DE1918742A1

DE1918742A1 - Mikroschalter

Info

Publication number: DE1918742A1
Application number: DE19691918742
Authority: DE
Inventors: Guy Weber
Original assignee: Cellophane SA France
Current assignee: Cellophane SA France
Priority date: 1968-04-12
Filing date: 1969-04-12
Publication date: 1969-11-13
Also published as: US3590270A; FR1581508A; BE731351A; GB1222293A; NL6905542A

Description

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DR. E. WIEGAND DIPL-ING. W. NIEMANN ' ' ' ^⁴ DR. M. KÖHLER DIPUNG. C. GERNHARDT

MÖNCHEN HAMBURG

'ELEFONr 55547« 8000 MÖNCHEN

JLEORAMME. KARPATENT NUSSBAUMSTRASSE 10

_15/ 11, April 1969

W. H 076/69 7A«

La Cellophane, Sooiete Anonyme, Paris (Frankreich)

Mikroschalter

Die Erfindung betrifft elektrische Organe, die unter der Bezeichnung Mikroschalter bekannt sind, d.h. Organe, die bei Erhalt einer mechanischen Information automatisch das Fließen oder Nichtfließen von Strom in einem elektrischen Stromkreis hervorrufen und dadurch.bestimmte Wirkungen herbeiführen, wie das Anhalten oder Anlassen von Elektromotoren, eine Änderung des Arbeitens der Motoren, das Wirksammachen von Sicherheitsorganen usw.

Bekannte Mikroschalter arbeiten allgemein mit plötzlicher Unterbrechung, d.h., daß ein geringer mechanischer Druck die augenblickliche Änderung des Gleichgewichtes einer lamelle, einer Feder oder einer Blattfeder hervorruft, wodurch der gewünschte Stromfluß hergestellt oder unterbrochen

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wird. Wenn diese Organe, deren Kontaktdruck verhältnismäßig gering ist, für die Steuerung verhältnismäßig starker Ströme verwendet werden sollen, iat es im allgemeinen erforderlich, ein Leistungsrelais zwischenzuschalten.

Die Grleichgewichtsverformung der Lamelle oder Feder solcher Mikroschalter, die beispielsweise mit dem Niederdrücken eines Druckknopfes od.dg. verbunden ist, erfolgt nicht absolut augenblicklich. Daher ist die mechanische Punktionsgenauigkeit dieser Organe gering, wenn sie für das Peststellen ν,οη Stellungen verwendet werden, zumal die geometrischen Stellungen beispielsweise eines Druckknopfes mit Bezug auf einen Mikroschalter beim Einschalten und Ausschalten nicht die gleichen sind. Außerdem kann der für das Arbeiten notwendige Druck, obwohl er verhältnismäßig niedrig ist, für gewisse Anwendungen zu groß sein, bei denen jedoch eine große Kommutationsleistung erforderlich ist.

Dies ist insbesondere bei Maschinen zum Vervielfältigen oder Kopieren von Dokumenten der Pail, bei denen der genaue strenge Antrieb oder die Einführung der Kopieblätter von dem Durchgang des Originals bestimmt wird, welches in den meisten Fällen ein einfaches Papierblatt ist, das oft sehr dünn ist. Die Wirkung der Mikroschalter muß in diesem Fall durch eine außerordentlich weiche Berührung ausgelöst werden. Diese Organe müssen demgemäß besonders empfindlich sein, wobei sie jedoch gegenüber Vibrationen, die die Maschine beeinflussen können, unempfindlich bleiben. Sie müssen gleichfalls sicher und zuverlässig arbeiten und demgemäß robust sein, und sie müssen die Übertragung großer Leistung hervorrufen können.

Die Erfindung, die sioh auf solche Organe bezieht, bezweckt, Mikroschalter zu schaffen, bei denen der bewegliche Kontakt von einer Kugel gebildet ist, die an einer aus

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Metall bestehenden elastischen Lamelle befestigt ist und mit einer ebenen oder konvexen Abstützfläche, die den festen Kontakt dee Schalters bildet, in und außer Berührung treten kann, um einen Relaisbetätigungsstromkreis unter Zwischenfügung eines Gleichstromtransistorverstärkers, der zum Arbeiten mit binärer !Commutation eingeregelt ist, zu schließen und zu öffnen.

Gemäß der Erfindung ist der bewegliche Kontakt, d er beim Durchgang eines Papierblattes, das beliebig dünn sein kann, bewegt wird, von einer Kugel gebildet, die auf einer ebenen oder konvexen Abstützfläche aufruht, durch welche.der Betätigungsstrom fließt. Aufgrund der punktförmigen Berührung zwischen Kugel und Abstützfläche arbeitet der Schalter sehr genau, und seine Zuverlässigkeit ist lediglich eine Punktion der Elastizität und des Widerstandes der Metallteile, die ihn bilden. Die Kugel kann demgemäß beliebig groß sein.

Die Kugel, die den Betätigungskontakt gewährleisten muß, ist am Snde einer aus Metall bestehenden Lamelle angeordnet, über welche der Strom fließt. Die Metallamelle ist so elastisch wie möglich gewählt. Lamellen aus Blattmetall sind für diesen Zweck gut geeignet. Ihre Elastizität, die durch Verwendung von aufeinander mit Überlappung angeordneten Lamellen progressiv gemacht werden kann, ermöglicht weiterhin, den von der Kugel auf ihre Abstützfläche ausgeübten Kontaktdruck einzustellen.

Durch Einführen eines Papierblattes zwischen die den beweglichen Kontakt bildende Kugel und ihre den festen Kontakt bildende Abstützfläche wird der Schalter augenblicklich geöffnet. Der Schalter wird augenblicklich geschlossen, wenn das Papierblatt sich nicht mehr zwischen der Kugel und ihrer Auflagefläche befindet. Es ist ersichtlich, daß der Schalter,

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während er die gewünschte Empfindlichkeit besitzt, dennoch ,aufgrund der Elastizität der Lamelle gegenüber Vibrationen, ' .» f

welche die Maschine beeinflussen können, vollkommen unempfind- , lieh bleibt. Die Anordnung der Ebene der Verformung der.Lamelle in Wanderrichtung des Papiers verleiht der Lamelle weiterhin einesehr große Raumstabilität, so daß eine vollkommene Reproduzierbarkeit der Kommutationsfunktionen von · einem Papierblatt zu einem anderen verwirklicht ist.

Andererseits ist bei einem Mikroschalter gemäß der Erfindung die Leistung des Stromes, der bei der Berührung der · · Kugel mit ihrer Abstützfläche fließt, sehr gering, und sie liegt in der Größenordnung von einigen Millivolt. Diese sehr kleine Betätigungsleistung macht eine Perlung der Kontakte, welche die Empfindlichkeit und die Genauigkeit von bekannten Mikroschaltern stark beeinträchtigt, überflüssig. '

Gemäß der Erfindung ist der beschriebene Mikrosehalter im Nebenschluß an einen Zweig einer Brücke angeschlossen, welche die Polarisation der Basis eines als Verstärker wirkenden Transistors gewährleistet. In der Praxis arbeitet der Transistor im Kommutationsbereich. Durch das von dem Mikroschalter bestimmte Fließenlassen oder Unterbrechen des Brückenstroms in dem Nebenschlußkreis (dieser Strom entspricht einigen Milliwatt) wird die Polarisation der Basis des Transistors geändert und dem Transistor ermöglicht, im sperrenden oder im leitenden Zustand und umgekehrt zu arbeiten. Wenn ein Papierblatt in den Mikroschalter gelangt, wird der Nebenschluss unterbrochen, und die Basis des Transistors befindet sich auf dem Arbeitspotential. Der Transistor ist gesättigt, und er βpielt die Rolle eines Verstärkers und kann eine große Leistung hervorbringen. Wenn das Papierblatt sich nicht mehr · in dem Mikroschalter befindet, wird die Basis des Transistors auf das Potential der Masse zurückgebracht, und der Transistor wird blockiert.

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Die Erfindung.wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert.

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines Mikroschalters gemäß der Erfindung.

Mg. 2, 3, 4 und 5 sind Diagramme verschiedener elektrischer Schaltungen mit einem Mikroschalter gemäß der Erfindung.

Der in Pig. 1 dargestellte Mikroschalter wird dadurch .geschlossen, daß eine Kugel 1, die beispielsweise mittels einer Passung am Ende einer aus Blattmetall bestehenden Lamelle 2 angeordnet ist, unter der Wirkung eines zweckentsprechenden Zwangs eines Blocks oder einer Klemme 4 auf eine Abstützplatte 3 gedrückt wird, wobei die Kugel und die Abstützplatte aus einer Metallegierung von großem mechanischen Widerstand bestehen. Die Lamelle 2 ist an ihrem oberen Teil mit der Metallklemme 4 fest verbunden, die auf einem Zapfen θ einstellbar angeordnet ist.

Die Abstützplatte 3 und die Klemme 4 sind in einem elektrischen Stromkreis angeordnet, der bei B und E im Nebenschluß an einen Zweig einer Brücke angeschlossen ist, die den Basjsstrom eines nicht dargestellten Transistors liefert. Die Oberfläche der Abstützplatte 3 liegt in Verlängerung der Oberfläche, eines Zuführtisches 5, auf dem mittels irgendeiner bekannten Antriebseinrichtung ein aus Papier oder irgendeinem anderen isolierenden Material bestehendes Blatt 6 vorbewegt werden kann, deesen gute Einführung zwischen die Abstützplatte 3 und die Kugel 1 von einer Leitplatte 7 gewährleistet wird, wobei durch die Einführung des Blattes in den Schalter der elektrische Stromkreis unterbrochen wird. Die Figuren 2 bis 5 zeigen in schematischer Form verschiedene mögliche Schaltungen für einen in üblicher Art dargestellten Transistor T, wobei der Mikroschalter M gemäß

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der Erfindung im Nebenschluß an den Zweig E-B des Basiskreises des Transistors T angeschlossen ist. Mit C ist das Lastorgan bezeichnet, auf welches der Transistor T als Verstärker-Kommutator einwirkt.

Bei der Schaltung gemäß Pig. 2 speist der Transistor T einen Digital- oder Analogverstärker D, der dann auf das Lastorgan C einwirkt.

Bei der Schaltung gemäß Pig. 3 wird das Ausgangssignal in Richtung eines statischen Kommutierungsorganes abgenommen. Ein solches organ kann beispielsweise der Eingang G eines Thyristors, der Starter eines Gasthyratrons oder das Gitter eines Vakuumthyratrons sein.

Das Ausgangssignal kann auch direkt verwendet werden, indem die Last an dem Kollektor des Transistors T angeschlossen wird, wie es in Pig. 4 schematisch dargestellt ist.

Es kann auch das Ausgangssignal indirekt verwendet werden, indem es einem zweckentsprechenden elektromagnetischen Relais R als Belastung des Kollektors des Transistors T- zugeführt wird, wie dies in Pig. 5 schematisch wiedergegeben ist.

Mikroschalter gemäß der Erfindung können auf diese Weise verwendet werden, um die beste Verträglichkeit mit den Betätigungsströmen und -spannungen und der Belastung von Organen irgendwelcher Art durch Einwirkung beispielsweise auf die Relais zu ermöglichen, welche die Kupplungen und die elektromagnetischen Bremsen steuern, die auf den Antrieb der Originale und der Kopieblätter von Kopiermaschinen einwirken.

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Claims

Patentansprüche

( 1 .lUnterbrechungsschaltung mit einem Mikroschalter, der mit seinen Kontakten in einen Betätigungsstromkreis geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroschalter fyÖ über einen Transistorverstärker (T) in den Betätigungsstromkreis geschaltet ist.

2· Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Transistorverstärker CÖ ein Gleichstromverstärker mit "binärer Kommutation ist und eine Brückenschaltung aufweist und daß der Mikroschalter OyO in Nebenschluß zu dem den Basiskreis des Transistors (T) darstellenden Brückenzweig (J3-B) geschaltet ist.

3· Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kollektor das Vexstärkungstransistors (T) über einen Digital- oder Analogverstärker φ) mit dem Betätigungsstromkreis verbunden ist (Fig. 2).

4. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kollektor des Verstärkungstransistors (D) über ein statisches Kommutierungsorgan, beispielsweise den Eingang eines Thyristors, den Starter eines Gasthyratrons oder das Gitter eines Vakuumthyratrons, an den Betätigungsstromkreis geschaltet ist.

5. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kollektor des Verstärkungstransistors (T) direkt an den Betätigungsstromkreis geschaltet ist.

6. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kollektor des Verstärkungstransistors(T) über ein elektromagnetisches Relais GO an den Betätigungsstromkreis geschaltet ist.

7. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Kontakt des Mikroschalters (M) von einer an einer metallenen elastischen Lamelle (^) befestigten Kugel (1) gebildet ist, die mit einer ebenen oder konvexen Pläche (3), welche den festen Kontakt bildet,

8. Mikroschalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische lamelle (2), an ihrem einen Ende die Kontaktkugel (1) trägt und an ihrem anderen Ende an einem ortsfesten Klemmstück: (4) befestigt ist.

. 9. Mikroschalter nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet," daß die elastische lamelle (2) aus mehreren aufeinanderliegender! Blattmetallstücken zusammengesetzt ist.

10. Mitosohalter nach Anspruch 8_f dadurch gekennzeichnet, daß das Klemmstück (4), an dem die elastische Lamelle (2) befestigt ist, in seiner Lage einstellbar ist. ■ .

11. Schaltung nach einem der Ansprüche 7 - 10, insbesondere zur Verwendung bei einer Kopiermaschine, dadurch gekennzeichnet, daß. die Lamelle (2) so angeordnet ist, daß die Ebene ihrer Verformung in Wanderrichtung des Kopierpapiers verläuft.

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