DE1900645B2 - Betaetigungswerk fuer einen membranschalter - Google Patents

Betaetigungswerk fuer einen membranschalter

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DE1900645B2 DE19691900645 DE1900645A DE1900645B2 DE 1900645 B2 DE1900645 B2 DE 1900645B2 DE 19691900645 DE19691900645 DE 19691900645 DE 1900645 A DE1900645 A DE 1900645A DE 1900645 B2 DE1900645 B2 DE 1900645B2
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Description

Die Erfindung betrifft ein Betätigungswerk zur ellfreien Kontaktgabe eines bekannten Membrantialters in einem Bereich von niederer bis zur höchsten halthäufigkeit, das über der Membran angeordnet in axialer Richtung zur Schaltstelle eine senkrechte Druckkraft erzeugt, welche die Membran und das bewegliche Kontaktstück durch ein Loch in einer dünnen, den sehr kleinen Kontakthub bestimmenden isolierenden Zwischenplatte zum stationären Kontaktstück hin auslenkt, wobei der Auslenkhub des Betätigungswerkes größer ist als der Kontakthub und das Membransystem eine nichtlineare, progressiv ansteigende Federcharakteristik aufweist Durch das amerikanische Patent 33 08 253, dem die deutsche Auslegeschrift 1640 444 entspricht, sind beispielsweise derarte Membranschalter und zugehörige Betätigungseinrichtungen bekannt
Die Erfindung bezweckt eine Weiterentwicklung der Betätigungseinrichtungen für Membranschalter zur Erschließung von neuen Anwendungsmöglichkeiten in Bereichen von einer niedrigen bis zur höchsten Schalthäufigkeit pro Zeiteinheit, wo saubere prellfreie elektrische Schaltimpulse benötigt werden.
Bei der Erzeugung von elektrischen Schaltimpulsen durch die allgemein bekannten elektromechanischen oder elektromagnetischen Schalter- bzw. Schalteinrichtungen ist man bestrebt, eine möglichst prellfreie Kontaktgabe am Anfang und Ende eines Schaltvorganges zu erhalten, um den Kontaktverschleiß möglichst gering zu halten und außerdem die Entstehung von falschen Schaltimpulsen zu unterdrücken. Mit Prellungen behaftete Schaltimpulse können insbesondere in der Steuerungstechnik oder bei der Datenverarbeitung falsche Vorgänge auslösen und zu Störungen führen. Kontaktprellungen beeinträchtigen bzw. begrenzen auch die Schalthäufigkeit je Sekunde eines Schaltgerätes, insbesondere bei Membranschaltern.
Zur Vermeidung oder Verminderung dieser Kontaktprellungen sind bc den verschiedenen Konstruktionen von Schalteinrichtungen deren Betätigungswerke mit linearen Federe'ementen versehen, die als Dämpfungsglieder wirken, oder es sind, wie in der amerikanischen Patentschrift 30 59 146 beschrieben ist, elektrische Filter für einen Schalter vorgesehen, die die durch Kontaktprellung hervorgerufenen unechten Signale eliminieren oder zumindestens verkleinern. Durch die Ergänzung der Schalteinrichtungen mit Filtern wird diese umfangreicher und teurer. Außerdem sind elektrische Filter, wenn ihre Abmessungen nicht zu groß sein sollen, nur besonders für Prellungen wirksam, die im Bereich von Mikrosekunden liegen, während die Dauer der Kontaktprellungen von mechanischen Schaltern im Millisekundenbereich liegt.
Durch das deutsche Patent 9 68 494 wurde eine Betätigungseinrichtung für die beiden Doppelkontakte einer Schalteinrichtung bekannt, die zur Schonung der Kontaktstücke und i;ur Unterdrückung von Kontaktprellungen als Dämpfungseinrichtung zwei miteinander gekoppelte lineare Federn enthält. Im beweglicher Schaltstück ist eine auf zwei Stützen gelagerte Blattfeder enthalten, die an ihren Enden mit zwe Kontaktstücken versehen ist, und in deren Mitte ist eir Betätigungsstift lotrecht angeordnet, welcher von einei Schraubenfeder umgeben ist, die sich an einer Halterung abstützt. Diese aus zwei gekoppelten linearen Federr bestehende Dämpfungseinrichtung ist für größere Schaltgeräte z. B. Schaltschütze zweckmäßig geeignet welche einen verhältnismäßig großen Kontakthut aufweisen und die nur wenig betätigt werden, irr Vergleich zu Membranschaltern, deren Kontakthut sehr klein ist und bei denen eine sehr groß« Schalthäufigkeit gefordert wird. Ein anderes durch eiru
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rotierende Nocke angetriebenes Betätigungswerk für einen Schaltkontakt ist in der französischen Patentschrift 8 99 486 beschrieben. Zur Erzielung eines sicheren Kontaktdruckes ist bei diesem Betätigungswerk zwischen dem Kontaktbetätigungsglied und der Nocke wenigstens eine lineare Feder als Puffer und Kraftübertragungsglied angeordnet, welches auch zur Bildung eines Kontaktüberhubes und zum Toleranzausgleich dient. Andere Betätigungseinrichtungen, die zusätzliche Federn als Dämpfungsglieder enthalten und die vorwiegend bei Relais verwendbar sind, wurden in der französischen Patentschrift 3 65 711 und in der holländischen Auslegeschrift 96 879 beschrieben.
Keines der vorstehend erwähnten und bekannten Betätigungswerke mit Federgliedern ist gemäß der Aufgabe der Erfindung zur Verwendung in Membranschaltern geeignet, die bei einem nur geringen Kontakthub prellfreie Schaltimpulse bis zu einer Schalthäufigkeit von ca. 125 Schaltungen pro Sekunde liefern sollen.
In der amerikanischen Patentschrift 33 08 253 (entsprechend der deutschen Auslegeschrift 16 40 444) ist ein durch das erfindungsgemäße Betätigungswerk aktivierbarer Membranschalter beschrieben. Dieser Membranschalter besteht aus einer Grundplatte aus Isoliermaterial, auf der ein erstes stationäres Kontaktelement befestigt ist, über dem mit geringem Abstand ein zweites auslenkbares Kontaktelement angeordnet ist, das beispielsweise an der Unterseite einer isolierenden Membran befestigt ist, die auf einer auf der Grundplatte befindlichen im Bereich der Kontaktelemente ein Loch aufweisenden Zwischenschicht aufliegt. Diese sehr dünne Membran ist zur Schonung und zum Schutz gegen zu große Betätigungskräfte mit einer elastomeren Deckschicht bedeckt. Die Schaltstelle in einem derartigen Membranschalter wird dadurch geschlossen, daß während der gewünschten Kontaktzeit eine Druckkraft vorzugsweise in senkrechter Richtung zur Membranfläche auf die Deckschicht am Ort der Mittelachse des Loches in der Zwischenschicht einwirkt. Dadurch wird die Membran und das zweite Kontaktelement etwas verformt und durch das Loch in der Zwischenschicht so weit ausgelenkt, bis das zweite bewegliche Kontaktelement das stationäre Kontaktelement berührt. Dieser elastische Membranschalter ist in seiner Grundausstattung alleine nicht zur Erzeugung von kurzen Schaltimpulsen hoher Schalthäufigkeit verwendbar, da er als nichtlinearer Schalter arbeitet, d. h., die zur Durchbiegung der komplexen Mt.nbranschicht (Deckschicht, Membran, zweites Kontaktele· ment) erforderliche Kraft steigt in einem stärkeren Maße an als die Durchbiegung, wodurch das nichtlineare Verhalten des Schalters bedingt ist. Daher kann ein derartiger Membranschalter höher frequente elektrische oder mechanische Eingangsschwingungen nicht direkt empfangen und diese in eine entsprechende höherfrequente Taktfolge von Schaltimpulsen wandeln. Um diese Aufgabe zu erfüllen, ist ein geeignetes Betätigungswerk als Hilfsmittel für die Übertragung der Schwingungen auf den Membranschalter erforderlich. Da die bekannten Membranschalter zu ihrer Betätigung nur eine verhältnismäßig kleine Druckkraft erfordern und außerdem ihr Kontakthub von etwa 0,1 mm sehr klein ist, sind diese Membranschalter äußerst empfindlich. Bei einer maschinellen Betätigung dieser Membranschalter beispielsweise durch Betätigungsstößel, Hebel oder Nocken ist durch den Einfluß von Lagerspiel ader Toleranzen dieser Betätigungselemente die kc rekte Kontaktgabe unsicher, problematisch und nich zufriedenstellend.
Es ist die Aufgabe der Erfindung ein derartige; Betätigungswerk für einen bekannten Membranschaltei zu schaffen, so daß dieser prellfreie Schaltimpulse ir einem Bereich von niedriger bis zur höchstmöglicher Schalthäufigkeit pro Sekunde liefert, wenn auf da: Betätigungswerk vorzugsweise mechanische oder elek trische Schwingungen hoher Frequenz einwirken. Eine weitere Forderung besteht darin, das Betätigungswerk so auszulegen, daß dieses einen größeren Auslenkhub der Betätigungselemente ermöglicht, bei Beibehaltung des sehr kleinen Kontakthubes im Membranschalter, urr dadurch die nachteiligen Einflüsse der Toleranzen unc des Lagerspieles zu verhindern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß in Reihe auf der Membran gegebenenfalls unter Beifügung eines Betätigungsgliedes zunächst ein Federglied und darüber auf dieses einwirkend ein der Auslenkhub erzeugender mechanischer Oszillator angeordnet sind und daß das Federglied eine lineare Federcharakteristik aufweist und mit einer Vorspannung auf der Membran aufliegt.
Durch das erfindungsgemäße Betätigungswerk für Membranschalter ergibt sich eine Betätigungseinrichtung für seine Schaltstelle bei der in Reihe angeordnei und miteinander gekoppelt ein nichtlineares und ein lineares Federsystem zusammenwirken. Dabei wird das nichtlineare Federsystem aus der komplexen Membranschicht unter Einbeziehung der Zwischenschicht im Membranschalter gebildet und das lineare Federsystem kann aus einer Schraubenfeder, U-Feder oder einer Schneckenfeder bestehen, wobei auf das lineare Federsystem vorzugsweise als Betätigungskraft äußere Schwingungen einwirken, die den Betätigung'jhub erzeugen. Es ist ein Merkmal dieses Betätigungswerkes, daß das lineare Federsystem mit einer durch die Gesamtkonstruktion bestimmten Vorspannung auf die Membran einwirkt, um definierte Schaltpunkte zu erhalten.
Durch das erfindungsgemäße Betätigungswerk für Membranschalter kann ein solcher Schalter bis zu etwa 125 Schaltimpulse pro Sekunde liefern. Eine Anwendungsmöglichkeit besteht beispielsweise in Geräten oder Maschinen zur Informations-Lesung bei hoher Geschwindigkeit aus Lochkarten oder Lochbändern oder bei Steuerungsanlagen, wo Steuerungssignale sehr kleiner elektrischer Schaltleistung erzeugt werden sollen. Ein mit dem erfindungsgemäßen Betätigungswerk kombinierter Membranschalter ist als Taktgeber bei Hochgeschwindigkeitstastaturen oder auch in digitalen Schaltungsanordnungen verwendbar, bei denen Kontaktprellungen, deren zeitliche Länge einen vorbestimmten Sollwert überschreiten, nicht erlaubt sind.
Die Erfindung wird nachstehend an einigen Ausführungsbeispielen von verschiedenen Betätigungswerken tür Membranschalter anhand von Zeichnungen ausführlicher beschrieben. Von den Zeichnungen stellen dar:
Fig. 1 zeigt in Blockdarstellung ein System für die Umwandlung verstärkter elektrischer Schwingungen hoher Frequenz, die entweder von einem elektrischen Oszillator oder von einem elektrischen Signalgenerator in Verbindung mit einem Schwingungsformer erhalten werden, in elektrische Ausgangsimpulse unter Benutzung eines Betätigungswerkes gemäß der Erfindung,
Fig. la zeigt in vereinfachter Blockdarstellung ein anderes Betätigungswerk, das die in F i r. 1 in gestrichel-
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ten Linien eingeschlossene Schaltereinrichtung ersetzen kann,
Fig.2 zeigt teilweise in Schnittansicht und teilweise in Blockdarstellung ein erstes Ausführungsbeispiel eines Betätigungswerkes gemäß dem Schaltersystem nach Fig.l,
Fig.3 zeigt teilweise im Schnitt die Seitenansicht eines Betätigungswerkes in einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
F i g. 3a zeigt die Draufsicht der in dem Betätigungswerk der F i g. 3 enthaltenen linearen Auslegefeder,
Fig.4 zeigt teilweise im Schnitt die Seitenansicht eines Betätigungswerkes nach einem dritten Ausführungsbeispiel,
F i g. 5 zeigt die Seitenansicht eines vierten Ausführungsbeispiels eines Betätigungswerkes,
F i g. 6 zeigt in einer graphischen Darstellung das Verhältnis zwischen Zeit (X-Achse) und Belastung fV-Aehse) eines Betätigungswerkes bei der Verwendung sinusförmiger elektrischer Eingangsschwingungen.
In Fig.l stellt der untere Block den elastischen Membranschalter 10 dar. welcher vorzugsweise dem bereits kurz beschriebenen Membranschalter der amerikanischen Patentschrift 33 08 253 entspricht und der über ein Betätigungsglied 12 betätigt wird. Das Betätigungsglied 12 befindet sich ständig in Berührung mit der Membran dieses Membranschalters 10. Die von dem mechanischen Oszillator 16 über die lineare Feder 14 und das Beiätigungsglied 12 auf die Membran übertragenen mechanischen Schwingungen bewirken ein abwechselndes Öffnen und Schließen der Schaltstelle des Membranschalters 10.
Die Feder 14 wirkt als linearelastisches Kopplungselement zur Übertragung der an ihrem oberen Ende durch den mechanischen Oszillator 16 ausgeübten Druckkraft auf das mit dem unteren Ende der Feder 14 verbundene Betätigungsglied 12. Diese Feder 14 ist im Gegensatz zu der Membran des Membranschalters 10 ein linear wirkendes Element, d. h, die Auslenkung der Feder 14 ist proportional zu der Kraft, die auf sie einwirkt. Daher folgt die Feder 14 nahezu der Amplitude und Frequenz, der auf sie durch den mechanischen Oszillator 16 ausgeübten Kraft und überträgt diese entsprechend auf das mit ihr verbundene Betätigungsglied 12 und damit auf die Membran des Membranschalters 10. Diese Feder 14 besitzt vorzugsweise eine Vorspannung von beispielsweise 5 bis 50 Gramm, welche über das Betätigungsglied 12 auf die Membran des Membranschalters 10 übertragen wird. Die durch diese Vorspannung erfolgende Durchbiegung der Membran reicht nicht aus, um den Membranschalter 10 zu schließen, sie bewirkt jedoch, daß bereits geringe Druckkräfte, die von dem mechanischen Oszillator 16 über die Feder 14 und das Betätigungsglied 12 auf die Membran übertragen werden, zum Schließen des Schalters 10 ausreichen.
Der mechanische Oszillator 16 wird über einen Verstärker 18, der eingangsseitig entweder mit einem elektrischen Oszillator 20 oder einem Schwingungsformer 22 in Verbindung mit einem elektrischen Signalgenerator 24 verbunden ist zu den entsprechenden Oszillationen angeregt Der elektrische Oszillator 20 ist ein üblicher. Sinusschwingungen erzeugender Oszillator mit einer Arbeitsfrequenz von beispielsweise 120 Hertz. Das mechanische Betätigungswerk für das Membranschaltersystem 26 der F i g. 1 überträgt die verstärkten sinusförmigen elektrischen Eingangsimpulse in einem Frequenzbereich von 1 bis 1200 Hertz auf den Membranschalter 10, wodurch dieser ohne Kontaktprellung entsprechende elektrische Ausgangsimpulse liefert.
Über den elektrischen Signalgenerator 24 und den Schwingungsformer 22 können ebenfalls sinusförmige elektrische Schwingungen in den Verstärker 18 gelangen. Über den Schwingungsformer 22 und den Verstärker 18 wird somit eine ausgewählte elektrische Eingangsenergie durch das mechanische Betätigungswerk im Membranschalter 10 in einen entsprechenden elektrischen Schaltimpuls umgewandelt.
Die Fig. la zeigt eine Abwandlung des von der gestrichelten Linie 26 umgebenen Schaltersystems der Fig. 1. In dieser vereinfachten Darstellung werden für die entsprechenden Elemente wie in Fig. 1 unter Hinzugabe des Kennbuchstabens a die gleichen Bezugsnummern benutzt. Der mechanische Oszillator 16a ist mechanisch mit dem elastischen Membranschalter 10a über die lineare Feder 14a, die eine konische Gestalt hat, gekoppelt. In dieser speziellen Ausführungsform fehlt somit das Betätigungsglied 12 der F i g. 1. Über die Spitze der konisch geformten Feder 14a wird die Druckkraft auf die Membran des Membranschalters 10a übertragen.
Die F i g. 2 zeigt an einem ersten Ausführungsbeispiel eine detaillierte Ansicht des Betätigungswerkes im Schaltersystem von Fig. 1. Der mechanische Oszillator 16 enthält einen Dauermagneten 28, innerhalb dessen ein dielektrischer Zylinder 30 angeordnet ist. der mit einem scheibenförmigen dielektrischen Teil 32 verbunden ist. Eine Spule 34, die den Zylinder 30 umgibt, ist elektrisch mit dem Verstärker 18 verbunden. In gleicher Weise wie bei einem Lautsprecher bewirken die Änderungen des Magnetfeldes von der Spule 34. die von den elektrischen Eingangsschwingungen über den Verstärker 18 erregt wird, entsprechende mechanische Hubschwingungen des Zylinders 30 und des mit dem Zylinder verbundenen scheibenförmigen dielektrischen Teils 32. Ein mit dem scheibenförmigen dielektrischen Teil 32 verbundener Kolben 36 schwingt dadurch ebenfalls mit dem dielektrischen Zylinder 30 und dem scheibenförmigen dielektrischen Teil 32, wie es durch die Pfeile 38 angedeutet ist, in vertikaler Richtung. Der gesamte mechanische Oszillator 16 ist mit Hilfe eines Flansches 40 auf einer festen Auflage 42 durch nicht eingezeichnete Schrauben befestigt. Zur Führung des Kolbens 36 ist ein flexibles Band 44 vorgesehen, das vorzugsweise aus einem dünnen, elastischen, nichi rostenden Stahlband besteht und das mit dem Kolben 3t verbunden ist. Vorzugsweise besitzt dieses flexible Banc 44 einen U-förmigen Teil, der mit dem zylindrisch geformten Kolben 36 verbunden ist Das andere End« des flexiblen Bandes 44 ist mit einer nicht gezeigter festen Stütze verbunden.
Die als Koppelglied dienende lineare Feder 14 is einerseits auf den verjüngten Teil 46 des Kolbens 36 an unteren Ende des Kolbens 36 aufgeschoben, welche: einen Ringsitz 48 bildet Der untere Teil der Feder 14 is auf den verjüngten Teil 50 des Betätigungsgliedes 12 das einen Ringsitz 52 bildet aufgeschoben. Auf diesi Weise werden die über den Verstärker IS, der mit den elektrischen Oszillator 20 verbunden ist an die Spule 3-des mechanischen Oszillators 16 angelegten vertikalei Schwingungen über den Kolben 36 und dje Schrauben feder 14 auf das Betätigungsglied 12 übertragen. Da flexible Band 54 hat für das Betätigungsglied 12 eim ähnliche Funktion wie das flexible Band 44 für dei
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Kolben 36. Über die Spitze 56 des Betätigungsgliedes 12 werden diese vertikalen Schwingungen auf die Membran des Membranschalters 10 übertragen und bewirken in der Schaltstelle das öffnen und Schließen der Kontakte zur Bildung der Schaltimpulse.
In dem zweiten Ausführungisbeispiel eines Betätigungswerkes nach der F i g. 3 werden für ähnliche Elemente die Bezugsnummern der F i g. 2 durch die Kennbuchstaben 6 ergänzt In diesem zweiten Ausführungsbeispiel wird anstelle der in Fig. 1 und 2 abgebildeten Schraubenfeder eine gefaltete Auslegerfeder 146 benutzt. Die Spitze 466 des Kolbens 36f> befindet sich im mechanischen Kontakt mit einem Teil der gefalteten Auslegerfeder 146, die aus einem oberen elastischen Teil 58 und einem unteren elastischen Teil 60 gebildet ist. Die Kolbenspitze 46bbewirkt in Abhängigkeit von der Hublage des Kolbens 366 die Kompression und Expansion der Feder 146. Bei der Abwärtsbewegung des Kolbens 366 bewirkt die Kompression der gefalteten Auslegerfeder 146 über das Betätigungsglied 126, das mit der gefalteten Auslegerfeder 146 verbunden ist oder auch ein Teil dieser Feder 146 sein kann, die Auslenkung der Membran des Membranschalters 106. Für die Lagerung der linearen Auslegerfeder 146 ist eine Stütze 57 vorgesehen.
F i g. 3a zeigt die Draufsicht dieser gefalteten Auslegerfeder 146 der Fig. 3 mit den bereits dort angegebenen Bezugszeichen. Falls erforderlich, können im Betätigungswerk mehrere gefaltete Auslegerfedern 146 benutzt werden, die dann über ein oder mehrere Betätigungsglieder 12 gleichzeitig mehrere Schaltstellen im Membranschalter betätigen können.
Fig.4 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel eines Betätigungswerkes für Membranschalter, wobei ähnliche Elemente wie in Fig.2 mit gleichen Bezugsnummern unter Hinzugabe des Kennbuchstabens cversehen sind. Anstelle des mechanischen Oszillators in den Fig. 1 und 2 wird die Kompression der U-förmigen Feder 14c durch die Auf- und Abbewegung des Rollenarmes 62 bewirkt, welcher von einer rotierenden Nocke 68 betätigt wird und der auf der Spitze eines Ansatzzapfens 64 am oberen Schenkel der U-förmigen Feder 14c aufliegt. Der Rollenarm 62 wird über die Rolle 66, die der Bewegung der Nocke 68 folgt, in Auf- und Abwärtsbewegungen versetzt. Die Rotation der Welle 70 von der Nocke 68 kann beispielsweise durch den Anschlag einer Taste eines Kartenlochers bewirkt werden. Auch bei einer derartigen Hubbewegung wird über die Feder 14cdas Betätigungsglied 12cund dessen Spitze 56c die Membran des Membranschalters 10c auslenken und damit dessen Kontakte in der Schaltstelle betätigen. Die unterschiedliche vorbelastbare Blattfeder 72 dient zum Anlegen einer Vorspannkraft, welche der durch die Rolle 66 bewegten vertikalen Auslenkung entgegenwirkt. Daher ist die durch die Differenz gegebene auf die Membran des Membranschalters 10 wirkende Druckkraft klein gegenüber der Druckkraft, die auf die Rolle 66 von der Nocke 68 her einwirkt. Die Blattfeder 72 ist mit einem festen Haiteteil 74 verbunden. Der Membranschalter 10c wird bei entsprechender Vorbelastung der Blattfeder 72 bei in etwa der tiefsten Auslenkstellung d°r Rolle 66 geschlossen. Der schwenkbare Rollenarm 62 ist über Jas Halteteil 78 und den Bolzen 76 drehbar an einer festen Auflage befestigt.
In F i g. 5 ist ein viertes Ausführungsbeispiel eines Betätigungswerkes dargestellt, wobei ähnliche Elemente wie in den F i g. 2 und 4 mit derselben Bezugsnummer unter Hinzugabe des Kennbuchstabens d bezeichnet sind. Der Membranschalter 10c/ wird durch das Zusammenwirken von Nocke 68c/, Rolle 66d, Kolben 36c/, Feder 14c/, Betätigungsglied 12c/und der Spitze 56a betätigt. Die mit dem Rollenarm 62c/ verbundene Zugfeder 80 bewirkt die Rückkehr der Rolle 66c/. Die Zugfeder 80 ist mit Hilfe eines Armes 82 mit einem fest angeordneten Haltearm 84 verbunden.
In dem Diagramm Fig.6 zeigt die untere Kurve A eine Darstellung der Beziehung zwischen der Zeit (X-Achse) und der am Betätigungsglied anliegenden Belastung P(Y-Achse). Wie die Abbildung zeigt, ist der Membranschalter durch die Kompressionskraft Po dei linearen Feder vorbelastet Der Membranschaltei schließt, nachdem die Membran über das Betätigungsglied während einer Zeitspanne X5, zu der eine entsprechende Belastung P5 gehört, belastet wurde. Pn ist die am Betätigungsglied anliegende maximale Belastung und Xc ist die Zeitspanne, während der dei elastische Membranschalter geschlossen ist. Die ir F i g. 6 oben dargestellte sinusförmige Kurve B gibt di< am Betätigungsglied angelegte sinusförmige Schwin gungen wieder, die entweder durch mechanische odei elektrische Mittel erzeugt wurden.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

19 OO Patentansprüche:
1. Betätigungswerk zur prellfreien Kontaktgabe eines bekannten Membranschalters in einem Bereich von niederer bis zur höchsten Schalthäufigkeit, das über der Membran angeordnet in axialer Richtung zur Schaltstelle eine senkrechte Druckkraft erzeugt, welche die Membran und das bewegliche Kontaktstück durch ein Loch in einer "> dünnen, den sehr kleinen Kontakthub bestimmenden isolierenden Zwischenplatte zum stationären Kontaktstück hin auslenkt, wobei der Auslenkhub des Betätigungswerkes größer ist als der Kentakthub und das Membransystem eine nichtlineare, progressiv ansteigende Federcharakteristik aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe auf der Membran (10) gegebenenfalls unter Beifügung eines Betätigungsgliedes (12) zunächst ein Federglied (14) und darüber auf dieses einwirkend ein den Auslenkhub (B) erzeugender mechanischer Oszillator (16) angeordnet sind und daß das Federglied (14) eine lineare Federcharakteristik aufweist und mit einer Vorspannung (Po) auf der Membran (10) aufliegt *5
2. Betätigungswerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dessen Oszillator (16) und das Federglied (14) so an den Membranschalter (10) angepaßt sind, daß die Vorspannungskraft (Po) des Federgliedes (14) im Bereich von '/3 der maximalen Druckkraft (Pn) bei vollem Auslenkhub (B) des Oszillators (16) liegt und daß beim halben Auslenkhub (B) bei der Abwärtsbewegung der Membranschalter (10) schließt und bei der Aufwärtsbewegung öffnet, wobei die wirksame Druckkraft (P5) etwa 2/i der maximalen Druckkraft (Pm) beträgt (F i g. 6).
3. Betätigungswerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Federglied eine Schraubenfeder (14), eine Kegelfeder (14ajt eine gefaltete Blattfeder (14b) oder eine U-förmige Feder (14c;ist.
4. Betätigungswerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator (16) einen stationären Permanentmagneten (28) und einen in dessen Magnetfeld durch Stromsignale erregbaren elastisch aufgehängten, in axialer Richtung auslenkbaren Elektromagneten (34) enthält, der mit einer den Auslenkhub (B) begrenzenden Einrichtung (32) und einem die Druckkraft (Pn) übertragenden Kolben (36) versehen ist und daß zwischen dem Kolben (36) und einem geführten Betätigungsglied (12) die Feder (14) angeordnet ist.
5. Betätigungswerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator (16) eine rotierende Nockenscheibe (68, 68a,) ist, welche die axiale Auslenkbewegung (B) einer Kraftübertragungseinrichtung (48, 62, 66, 66d) steuert und daß zwischen der Kraftübertragungseinrichtung und einem geführten Betätigungsglied (12c, i2d) die Feder (14c, 14^angeordnet ist.
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DE1900645A1 (de) 1969-07-31
CH479153A (de) 1969-09-30
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