitungen (27, 127, 227, 327, 427) in einer Ebene parallel zu der Ebene der Aktivierungsrichtung angeordnet sind, wobei vorzugsweise die bewegbaren Kontaktköpfe (28, 128, 228, 328, 428) in der Stellung der getrennten Kontakte in einer dazu parallelen Ebene liegen.
Kontaktiereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Magnet-Auslöser (19, 319, 419) an einem bewegbaren Halter angeordnet ist, insbesondere einem drehbaren Rotor (15) oder einem Schieber (315, 415), wobei vorzugsweise der Halter (15) eine aufsteckbare manuelle Handhabe aufweist und die Kontaktiereinrichtung in einem Gehäuse (13) vorgesehen ist, an dem die Gegenkontaktköpfe (23) ortsfest angeordnet sind.
Kontaktiereinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Halter (15) aus Kunststoff besteht mit eingebetteten Magnet-Bereichen (19, 319, 419), wobei vorzugsweise die Magnet-Bereiche durch den Herstellungsvorgang integriert sind mittels Spritzgießen und insbesondere aus einem Kunststoff mit magnetischen Bestandteilen bestehen.
Kontaktiereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mehrere Magnet-Auslöser (19, 319), die nebeneinander in einer Reihe vorgesehen sind, vorzugsweise in Richtung senkrecht zur Aktivierungsrichtung, wobei insbesondere mehrere Reihen von Magnet-Auslösern vorgesehen sind und vorzugsweise die Abstände gleich sind.
Kontaktiereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich in der Aktiv-Stellung ein Gegenkontaktkopf (23) zwischen Magnet-Auslöser (19, 319, 419) und Kontaktkopf (28, 128, 228, 328, 428) befindet.
Kontaktiereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktköpfe (28, 128, 228, 328, 428) bzw. die Gegenkontaktköpfe (23) in Gruppen auf einer Linie vertikal zur Bewegungsrichtung bzw. auf einer Linie durch die Drehachse (16) angeordnet sind, wobei vorzugsweise die Gruppen jeweils gleiche Abstände aufweisen.
Kontaktiereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenkontaktköpfe (23) an einer Leitschicht, vorzugsweise in Folienform, vorgesehen sind, wobei sie elektrisch voneinander getrennt und mit nach außen reichenden Anschlüssen versehen sind.