DE2320316C3 - Magnetisch betätigbare Schalteinrichtung - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine magnetisch belätigbare Schalteinrichtung mit Spcichcrcharakteristik und hermetisch abgeschlossenen Kontakten.

Derartige Schalteinrichtungen sind durch die DT-PS 54 870 und zwei Aufsätze in der Zeitschrift »The Bell System Technical Journal« im Januar 1960 bzw. Januar 1964 unter der Bezeichnung »Fenced« bekanntgeworden. Wie der Name, der sich aus den Abkürzungen für Ferrit und Reed-Kontakt zusammensetzt, bereits sagt, besteht ein Ferreed grundsätzlich aus einer sinnvollen Kombination von umpolbaren Dauermagneten mit Schutzrohrankerkontakten. Diese sind bei den durch die obengenannten Literaturstellen bekannten Schalteinrichtungen mit weichmagnetischen Kontaktankern ausgestaltet. Neuerdings werden auch iimpolbar dauermagnetische Kontaktanker verwendet. Die Bauweise der bekannten Schutzrohrankerkontakte hat jedoch die Miniaturisierung solcher Schalteinrichtungen bislang noch erschwert.

■ Zweck der Erfindung ist die Erweiterung des Anwendungsbereiches des Ferreed-Prinzips auf gut miniaturisierbare Strukturen. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen dementsprechenden magnetisch betätigbaren, hermetisch abgeschlossenen M^;niaturschalter mit Speichercharakteristik zu schaffen.

Erfindungsgemaß wird dies dadurch erreicht, daß in das mit Schutzgas gefüllte Gehäuse zumindest ein nichtfedernder, umpolbar dauermagnetischer Kontaktstift mit dem kleineren Teil seiner Länge eingeschmolzen ist, auf den außerhalb des Gehäuses wenigstens eine Magnetisierungswicklung unmittelbar aufgebracht'

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung weist den Vorteil auf, daß zusammen mit weichmagnetischen oder umpolbar dauermagnetischen Kontaktankern bzw. mit federnd gelagerten oder freien Kontaktankern eine Verkleinerung und günstigere Magnetisierbarkeit der Schalteinrichtung möglich

Einige Beispiele für die Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung werden an Hand von Zeichnungen beschrieben, in denen zeigen

Fig. 1, 2 und 3 drei verschiedene Schalteinrichtungen mit federnden Kontaktankern, von der Seite gesehen und aufgeschnitten,

Fig.4, 5 un-1 6 drei andere Schalteinrichtungcn mit an Federn befestigten starren Kontaktankern, von der Seite gesehen und aufgeschnitten,

F i g. 7 und 8 zwei weitere Schalteinrichtungen mit frei gelagerten, kugelförmigen Kontaktfedern, von der Seite gesehen und aufgeschnitten,

Fig.9 eine Schalteinrichtung mit einem an einer in das Gehäuse eingeschmolzenen Feder befestigten Kontaktanker, von der Seite gesehen und aufgeschnitten.

In F i g. I ist eine Schalteinrichtung mit einem mit Schutzgas gefüllten Gehäuse 1 dargestellt, welches in Form eines gläsernen Schutzrohres ausgebildet ist. In die eine Stirnseite des Gehäuses 1 ist ein nichtfedernder Kontaktgift 2 aus umpolbar dauermagnetischem Werkstoff mit dem kleineren Teil seiner Länge eingeschmolzen. Auf den außerhalb des Gehäuses I liegenden längeren Teil des Kontaktstiftes 2 ist eine Magnetisierungswicklung 3 unmittelbar aufgebracht. Das innerhalb des Gehäuses 1 liegende kontaktgebende Ende des Kontaktstiftes 2 arbeitet mit einem federnden Kontaktanker 4 zusammen, der mit dem größeren Teil seiner Länge in die dem Kontaktstift 2 gegenüberliegende Stirnseite des Gehäuses 1 eingeschmolzen ist. Der federnde Kontaktanker 4 besteht im dargestellten Ausführungsbeispiel ebenfalls aus umpolbar dauermagnetischem Werkstoff und wird durch eine Magnetisierungswicklung 5 gesteuert, die von dem Gehäuse I getragen wird Der Kontaktanker 4 kann jedoch auch aus weichmagnetischem Material bestehen. In diesem Fall würde die Magnetisierungswicklung 5 entfallen.

In F i g. 2 sind in die eine Stirnseite eines mit Schutzgas gefüllten, als gläsernes Schutzrohr ausgebildeten Gehäuses 6 zwei nichtfedernde Kontaktslifte 7 und 8 aus umpolbar dauermagnetischem Werkstoff mit dem kleineren Teil ihrer Länge eingeschmolzen. Die außerhalb des Gehäuses 6 liegenden längeren Teile der Kontaktstifte 7 und 8 tragen jeweils eine Magnetisierungswicklung 9 bzw. 10. Die kontaktgebenden Enden der Kontaklstifte 7 und 8 sind innerhalb des Gehäuses 6 gegeneinander geneigt und arbeiten mit einem federnden, umpolbar dauermagnetischen Kontaktanker 11 zusammen, der mit dem größeren Teil seiner Länge in die den Kontaktsliften 7, 8 gegenüberliegende Stirnseite des Gehäuses 6 eingeschmolzen ist. Der Kontaktan-

ker 11 wird von einer Magneiisierungswicklung 12 um gepolt, die das Gehäuse 6 umschließt.

Bei der Schalteinrichtung nach F i g. 3 besteht das mit Schutzgas gefüllte Gehäuse 13 wiederum aus einem gläsernen Schutzrohr, an dessen einem Ende zwei sich gegenüberstehende nichtfedernde Kontaktstifte 14 und 15 rechtwinklig zu der Gehäuselängsachse eingeschmolzen sind. Die Kontaktstifte 14 und 15 bestehen aus umpolbar dauermagnetisehem Werkstoff und sind mit dem kleineren Teil ihrer Länge in das Gehäuse 13 eingeschmolzen. In den Luftspalt zwischen den kontaktgebenden Enden der Kontaktstifte 14 und 15 ragt das freie Ende eines federnden umpolbar dauermagnetischen Konlaktankers 18, der mit dem größeren Teil seiner Länge in die den Kontaktstiften 14, 15 gegenüberliegende Stirnseite des Gehäuses 13 eingeschmolzen ist. Die Kontaktstifte 14 und 15 sind außerhalb des Gehäuses 13 jeweils unmittelbar mit einer Magnetisierungswicklung 16 bzw. 17 versehen, während der Kontaktanker 18 durch eine Magnetisierungswicklung 19 umgepolt wird, die das Gehäuse 13 umschließt.

In F i g. 4 ist eine Schalteinrichtung mit einem mit Schutzgas gefüllten Gehäuse 20 dargestellt, das in Form eines gläsernen Schutzrohres ausgebildet ist, in dessen gegenüberliegende Stirnseiten jeweils zwei nichtfedernde Kontaktstiftc 21, 22 bzw. 23. 24 aus umpolbar dauermagnetisehem Werkstoff mit dem kleineren Teil ihrer Länge eingeschmolzen sind. Auf den außerhalb des Gehäuses 20 liegenden längeren Teilen der Kontaktstifte 21, 22. 23, 24 ist jeweils eine Magnctisierungswicklung 25 bzw. 26 bzw. 27 bzw. 28 unmittelbar aufgebracht. Die kontaktgebenden Enden der Kontaktstifte 21 und 22 bzw. 23 und 24 sind innerhalb des Gehäuses 20 gegeneinander geneigt und arbeiten mit einem starren zweiflügligen Konlaktanker 29 aus weichmagneiischem Material zusammen, der in Richtung der Gehäuselängsachse angeordnet ist und von einer in das Gehäuse 20 vorgespannt eingesetzten Feder 30 zwischen den kontaktgebenden Enden der Kontaktstifle 21, 22, 23, 24 kippbeweglich gehalten wird.

Bei der Schalteinrichtung nach F i g. 5 sind in zwei gegenüberliegende Wände eines mit Schutzgas gefüllten Gehäuses 31 je zwei parallele, nichtfedernde Kontaklslifte 32, 33 bzw. 34, 35 aus umpolbar dauermagnetischem Material mit dem kleineren Teil ihrer Länge eingeschmolzen. Ihre innerhalb des Gehäuses 31 liegenden konlakigebcnden Enden arbeiten mit einem starren, zweiflügligen Kontaktanker 36 aus weichm;' gnetischen Werkstoff zusammen, der senkrecht zu den Koniaktsliften 32, 33, 34, 35 steht und an einer Feder 37 kippbeweglich gelagert ist, deren Enden in die gleichen Gehäusewände eingeschmolzen sind wie die Kontaktstifte 32, 33 bzw. 34, 35. Die außerhalb des Gehäuses 31 liegenden längeren Teile der Kontaktstifte 32, 33, 34, 35 tragen jeweils eine Magneiisierungswicklung 38 bzw. 39 bzw. 40 bzw. 41.

Die in F i g. b dargestellte Schalteinrichtung ist weitgehend gleich ausgebildet wie die Schalteinrichtung gemäß I" i g. 5. Der starre, zwciflüglige Kontaktanker 42 ist jedoch an einer Feder 43 kippbeweglich gelagert, die vorgespannt in das Gehäuse 44 eingesetzt ist. Die übrigen Elemente dieser Schalteinrichtung entsprechen denen von F i g. 5.

In F i g. 7 ist eine Schalteinrichtung gezeigt, die mit einem frei gelagerten, weichmagnetischen Kontaktankcr 44 mit kugelförmiger Gestalt ausgestattet ist. Dieser arbeitet mit den kontaktgebenden Enden von vier nichtfedernden umpolbar dauermagnetischen Kontaktstiften 45, 46, 47 und 48 zusammen, die mit dem kleineren Teil ihrer Länge von vier verschiedenen Seiten in das mit Schutzgas gefüllte Gehäuse 49 eingeschmolzen sind. Im dargestellten Ausführungsbeispiel liegen die vier Kontaktstifte 45, 46, 47, 48 alle in einer Ebene und sind jeweils in einem Winkel von 90° zueinander angeordnet. Die Kontaktstifte 45, 46, 47 und 48 werden durch Magnetisierungswicklungen 50, 51, 52, 53 umgepoli, welche auf die außerhalb des Gehäuses 49 liegenden längeren Teile der Kontaktstifte 45, 46, 47, 48 unmittelbar aufgebracht sind.

Bei der in F i g. 8 dargestellten Schalteinrichtung ist in zwei gegenüberliegende Wände eines mit Schutzgas gefüllten Gehäuses 54 jeweils eine Reihe parallel angeordneter nichtfedernder Kontaktslifte 55 aus umpolbar dauermagnetisehem Werkstoff mit dem kleineren Teil ihrer Länge so eingeschmolzen, daß die sich gegenüberstehenden Kontaktstifte 55 beider Reihen jeweils um den halben Abstand zweier nebeneinanderliegender Kontaktslifte gegeneinander versetzt sind. Die außerhalb des Gehäuses 54 liegenden längeren Teile der Kontaktstifte 55 werden durch Magnetisierungswicklungen umgepolt, die nicht dargestellt sind. Die innerhalb des Gehäuses 54 liegenden kontaktgebenden Enden der Kontaktstiftc 55 arbeiten mit einem frei gelagerten, weichmagnetischen, kugelförmigen Kontaktanker 56 zusammen, der jeweils zwei Kontaktslifte 55 der einen Reihe mit einem Kontaktstift 55 der anderen Reihe verbindet.

In Fig.9 ist eine Schalteinrichtung mit einem mit Schutzgas gefüllten Gehäuse 57 dargestellt, welches in Form eines gläsernen Schutzrohres ausgebildet ist. In die eine Stirnseite des Gehäuses 57 ist ein nichtfedernder Kontaktstift 58 aus umpolbar dauermagnetisehem Material mit dem kleineren Teil seiner Länge eingeschmolzen. Auf den außerhalb des Gehäuses 57 liegenden längeren Teil des Kontaktstiftes 58 ist eine Magnetisicrungswicklung 59 unmittelbar aufgebracht. Neben dem Kontaktstift 58 ist in die gleiche Stirnseite des Ge hüuscs 57 eine elektrisch leitende Feder 60 eingeschmolzen, an derem innerhalb des Gehäuses 57 liegenden Ende ein weichmagnetischer, starrer Kontaktanker 61 befestigt ist. Das freie Ende des Koniaktankcrs 61 arbcitci mit dem in das Gehäuse 57 ragenden kontaktgebenden Ende des Kontaktstiftes 58 zusammen. Der Kontaklarikcr 61 kann jedoch auch aus umpolbar dauermagnetisehem Werkstoff hergestellt sein. In diesem Fall könnte er durch eine Magnetisierungswicklung umgepolt werden, die auf das Gehäuse 57 aufgebracht ist.

|c nach der beabsichtigten Funktionsweise der vorstehend beschriebenen Schaltcinrichtungen sind alle Teile oder ein Teil der Flußpfade ganz oder teilweise umpolbar dauermagnetisch. Bei allen Schaltcinrichtungen entsteht eine elektrische Kontaktgabc zwischen ungleichnamigen magnetischen Polen, während der elektrische Kontakt geöffnet wird, wenn die kontaktgebenden Teile von Kontaktstiften und Ankern gleichnamige Pole aufweisen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Magnetisch betätigbare Schalteinrichtung mit Speichercharakteristik und hermetisch abgeschlossenen Kontakten, dadurch gekennzeichnet, daß in das mit Schutzgas gefüllte Gehäuse

(z. B 1) zumindest ein nichtfedernder, umpolbar dauermagnetischer Kontaktstift (ζ. B. 2) mit dem kleineren Teil seiner Länge eingeschmolzen ist. auf den außerhalb des Gehäuses (z.B. 1) wenigstens eine Magnetisierungswicklung (z. B. 3) unmittelbar aufgebracht ist.

2. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die umpolbar dauermagnetsehen Kontaktstifte (z. B. 32, 33, 34, 35) mit einem federnd gelagerten, weichmagnetischen Kontaktanker (z. B. 36) zusammenarbeiten.

3. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die umpolbar dauermagnet!- sehen Kontaktstifte (z. B. 7, 8) mit einem federnd gelagerten, umpolbar dauermagneüschen Kontaktanker (z. B. 11) zusammenarbeiten.

4. Schalteinrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein federnder Kontaktanker (ζ. B. 4) mit dem größeren Teil seiner Länge in das Gehäuse (z. B. 1) eingeschmolzen ist.

5. Schalleinrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein starrer Konuiktanker (z. B. 36, 42) an einer in das Gehäuse (z. B. 31. 44) eingeschmolzenen oder vorgespannt eingesetzten Feder (37 bzw. 43) befestigt ist.

6. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die umpolbar dauermagnetischen Kontaktslifte (z. B. 45. 46, 47, 48) mit einem frei gelagerten, weichmagnetischen Kontaktanker

(z. B. 44) zusammenarbeiten

7. Schalteinrichtung nach Anspruch 6. dadurch gekennzeichnet, daß der frei gelagerte, weichmagnetische Kontaktanker (44, 56) eine kug;lförmige Gestalt aufweist.