-
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schalter Ikijt mindestens
-
zwei in einem Gehäuse befindlichen, sich mit ihren Polflächen rriit
Abstand gegenüberliegenden Dauermagneten, wobei nsindesterIs ein Magnet in oder
an dem Betätigungsglied des Schalters befestigt ist.
-
Aus der DE-PS 23 04 744 ist bereits ein von fland betätigbarer bistabiler
elektrischer Magnetschalter bekannt. Zwar verwendet dieser Magnetschalter ebenfalls
zwei Dauermagnete, die sich mit gleichen Magnetpolen gegenüberstehen, jedoch wirts
bei dieseiii Schalter ein beweglicher Kontakt durch das Kraftfeld eines MaglIetl
n betätigt. Die Umschaltung auf das Kraftfeld des anderen Magneten erfolgt durch
die Drehung einer Abschirmplatte aus Eisen um 180".
-
Dieser Schalter hat jedoch den Nachteil, daß er relativ kompliziert
aufgebaut ist und dadurch entsprechend groß baut. Ferner ist es nachteilig, daß
eine verhältnismäßig große DrehuIlg des Drehknopfes erforderlich ist, bis der Schaltvorgang
beendet ist. Der Schalter ist somit in der Herstellung relativ teuer und die Montage
erfordert viel Zeit.
-
Aus der DE-PS 16 65 759 ist eine nagnetfeldbetätigte Kontaktanor(l-Iiung
bekannt, die für den Schaltvorgang zwei niiteinander in Wirkung stehende Dauermagnete
verwendet. Ein fest allgeordlleter Magnet wirkt auf einen magnetisierbareii Kontakt,
wobei der Magnet so dimensioniert ist, daß sein Magnetfeld gerade nicht zur Schlies
sung des Kontaktes ausreicht. Bei einer Verstärkung des Magnetfeldes durch einen
beweglichen Kontakt mit der richtigen Polung wird der Kontakt geschlossen. Bei einer
Schwächung des Magnetfeldes durch den beweglichen Kontakt mit der entsprechenden
Polung wird der Kontakt geöffnet. Diese magnetfeldbetätigte Kontaktanordnung baut
relativ groß. Ferner ist die Herstellung und die Montage relativ schwierig, da viele
Bauteile nötig sind und die Rückstellung des Tastenkopfes durch Federkraft erfolg
1.
-
Aus der DE-OS 24 49 490 ist ein Magnetschalter bekannt, bei dem eiek
troflIagnetisclIe Schaltorgane durch eine Veränderung des WirkurIL sl)erei(:ìles
des rnagnetischen Kraftfeldes geschaltet werden.
-
Die Schaltorgane sind dabei in abgedichteten geschlossenen Gehäusen
angeordnet. in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wird dazu ein Betätigungsmagnet
von Hand in die Nähe eines elektromagnetischen Schaltorgans gebracht, wodurch ein
Schaltvorgang ausgelöst wird. Beiiti Entfernen des Magneten schaltet das Schaltorgan
in die Ausgangsstellung zurück. Über den Aufbau der elektromagnetischen Schaltorgane
vermittelt die Anmeldung keine technische Lehre.
-
Nachteilig ist der umständliche Schaltvorgang, bei dem die Betätigungseinheit,
bestehend aus dem Betätigungsmagneten und einem Betätigungsknopf, seitlich in einer
u-förmigen Nut verschoben wird, da zum einen der Schaltweg relativ lang ist und
die Ein- oder Ausrastung der Betätigungseinheit eine vorsichtige Handhabung erfordert
und nicht schnell ausgeführt werden kann.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, einen elektrischen Schalter der eingangsgenannten
Art zu schaffen, der aus wenigen Bauteilen besteht und einen einfachen Aufbau aufweist.
Darüber hinaus soll der Schalter keine störanfälligen, niit hohen Festigungstoleranzen
behafteteii Federn enthalten und der Schaltraum soll umweltgeschützt abgeschlossen
sein.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß beide Magnete
beweglich innerhalb des Schalters übereinander angeordnet sind und die Kraftfelder
der Magnete ständig in Wirkung zueinander stehen.
-
Die rnit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin,
daß aufgrund des Fehlens einer Feder und dem Umstand, daß nur die beiden Magnete
uiid das Betätigungsglied beweglich sind, der Schalter gegen Störungen sicher ist.
Vorteilhaft ist ferner, daß die Schalt- bzw. Tastkraft unabhängig von der Kontaktkraft
ist.
Selbst eine sehr schnelle Betätigung des Betätigungsgliedes beeinträchtigt nicht
die Funktionstüchtigkeit. Durch die holme Schaltgeschwindigkeit wird die Bildung
von Abreißbögen bei hohen Stromstärken weitgehend vermieden bzw. vermindert, so
daß eine Erwärrnung des Schalters bei häufigem Schalten verhindert wird.
-
Von Vorteil ist ferner, daß der Schaltraum hermetisch abgeschlossen
werden kann, so daß eine Verwendung von unedlerern Werkstoff für die Kontakte möglich
ist. Ferner kann eine solche korrossionsgeschützte Ausführung einer aggressiven
Urngebung ausgesetzt werden.
-
Mit einem abgeschlossenen Schaltraurn ist auch eine Verwendung des
Schalters in explosionsgefährdeten Räumen möglich. Ein weiterer Vorteil ist das
sanfte Schaltgefühl, da kein Druckpunkt überwundt3r werden muß. Aufgrund der Verwendung
einfach geformter, symnietrischer Bauteile ist eine automatische Fertigung möglich.
Ferner kann der Schalter leicht und schnell zusammengebaut werden, da er nur aus
wenigen Bauteilen besteht.
-
Zweckmäßige Weiterbildungen des Gegenstandes nach Anspruch 1 sind
in den Unteransprüchen beschrieben. Eine Ausgestaltung des elektrischen Schalters
nach den Ansprüchen 2 und 3 erhöht die Verwendungsniöglichkeit. Um einen besonders
einfachen Aufbau zu erzielen, wird der elektrische Schalter nach den Ansprüchen
4 bis 10 ausgebildet. Die Schaltungsmöglichkeiten nach den Ansprüchen 11 und 12
können in einfacher Weise durch eine unterschiedliche Anordnung des Eisen kerns
oder der Kontakte und eine Verdrehung des Kontaktmagneten unter Beibehaltung der
Polarität erreicht werden, so daß eine Massenfertigung des Schalters möglich ist.
-
Die Verwendung rotationssymmetrischer Bauteile nach Anspruch 13 ermöglicht
eine einfache Fertigung.
-
Ausführungsfornlen der Erfindung werden nachsteIlerl l arihaiid dt:r
Zeichnungen beispielshalber beschrieben.
-
Dabei zeigt: Fig. I einen erfindungsgemäßen elektrischen Schalter
der zum Öffnen der Kontakte dient, Fig. 2 einen erfindungsgemäßen elektrischen Schalter
der zum Schließen der Kontakte dient.
-
Der in Fig. 1 abgebildete elektrische Schalter besteht aus einem Gehäuseteil
5, auf dessen Oberseite ein Deckel 8 angeordnet ist.
-
Der elektrische Sctlalter besteht im wesentlichen aus rotationssymnletrischen
Teilen. In die Mitte des Deckels 8 ist eine zylindrische Öffnung eingearbeitet,
in der ein zylindrisches Betätigungsglied 10 in Längsrictltullg verschiebbar angeordnet
ist. Das Betätigungsglied 10 ist über einen Absatz 1 in einen oberen und unteren
Teil unterteilt, wobei der obere Teil einen kleineren Durchmesser als der untere
Teil aufweist. Der Absatz 1 des Betätigungsgliedes 10 dient als Anschlag am Deckel
8 gegen ein Herausrutschen aus dem Deckel 8. In dem hohlen Innenraum des unteren
Teils des Betätigungsgliedes 10 ist ein Schaltmagnet 7 befestigt, der entweder in
das Betätigungsglied eingepreßt oder mit einem Kleber eingeklebt wird. Ferner kann
der Magnet 7 auch durch eine Schnappverbindung gehaltert werden. Zur besseren Montage
ist eine Entlüflungsbohrung 11 ini unteren Teil des Betätigungsgliedes 10 vorgesehen.
In dem Boden des Deckels 8 ist eine Scheibe 15 eingelassen, die mittig eine Gewindebohrung
16 besitzt. In diese Gewindebohrung 16 ist ein Eisenkern 6 mit einem Anschlag Ga,
der gegen die Unterseite der Scheibe 15 anliegt, eingeschraubt.
-
Das Gehäuse 5 weist ebenfalls in der Mitte eine abgestufte zylindrische
Bohrung 17 auf, wobei der obere Teil der zylindrischen Bohrung 17 den unteren Teil
des Deckels 8 und der untere Teil der zylindrischen Bohrung 17 einen Kontaktmagneten
3 aufnimrnt.
-
Der Deckel 8 ist an dem Gehäuse 5 über eine Schnappverbindung 18 getlaltert.
Dern in der unteren zylindrischen Bohrung in Längsrichtung verschiebbaren Kontaktmagneten
3 ist auf dem Boden 19
der unteren zylindrischen Bohrung 17b des
Gehäuses 5 ein Elastoirierpuffer 2 zugeordnet. Auf der dem Schaltmagneten 7 zugewandten
Polfläche des Kontaktmagneten 3 ist ein Kontakring 9 aufgeklebt.
-
Der Kontaktring 9 weist eine Öffnung für den Eisenkern 6 auf.
-
Irn zusammengebauten Zustand berühren zwei halbkreisförmige Kontakte
4a und 4b den Kontaktring 9. Die halbkreisförmige Kontaktfläche der Kontakte 4a
und 4b verringert sich nach außenhin jeweils zu einem schmalen Steg, der irn rechter
Winkel so augebogcll ist, daß er in einen zugehörigen Schlitz 13 in Gehäuse 5 eingreift.
-
Die Befestigung der Kontakte 4 erfolgt durch Preßpassung in den Schlitzen
13 des Gehäuses 5. Die Enden der Kontakte 4 sind als Flachstecker ausgebildet. Die
Toleranzen zwischen Gehäuse 5, Deckel 8 mit Scheibe 15 und Schnappverbindung 18
sind derart miteinander abgestimmt, daß die Unterseite des Deckels 8 sowie der Scheibe
15 stets gegen die Kontakte 4 anliegen. Uin eine hermetische Abdichtung des Schaltraumes
zu erreichen, befindet sich zwischen dem Gehäuse 5 und dem Deckel 8 ein Dictitring
20. Durch die lntegration der einzelnen Bauteile, in den Deckel 8 bzw. in das Gehäuse
5 ergeben sich zwei für sich vormontierbare Baugruppoii.
-
In der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform des Schalters silld die
Kontakte 4a und 4b am Boden des Gehäuses 5 angeordnet. Den Kontakten 4a und 4b ist
der auf der Unterseite des gleitbeweglichen Kontaktmagneten 3 befindliche Kontaktring
9 zugeordnet. Der Eisenkern 6 ist im Boden eines durch eine Deckelplatte 22 abgeschlossenen
Zwischenstückes 21 befestigt. Der Schaltmagnet 7 ist in analoger Weise zum Ausführungsbeispiel
nach Fig. 1 im Zwischenstück 21 und in der Deckelplatte 22 angeordnet.
-
Selbstverständlich ist es möglich, im Schalter eine an sich bekannte
Rastung wie z.B. eine Herzkurve mit zugehörigem Verriegelungsstab anzuordnen, die
das Betätigungsglied in seiner S,tlaltstellung hält.
-
I)er elektris :he Schalter arbeitet wie folgt: Bei der in Fig. 1 abgebildeten
Ausführungsform dient der Schalter zurri Öffneii der Kontakte 4. Die beiden Magnete
3 und 7 sind so irn Schalter angeordnet, daß sich gleiche Pole gegenüberstehen,
wodurch eine gegenseitige Abstoßung bewirkt wird. Der Schaltmagnet 7, der im Betätigungsglied
10 eingebettet ist, wird durch die Abstoßkraft zwischen den beiden Magneten nach
oben gedrückt. Der Absatz 1 des Betätigungsgliedes 10 liegt dabei am entsprechenden
Absatz am Deckel 8 an. Der Kontaktmagnet 3 liegt aufgrund seines :Nusammenwirkens
mit dem Eisen kern 6 mit seinem Kontaktring 9 an den Kontakten 4a und 4b unter Freilassung
eines Luftspaltes zwischen dem Kontaktmagneten 3 und dem Eisenkern 6, so daß der
Strompfad geschlossen ist. Damit diese Schaltstellung eingehalten werden kann, mufl
der Abstand zwischen dem Schaltmagneten 7 und dein Kontaktlllaglleterl 3 groß genug
sein bzw. die Haltekraft des Kontaktrnagnelen 3 am Eisenkern 6 gegenüber der Abstoßungskraft
zwischen den beiden Magneten 3 und 7 abgestimmt sein. Wird der Abstand zwischen
den beiden Magneten bei der Betätigung des Betätigungsgliedes 10 verringert, so
wird die auf den Kontaktrnagneten 3 wirkende Abstoßkraft immer größer, bis die Haltekraft
des Kontaktmagneten am Eisen kern 6 überschritten wird und der Kontaktillagnet 3
auf den Elastomerpuffer 2 im Gehäuse 5 gedrückt wird, wodurch die Verbindung zwischen
den Kontakten 4a und 4b und dem Kontaktring 9 geöffnet wird. Der am Boden des Gehäuses
5 angebrachte Elastomerpuffer 2 dient zur Stoßdämpfung. Wenn das Betätigungsglied
10 losgelassen wird, bewirkt die Abstoßkraft zwischen den beiden Magneten 3 und
7, daß der Schaltmagnet 7 in seine Ausgangsstellung zurückbewegt wird. Der Kontaktmagnet
3 wird gleichzeitig infolge der Anziehungskraft zum Eisenkern 6 zur Scheibe 15 hingezogen
und schließt die Kontakte 4a und 4b über den auf den Kontaktmagneten 3 aufgeklebten
Kontaktring 9. Das Betätigungsglied 10 ist aus Gewichtsgründen aus Kunststoff hergestellt,
so daß die Kraft für die Rückstellbewegung des Schaltmagneten relativ klein ist
und daher nur entsprechend kleine Magnete erforderlich sind.
-
Die Wirkungsweise des in Fig. 2 abgebildeten elektrischen Schalters
stellt eine Umkehrung des elektrischen Prinzips der ersten Ausführungsformdar. Bei
dieser Ausführungsform haftet der Kontaktrnagnet 3 unmittelbar am Eisenkern 6. Die
Kontakte 4a und 4b, die unterhalb des Kontaktmagneten 3 angeordnet sind, sind in
dieser Stellung nicht mit dem auf der Unterseite des Kontaktrnagneten 3 befindlichen
Kontaktring 9 in Berührung, d.h. der Strompfad ist offen. Bei einer Betätigung des
Betätigungsgliedes 10 wird der Kontaktrnagnet 3 durch die Abstoßkraft des Schaltinagnoten
7 vorn Eisenkern 6 gelöst und auf die Kontakte 4a und 4b gedrückt, wodurch der Strompfad
geschlossen wird.
-
Ein wesentlicher Vorteil dieses elektrischen Schalters besteht darin,
daß der Kontaktrnagnet in seiner Kammer abgekapselt ist und dieser Haurn hermetisch
abgedichtet werden kann. Auf diese Weise ist eine Verwendung von unedlerem Kontaktmaterial
möglich. Der Schaltraum kann, falls es notwendig ist, evakuiert und/oder riit Schutzgas
gefüllt werden. Auf diese Weise ist die Möglichkeit einer korrossionsgeschützten
Ausführungsform gegeben, so daß der Schalter in einer aggressiveil Umgebung in explosionsgefährdeten
Hä umcri eingesetzt werden kann.