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Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schalter,
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mit einem in einem Gehäuse gegen die Wirkung einer eingebauten Feder
verschiebbaren Stößel, die eine Schulter des Stößels an einen Gehäuseabsatz drückt
und mit im Gehäuse eingebauten beweglichen Kontaktzungen, die mit aus dem Gehäuse
herausgeführten Anschlußfahnen elektrisch verbunden sind.
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Solche als Tastschalter, Umschalter, Ein-Ausschalter usw. verwendbaren
Stößelschalter sind bekannt.
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Die Kontaktzungen werden mechanisch betätigt. Zur sicheren Betätigung
ist ein maßgeblicher Stößelhub erforderlich. Die Schalter arbeiten nicht verschleißfrei.
Die Schalthäufigkeit ist begrenzt und Störungen sind insbesondere beim Einsatz in
verschmutzter Umgebung zu befürchten.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Stößelschalter zu schaffen, der
diese Nachteile nicht hat und bei dem insbesondere die Schaltzungen gegenüber der
Umgebungsatmosphäre absolut sicher geschützt sind.
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Weiterhin soll die Ansprechgenauigkeit, also insbesondere der Schaltpunkt
bezogen auf den Hub des Stößels verbessert werden.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Gehäuse
eine gasdichte Reedschaltampulle und
am Stößel ein Dauermagnet befestigt
sind.
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Eine denkbare Lösung im Rahmen der Erfindung besteht darin, daß der
Stößel seitlich ein Magnetstück trägt, das dicht benachbart dem Umfang der Reedschaltampulle
im allgemeinen längs einer Mantellinie dieser Ampulle axial bewegt werden kann.Eine
erheblich verbesserte Ausführung im Rahmen der Erfindung besteht darin, daß das
Gehäuse ein rohrförmiges Bauteil aufweist, in dem die Reedschaltampulle eingeschoben
ist und daß der Stößel mindestens einen Ringmagneten aufweist, der das rohrförmige
Bauteil umgibt. Die Reedschaltampulle ist in dem rohrförmigen Bauteil lagemäßig
fixiert.
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Im Gegensatz zu den bekannten mechanischen Schaltern bietet der erfindungsgemäße
Stößelschalter erhebliche Vorteile. Dank der hermetischen Kapselung der Schaltampulle
arbeiten die Kontakt zungen völlig verschleißfrei. Sie sind von der Umgebung abgeschlossen.
Der Schalter kann daher auch in verschmutzter Umgebung eingesetzt werden. Die Betätigung
der Kontakte erfolgt durch Magnetkraft. Der Stößel braucht diese Kraft nicht aufzubringen.
Er ist lediglich von der Rückholfeder beaufschlagt. Der Verschleiß ist wesentlich
herabgesetzt und die Genauigkeit des Einschaltpunktes wird wesentlich erhöht. Die
Ausführung mit einem Ringmagneten bringt eine weitere Einengung
der
Schalthysterese und eine besonders kompakte Bauform. Weiterhin wird die Genauigkeit
des Einschaltpunktes weiter erhöht. Außerdem läßt sich der Schalter besonders leicht
justieren.
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Ausgestaltungen der Erfindung bestehen darin, daß das rohrförmige
Bauteil ein in das Gehäuse eingefahrener Einsatz ist. Dieser Einsatz, der die Schaltampulle
enthält ist im Gehäuse in Axialrichtung verstellbar angeordnet. Er kann z.B. verschraubbar
sein, um die genaue Positionierung stufenlos vornehmen zu können. Eine besonders
vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, daß der Einsatz einen verbreiterten, insbesondere
rotationssymmetrischen Kopf aufweist, der in einer zur Rückseite hin offenen Gehäusekammer
aufgenommen ist, in welcher sich mehrere Distanzringe befinden, wobei die Gehäusekammer
von einem eingeklemmten oder verrasteten Deckel verschlossen ist, der die Kontaktfahnen
trägt. Die Distanzringe können einzeln oder gruppenweise von der Rückseite des verbreiterten
Kopfes zu dessen Vorderseite verlagert werden, sodaß der Einsatz im Gehäuse engstufig
axial verstellt werden kann.
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Weiterhin besteht eine Ausgestaltung der Erfindung darin, daß das
rohrförmige Bauteil eine Ringschulter aufweist, an der sich die Schraubenfeder abstützt,
die
das rohrförmige Bauteil umgibt und deren anderes Ende an der Stirnfläche des Ringmagneten
anliegt. Der Stößel ist vorzugsweise ebenfalls rohrförmig ausgebildet und ist in
einer durchgehenden Axialbohrung des Gehäuses verschiebbar gelagert, wobei das innere
Ende des rohrförmigen Stößels einen ringförmigen Absatz aufweist, in den oder auf
den der Ringmagnet ein-bzw. aufgeschoben ist. Die Montage des Ringmagneten am innenseitigen
Ende des Stößels ist somit sehr einfach möglich.
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Schließlich besteht noch eine Ausgestaltung darin, daß das Gehäuse
aus einem rohrförmigen Bauteil mit mehreren abgestuften Durchmessern besteht und
daß im Bereich des aus dem Gehäuse austretenden Endes des Stößels zwischen diesem
und der Gehäusewandung ein Ringkanal gebildet wird, der mit der Umgebung kommuniziert.
Etwaige Fremdstoffe, die in den Ringkanal gelangen, können durch öffnungen in der
Gehäusewand wieder austreten, insbesondere herausgedrückt werden, z.B. durch Pumpwirkung
des Stößels, indem dessen innerer Hohlraum über Radialschlitze mit dem Ringkanal
in Verbindung steht oder kommt. Der Ringkanal kann durch eine Ringnut an der Außenseite
des Stößels oder der Innenseite des Gehäuses vorgesehen sein, kann aber auch durch
die beiden stirnseitigen, ringförmigen Anlageflächen von Stößel und Gehäuse immer
erst dann gebildet werden, wenn der Stößel seine Ruheposition verläßt.
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Anhand der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel darstellt, sei die
Erfindung näher beschrieben.
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Es zeigt Fig. 1 eine Längsschnittansicht durch den neuen Stößelschalter
und Fig. 2 eine rückseitige Stirnansicht auf das verbreiterte rückseitige Ende des
Stößelschalters der Fig. 1.
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Ein rohrförmiges Gehäuse 10 mit äußerem Gewindeabschnitt 12 zum Befestigen
des Gehäuses an einer Haltewand hat eine Hauptbohrung 14, in der ein zylindrischer
Stößel 16 verschiebbar aufgenommen ist.
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An die Hauptbohrung 14 des Gehäuses 10 schließt sich am vorderen Stirnende
ein Bohrungsendabschnitt verkleinerten Durchmessers an und der Kopf 18 des Stößels
16 hat einen entsprechend verkleinerten Durchmesser, wobei eine Ringschulter 20
im Gehäuse 10 gebildet wird, die die Auswärtsbewegung des Stößels begrenzt, indem
der äußere ringförmige Absatz zwischen Stößelkopf 18 und Stößelmantel an dieser
Ringschulter zur Anlage kommt.
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Der Stößel 16 ist ebenfalls rohrförmig ausgebildet und das rückwärtige
Ende des Stößelmantels ist innenseitig
abgesetzt, sodaß ein Ringraum
größeren Durchmessers gebildet wird, in welchen zwei Ringmagneten 22 axial hintereinander
eingeschoben und in geeigneter Weise durch Klemmung und/oder Klebung befestigt sind.
Anstelle zweier hintereinanderliegender Ringmagneten kann auch ein einstückiger
Ringmagnet gleicher Axiallänge verwendet werden. Die rückwärtige Stirnfläche des
Stößels 16 schließt mit der rückwärtigen Stirnfläche des oder der Ringmagneten 22
bündig ab. An dieser gemeinsamen rückwärtigen Stirnfläche stützt sich eine Schraubenfeder
24 ab, deren anderes Ende an einem Absatz eines rohrförmigen Einsatzes 26 abgestützt
ist, und zwar hat dieser rohrförmige Einsatz 26 einen hohlen, an der vorderen Stirnseite
geschlossenen Schaft 28 und einen rückseitigen im Durchmesser verbreiterten Kopf
30. An dem zwischen Schaft und Kopf gebildeten stirnseitigen Absatz liegt die Schraubenfeder
24 an.
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An die Hauptbohrung 14 des Gehäuses 10 schließt sich rückseitig eine
dem Außendurchmesser des Kopfes 30 entsprechende Bohrung vergrößerten Durchmessers
an, die in einem entsprechend verbreiterten Gehäusekopf 32 vorgesehen ist, welche
eine Sechskant-Kontur 34 hat. Die im Durchmesser vergrößerte Gehäusebohrung
wird
durch einen Deckel 36 geschlossen, der im Gehäusekopf 32 eingerastet ist und sich
mittels stirnseitiger Vorsprünge 38 am Kopf 30 des rohrförmigen Bauteils 26 verklemmt.
Im Schaft 28 des rohrförmigen Bauteils 26 ist eine Reedschaltampulle 40 untergebracht
und lagemäßig fixiert. Die beiden stirnseitig austretenden Kontaktzungen der Reedschaltampulle
40 sind mittels Anschlußdrähten (nicht dargestellt) mit Kontaktfahnen 42 verbunden,
die am Deckel 36 angebracht sind.
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Der Kopf 30 des rohrförmigen Bauteils 26 hat eine geringere Axialerstreckung
als die sie aufnehmende Bohrung des Gehäusekopfes 32. Die Differenz wird durch Distanzringe
44 kompensiert, die in Fig.1 deckelseitig angeordnet sind. In dieser Stellung werden
die Ringmagnete 22 den Reedschalter 40 bei der kleinsten Axialbewegung des Stößels
16 betätigen. Wird ein längerer Ansprechweg gewünscht können ein oder mehrere Distanzringe
44 zwischen Ringschulter des Gehäusekopfes 32 und Ringsabsatz des rohrförmigen Bauteils
26 angeordnet werden.
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Der Stößelschalter erlaubt somit eine feinstufige Veränderung des
Schaltpunktes bezogen auf den StöBelhub.
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Der Innendurchmesser des Stößels 16 ist bei 46 veranschaulicht. Mehrere
Axialnuten, deren Böden bei 48 veranschaulicht sind führen zu Offnungsschlitzen
50, im im Durchmesser verringerten Stößel kopf. Die Schlitze 50 münden im Ringspalt
zwischen Stößelaußenfläche und Gehäuseinnenfläche und zwar im Bereich der Gehäuseringschulter
20, an der der stirnseitige Ringabsatz des Stößels (16) anliegt, wenn sich dieser
in der Ruheposition befindet. Ebenfalls in diesem Axialbereich weist der Gehäusemantel
am Umfang verteilte Radialkanäle 52 auf, die den genannten Ringspalt mit der Außenumgebung
verbinden.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel kommunizieren die Schlitze 50
mit den Radialkanälen 52,so daß der Innenraum des Stößels 16 ständig entlüftet ist.
Beim Betätigen des Stößels 16 entsteht eine Pumpwirkung aufgrund deren Luft aus
dem Stößelinnenraum in den sich zwischen Gehäuseringschulter 20 und gegenüberliegendem
Ringabsatz des Stößels 16 bildenden Ringkanal gedrückt wird, aus dem sie durch die
öffnungen 52 entweichen kann. Etwaige in den Ringspalt eingetretene Fremdstoffe
werden bei Erreichen des Ringkanals ausgespült.
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Der Stößel 16 wird vorzugsweise entgegen der Darstellung in Fig. 1
um bis zu 900 gedreht eingebaut, so daß die Schlitze 50 nun versetzt zu den öffnungen
52 liegen, der Stößelinnenraum somit in der Ruhestellung
des Stößels
gegenüber der Umgebung abgedichtet ist. Die Entlüfung mit der beschriebenen Spülwirkung
findet erst in dem Moment statt, wenn der Stößel 16 seine Ruheposition verläßt,
wobei der Ringkanal gebildet wird, der die Kommunikation nach außen herstellt.
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Die stirnseitig geschlossene Innenbohrung des Schaftes 28 des rohrförmigen
Bauteils 26 weist am vorderen Ende eine Einschnürung mit einem anschließenden Bohrungsabschnitt
verringerten Durchmessers zur Aufnahme der Kontaktzunge auf. An der Einschnürung
kommt die Reedschaltampulle 40 zur Anlage, womit eine definierte Axialstellung der
Reedschaltampulle im rohrförmigen Bauteil für die Montage gewährleistet ist. In
der Zeichnung ist die Ampulle während des Einschiebevorganges kurz vor Erreichen
dieser Endstellung dargestellt. Die Bohrung des Schaftes 28 des rohrförmigen Bauteils
26 hat einen Durchmesser gleich dem Außendurchmesser der Ampulle 40, sodaß diese
in der gewünschten Endstellung durch ausreichende Klemmung gehalten wird. Zusätzlich
kann zur Lagesicherung Klebstoff verwendet werden. Die Innenbohrung des Schaftes
28 des Rohrförmigen Bauteils 26 hat eine Axialnut 54, in welderh der Anschlußdraht
von der vorderen Kontaktzunge aufgenommen ist.
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