DE4126345C1 - Electric switch suitable for motor vehicle e.g. throttle flap, steering column or drive - assigns permanent magnets of same polarity to both ends of Hall element, one magnet being connected to adjustable actuator and other adjustable for balancing control - Google Patents

Electric switch suitable for motor vehicle e.g. throttle flap, steering column or drive - assigns permanent magnets of same polarity to both ends of Hall element, one magnet being connected to adjustable actuator and other adjustable for balancing control

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Harald 5882 Meinerzhagen De Donner
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Abstract

The electrical switch has a multi-part housing of non-magnetic material, accommodating a Hall switching package (6) which can be changed by an actuating element (3), in association with two permanent magnets arranged with like poles facing one another. The first magnet (4) is attached to the actuating element, while the second magnet (5), acting as a balancing member, is held in the housing and its distance from the switching package can be set by a screw. On one side of the actuating element, there is a projection (3a), with a chamber (7) for the first magnet and in the base (1) of the housing, in the direction of actuation, there are in succession a second chamber (9) for the Hall switching package and a third chamber (16) for the second magnet. All these parts are held in their chambers in such a way that the main surfaces of the package lie between ends of the magnets. ADVANTAGE - Has little or no hysteresis effect and switching point can be set simply.

Description

Die vorliegende Erfindung geht von einem gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches konzipierten elektrischen Schalter aus.The present invention is based on one according to the preamble of the main claim designed electrical switches.

Derartige elektrische Schalter sind dafür vorgesehen, einen elektrischen Stromkreis mit möglichst geringer Schalthysterese genau ein- bzw. auszuschalten. Solche elektrische Schalter sind z. B. für die verschiedensten Funktionen in Kraftfahrzeugen vorgesehen und werden dabei z. B. als Drosselklappenschalter, Lenkstockschalter und Getriebeschalter mit nachgeschalteter Elektronik usw. eingesetzt.Such electrical switches are intended for one electrical circuit with the lowest possible switching hysteresis switch on or off exactly. Such electrical switches are e.g. B. for various functions in motor vehicles provided and are z. B. as a throttle switch, Steering column switch and gear switch with downstream Electronics etc. used.

Durch die DE 33 33 497 A1 ist ein dem Oberbegriff des Hauptanspruches entsprechender elektrischer Schalter bekanntgeworden. Die beiden Dauermagneten sind in einem mehrteiligen Gehäuse angeordnet und liegen sich mit den dieselbe Polarisierung aufweisenden Polen mit Abstand gegenüber. Zwischen diesen Polen der beiden Dauermagneten ist ein Hall-Schaltbaustein angeordnet. Der erste Dauermagnet ist am Betätigungsglied des Schalters befestigt und der zweite Dauermagnet ist justierbar am Gehäuse gehalten. Der Abstand zwischen dem zweiten Dauermagneten und dem Hall-Schaltbaustein wird bei diesem elektrischen Schalter über ein als Stellschraube ausgebildetes Stellmittel justiert, wobei der zweite Dauermagnet direkt an der Stellschraube festgelegt ist. Zur Ansteuerung des Hall-Schaltbausteines wird der erste Dauermagnet über das Betätigungsglied parallel zur der ihm zugeordneten Hauptfläche in den Meßbereich des Hall- Schaltbausteines hineinbewegt. Bei einem derartig ausgebildeten elektrischen Schalter wird der erste am Betätigungsglied befestigte Dauermagnet somit Stück für Stück in den als Erfassungskegel ausgebildeten Meßbereich des Hall- Schaltbausteines hineingeschoben. Da jedoch der Erfassungskegel von Hall-Schaltbausteinen in seiner Wirkausdehnung nicht unerheblichen Toleranzen unterliegt, kann es dazu kommen, daß die Schalthysteresen solcher elektrischer Schalter gleicher Produktion von Schalter zu Schalter relativ unterschiedlich ausfallen und daß auch die Schaltpunkte der einzelnen elektrischen Schalter dadurch nur recht aufwendig genau eingestellt werden können.DE 33 33 497 A1 is a preamble of the Main claim corresponding electrical switch known. The two permanent magnets are in one multi-part housing arranged and lie with the poles with the same polarization at a distance across from. Between these poles is the two permanent magnets a Hall switch module arranged. The first permanent magnet is attached to the actuator of the switch and the second Permanent magnet is adjustable on the housing. The distance  between the second permanent magnet and the Hall switching module is used as a Adjusting screw trained adjusting means, the second permanent magnet is fixed directly on the set screw. The first one is used to control the Hall switch module Permanent magnet over the actuator parallel to it assigned main area in the measuring range of the Hall Switch module moved into it. With such a trained electrical switch becomes the first on the actuator attached permanent magnet piece by piece in the as Detection cone-shaped measuring range of the Hall Switch module inserted. However, since the capture cone of Hall switch modules in its effective expansion is subject to insignificant tolerances, it can happen that the switching hysteresis of such electrical switches the same Production from switch to switch relatively different fail and that the switching points of each electrical switch only very complex can be adjusted.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen eine kleine Schalthysterese aufweisenden elektrischen Schalter der eingangs erwähnten Art derart weiterzubilden, daß sich der Schaltpunkt der einzelnen elektrischen Schalter auf einfache Art und Weise genau einstellen läßt und elektrische Schalter gleicher Produktion von Schalter zu Schalter eine möglichst gleich geartete kleine Schalthysterese aufweisen.The object of the invention is a small switching hysteresis having electrical switch of the type mentioned to further develop such that the switching point of the individual electrical switch in a simple and accurate way can be set and electrical switches of the same production from switch to switch a small one of the same type as possible Have switching hysteresis.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches angegebenen Merkmale gelöst.This task is carried out in the characterizing part of the Main claim specified features solved.

Ein solcher elektrischer Schalter ist dadurch besonders vorteilhaft, weil er nur aus wenigen, einfach herzustellenden Bauteilen zusammengesetzt werden muß und dadurch besonders kostengünstig hergestellt werden kann.Such an electrical switch is special advantageous because it consists of only a few, easy to manufacture Components must be put together and therefore particularly can be produced inexpensively.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Gegenstandes sind in den Unteransprüchen angegeben und werden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Dabei zeigenFurther advantageous embodiments of the invention Subject matter are specified in the subclaims and are based on one shown in the drawing Embodiment explained in more detail. Show

Fig. 1 einen Vollschnitt durch einen elektrischen Schalter, Fig. 1 is a full sectional view of an electrical switch,

Fig. 2 einen Schnitt durch einen elektrischen Schalter gemäß der Linie A-A der Fig. 1. FIG. 2 shows a section through an electrical switch along the line AA of FIG. 1.

Wie aus der Zeichnung hervorgeht, weist ein solcher elektrischer Schalter ein aus einem Gehäusegrundkörper 1 und Gehäusedeckel 2 bestehendes, aus Kunststoff hergestelltes Gehäuse auf. In dem Gehäuse ist zwischen einem ersten an einem Betätigungsglied 3 gehaltenen Dauermagneten 4 und einem zweiten als Abgleichmittel dienenden Dauermagneten 5 ein analoge oder digitale Signale abgebender Hall-Schaltbaustein 6 angeordnet.As can be seen from the drawing, such an electrical switch has a housing made of plastic consisting of a housing base body 1 and housing cover 2 . In the housing, an analog or digital signal-emitting Hall switching module 6 is arranged between a first permanent magnet 4 held on an actuator 3 and a second permanent magnet 5 serving as a balancing means.

Das aus Kunststoff hergestellte Betätigungsglied 3 des elektrischen Schalters ist im wesentlichen stößelartig ausgebildet. Seitlich weist dieses Betätigungsglied 3 einen nasenförmigen Ansatz 3a auf, in dem eine erste für den ersten Dauermagneten 4 vorgesehene Aufnahmekammer 7 eingeformt ist. Der erste Dauermagnet 4 ist als runder Stabmagnet ausgebildet und mit seiner Mittelachse auf das Zentrum der zugewandten Hauptfläche des Hall-Schaltbausteines 6 ausgerichtet. Damit liegt die Stirnfläche des ersten Dauermagneten 4 dem als Erfassungskegel ausgebildeten Meßbereich des Hall- Schaltbausteines 6 direkt gegenüber. Der erste Dauermagnet 4 befindet sich somit permanent im Meßbereich des Hall- Schaltbausteines 6, so daß sich Toleranzen der Wirkausdehung nicht auf die Schalthysterese bzw. den Schaltpunkt auswirken. Gegen die Federkraft einer Schraubendruckfeder 8 ist das Betätigungsglied 3 auf übliche Art und Weise längsverschiebbar im Gehäuse gehalten. The actuator 3 of the electrical switch made of plastic is essentially designed like a plunger. Laterally, this actuator 3 has a nose-shaped projection 3 a, in which a first receiving chamber 7 provided for the first permanent magnet 4 is formed. The first permanent magnet 4 is designed as a round bar magnet and is aligned with its central axis to the center of the facing main surface of the Hall switching module 6 . The end face of the first permanent magnet 4 is thus directly opposite the measuring range of the Hall switching component 6, which is designed as a detection cone. The first permanent magnet 4 is thus permanently in the measuring range of the Hall switching module 6 , so that tolerances of the effective expansion do not affect the switching hysteresis or the switching point. Against the spring force of a helical compression spring 8 , the actuator 3 is held longitudinally displaceably in the housing in the usual manner.

Der Hall-Schaltbaustein 6 ist als sogenanntes Hall-IC ausgebildet und in einer zweiten in den Gehäusegrundkörper 1 eingeformten Aufnahmekammer 9 ortsfest gehalten. Die als Anschlußbeinchen ausgeführten Anschlußkontakte 10 des Hall- Schaltbausteines 6 sind an ihren freien Enden elektrisch leitend mit den Leiterbahnen einer ortsfest im Gehäusegrundkörper 1 gehaltenen Leiterplatte 11 verbunden. Außerdem sind mehrere aus dem Gehäuse nach außen geführte Anschlußstifte 12 elektrisch leitend an die Leiterbahnen der Leiterplatte 11 angeschlossen. Damit über die Anschlußstifte 12 keine Kräfte auf die Anschlußstellen der Leiterplatte 11 übertragen werden, sind in die Anschlußstifte 12 Fanglöcher 13 eingebracht, in die an den Gehäusedeckel 2 angeformte Dome 14 eingreifen. Die freien Enden der Dome 14 greifen zur positionsgenauen Befestigung der Anschlußstifte 12 am Gehäuse darüberhinaus in entsprechende Ausnehmungen 15 des Gehäusegrundkörpers 1 ein.The Hall switching module 6 is designed as a so-called Hall IC and is held stationary in a second receiving chamber 9 molded into the basic housing body 1 . The connecting contacts 10 of the Hall switching component 6, which are designed as connecting pins, are connected at their free ends in an electrically conductive manner to the conductor tracks of a circuit board 11 held stationary in the basic housing body 1 . In addition, a plurality of connecting pins 12 which are led outward from the housing are connected in an electrically conductive manner to the conductor tracks of the printed circuit board 11 . So that no forces are transmitted to the connecting points of the circuit board 11 through the terminal pins 12, 12 catch holes 13 are introduced, engage the integrally formed on the housing cover 2 dome 14 in the pins. The free ends of the domes 14 also engage in corresponding recesses 15 of the basic housing body 1 for the positionally accurate attachment of the connecting pins 12 to the housing.

In Betätigungsrichtung des Betätigungsgliedes 3 hinter der zweiten Aufnahmekammer 9 für den Hall-Schaltbaustein 6 ist eine dritte Aufnahmekammer 16 in den Gehäusegrundkörper 1 eingeformt. In dieser dritten Aufnahmekammer 16 ist der zweite, als Abgleichmittel dienende Dauermagnet 5 einstellbar gehalten. Auch der zweite Dauermagnet 5 ist durch die Anordnung in seiner Aufnahmekammer 16 mit seiner Mittelachse auf das Zentrum der zugewandten Hauptfläche des Hall-Schaltbausteines 6 ausgerichtet. Damit liegt die Stirnfläche des zweiten Dauermagneten 5 dem Meßbereich des Hall-Schaltbausteines 6 direkt gegenüber, so daß die beiden Dauermagneten 4, 5 achsausgerichtet im Gehäuse des elektrischen Schalters angeordnet sind. Der zweite Dauermagnet 5 ist mit einer als Stellschraube ausgebildeten, das Stellmittel 17 bildenden Kunststoffmasse umspritzt. In der dritten Aufnahmekammer 16 ist ein entsprechendes Gewinde eingeformt, so daß der Abstand zwischen dem zweiten Dauermagenten 5 und dem Hall- Schaltbaustein 6 über eine einfache Drehbewegung genau eingestellt werden kann. Durch die Einstellung des Abstandes zwischen dem zweiten Dauermagneten 5 und dem Hall- Schaltbaustein 6 ergibt sich gleichzeitig der genaue Schaltpunkt des elektrischen Schalters, d. h. ein Schalten des Hall-Schaltbausteines 6 erfolgt immer dann, wenn das Betätigungsglied 3 mit dem ersten Dauermagneten 4 um einen bestimmten genau definierten Betrag in Richtung auf den Hall- Schaltbaustein 6 verschoben worden ist. Eine Rückführung des Betätigungsgliedes 3 in seine Ausgangslage erfolgt dann, wenn die Betätigungskraft vom Betätigungsglied 3 genommen wird und sich die zugeordnete Schraubendruckfeder 8 entspannt. Bei der Rückführung des Betätigungsgliedes 3 erfolgt ein erneutes Schalten des Hall-Schaltbausteines 6, und zwar immer dann, wenn das Betätigungsglied 3 die beim Niederdrücken des Betätigungsgliedes 3 zum Schalten des Hall-Schaltbausteines 6 führende Position um einen sehr kleinen Betrag (Schalthysterese) überschritten hat.In the direction of actuation of the actuating member 3, behind the second receiving chamber 9 for the Hall switching module 6 , a third receiving chamber 16 is molded into the basic housing body 1 . In this third receiving chamber 16 , the second permanent magnet 5 serving as a balancing means is held adjustable. The arrangement of the second permanent magnet 5 in its receiving chamber 16 also has its central axis aligned with the center of the facing main surface of the Hall switch module 6 . So that the end face of the second permanent magnet 5 is directly opposite the measuring range of the Hall switch module 6 , so that the two permanent magnets 4 , 5 are arranged axially aligned in the housing of the electrical switch. The second permanent magnet 5 is extrusion-coated with a plastic compound formed as an adjusting screw and forming the adjusting means 17 . A corresponding thread is formed in the third receiving chamber 16 , so that the distance between the second permanent magnet 5 and the Hall switching module 6 can be set precisely by a simple rotary movement. By adjusting the distance between the second permanent magnet 5 and the Hall switching module 6 , the exact switching point of the electrical switch is obtained at the same time, that is, the Hall switching module 6 is switched whenever the actuator 3 with the first permanent magnet 4 by a certain amount exactly defined amount has been moved in the direction of the Hall switching module 6 . The actuator 3 is returned to its starting position when the actuating force is taken from the actuator 3 and the associated helical compression spring 8 relaxes. On return of the actuator 3, a re-shift of the Hall switch block 6 is carried out, namely, whenever the actuator has passed the leading upon depression of the actuator 3 for switching the Hall switch block 6 position by a very small amount (hysteresis) 3 .

Es ist somit ein elektrischer Schalter entstanden, der sich aus besonders wenigen, kostengünstig herzustellenden Bauteilen zusammensetzt. Durch die geringe Anzahl von beweglichen Bauteilen ist darüber hinaus ein elektrischer Schalter entstanden, der über hohe Stellungswechselzahlen zuverlässig die einmal eingestellte Schalthysterese bzw. den einmal eingestellten Schaltpunkt genau einhält.An electrical switch has thus arisen which is made up of particularly few, inexpensive to manufacture components put together. Due to the small number of moving Components is also an electrical switch emerged that reliable over high position change numbers the switching hysteresis set once or the once set switching point exactly.

Claims (8)

1. Elektrischer Schalter mit einem mehrteiligen Gehäuse aus magnetisch unwirksamen Material und mit einem darin angeordneten, über ein verstellbares Betätigungsglied beeinflußbaren Hall- Schaltbaustein, dem zwei beiderseits desselben angeordnete, mit ihren die gleiche Polarität aufweisenden Polen sich gegenüberstehende Dauermagnete zugeordnet sind, wobei der erste Dauermagnet mit dem verstellbaren Betätigungsglied in Verbindung steht und wobei der zweite, als Abgleichmittel dienende Dauermagnet im Gehäuse gehalten und über ein Stellmittel in seinem Abstand zum Hall-Schaltbaustein einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß seitlich am Betätigungsglied (3) ein Ansatz (3a) mit einer ersten Aufnahmekammer (7) für den ersten Dauermagneten (4) vorhanden ist, daß im Gehäusegrundkörper (1) in Bewegungsrichtung des Betätigungsgliedes (3) hintereinander angeordnet eine zweite Aufnahmekammer (9) für den Hall- Schaltbaustein (6) und eine dritte Aufnahmekammer (16) für den als Abgleichmittel dienenden zweiten Dauermagneten (5) vorhanden ist und daß die beiden Dauermagneten (4, 5) und der Hall-Schaltbaustein (6) derart in den Aufnahmekammern (7, 9, 16) gehalten sind, daß das Hall-Schaltelement (6) mit seinen beiden Hauptflächen zwischen den Stirnflächen der beiden achsausgerichteten Dauermagneten (4, 5) angeordnet ist.1. Electrical switch with a multi-part housing made of magnetically ineffective material and with a Hall switch module arranged therein, which can be influenced by an adjustable actuator, to which two permanent magnets arranged on both sides, with their poles having the same polarity, are opposed to each other, the first permanent magnet communicates with the adjustable actuator and the second permanent magnet, which serves as a balancing means, is held in the housing and its distance from the Hall switching module can be adjusted by means of an adjusting means, characterized in that an extension ( 3 a) is located on the side of the actuator ( 3 ) A first receiving chamber ( 7 ) for the first permanent magnet ( 4 ) is provided that a second receiving chamber ( 9 ) for the Hall switching module ( 6 ) and a third receiving chamber ( 1 ) are arranged one behind the other in the housing base body ( 1 ) in the direction of movement of the actuating member ( 3 ). 1 6 ) for the second permanent magnet ( 5 ) serving as a balancing means and that the two permanent magnets ( 4 , 5 ) and the Hall switching module ( 6 ) are held in the receiving chambers ( 7 , 9 , 16 ) such that the Hall Switching element ( 6 ) is arranged with its two main surfaces between the end faces of the two axially aligned permanent magnets ( 4 , 5 ). 2. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hall-Schaltelement (6) als Hall-IC ausgebildet ist, welches mit seinen Anschlußkontakten mit den Leiterbahnen einer im Gehäuse festgelegten Leiterplatte (11) elektrisch leitend verbunden ist.2. Electrical switch according to claim 1, characterized in that the Hall switching element ( 6 ) is designed as a Hall IC, which is electrically conductively connected with its connecting contacts to the conductor tracks of a circuit board ( 11 ) fixed in the housing. 3. Elektrischer Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an die Leiterbahnen der Leiterplatte (11) nach außen geführte Anschlußstifte (12) elektrisch leitend angeschlossen sind.3. Electrical switch according to claim 2, characterized in that to the conductor tracks of the printed circuit board ( 11 ) outwardly connected connecting pins ( 12 ) are electrically conductively connected. 4. Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Leiterplatte (11) zumindest ein zusätzliches elektrisches/elektronisches Bauteil vorhanden ist.4. Electrical switch according to one of claims 2 or 3, characterized in that at least one additional electrical / electronic component is present on the circuit board ( 11 ). 5. Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der dem aus einer Kunststoffmasse gebildeten Stellmittel (17) zugeordnete zweite Dauermagnet (5) zumindest partiell in dieselbe integriert ist.5. Electrical switch according to one of claims 1 to 4, characterized in that the second permanent magnet ( 5 ) associated with the adjusting means ( 17 ) formed from a plastic mass is at least partially integrated into the same. 6. Elektrischer Schalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellmittel (17) als Stellschraube ausgebildet ist und daß in der dritten Aufnahmekammer (16) ein das Justieren des Stellmittels (17) erlaubendes Gewinde vorhanden ist.6. Electrical switch according to claim 5, characterized in that the adjusting means ( 17 ) is designed as an adjusting screw and that in the third receiving chamber ( 16 ) there is an adjustment of the adjusting means ( 17 ) allowing thread. 7. Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellmittel (17) und der zweite Dauermagnet (5) einstückig aus einer mit magnetische Eigenschaften aufweisenden Partikeln versehenen Kunststoffmasse hergestellt sind. 7. Electrical switch according to one of claims 1 to 6, characterized in that the adjusting means ( 17 ) and the second permanent magnet ( 5 ) are made in one piece from a plastic mass having particles with magnetic properties. 8. Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse des elektrischen Schalters aus einem Isolierstoff hergestellt ist.8. Electrical switch according to one of claims 1 to 7, characterized in that the housing of the electrical Switch is made of an insulating material.
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