DE2410562A1 - Schalterkonstruktion - Google Patents

Description

ILLINOIS TOOL WORKS INC₀

8501 West Higgins Road

Chicago. Illinois 6O6'3i/USA Hamburg, den 5. März

Schalterkonstruktion

Aus zug

Es wird eine erfindungsgemäße Schalterkonstruktion mit zwei Gleitflächen an einem Grundteil beschrieben. Eine Nockenfläche ist einstückig auf einer der Gleitflächen ausgeformt. Ein Rahmenteil ist über dem Grundteil angeordnet und bildet in seinem Inneren einen Hohlraum aus, in dem ein Trägerglied aufgenommen ist, welches einen bewegbaren Permanentmagneten trägt. Das Trägerglied weist auf einer Seite ein herausragendes Teil auf. An ihm ist ferner ein mit der Nockenfläche in Eingriff bringbarer Nockenfolger ausgeformt. Das Träger-

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glied besteht aus elastischem Material und besitzt einen über dem Nockenfolger ausgebildeten Schlitz, wodurch ein einstückig ausgebildeter elastischer Tragteil für den Nockenfolger vorgesehen ist. Die Schalteranordnung besitzt einen oder mehrere geschlossene Magnetkernanordnungen, durch die Ansteuer- und Abfrageleitungen verlaufen und in denen transformatorische Signalkopplung zwischen den Ansteuer- und den Abfrageleitungen nur dann auftritt, wenn die geschlossenen Magnetkernanordnungen magnetisch ungesättigt sind.

Die Erfindung betrifft Schalteranordnungen im allgemeinen und insbesondere einen Schiebeschalter mit zwei Schaltstellungen und mit Vorrichtungen zum Schalten des Schiebeträgers in eine von zwei oder mehr Stellungen.

Die Verwendung von ringförmig geschlossenen Magnetkernanordnungen als Schaltervorrichtungen hat sich in der letzten Zeit bei Festkörperschaltern durchgesetzt. Diese Art von Schalteranordnungen besitzt eine ringförmig geschlossene Magnetkernanordnung, vorzugsweise von toroidförmiger Ausbil-

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dung und besitzt ferner Ansteuer- und Abfrageieitungen, die durch diese verlaufen. Signalinformation wird auf der Ansteuerleitung zugeführt und transformatorisch auf die Abfrageleitung gekoppelt, wenn die Magnetkernanordnung ungesättigt ist. Nach EntSättigung des Kernes tritt transformatorische Kopplung des Signales zwischen den Ansteuer- und Abfrageleitungen auf. Diese transformatorische Kopplung liefert Signale, die einer Festkörperschaltvorrichtung, wie beispielsweise einem RS Flip-Flop od. dgl. zugeführt werden können, um bestimmte logische Funktionen zu steuern. Obwohl eine Festkörperschalteranordnung der erwähnten Art mit der neuen und verbesserten Sperranordnung beschrieben ist, kann auch jede andere Festkörperschalteranordnung oder mechanische Schalteranordnung in Verbindung mit der erfindungsgemäßen neuen Nockensperr-Gleitanordnung verwendet werden.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine neue und verbesserte Schalteranordnung vorzusehen, in der elastische Vorrichtungen als einstückiger Teil mit einem Nockenfolger auf einem Trägermechanismus ausgebildet sind.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine

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wirksame und zuverlässige Schalteranordnung vorzusehen, die relativ einfach und billig herzustellen ist.

Ein Merkmal der Erfindung besteht in der Verwendung einer Nockenfläche, die in einer Gleitfläche des Schalterinneren ausgebildet ist und in Eingriff mit einem Nockenfolger steht, der auf einer weiteren Gleitfläche im Schalterinneren ausgebildet ist. Der Nockenfolger ist einem Schlitz unmittelbar benachbart, der in dem Material ausgebildet ist. Das Material selbst besitzt genügend Elastizität, um eine Federvorspannung für den Nockenfolger aufrechtzuerhalten, während dieser in Kontakt mit der Nockenfläche steht.

Viele andere Ziele, Eigenschaften und Vorzüge der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung in Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen. In diesen zeigen:

Fig. 1 eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines

erfindungsgemäßen Schalters, Fig. 2 eine Explosionsdarstellung der verschiedenen Teile

der Schalteranordnung gemäß Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt durch die Schalteranordnung gemäß

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Fig. 1, woraus die Anordnung der Teile relativ zueinander ersichtlich ist,

Fig. 4 eine detaillierte Draufsicht auf den Schaltergrundteil gemäß Fig. 2,

Fig. 5 eine Seitenansicht des Grundteiles gemäß Fig. 4, Fig. 6 eine Frontansicht des Grundteiles gemäß Fig. 4, Fig. 7 eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Trägergliedes mit Darstellung des Vorsprunges und des Schlitzes, die einen einstückig ausgebildeten, federnden Nockenfolger bilden, Fig. 8 eine Ansicht des Trägergliedes gemäß Fig. 7 von unten,

Fig. 9 einen Schnitt gemäß Linie 9 - 9 in Fig. 7 und Fig.10 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schalteranordnung.

In den Figuren ist eine Schalteranordnung 10 dargestellt. Diese Schalteranordnung besitzt ein Gleitbetätigungsglied 12, das durch eine längliche Öffnung 13 in der Oberseite eines Rahmenteiles 14 ragt. Obwohl die dargestellte Ausführungsform der Schalteranordnung ein Schiebeschalter ist, können auch andere Schalteranordnungen benutzt werden. Beispielsweise kann ein Kippschalter gemäß Fig. 10 verwendet werden,

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um ein Trägerteil durch Drehbewegung von einer Stellung in eine andere Stellung zu bewegen entsprechend der manuellen Bedienung des Gleitteiles 12. Das Rahmenteil 14 besitzt zwei diametral gegenüberliegende Laschenteile 14a und 14b, in denen zu Montagezwecken dienende öffnungen 16 vorgesehen sind.

Im Hohlraum der Schalteranordnung IO ist bewegbar ein Trägerglied 18 angeordnet, das längs seiner einen Seite einen Permanentmagneten 19 trägt. Der bewegbare Permanentmagnet 19 dient zur magnetischen Sättigung oder Entsättigung einer oder mehrerer ringförmig geschlossener Magnetkernanordnungen während des Schaltvorganges. Ein Grundteil 20 ist am Boden des Rahmens 14 angeordnet und weist zwei Gleitflächen .21 und 2 2 auf, die mit entsprechend passend ausgebildeten Gleitflächen am Trägerglied 18 in Eingriff stehen. Ein Inselteil ist zwischen den Gleitflächen 21 und 22 ausgebildet und dient zum Halten zweier ringförmig geschlossener Magnetkernanordnungen 24, die von toroidförmiger Ausbildung sind, in ihrer Lage. Die ringförmig geschlossenen Magnetkernanordnungen können auch von rechteckiger oder ovaler Ausbildung anstelle von toroidförmiger Ausbildung sein.

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Eine Ansteuerleitung 26 führt durch beide Magnetkernanordnungen, während unabhängige Abfrageleitungen 27 und jeweils getrennt durch verschiedene Kerne geführt sind. Ein gemeinsames Ansteuersignal wird daher benutzt, um die notwendige Signalinformation transformatorisch auf die Abfrageleitung der magnetisch ungesättigten Kernanordnung zu koppeln. Es können jedoch auch zwei unabhängige Ansteuerleitungen und eine unabhängige oder eine gemeinsame Abfrageleitung für andere Schalterfunktionen verwendet werden.

In der dargestellten Ausführungsform hängen die Ansteuerleitung 26 und die Abfrageleitungen 27 und 28 in geeignetem Abstand von dem Grundteil 20 herab, um mehrere Verbindungsanschlußenden 25 zu bilden, die durch öffnungen einer gedruckten Schaltungsplatte hindurchgesteckt und elektrisch mit einer darauf ausgebildeten gedruckten Schaltung in einer von einer Vielzahl verschiedener Techniken verbunden werden können.

Zum Zusammensetzen der Schalteranordnung 10 sind zwei Rillen 29 und 30 an entgegengesetzten Seiten des Grundteiles 20 neben den Gleitflächen 21 und 22 vorgesehen. Diese Rillen nehmen entsprechende untere Kantenteile 31

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und 32 des Rahmenteiles 14 auf. Das Grundteil und das Rahmenteil 14 werden dann durch Verkleben oder durch Warmversiegeln miteinander verbunden, um zwischen sich den für den Träger 18 benötigten Hohlraum auszubilden.

Erfindungsgemäß ist auf wenigstens einer der Gleitflächen 21 und 22, in der dargestellten Ausführungsform auf der Gleitfläche 22, eine Nockenfläche 34 ausgebildet. Mit der Nockenfläche 34 arbeitet ein Vorsprung 36 zusammen, der sich vom Trägerglied 18 nach unten erstreckt und einen Nockenfolger bildet, der über die Nockenfläche gleitet und den Träger in einer von zwei dargestellten Stellungen verriegelt. Es können auch drei oder, mehr Wellen in der Nockenfläche 34 ausgebildet sein, und der Träger 18 kann drei oder mehr verschiedene Stoppstellen besitzen. In äußerst vorteilhafter Weise ist ein Schlitz 38 in der Nähe des Vorsprunges 36 ausgebildet, wodurch einstückig mit dem Träger 18 ein elastisches Teil des Vorsprunges 36 ausgebildet ist.

Wie am besten aus Fig. 3 ersichtlich, ist die vertikale Erstreckung des Hohlraumes zwischen dem Grundteil 20 und der oberen Wand 14c des Rahmens 14 im wesentlichen gleich

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der vertikalen Erstreckung des Trägers 18 abzüglich des
Vorsprunges 36. Der Träger 18 wird daher zur Gleitbewegung im wesentlichen vom Hohlraum umfaßt. Die obere Wand 14c des Rahmens 14 übt eine genügend große nach unten gerichtete Kraft auf den Nockenfolger und die Nockenfläche aus, so daß der Schlitz 14 auf Grund der Elastizität des Materiales
zusammengedrückt wird.

Die dargestellte Schalteranordnung benötigt keine zusätzlichen Federn oder Rollenlagervorrichtungen, um Stoppverriegelungsvorrichtungen für einen in mehrere Stellungen
schiebbaren Mechanismus vorzusehen. Das Trägerglied kann
aus geeignetem elastischem, formbarem Plastikmaterial wie beispielsweise Nylon od. dgl. bestehen.

Wie aus den Fig. 4, 5 und 6 ersichtlich, weist das Grundteil Simsteile 70 auf, auf denen die toroidförmigen Magnetkerne 24 angeordnet und festgehalten werden. Mehrere Öffnungen 71 sind im Abstand voneinander auf der Mittelachse des Inselteiles 23 des Grundteiles vorgesehen, durch die
umgekehrt U-förmig gebogene Leitungsteile gesteckt sind,
die die Ansteuer- und Abfragleitungen des Festkörperschalters darstellen.

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Die Einzelheiten des Trägergliedes 18 sind in den Fig. 7, 8 und 9 dargestellt. Hieraus ist ersichtlich, daß der Magnet 19 in einem Hohlraum 18a in seiner Lage gehalten wird. Der Magnet kann durch einen Preßsitz in dem Hohlraum 18a gehalten sein oder mit einem geeigneten Klebstoff verleimt sein. In der dargestellten Ausführungsform besitzt der Vorsprung 36 abgeschrägte Seitenwandteile 36a und 36b, um einen geringen Kontaktflächenbereich gegenüber der Nockenfläche 34 zu gewährleisten.

In Fig. 10 ist eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schalteranordnung dargestellt. Dieser Schalter 60 besitzt im wesentlichen dieselbe Nockenfläche und dieselbe Nockenfolgeranordnung, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist. Er besitzt ebenfalls den über dem Nockenfolger ausgebildeten Schlitz im Träger. In diesem Falle sind jedoch Rahmen und Grundteil zusammen als Schaltergehäuse 61 dargestellt, von dem Verbindungsteile 62 herausragen, die Teil des in dem Schaltergehäuse montierten bewegbaren Trägergliedes sind. Ein Hebel 63 ist drehbar auf zwei nach oben stehenden Tragarmen 64 gelagert und mit diesen drehbar mit Hilfe eines Querzapfens 66 verbunden. Der drehbare Betätigungshebel 63 besitzt einen unteren Teil 63a, der mit den Verbindungsteilen

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62 in Eingriff steht, um eine Schiebebewegung zu gewährleisten, die im wesentlichen mit derjenigen des Gleitbetätigungsgliedes gemäß Fig. 1 übereinstimmt. Von dem Schaltergehäuse 61 erstrecken sich mehrere Anschlußstifte 67 nach unten, die durch in entsprechendem Abstand vorgesehene öffnungen in einer gedruckten Schaltungsplatte gesteckt werden und dort mit entsprechenden Schaltungen verlötet werden.

Abwandlungen und Änderungen können vorgenommen werden, ohne die offenbarte Erfindung zu verlassen.

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Claims (7)

Patentansprüche :

1. Schalterkonstruktion, gekennzeichnet durch ein Grundteil, ein über dem Grundteil angeordnetes und mit diesen verbundenes Rahmenteil, wobei Grundteil und Rahmenteil zwischen sich einen Hohlraum ausbilden, eine in dem Hohlraum ausgebildete Nockenfläche, ein in dem Hohlraum bewegbar angeordnetes, aus elastischem Material bestehendes Trägerglied, welches einen Endwandteil besitzt, auf welchem ein Vorsprung ausgebildet ist, der einen sich nach unten erstreckenden und mit der in dem Hohlraum ausgebildeten Nockenfläche in Eingriff bringbaren Nockenfolger bildet, und einen Schlitz in dem Endwandteil des Trägergliedes, der in einem Abstand von dem Vorsprung angeordnet ist, um den Vorsprung als einstückigen Teil des Trägergliedes federnd zu tragen, wodurch der Nockenfolger federnd in Eingriff mit der Nockenfläche gedrückt wird, wenn das Trägerglied in dem Hohlraum von einer Stellung in eine andere gebracht wird.

2. Schalterkonstruktion nach Anspruch 1, weiter gekennzeichnet durch wenigstens eine in dem Hohlraum ausgebildete Gleitfläche, wobei die Nockenfläche als mittlerer Teil der

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Gleitfläche ausgebildet ist und wobei der Vorsprung einen Teil einer entsprechend dazu passenden Gleitfläche auf dem Trägerglied bildet.

3. Schalterkonstruktion nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den inneren Wandflächen des Grundteiles und des Rahmenteiles im wesentlichen die Querbewegung des Trägergliedes während seiner Längsbewegung begrenzt, um den Nockenfolger in federndem Eingriff mit der Nockenfläche zu halten.

4. Schalterkonstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rahmenteil eine längliche öffnung besitzt und daß eine Schaftvorrichtung an dem Trägerglied befestigt ist und von diesem herausragt, wobei die Schaftvorrichtung zur Bewegung des Trägers während der Schalterbetätigung durch die längliche Öffnung herausragt.

5. Schaltarkonstruktion nach Anspruch 1, weiter gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zur Aufnahme eines geschlossenen Magnetkerngliedes in dem Hohlraum, eine durch das geschlossene Magnetkernglied verlaufende Abfrageleitung und eine durch das Magnetkernglied verlaufende Ansteuerleitung,

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wobei das ringförmig geschlossene Magnetglied in Abhängigkeit von der Anwesenheit bzw. Abwesenheit eines magnetischen Feldes gesättigt bzw. ungesättigt ist und wobei ein Permanentmagnet zur gemeinsamen Bewegung mit dem Trägerglied an diesem befestigt ist, welcher Permanentmagnet in einer Stellung angrenzend an die geschlossene Magnetkernanordnung angeordnet ist und von der geschlossenen Magnetkernanordnung in eine weitere Stellung entfernt wird, um die Kernanordnung zu sättigen bzw. zu entsättigen.

6. Schalterkonstruktion nach Anspruch 5, weiter gekennzeichnet durch eine zweite geschlossene Magnetkernanordnung, wobei die Ans teuerleitung durch beide geschlossenen Magnetkernanordnungen verläuft und wobei eine zweite Abfrageleitung durch die zweite Magnetkemanordnung verläuft.

7. Schalterkonstruktion nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerleitung und die Abfrageleitungen von dem Grundteil herausragen, um in eine gedruckte Schaltungsplatte eingesteckt und mit dieser verbunden zu werden.

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