DE2313750A1

DE2313750A1 - Schalter oder druckkontakt mit energiespeicher und sprungstelle

Info

Publication number: DE2313750A1
Application number: DE19732313750
Authority: DE
Inventors: Leo Dr Steipe
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-03-20
Filing date: 1973-03-20
Publication date: 1974-10-03

Description

Schalter oder Druckkontakt mit Energiespeicher und Sprungstelle Die Erfindung betrifft einen Schalter oder Druckkontakt mit Energiespeicher und Sprungstelle für ein Schaltglied, das mindestens einen Kontaktkörper zur Kontaktierung von Festkontakten betätigt.
Bei bekannten Schaltern dieser Art sind die Kontaktkörper durch einen kippbeweglichen Kontaktträger getragen an dem ein durch das Schaltglied beeinflußbares Federelement als Energiespeicher angreift. Abgesehen davon, daß diese Schalter relativ große Bauhöhen aufweisen, erfordern die Kippbewegungen des Kontaktträgers auch große Hübe des Schaltgliedes.
Es ist Aufgabe der Erfindung Maßnahmen zur Verkleinerung der Bauhöhen der Schalter zu schaffen, wobei die Erhaltung eines ausgeprägten Schaltgefühls ein weiteres Ziel der Erfindung ist0 Erfindungsgemäß ist hierzu vorgesehen, daß das Schaltglied einen Permanentmagneten fest trägt, der in der Ruhestellung an einem ortsfesten ferromagnetischen Körper haftet und daß das Schaltglied entgegen Magnetkraft in die Schaltstellung verschieb- oder verschwenkbar ist0 Durch Aufdrücken auf das durch Magnetkraft fixierte Schaltglied reißt bei Erreichen des Schaltpunktes der Permanentmagnet ruckartig zur Kontaktierung ab, während bei Entlastung des Schaltgliedes eine selbsttätige Kontakttrennung und Rückführung desselben folgt. Bevorzugt kann der Permanentmagnet durch ein ebenes Metallplättchen od. dgl.
gebildet sein, was eine geringe Bauhöhe für den Schalter ergibt, während die Schaltcharakteristik durch die Anwendung verschieden großer und/oder starker Permanentmagnete veränderlich ist.
Nach weiterer Erfindung kann das Schaltglied entgegen der Magnetkraft und einer zusätzlichen mechanischen Rückstellkraft aus der Ruhe- in die Schaltstellung bringbar sein, wobei die Rückstellkraft beliebig, insbesondere durch eine zwischen dem Schaltglied und-dem Schaltergehäuse bzw. dem Träger der Festkontakte eingespannte Federund/oder einen Körper aus federnd elastischem Werkstoff aufbringbar ist. Bei Verwendung eines als Schaltkontakt dienenden, am Schaltglied festgelegten Federbügels ist die Rückstellkraft auch durch diesen aufbringbar und gegebenenfalls ein überhub für das Schaltglied erzielbar.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind den Festkontakten im Abstand mindestens ein ortsfester Körper aus ferromagnetischem Werkstoff zugeordnet, der den Schalthub begrenzt und gemeinsam mit dem Permanentmagneten eine vorbestimmte Kontaktkraft auf das Schaltglied legt. Zweckmäßig können hierzu ferromagnetische Ringkörper Anwendung finden, die im Abstand um die Festkontakte geführt sind.
Die Schalteigenschaften sind fernerhin noch durch die Anordnung von kugelabschnittsähnlichen Festkontakten zu verbessern, an denen zur Funkenlöschung die Abreißfunken durch Magnetkraft zu Stellen größeren Abstands treibbar sind.
Es entspricht der Erfindung, daß das Schaltglied entweder in einem unabhängigen Schaltergehäuse angeordnet ist, das auch die Festkontakte und den ferromagnetischen Körper aufnimmt oder aber unmittelbar mit den Leiterbahnen einer Leiterplatte als Festkontakte zur Wirkung kommt, wobei dann der ferromagnetische Körper an einem die Leiterplatte übergreifenden Gerätegehäuse od. dgl. bzw. an einem mit der Leiterplatte fest verbundenen Träger angeordnet ist.
Schließlich ist die Anordnung eines Permanentmagneten als Energiespeicher vorteilhaft an Schaltern anwendbar, bei denen bei Betätigung des Schaltgliedes der Permanentmagnet in einem ortsfesten Drahtwickel einen Schaltimpuls induziert oder eine Spannung in einem Hall-Generator erzeugt. Außerdem umfaßt die Erfindung Schalter, bei denen z.B. das Schaltglied durch ruckartiges Auftreffen auf einen Piezoquarz oder einem Piezo-Keramikteil einen Schaltimpuls aktiviert Die Erfindung ist in der Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Schalter im Schnitt, Fig. 2 einen Schalter gemäß anderer Ausführungsform im Schnitt und Fig. 3 einen abgewandelten Schalter im Schnitt.
In den Figuren ist mit 1 ein Gerätegehäuse bezeichnet, das in einer Ausnehmung 2 ein Schaltglied 3 verschieblich aufnimmt. Das Schaltglied 3 ist als Drucktaste ausgeführt und greift mit einem zylindrischen Führungsteil 3' in die Ausnehmung 2 ein. Erfindungsgemäß trägt das Schaltglied 3 an einem Zapfen 4 einen plättchenförmigen Permanentmagneten 5, während das Gerätegehäuse 1 mit einer Platte 6 aus ferromagnetischem Werkstoff ausgerüstet ist, die in Zusammenwirken mit dem als Kraftspeicher für das Schaltglied dienenden Permanentmagneten 5 zur Fixierung des Schaltgliedes 3 in der Ruhestellung beiträgt. Am Zapfen 4 greift weiter ein Federbügel 7 als beweglicher Schaltkontakt an, dem mit geringem Abstand Festkontakte 8 und 9 zugeordnet sind. Beim Ausführungsbeispiel der Figur 1 sind die Festkontakte 8, 9 durch Leiterbahnen einer Leiterplatte 10 gebildet. Zwischen dem Schaltglied 3 und dem Gerätegehäuse 1 ist eine Schraubenfeder 11 eingespannt, die die Wirkung der Magnetkraft unterstützt und als mechanische Rückstellkraft auf das Schaltglied 3 einwirkt.
Durch Eindrücken des Schaltgliedes 3 wird dieses zunächst über einen kurzen Vorlaufweg in Richtung der Festkontakte 8, 9 verschoben und bei Erreichen des Schaltpunktes reißt der Permanentmagnet 5 ruckartig von der Platte 6 ab. Durch das Schaltglied 3 wird der Federbügel 7 zur Kontaktierung an die Festkontakte 8, 9 angepreßt, wobei der Federbügel 7 ein überdrücken des Schaltgliedes 3 zuläßt. Auf diese Weise hat der Permanentmagnet 5 eine Sprungstelle auf das Schaltglied 3 gelegt, wodurch sich ein eindeutiges Schaltgefühl erzielen läßt.
Wird das Schaltglied 3 entlastet bzw. freigegeben, so erfolgt unter dem Einfluß der Magnetkraft und der Vorspannung der Schraubenfeder 11 gegebenenfalls unterstützt durch die Vorspannung des Federbügels 7, die Rückbewegung des Schaltgliedes 3 aus der Schalt- in die Ruhestellung.
Die progressiv wirkende Rückstellkraft des Permanentmagneten 5 sorgt dabei für eine schnelle Trennung des Federbügels 7 von den Festkontakten 8, 9, Beim Ausführungsbeispiel der Figur 2 nimmt das Schaltglied 3 ebenfalls einen Permanentmagneten 5 und einen als Schaltkontakt dienenden Federbügel 7 auf, während am Gerätegehäuse 1 eine Platte 6 aus ferromagnetischem Werkstoff fest angeordnet ist. Abweichend sind die Festkontakte 8, 9 als Einzelkontakte ausgebildet und durch einen ferromagnetischen Ringkörper 12 im Abstand umfaßt, der als unteres Widerlager des Permanentmagneten 5 den Hub des Schaltgliedes 3 begrenzt.
Zwischen dem Schaltglied 3 und dem Gerätegehäuse 1 ist ein Ring 13 aus einem federnd elastischen Werkstoff, z.B. Gummi vorgesehen. Beim Eindrücken des Schaltgliedes 3 wird der Ring 13 zusammengedrückt und der Permanentmagnet 5 reißt ruckartig in die Schaltstellung zur Kontaktierung von Federbügel 7 und Festkontakte 8, 9 ab. In der Schaltstellung kommt der Permanentmagnet 5 mit dem Ringkörper 12 zur Anlage, wodurch eine Kontaktkraft auf das Schaltglied 3 ausgeübt wird. Bei Freigabe-des Schaltgliedes 3 übt der Ring 13 eine Rückstellwirkung auf das Schaltglied 3 aus, die die Rückführung desselben einleitet, die dann durch die Magnetkraft unterstützt wird.
Es entspricht der Erfindung, daß die in den Figuren gezeigte Leiterplatte 10 durch ein unabhängiges Schaltergehäuse ersetzt sein kann.
Es ist gefunden worden, daß die so gebildeten Schalter den Aufbau von Schaltfeldern mit äusserst geringer Schalthöhe.erlauben, wie sie beispielsweise bei Tastaturen für Taschenrechner od. dgl. Anwendungsgebiete erforderlich sind.
Die Erfindung ist auch keineswegs auf eine bestimmte Schalterart beschränkt, sondern kann an beliebigen Schaltern, die mit einem Energiespeicher arbeiten, in Anwendung gebracht werden.
Desweiteren kann, wie in Figur 3 gezeigt, der Permanentmagnet 5 im Sinne einer kinematischen Umkehrung am Gerätegehäuse 1 angeordnet sein, während das Schaltglied 3 einen ferromagnetischen Körper, z.B. Plattenabschnitt 6 trägt.

Claims

Patentansprüche

1.J Schalter oder Druckkontakt mit Energiespeicher und Sprungstelle für ein Schaltglied, das mindestens einen Kontaktkörper zur Kontaktierung von Festkontakten betätigt, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltglied(3)einen Permanentmagneten(5)fest trägt, der in der Ruhestellung an einem ortsfesten ferromagnetischen Körper haftet und daß das Schaltglied (3) entgegen Magnetkraft in die Schaltstellung verschieb- oder verschwenkbar ist.

2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Permanentmagnet (5) durch ein ebenes Magnetplättchen od. dgl. gebildet ist.

3. Schalter nach einem oder beiden der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltglied (3) entgegen Magnetkraft und einer zusätzlichen mechanischen Rückstellkraft aus der Ruhe- in die Schaltstellung bringbar ist.

4. Schalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Rückstellkraft durch eine zwischen dem Schaltglied (3) und dem Schaltergehäuse bzw. dem Träger der Festkontakte eingespannte Feder (11) und/oder einen Körper (13) aus federnd elastischem Werkstoff aufbringbar ist.

5. Schalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltglied (3) einen den Kontaktkörper bildenden Federbügel (7) od.dgl.

trägt, der mittels des Schaltgliedes mit Vorspannung an die Festkontakte (8, 9) andrückbar ist.

6. Schalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß den Festkontakten (8, 9) im Abstand mindestens ein ortsfester Körper aus ferromagnetischem Werkstoff zugeordnet ist, der den Schalthub begrenzt und gemeinsam mit dem Permanentmagneten (5) eine vorbestimmte Kontaktkraft auf das Schaltglied (3) legt.

7. Schalter nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch die Anordnung eines die Festkontakte (8, 9) im Abstand umfassenden ferromagnetischen Ringkörpers od.dgl.

8. Schalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Anordnung von kugelabschnittsähnlichen Festkontakten, an die zur Funkenlöschung die Abreißfunken durch Magnetkraft zu Stellen größeren Abstands treibbar sind.

9. Schalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltglied (3) zur Änderung der Schaltcharakteristik verschieden große und/oder starke Permanentmagnete (5) trägt.

10. Schalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Festkontakte (8, 9) durch die Leiterbahnen einer Leiterplatte (10) gebildet sind und daß der ferromagnetische Körper (6) an einem die Leiterplatte (10) übetgreifenden Gerätegehäuse (1) od.dgl. bzw. an einem mit der Leiterplatte (10) fest verbundenen Träger angeordnet ist.

11. Schalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltglied (3) mittels des Permanentmagneten (5) in einem ortsfesten Drahtffl wickel einen Schaltimpuls induziert oder eine Spannung in einem Hall-Generator erzeugt.

12. Schalter nach einem oder melqreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch geke222zeichnet9 daß das Schaltglied (3; zur Bildung eines Schaltimpulses einen Piezoquarz oder Piezo-Keramikteil aktiviert.

13. Schalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltglied (3) einen ferromagnetischen Körper (6) trägt, der in der Ruhestellung des Schaltgliedes an einem ortsfesten Permanentmagneten (5) haftet und entgegen Magnetkraft bzw. Magnet- und Federkraft od. dgl. aus der Ruhe- in die Schaltstellung bringbar ist.

L e e r s e i t e