DE2141190B2 - Magnetfeldbetätigte Schalteinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine magnetfeldbetätigte Schalteinrichtung, insbesondere Eingabefeld eines Kleinrechners mit Reedschaltern, mit mehreren in vorbestimmter Anordnung an einer Schalttafel angebrachten Schaltern, die durch Heranführen eines Dauermagneten wahlweise betätigbar sind.

Bei einer solchen Schalteinrichtung bekannter Art (DT-Gbm 19 34 194) ist der Platzbedarf verhältnismä- so Big groß, da jedem Schalter ein Dauermagnet zugeordnet ist, der sich gegen die Kraft einer Feder mit Hilfe einer verschiebbaren Schalttaste zwischen der Ein- und Ausschaltstellung hin- und herbewegen läßt. Dies führt zu einem relativ hohen Aufwand und insbesondere zu einer relativ großen Bauhöhe der Einrichtung senkrecht zur Schalttafelebene gesehen. Insbesondere dieser verhältnismäßig große Platzbedarf macht sich bei der Verwendung für sogenannte Tischrechner bzw. solche tragbarer Ausführung unangenehm bemerkbar, da der Platzbedarf solcher Rechner angesichts der heutigen möglichen Miniaturbauweise der eigentlichen Schaltkreise weitgehend von der Größenordnung der Schalttafel und der Energieversorgung bestimmt ist. Gleiches gilt für ähnliche Anlagen, bei denen der Platz- ⁶S bedarf bzw. das Gewicht eine übergeordnete Rolle spielt.

Darüber hinaus ist es an sich bekannt (K. S c h ü I e r, K.Brinkmann: »Dauermagnete. Werkstoffe und Anwendungen«. Springer-Verlag Berlin usw. 1970, S. 554, Bild 60.37), einen von Hand entlang konstruktiv nicht vorgegebener Bahnen bewegbaren Magneten dazu zu benutzen. Karteikarten aus einem Stapel zu separieren. In ähnlicher Weise zeigt die Firmendruckschrift »DEW Greiferstäbe«, April 1959, Handeinlagezangen, in welche solche Greiferstäbe eingesetzt sind und die daher ebenfalls insoweit freibeweglich von Hand geführt werden können.

In dem Lehrbuch von F. K η i g h t: Permanent Magnets for Reed Switches«, Z. angew. Phys. 21 (1966), S. 141 bis 143, ist deutlich gemacht, daß die Bewegung in Längsrichtung der Fahnen eines Reed-Kontaktes zu einem indifferierten Schaltverhalten führen kann, wenn der Ein- und Ausschaltstellung nicht bestimmte Versetzstellungen des Magneten gegenüber dem Reed-Schalter entsprechen. Dieses Schaltverhalten stellt bereits bestimmte Präzisionsanforderungen an mechanisch geführte Dauermagnete, wie sie im Rahmen der vorerwähnten DT-Gbm 19 34194 angesprochen wurden. Bei insoweit freier Führung des Magneten von Hand erhalten diese Schwierigkeiten noch größeres Gewicht.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Schalteinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei sicherer Arbeitsweise wesentlich einfacher aufgebaut und platzsparender angeordnet werden kann, wobei insbesondere auch der Platzbedarf an der Einbaustelle des Schalters senkrecht zur Schalttafel gesehen gering gehalten werden soll.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß für sämtliche Schalter lediglich eine geringere Anzahl von Dauermagneten — wenigstens jedoch einer — vorgesehen ist, welche Dauermagneten von Hand in Aussparungen einführbar sind, die in der Oberfläche der Schalttafel jeweils oberhalb der Schalter vorgesehen sind und die die Betätigungslage des in sie eingeführten Dauermagneten bestimmen.

Die Herstellung dieser Schalteinrichtung wird dadurch vereinfacht, daß auf mechanische Drucktasteneinrichtungen u. dgl. verzichtet wird. Der bzw. die wenigen Dauermagnete werden mit der Bewegung der auswählenden Hand in die Schaltbereiche der Schalter geführt, die gerade betätigt werden sollen. Die Schalter selbst können — beispielsweise als Reed-Kontakte ausgebildet — hinsichtlich ihrer Längsausdehnung im wesentlichen in einer parallelen Ebene zur Ebene der Schalttafel verlaufend angeordnet werden, so daß sich senkrecht zur Schalttafelebene gesehen ein äußerst geringer Platzbedarf ergibt. Durch die Aussparungen in der Schalttafel, die die erforderliche genaue Positionierung des schaltenden Dauermagneten jeweils sicherstellen, ist ein zuverlässiges Erreichen des jeweils beabsichtigten Schaltzustandes des angesteuerten Schalters gewährleistet. Man gewinnt neben einer besonders platzsparenden Anordnung des Schaltfeldes eine außerordentlich billige und leichte Einrichtung, bei welcher Störungen durch mechanische Fehler bzw. Abnützungserscheinungen praktisch ausgeschlossen sind.

Es ist grundsätzlich möglich, daß in die Betätigungslage der Magnete die durch die Pole des Dauermagneten gehende Achse in einer Ebene parallel zur Schalttafelebene beläuft. Es ist dann aber dafür Sorge zu tragen, daß die Achse durch die Pole des Dauermagneten in etwa parallel zur Längsrichtung der Federn des Kontaktes, insbesondere des Reed-Kontaktes, verläuft. In bevorzugter Ausführung ist daher vorgesehen, den in

die Schaltbetätigungslage eingeführten Dauermagneten derart zu positionieren, daß seine Pole in einer Achse liegen, die etwa senkrecht zu der Achse der Kontaktfahnen des Reedschalters bzw. etwa senkrecht zu der Schalttafelebene verläuft. In einem solchen Falle S werden die Reedschalter gegenüber den ihnen jeweils zugeordneten Aussparungen bevorzugt seitlich versetzt angeordnet.

In weiterer Ausbildung der Erfindung ist die Oberfläche der Schalttafel mit einem elastischen Werkstoff, wie Gummi, Kunststoff, Textilien u. dgl. abgedeckt, auf welchem den Schaltern zugeordnete Buchstaben, Zeichen, Ziffern oder sonstige Symbole vorhanden sind. Eine mehreren Schaltstellen einer Schalttafel gemeinsame elastische Werkstoffschicht ist an sich aus der FR-PS 15 13 079 bekannt, doch dient diese elastische Werkstoffschicht dort unmittelbar als Bestandteil der als Druckknopfschalter ausgebildeten Schaltstellen, sie dient nämlich als rückführendes Federelement für die Druckknöpfe.

Um die Bedienung des bzw. der wenigen Dauermagneten von Hand zu erleichtern, können diese an der Spitze eines Stabes, einer Art Fingerring od. dgl. angeordnet sein.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden an Hand der Zeichnungen erläutert. Es zeigt

F i g. 1 die Anordnung eines Dauermagneten an einem Finger,

Fig.2 eine Schalttafel mit Aussparungen in Gestalt einer Führungseinrichtung für den Dauermagneten,

F i g. 3 eine erste Ausführungsform der Zuordnung eines Dauermagneten zu einem Reed-Schalter unterhalb einer Aussparung,

F i g. 4 ein v/citeres Ausführungsbeispiel einer solchen Zuordnung mit einem Magneten, dessen Polachse senkrecht zur Schalttafelebene steht.

Wie in F i g. 1 veranschaulicht, kann für die Betätigung der Schalter ein Dauermagnet mittels einer Art Fingerring an einem Finger der bedienenden Person angeordnet werden. Die Betätigung der Schalter erfolgt durch eine etwa senkrecht zur Oberfläche der Schalttafel gerichtete Bewegung. Bei einer glatten und insoweit harten Oberfläche einer Schalttafel kann die korrekte Betätigung eines Schalters nicht sichergestellt werden, da die genaue Positionierung bzw. deren Einhaltung des Dauermagneten oberhalb eines Schalters nicht gewährleistet ist. Durch mehr oder weniger geringfügige Verschiebungen u. dgl. können aber Schaltfehler und Betätigungen von Nachbarschaltern auftreten, so

Um sicher zu stellen, daß jeweils nur der gewünschte Schalter betätigt wird und — im Falle der Ausrichtung der magnetischen Achse des Dauermagneten parallel zu derjenigen der Kontaktfahnen des Schalters — der Dauermagnet die richtige Lage einnimmt, ist eine Art Führungsrahmen vorgesehen, der oberhalb einer jeden Betätigungsstelle eines Schalters eine der Formgebung des Dauermagneten 1 entsprechende Aussparung 9 aufweist. Innerhalb des sehr flach gehaltenen Gehäuses 8 sind — wie aus F i g. 1 ersichtlich — die Schalter 3 mit ihrer Längsrichtung in einer Ebene parallel zur Schalttafelebene angeordnet, es handelt sich dabei um Reedkontakte mit Kontaktfahnen 2.

Um der bedienenden Person das Gefühl der Überwindung eines Widerslandes für die Auslösung eines ⁶S Schaltvorganges zu geben, ähnlich wie dies bei federbelasteten Tasten od. dgl. gegeben ist, kann man die Oberfläche der Schalttafel mit einem elastischen Werk

stoff, wie Gummi, Kunststoff, Textilien u.dgl. versehen, oberhalb der Aussparungen kann ein Symbol für den Jarunter befindlichen Kontakt bzw. die zugehörige Aussparung angebracht sein. Wählt man die Dicke dieser elastischen Werkstoffschicht dsrart, daß ein Dauermagnet, der die Oberfläche dieser Werkstoffschicht lediglich berührt, noch keinen Einschaltvorgang auslöst, sondern eine solche Betätigung erst dann erfolgt, wenn der Magnet entgegen der elastischen Verformungskraft der Schicht niedergedrückt wird, so hat man eine Art »Gefühlsbarriere« geschaffen, die die richtige und gezielte Betätigung eines Schalters erleichtert. Insbesondere wird damit auch rein gefühlsmäßig die Beendigung des Schaltvorganges angezeigt, was sich im Hinblick auf die menschliche Bedienungsperson als vorteilhaft erweist.

Die Betätigung der verschiedenen in einer solchen Schalttafel angeordneten Schalter erfolgt demnach lediglich mit einem einzelnen Dauermagnet und durch die direkte Zuführung desselben durch die bedienende Hand. Natürlich können an Stelle eines Dauermagneten auch mehrere, an entsprechend mehreren Fingern angeordnete Magnete vorgesehen sein. Weiterhin bietet sich die Möglichkeit, den Magneten an dem einen Ende eines Stabes od. dgl. anzubringen, der von der bedienenden Hand entsprechend geführt wird.

Die F i g. 3 und 4 zeigen Schalttafelausführungen, deren obere Abdeckung 11 mit Aussparungen 12 für die Aufnahme und richtige Positionierung des Dauermagneten 13 bzw. 14 in die Betätigungslage zu dem jeweils zugeordneten Schalter 15 bzw. 16 versehen ist. In beiden Figuren dienen die Aussparungen dazu, daß der zugehörige Schalter erst dann in seine »EIN«-Schaltstellung gelangt, wenn der Magnet in die Aussparung eingeführt ist.

Bevor er eine benachbarte Aussparung für einen anderen Schalter erreicht, soll der zuvor betätigte Schalter in seine »AUS«-Schaltstellung zurückgelangen können. In F i g. 3 zeigt die gestrichelte Linie 17 den Bereich an, in den der Dauermagnet 13 gelangen muß, um den Schalter 17 in seine »E1N«-Schaltstellung versetzen zu können. Der Schalter 15 gelangt zurück in seine »AUS«-Schaltstellung, sobald der Dauermagnet 13 aus der Aussparung 12 über den durch die gestrichelte Linie 18 gekennzeichneten Bereich hinaus entfernt worden ist. Bei dem Beispiel gemäß F i g. 3 handelt es sich um einen Dauermagneten, dessen Nord- und Südpol in einer parallel zur Oberfläche der Abdeckung 11 verlaufenden Achse liegen. In dieser Lage kann der Dauermagnet nur dann den als Reedkontakt ausgebildeten Schalter 15 betätigen, wenn die durch die beiden Magnetpole gehende Achse etwa parallel zu der durch die beiden Kontaktfahnen des Schalters 15 verlaufende Achse angeordnet ist. Der Dauermagnet 13 muß also zur Betätigung des Schalters 15 eine ganz bestimmte Lage einnehmen, wobei nicht nur eine bestimmte Stellung gegenüber der Schalttafelebene sondern auch eine bestimmte Winkelstellung zu dem zu betätigenden Schalter zu beachten ist. Dies wird vorteilhaft dadurch erreicht, daß die Aussparung 12 hinsichtlich ihrer Abmaße an den in der Regel rechteckig ausgebildeten Dauermagnet 13 angepaßt ist.

Eine andere Ausführung, bei welcher hinsichtlich der Positionierung des Dauermagneten lediglich auf eine bestimmte Richtung geachtet werden muß, zeigt Fig.4. Hier befinden sich die Pole des in der Betätigungsstellung befindlichen Dauermagneten auf einer Achse, die etwa senkrecht zur Fläche der Schalttafel

gerichtet ist. Auf Grund der Symmetrie des sich dadurch ausbildenden Feldes kann sich der Dauermagnet in beliebigen Vcrdrehlagen um diese Achse herum befinden. Der besondere Verlauf der magnetischen Feldlinien führt hier allerdings dazu, daß der als Reedkontakt ausgebildete Schalter gegenüber der Ausnehmung seitlich so weit versetzt angeordnet ist, daß sich ein Teil der Feldlinien entlang der Schalterzungen erstrecken kann. Dies bedeutet jedoch insoweit keine Einschränkung, als diese versetzte Anordnung der Schalter samtliehe Schalter der Schalttafel betrifft.

Der betätigende Dauermagnet ist beispielsweise bevorzugt aus seltenen Erden, wie Sammarium. sowie aus magnetischen intermetallischen Verbindungen hergestellt, die wenigstens eine der Gruppen aus Kobalt.

Eisen und Mangan aufweisen. Das Energieprodukt (BH-Maximum) dieser Magnete erreicht 4 · 10^b Gauss Oersted. Auch sogenannte Oxydmagnete oder Ferrite können Verwendung finden.

Bedient man sich der beschriebenen Schalttafeln für die Eingabefelder von Kleinrechnern, so erreich! man einen milführbaren Rechner geringer Abmessungen. Darüber hinaus ist der Aufbau eines solchen Eingabefeldes wesentlich einfacher, als dies bei den bisher üblichen Eingabefeldcrn der Fall war. Schließlich war bisher für jeden Schalter eines Eingabefcldcs ein getrennter Dauermagnet erforderlich, während man beim Eingabefeld nach der vorliegenden Erfindung mit einem einzigen Dauermagneten auskommt, was zu einer cnisprechenden Reduzierung der Kosten führt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Magnetfeldbetätigte Schalteinrichtung, insbesondere Eingabefeld eines Kleinrechners mit Reed- S schaltern, mit mehreren in vorbestimmter Anordnung an einer Schalttafel angebrachten Schaltern, die durch Heranführen eines Dauermagneten wahlweise betätigbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß für sämtliche Schalter (3; 15; 16) lediglich eine geringere Anzahl von Dauermagneten (1; 13; 14) — wenigstens jedoch einer — vorgesehen ist, welche Dauermagneten von Hand in Aussparungen (9; 12) einführbar sind, die in der Oberfläche der Schalttafel jeweils oberhalb der Schalter vorgesehen sind und die die Betätigungslage des in sie eingeführten Dauermagneten bestimmen.

2. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pole eines in die Betätigungslage eingeführten Dauermagneten (1; 14) in einer Achse liegen, die etwa senkrecht zu der Achse der Kontaktfahnen des Reedschalters (3; 16) bzw. etwa senkrecht zu der Schalttafelebene verläuft.

3. Schalteinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reedschalter (16) gegenüber den ihnen jeweils zugeordneten Aussparungen seitlich versetzt angeordnet sind.

4. Schalteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Schalttafel mit einem elastischen Werkstoff, wie Gummi, Kunststoff, Textilien u. dgl. abgedeckt ist. auf welchem den Schaltern zugeordnete Buchstaben, Zeichen, Ziffern oder sonstige Symbole vorhanden sind.

5. Schalteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Dauermagnet (1) an der Spitze eines Stabes, einer Art Fingerring od. dgl. befindet.