DE2246930B2 - Bedienelement fuer elektrische anlagen - Google Patents

Description

Die Hauptanmeldung P 21 62 306.3 bezieht sich auf ein nach dem Baukastenprinzip aufgebautes Bedienelement für elektrische Anlager, das durch wahlweises Austauschen einzelner Teile für mehrere Bedienfunktionen verwendbar ist und bei geringen und gleichbleibenden Außenabmessungen sowie einheitlicher Anschlußart in ein rasterförmig gegliedertes und mit automatischen Anschlußtechniken herstellbares Bedienfeld einsetztbar ist, bei dem in einem Gehäuse eine Leiterplatte starr angeordnet ist, die als gedruckte Schaltung mit allen für eine der Bedienfunktionen notwendigen elektrischen Bauelementen, einschließlich induktiv beeinflußter Schaltelemente ausgeführt ist und an einer Kontaktleiste Signalanschlüsse aufweist, die über eine Steckverbindung an ein Verdrahtungsfeld geführt sind, und bei dem parallel zu dieser Leiterplatte ein von einer Gehäusekappe aus betätigbaren Schieber, längsbewegiich geführt ist und mit einem dem Schieber zugeordneten und auf einer Schaltwelle in beiden identisch ausgebildete Gehäusehälften drehbeweglich gelagerten Schaltrad, das durch den Eingriff einer Schaltnase des Schiebers schrittweise schaltbar ist und mit einem der Bauelementeseite der Leiterplatte benachbart auf der Schaltwelle starr angeordneten Dauermagneten, den ein am Gehäuse festgelegtes Polblech teilweise derart umfaßt, daß das Schaltrad eindeutige RaststeUungen besitzt und der in ausgewählten Raststellungen über einen magnetischen Nebenschluß auf induktiv beeinflußbare Schaltelemente auf der Leiterplatte einwirkt

Oft ist eine Vielzahl von solchen Bedienelementen in sogenannten Bedienfeldern elektrischer Anlagen angeordnet, die zum Einschalten, Steuern und Überwachen der Anlage dienen. Dabei haben diese Bedienelemente verschiedene Funktionen und dienen zum Beispiel als Anzeigelement, als Taste, als Schalter, als Kippschalter. Zusätzlich kann auch der Betriebszustand optisch angezeigt werden. Diese nach der Lehre der Hauptanmeldung im Baukastenprinzip aufgebauten Bedier.elemente haben sich bewährt und sind besonders vorteilhaft, da sie sich in Einzel- oder Mosaikanordnung beliebig zu übersichtlichen Bedienfeldern zusammensetzen lassen und dabei leicht auszuwechseln sind, weil sie von oben in das Bedienfeld einsteckbar sind. Zudem ist jedes Bedienelement aus prellarmen oder sogar prellfreien Kontaktelementen aufgebaut und mit niedriger, über die Länge des Schaltweges nur geringfügig ansteigender Kraft zu betätigen.

Jedoch hat die Praxis gezeigt, daß diese Bedienelemente bisher noch nicht in allen Fällen genügend betriebssicher sind, weil bei heftiger Betätigung von als Drucktasten oder Druckschalter ausgebildeten Bedienelementen unerwünschte Doppelimpulse auslösbar sind. Dieser Fehler tritt dann auf, wenn ein gedrückter Drucktasten- oder Schalterknopf abrupt freigegeben wird. Die Freigabe hat dann ein ungedämpfte^r Zurückschnellen des Schiebers zur Folge und führt zu einem zweiten Impuls. Untersuchungen haben gezeigt, daß nicht etwa ein Zurückprellen des Schiebers aus seiner oberen Ruhelage die Pendelbewegung des Schaltrades und damit den fehlerhaften zweiten Impuls auslöst, sondern daß es sich hier um einen gedämpften Einschwingvorgang der durch den zurückschnellenden Schieber beschleunigten Masse des Schaltrades und des Magneten beim Einlauf in die Raststellung handelt.

Die dabei auftretenden Probleme seien anhand der F i g. 1 und 2 erläutert. Schematisch sind dort die beiden um 90° gegeneinander versetzten RaststeUungen eines Dauermagneten 1 dargestellt, in dessen induktivem Nebenschluß als induktiv beeinflußbare Schaltelemente zwei Reed-Kontakte 3 angeordnet sind. Der Dauermagnet 1 ist auf einer Schaltwelle 2 festgelegt, die ihrerseits das nicht mehr dargestellte Schaltrad trägt, das die Lilngsbewegung eines Schiebers beim Betätigen des Bedienelementes in eine Drehbewegung umsetzt. Auf die Eigenschaften der Reed-Kontakte 2 ist es zurückzuführen, daß bei dem bisher verwendeten induktiven Schaltsystem mit einem zweipoligen Dauermagneten der eingeschaltete Zustand einen wesentlich größeren Winkeibreich als der ausgeschaltete Zustand umfaßt. Dies ist durch die beiden Winkel φ_β=70—80° für den eingeschalteten Zustand und <p„=10—20° für den ausgeschalteten Zustand in F i g. 1 und 2 angedeutet. Der Einschwingbereich, entsprechend einem Winkel von 2τ, des Magnetsystems bei der Rückkehr in die Raststellung ist aber bei einer abrupten Freigabe des gedrückten Tastenknopfes größer als der tatsächliche Winkelbereich φ* im ausgeschalteten Zustand. Dies führt zu einer mit r, bezeichneten Überschneidung des Winkelbereiches für den ausgeschalteten Zustand. Der Winkel r, gibt also den Bereich an, in dem von dem einschwingenden Magnetsystem ein zweiter fehlerhafter Impuls auslösbar ist.

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Nun könnte man versuchen, diesen Einschwingvorgang des in die Raststellung zurückkehrenden Magnetsysterns durch eine entsprechende Gestaltung des bremsenden Polbleches besser zu dämpfen, doch bringt dies nur geringfügige Verbesserungen. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Bedienelement nach der Lehre der Hauptanmeldung derart weiterzubilden, daß sich die Winkelbereiche φ, und φ, für den eingeschalteten bzw. den ausgeschalteten Zustand des Bedienelementes möglichst gleichmäßig aufteilen. Bei einem Bedier.element eier eingangs genannten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Dauermagnet zwei in bezug auf die Schaltwelle zueinander spiegelbildlich angeordnete Polpaare besitzt, wobei die Pole auf dem dem Umfang des Dauermagneten gleichmäßig verteilt sind.

Mit dieser sehr einfachen Lösung erfährt das Schaltverhalten der Bedienelemente eine wesentliche Verbesserung, im Gegensatz zu einen zweipoligen Dauermagneten sind bei einem vierpoligen Dauermagneten die Schaltbereiche, d. h. die Winkelbereiche gv und φ*, die dem eingeschalteten bzw. dem ausgeschalteten Zustand des Bedienelementes zugeordnet sind, nicht mehr vorwiegend durch die Größe des wirksamen Magnetfeldes bestimmt. Vielmehr hängt die Aufteilung der Wirkelbereiche nun von der geometrischen Form bzw. der mcgnetischen Symmetrie des Dauermagneter, ab. Somit ist eine gleichmäßige Aufteilung dieser Winkelbereiche wesentlich leichter zu erreichen und die Ursache für die Auslösung des Doppelimpulses zu beheben. Zugleich steht bei einem vierpoligen Dauermagneten eine größere magnetische Energie zur Verfügung, so daß sich auch das Festhalten des Dauermagneten in einer Raststellung verbessert.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Neben den beiden bereits geschilderten Fig. Ί und 2 zeigt dabei F i g. 3 und F i g. 4 in schematisierter Form je eine Ansicht des erfindungsgemäß ausgebildeten Dauermagneten mit den dahinterliegendcn Reed-Kontakten im eingeschalteten bzw. ausgeschalteten Zustand.

In F i g. 3 bzw. F i g. 4 ist analog zu F i g. ί bzw. F i g. 2 jeweils nur ein nun vierpoliger Dauermagnet Γ schematisch dargestellt, der auf einer Schaltwelle 2 verdrehungssicher festgelegt ist Symmetrisch zu der Achse der Schaltwelle 2 liegt hinter dem Dauermagneten Γ ein Paar von Reed-Kontakten 3, die in dem Bedienelement auf einer hier nicht mehr dargestellten Leiterplatte angeordnet sind Bei der in Fig.3 gezeigten Stellung des Dauermagneten 1' ist jedem Reed-Kontakt 3 eines der beiden Polpaare NS des Dauermagneten Γ derart zugeordnet, daß der Reed-Kontakt 3 im induktiven Nebenschluß eines Polpaares NS liegt Um dies zu verdeutlichen, ist wie in den F i g. 1 und 2 das geschlossene Magnetfeld durch eine Feldlinie symbolisiert Vergleicht man nun die bis auf die Dauennagneten 1 bzw. Γ gleichartig bezeichneten F i g. 1 und 3, in denen jeweils der eingeschaltete Zustand des Bedienelementes dargestellt ist, dann zeigt sich, daß sich der Winkelbereich q>_e für den eingeschalteten Zustand des Bedienelementes bei der Verwendung eines vierpoligen Dauermagneten 1' von 70 bis 80° auf den idealen Wert von 45° reduziert Trotzdem ist dieser Bereich noch groß genug, um den Einschwingbereich des Dauermagneten in die Raststellung zu überdecken, der in beiden Fig. 1 bzw. 3 durch den Winkel r angedeutet ist.

In Fig.4 ist der vierpolige Dauermagnet t' in der Raststellung gezeigt, die den ausgeschalteten Zustand des Bedienelementes bestimmt Aus der Betriebslage wird diese Raststellung durch die Drehung des Dauermagneten 1' um 90° in Pfeilrichtung erreicht. Nun liegen gleichnamige Pole, S, S bzw. N, N des Dauermagneten 1' parallel zu den Reed-Kontakten 3, die aus diesem Grunde geöffnet sind. Aus der magnetischen Symmetrie des vierpoligen Dauermagneten Γ ergibt sich, daß auch der Winkelbereich für den ausgeschalteten Zustand φ* mit dem idealen Wert von 45° übereinstimmt Ein Vergleich von F i g. 2 mit F i g. 4 ergibt, daß der dem Einschwingbereich des Magnetsystems entsprechende Winkelbereich τ bei der Verwendung eines vierpoligen Dauermagneten Γ den Winkelbereich φ₃ fü<· den ausgeschalteten Zustand des Bedienelementes nicht mehr überschneidet, so daß im Bedienelement bei der Rückkehr in seine Ruhelage, d. h. in den ausgeschalteten Zustand mit Sicherheit zwar Einzelimpulse, jedoch keine Doppelimpulse auslösbar sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Nach dem Baukastenprinzip aufgebautes Bedienelement für elektrische Anlagen, das durch wahlweises Austauschen einzelner Teile für mehrere Bedienfunktionen verwendbar ist und bei geringen und gleichbleibenden Außenabmessungen sowie einheitlicher Anschlußart in ein rasterförmig gegliedertes und mit automatischen Anschlußtechniken herstellbares Bedienfeld einsetzbar ist, bei dem in einem Gehäuse eine Leiterplatte starr angeordnet ist, die als gedruckte Schaltung mit allen für eine der Bedienfunktionen notwendigen elektrischen Bauelementen, einschließlich induktiv beeinflußter Schaltelemente ausgeführt ist und an einer Kontaktleiste SignalanschJüsse aufweist, die über eine Steckverbindung an ein Verdrahtungsfeld geführt sind, und bei dem parallel zu dieser Leiterplatte ein von einer Gehäusekappe aus betätigbarer Schieber längsbeweglich geführt ist und mit einem dem Schieber zugeordneten und auf einer Schaltwelle in beiden identisch ausgeb'ldeten Gehäusehälften drehbeweglich gelagerten Schaltrad, das durch den Eingriff einer Schaltnase des Schiebers schrittweise schaltbar ist und mit einem der Bauelementeseite der Leiterplatte benachbart auf der Schaltwelle starr angeordneten Dauermagneten, den ein am Gehäuse festgelegtes Polblech teilweise derart umfaßt, daß das Schaltrad eindeutige Raststellungen besitzt und der in ausgewählten Raststellungen über einen magnetischen Nebenschluß auf induktiv beeinflußbare Schaltelemente auf der Leiterplatte einwirkt nach Hauptanmeldung P 2162 306.3, dadurch gekennzeichnet, daß der Dauermagnet (V) zwei in bezug auf die Schaltwelle (2) zueinander spiegelbildlich angeordnete Polpaare {N, S) besitzt, wobei die Pole auf dem Umfang des Dauermagneten gleichmäßig verteilt sind.

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