DE2028106A1

DE2028106A1 - Elektrischer Abtastschalter

Info

Publication number: DE2028106A1
Application number: DE19702028106
Authority: DE
Inventors: John Covell Farnworth Lancashire Rickards David William. Stanmore Middlesex Redmonde Ivor Loudwater Hertfordshire Collier, (Großbritannien)
Original assignee: AMP Inc
Current assignee: TE Connectivity Corp
Priority date: 1969-06-26
Filing date: 1970-06-08
Publication date: 1971-01-07
Also published as: NL7009104A; FR2053939A5; JPS4831675B1; AT303175B; GB1257485A; SE371533B; US3629748A; ES381159A1; BE752362A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Schalter, bei dem nacheinander eine elektrische Verbindung zwischen einem gemeinsamen Kontakt und jedem von einer Vielzahl einzelner Kontakte hergestellt wird.

Derartige Schalter werden häufig als Abtastschalter bezeichnet und werden in verschiedenen Arten von Datenverarbeittmgsgeräten verwendet, um nacheinander eine Vielzahl von Eingangssignalen mit einem gemeinsamen Ausgang zu verbinden.

Bekannte Abtastschalter weisen eine Vielzahl einzelner Kontakte auf, die relativ zueinander in festem Abstand, beispielsweise in einem Kreis, angeordnet sind, sowie einen ge~ »einsamem Kontakt, der beweglich ist und der Hexte nach mit jedem einzelnen Kontakt Kontakt bildet. Es sind Schalter <it manueller und solch· mit automatischer, ss»B» elektr©mechanischer, Steuerung des gemeinsamen Kontaktes bekannt*

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Abtastachalter werden häufig dazu verwendet, Erregungskreise elektromagnetischer Relais zu schließen und zu unterbrechen, und in derartigen Fällen ist es erforderlich, daß der gemeinsame Kontakt eine vorbeatimmte Zeit mit jedem der einzelnen Kontakte in Kontakt bleibt, um einen zuverlässigen Betrieb des elektromagnetischen Seiais zu gewährleisten.

Es ist zu diesem Zweck bekannt, den gemeinsamen Kontakt schrittweise nacheinander von einem einzelnen Kontakt zu dem nächsten zu führen, beispielsweise mit Hilfe eines elektrischen Schrittmotors. Bei einigen dieser bekannten Sehalter bleibt der gemeinsame Kontakt eo lang© xsit jedem einzelnen Kontakt in Verbindung, bis des? Motor τοη dem durch die gerade bewirkte Terbindung geaeiilosseaea Stromkreis ein Signal erhält, das die Beendigung des Schaltvorganga, z„B<» den Betrieb des elektromagnetischen Relais, anzeigt und das bei Schließen des Stromkreises auftritt.

Wenn jedoch ein Abtastschalter dazu verwendet wird, Stromkreise zu steuern, die nur elektronische Komponenten aufweisen, so ist die Zeit, während derer der gemeinsame Kontakt mi-t jedem der einzelnen Kontakte in Verbindung ist, normalerweise nicht kritisch, da der Abtastschalter gewöhnlich die am langsamsten arbeitende Komponente der gesamten Anordnung ist· Somit ist in einem, solchen Fall eine genau gesteuerte Bewegung des gemeinsamen Kontaktes normalerweise nicht erforderlich.

Ein elektrischer Abtastschalter mit einem gemeinsamen Kontakt und einer Vielzahl einzelner Kontakte kennzeichnet sich gemäß der Erfindung ttedurch tteö· ein Element, das über die Kontakte hinw.egrollt und nacheinander eine elektrische Verbindung zwischen dem gemeinsamen Kontakt und jedem der einzelnen Kontakte herateilt, wobei auf das Element während seiner RolXbewegung über die Kontakte keine Triebkraft durch physische. Berührung ausgeübt wird,

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Das Element kann beispielsweise die Form einer Kugel oder eines geraden Kreiszylinders haben. Die Abnutzung der zusammenwirkenden Teile eines solchen Abtastschalters ist bedeutend geringer als bei bekannten Abtastschaltern, bei denen immer derselbe Teil eines gemeinsamen Schleifkontaktes über die Oberfläche von mindestens jedem der einzelnen Kontakte des Abtastschalters gleitet.

Weiterhin hat ein solcher Schalter den Torteil, daß das Rollen des Elements über die Kontakte diese abschleift und somit einen guten elektrischen Kontakt zwischen dem Element und den Kontakten gewährleistet.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß der gemeinsame Kontakt, die einzelnen Kontakte und das Element innerhalb eines geschlossenen rohrförmigen Gehäuses angeordnet sind, wobei sich der gemeinsame Kontakt über die Länge des Gehäuses erstreckt und die einzelnen Kontakte axial im Abstand zueinander entlang dem Gehäuse so angeordnet sind, daß das Element, wenn es vom einen Ende des Gehäuses zum anderen Ende rollt, nacheinander eine elektrische Verbindung zwischen dem gemeinsamen Kontakt und federn der einzelnen Kontakte herstellt.

Die einzelnen Kontakte können im Abstand voneinander befindliche paralle-le Leiter einer gedruckten Schalt ungs platte sein, und die gedruckte Schaltungsplatte kann eine Wand des Gehäuses bilden. Bei einem solchen Abtastschalter kann sich eine Kante der gedruckten Schaltungsplatte über das Gehäuse hinaus erstrecken, so daß mittels eines Randverbinders für gedruckte Sehaltungsplatten elektrische Verbindungen mit den Leitern der Platte hergestellt werden können. Der gemeinsame Kontakt kann mit einem Leiter der gedruckten Schaltungsplatte , verbunden werden, so daß alle erforderlichen elektrischen Verbindungen mit dem .Äbtastschalter mittels eines einzigen Sandverbinders für gedruckte Sehaltungsplatten hergestellt werden können.

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Vorzugsweise ist die Schwerkraft die einzige von außerhalb des Gehäuses während des lollens auf dae Element einwirkende Kraft, obwohl auch andere Kräfte, z<,B«. magnetische Kräfte, zur Steuerung des Elements auegenutzt werden können, beispielsweise zur Steuerung der Bewegungsgeschwindigkeit des Elements oder zur Verhinderung eines Zurückspringen® des Elements am Ende seines Bewegungswegest in dem Gehäuse«

Ba keine mechanische Verbindung mit dem Element von außerhalb des Gehäuses erforderlich ist - die einzigen Verbindungen, die die Wände des Gehäuses durchsetzen, sind die elektrischen Yerbindungen mit dem gemeinsamen Kontakt und den einzelnen Kontakten -, kann das Gehäuse hermetisch verschlossen werden, nachdem es beispielsweise evakuiert oder mit öl gefüllt worden 1st, wodurch die Kontakte und das Element vor Korrosion geschützt werden und die Lebensdauer des Schalters erhöht wird.

Die Bewegung des Elemente entlang dem SeMuSe₉ ä„h,> der Betrieb des Schalters, kann durch bloßes Sefrwenken des Gehäuses bewirkt werden oderg, wenn das Helaäns© fest angeordnet ist, mittels einer manuellj, me@hanl@6h oder elektromechanisch betriebenen Unordnung₀ Zum Beispiel, kamm äas Element durch einen Anschläger aage st ©Bern wtrfieiij ä®x durch einen Elektromagneten bewegt wird,, Der Elektromagnet kana so angeschlossen werden® daß er bei Schließen ein@s dea Schalter einschließenden Stromkreises ©raregt w±t&₉ so da§ dann der Schaltsr in Betrieb ist.

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der Kugel durch Änderung des von den beiden Flächen eingeschlossenen Winkels geändert werden.

Der erfindungsgemäße Schalter kennzeichnet sich weiterhin dadurch, daß eine der Flächen relativ zu der anderen Fläche um eine Achse so drehbar ist, daß die Flächen relative Stellungen einnehmen können, wobei sich entweder der von den Flächen eingeschlossene Winkel vom einen Ende der einen Fläche zum anderen Ende der einen Fläche vergrößert oder wobei sich der von den Flächen eingeschlossene Winkel vom einen Ende der einen Fläche zum anderen Ende der einen Fläche verringert oder wobei der von den Flächen eingeschlossene Winkel konstant ist.

Bei einem solchen Abtastschalter kann das Rollen der Kugel, d_oh. der Betrieb des Schalters, durch bloßes Rotieren der einen Fläche um die Drehachse derselben bewirkt werden.

Vorzugsweise schneidet die Drehachse der einen Fläche die Ebene der einen Fläche zwischen den Enden derselben.

Die Bewegungsgeschwindigkeit des Elements kann auch von der Form des Gehäuses abhängen. Wenn z.B. das Gehäuse eine gerade Röhre ist, entlang welcher das Element unter der Wirkung der Schwerkraft rollt, so kann das Gehäuse in längsrichtung gewölbt ausgebildet sein, so daß, nachdem da» Element in Beilegung gesetzt wurde, dessen Besohleunigungatendenz durch die sieh ständig ändernde Neigung des Gehäuses in be» zug auf die Horizontale entgegengewirkt wird.

Wenn, die einzelnen Kontakte Leiter gedruckter Schaltungsplatten sind, so kann der gemeinsame Kontakt ebenfalls durck einen leiter der gedruckten Schaltungsplatte gebildet werden, wobei der den gemeinsamen Kontakt darstellende 1©lter eine-Yielzahl von ihm abzweigende, im Abstand voneinander angeordnete parallele Finger aufweist, die jeweils in der Nähe eines einzelnen Kontaktes, je do eh im Abstand von dea-

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selben so angeordnet sind, daß der Finger und der einzelne Kontakt durch die Bewegung des Elements über sie hinweg, miteinander in Kontakt gelangen. Bei einer derartigen Anordnung kann der Streifen unterbrochen sein zur Schaffung einer Mehrzahl einzelner Gruppen von Fingern, wodurch ein getrenntes Abtasten der den Fingern einer jeden Gruppe zugeordneten Gruppe einzelner Kontakte möglich ist.

Dies ist von besonderem Vorteil, wenn die einzelnen Kontakte eines einzigen Abtastschalters mit einer Vielzahl verschiedener Eingangssignalquellen verbunden sind, wobei jede Quelle Signale an eine Vielzahl einzelner Kontakte des Abtastschalters liefert, beispielsweise Töei Kartenl®aeanordnungen mit mehr als einem Kartenlesegsrät» In diesem fall kann durch die Unterbrechung des Streifens zur Schaffung von Gruppen gemeinsamer Kontaktfinger das Ablesen für jedes Kartenlesegerät oder für jede Gruppe von Kartenlesegeräten einzeln erfolgen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in der Beschreibung im Zusammenhang mit den Figuren beschrieben» Von den Figuren zeigen:

Figur 1 einen schaubildlichen seitliehen Aufriß des Schalters, wobei ein Teil entfernt ist}

Figur 2 eine Draufsicht auf den Schalter, wobei ein Teil entfernt ist} und

Figur 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III in Figur 1.

Der Schalter weist ein rohrförmiges: Gehäuse 1 von kreisförmigem Querschnitt auf, das an jedem Ende durch eine Endkappe 2 abgeschlossen ist» Zwei gedruckte Sehaltungsplatten 3 und 4 eretrecken »ich durch Schlitze in der Wandung des Gehäuses Io Auf der Platte 3 befindet sich eine Vielzahl im Abstand voneinander angeordnete, parallele Leiter 5$ die die einssel-

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nen Kontakte des Schalters bilden, und die Innenfläche der Platte 4 ist mit einer leitenden Schicht 6 (Figur 3) bedeckt, die den gemeinsamen Kontakt des Schalters bildet. Wie aus den Figuren ersichtlich ist, divergieren die Platten 3 und 4 in der vom GehUv.se 1 wegführenden Richtung und schließen einen Winkel von etwa 30° ein· Eine goldplattierte Kugel 7 ist zwischen den Platten 3 und 4 angeordnet und kann ungehindert das Gehäuse 1 entlangrollen, wobei sie nur mit den Platten 3 und 4 in Kontakt ist. So stellt die Kugel 7, während sie dae Gehäuse 1 entlangrollt, nacheinander eine elektrische Verbindung zwischen der Schicht 6 (gemeinsamer Kontakt) und iedem der Leiter 5 (einzelne Kontakte) her. Jede Endkappe 2 ragt in das Gehäuse 1 hinein und weist ein Einsatzstück 8 mit einem abgerundeten freien linde auf, das als Anschlag für die Kugel 7 wirkt und deren Bewegung das Gehäuse entlang begrenzt.

Vorzugsweise wird das Gehäuse 1 evakuiert und dann hermetisch verschlossen, um Korrosion der Kontakte 5 und 6 und der Kugel 7 <su verhindern. Das Gehäuse 1 kann auch mit öl gefüllt und dann verschlossen werden, wodurch die Bewegungsgeschwinüigkeit der Kugel 7 innerhalb des Gehäuses 1 in vorteilhafter Weise verringert wird. Vorzugsweise wird in dem öl ein Lufteinschluß belassen, so daß der Lufteinschluß beim Schwenken des Gehäuses in bezug auf die Horizontale an das erhöhte Ende,des Gehäuses 1 gelangt, um sicherzustellen, daß die Kugel 7 dieses Ende verläßt und zu rollen beginnt·

Bas Gehäuse 1 weist zwei in der Mitte angeordnete kreisförmige Naben 9 auf, mittels derer das Gehäuse 1 in einem im Schnitt U—förmigen Ständer 10 von der Form eines umgekehrten T so befestigt ist, daß es um die Naben 9 in bezug auf die Horizontale schwenkbar ist· In der Mitte unter dem Gehäuse 1 ist an demselben ein Tragarm 11 befestigt, der einen Stift 12 aufweist, welcher in einen Schlitz an einem Ende eines Hebels 13 eingreift, der schwenkbar auf einer von dem

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Ständer 10 getragenen Welle 14 befestigt ist. Das untere Ende des Hebels 13 ist schwenkbar mit einem Ende eines weiteren Hebels 15 verbunden, dessen anderes Ende schwenkbar mit dem Anker 16 eines Elektromagneten 17 verbunden ist.. Eine nicht gezeigte Feder auf der Welle 14 greift an dem Hebel 13 an und treibt das untere Ende des Hebels 13 und somit den Anker 16 von dem Elektromagneten 17 weg. Das Gehäuse 1 ist also normalerweise so in bezug auf die Horizontale geschwenkt, daß s.ein über dem Elektromagneten 17 befindliches Ende höherliegt, wobei die Kugel 7 sich dann am unteren Ende des Gehäuses 1 befindet. Wenn der Elektromagnet 17 erregt wird, zieht er den Anker 16 an und schwenkt somit durch die Hebel 15 und 13 das Gehäuse 1 in die andere Richtung in bezug auf die Horizontale, d.h. s.o, daß das von dem Elektromagneten 17 entfernte Ende höher liegt, wodurch die Kugel 7 das GeMluse entlangrollt und die einzelnen Kontakte 5 abtastet. Bei Entregung des Elektromagneten 17 bringt die Feder das Gehäuse 1 in seine Ausgangsstellung zurück, wobei die Kugel 7 wieder das Gehäuse 1 entlang in ihre Ausgangsposition rollt»

Zum Gebrauch des Schalters können die einzelnen Kontakte 5 durch einen mit der freiliegenden Kante der Platte 3 verbundenen Randverbinder für gedruckte Schaltungsplatten angeschlossen werden, und der gemeinsame Kontakt 6 kann auf jede zweckmäßige Weise angeschlossen, werden^ z»]Bo durch Verwendung eines weiteren Randverbinders für gedruckt© Schaltungsplatten.

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Patentansprüche %

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Claims

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P a tent ansprüche

le !Elektrischer Abt as ta ehalt er mit einem gemeinsamen Kon-

kt und. einer Vielzahl einzelner Kontakte, gekennzeichnet durch ein Element (7), das über die Kontakte (5, 6) hinwegrollt und nacheinander eine elektrische "Verbindung zwischen dem gemeinsamen Kontakt (6) und jedem der einzelnen Kontakte (5) herstellt, wobei auf das Element (7) während seiner Rollbewegung über die Kontakte (5, 6) keine Triebkraft durch physische Berührung ausgeübt wird.

2 ο Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der gemeinsame Kontakt (6), die einzelnen Kontakte (5) und das Element (7) innerhalb eines geschlossenen rohrförmigen Gehäuses (l) angeordnet sind, wobei sich der gemeinsame Kontakt (6) über die Länge des Gehäuses (1) erstreckt und die einzelnen Kontakte (5) axial im Abstand zueinander entlang dem Gehäuse (1) so angeordnet sind, dafl das Element (7), wenn es vom einen Ende des Gehäuses (1) zum anderen Ende rollt, nacheinander eine elektrische Verbindung zwischen dem gemeinsamen Kontakt (6) und jedem der einzelnen. Kontakte (5) herstellt.

5. Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die einzelnen. Kontakte (5) durch eine Anordnung im Abstand voneinander befindlicher paralleler leiter einer gedruckten. Schaltungeplatte (3) gebildet werten.

4· Schalter nach Anspruch 3» dadurch gekenn zeichnet, daß sioh eine Kante der gedruckten Schaltungsplatt· (3) so über das Gehäuse (1) hinaus erstreckt, daß mittels eines Randverbinderβ für gedruckte Sohaltunga- platten elektrische Verbindungen mit den leitern .(5) Platte (3) hergestellt werden können.

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5. Schalter nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß das Gehäuse (1) hermetisch verschlossen ist.

6o Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5> dadurch gekennzeichnet , daß das Element" (7) die Form einer Kugel hat und nur über zv/ei in bezug aufeinander geneigte Flächen (3» 4) rollt.

7. Schalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß eine der Flächen relativ zu der anderen Fläche um eine Aehse so drehbar istj daß die' Flächen relative Stellungen einnehmen könn®n.-_P i^olbei sich entweder der von den Flächen einges®hlosssne Winkel vom einen Ende der einen Fläche zum anderen Ende der einen Fläche vergrößert oder wobei sich der von den Flächen eingeschlossene Winkel vom einen Ende der einen Fläche zum anderen Ende der einen Fläche verringert oder wobei der von den Flächen eingeschlossene Winkel konstant ist.

BAD ORiGSNAL

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