DE29617781U1 - Magnetic switch - Google Patents
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Description
ALRE-IT Regeltechnik GmbH 660/96ALRE-IT Control Technology GmbH 660/96
Turmstr. 70 6.Okt.1996Turmstr. 70 6.Oct.1996
10 507 Berlin10 507 Berlin
MagnetschalterMagnetic switch
Die vorliegende Neuerung bezieht sich auf einen Magnetschalter gemäss den einleitenden Teilen der unabhängigen Schutzansprüche. Solche Magnetschalter befinden sich in mehreren Ausführungen auf dem Markt und sind mithin als bekannt vorauszusetzen.The present innovation relates to a magnetic switch according to the introductory parts of the independent protection claims. Such magnetic switches are available in several versions on the market and are therefore presumed to be known.
Diese bekannten Ausführungen werden auch für bimetallgesteuerte Zweipunkt-Raumtemperaturregler eingesetzt und leiden dann unter dem Mangel, dass bei der vorgegebenen kleinen Baugrösse des gesamten Temperaturreglers und somit auch des Magneten des Schalters dieser aufgrund der sehr kurzen^.Entfernung des Magneten zur Wurzel des Schaltkontaktes nicht ohne weiteres die notwendige Anzugskraft aufbringen kann. Weiterhin haftete dem Stand der Technik der Nachteil an, dass die Halterung des bekannten Magneten im Gehäuse recht aufwendig gestaltet war.These known designs are also used for bimetal-controlled two-point room temperature controllers and suffer from the disadvantage that, given the small size of the entire temperature controller and thus also of the switch magnet, the switch cannot easily generate the necessary attraction force due to the very short distance of the magnet to the root of the switching contact. The state of the art also had the disadvantage that the mounting of the known magnet in the housing was quite complex.
Der Neuerung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen Magneten für einen ,Schalter zu schaffen, der bei extrem kleinen Abmessungen eine sehr grosse Betätigungskraft aufzubringen imstande ist und der ausserdem sehr einfach im Gehäuse gelagert werden kann.The innovation is therefore based on the task of creating a magnet for a switch that is able to apply a very large actuating force despite extremely small dimensions and that can also be stored very easily in the housing.
Der erste Teil dieser Aufgabe wird bei einem Magnetschalter der eingangs näher bezeichneten Art neuerungsgemäss durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten unabhängigen Schutzanspruches gelöst.The first part of this task is solved in accordance with the innovation in a magnetic switch of the type described in more detail above by the characterizing features of the first independent protection claim.
Hieraus resultiert der überraschende Vorteil, das es es durch die Anwendung der Neuerung möglich ist, die Baugrösse des Magnetschalters und somit auch des gesamten Raumtemperaturreglers signifikant zu verkleinern, ohne dass dies zu Lasten der Güte des Magnetschalters oder Raumtemperaturreglers geht.This results in the surprising advantage that the application of the innovation makes it possible to significantly reduce the size of the magnetic switch and thus also of the entire room temperature controller, without this being at the expense of the quality of the magnetic switch or room temperature controller.
Der zweite Teil der Aufgabe wird bei einem MagnetschalterThe second part of the task is carried out with a magnetic switch
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der eingangs näher bezeichneten Art neuerungsgemäss durch die kennzeichnenden Merkmale des zweiten unabhängigen Schutzanspruches gelöst- Hieraus resultiert der Vorteil, dass der Dauermagnet einfach in entsprechende Löcher der Schaltplatine gesteckt und ggf. verklebt wird, ohne dass weitere Konstruktionselemente zu seiner Halterung vorgesehen werden müssen.of the type described in more detail at the outset is solved in accordance with the innovation by the characterizing features of the second independent protection claim. This results in the advantage that the permanent magnet is simply inserted into corresponding holes in the circuit board and, if necessary, glued in place, without the need for additional construction elements to hold it in place.
Weitere Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen der Neuerung sind Gegenstand der weiteren abhängigen Schutzansprüche.Further embodiments and advantageous developments of the innovation are the subject of the further dependent protection claims.
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand eines Zweipunkt-Raumtemperaturreglers gemäss den Figuren 1 bis 10 der Zeichnungen näher erläutert, ohne allerdings auf diese Anwendung beschränkt zu sein. Es bedeuten:In the following, an embodiment of the invention is explained in more detail using a two-point room temperature controller according to Figures 1 to 10 of the drawings, without however being limited to this application. The meanings are:
Fig. 1 eine Frontansicht eines Raumtemperaturreglers,Fig. 1 a front view of a room temperature controller,
Fig. 2 eine Ansicht in das Gehäuse des Reglers bei abgenommenem Deckel,Fig. 2 a view into the housing of the controller with the cover removed,
Fig. 3 einen Schnitt durch den Regler entlang der s. Linie III - III in Fig. 2,Fig. 3 is a section through the regulator along the line III - III in Fig. 2,
Fig. 4 die Befestigung des Magneten in einer Schaltplatine des Reglers im Schnitt,Fig. 4 the fastening of the magnet in a circuit board of the controller in section,
Fig. 5 bis 7 drei zueinander senkrechte Ansichten des Magneten,Fig. 5 to 7 three mutually perpendicular views of the magnet,
Fig. 8 eine vergrösserte Ansicht der Schaltplatine analog Fig. 2,Fig. 8 is an enlarged view of the circuit board analogous to Fig. 2,
Fig. 9 einen Schnitt durch die Schaltplatine undFig. 9 a section through the circuit board and
Fig. 10 die Befestigung der wesentlichen Elemente des Reglers auf der Schaltplatine analog Fig. 2.Fig. 10 shows the fastening of the essential elements of the controller on the circuit board analogous to Fig. 2.
In allen zehn Figuren bedeuten gleiche Bezugszeichen jeweils die gleichen Einzelheiten.In all ten figures, the same reference symbols indicate the same details.
Ein beliebiges Gerät mit einem elektrischen Zweipunktausgang, hier ein Raumthermostat, weist ein Gehäuse 1 auf, das aus einem Unterteil 2, das unter Benutzung von Löchern 3 an einer Wand befestigt werden kann und einem Frontteil 4 besteht, die beide entlang einer Trennlinie 5 ineinandergesteckt sind. Das Frontteil 4 weist einen Sollwerteinsteller 6, Umschalter 7 und 8 sowie zwei Lichtzeichengeber 9 auf. Ein Innenraum 10 des Gehäuses 1 nimmt eine Schaltplatine 11 auf, die diverse Bauelemente, unter anderem einen Dauermag-Any device with an electrical two-point output, here a room thermostat, has a housing 1, which consists of a base 2, which can be attached to a wall using holes 3, and a front part 4, both of which are inserted into one another along a dividing line 5. The front part 4 has a setpoint adjuster 6, changeover switches 7 and 8, and two light signal generators 9. An interior 10 of the housing 1 accommodates a circuit board 11, which contains various components, including a permanent magnet.
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neten 12 eines Magnetschalters 13, trägt. Der kunststoffgebundene Dauermagnet 12 weist Vierkant-Quaderform auf, vgl. Fig. 4 bis 7 und ist aus einem Gemisch aus Neodym-Eisen-Bor mit Kunststoffpulver einteilig in Form gepresst oder gespritzt, gefertigt. Er besitzt zwei, aus dem gleichen Material bestehende, also mit ihm einteilige zylindrische Stifte 14 und 15, die über die eine Fläche 16 des Quaders mit ihren Enden 17 vorragen und zum unmittelbaren Befestigen und anschliessendem Verkleben des Dauermagneten in entsprechenden Löchern 40, die bezüglich der Stifte 14 und 15 eine Presspassung bilden, der Schaltplatine 11 dienen, vgl. Fig. 4 und 9. Der Quader des Dauermagneten ist so aufgebaut und magnetisiert, dass in Richtung der Längserstreckung 19 der Stifte 14 und 15 sich jeweils ein Süd- und Nordpol hintereinander ergeben, die mit S und N bezeichnet sind. Im Bereich des Endes 17 jedes Stiftes 14 oder 15 liegt ein anderer Pol, also an einem Stift 14 ein Nordpol, dann am anderen Stift 15 ein Südpol oder umgekehrt. Diese Polarisierungen sind durch eine ideelle mittige Magnetfeldtrennlinie 18 separiert. Somit wirken in Arbeitsrichtung 37 des Magneten jeweils ein Nord- und ein Südpol. Dies erhöht die Haftbzw. Betätigungskräfte des Magneten erheblich, weil der Aufbau eines herkömmlichen U-Magneten zweifach in einen quaderförmigen Magneten integriert ist. Ferner kann der Dauermagnet 12 auf Umschlag bestückt werden, weil sich bezüglich gegenüberliegender Flächen 16 und 20 sowie 21 und 22 bzwv.,23 und 24 jeweils ungleiche Magnetisierungspole nicht unmittelbar gegenüberliegen, sondern um die halbe Bauhöhe 36 entsprechend dem Abstand der ideellen Magnetfeldtrennlinie 18 zu einer der Flächen 16 oder 20 des Magneten versetzt sind. Auf den Flächen 21 und 22, also in Einbaulage oben und unten, da die Schaltplatine in der Einbaulage - vgl. Fig. 1, 2 oder 4 - senkrecht lagert, liegen sich einseits Nord-Südpol / andererseits Süd-Nordpol gegenüber. Der Dauermagnet 12 könnte auch aus einzelnen separat vormagnetisierten und dann miteinander verklebten Segmenten bestehen.nets 12 of a magnetic switch 13. The plastic-bonded permanent magnet 12 has a square cuboid shape, see Fig. 4 to 7, and is made from a mixture of neodymium-iron-boron with plastic powder, pressed or injected into shape as a single piece. It has two cylindrical pins 14 and 15 made from the same material, i.e., one piece with it, which protrude over one surface 16 of the cuboid with their ends 17 and serve for the direct fastening and subsequent gluing of the permanent magnet in corresponding holes 40, which form a press fit with respect to the pins 14 and 15, of the circuit board 11, see Fig. 4 and 9. The cuboid of the permanent magnet is constructed and magnetized in such a way that in the direction of the longitudinal extent 19 of the pins 14 and 15 there is a south and a north pole, one behind the other, which are designated S and N. In the area of the end 17 of each pin 14 or 15 there is a different pole, i.e. a north pole on one pin 14, then a south pole on the other pin 15 or vice versa. These polarizations are separated by an ideal central magnetic field dividing line 18. Thus a north and a south pole act in the working direction 37 of the magnet. This considerably increases the adhesive or actuating forces of the magnet because the structure of a conventional U-magnet is integrated twice into a cuboid-shaped magnet. Furthermore, the permanent magnet 12 can be equipped on its face because with regard to opposite surfaces 16 and 20 and 21 and 22 or v , 23 and 24 the unequal magnetization poles are not directly opposite each other but are offset by half the height 36 corresponding to the distance of the ideal magnetic field dividing line 18 to one of the surfaces 16 or 20 of the magnet. On the surfaces 21 and 22, i.e. in the installation position at the top and bottom, since the circuit board is positioned vertically in the installation position - see Fig. 1, 2 or 4 - the north-south pole on the one hand and the south-north pole on the other hand are opposite each other. The permanent magnet 12 could also consist of individual segments that are pre-magnetized separately and then glued together.
Ferner nimmt die Schaltplatine 11 einen Anker 25 aus Weicheisen auf, der an einem Thermobitallblechstreifen 26 befestigt ist. Beiderseits des Ankers sind je ein feststehender Kontakt 27 und 28 vorgesehen, gegen die sich der als Wurzel fungierende Bimetallstreifen 26 zusammen mit dem Anker 25 als beweglicher Kontakt 38 anlegen kann. Ein Verstellhebel 29 gleitet auf einer Kurvenscheibe 30, die zusammen mit dem Sollwerteinsteller 6 und einem Lagerbolzen 35 verschwenkbar gestaltet sind. An den Anker 25 ist ein flexibler Stromleiter 31 angeschlossen, als anderer Stromleiter dienen Anschlüsse an die Kontakte 27 und 28, die aus Metallträgern 44 bestehen, die gleichzeitig auch die elektrische und mechanische Verbindung zur Schaltplatine bewirken. Die Kontaktierung ist mithin als Umschalter ausgeführt, könnte aber ebenso als Arbeits- oder Ruhekontakt geschaltet sein. Zwei Kondensatoren 32 und 33 sind auf der Schaltplatine 11The circuit board 11 also accommodates an armature 25 made of soft iron, which is attached to a thermobital sheet strip 26. On both sides of the armature, a fixed contact 27 and 28 are provided, against which the bimetal strip 26, which acts as a root, can rest together with the armature 25 as a movable contact 38. An adjustment lever 29 slides on a cam disk 30, which is designed to be pivotable together with the setpoint adjuster 6 and a bearing bolt 35. A flexible current conductor 31 is connected to the armature 25, and the other current conductors are connections to the contacts 27 and 28, which consist of metal supports 44, which also provide the electrical and mechanical connection to the circuit board. The contact is therefore designed as a changeover switch, but could also be connected as a working or resting contact. Two capacitors 32 and 33 are on the circuit board 11.
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zusätzlich angeordnet und dienen der Funkentstörung. Alle Stromleiter und sonstigen Anschlüsse der Schaltplatine 11 sind an eine Mehrfachanschlussklemme 34 geführt.additionally arranged and serve to suppress radio interference. All current conductors and other connections of the circuit board 11 are led to a multiple connection terminal 34.
Der Dauermagnet 12 wirkt in Verbindung mit dem Anker 25 und den Kontakten 27 und 28 als Bestandteil der Baugruppe Thermobimetallstreifen 26 als Erzeuger eines Sprungverhaltens des temperaturabhängigen Schalters. Nähert sich nämlich der Anker 25 aufgrund einer Bewegung des Bimetallstreifens 26 dem Dauermagneten 12 auf eine bestimmte Entfernung, so zieht die Kraft des Dauermagneten 12 ihn sprunghaft an.The permanent magnet 12 acts in conjunction with the armature 25 and the contacts 27 and 28 as a component of the thermobimetallic strip assembly 26 to generate a jump behavior of the temperature-dependent switch. If the armature 25 approaches the permanent magnet 12 to a certain distance due to a movement of the bimetallic strip 26, the force of the permanent magnet 12 suddenly attracts it.
Die Funktion des beschriebenen Magnetschalters 13 ist Folgende: Ausgegangen wird hierbei vom Ruhezustand, das heisst, der Kontakt 25/27 ist geschlossen, der Kontakt 25/ 28 ist offen.The function of the magnetic switch 13 described is as follows: It starts from the resting state, i.e. contact 25/27 is closed, contact 25/28 is open.
Kühlt sich die Luft in dem Raum ab, an dessen Wand der Raumthermostat angeordnet ist, so folgt der Bimetallstreifen 26 dieser Abkühlung unter Krümmungsveränderung, hier Krümmungsverminderung. Hierbei gerät der Anker 25 verstärkt in den Einflussbereich der Anziehungskraft des Dauermagneten 12, so dass bei Unterschreitung einer bestimmten Mindestentfernung der Anker 25 vom Dauermagneten 12 sprunghaft angezogen wird. Hier öffnet der Kontakt 25/27, und der Kontakt 25/28 schliesst plötzlich und nicht schleichend bei überraschend genau reproduzierbaren Werten. Bei Erwärmung der Luft im Raum verläuft dieser Vorgang in entgegengesetzter Richtung aber mit genau dem gleichen Sprungverhalten des Schaltens. Der Kontakt 25/28 ist dann im Ruhezustand geschlossen, und bei Erwärmung reisst der Bimetallstreifen 26 den Anker 25 vom Dauermagneten 12 plötzlich ab.If the air in the room on whose wall the room thermostat is arranged cools down, the bimetal strip 26 follows this cooling down with a change in curvature, in this case a reduction in curvature. In this case, the armature 25 comes increasingly into the influence of the attractive force of the permanent magnet 12, so that when a certain minimum distance is undershot, the armature 25 is suddenly attracted to the permanent magnet 12. Here, the contact 25/27 opens and the contact 25/28 closes suddenly and not gradually with surprisingly precisely reproducible values. When the air in the room warms up, this process runs in the opposite direction but with exactly the same jump behavior of the switching. The contact 25/28 is then closed in the resting state, and when it heats up, the bimetal strip 26 suddenly tears the armature 25 away from the permanent magnet 12.
Aus den Figuren 8 und 9 geht der mechanische Aufbau der Baugruppe bestehend aus Bimetallstreifen 26, Anker 25 und Kontakten 38, 27 und 28 samt ihrer Befestigung an der Schaltplatine 11 näher hervor, wobei hier in Abweichung vom Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 nur ein einzelner Öffnungskontakt dargestellt ist. Die Fig. 9 zeigt einen Schnitt durch die Schaltplatine 11, wobei hier zwei erste Ausnehmungen 40 für den Dauermagneten 12 zu erkennen sind, in die der Magnet gesteckt und dann mit seiner Seite 16 gegenüber der zugewandten Oberfläche 41 der Schaltplatine 11 verklebt ist. Schliesslich sind weitere Ausnehmungen 42 der Schaltplatine 11 zu erkennen, die gesteckte Stifte 43 an den Metallträgern 44 der Kontakte 27 und 28 aufnehmen. Ferner ist eine dritte Ausnehmung 45 in der Schaltplatine 11 vorgesehen, in die ein mehrfach abgesetzter Stift 46 eingedrückt ist, der den Lagerbolzen 47 für den Sollwertversteller 6 lagert. Schlussendlich ist in der Schaltplatine 11 eine vierte Ausnehmung 48 vorgesehen, die einen Stift 49 auf-Figures 8 and 9 show the mechanical structure of the assembly consisting of bimetal strips 26, armature 25 and contacts 38, 27 and 28, including their attachment to the circuit board 11, whereby only a single opening contact is shown here, in contrast to the embodiment according to Fig. 2. Fig. 9 shows a section through the circuit board 11, whereby two first recesses 40 for the permanent magnet 12 can be seen here, into which the magnet is inserted and then glued with its side 16 opposite the facing surface 41 of the circuit board 11. Finally, further recesses 42 of the circuit board 11 can be seen, which accommodate inserted pins 43 on the metal supports 44 of the contacts 27 and 28. Furthermore, a third recess 45 is provided in the circuit board 11, into which a multi-stepped pin 46 is pressed, which supports the bearing bolt 47 for the setpoint adjuster 6. Finally, a fourth recess 48 is provided in the circuit board 11, which has a pin 49 on it.
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nimmt, der den Verstellanschluss 50 für das Bimetall 26 trägt, der von der Kurvenscheibe 30 verschoben wird. Die Stifte 46 und 49 tragen Ansätze 51 zwecks besserer Halterung in der Schaltplatine 11. Die durch die mit einer Metallkaschierung 52 versehene Oberfläche 41 ragenden Stifte 43 und 46 sind mit der Metallkaschierung zwecks elektrischer Kontaktierung verlötet.which carries the adjustment connection 50 for the bimetal 26, which is moved by the cam disk 30. The pins 46 and 49 have projections 51 for better mounting in the circuit board 11. The pins 43 and 46 protruding through the surface 41 provided with a metal coating 52 are soldered to the metal coating for the purpose of electrical contact.
Wesentlich ist also, dass die wichtigsten Elemente des Magnetschalters 13, also Dauermagnet 12, Kontakte 27 und 28 und die Befestigung sowie die Sollwertverstellung des Bimetallstreifens 26 mit Stiften in die Schaltplatine 11 gesteckt sind.It is therefore essential that the most important elements of the magnetic switch 13, i.e. permanent magnet 12, contacts 27 and 28 and the fastening as well as the setpoint adjustment of the bimetallic strip 26 are plugged into the circuit board 11 with pins.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification |
Effective date: 19970320 |
|
| R156 | Lapse of ip right after 3 years |
Effective date: 20000801 |