DE1900645B2 - Betaetigungswerk fuer einen membranschalter - Google Patents
Betaetigungswerk fuer einen membranschalterInfo
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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)
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.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US69787268A | 1968-01-15 | 1968-01-15 | |
US69787268 | 1968-01-15 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1900645A1 DE1900645A1 (de) | 1969-07-31 |
DE1900645B2 true DE1900645B2 (de) | 1977-04-21 |
DE1900645C3 DE1900645C3 (de) | 1977-12-15 |
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Also Published As
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FR1600713A (de) | 1970-07-27 |
SE359680B (de) | 1973-09-03 |
DE1900645A1 (de) | 1969-07-31 |
CH479153A (de) | 1969-09-30 |
NL6818339A (de) | 1969-07-17 |
GB1195758A (en) | 1970-06-24 |
JPS4811861B1 (de) | 1973-04-16 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |