DE2011892C3 - Elektrischer Schalter - Google Patents
Elektrischer SchalterInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schalter mit einer Vielzahl von magnetbetätigten Zungenschalterelementen, die in radialer Ausrichtung zu einer
gemeinsamen Achse angeordnet durch einen drehbar um diese Achse gelagerten Magneten zu betätigen und V)
durch zwischen ihnen angeordnete, magnetisch durchlässige Barrieren gegenseitig abgeschirmt sind.
Bekannt ist ein Schalter mit magnetfeldbetätigten Schutzrohrkontakten, die in Kanälen liegen, deren
Wände aus Eisen bestehen und dadurch magnetisch « abschirmend wirksam sind (GB-PS 10 59 340). Als ein
Wahlschalter für Programmkanäle von Drahtrundfunkoder Drahtfernsehsystemen ist der Schalter nicht
geeignet, weil hier die Anforderungen an die Abschirmung zwischen den Leiterkanälen besonders hoch sind, tx>
um ein Übersprechen zwischen den Kanälen zu verhindern. Bei einem Programmschalter mit Zungenschalterelementen, an deren Anschlußklemmen jeweils
ein unterschiedliches Programmsignal angelegt ist und bei dem ein einziges ausgewähltes Programm von den tr>
gemeinsam miteinander verbundenen inneren Anschlußklemmen der Zungenschalter abzugreifen sein
soll, ist eine besonders gute Abschirmung von
entscheidender Bedeutung.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen im Aufbau einfachen Schalter mit einer Vielzahl von Signalwegen
für die Programmwahl zu schaffen, der einen besonders
hohen Abschirmungsgrad zwischen den zu schaltenden Leiterbahnen aufweist Gemäß der Erfindung ist dafür
vorgesehen, daß die zwischen den Zungenschalterelementen angeordneten Barrieren als Drähte ausgebildet
sind, die von einem Träger aus einem' leitfähigen, nicht
magnetisch durchlässigen Werkstoff, wie einem Aluminiumring, gehalten sind, derart daß der Träger
gemeinsam mit den Drähten und mit den Zungenschalterelementen eine Vielzahl von auch elektrisch
gegeneinander abgeschirmten Übertragungsleitungen bildet
Diese Ausbildung bringt den Vorteil, daß das Erregungsfeld des Betä;igungsmagneten konzentriert
ist wodurch die Empfindlichkeit gesteigert wird und außerdem die Abmessungen des Schalters verhältnismäßig kleingehalten sein können. Dabei werden durch
die einzelnen Zungenschalterelemente mit dem Träger und den jeweils zu beiden Seiten der Zungenschalterelemente liegenden parallel verlaufend angeordneten
Drähte aus magnetisierbarem Werkstoff Übertragungsleitungen geschaffen, deren Impedanz an die Übertragungsleitungen anzupassen ist die an den Schalter
angeschlossen sind.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert In der Zeichnung zeigt
F i g. 1 eine schaubildliche Ansicht eines Schalters nach der Erfindung,
F i g 2 eine der F i g. 1 ähnliche Darstellung, wobei ein Teil des Schalters weggelassen ist, um die Anordnung
der Zungenschalterelemente zu zeigen,
Fig.3 eine Darstellung in auseinandergezogener Anordnung des Schalters der F i g. 2,
Fig.4 eine Darstellung der Einzelheiten einer
Stirnfläche einer Platte des in den F i g. 1 — 3 dargestellten Schalters und
Fig.5 einen Schnitt durch einen der in Fig.3
dargestellten Teile.
Der in F i g. 1 dargestellte Schalter besteht aus einer Schichtenanordnung von dünnen Platten, zu denen eine
metallische Trägerplatte 1 aus einem nicht magnetisierbaren Wirkstoff gehört sowie eine Isolationsplatte 2,
eine Platte 3 aus einem isolierenden Werkstoff, die auf ihrer einen Seite einen Belag aus einem leitfähigen, nicht
magnetisierbaren Werkstoff trägt, sowie eine weitere Isolationsplatte 4 und eine Schaltplatte 5 aus einem
isolierenden Werkstoff, die auf ihrer einen Seite Leiterbahnen trägt die Signalwege zwischen einer
Kontaktvorrichtung 6 und Zungenschalterelementen 17 bilden, und auf ihrer anderen Seite eine Folie aus einem
leitfähigen und nicht magnetisierbaren Werkstoff.
Die Platten 1 bis 5 sind durch Halteklammern 7 fest zusammengehalten. Die Kontaktvorrichtung 6 ist so
ausgebildet, daß sie in einen feststehenden Steckkontakt eingeführt werden kann, wie er für gedruckte
Schaltungen verwendet wird. Zwischen den Kontakten der Kontaktvorrichtungen 6 befinden sich zwei
Führungsschlitze 8 und 9, die ein verkehrtes Anschließen der Kontaktvorrichtung an eine feststehende
Steckvorrichtung verhindern.
Die Zungenschalterelemente A sind durch eine Abdeckscheibe 10 abgedeckt, die aus einem leitfähigen,
nicht magnetisierbaren Werkstoff besteht Jeweils ein
ausgewähltes Zungenschalterelement 17 kann durch
einen Magneten 11 eingeschaltet werden, der sich auf
einem Dreharm 12 befindet, welcher seinerseits fest mit der Schaltwelle 13 eines Schrittmotors 14 verbunden ist
Die Zungenschalterelemente 17 sind in der Art eines
einpoligen Mehrwegschalters angeordnet, wobei jeweils der eine Anschluß jedes Zungenschalterelementes
17 in Verbindung mit den entsprechenden Anschlüssen sämtlicher anderer Zungenschalterelemente 17 sieht
Die zusammengeschalteten Enden der Zungenschaltelemente ti sind mit einer von zwei Anschlußklemmen
15 verbunden, von denen die zweite Anschlußklemme mit einem Punkt verbunden ist, der ein Erdpotential
aufweist Die freien Enden der Zungenschalterelemente 17 sind jeweils durch eine der auf der einen Oberfläche
der Schaltplatte 5 befindlichen Leiterbahnen mit einer entsprechenden Kontaktstelle der Kontaktvorrichtung
6 verbunden, durch die diese freien Enden mit entsprechenden Programmsignalquellen verbunden
werden können. Die Platte 3 trägt ein weiteres Paar von Anschlußklemmen 16, die mit der Betätigungsvorrichtung für den Schrittmotor 14 verbunden werden können.
Die Anschlußklemmen 15 und 16 können mit einer entfernt angeordneten Signalverwertungseinrichtung
verbunden werden, die sich beispielsweise bei einem Teilnehmer eines Drahtrundfunknetzes befindet und
durch zwei Leitungspaare angeschlossen ist Das eine Leitungspaar stellt dann die mit den Ausgangsklemmen
15 verbundenen Signalleitungen dar, während das andere Leitungspaar durch zwei den Signalleitungen
zugeordnete Hohlraumleiter gebildet wird, die mit den Anschlußklemmen 16 verbunden sind.
Die Zungenschalterelemente 17 sind auch in Fig.2
dargestellt In dieser Figur sind die Abdeckscheibe 10, der Magnet 11 und der Dreharm 12 weggelassen, um die
Zungenschalterelemente 17 deutlicher zu zeigen. Jedes Zungenschalterelement 17 befindet sich in einem Kanal
aus einem leitfnhigen Werkstoff, der aus zu beiden Seiten der Zungenschalterelemente 17 angeordneten
Eisendrähten 19 und aus einem Aluminiumring 18 gebildet wird. Die Eisendrähte 19 stehen mit dem
Aluminiumring 18 in leitender Verbindung, jeder Eisendraht 19 ist zwei benachbarten Zungenschalterelementen 17 zugeordnet
Wie sich aus F i g. 2 ersehen läßt, erstrecken sich die
Zungenschalterelemente 17 von einem gemeinsamen Mittelpunkt, der durch die Achse der Schaltwelle 13
gebildet wird, radial nach außen. Auf diese Weise kann der in F i g. 1 dargestellte Magnet 11 in bezug auf jedes
Zungenschalterelement 17 in die entsprechende Lage gedreht werden. Diese Lage wird so gewählt, daß sich
für die Zungenschalterelemente 17 die größte Ansprechempfindlichkeit gegenüber dem Magneten 11
ergibt
Die gegenseitige Lage der verschiedenen Bauteile der in den F i g. 1 und 2 dargestellten Anordnung ist im
einzelnen aus F i g. 3 zu ersehen. An der metallischen Trägerplatte 1, die zweckmäßigerweise aui Aluminium
besteht, ist die Isolationsplatte 2 befestigt, die den
Aluminiumring 18 trägt Der Ring 18 weist auf seinem inneren und äußeren Umfang eine Vielzahl von Kerben
auf, in die die U-förmigen Eisendrähte 19 einrasten. Die Enden 21 dieser Drähte 19 schließen bündig mit der
Unterseite 22 des Ringes 18 ab und sind dadurch in ihrer Lage gehalten. Der Ring 18 ist an der Isolationsplatte 2
beispielsweise durch Schrauben befestigt, die durch entsprechende Löcher 23,24 hindurchgeführt sind.
deren Durchmesser größer ist als der des Aluminiumringes 18, so daß der Ring 18 teilweise durch die
Ausnehmung 25 hindurchragt, wenn die Platte 3 an die Isolationsplatte 2 angelegt ist, an der der Ring 18
befestigt ist Um den Umfang der Ausnehmung 25 herum sind zusätzlich Durchsteckbohrungen 26 angeordnet, die bei zusammengebautem Schalter zur
Aufnahme der Enden der Verbindungsdrähte für die Zungenschalterelemente 17 dienen. Die eine Seiten-
iü wand der Platte 3 ist mit einem Belag aus einem
leitfähigen und nicht magnetisierbaren Werkstoff 27 versehen. Zweckmäßigerweise werden die Platte 3 und
der Belag 27 aus einer Epoxydiaminatplatte mit einer einseitigen Kupferschicht gebildet, wie sie beispielswei-
is se für die Herstellung einer gedruckten Schaltung
Verwendung Findet
Die Platte 3 ist gegenüber der Schaltplatte 5 durch eine weitere Isolationsplatte 4 getrennt, die eine
Ausnehmung 28 und Durchstecklbohrungen 29 aufweist,
welche jeweils der Ausnehmung 25 und den Durchsteckbohrungen 26 der Platte 3 entsprechen. Die
Schaltplatte 5 besteht aus einem isolierenden Werkstoff und ist auf ihrer den Zungenschalteiementen zugewandten Seite mit einem Belag oder einer Folie aus einem
->ϊ leitfähigen, nicht magnetisierbaren Werkstoff 30 versehen, während sich auf ihrer anderen Seite eine Vielzahl
von Leiterbahnen befindet, die im einzelnen aus F i g. 4 ersichtlich sind und jeweils eine der Öffnungen 31, in
welche ein Verbindungsdraht 32' für ein Zungenschalt-
jn element 17 eingeführt ist mil einem Kontakt der
Kontaktvorrichtung 6 verbinden. Um eine wirksame Abschirmung für eine einer öffnung 31 zugeordnete
Leiterbahn zu erhalten, sind die Beläge aus leitfähigem, nicht magnetisierbarem Werkstoff 27 und 30 jeweils so
η ausgebildet, daß sie mit einem Punkt verbunden werden
können, der Erdpotential aufweist Außerdem ist jede Leiterbahn, die sich zwischen einer Öffnung 31 und
einem Kontakt der Kontaktvorrichtung 6 erstreckt, gegenüber den anderen Leiterbahnen, welche sich
zwischen anderen Öffnungen 31 und der Kontaktvorrichtung 6 erstrecken, durch eine Leiterbahn getrennt,
die ebenfalls mit einem Punkt verbunden werden kann, der Erdpotential aufweist Die anderen Verbindungsdrähte 33 der Zungenschalterelemente 17 sind elek-
■r· trisch mit einem gemeinsamen Punkt verbunden, der
durch eine leitfähige Fläche auf der Oberfläche 34 der Scheibe 35 gebildet wird. Mit dieser Oberfläche 34 ist
ein Verbindungsstift 36 verbunden, der durch die ganze Anordnung hindurchgeführt und von der Außenseite
ίο der Platte 1 zugänglich ist Der leitfähige Bereich der
Oberfläche 34 wird durch ein dünnes Isolatorplättchen 37 im Abstand zu der Isolationsplatte 2 gehalten.
Die Abdeckscheibe 10 besteht aus einem leitfähigen, nicht magnetisierbaren Werkstoff und hat die Aufgabe,
r> einerseits die Zungenschalterelemente 17 zu schützen,
und andererseits als elektromagnetische Wirbelstrombremsen zu wirken, die auf den Magneten 11 eine
Verzögerungskraft ausübt, wenn dieser von einer Stellung in der Nähe eines Zungenschalterelementes 17
hu in eine Stellung in der Nähe eines anderen Zungenschalterelementes 17 gebracht wird, wobei durch die
Bremswirkung die Wahrscheinlichkeit dafür auf ein Minimum herabgesetzt werden soll, daß der Magnet U
bei seiner Verstellung aus der einen in die andere
.i i Stellung über die neue Stellung hinausfährt.
Der Magnet 11 läßt sich mit einem elektrischen Schrittmotor 14 drehen, der einen Elektromagneten 38
aufweist, der durch die sn die Anschlußklemmen 16
angelegten elektrischen Stromsignale zu erregen ist. Bei Erregung bewegt der Elektromagnet 38 einen Anker 39
gegen die Vorspannung der Feder 40, so daß der Zahn 41 in das Klinkenrad 42 eingreift. Durch jede Erregung
des Elektromagneten 38 wird das Klinkenrad 42 um eine Stellung weitergedrehi, wobei diese Stellungen durch
ein nicht dargestelltes federndes Arretierglied vorgegeben werden, das in die Zähne des Klinkenrades 42
eingreift. Durch das Klinkenrad 42 wird die Schaltwelle 13 gedreht, mit welcher der den Magneten 11 tragende
Dreharm 12 verbunden ist
Die auf der Schaltplatte 5 befindlichen Leiterbahnen
erstrecken sich in der in Fig.4 dargestellten Weise zwischen einer öffnung 31 und einer entsprechenden
Kontaktstelle an der Kontaktvorrichtung 6. Wie diese Figur zeigt, sind die von den öffnungen 31 ausgehenden
Leiterbahnen 45 beispielsweise mit einem Verbindungsdraht 32 der Zungenschalterelemente 17 verlötet.
Zwischen zwei benachbarten Leiterbahnen 45 ist jeweils eine zusätzliche Leiterbahn 46 angeordnet, die
von einer zwischen zwei benachbarten Öffnungen 31 liegenden Stelle ausgeht und angenähert parallel zu den
zugeordneten Leiterbahnen 45 zu einer Kontaktstelle an der Kontaktvorrichtung 6 verläuft, welche zwischen
den Kontaktstellen liegt, mit denen die entsprechenden Leiterbahnen 45 verbunden sind. Die feststehende
Steckvorrichtung, die mit der Kontaktvorrichtung 6 zusammenwirkt, weist entsprechende Anschlüsse auf,
durch welche eine Verbindung zwischen den Leiterbahnen 46 und einem auf dem Erdpotential befindlichen
Punkt hergestellt wird, so daß die Leiterbahnen 46 eine Abschirmung zwischen benachbarten Leiterbahnen 45
bilden. F i g. 3 und 4 zeigen gemeinsam die Verbindung der Verbindungsdrähte 33 der Zungenschalterelemente
17 mit dem auf der Scheibe 35 befindlichen Verbindungsstift 36. Diese gemeinsame Verbindung mit dem
Verbindungsstift 36 erfolgt vermittels des leitfähigen Ringes 47, mit dem der Stift 36 und die Drähte 3.-beispielsweise
durch Lötstellen verbunden sind.
F i g. 5 zeigt einen Querschnitt durch einen Teil de: Aluminiumringes 18 und die Anordnung der Eisendräh
te 19 und der Zungenschalterelemente 17. Wie au; Fig.5 ersichtlich, besteht der Aluminiumring 18 aus
einem verhältnismäßig flachen Band, mit dessen einei Oberfläche die Eisendrähte 19 in gegenseitiger
Abständen verbunden sind. Zwei benachbarte Eisen-
ι ti drähte 19 bilden jeweils zusammen mit dem Aluminiumring
18 einen Kanal, dessen Seiten aus einem magnetisch durchlässigen Werkstoff und dessen Grundfläche au!
einem nicht magnetisch durchlässigen Werkstoff bestehen. Innerhalb des auf diese Weise gebildeten Kanals ist
Γ; ein Zungenschalterelement 17 angeordnet. Der Kanal
in dem sich das Zungenschalterelement 17 befindet bildet eine elektrostatische Abschirmung, da der Kanal
eine Art von koaxialem Signalleiter bildet, der eine gute Impedanzanpassung an die auf der Schaltplatte S
ausgebildeten Leiterbahnen besitzt. Durch die Eisendrähte 19, die einen Teil dieses Kanals bilden, wird das
Magnetfeld des Magneten 11 konzentriert, wenn sich der Magnet in der Nähe eines Zungenschalterelementes
17 befindet. Durch diese Konzentration des Magnetfel-
Ti des wird die Empfindlichkeit des entsprechenden
Zungenschalterelementes 17 verbessert und gleichzeitig die Wahrscheinlichkeit dafür herabgesetzt, daß ein
benachbartes Zungenschalterelement 17 magnetisiert und dadurch geschaltet wird.
s<; Der aus magnetisch durchlässigem und aus nicht
magnetisch durchlässigem Werkstoff bestehende Kanal kann auch dadurch gebildet werden, daß die Kanäle aus
Aluminium gegossen werden, wobei die magnetisch durchlässigen Drähte vor dem Gießen in die Form
5ϊ eingesetzt werden, so daß sie dann einen Bestandteil des
gegossenen Kanals bilden.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Elektrischer Schalter mit einer Vielzahl von magnetbetätigten Zungenschalterelementen, die in
radialer Ausrichtung zu einer gemeinsamen Achse angeordnet, durch einen drehbar um diese Achse
gelagerten Magneten zu betätigen und durch zwischen ihnen angeordnete, magnetisch durchlässige Barrieren gegenseitig abgeschirmt sind, da-
durch gekennzeichnet, daß die zwischen den Zungenschalterelementen (17) angeordneten
Barrieren als Drähte (19) ausgebildet sind, die von einem Träger (18) aus einem leitfähigen, nicht
magnetisch durchlässigen Werkstoff, wie einem Aluminiumring, gehalten sind, derart, daß der Träger
(18) gemeinsam mit den Drähten (19) und mit den Zungen-Schalterelementen (17) eine Vielzahl von
auch elektrisch gegeneinander abgeschirmten Übertragungsleitungen bildet
2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (18) mit einer Schaltplatte
(5) aus einem isolierenden Werkstoff verbunden ist, die auf ihrer den Zungenschalterelementen (17)
zugewandten Seite eine Folie (30) aus einem leitfähigen, nicht magnetisierbaren Werkstoff trägt,
die an Erdpotential anlegbar ist
3. Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die andere Seite der Schaltplatte (5)
mit Leiterbahnen (45) zwischen einer Kontaktvorrichtung (6) und den Zungenschalterelementen (17)
versehen ist, von denen jede Leiterbahn gegenüber der benachbarten Leiterbahn durch eine Erdpotential führende Leiterbahn (46) getrennt ist
4. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Zungenschalterelementen (17) und dem Magneten (11) eine
als elektromagnetische Wirbelstrombremse für den Magneten (11) wirkende Abdeckscheibe (10) aus
einem leitfähigen, nicht magnetisierbaren Werkstoff angeordnet ist.
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