DE19720601C1 - Vorrichtung zum Erzeugen eines Schaltsignales mit einem Reedkontakt - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen eines Schaltsignales mittels eines Reedkontaktes, der durch Verändern eines äußeren Magnetfeldes betätigbar ist, mit beidseitig aus einem Kontaktgehäuse herausgeführten Anschlußdrähten und zwei einen der beiden Anschlußdrähte an diametralen Drahtflächen eines sich in axialer Richtung zum Reedkontakt erstreckenden Drahtstückes anliegenden Dauermagneten.

Reedkontakte bestehen in bekannter Weise aus mit Inertgas gefüllten oder evakuierten Glasröhrchen, in denen zwei einander gegenüberliegende Kontakte angeordnet sind. Durch ein extern angelegtes Magnetfeld werden die Kontakte miteinander verbunden und auf diese Weise eine Sensor- und/oder Schaltfunktion erhalten. Zur Erzielung eines gewünschten Schaltverhaltes ist es bekannt, einen Permanentmagneten als Schaltma­ gneten mit dem Reedkontakt zu kombinieren (DE 296 15 513 U1). Dieser als Schaltma­ gnet wirkende Permanentmagnet wird dabei zum Reedkontakt und seinen Anschluß­ drähten in einem festen Abstand gehalten. Sobald ein nichtmagnetisierter Körper aus ferromagnetischem Material in einen Aktivierungsabstand zum Schaltmagneten gebracht wird, wird der Reedkontakt aktiviert.

Bei einer eingangs genannten und aus der US 5,128,641 bekannten Vorrichtung, von welcher im Oberbegriff des Patentanspruches 1 ausgegangen wird, sind an diametralen Drahtflächen eines sich in axialer Richtung zum Reedkontakt erstreckenden Drahtstüc­ kes zwei Dauermagnete vorgesehen, die in axialer Richtung versetzt zueinander, ange­ ordnet sein können. Ferner ist aus der US 5,293,523 eine Vorrichtung zum Erzeugen eines Schaltsignales mittels eines Reedkontaktes bekannt, bei welcher ein entlang eines Anschlußdrahtes in axialer Richtung verschiebbarer Dauermagnet zum Abstimmen des auf den Reedkontakt wirkenden Magnetflusses verwendet wird. Ferner ist es aus der DE-GM 19 53 663 bekannt, einen Reedkontakt in Gießharz einzubetten.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher eine schonende elektrische Verbindung des Reedkontaktes mit äußeren Kontaktelementen, insbesondere Steckerstiften einer Steckverbindung erzielt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß einer der beiden Dauerma­ gnete zur Abstimmung des auf den Reedkontakt wirkenden Magnetflusses beweglich ausgebildet ist, daß die Anschlußdrähte mit Steckerstiften einer Steckverbindung durch Kaltverpressen elektrisch verbunden sind und daß jeder der beiden Anschlußdrähte zweimal etwa im rechten Winkel in eine U-Form gebogen ist, wobei die elektrische Kon­ taktierung durch die Kaltpreßverbindungen an den jeweiligen freien Schenkeln der U- förmig gebogenen Anschlußdrähte gebildet ist.

In bevorzugter Weise wird nach der gewünschten Abstimmung des Magnetflusses der bewegliche Dauermagnet in der eingestellten Position gegenüber dem Reedkontakt und dem zweiten Dauermagneten festgelegt. Dies kann in geeigneter Weise durch Vergie­ ßen der Bauteile mit Vergußmasse erfolgen, durch welche die genannten Bauteile nach Abstimmung des Magnetflusses in ihren zueinander eingestellten Positionen gehalten werden.

Beim Heranführen eines ferromagnetischen Materials insbesondere in senkrechter Richtung zur Längsausdehnung des Reedkontaktes und des Drahtstückes, an welchem die beiden Dauermagnete an diametralen Flächen anliegen, erreicht man ein definiertes Schaltverhalten. Die Bewegungsrichtung des ferromagnetischen Körpers ist bevorzugt parallel oder in einem bestimmten Winkel zu der Ebene, in welcher die beiden diametra­ len Drahtflächen liegen, an denen die beiden Dauermagneten an den Drähten anliegen.

Aus der DE 40 34 946 C2 ist es bekannt, an einem der beiden Anschlußdrähte des Reedkontaktes einen Dauermagneten mit kreisförmiger Oberfläche dicht anzulegen, wobei die Magnetachse des Dauermagneten gegenüber der Achse des Anschlußdrah­ tes verdrehbar gelagert ist. Im Gegensatz dazu sind bei der Erfindung zwei an diametra­ len Drahtflächen dicht anliegende Dauermagnete vorgesehen, wobei der eine der beiden Magnet bevorzugt in axialer Richtung des Anschlußdrahtes verschiebbar gelagert ist.

Die Anschlußdrähte des Reedkontaktes werden mit Steckerstiften einer Steckverbin­ dung elektrisch kontaktiert. Hierzu wird als Kontaktierungsverfahren eine Kaltpreßver­ bindung angewendet. Hierdurch wird eine thermische Belastung des Reedkontaktes insbesondere an der Übergangsstelle zwischen dem Reedkontaktgehäuse und den An­ schlußdrähten vermieden. Die Kaltpreßverbindung wird durch mechanisches Verquet­ schen der Anschlußdrähte mit für das Verquetschen vergeformten Kontaktstücken, die elektrisch mit den Steckerstiften verbunden sind, erreicht. Mit diesen Kontaktstücken werden die Anschlußdrähte des Reedkontaktes mechanisch verpreßt. Die Kaltverpres­ sung erfolgt an entfernt von den Übergangsstellen zwischen dem Kontaktgehäuse und den Anschlußdrähten liegenden Stellen der entsprechend lang ausgebildeten Anschluß­ drähte.

In bevorzugter Weise sind die Steckerstifte und der Reedkontakt in einem zweiteiligen Gehäuse angeordnet. Der Reedkontakt mit seinen entsprechend bemessenen und für die Kaltverpressung gestalteten Anschlußdrähten befinden sich in einem ersten Gehäu­ seteil. Die Steckerstifte und die mit den Steckerstiften elektrisch verbundenen für die Kaltverpressung vorgeformten Kontaktstücke befinden sich in einem zweiten Gehäuse­ teil. Die beiden Gehäuseteile können formschlüssig ineinander gesteckt werden, wobei der Formschluß so gestaltet ist, daß ein Zusammenfügen die für die Kaltverpressung vorgeformten Kontaktstücke am ersten Gehäuseteil an entsprechenden Stellen der An­ schlußdrähte, welche im zweiten Gehäuseteil abgestützt werden, kaltverpreßt werden. In bevorzugter Weise erfolgt die Kaltpreßverbindung zwischen dem im zweiten Gehäu­ seteil abgestützten Anschlußdrähten und den Kontaktstücken im ersten Gehäuseteil beim Zusammenfügen der beiden Gehäuseteile. Um die beim Kaltpreßvorgang auftre­ tenden Kräfte aufzunehmen, sind die beiden Anschlußdrähte zu beiden Seiten der Drahtstellen, an denen die Kaltpreßverbindung stattfindet, am ersten Gehäuseteil durch entsprechende Stützvorrichtungen abgestützt, so daß im wesentlichen die bei der Kalt­ verpressung entstehende Kräfte in das erste Gehäuseteil eingeleitet werden. Hierdurch wird vermieden, daß beim Kaltverpressen entstehende Kräfte in die Übergangsstellen bzw. Nahtstellen zwischen dem Reedkontaktgehäuse aus Glas und die dort herausge­ führten Anschlußdrähte eingeleitet werden. Für eine geeignete Abstützung der An­ schlußdrähte im ersten Gehäuseteil sind diese jeweils zu einer U-Form gebogen. Es sind hierzu ausgehend von den Austrittstellen der Anschlußdrähte aus dem Kontaktge­ häuse zwei im wesentlichen rechtwinklige Umbiegungen im Draht vorgesehen. Die frei­ en Schenkel der U-förmig gebogenen Anschlußdrähte verlaufen dabei aufeinander zu und im wesentlichen parallel zur Reedkontaktlängsachse. Die Kaltpreßverbindungen zur Kontaktierung der Anschlußdrähte mit den Steckerstiften erfolgt im Bereich der parallel zur Reedkontaktlängsachse verlaufenden freien Schenkel der U-förmig gebogenen An­ schlußdrähte. Diese Stellen liegen entfernt von den Austrittsstellen der Anschlußdrähte aus dem Kontaktgehäuse aus Glas. Wie oben schon erläutert, sind diese freien Schenkel bevorzugt am ersten Gehäuseteil abgestützt, so daß sie beim Quetschvorgang entstehende Kräfte in das erste Gehäuseteil eingeleitet werden.

Durch die entsprechende Formgebung der Anschlußdrähte für eine entfernt von den Austrittsstellen aus dem Kontaktgehäuse liegenden Kontaktierung durch mechanische Kaltpreßverbindung wird eine schonende elektrische Verbindung des Reedkontaktes mit äußeren Kontaktelementen, insbesondere Steckerstiften einer Steckverbindung geschaf­ fen.

Nach der Herstellung der elektrischen Kontaktierung durch die Kaltverpressung und der entsprechenden Positionierung des Dauermagneten zur Justierung bzw. Einstellung des Ansprechverhaltens des Reedkontaktes werden die Freiräume der aus zwei zusammen­ gesteckten Gehäuseteilen gebildeten Gehäuse bevorzugt mittels Vergußmasse ausge­ gossen, so daß die verschiedenen Bauteile positionsgerecht im Gehäuse gehalten sind und gleichzeitig ein dichter Verschluß der Bauelemente nach außen hin im Gehäuse gewährleistet wird. Ferner werden die beiden Gehäuseteile durch die ausgehärtete Ver­ gußmasse zur Bildung eines Gehäuses miteinander verbunden.

Anhand der Figuren wird an einem Ausführungsbeispiel die Erfindung noch näher erläu­ tert. Es zeigt

Fig. 1 in schnittbildlicher Darstellung das Ausführungsbeispiel der Erfindung; und

Fig. 2 eine schnittbildliche Darstellung entlang einer Schnittlinie II-II in Fig. 1.

Das in den Figuren dargestellte Ausführungsbeispiel besitzt einen Reedkontakt 5 mit einem Reedkontaktgehäuse 9 insbesondere aus Glas. Im Gehäuseinneren befinden sich in bekannter Weise zwei Kontaktelemente, die unter dem Einfluß eines äußeren Magnet­ feldes in elektrischen Kontakt oder außer elektrischen Kontakt gebracht werden können. Das Gehäuseinnere kann in bekannter Weise mit einem Inertgas gefüllt sein oder evaku­ iert sein. Zu beiden Seiten werden in axialer Richtung des Reedkontaktes 5 Anschluß­ drähte 1 und 2 aus dem Kontaktgehäuse 9 herausgeführt. Die Anschlußdrähte verlaufen zunächst in axialer Längsrichtung des Reedkontaktes 5. An Drahtbiegungen 19 und 20 sind die Anschlußdrähte 1 und 2 im rechten Winkel umgebogen und verlaufen dann parallel zueinander bis zu weiteren Drahtbiegungen im rechten Winkel, die sich in freien Schenkeln 13, 14 fortsetzen. Die freien Schenkel 13, 14 erstrecken sich aufeinander zu und sind miteinander etwa ausgerichtet. Die freien Schenkel 13, 14 verlaufen etwa paral­ lel zur Längsachse des Reedkontaktes 5. Wie insbesondere aus der Fig. 2 zu ersehen ist, besitzen die Anschlußdrähte eine U-Form.

An einem Drahtstück des Anschlußdrahtes 1, welches sich von einer Austrittsstelle 8 des Anschlußdrahtes aus dem Kontaktgehäuse 9 bis zur ersten Drahtbiegung 19 er­ streckt, sind zwei Dauermagnete 3 und 4 angeordnet. Die beiden Dauermagnete liegen an diametralen Stellen des Anschlußdrahtes 1 an. Die beiden Dauermagnete werden in einer gemeinsamen Halterung 22 in einem aus zwei Gehäuseteilen 11 und 12 beste­ henden Gehäuse 10 gehalten. Der zuerst in die Halterung 22 eingesetzte Magnet 3 be­ findet sich ortsfest in der Halterung 22. Beim Ausführungsbeispiel sind die beiden Dau­ ermagnete 3 und 4 quaderförmig ausgebildet. Mit einander gegenüberliegenden flachen Oberflächenseite liegen sie plan an den diametralen sich in axialer Richtung erstrecken­ den linienförmigen Drahtflächen an, wie es sich aus den Fig. 1 und 2 ergibt.

Der außenliegende Dauermagnet 4 ist in der gemeinsamen Halterung 22 verschiebbar angeordnet. Hierzu ist die Halterung 22 in den Bereichen, denen der Dauermagnet 4 angeordnet ist, in axialer Richtung erweitert. Hierdurch kann der Dauermagnet 4 beim dargestellten Ausführungsbeispiel in axialer Richtung des sich von der Austrittsstelle 8 weg erstreckenden Drahtstückes verschoben werden wie es durch den Doppelpfeil 21 in Fig. 2 gezeigt ist. Durch diese Verschiebung des Dauermagneten erfolgt eine Feldver­ schiebung des Magnetfeldes bzw. Abstimmung des Magnetflusses. Auf diese Weise kann beim Heranführen eines ferromagnetischen Körpers 17 von außen her in einem bestimmten Abstand vom Reedkontakt 9 eine Schaltschwelle definiert werden. Wenn der ferromagnetische Körper 17 beim Annähern an den Reedkontakt 9 diese Schalt­ schwelle überschreitet, werden die beiden Kontaktelemente des Reedkontaktes in elek­ trische Berührung miteinander gebracht, so daß ein Strom durch den Reedkontakt 9 fließen kann. Wenn der ferromagnetische Körper 17 vom Reedkontakt wieder wegbe­ wegt wird, werden die beiden Kontaktelemente des Reedkontaktes wieder voneinander wegbewegt, so daß die elektrische Verbindung im Reedkontakt 9 unterbrochen ist. Die Hin- und Herbewegungsrichtung des ferromagnetischen Körpers 17 ist in der Fig. 2 durch den Doppelpfeil 18 dargestellt.

Auf diese Weise kann das dargestellte Ausführungsbeispiel als Näherungssensor zum Einsatz gebracht werden.

Um bei der Montage, insbesondere beim Zusammenbau der beiden Gehäuseteile 11 und 12 und bei der Kontaktierung der Anschlußdrähte 1 und 2 mit Steckerstiften 6 und 7 einer Steckverbindung auftretende Kräfte aufnehmen zu können, sind die Anschlußdräh­ te 1 und 2 in erfinderischer Weise geformt und abgestützt im ersten Gehäuseteil 11. Wie aus dem Ausführungsbeispiel zu ersehen ist, werden die beiden in axialer Richtung sich erstreckenden Drahtstücke zwischen den Austrittsstellen aus dem Gehäuse 9 und den ersten Drahtbiegungen 19, 20 durch die Halterung 22 an der einen Seite und eine Halte­ rung 23 an der anderen Seite am ersten Gehäuseteil 11 kraftschlüssig abgestützt. Eine zusätzliche Abstützung wird durch den innenliegenden Dauermagneten 3 für das axiale Drahtstück des Anschlußdrahtes 1 gewährleistet. Ferner werden die beiden freien Schenkel 13, 14 durch Stützeinrichtungen 24 und 25 sowie 26 und 27 kraftschlüssig am Gehäuseteil 11 abgestützt. Die jeweils beiden Stützeinrichtungen 24, 25 und 26, 27 lie­ gen zu beiden Seiten von Kontaktierungsstellen an den freien Schenkeln 13, 14 der An­ schlußdrähte 1 und 2, an denen Kaltverpreßverbindungen 15, 16 zur elektrischen Kon­ taktierung der Anschlußdrähte mit den Steckerstiften 6 und 7 hergestellt werden. Zur Bildung der Abstützungen der Anschlußdrähte am ersten Gehäuseteil 11 können die Anschlußdrähte an den entsprechenden Stellen in das Kunststoffmaterial des ersten Gehäuseteils 11 eingegossen sein. Die Steckerstifte 6 und 7 sind über elektrische Ver­ bindungen 28 und 29 im zweiten Gehäuseteil 12 und mit am zweiten Gehäuseteil z. B. durch Eingießen abgestützten Kontaktstücken 30 und 31 elektrisch verbunden. Die Kontaktstücke 30 und 31 sind für die Kaltpreßverbindungen 15, 16 mit den freien Schenkeln 13, 14 der Anschlußdrähte 1 entsprechend vorgeformt. Die Kaltpreßverbin­ dung wird hergestellt beim formschlüssigen Zusammenfügen der beiden Gehäuseteile 11 und 12.

Die dabei auftretenden Kräfte werden von den beidseits der Kaltpreßverbindungen vor­ gesehen Stützeinrichtungen 24, 25 und 26, 27 aufgenommen und in das erste Gehäuse­ teil 11, welche durch eine nicht näher dargestellte Stützeinrichtung in geeigneter Weise abgestützt sein kann, eingeleitet.

Auf diese Weise gewinnt man einen Näherungssensor, bei welchem ein Reedkontakt 9 zum Einsatz kommen kann und welcher über Steckerstifte 6 und 7 einer herkömmlichen Steckverbindung elektrisch mit beliebigen Auswerteschaltungen- und einrichtungen ver­ bunden werden kann. In bevorzugter Weise sind der Reedkontakt, die Anschlußdrähte und die Dauermagnete durch eine Vergußmasse im zusammengefügten Gehäuse 10 dicht eingebaut. Durch die Vergußmasse können auch die beiden zusammengefügten Gehäuseteile 11 und 12, welche das Gehäuse 10 bilden, zusammengehalten werden. An der Außenseite des Gehäuses 10 kann ein Fixierungsvorsprung 33 vorgesehen sein. Dieser Fixierungsvorsprung kann paßgenau in ein Gegenstück, in welchem der ferroma­ gnetische Körper 17 geführt ist, eingesetzt werden. Auf diese Weise erreicht man eine genaue Positionierung des Reedkontaktes 9 und seiner zugeordneten Dauermagnete 3 und 4 zum in Doppelpfeilrichtung 18 geführten ferromagnetischen Körper 17. Für die Fixierung und Halterung des Gehäuses 10 am Gegenstück können federnde Rastnasen 34 vorgesehen sein, die am Gegenstück eingreifen.

Claims (10)

1. Vorrichtung zum Erzeugen eines Schaltsignales mittels eines Reedkontaktes, der durch Verändern eines äußeren Magnetfeldes betätigbar ist, mit beidseitig aus einem Kontaktgehäuse herausgeführten Anschlußdrähten und zwei einen der beiden Anschlußdrähte an diametralen Drahtflächen eines sich in axialer Richtung zum Reedkontakt erstreckenden Drahtstückes anliegenden Dauer­ magneten, dadurch gekennzeichnet, daß einer der beiden Dauermagnete (3, 4) zur Abstimmung des auf den Reedkontakt (5) wirkenden Magnetflusses beweglich ausgebildet ist, daß die An­ schlußdrähte (1, 2) mit Steckerstiften (6, 7) einer Steckverbindung durch Kaltver­ pressen elektrisch verbunden sind und daß jeder der beiden Anschlußdrähte (1, 2) zweimal etwa im rechten Winkel in eine U-Form gebogen ist, wobei die elektri­ sche Kontaktierung durch die Kaltpreßverbindungen (15, 16) an den jeweiligen freien Schenkeln (13, 14) der U-förmig gebogenen Anschlußdrähte (1, 2) gebildet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Reedkontakt (5) und die beiden Permanentmagnete (3, 4) in einem zweiteiligen Gehäuse (10) an­ geordnet sind.

3. Vorrichtung insbesondere nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die elektrische Kontaktierung der Anschlußdrähte (1, 2) mit den Steckerstiften (6, 7) die Anschlußdrähte (1, 2) und der Reedkontakt (5) an einem ersten Gehäu­ seteil (11), und die Steckerstifte (6, 7) mit für die Kaltpreßverbindungen (15, 16) vorgeformten Kontaktstücken (30, 31), die mit den Steckerstiften (6, 7) elektrisch verbunden sind, am zweiten Gehäuseteil (12) abgestützt sind und daß beim Zu­ sammenfügen der beiden Gehäuseteile (11, 12) die Kaltpreßverbindungen (15, 16) zwischen den Anschlußdrähten (1, 2) und den Steckerstiften (6, 7) gebildet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden An­ schlußdrähte (1, 2) zu beiden Seiten der Kaltpreßverbindungen am ersten Ge­ häuseteil (11) abgestützt sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden freien Schenkel (13, 14) der Anschlußdrähte (1, 2) miteinander fluchten und etwa parallel zur Längsachse des Reedkontaktes (5) sich erstrecken.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich die in axialer Richtung aus dem Kontaktgehäuse (9) bis zu jeweils ersten Drahtbiegungen (19, 20) erstreckenden Drahtstücke im ersten Gehäuseteil (11) abgestützt sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine gemeinsame Halterung (22) für die beiden Dauermagnete (3, 4) am ersten Gehäuseteil (11) vorgesehen ist, und die gemeinsame Halterung (22) im Bereich des verschiebbaren Dauermagneten (4) zu einer Axialführung für den verschieb­ baren Dauermagneten (4) ausgebildet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der verschiebbare zweite Dauermagnet (4) durch eine senkrecht zu seiner Verschiebe­ richtung wirkende Magnetkraft des ersten Dauermagneten (3) in der Halterung (22) während seiner Verschiebbarkeit gehalten ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Dauermagnet (3) gleichzeitig eine Stütze für das sich vom Kontaktgehäuse (9) bis zur ersten Drahtbiegung (19) ersteckende Drahtstück bildet.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum des aus den beiden Gehäuseteilen (11, 12) gebildeten Gehäuses (10) in welchem der Reedkontakt (5), die Anschlußdrähte (1, 2) und die Kaltpreßver­ bindungen (15, 16) angeordnet sind, mit einer Vergußmasse mit Umhüllung der darin angeordneten Elemente ausgefüllt ist.