DE1190033B

DE1190033B - Contactless push button switch

Info

Publication number: DE1190033B
Application number: DEA44043A
Authority: DE
Inventors: Maurice Julian
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1962-09-14
Filing date: 1963-09-13
Publication date: 1965-04-01

Description

Kontaktloser Druckknopfschalter Die Erfindung betrifft einen kontaktlosen Druckknopfschalter mit mindestens einem elektronischen Schalter und einem Magnetkreis mit veränderlichem magnetischem Widerstand (Reluktanz).Non-contact push-button switch The invention relates to a non-contact Push button switch with at least one electronic switch and a magnetic circuit with variable magnetic resistance (reluctance).

Ein solcher Unterbrecher ist bereits vorgeschlagen worden, welcher mit einem Sperroszillator verbunden ist. Dieser enthält einen Transistor und einen Transformator mit veränderlicher Induktivität der Wicklungen. Der Oszillator wird durch mechanische Änderung des magnetischen Kreises in oder außer Betrieb gesetzt. Die mechanische Bewegung ändert hierbei die Kupplung der Wicklungen und damit ihre Induktivität und den Kupplungsfaktor. Die Schwingung oder die Sperrung des Oszillators bewirkt das In- und Außerbetriebsetzen eines Empfängers, welcher an den Oszillator angeschaltet ist. Der magnetische Kreis besteht aus einem topfförmigen Ferritkern mit einem festen und einem beweglichen Teil. Die magnetische Leitfähigkeit des Kreises wird durch die Vergrößerung oder Verkleinerung des Luftspaltes zwischen diesen beiden Teilen verändert. Die Schwingung setzt bei höchster Permeabilität schlagartig ein. Sie entsteht also nur bei völliger Schließung des Topfmagneten.Such a breaker has already been proposed, which is connected to a blocking oscillator. This contains one transistor and one Transformer with variable inductance of the windings. The oscillator will activated or deactivated by mechanical changes in the magnetic circuit. The mechanical movement changes the coupling of the windings and thus theirs Inductance and the coupling factor. The oscillation or blocking of the oscillator causes a receiver to be switched on and off, which is connected to the oscillator is turned on. The magnetic circuit consists of a cup-shaped ferrite core with a fixed and a moving part. The magnetic conductivity of the circuit is made by increasing or decreasing the air gap between these two Share changed. The oscillation starts suddenly at the highest permeability. So it only arises when the pot magnet is completely closed.

Es ist bereits bekanntgeworden, für solche und ähnliche Schaltungen Druckknöpfe zu verwenden, welche unmittelbar ohne Kontakte die Änderung des magnetischen Feldes bewirken. Bei diesen Anordnungen ist es aber notwendig, die Schaltelemente selbst in anderen Konstruktionsteilen unterzubringen.It is already known for such and similar circuits Use snap fasteners which change the magnetic immediately without any contacts Cause the field. In these arrangements, however, it is necessary to use the switching elements even to be accommodated in other construction parts.

Es stellt sich nun die Aufgabe, ein geeignetes Konstruktionsglied zu schaffen, :das alle Teile zusammenfaßt. Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, daß sämtliche zum magnetischen und elektrischen Kreise gehörenden Elemente in einem gemeinsamen Isoliergehäuse untergebracht sind und der Druckknopf mit dem beweglichen Teil des magnetischen Kreises verbunden ist, derart, daß die Bewegung des Druckknopfes den Luftspalt des magnetischen Kreises ändert und durch die Änderung der Reluktanz den elektronischen Schalter betätigt, und daß der elektrische Kreis in einer gedruckten Schaltung untergebracht ist, die im Isoliergehäuse gelagert ist.The task now is to find a suitable structural member to create: that brings together all the parts. According to the invention it is therefore proposed that all elements belonging to the magnetic and electrical circuit in one common insulating housing are housed and the push button with the movable Part of the magnetic circuit is connected in such a way that the movement of the push button the air gap of the magnetic circuit changes and by changing the reluctance the electronic switch operated, and that the electrical circuit in a printed Circuit is housed, which is stored in the insulating housing.

Die Anordnung kann auf zwei Arten durchgeführt werden. Die erste Ausführung betrifft ein Betätigungsorgan, beispielsweise einen Druckknopf, bei Ausgangssignal erscheint, wenn der Druckknopf in dem im Zustand des Schwingens des Oszillators kein Ruhestellung ist. Bei der anderen Ausführung ist der Oszillator gesperrt und der Ausgang unter Spannung, wenn der Druckknopf im Ruhezustand ist. Die Figuren stellen Ausführungsbeispiele der Anordnung nach der Erfindung dar.The arrangement can be carried out in two ways. The first run relates to an actuator, for example a push button, at an output signal appears when the push button is in the state of oscillating the oscillator is not a rest position. In the other version, the oscillator is locked and the output energized when the pushbutton is in the idle state. The figures represent embodiments of the arrangement according to the invention.

F i g. 1 ist ein Schnitt entsprechend der Linie C-D der F i g.4, eine Ausführung nach der ersten Art; F i g. 2 ist ein Schnitt entsprechend der Linie A-B in der F i g. 1; F i g. 3 ist ein Schnitt entsprechend der gleichen Linie C-D, aber eine Ausführung nach der zweiten Art.F i g. 1 is a section along the line C-D of FIG. 4, a Execution according to the first kind; F i g. 2 is a section according to the line A-B in FIG. 1; F i g. 3 is a section according to the same line C-D, but an implementation according to the second kind.

F i g. 4 ist ein Grundriß der beiden Arten; F i g. 5 stellt eine Draufsicht der gedruckten Schaltung des elektronischen Unterbrechers dar; F i g. 6 zeigt die Einzelteile der gedruckten Schaltung auf der Rückseite.F i g. 4 is a plan of the two types; F i g. Fig. 5 shows a plan view the printed circuit of the electronic breaker; F i g. 6 shows the Individual printed circuit parts on the back.

In den F i g. 1 bis 4 ist das Gehäuse des Betätigungsorgans durch zwei gleiche Stücke 1 und 2 gebildet, welche vorzugsweise aus plastischem oder wärmehartem gemahlenem Isolierstoff besteht. Diese werden durch Niete oder Schrauben 3 und 4 zusammengehalten. Eine Erhöhung 5 in dem einen Stück greift in eine Senke 6 des anderen ein. Ein Loch 7 für die Befestigung ist in jedem Teil vorhanden.In the F i g. 1 to 4, the housing of the actuator is through two identical pieces 1 and 2 are formed, which are preferably made of plastic or thermoset ground insulating material. These are secured by rivets or screws 3 and 4 held together. An elevation 5 in one piece engages in a depression 6 of the another one. A hole 7 for fastening is provided in each part.

Ein Druckknopf 8 kann in dem Gehäuse unter Fingerdruck gleiten. Eine Schraubenfeder 9, welche in dem rillenförmigen mit dem Druckknopf verbundenen Teil 10 liegt, stützt sich auf die innere Wand 11 der Teile 1 und 2 und drückt den Druckknopf nach dem Loslassen wieder in die Ruhestellung zurück.A push button 8 can slide in the housing under finger pressure. A helical spring 9, which lies in the groove-shaped part 10 connected to the push button, is supported on the inner wall 11 of parts 1 and 2 and pushes the push button back into the rest position after it has been released.

In den F i g. 1 und 2 entspricht die Ruhestellung des Druckknopfes dem Schwingungszustand des Oszillators, also der Spannungslosigkeit des Ausganges, während in der F i g. 3 die Ruhestellung der Sperrung des Oszillators, also dem Spannungszustand des Ausganges entspricht. Die Scheibe 12 in den F i g. 1 und 2, welche auf dem rillenförmigen Teil 10 des Druckknopfes mit einem geeigneten Mittel, z. B. Leim, befestigt ist, dient als Unterstützung für den beweglichen Teil 13 des aus zwei gesonderten Teilen des magnetischen Kreises zusammengesetzten Topfmagneten. Der obere feste Teil 14 ist an der Traverse 15 angeleimt, welche in den beiden Teilen 1 und 2 befestigt ist.In the F i g. 1 and 2, the rest position of the push button corresponds to the oscillation state of the oscillator, i.e. the absence of voltage at the output, while in FIG. 3 corresponds to the rest position of the blocking of the oscillator, i.e. the voltage state of the output. The disk 12 in FIGS. 1 and 2, which on the groove-shaped part 10 of the push button with a suitable means, e.g. B. glue, is attached, serves as a support for the movable part 13 of the assembled from two separate parts of the magnetic circuit pot magnet. The upper fixed part 14 is glued to the cross member 15 , which is fastened in the two parts 1 and 2.

Eine Aussparung 16 im Druckknopf 8 bis zur Traverse 15 gestattet die Bewegung des Druckknopfes.A recess 16 in the push button 8 up to the cross member 15 allows the push button to be moved.

Die gegenseitige Bewegung der beiden Teile des Topfmagneten während der Druckknopfbewegung 8 ist durch einen Stift 17, welcher in der Scheibe 12 befestigt ist, also damit auch im Druckknopf 8, geführt. Dieser Stift kann im festen Teil 14 des Kernes und in der Traverse 15 gleiten.The mutual movement of the two parts of the pot magnet during the pushbutton movement 8 is guided by a pin 17 which is fastened in the disk 12, that is to say also in the pushbutton 8. This pin can slide in the fixed part 14 of the core and in the cross member 15.

Im Innern der Ferritkerne ist in einer entsprechenden Ausnehmung eine Wicklung 18 im festen Teil 14 eingeordnet. Die Wicklung besitzt drei Ausgänge (zwei am Ende und einen in der Mitte). Ein Schlauch mit drei Leitern 19 verbindet die Spule mit den zugehörigen Punkten der gedruckten Schaltung 20, welche in der F i g. 5 und 6 dargestellt ist. Diese gedruckte Schaltung dient als Träger für die Elemente des elektrischen Kreises, also dem Transistor 21, dem Kondensator 22, den Widerständen 23, 24, 25, dem Heißleiter 26, der beispielsweise an den Widerstand 24 angeshuntet ist.In the interior of the ferrite cores, a winding 18 is arranged in the fixed part 14 in a corresponding recess. The winding has three outputs (two at the end and one in the middle). A tube with three conductors 19 connects the coil to the associated points on the printed circuit 20, which is shown in FIG. 5 and 6 is shown. This printed circuit serves as a carrier for the elements of the electrical circuit, that is to say the transistor 21, the capacitor 22, the resistors 23, 24, 25, the thermistor 26, which is shunted to the resistor 24, for example.

Die gedruckte Schaltung 20 ist in den Stücken 1 und 2 gehalten. Ihre Ausgänge sind zwei flexible Drähte 27, welche an den Klemmen 28 angeschlossen sind. Diese tragen die Anschlußschraube 29 und sind in dem Stück 1 und 2 des Gehäuses durch die Zungen 30 gehalten. An diesen Klemmen werden die vor der gedruckten Schaltung liegenden inneren Verbindungen angelötet. Der Empfänger und die Stromquelle, welche in der Zeichnung nicht dargestellt sind, werden an den Klemmen 28 angeschlossen.The printed circuit 20 is held in the pieces 1 and 2 . Their outputs are two flexible wires 27 which are connected to terminals 28 . These carry the connecting screw 29 and are held in piece 1 and 2 of the housing by the tongues 30. The internal connections in front of the printed circuit are soldered to these terminals. The receiver and the power source, which are not shown in the drawing, are connected to terminals 28 .

Wenn der ganze Apparat zusammengesetzt ist, kann der innere Hohlraum, in welchem sich die gedruckte Schaltung mit den einzelnen Elementen befindet, durch ein Loch 32 in den Stücken 1 und 2 mit einem Isolierstoff, beispielsweise Gießharz, ausgefüllt werden. Die F i g. 1 stellt den Druckknopf in der Ruhestellung dar. Die zwei Teile des Ferritkernes 13 und 14 liegen aneinander und haben also den kleinsten Luftspalt. Die Reluktanz des magnetischen Kreises ist also ein Minimum, die Induktivität sowie die Kopplung ein Maximum. Der Oszillator schwingt, und der Ausgang ist spannungslos. Wenn man auf den Druckknopf 8 drückt, geht der innere Teil 13 des Ferritkernes mit der Scheibe 12 nach unten. Der Luftspalt wird größer und erhöht die Reluktanz. Dadurch verringert sich die Kopplung der Wicklungen, so daß der Schwinger aufhört zu sperren und ein Ausgangssignal entsteht.When the entire apparatus is put together, the inner cavity in which the printed circuit with the individual elements is located can be filled with an insulating material, for example cast resin, through a hole 32 in the pieces 1 and 2. The F i g. 1 shows the push button in the rest position. The two parts of the ferrite core 13 and 14 lie against one another and thus have the smallest air gap. The reluctance of the magnetic circuit is therefore a minimum, the inductance and the coupling a maximum. The oscillator oscillates and the output is de-energized. When the push button 8 is pressed, the inner part 13 of the ferrite core with the disc 12 goes down. The air gap becomes larger and increases the reluctance. This reduces the coupling of the windings, so that the transducer stops blocking and an output signal is generated.

In der Variante der F i g. 3 ist der Luftspalt zwischen den beiden Teilen des Ferritkernes in der dargestellten Ruhestellung ein Maximum. Entsprechend ist der Schwinger blockiert, und es liegt eine Spannung am Ausgang.In the variant of FIG. 3 is the air gap between the two Share the ferrite core in the rest position shown a maximum. Corresponding the transducer is blocked and there is voltage at the output.

Bei dieser Anordnung ist die Scheibe 12 durch Leimung oder auf andere Weise auf der inneren Trennwand 11 sowie der innere Teil 13 des Ferritkernes auf dieser Trennwand befestigt und also ebenfalls festgehalten. Der obere Teil 15 des Ferritkernes ist mit einer Zwischenlage 23 an dem Druckknopf befestigt und hierdurch also beweglich. Ein Stift 34 verbindet den oberen Teil des Magneten mit dem Druckknopf B. Die Traverse 15 in der F i g. 1 ist in der Anordnung nach F i g. 3 nicht vorhanden.In this arrangement, the disk 12 is fastened by glueing or in some other way to the inner partition wall 11 and the inner part 13 of the ferrite core is fastened to this partition wall and is therefore also held in place. The upper part 15 of the ferrite core is attached to the push button with an intermediate layer 23 and is therefore movable as a result. A pin 34 connects the upper part of the magnet to the push button B. The cross member 15 in FIG. 1 is in the arrangement according to FIG. 3 does not exist.

Die Spule 18 ist auf dem festen Teil des Magneten befestigt und wie in der F i g. 1 mit der gedruckten Schaltung 30 verbunden. Das übrige entspricht genau der Anordnung nach F i g. 1.The coil 18 is attached to the fixed part of the magnet and is as shown in FIG. 1 connected to the printed circuit 30 . The rest corresponds exactly to the arrangement according to FIG. 1.

Wenn der Druckknopf 8 gedrückt wird, so nähert sich der bewegliche Teil 14 des Ferritmagneten dem festen Teil. Daher ist der Luftspalt verkleinert, der Schwinger setzt sich in Betrieb. Praktisch entsteht die Schwingung erst bei völligem Schließen des Magnetkernes. Umgekehrt wird beim Loslassen des Druckknopfes der Luftspalt vergrößert, und der Schwinger hört auf zu blockieren.When the push button 8 is pressed, the movable one approaches Part 14 of the ferrite magnet is the fixed part. Therefore the air gap is reduced, the transducer starts operating. In practice, the vibration only arises at complete closing of the magnetic core. The opposite is true when the push button is released the air gap increases and the transducer stops blocking.

In den beschriebenen Ausführungsbeispielen wird die Änderung der Impedanz des Schwingungskreises durch axiale Verschiebung von Teilen des Topfmagneten erreicht. Diese Impedanzänderung kann auch durch radiale Verschiebung oder Gegeneinandergleiten sowie auch durch eine Drehung um eine Achse eines oder mehrerer Teile des magnetischen Kreises erfolgen. Es muß nur darauf geachtet werden, daß am Ende .der Bewegung der Kreis völlig geschlossen ist, um den beabsichtigten Sperreffekt zu erhalten. Es muß also die Schwingung schlagartig bei der höchsten Permeabilität einsetzen. Die Spule kommt in diesem Falle auch im Innern des festen Teiles des Ferritkernes zu liegen.In the exemplary embodiments described, the change in impedance of the oscillation circuit achieved by axial displacement of parts of the pot magnet. This change in impedance can also be caused by radial displacement or sliding against one another as well as by a rotation around an axis of one or more parts of the magnetic Circle. It is only necessary to ensure that at the end of the movement the Circle is completely closed in order to obtain the intended blocking effect. It So the oscillation must start suddenly at the highest permeability. the In this case, the coil is also located inside the fixed part of the ferrite core lie.

Entsprechend ändert sich natürlich auch die Anordnung und die Verbindung des Druckknopfes mit den übrigen Teilen.The arrangement and the connection naturally change accordingly the push button with the other parts.

Diese beschriebenen Betätigungsorgane können auf zahlreiche Apparate angewendet werden, überall nämlich, wenn eine mechanische Bewegung auf einen solchen elektronischen Schalter übertragen werden soll und ein Signal gesendet oder unterbrochen wird. Beispielsweise sind dies Hilfskontakte an Trennschaltern, Umschaltern, Schützen und Elektroventilen oder Anordnungen für halbautomatische Anlagen mit Folgeschaltungen usw.These actuators described can be applied to numerous apparatuses be applied everywhere, namely, when a mechanical movement is applied to such a electronic switch is to be transmitted and a signal is sent or interrupted will. For example, these are auxiliary contacts on disconnectors, changeover switches, contactors and solenoid valves or arrangements for semi-automatic systems with sequential circuits etc.

Die Anordnung ist bei allen Einrichtungen anzuwenden, auch anderen wie den beschriebenen, bei denen die Schwingung oder die Sperrung durch Relativbewegungen mindestens eines seiner Teile bewirkt werden.The order is to be applied to all facilities, including others like those described, in which the oscillation or the blocking by relative movements at least one of its parts can be effected.

Der Vorteil dieser Anordnungen ist, daß sie die gleiche äußere Form wie bekannte Betätigungsorgane haben, wodurch die Anwendung erleichtert wird. Sie kann auch in Verbindung mit anderen Apparaten verwendet werden.The advantage of these arrangements is that they have the same external shape as have known actuators, whereby the application is facilitated. she can also be used in conjunction with other devices.

Es soll auch in den Rahmen der Erfindung gehören, wenn andere Formen der Anordnung und andere elektronische Schaltungen zur Verwendung kommen.It is also intended to belong within the scope of the invention if other forms the arrangement and other electronic circuits are used.

Claims

Claims: 1. Contactless push button switch with an electronic one Switching element and a magnetic circuit with variable magnetic resistance (Reluctance), characterized in that all of the magnetic and Electrical circuits belonging elements housed in a common insulating housing and the push button is connected to the moving part of the magnetic circuit is such that the movement of the push button closes the air gap of the magnetic circuit changes and actuates the electronic switch by changing the reluctance, and that the electrical circuit is housed in a printed circuit which is stored in the insulating housing.

2. Contactless push button switch according to claim 1, characterized in that the magnetic circuit consists of two cup-shaped ferrite cores consists, one of which is fixedly mounted in the housing and the other is slidable is connected to the trigger element.

3. Contactless push button switch according to claim 2, characterized in that the fixed part of the magnetic circuit has a Truss mounted in a groove of the housing is held with the housing.

4. Contactless push button switch according to claim 2, characterized in that the fixed part rests on a disk-shaped base plate located in the housing.

5. Contactless push button switch according to claim 2, characterized in that the moving part of the magnetic core rests on a disk-shaped plate, which is connected to the trigger organ.

6. Contactless push button switch after Claim 2, characterized in that the movable part of the magnetic circuit has a Has driver which is connected to a guide pin. Considered Publications: German Auslegeschriften No. 1088 542, 1094 297, 1098 538.