DE1900645C3 - Betätigungswerk für einen Membranschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein 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 ^;.n 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 16 40 444 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 bei den verschiedenen Konstruktionen von Schalteinrichtungen deren Betätigungswerke mit linearen Federelementen versehen, die als Dämpfungsglieder wirken, oder es sind, wie in der amerikanischen Patentschrift 30 59 546 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 Doppelkontaktc einer Schalteinrichtung bekannt, die zur Schonung dei Kontaktstücke und zur Unterdrückung von Kontakt prellungen als Dämpfungseinrichtung zwei miteinandei gekoppelte lineare Federn enthält. Im beweglicher Schaltstück ist eine auf zwei Stützen gelagert« Blattfeder enthalten, die an ihren Enden mit zwe Kontaktstücken versehen ist, und in deren Mitte ist eil Betätigungsstift lotrecht angeordnet, welcher von eine Schraubenfeder umgeben ist, die sich an einer Halterunj abstützt. Diese aus zwei gekoppelten linearen Federi bestehende Dämpfungseinrichtung ist für größer Schaltgeräte z. B. Schaitschüize Zweckmäßig geeigne welche einen verhältnismäßig großen Kontakthu aufweisen und die nur wenig betätigt werden, ir Vergleich zu Membranschaltern, deren Kontakthu sehr kiein ist und bei denen eine sehr groß Schalthäufigkeit gefordert wird. Ein anderes durch ein

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rotierende Nocke angetriebenes Betätigungswerk für einen Schaltkontakl ist in der französischen Patentschrift 8 99 486 beschrieben. Zur Erzielung eines sicheren Kontaktdruckes ist bei diesem Betätigungswerk zwischen dem Kontaktbetätigungsglied und der S Nocke wenigstens eine lineare Feder als Puffer und Kraftübertragungsglied angeordnet, welches auch zur Bildung eines Kontaktüberhubes und zumToleranzausgleich 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 Schr.lter arbeitet, d. h., die zur Durchbiegung der komplexen Membranschicht (Deckschicht, Membran, zweites Kontaktelement) 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 Ö,i 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 oder Toleranzen dieser Betätigungselemente die korrekte Kontaktgabe unsicher, problematisch und nicht zufriedenstellend.

Es ist die Aufgabe der Erfindung ein derartiges Betätigungswerk für einen bekannten Membranschalter zu schaffen, so daß dieser prellfreie Schaltimpulse in einem Bereich von niedriger bis zur höchstmöglichen Schalthäufigkeit pro Sekunde liefert, wenn auf das Betätigungswerk vorzugsweise mechanische oder elektrische 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, um dadurch die nachteiligen Einflüsse der Toleranzen und 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 den 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 angeordnet 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 Betätigungshub 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 erlaubi

■ sind.

■ Die Erfindung wird nachstehend an einigen Ausführungsbeispielen von verschiedenen Betätigungswerker für Membranschalter anhand von Zeichnungen ausführ licher beschrieben. Von den Zeichnungen stellen dar:

F i g. 1 zeigt in Blockdarstellung ein System für di< Umwandlung verstärkter elektrischer Schwingunger hoher Frequenz, die entweder von einem elektrischer Oszillator oder von einem elektrischen Signalgenerato in Verbindung mit einem Schwingungsformer erhaltei werden, in elektrische Ausgangsimpulse unter Benut zung eines Betätigungswerkes gemäß der Erfindung,

Fig. la zeigt in vereinfachter Blockdarstellung eil anderes Betätigungswerk, das die in F i g. 1 in gestrichel

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ten Linien eingeschlossene Schaltereinrichtung ersetzen kann,

F i g. 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 Betäligungswerkes in einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

F i g. 3a zeigt die Draufsicht der in dem Betätigungswerk der F i g. 3 enthaltenen linearen Aiislegefeder,

Fig.4 zeigt teilweise im Schnitt die Seitenansicht eines Betätigungswerkes nach einem dritten Ausführungsbeispiel,

Fig. 5 zeigt die Seitenansicht eines vierten Ausführungsbeispiels eines Betätigungswerkes,

Fig.6 zeigt in einer graphischen Darstellung das Verhältnis zwischen Zeit (X-Achse) und Belastung (Ύ-Achse) eines Betätigungswerkes bei der Verwendung sinusförmiger elektrischer Eingangsschwingungen.

In Fig.l stellt der untere Block den elastischen Membranschalte. 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 Betätigungsglied 12 auf die Membran übertragenen mechanischen Schwingungen bewirken ein abwechselndes öffnen und Schließen der Schaltstelle des Membranschalters 10.

Die Feder 14 wirkt als linearelastisches Kupplungselement zur Übertragung der an ihrem oberer, 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 Bctätigungsglied 52 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 I lertz. Das mechanische Betätigungswerk für das Membranschaliersystcm 26 der Fig. 1 überträgt die verstärkten sinusförmigen elektrischen Kingangsimpulse 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

ίο 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

ij 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 Membranschal-

Ki ter 10a über die lineare Feder 14a, die eine konische Gestalt hat, gekoppelt. In dieser speziellen Ausführungsform fehlt somit das Betätigungsglied 12 der Fig. 1. Über die Spitze der konisch geformten Feder !4a wird die Druckkraft auf die Membran des

ij 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, nicht rostenden Stahlband besteht und das mit dem Kolben 36 verbunden ist. Vorzugsweise besitzt dieses flexible Barn¹ 44 einen U-förmigen Teil, der mit dem zylindrisch geformten Kolben 36 verbunden ist. Das andere Knck des flexiblen Bandes 44 ist mit einer nicht gezeigte! festen Stütze verbunden.

Die als Koppelglied dienende lineare Feder 14 is einerseits auf den verjüngten Teil 46 des Kolbens ib an unteren Ende des Kolbens 36 aufgeschoben, welche einen Ringsitz 48 bildet. Der untere Teil dec Feder 14 ^ auf den verjüngten Teil 50 des Betiitigungsgiicdes L das einen Ringsitz 52 bildet, aufgeschoben. Auf dies Weise werden die über den Verstarker 18. der mit dei elektrischen Oszillator 20 verbunden is'., an die Spule 3 des mechanischen Oszillators 16 angelegten vertikale Schwingungen über den Kolben 36 und die Schraube' feder 14 auf das Bctätigungsglied 12 übertragen. D; flexible Band 54 hat für das Bt-tittigungsglied 12 en' ähnliche Funktion wie das flexible Hand 44 für di

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Kolben 36. Über die Spitze 56 des Betätigungsgliedes 12 werden diese vertikalen Schwingungen auf die Membran des Membranschaltcrs IO übertragen und bewirken in der Schaltstcllc das Öffnen und Schließen der Kontakte zur Bildung der .Schaltimpulse. <■

In dem /weilen Ausführungsbeispiel eines Betäii gungswerkcs nach der I ig. J werdet für ähnliche K.lcmente die Bezugsnummern der l-'ig. 2 durch die Kennbuchstaben b ergänzt. In diesem /weiten Ausführungsbeispiel wird anstelle der in I'ig. 1 und 2 abgebildeten Schraubenfeder eine gefaltete Auslegerleder 14/5 benutzt. Die Spitze 466 des Kolbens 36/) befindet sich im mechanischen Kontakt mit einem Teil der gefalteten Auslegerfeder 14b. die aus einem oberen elastischen Teil 58 und einem unteren elastischen Teil M) gebildet ist. Die Kolbenspitze 466 bewirkt in Abhängigkeit von der Hublage des Kolbens. 36/.u]ie Kompression und Expansion der Keder 146. Bei dei Abwärtsbewegung des Kolbens 366 bewirkt die Kompression der gefalteten Auslcgerfeder 146 über das Hetüliguiigsglied 126. das mit der gefalteten Auslegerfeder 14/) verbunden ist oder auch ein Teil dieser Feder 146 sein kann, die Auslenkung der Membran des Membranschalters 106. Kür die Lagerung der linearen Auslegerfeder 146 ist eine Stütze 57 vorgesehen.

I-i g. ja zeigt die Draufsicht dieser gefalteten Auslegerfeder 146 der I'ig. 3 mit ilen bereits dort angegebenen Bezugszeichen. I alls erforderlich, können im Belätigungswerk mehrere gefaltete Auslegerledern 146 benutzt werden, die dann über ein oder mehrere Betätigungsglieder 12 gleichzeitig mein ere Schallstellen im Membranschalter betätigen können.

I'ig. 4 zeigt ein drittes Ausfühningsbeispiel eines Beiäligungswerkes für Mcmbranschalicr. wobei ähnliche Kiemenic wie in Fig. _' mit gleichen Ikviigsnummern unter I liuzugabe des Kennbuchstabens c verschen sind. Anstelle des mechanischen Oszillators in den Fig. 1 und 2 wird die Kompression der Ulörmigen Feder 14c durch die Aul- Lind Abbe« egung des Rollenarmes 62 bewirkt, welcher von einer rotierenden Nocke 68 betätigt wird und der auf der Spitze eines Ansalzzapfens 64 am oberen Schenkel der U-förniigen leder 14r aufliegt. Der Rollenarm 62 wird über die Rolle 66, die der Bewegung der Nocke 68 folgt, in Auf und Abwartsbewegungen versetzt. Die Rotation der Welle 70 von der Noeke 68 kann beispielsweise durch den Ansehlag einer laste eines Karlenlochers bewirkt werden. Auch bei einer derartigen I lubbew cgung wird über die Fetler 14cdas Bclaiigungsglicd 12c und dessen Spitze 56c the Membran des Membranschalters 10c auslenken und damit dessen Kontakte in tier Schaltstelle betätigen. Die unterschiedliche vorhelasibare Blattfeder 72 dient zinn Anlegen einer Vurspannkrali, welche der durch die Rolle 66 bewegten vertikalen Auslenkung entgegenwirkt. Daher isl die durch the DiIleren/ gegebene aiii die Membran ties Membranschallers H) wirkende Druckkraft klein gegenüber tier Druckkraft, die aul tlie Rolle 66 von der Nocke 68 her einwirkt. Die Blattfeder 72 isl mil einem festen llalleleil 74 verbunden. Der Membianschalier 1Ot^-wird bei entsprechender Vorbelastung tier Blattfeder 72 bei in etwa der tiefsten Auslenkstellung der Rolle 66 geschlossen. Der schwenkbare Rollenarm 62 isl über das I lalteleil 78 und den Bolzen 7i> drehbar an einer festen Auflage befestigt.

In Fig. 5 isl ein viertes Auslührungsbeispiel eines Betätigungswerkes dargestellt, wobei ähnliche Kiemenic wie in den F i g. 2 und 4 mil derselben Be/ugsnunimer unter Hinzugäbe des Kennbuchstabens t/ bezeichnei sind. Der Membranschalter 1Oi/ wird durch das Zusammenwirken von Nocke 68t/. Rolle 66c/. Kolben 36(/. Feder 14c/. Belätigungsglied 12t/und tier Spitze 56J betätigt. Die mit dem Rollenarm 62i/ verbundene Zugfeder 80 bewirkt die Rückkehr der Rolle 66t/. Die Zugfeder 80 isl mit Hilfe eines Armes 82 mil einem fesi angeordneten I lallearm 84 verbunden.

In dem Diagramm I" ig. b zeigt die untere Kurve .Λ eine Darstellung der Beziehung zwischen der Zeil (X-Achse) und der am Betätigungsglied anliegenden lklastung /'( >'-Achse). Wie die Abbildung zeigt, ist der Menibranschalter durch die Kompressionskrafi l'u tier linearen Feder vorbelastet. Der Membianschalier schliel.il. nachdem die Membran über das Beiäiigungs glied während einer Zeilspanne A₁. zu der eine entsprechende Belastung /\ gehört, belastet wurde. /'., ist die am lieläiigungsglied anliegende maxjniak Belastung und .V₁ isl die Zeitspanne, während tier dei elastische Membranschalter geschlossen isl. Die ir Fig. b oben dargestellte sinusförmige Kurve Il gibt du am Betäiigungsghed angelegte sinusförmige Schwin guugen wieder, die entweder durch mechanische ode elektrische Mittel erzeugt wurden.

Hierzu 3 Blatt Zcichnuncen

Claims (5)

19 OG 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 Ausle.ikhub des Betätigungswerkes größer ist als der Kontakthub und das Membransystem eine nichtlineare, progres- '5 siv ansteigende Federcharakteristik aufweist, d a durch 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 (P₀) auf der Membran (10) aufliegt.

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 (P₀) des Federgliedes (14) im Bereich von '/3 der maximalen Druckkraft (P_n) 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 ²/3 der maximalen Druckkraft (P_n) beträgt (F i g. 6).

3. Betätigungswerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Federglied eine Schraubenfeder (14), eine Kegelfeder (14a) eine gefaltete Blattfeder (14h) 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 (P_n) 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. \2d) die Feder (14c, 14c/)angeordnet ist.