DE2352709A1

DE2352709A1 - Kontaktlose schiebeschalteranordnung

Info

Publication number: DE2352709A1
Application number: DE19732352709
Authority: DE
Inventors: George John Bury
Original assignee: Illinois Tool Works Inc
Current assignee: Illinois Tool Works Inc
Priority date: 1973-03-21
Filing date: 1973-10-20
Publication date: 1974-09-26
Also published as: BR7308867D0; IT1003820B; JPS49121185A; NL7314355A; AU6092273A; CA985414A; FR2222803A1; FR2222803B3

Description

PATENTANWÄLTE

ing. H. WEGENDAWK · dikc-ing. H-HAUCK · »ipl.-phys. W. SCHMITZ

. E. G-RAALFS · i>ipi,.-ing. W. WEHKTBRT

BCAMBUEG-MtTNCHEN

ZUSTEÜLEUNGSANSCHRIFT: HAMBURG 36 · NEUER WAIX 41 TEL·. 3β 74SS VlSiO 36 4115

. JTBGBDAPATENT HASIBTTRG

ILLINOIS TOOL WORKS INC.

MÜNCHEN 15 · MOZARTSTR. 23

8501 West Higgins Road . tei.

Chicago, Illinois 60631/USA tbibgr.

Hamburg, 17. Oktober 1973

Kontaktlose Schiebeschalteranordnung

Die Anwendung der hier veröffentlichten Erfindung ist auf eine kontaktlose Schiebeschalteranordnung unter Verwendung mehrerer hintereinander im Abstand voneinander ausgerichteter Magnetkerne mit geschlossenen magnetischen Kreisen gerichtet Jeder der Magnetkerne nimmt Steuer- und Lesedrähte auf, die den Magnetkernen entweder gemeinsame, teilweise gemeinsam oder völlig unabhängig für jeden Magnetkern sind. Wenn sich die Magnetkerne in der Sättigung befinden, findet keine transformator is ehe Kopplung zwischen den Steuer- und den Lesedrähten statt, wenn sich die Magnetkerne dagegen nicht in der Sättigung befinden, ist eine transformator!sehe Kopplung möglich. Mehrere Magnete werden von einem Magnetträger getragen, der parallel zu der den Magnetkernen gemeinsamen Achse in einer solchen Weise beweglich ist, daß die Magnete in einer beispielsweisen Lage mit bestimmten Magnetkernen fluchten, um diese zu sättigen, und von bestimmten anderen Magnetkernen entfernt sind, damit diese

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nicht in der Sättigung sind. Der Magnetträger kann aus der Vorrichtung entfernbar sein und als Schlüsselelement. dienen.

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf eine kontaktlose Schaltvorrichtung und insbesondere auf eine kontaktlose Schiebeschalteranordnung, die als kodierende Schaltungseinrichtung dienen kann.

Durch Verwendung mehrerer Magnetkerne mit geschlossenen magnetischen Kreisen, von denen jeder als Folge der Gegenwart oder Abwesenheit eines magnetischen Feldes magnetisch gesättigt oder entsättigt werden kann, kann eine kodierte Schaltfunktion bewerkstelligt werden, indem Steuer- und Lesedrähte durch die Magnetkerne gelegt werden und der Steuerdraht mit einem Signal beaufschlagt wird, das transformatorisch auf den Lesedraht übertragen wird, wenn sich der Magnetkern im ungesättigten Zustand befindet. Daher gestattet die Betätigung einer Schalterbetätigungseinrichtung, die das magnetische Glied auf die Magnetkerne zu und von diesen weg bewegt, das Auftreten von transformatorxscher Kopplung in ausgewählten Magnetkernen,- um einen Schaltvorgang zu bewirken.

Es ist daher ein Ziel dieser Erfindung,eine Mehrzahl dieser Art von Magnetkernen zu verwenden, so daß bestimmte ausge-

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wählte der Magnetkerne während einer beispielsweisen Schalterstellung in der Sättigung sein können, während bestimmte andere der Magnetkerne ungesättigt sind.

Sin anderes Ziel dieser Erfindung ist es, eine kontaktlose Schiebeschalteranordnung zu schaffen, die wirksam und zuverlässig im Betrieb und vergleichsweise einfach und billig in der Herstellung ist.

Viele andere Ziele, Eigenschaften und Vorteile dieser Erfindung werden durch die folgende , ins einzelne gehende Beschreibung in ,Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen deutlicher erkannt und verstanden werden. In den Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen Ansichten gleiche Teile bezeichnen sollen, ist: .

Fig. 1 ;

Eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäß aufgebauten kontaktlosen Schiebeschaltvörrichtung;

Fig. 2

Eine Endansicht, die in schematischer Weise die Lage mehrerer hintereinander im Zustand voneinander ausgerichteter Magnetkerne mit geschienenen magnetischen Kreisen zu der mehrerer irn Abstand voneinander befindlicher Magnetpaare zeiat;

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Fig. 3

Eine Seitenansicht der Schaltvorrichtung entlang der Linie 3-3 der Fig. 2;

Fig. 4

Eine schematische Darstellung einer anderen Schaltanordnung gemäß der Erfindung;

Fig. 5

Eine weitere Anordnung eines Schalters gemäß der Erfindung;

Fig. 6

Eine Endansicht der Schaltvorrichtung gemäß Fig. 5, die die Schnittlinie für die Ansicht gemäß Fig. 5 zeigt;

Fig. 7

Eine Zusammenbauzeichnung, die eine Ausgestaltung des inneren Aufbaus nach der Erfindung zeigt;

Fig. 8

Eine weitere Ausgestaltung des inneren Aufbäus nach der Erfindung;

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Fig. 9 "■·""■

Eine Schaltvorrichtung, die als Schlüsseleinrichtung dienen kann und einen herausnehmbaren Magnetträger und ein Gehäuse aufweist, das eine zur Aufnahme des herausnehmbaren Magnetträgers ausgelegte Öffnung hat.

Fig. 1 zeigt einen kontaktlosen Schiebeschalter, der in Übereinstimmung mit den Prinzipien der Erfindung aufgebaut ist und allgemein mit dem Bezugszeichen 1o bezeichnet ist. Die Schiebeschaltervorrichtung 1o v/eist ein Gehäuseteil 11 mit einer Öffnung 12 in deren oberer Wand auf. Das Gehäuseteil 11 ist vorzugsweise so gestaltet, daß es ein Unterteil 13 aufweist, das zur Aufnahme mehrerer im Abstand voneinander ausgerichteter Magnetkerne mit geschlossenen magnetischen Kreisen, die gezielt während der Schalterbetätigung gesättigt und aus der

können

Sättigung herausgebracht werden/,geeignet ist. Das Gehäuse 11 weist außerdem ein Oberteil 15 auf, in dem sich die öffnung 12 befindet, und das einen Gleitkanal für die Schaltvorrichtung bildet. Das Oberteil 14 hat entgegengesetzt gerichtete Lappenteile 14a und 14b mit Öffnungen 16 zwecks einfacher Befestigung der Schiebeschaltervorrichtung an Platten oder dergleichen.

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In dem Gehäuse 11 ist ein Schiebeelement 17 untergebracht, das ein hochstehendes Befestigungsteil oder einen Steg 18 aufweist, der sich für bequeme Fandbetätigung durch die öffnung 12 erstreckt. Nach unten ragen aus dem Gehäuse 11 eine Vielzahl von Leitern 19 hervor, v/obei bestimmte dieser Leiter zu einem Steuerleitungskreis durch den Schalter und bestimmte andere dieser Leiter zu Leseleitungskreisen durch den Schalter gehören. Die Steuer- und Leseleitungen sind durch die im Gehäuse untergebrachten Magnetkerne mit geschlossenen magnetischen Kreisen geführt, und sind den Magnetkernen entweder unabhängig oder in einer oder mehreren Gruppen zugeordnet.

Die jeweiligen Anordnungen von Magnetkernen mit geschlossenen magnetischen Kreisen und zugeordneten Permanentmagneten können von Schalter zu Schalter verschieden sein und so ausgeführt werden, daß sie irgendeine einer Vielzahl von verschiedenen Funktionen ausführen können. Die hier abgebildeten Ausgestaltungen zeigen nur einige der Arten von Schaltervorrichtungen, die zur Zeit besonderes Interesse gefunden haben. Es sind jedoch auch andere Abwandlungen möglich.

Eine solche Schaltvorrichtung ist in den Fig. 2 und 3 abgebildet, die mehrere Magnetkerne 2o mit geschlossenen

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magnetischen Kreisen zeigen, welche miteinander und mit der Mittelachse durch ihre öffnungen ausgerichtet und daher im wesentlichen'koaxial angeordnet sind. Eine ■besondere Ausführungsform des die Kerne tragenden Teibs ist hier nicht gezeigt, es'kann aber offensichtlich irgendeine der Anordnungen gemäß den Fig. 7 und 8 verwendet werden. Durch die ausgerichteten Magnetkerne 2o , ist.eine Steuerleitung 21 geführt, die alle Magnetkerne mit einem gemeinsamen Steuersignal versorgt. Durch jeden der Magnetkerne ist eine unabhängige Leseleitung 22 geführt, die eine Signalübertragungseinrichtung von der Steuerleitung 21 auf die Leseleitung 22 bildet, wenn der zugehörige Magnetkern 2o sich in einem magnetisch ungesättigten Zustand befindet.

Ein verschiebbarer Magnetträger 23 mit seinem zugehörigen hochstehendem Schiebeelement 23a weist in Abstand .voneinander nach unten vorstehende Schenkelteile 23b und 23 c auf, an denen Magnete 24 im Abstand voneinander befestigt sind. In dieser Anordnung befindet sich jeder zweite der Magnetkerne 2ο in einem gesättigten Zustand, während die dazwischen liegenden Magnetkerne 2o sich in einem ' ungesättigten Zustand befinden. Durch Betätigung des Schalters, der als eine Einrichtung mit zwei Stellungen dargestellt ist, können wechselweise aufeinanderfolgende Sehaltfunktionen erzielt werden.

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Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung einer Schaltvorrichtung, die allgemein mit der Bezugsziffer 26 bezeichnet ist. Diese Anordnung zeigt mehrere im Abstand voneinander befindliche Magnetkerne 27 mit geschlossenen magnetischen Kreisen, die eine durch alle Magnetkerne 27 geführte gemeinsame Steuerleitung 28 und unabhängig voneinander durch die einzelnen Magnetkerne 27 geführte Leseleitungen 29 aufweisen. Auf einen Magnetträger 3o sind im Absiand voneinander Magnetelernen te 31 befestigt, deren Abstand so gewählt ist, daß einer der Magnetkerne 27 vollständig iiyÜie Sättigung gebracht wird, während die beiden folgenden Magnetkerne 27 nur teilweise gesättigt werden und der letzte Magnetkern 27 völlig ungesättigt bleibt. Dies wird gezeigt, um eine Wechselanordnung der Schaltvorrichtung nach den Fig. 3 und 4 zu verdeutlichen.

Die Fig. 5 und 6 zeigen eine weitere wahlweise Anordnung eines Schiebeschalters, der gemäß den Prinzipien der Erfindung aufgebaut ist und allgemein mit der Bezugsziffer bezeichnet wird. Hier weisen mehrere im Abstand voneinander angeordnete Magnetkerne 34 mit geschlossenen magnetischen Kreisen eine durch sie geführte gemeinsame Steuerleitung und mehrere unabhängige Leseleitungen 37, die jeweils den einzelnen Kernen zugeordnet sind, auf. In diesem Fall trägt ein verschiebbarer Magnettiäger 38 ein Paar im Abstand von-

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einander angeordnete Permanentmagnete 39 unmittelbar unter dem Hauptteil des Trägers, so daß diese sich dicht an dem Oberteil der Magnetkerne 34 befinden. In diesem Fall sind, wie im Fall der Fig. 2 und 3, die Magnetkerne 34 der Reihe nach abwechselnd in der Sättigung bzw. im ungesättigten Zustand.

Fig. 7 zeigt eine Zusammenbauzeichnung eines gemäß den Prinzipien der Erfindung aufgebauten Schiebeschalters und verdeutlicht eine Ausfuhrungsform für Magnetträger und Magnetkerngehäuse. Die in Fig. 7 gezeigte Ausführungsform entspricht im wesentlichen der der Fig. 1, in welcher das Gehäuse 11 ein oberes Schalterteil 14 umfaßt, das nach unten ausgebildete Seitenwände 4o und 41 aufweist, die an gegenüberliegenden Seiten des Magnetträgers 17 angeordnet sind, um dessen Bewegung auf eine gradlinige zwischen zwei oder mehr Stellungen zu beschränken. In diesem Fall sind zwei axial im Abstand voneinander ausgerichtete Magnete 42 und 43 im wesentlichen entsprechend den Fig. 5 und 6 angeordnet. Mehrere axial ausgerichtete Magnetkerne 44 mit geschlossenen magnetischen Kreisen sind auf Abstand voneinander in Schlitze 46 im Bodenteil 13 eingeführt. Die Steuer- und Leseleitung 19, die durch die Magnetkerne geführt sind, erstrecken sich abwärts von dem .Schalterkörper und können von einer Länge sein, die für die Einführung in Löcher mit entsprechenden Abständen in einer

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Karte mit gedruckten Schaltungen geeignet ist. In diesem Fall kann der Schiebeschalter mit Hilfe herkömmlicher Lötverfahren für gedruckte Schaltungen in die Schaltung eingesetzt werden.

Fig.'8 zeigt eine weitere wahlweise Ausfuhrungsform einer Schiebeschalteranordnung, die allgemein mit der Bezugsziffer 5o bezeichnet ist. In diesem Fall hat das Oberteil 51 eine öffnung 52, die den hochstehenden Schiebesteg 53 eines Magnetträgers 54 aufnimmt. Entgegengesetzt gerichtete Lappenteile 51a.und 51b weisen Befestigungsöffnungen auf. Das Unterteil 57 weist eine Ausbildung 58 in Längsrichtung auf, und mehrere Magnetkerne 59 sind auf Abstand voneinander in öffnungen an der Seite der Ausbildung 58 eingeführt. Steuer- und Leseleitungsdrähte 6o ragen abwärts aus der Schaltvorrichtung zwecks Einführung in gedruckte Leiterplatten oder ähnliches heraus.

In der Ausführung gemäß Fig. 8 weist der Magnetträger 54 mehrere im Abstand voneinander angeordnete Paare von Permanentmagneten 62 auf, die so angeordnet sind, daß sich jeweils ein Magnetpaar auf beiden Seiten von ausgewählten Magnetkernen 59 mit geschlossenen magnetischen Kreisen befindet. Diese Anordnung ist im wesentlichen ähnlich der nach den Fig. 2 und 3.

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Fig. 9 zeigt noch eine weitere wahlweise Ausführungs-.form der Erfindung, die allgemein mit der Bezugsziffer bezeichnet ist. Hier ist das Oberteil eines Schaltergehäuses 71 mit entgegengesetzt angeordneten Befestigungslappen 71a und 71b versehen/ wobei sich die Lappen in
diesem Fall quer zur Längsachse der in dem Gehäuse untergebrachten Magnetkerne erstrecken. Ein unteres, kernaufnehmendes Teil 72 entspricht im wesentlichen dem in Fig. gezeigten und nimmt mehrere Magnetkerne 73 mit geschlossenen magnetischen Kreisen auf Abstand voneinander auf. Steuer- und Leseleitungen sind durch die Kerne geführt und in nach unten herausstehender Art angeordnet, wie die Bezugsziffer*74

an
zeigt, um die Einführung in entsprechend geordnete Öffnungen einer gedruckten Leiterplatte oder dergleichen zu ermöglichen. In diesem Fall ist der Magnetträger 76 an einem Längsteil 77 befestigt, welches wMerum ein Knopfteil 78 aufweist. Das Längsteil 77 trägt den Magnetträger 76 und dessen zugehörige Magnete 79 zwischen zwei oder mehr Stellungen mit definierten Abständen voneinander innerhalb des Schaltergehäuses, um die Magnete 79 auf bestimmte ausgewählte der Magnetkerne 73 auszurichten. Dadurch werden dann gezielt Magnetkerne 73 gesättigt bzw. aus der Sättigung gebracht, um in der vorher beschriebenen Weise transformatorische Kopplung zwischen Steuer- und Lesedrähten zu ermöglichen.

Vorzugsweise kann bei der Ausführung gemäß Fig. 9 der Magnet-

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träger 76 und sein Längsteil 77 vollständig aus dem Inneren des Gehäuses 71 entfernt werden, so daß die Teile 76, 77, 78 und 79 gemeinsam eine Schlüsselvorrichtung 8o bilden. Die Schlüsselvorrichtung 8o kann zur Betätigung kodierter Schalteinrichtungen verwendet werden, um elektronisch bestimmte Schaltkreise zu entriegeln, die ihrerseits Türen oder dergleichen betätigen können. In diesem Fall weist die Endwand des Gehäuses 71 eine geformte öffnung, wie durch die gestrichelten Linien angedeutet, auf, um Einführung und Entfernung des länglichen Teils 77 und des daran hängenden Magnetträgers 76 zu ermöglichen.

Im vorstehenden sind einige Ausgestaltungen der Erfindung klar herausgestellt worden. Selbstverständlich sind jedoch weitere Abwandlungen und Veränderungen durchführbar, ohne den Geist und Rahmen der hier veröffentlichten und beanspruchten neuen Konzeption zu verlassen.

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Claims

P a t e η t a η s ρ r ü c h e ?

; Kontaktlose Schiebeschalteranordnung, dadurch gekennzeichnet, daß sie mehrere hintereinander im Abstand voneinander ausgerichtete Magnetkerne mit geschlossenen magnetischen Kreisen, die durch die Gegenwart oder Abwesenheit eines magnetischen Feldes magnetisch gesättigt bzw. aus der Sättigung herausgebracht werden können, aufweist, daß Steuerleitungseinrichtungen, die mit Signalerzeugungseinrichtungen verbunden werden können, durch jeden der geschlossenen Magnetkerne geführt sind, daß durch jeden der geschlossenen Magnetkerne Leseleitungseinrichtungen, die mit Signalempfangseinrichtungen verbunden werden können, geführt sind, daß ein in Längsrichtung bewegbarer Magnetträger vorgesehen ist, der für Bewegung in Richtung der gemeinsamen Achse der Magnetkerne ausgelegt ist und mehrere im Abstand voneinander an dem Magnetträger befestigte Magneteinrichtungen aufweist, wobei zwischen den Magneteinrichtungen Abstände vorgesehen sind, um in einer Stellung gezielt die Sättigung einiger bestimmter Magnetkerne und den ungesättigten Zustand bestimmter anderer Magnetkerne zu bewirken, und in einem anderen Fall die-erstgenannten Magnetkerne zu entsättigen und die bestimmten anderen Magnetkerne in die Sättigung ze bringen.

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2. Kontaktlose Schiebeschalteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetkerne in gleich—

. mäßigenifaständen entlang ihrer Längsachse angeordnet sind.
3. Kontaktlose Schiebeschalteranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetkerne ringförmig sind, und daß die Achsen durch die Mittsider ringförmigen

sie
Magnetkerne miteinander fluchten,. so-daß/die Längsachse

durch die Magnetkerne bilden.
4. Kontaktlose Schiebeschalteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein zur befestigten Aufnahme der Magnetkerne ausgelegtes Schaltergehäuse aufweist, und daß der in Längsrichtung bewegbare Magnetträger in dem Schaltergehäuse beweglich befestigt ist und eine, sich durch das Gehäuse erstreckende Betätigungseinrichtung aufweist.
5. Kpntaktlose Schiebesclialteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein zur befestigten Aufnahme der Magnetkerne ausgelegtes Schaltergehäuse aufweist, daß das Schaltergehäuse an einem Ende eine geformte öffnung hat, die so angeordnet ist, daß sie
einen im wesentlichen zur Achse durch die Magnetkerne parallelen Pfad bildet, und daß der in Längsrichtung bewegbare Magnetträger eine herausnehmbare Schlüssel-

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einheit bildet, die leicht in die geformte Öffnung eingeführt und aus dieser herausgezogen werden kann, um gezielt einige bestimmte der Magnetkerne in. die Sättigung zu bringen und bestimmte andere der Magnetkerne nicht in die Sättigung zu bringen.

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