DE3447363C1 - Elektrische Schaltvorrichtung - Google Patents

Elektrische Schaltvorrichtung

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DE3447363C1
DE3447363C1 DE19843447363 DE3447363A DE3447363C1 DE 3447363 C1 DE3447363 C1 DE 3447363C1 DE 19843447363 DE19843447363 DE 19843447363 DE 3447363 A DE3447363 A DE 3447363A DE 3447363 C1 DE3447363 C1 DE 3447363C1
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switching
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DE19843447363
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English (en)
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Markus O. 8022 Grünwald Schmitt-Fumian
Werner W. Dipl.-Chem. Dr.Rer.Nat. Schmitt-Fumian
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SCHMITT FUMIAN WERNER W PRIV D
Original Assignee
SCHMITT FUMIAN WERNER W PRIV D
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H36/00Switches actuated by change of magnetic field or of electric field, e.g. by change of relative position of magnet and switch, by shielding
    • H01H36/0006Permanent magnet actuating reed switches
    • H01H36/0066Permanent magnet actuating reed switches magnet being removable, e.g. part of key pencil

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  • Switches That Are Operated By Magnetic Or Electric Fields (AREA)
  • Push-Button Switches (AREA)

Description

  • Abgesehen von der sehr aufwendigen Konstruktion ist diese vorbekannte Schaltvorrichtung noch darin nachteilig, daß die elektrische Kontaktgabe über die bedienungsseitig offenen Enden der Kontaktstücke und den elektrisch leitenden Einsatz des Betätigungsglieds erfolgt, was aus Korrosionsgründen insbesondere beim Einsatz in feuchter Umgebung wegen des veränderli-
  • chen Übergangswiderstands ungünstig ist und damit ein erhebliches Sicherheitsrisiko mit sich bringt.
  • Die erforderliche Zentrierung des Betätigungsglieds beim Aufsetzen auf den Schalterkörper, die beide nicht rotationssymmetrisch ausgebildet sind, wird ferner durch einen bedienungsseitig über den Schalterkörper übergreifenden Rand des Betätigungsglieds erzielt, der wiederum zu einer Richtungsabhängigkeit der Abreißkraft führt.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der oben erläuterten Nachteile Schaltvorrichtungen der aus der US-PS 38 01 767 bekannten gattungsgemäßen Art so zu verbessern, daß das Betätigungsglied unter allen Betätigungsbedingungen mit möglichst geringer Zugrichtungsabhängigkeit der Betätigungskraft sicher abziehbar und auch leicht wieder anbringbar ist, wobei zugleich die Lebensdauer der Schaltvorrichtung erhöht sein soll.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß nach dem Kennzeichen der Nebenansprüche 1 und 2 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Das einheitliche, beiden erfindungsgemäßen Lösungen gemeinsame Prinzip beruht darauf, daß das frei bewegliche, abnehmbare Betätigungsglied am Schalterkörper durch magnetische Wechselwirkung eines Permanentmagnets mit einer weichmagnetischen Zone örtlich festlegbar ist, wobei sich der Permanentmagnet entweder im Schalterkörper oder im beweglichen Betätigungsglied befindet, das entsprechend entweder eine weichmagnetische Zone oder einen Permanentmagneten aufweist. Gemeinsam ist ferner die Verwendung von Reedkontaktschaltern (Schutzrohr- bzw. Schutzgaskontakten).
  • Der ohne auf den Reedkontaktschalter einwirkende Magnetfelder vorliegende Schaltzustand, kann je nach dem speziellen Anwendungsfall geschlossenen oder geöffneten Schaltkontakten entsprechen. Die Schalthysterese spielt ferner keine Rolle, da das bewegliche Betätigungsglied ohnehin in jedem Betätigungsfall vollständig vom ortsfesten Teil entfernt wird.
  • Im Fall des Gegenstands des Anspruchs 1, in dem das bewegliche Betätigungsglied einen Permanentmagneten aufweist, besteht der Schalterkörper im Bereich der Auflagefläche für das bewegliche Betätigungsglied mindestens teilweise aus weichmagnetischem Material, das in Form von eingesetzten Platten geeigneter Größe oder anderen Einsätzen mit bedienungsseitiger Planfläche vorgesehen sein kann, deren Planfläche als »Klebefläche« für den Permanentmagneten des Betätigungsglieds dient.
  • Beim Gegenstand des Anspruchs 2 befindet sich der Reedkontaktschalter im Bereich des Magnetfelds des im Schalterkörper vorgesehenen Permanentmagnets, der so ausgerichtet ist, daß sich der Reedkontaktschalter in einem von seinem Ruhe-Schaltzustand unter magnetfeldfreien Bedingungen abweichenden Schaltzustand befindet. Bei hinreichender Verringerung des magnetischen Flusses bzw. Kurzschließen des Permanentmagnets durch Aufsetzen des aus weichmagnetischem Material bestehenden beweglichen Betätigungsglieds auf die beiden Magnetpole bzw. Polschuhe schaltet der Reedkontaktschalter aufgrund der Feldabschirmung wieder in seinen Ruhe-Schaltzustand zurück. Durch geeignete Wahl des Reedkontaktschalters als zweipoligen Schalter oder dreipoligen Umschalter kann jeder Schaltaufgabe (Öffnen oder Schließen) Rechnung getragen werden.
  • Im Rahmen der Erfindung können auch mehrere Permanentmagnete im Schalterkörper vorgesehen sein, jedoch sind Ausführungsformen mit nur einem Permanentmagneten aus konstruktiven, herstellungstechnischen und wirtschaftlichen Gründen bevorzugt.
  • Die bedienungsseitigen Pol- bzw. Polschuhflächen der Permanentmagnete bzw. die Oberflächen der weichmagnetischen Platten oder Einsätze, die im Schalterkörper innerhalb der Auflagefläche vorgesehen sind, können in der Ebene der Auflagefläche liegen oder ihr gegenüber etwas höher angeordnet sein. Bei Höhengleichheit oder geringfügigem Vorspringen dieser Flächen in Bezug auf die Ebene der Auflagefläche »kleben« die aufgesetzten entsprechenden beweglichen Betätigungsglieder, die eine weichmagnetische Platte bzw. einen Permanentmagneten aufweisen, besonders gut, was zu hoher Haftkraft führt. Andererseits können die betreffenden Wechselwirkungsflächen im Schalterkörper auch verdeckt unterhalb der Ebene der Auflagefläche liegen, was insbesondere bei Verwendung von Kunststoffmaterialien für den Schalterkörper und Anwendung im Freien in Gegenwart von Feuchtigkeit, z. B. bei Sportbooten, vorteilhaft ist, da dann keine Korrosionsschutzmaßnahmen am Schalterkörper zu treffen sind.
  • Die Anlagefläche des Betätigungsglieds ist an die Auflagefläche im Schalterkörper in der Weise formangepaßt, daß die zur Erzielung des Schaltvorgangs beim Aufsetzen erforderliche Flächendeckung vorliegt.
  • Durch geeignete Wahl der Größe der Auflagefläche und der magnetischen Feldstärke der Permanentmagnete sowie der Dicke und Fläche der weichmagnetischen Teile kann die Haftkraft, d. h. die beim Abziehen des beweglichen Betätigungsglieds vom Schalterkörper zu überwindende Kraft, innerhalb weiter Grenzen eingestellt und die Schaltvorrichtung so dem jeweiligen Einsatzzweck angepaßt werden.
  • Die berührungslose Betätigung von Reedkontakten durch Änderung des magnetischen Flusses mit beweglichen Permanentmagneten ist für sich allgemeiner Stand der Technik (vgl. etwa Elektronik Lexikon, 2. Aufl. 1982, S.497, Stichwort Relais, Reedrelais; Lueger Lexikon der Technik, rororo Technik Lexikon, Fördertechnik und Fabrikorganisation, Band 2, S.276, Stichwort Magnet-Endschalter). Derartige Reedkontaktschalter werden in weitem Umfang technisch angewandt. Typische Einsatzbeispiele sind Näherungsschalter (DE-GM 74 23 850), druckmittelbetätigte Schalter (DE-GM 74 24 102 und DE-GM 8229493) bzw. Manometer (DE-GM 76 03 490 und DE-GM 82 29 494) sowie etwa Tastenschalter für Fernsprechgeräte und Tastaturen bzw. Keyboards von Computern (DE-OS 2546 047 und 28 22 700). Reedkontaktschalter wurden ferner z. B.
  • auch als Türschalter für Kühlmöbel mit magnetischer Türdichtungseinlage angegeben (DE-OS 29 05 698).
  • Allen diesen herkömmlichen Schalterkonzeptionen ist gemeinsam, daß das bewegliche Betätigungsglied, das ein Permamentmagnet oder eine weichmagnetische Schlußplatte sein kann, in irgendeiner Weise mechanisch zwangsgeführt ist, also nicht völlig frei beweglich und entfernbar ist.
  • Der DE-OS 29 09 448 ist ferner ein magnetisch betätigter elektrischer Schalter zu entnehmen (dortige Ansprüche 4 und 5, Fig. 4 und 5), dessen entfernbares Betätigungsglied einen Permanentmagneten aufweist und als Stecker in eine entsprechende Passung im ortsfesten Teil unter gleichzeitiger Betätigung des darin vorgesehenen Schalters eingesteckt werden kann. Die Fixierung des beweglichen Betätigungsglieds erfolgt hier rein me- chanisch in der Passung bzw. durch die Wechselwirkung des Permanentmagnets im beweglichen Betätigungsglied mit einem im ortsfesten Teil angeordneten weiteren Permanentmagneten, dessen Polschuhe zudem zugleich als Schaltkontakte dienen.
  • Aus der DE-OS 28 04 952 ist eine Vorrichtung zur Betätigung von innerhalb eines gasdichten Gehäuses wandnah angeordneten, magnetisch beeinflußbaren Schaltern bekannt, die eine Magnethaltevorrichtung mit einem Permanentmagneten aufweist, die außen in der Position des innenliegenden Schalters auf die Gehäuse--wand aufsetzbar und von ihr abnehmbar ist. Zur örtlichen Fixierung des beweglichen Betätigungsglieds in der Position des Schalters sind, wie die Fig.2 bis 5 dieser Druckschrift zeigen, in Sacklöchern mit Gewinde von außen einschraubbare Gewindeschrauben bzw.
  • Kapseln mit Permanentmagnet oder in die Schalterstellungen schwenkbare oder verschiebbare Träger mit Permanentmagneten vorgesehen.
  • Abgesehen davon, daß es sich hierbei um eine Lösung der speziellen Aufgabe handelt, Reedkontaktschalter durch ein gasdichtes Gehäuse hindurch sicher zu schalten, und die örtliche Fixierung des beweglichen Betätigungsglieds durch rein mechanische Maßnahmen erfolgt, erlaubt diese Vorrichtung wegen des nicht unmittelbar durch Zug- oder Scherkrafteinwirkung entfernbaren Betätigungsglieds keine Schnell- bzw. Notschaltung elektrischer Stromkreise, deren Zurückschalten in den Betriebszustand eines Eingriffs am ortsfesten Teil bedarf (Wiederanbringung des beweglichen, abgezogenen Betätigungsglieds nach erfolgter Betätigung).
  • Die berührungslose Betätigung von Reedkontaktschaltern durch Änderung des magnetischen Flusses durch magnetische Abschirmung des Reedkontaktschalters bzw. eines Permanentmagnets ist ebenfalls prinzipieller Stand der Technik.
  • So ist beispielsweise aus der DE-PS 29 06 522 ein magnetischer Näherungsschalter mit U-förmigem Querschnittsprofil bekannt, bei dem in einem Schenkel des U-Profils ein Reedkontaktschalter und im anderen Schenkel zwei über eine magnetische Rückschlußplatte feldmäßig miteinander verbundene Permanentmagnete angeordnet sind, die den Reedkontaktschalter durch ihr Magnetfeld in einen von seinem Ruhe-Schaltzustand ohne Magnetfeldeinwirkung abweichenden Schaltzustand schalten. Beim Hineinbewegen eines weichmagnetischen Schaltglieds in den Spalt zwischen den Schenkeln des U-Profils kehrt der Reedkontaktschalter aufgrund der magnetischen Abschirmung in seinen Ruhe-Schaltzustand zurück, während er beim Herausbewegen des Schaltglieds wieder in den unter magnetischer Feldeinwirkung vorliegenden Schaltzustand geschaltet wird.
  • Durch das DE-GM 78 16 830 ist schließlich ein Näherungsschalter mit einem durch benachbart angeordnete Permanentmagnete in einem von seinem Ruhe-Schaltzustand abweichenden Schaltzustand gehaltenen Reedkontaktschalter bekanntgeworden, der zur stationären Anbringung an Türen und Rolläden von Feuerwehrfahrzeugen vorgesehen ist und durch ein in der betreffenden Tür oder einer Rolladenlamelle vorgesehenes weichmagnetisches Eisenstück bei Annäherung in sein nen Ruhezustand geschaltet wird.
  • Den auf der Betätigung eines Reedkontaktschalters durch Änderung des magnetischen Flusses mit einem beweglichen weichmagnetischen Betätigungsglied beruhenden herkömmlichen Schaltvorrichtungen ist -ebenso wie den oben erläuterten Vorrichtungen mit Permanentmagneten als Betätigungsglied - gemeinsam, daß das Betätigungsglied mechanisch zwangsgeführt und nicht frei beweglich und vollständig entfernbar ist, so daß sie mit quickstopartigen Schaltvorrichtungen der der vorliegenden Erfindung zugrundeliegenden Art gattungsmäßig nicht vergleichbar sind, zumal in diesen Fällen aufgrund der Zwangsführung keine spezielle örtliche Fixierung des beweglichen Betätigungsglieds als solches erforderlich und daher auch nicht vorgesehen ist. Ferner wird bei Näherungsschaltern ein Annäherungsvorgang dynamisch erfaßt, der bei einer bestimmten geometrisch vorgegebenen örtlichen Zuordnung zwischen ortsfestem Teil und beweglichem Betätigungsglied einen Schaltvorgang auslöst, bei dem auch die Schalthysterese eine Rolle spielt, während es bei den hier gattungsmäßig zugrundliegenden quickstopartigen Schaltern nur auf die Erfassung eines quasistationären Schaltzustands ankommt, bei dem die Schalthysterese irrelevant ist, wobei nach jedem Abschaltvorgang das bewegliche Betätigungsglied von der Bedienungsperson wieder auf die Auflagefläche des ortsfesten Teils aufgesetzt werden muß.
  • Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen gemäß den F i g. 2 bis 4 näher erläutert; es zeigt F i g. 2 eine Schaltvorrichtung nach Anspruch 1 in einer Draufsicht auf die Bedienungsseite (F i g. 2A) bzw.
  • im Querschnitt längs der Linie XX' in Fig.2A (Fig. 2B); F i g. 3 eine Schaltvorrichtung nach Anspruch 2 in einer Draufsicht auf die Bedienungsseite (F i g. 3A) bzw.
  • im Querschnitt längs der Linie XX'in F i g. 3A (Fig. 3B) bzw. eine Detaildarstellung des im Schalterkörper vorgesehenen Permanentmagnets (F i gs3C) und Fig.4 eine alternative Ausführungsform des Schalterkörpers der Schaltvorrichtung nach Anspruch 2 in einer Draufsicht auf die Bedienungsseite.
  • Die in Fig.2 gezeigte Ausführungsform nach Anspruch 1, die in Fig. 2A in einer Vorderansicht von der Bedienungsseite her und in F i g. 2B im Querschnitt längs der Linie XX' von F i g. 2A dargestellt ist, weist einen im Inneren des Schalterkörpers 19 angeordneten Reedkontaktschalter 24 auf, dessen Zungenkontakte unterhalb der Auflagefläche 15 liegen und so ausgerichtet sind, daß sie durch einen auf die Auflagefläche 15 aufgesetzten Permanentmagneten 14, der im beweglichen Betätigungsglied 13 vorgesehen ist, in einen von ihrem Ruhe-Schaltzustand abweichenden Schaltzustand geschaltet sind. Der Permanentmagnet 14 wird in auf die Auflagefläche 15 aufgesetztem Zustand von einer oder mehreren in der Auflagefläche 15 vorgesehenen weichmagnetischen Platten 17 magnetisch festgehalten.
  • Die weichmagnetischen Platten 17 sind dabei form- und flächenmäßig so ausgebildet, daß sie einerseits den Durchgriff des Magnetfelds des Permanentmagnets 14 in auf den Schalterkörper 19 aufgesetztem Zustand auf den darunterliegenden Reedkontaktschalter 24 nicht stören, jedoch andererseits zugleich eine ausreichend feste Fixierung des Permanentmagnets 14 ergeben.
  • Die weichmagnetische Platte 17 kann beispielsweise, wie in Fig. 2A, die Form eines Rings besitzen. Alternativ können als weichmagnetische Platten 17 ein oder mehrere Kreissegmente bzw. Kreissektoren vorgesehen sein, wie dies in F i g. 2A gestrichelt dargestellt ist.
  • Auch die Köpfe weichmagnetischer Flachkopfschrauben eignen sich günstig als weichmagnetische Einsätze.
  • Bedienungsseitig sichtbare weichmagnetische Platten 17 sind vorzugsweise so ausgebildet, daß sie durch ihre Form die Außenkontur der Auflagefläche 15 erkennen lassen, bei einem runden beweglichen Betätigungsglied 13 z. B. in Form eines Rings, von Kreissegmenten, Kreissektoren u. dgl.
  • Bei ausreichend starkem Zug am beweglichen Betätigungsglied 13, z. B. über eine Schnur als Verbindung 10, deren anderes Ende analog zu F i g. 1 etwa mit einer Druckknopfverbindung 11 und einem Armband 12 am Körper einer Bedienungsperson befestigbar ausgebildet sein kann, wird das Betätigungsglied 13 vom Schalterkörper 19 als ortsfestem Teil 1 gelöst und fällt ab, wobei der Reedkontaktschalter 24 wieder in seinen Ruhe-Schaltzustand unter magnetfeldfreien Bedingungen zurückkehrt.
  • Fig.3 betrifft eine besonders bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung, wobei in F i g. 3A eine Draufsicht, in F i g. 3B ein Schnitt längs der Linie XX' in Fig.3A und in Fig.3C der gleichzeitig zu Schalt- und Haftzwecken dienende Permanentmagnet 20 dargestellt sind.
  • Der Permanentmagnet 20 ist im Schalterkörper 19 als ortsfester Teil 1 neben dem Reedkontaktschalter 24 im Beeinflussungsbereich seiner Schaltkontakte so angeordnet, daß diese sich durch sein Magnetfeld in dem vom Ruhe-Schaltzustand unter magnetfeldfreien Bedingungen abweichenden Schaltzustand befinden. Die Polschuhflächen 21 liegen dabei in der Ebene der Auflagefläche 15 oder etwas höher, um ein »Kleben« des aufgesetzten beweglichen Betätigungsglieds 13 zu ermöglichen, das aus einer weichmagnetischen, als Lasche mit Öse ausgebildeten Platte 22 besteht, deren Anlagefläche 23 größen- und formmäßig der Auflagefläche 15 entspricht.
  • Durch das Aufsetzen der weichmagnetischen Platte 22 auf die Polschutflächen 21 in der Auflagefläche 15 wird das Magnetfeld des Permanentmagnets 20 kurzgeschlossen, so daß aufgrund der damit verbundenen Verringerung des magnetischen Flusses der Reedkontaktschalter 24 in seinen unter magnetfeldfreien Bedingungen vorliegenden Ruhe-Schaltzustand zurückkehrt.
  • Der bei der Schaltvorrichtung der F i g. 3A, 3B verwendete Permanentmagnet 20 ist in F i g. 3C perspektivisch dargestellt. Er besteht aus einem gesinterten oder kunststoffgebundenen Permanentmagneten 25 und zwei zur Verdeutlichung davon abgehobenen Polschuhen 26, die in montiertem Zustand in der Auflagefläche 15 etwas gegenüber der Stirnfläche des Permanentmagnets 25 hervorstehen.
  • Derartige Magnete sind handelsüblich. Gleiches gilt für die Reedkontaktschalter, die je nach Einsatzzweck als zweipolige Schalter oder dreipolige Umschalter für verschiedene Belastungen erhältlich sind.
  • Es können auch beliebige andere Permanentmagnete verwendet werden, mit denen ein Reedkontaktschalter geschaltet werden kann, und die zugleich eine Pol- bzw.
  • Polschuhfläche zur Fixierung des beweglichen Betätigungsglieds besitzen.
  • Die Schaltvorrichtungen, bei denen das Betätigungsglied aus einer weichmagnetischen Platte besteht, können im Schalterkörper auch mehrere Permanentmagnete aufweisen, wodurch sich die Haftkraft in weitem Bereich variieren und einstellen läßt.
  • Die Ausführungsform von F i g. 3 ist besonders vorteilhaft, weil sie bei sehr geringer Größe des Schalterkörpers wie auch des beweglichen Betätigungsglieds einfachsten Aufbau besitzt, entsprechend wirtschaftlich günstig hergestellt werden kann, sehr leicht bedienbar ist und hohe Betriebszuverlässigkeit aufweist Der in F i g. 4 dargestellte ortsfeste Teil 1 der Schaltvorrichtung unterscheidet sich von der Ausführungsform der F i g. 3 darin, daß zwei Permanentmagnete 20 vorgesehen sind, die zu beiden Seiten des Reedkontaktschalters 24 so versetzt und mit umgekehrter Polarität im Körper 19 des ortsfesten Teils 1 angeordnet sind, daß sie, ggfs. mit Hilfe einer an der von der Bedienungsseite abliegenden Seite angeordneten Rückschluß platte, den Reedkontaktschalter 24 in seinen vom Ruhe-Schaltzustand unter magnetfeldfreien Bedingungen abweichenden Schaltzustand schalten, der beim Aufsetzen des aus einer entsprechend formangepaßten weichmagnetischen Platte bestehenden beweglichen Betätigungsglieds auf die Auflagefläche 15 aufgrund der magnetischen Flußverringerung wieder in seinen Ruhe-Schaltzustand zurückkehrt Durch diese Anordnung wird, falls für den betreffenden Anwendungsfall erforderlich, ähnlich wie bei den Schaltvorrichtungen der F i g. 2 und 3, eine noch festere reversible Fixierung des beweglichen Betätigungsglieds erreicht.
  • Das bewegliche Betätigungsglied 13 der Schaltvorrichtungen kann nicht nur eine Bohrung oder Öse zur Befestigung einer flexiblen Verbindung 10, etwa mit Druckknopfverbindung 11 und Armband 12, wie in F i g. 1 dargestellt, aufweisen; sondern alternativ für andere Einsatzzwecke auch mit einem Ringhaken, einem Handgriff oder anderen Betätigungseinrichtungen versehen sein.
  • Der Permanentmagnet 14 des bewegliehen Betätigungsglieds 13 ist ferner vorteilhaft mit einem Kunststoffmantel überzogen, der die Anlagefläche 18 freiläßt, wodurch neben Korrosionsschutz praktisch beliebige Formgebungen des beweglichen Betätigungsglieds möglich sind.
  • Die Schaltvorrichtungen sind in beliebiger Einbaulage verwendbar. Sie eignen sich für Sicherheits-, Schutz-und Notschaltungen elektrischer Stromkreise, bei denen z B. ein zunächst irreversibler Abschaltevorgang durch Entfernung des beweglichen Betätigungsglieds ausgelöst werden soll, und der Wiedereinschaltvorgang durch Wiederaufsetzen des beweglichen Betätigungsglieds vorgenommen wird, beispielsweise zur Sicherung von Maschinen, elektrischen Geräten und Anlagen, und insbesondere als Quickstop-Schaltvorrichtung für Boote aller Art, insbesondere für Sportboote.
  • Die Schaltvorrichtungen sind wegen des im Inneren des Schalterkörpers 19 vorgesehenen Reedkontaktschalters 24 nicht nur außerordentlich betriebssicher, sondern auch in einfacher Weise korrosionsgeschützt ausführbar, etwa durch Verwendung rostfreier weichmagnetischer Platten 17 oder 22 bzw. korrosionsbeständiger oder korrosionsgeschützter Permanentmagnete.
  • Sie zeichnen sich ferner durch eine hohe Unempfindlichkeit gegenüber Schlag und Stoßeinwirkung sowie durch hohe Lebensdauer aus.
  • Falls erforderlich, insbesondere bei verdeckt im Inneren des Schalterkörpers angeordneten Permanentmagneten bzw. weichmagnetischen Platten oder Einsätzen, ist die Auflagefläche in geeigneter Weise markiert, z. B.
  • durch farbige Kennzeichnung, im Bereich der Auflagefläche vom Material des übrigen Schalterkörpers abweichendes Material, eine Ringrippe oder Ringnut am Rand der Auflagefläche oder einen Höhenunterschied gegenüber der anschließenden bzw. umgebenden Oberfläche des Schalterkörpers.
  • Ihr Einsatz als Quickstop-Schaltvorrichtungen bei Sportbooten führt daher aus den obigen Gründen sowie wegen der unter allen Betriebsverhältnissen erheblich leichteren und sicheren Abziehbarkeit des beweglichen Betätigungsglieds als beim Stand der Technik und wegen des Fehlens von der Alterung unterliegenden Kautschukteilen zu einem außerordentlichen Sicherheitsgewinn und damit einem deutlichen technischen Fortschritt gegenüber herkömmlichen Quickstop-Einrichtungen.
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Claims (13)

  1. Patentansprüche: 1. Elektrische Schaltvorrichtung mit - einem ortsfesten Schalterkörper (19) aus einem nichtmagnetischen Material mit - einem darin vorgesehenen, von der Bedienungsseite des Schalterkörpers her betätigbaren elektrischen Schalter (24) mit einem ersten, seiner Ruhestellung entsprechenden Schaltzustand und einem zweiten, im Betätigungsfall vorliegenden Schaltzustand und - einer bedienungsseitig am Schalterkörper (19) vorgesehenen planen Auflagefläche (15) und - einem Betätigungsglied (13), das - eine plane Anlagefläche (18) besitzt, deren Form der Form der Auflagefläche (15) des Schalterkörpers (19) angepaßt ist, - mit seiner Anlagefläche (18) auf die Auflagefläche (15) aufsetzbar ist, durch das Magnetfeld eines oder mehrerer Permanentmagnete daran gehalten wird und unter Einwirkung von am Betätigungsglied (13) angreifenden Zugkräften vom Schalterkörper (19) vollständig entfernbar ist und - in mit dem Schalterkörper (19) verbundenem Zustand mit dem Schalter (24) durch das Feld des/der Permanentmagnete so zusammenwirkt, daß der Schalter (24) in den zweiten Schaltzustand geschaltet ist, der sich bei entferntem Betätigungsglied (13) im ersten Schaltzustand befindet dadurch gekennzeichnet, daß (A) der Schalterkörper (19) (Al) innerhalb der Auflagefläche (15) einen oder mehrere weichmagnetische(n) Einsatz (Einsätze) (17) mit bedienungsseitiger Planfläche und (A2) als Schalter (24) einen Reedkontaktschalter aufweist, der in bezug auf die Auflagefläche (15) so angeordnet ist, daß der (die) darin vorgesehene(n) weichmagnetische(n) Einsatz (Einsätze) (17) den Durchgriff des Magnetfelds nicht stören, und (B) das Betätigungsglied (13) den/die Permanentmagnete (14) enthält und an dem/den weichmagnetischen Einsatz (Einsätzen) (17) magnetisch haftet (F i g. 2A, 2B).
  2. 2. Elektrische Schaltvorrichtung mit - einem ortsfesten Schalterkörper (19) mit - einem darin vorgesehenen, von der Bedienungsseite des Schalterkörpers (19) her mittels des Magnetfeldes eines oder mehrerer Permanentmagneten betätigbaren elektrischen Schalter (24) mit einem ersten, seiner Ruhestellung entsprechenden Schaltzustand und einem zweiten, im Betätigungsfall vorliegenden Schaltzustand und - einer bedienungsseitig am Schalterkörper (19) vorgesehenen planen Auflagefläche (15), innerhalb deren der (die) mit planen Polflächen oder Polschuhflächen (21) versehenen Permanentmagnete (20) vorgesehen sind, und - einem Betätigungsglied (13), - das eine weichmagnetische Platte (22) mit einer planen Anlagefläche (23) aufweist, - mit seiner Anlagefläche (23) auf die Auflagefläche (15) aufsetzbar ist, durch das Magnetfeld des/der Permanentmagnete (20) daran gehalten wird und unter Einwirkung von am Betätigungsglied (13) angreifenden Zugkräften vom Schalterkörper (19) vollständig entfernbar ist, und - dessen weichmagnetische Platte (22) in mit dem Schalterkörper (19) verbundenem Zustand den Schalter (24) durch Kurzschluß des Magnetfelds des/der Permanentmagnete (20) in seinem den magnetfeldfreien Bedingungen entsprechenden zweiten Schaltzustand geschaltet hält, der sich bei entferntem Betätigungsglied (13) im ersten Schaltzustand befindet, dadurch gekennzeichnet, daß - der Schalterkörper (19) als Schalter (24) einen Reedkontaktschalter aufweist, - die Polflächen bzw. Polschuhflächen (21) in einer Ebene parallel zur Auflagefläche (15) liegen, und - die Auflagefläche (15) im Bereich der Polflächen bzw. Polschuhflächen (21) des/der Permanentmagnete (20) vorgesehen ist (F i g. 3A, 3B).
  3. 3. Schaltvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Polflächen bzw. Polschuhflächen (21) des/der Permanentmagnete (20) in der Auflagefläche (15) liegen oder ihr gegenüber bedienungsseitig herausragen.
  4. 4. Schaltvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Polflächen bzw. Polschuhflächen (21) des/der Permanentmagnete (20) unterhalb der Ebene der Auflagefläche (15) liegen und verdeckt sind.
  5. 5. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der als weichmagnetische Platten (17) ausgebildeten Einsätze gegenüber der Ebene der Auflagefläche (15) vertieft und verdeckt oder erhöht ist.
  6. 6. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Permanentmagnet (14) des beweglichen Betätigungsglieds (13) ein flach zylindrischer Magnet oder ein Topfmagnet ist, dessen runde Polfläche (18) der Auflagefläche (15) des ortsfesten Teils (1) entspricht
  7. 7. Schaltvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Betätigungsglied (13) eine Öse aufweist.
  8. 8. Schaltvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Permanentmagnet (14) mit einer Ummantelung aus nichtmagnetischem Material versehen ist.
  9. 9. Schaltvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ummantelung aus Kunststoff besteht.
  10. 10. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die weichmagnetische Platte (22) abgewinkelt und mit einer Bohrung bzw. Öse versehen ist.
  11. 11. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die weichmagnetische Platte (22) eine Ringöse oder einen Handgriff aufweist.
  12. 12. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Betätigungsglied (13) über eine flexible oder bewegliche Verbindung (10) mit einer Befestigungseinrichtung (11, 12) verbunden ist, die eine Befestigung am Körper einer Bedienungsperson erlaubt.
  13. 13. Schaltvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungseinrichtung aus einem Armband (12) mit Verschluß und einer daran vorgesehenen Druckknopfverbindung (11) besteht, deren lösbarer Teil an einem Ende der Verbindung (10) vorgesehen ist, deren anderes Ende am beweglichen Betätigungsglied (13) befestigt ist.
    Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 bzw. 2, die sich insbesondere zur Schnell- bzw. Notschaltung elektrischer Stromkreise eignet und einen ortsfesten Schalterkörper mit dem eigentlichen Schalter, der zwei Schaltzustände bzw. Schalterstellungen einzunehmen vermag, sowie ein bewegliches Betätigungsglied aufweist, das mit dem ortsfesten Schalterkörper lösbar verbunden ist und unter Einwirkung von Zugkräften vollständig von ihm entfernt werden kann.
    Derartige gattungsgemäße Schaltvorrichtungen sind z. B. als sog. Quickstop-Schalter bekannt, die besonders zur Notabschaltung von Motoren von Sportbooten eingesetzt werden. Der Schalterkörper ist dabei in geeigneter Weise mit dem Boot, z. B. dem Armaturenbrett, verbunden, während das bewegliche Betätigungsglied über eine flexible, bewegliche Verbindung, wie etwa über eine Schnur und ein Armband, mit dem Körper des Fahrers bzw. einer anderen im Boot befindlichen Person verbunden ist.
    In F i g. list ein solcher Quickstop-Schalter teilweise im Querschnitt schematisch dargestellt. Er weist im ortsfesten Teil 1 einen Taster 2 mit Taste 3 und elektrischen Anschlüssen 4 auf, dessen Körper in einer entsprechenden Durchgangsbohrung einer Trageplatte 5 mit einer Befestigungsmutter 6 befestigt ist. Das bewegliche Betätigungsglied 13 ist eine Kappe 7 aus einem Kautschukmaterial mit einer innenliegenden Ringnut 8, die aufgrund ihrer Elastizität auf den Taster 2 aufsetzbar ist und im aufgesetzten Zustand in eine entsprechende, formangepaßte ringförmige Rippe 9 des runden Körpers des Tasters 2 eingreift und die Taste 3 eindrückt, wodurch sich der Taster 2 in einem von seinem Ruhe-Schaltzustand abweichenden Schaltzustand befindet.
    An der Kappe 7 ist z. B. über eine Öse eine bewegliche, flexible Verbindung 10, z. B. eine Schnur, befestigt, deren anderes Ende, beispielsweise über eine zugfeste Druckknopfverbindung 11, mit einem Armband 12 verbunden ist, das von der betreffenden Bedienungsperson am Arm getragen wird.
    Wenn beispielsweise bei einem mit einem solchen Quickstop-Schalter ausgerüsteten Motorboot der damit gesicherte Fahrer in einer Notsituation die Herrschaft über das Boot verliert, z. B. nach hinten umfällt oder über Bord fällt, wird über die Verbindung 10 die Kappe 7 vom Taster 2 im ortsfesten Teil 1 abgerissen, wobei die Taste 3 freigegeben wird, und der Taster 2 in seinen Ruhe-Schaltzustand zurückkehrt. Wenn die beiden Anschlüsse 4 etwa mit den Primäranschlüssen der Zündspule des Motors verbunden und die Kontakte des Tasters 2 im Ruhe-Schaltzustand geschlossen sind (sog.
    AUS-Taster), oder der Taster ein ElN-Taster mit im Ruhe-Schaltzustand offenen Kontakten z. B. in den Primärkreis der Zündspule eingeschaltet ist, wird auf diese Weise der Motor durch das Abreißen der Kappe 7 abgeschaltet und kann erst wieder in Betrieb genommen werden, wenn die Kappe 7 wieder auf den Taster 2 aufgesetzt ist.
    Derartige herkömmliche Quickstop-Schalter weisen gravierende Nachteile auf: So ist z. B. die Kappe 7 nur dann einigermaßen glatt abzuziehen, wenn die Zugkraft etwa in Richtung der Längsachse des Tasters 2 einwirkt.
    Bei schrägem Zug ist die zum Abziehen der Kappe 7 erforderliche Kraft erheblich höher als bei Zug in Richtung der Längsachse des Tasters, so daß das Sicherheitsrisiko des Abreißens der Verbindung 10 oder des Ausreißens der Öse an der Kappe 7 besteht. Ein weiterer erheblicher Nachteil liegt in dem Umstand, daß die Kappe 7, damit sie überhaupt von der ringförmigen Rippe 9 des Tasters 2 abgezogen werden kann, hinreichend flexibel bzw. elastisch sein muß, weshalb sie aus einem Kautschukmaterial hergestellt wird. Übliche Kautschukmaterialien, mit Ausnahme der teuren Siliconkautschuke, altern jedoch unter Einwirkung von UV-Strahlung an feuchter Luft und werden spröde und weisen demgemäß keine zufriedenstellende Lebensdauer auf, wodurch wiederum die Betriebssicherheit solcher Quickstop-Schalter beeinträchtigt wird.
    Aus der US-PS 38 Ol 767 sind gattungsgemäße Schaltvorrichtungen mit einem abziehbaren und über eine flexible Verbindung am Körper einer Bedienungsperson befestigbaren Betätigungsglied bekannt, das durch magnetische Wechselwirkung am Schalterkörper festgehalten wird. Den dortigen F i g. 11 bis 13 sowie Spalte 4, Z. 51, bis Spalte 5, Z. 36, ist insbesondere eine als Umschalter wirkende Schaltvorrichtung zu entnehmen, bei der in einem Schalterkörper drei Kontaktstükke angeordnet sind, zwischen denen zwei elektrisch nichtleitende Permanentmagnete mit seitlichen Polen vorgesehen sind. Im Inneren des Schalterkörpers ist eine weichmagnetische Kontaktwippe so angeordnet, daß sie unter dem Einfluß des Magnetfelds der Permanentmagnete die ins Innere des Schalterkörpers ragenden Enden von zwei der drei Kontaktstücke gegen die Federwirkung ihrer Halterung überbrückt. Beim Aufsetzen des Betätigungsglieds auf die aus dem Schalterkörper bedienungsseitig nach außen ragenden Kontaktstücke, deren Stirnflächen etwas oberhalb der Ebene der Auflagefläche liegen, werden diese durch einen im Betätigungsglied vorgesehenen elektrisch leitenden Einsatz miteinander verbunden, wobei gleichzeitig durch Kurzschließen des Magnetfelds der Permanentmagnete die Kontaktwippe von den inneren Enden der zwei von ihr verbindbaren Kontaktstücke abgehoben wird.
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